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
- 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.
- 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.
- Кротова Л.А. Роль химических мутагенов в получении адаптивных форм яровой мягкой пшеницы/ Л.А.Кротова //Известия СПбГАУ.- 2010.- № 21.- С. 26-29.
- Цильке Р.А. Генетические основы селекции мягкой яровой пшеницы на продуктивность в Западной Сибири: Монография.- Новосибирск, 2005.- 321 с.[schema type=»book» name=»ВКЛАД МУТАГЕНОВ, ГЕНОТИПИЧЕСКОЙ СРЕДЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В ПРОЯВЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ» description=»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. » author=»Кротова Людмила Анатольевна» publisher=»Басаранович Екатерина» pubdate=»2016-12-17″ edition=»euroasia-science_6(27)_23.06.2016″ ebook=»yes» ]