23 Июн

ВКЛАД МУТАГЕНОВ, ГЕНОТИПИЧЕСКОЙ СРЕДЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В ПРОЯВЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Экспериментальный мутагенез нашёл широкое применение в селекционном процессе, с использованием этого метода связано выведение ряда высокопродуктивных сортов растений, занявших значительные посевные площади, но успех сопровождал работу тех селекционеров, которые умело сочетали мутагенез с традиционными методами скрещивания и отбора [2]. Наличие и взаимодействие всех факторов специфичности мутационного процесса дают, в конечном итоге, широкий спектр мутаций, значительная часть которых имеет большое селекционное значение. Природные химические мутагены в эволюции, а синтетические в руках экспериментаторов увеличивают потенциал генетического разнообразия, возникшие мутации используются в естественном и искусственном отборе [1]. Задача  комплексного изучения исходного материала заключается в том, чтобы в конкретных агроклиматических условиях выявить характер проявления и наследования всех тех признаков, которые связаны с реализацией потенциала продуктивности сорта, и на этой основе определить метод эффективного использования той или иной формы в селекционном процессе с целью переноса желаемого генетического материала во вновь создаваемый сорт [4].

Климат Западной Сибири отличается коротким безморозным периодом, поэтому очень важна продолжительность вегетационного периода сортов, так как позднес­пелые растения не всегда успевают созреть, что приводит не только к поте­рям качества продукции, но иногда, под влиянием ранних осенних замороз­ков, к снижению или в значительной мере утрате урожайности. Но среднепоздние и позднеспелые сорта, как правило, обладают высокой потенциальной продуктивностью и поэтому могут представлять интерес для селекции. Мы предположили возможность получить у высокопродуктивных, но позднеспелых сортов более скороспелые мутанты с помощью химических мутагенов, что и было реализовано в ходе дальнейших исследований [3]. Так,  к позднеспелому типу относится сорт  яровой пшеницы Лютесценс 65, на его основе с помощью химических мутагенов были получены скороспелые формы, сочетающие сокращение вегетационного периода на 9-13 дней с продуктивностью на уровне исходного сорта.

Изучение влияния факторов на количественные признаки у хемомутантов показало зависимость проявления одних признаков в основном от мутагенов (количество колосков колоса),  других – от экологических условий (высота растения, общая кустистость, масса зерна колоса), на третьи признаки большее влияние оказали условия среды, но влияли сильно и в одинаковой степени мутагены и взаимодействие факторов (продуктивная кустистость, масса 1000 зёрен, продуктивность растения), в озернённость колоса значительный вклад внесли экологические условия и взаимодействие факторов (таблица 1).

Таблица 1

Вклад  мутагенов (А) и экологических условий (В) в изменчивость количественных признаков

Признак А В АВ
Высота растения 10,25 84,11 5,64
Общая кустистость 6,02 77,67 16,31
Продуктивная кустистость 20,53 58,61 20,86
Количество колосков колоса 80,54 10,91 8,55
Количество зёрен колоса 14,06 36,22 49,72
Масса зерна колоса 12,21 68,80 18,99
Масса 1000 зёрен 23,32 54,60 22,08
Масса зерна с растения 24,21 53,33 22,46

С целью определения влияния генотипической среды на проявление мутантных признаков мы изучали гибриды, полученные от скрещивания скороспелых мутантов, полученных воздействием нитрозодиметилмочевины  на сорт Лютесценс 65, с сортом Омская 18 и с исходным сортом.

Благоприятное влияние новой генотипической среды на выраженность большинства признаков было отмечено для гибридов, полученных от скрещивания мутантов с сортом Омская 18.  Так, гибриды Мутанта 753  превышали количественные признаки и мутанта и исходного сорта в условиях недостатка влаги. В условиях избыточного увлажнения гибриды с Омской 18 выделились по высоте растения, общей и продуктивной кустистости массе зерна с растения; по количеству колосков и зёрен колоса и массе зерна колоса гибриды Мутанта 753 были лучше самого мутанта, но хуже исходного сорта. Более крупное зерно независимо от экологических условий сформировал мутант.

Гибриды  Мутанта 735  превышали все признаки мутанта и исходного сорта в условиях недостатка влаги и пониженных температур, кроме количества колосков колоса, оно у гибридов было ниже исходной формы, но больше мутанта. В следующем году с избыточным увлажнением гибриды имели высоту растения ниже мутанта, но выше исходного сорта; количество колосков колоса ниже исходного сорта, но больше мутанта; количество зёрен колоса у гибридов было ниже;  масса зерна с растения выше мутанта, но ниже исходного сорт; по остальным признакам выделились гибриды мутанта с исходным сортом. Несколько иная картина наблюдалась у гибридов Мутанта 777. В условиях пониженных температур и недостатка влаги варьирование большинства признаков у гибридов было направлено в сторону их ослабления, по сравнению с мутантом, и только по количеству колосков в колосе  и массе 1000 зёрен (в гибридной популяции мутанта с Омской 18) было отмечено увеличение признаков. В условиях избыточного увлажнения в гибридных популяциях только количество колосков и зёрен  колоса было ниже мутанта и исходного сорта, по остальным признакам наблюдалось превышение.

Генотипическая среда и экологические факторы оказали разное влияние на проявление признаков (таблица 2). Если при скрещивании Мутанта 753 и Мутанта 735 с исходной формой и сортом Омская 18 основной вклад в количество колосков колоса вносил генотип мутанта, то в изменчивость остальных  признаков  основной вклад вносили экологические факторы. Исключение составляют признаки продуктивная кустистость, масса зерна колоса и растения в популяциях Мутанта 753 – здесь наблюдается высокая доля генотипической среды. Другая картина наблюдалась при использовании Мутанта 777- основной вклад в изменчивость всех признаков вносят экологические факторы, то есть при включении этого мутанта в скрещивание можно не получить лучшего развития признаков, чем у мутанта.

Таким образом, в ходе исследований установлено влияние мутагенов, генотипа и внешних условий на количественные признаки у хемомутантов. Отмечено, что  новая генотипическая среда и экологические условия влияют существенно на проявление мутантного гена, поэтому включение мутантов в программы скрещиваний с различными сортами яровой пшеницы способствует улучшению отдельных количественных признаков и продуктивности растений в целом. Использование мутантов позволило создать новый адаптированный к условиям среды  исходный материал для селекции культуры.

Таблица 2

Доля вклада  генотипической среды (А) и экологических факторов (В) в количественные признаки

Признак Мутант 753 Мутант 735 Мутант 777
А В АВ А В АВ А В АВ
Высота растения 12,32 86,56 1,12 8,37 90,13 1,50 3,24 89,52 7,24
Общая кустистость 17,28 70,79 11,93 35,04 23,67 41,29 8,15 73,20 18,65
Продуктивная кустистость 30,55 46,12 23,33 10,22 88,15 1,63 11,2 75,18 13,62
Количество колосков колоса 59,44

 

40,27

 

0,29

 

66,51 2,64 30,85 0,30 94,96 4,74
Количество зёрен колоса 5,73 89,07 5,20 8,92 61,73 29,35 5,08 97,06 7,86
Масса зерна колоса 33,03 34,12 32,85 4,97 86,12 8,91 3,99 90,53 5,48
Масса 1000 зёрен 20,15

 

69,68

 

10,17

 

2,29 78,80 18,91 4,79 82,30 12,91
Масса зерна с растения 34,82 50,30 14,88 10,84 83,41 5,75 3,93 88,04 8,03

Список литературы

  1. Белецкая Е.Я. Использование химических мутагенов для индуцирования генетической изменчивости у пшеницы/ Е.Я.Белецкая//Научно-техническая конференция по химии и химической технологии — Тюмень, 1985.- С.222.
  2. Кротова Л.А., Белецкая Е.Я. Влияние генотипа и среды на комбинационную способность хемомутантов мягкой пшеницы по продуктивности растений// Международный научно-популярный вестник «Европа-Азия»: Евразийский Союз Ученых. — М, 2015.- №19. — С. 12-15.
  3. Кротова Л.А. Роль химических мутагенов в получении адаптивных форм яровой мягкой пшеницы/ Л.А.Кротова //Известия СПбГАУ.- 2010.- № 21.- С. 26-29.
  4. Цильке Р.А. Генетические основы селекции мягкой яровой пшеницы на продуктивность в Западной Сибири: Монография.- Новосибирск, 2005.- 321 с.
    ВКЛАД МУТАГЕНОВ, ГЕНОТИПИЧЕСКОЙ СРЕДЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В ПРОЯВЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
    Изучение влияния факторов на количественные признаки у хемомутантов показало, что проявление одних признаков контролируется мутагенами, других – экологическими условиями, на третьи признаки большее влияние оказали условия среды. Скрещивание мутантов с сортами яровой пшеницы показало зависимость проявления количественных признаков от генотипической среды и экологических факторов.
    Written by: Кротова Людмила Анатольевна
    Published by: Басаранович Екатерина
    Date Published: 12/17/2016
    Edition: euroasia-science_6(27)_23.06.2016
    Available in: Ebook