Генетическая природа индуцированных мутаций у яровой мягкой пшеницы

Кротова Людмила Анатольевна; Krotova L.A.

Генетическая природа индуцированных мутаций у яровой мягкой пшеницы

Автор: Кротова Людмила Анатольевна

Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau

Рубрика: Сельскохозяйственные науки

Статья в выпуске: 3 (7), 2012 года.

Бесплатный доступ

Проведена оценка характера наследования количественных признаков у мутантов яровой пшеницы, полученных воздействием химических мутагенов.

Яровая пшеница, химические мутагены, мутанты, количественные признаки

Короткий адрес: https://sciup.org/142198815

IDR: 142198815 | УДК: 633.11:631.528

Genetic nature of inductive mutation of spring soft wheat

The article gives the evaluation of inheritance of mutants quantitative features of spring soft wheat, obtained by chemical mutagens influence.

Текст научной статьи Генетическая природа индуцированных мутаций у яровой мягкой пшеницы

Наследование индуцированных мутаций, прежде всего, зависит от их генетической природы. Природа индуцированных мутаций определяет ценность мутантных линий сельскохозяйственных культур и скорость их вовлечения в производство. Установлено, что макромутации по тем или иным практически ценным признакам растений сопровождаются, как правило, малыми мутациями по многим количественным признакам; возникновение мутационных изменений одновременно по многим признакам создает предпосылки для успешного ступенчатого улучшения мутантных форм в разных направлениях путем повторных отборов в их потомстве [1].

Изучение природы индуцированных мутантов проводят как генетическими (гибридизация и анализ расщепления), так и цитологическим методами (анализ мейоза, а в некоторых случаях – морфологии хромосом). Несмотря на бесспорную эффективность и необходимость проведения генетического анализа в экспериментальном мутагенезе, исследования в этом направлении проводятся все еще в очень узком масштабе. Еще меньше работ, посвященных изучению генетической природы мутантов по количественным признакам, определяющих, как правило, продуктивность и качество урожая. Проведение генетического анализа количественных признаков при мутагенезе приобретает весьма важное значение, так как появляется возможность значительного повышения эффективности использования мутантных форм в синтетической селекции [2].

Объекты и методы исследований

Генетическая природа мутаций количественных признаков была изучена нами на примере ряда мутантов яровой пшеницы путем проведения скрещиваний мутантов с исходной формой и последующего анализа гибридов F 1 и F 2 . Объектами исследований служили сорт яровой пшеницы Лютесценс 65, полученные на его основе хемомутанты и гибриды мутантов с исходным сортом.

Исследования проводили на малом опытном поле ОмГАУ в 1995–1996 гг. Метеорологические условия были в целом благоприятны в течение всего периода вегетации в оба года и соответствовали среднемноголетним данным.

“ a

3 о

СО

СЧ

СО

СО^

СО

со^

ОО

В g a 2 2 £

<о

ОО

8 о

1Г?

СП

ОО

СО

ОО

S s

СЧ

ГП

СО^

-н

ОО о

СО^ 1

СЧ

40 о

СЧ

ОО о

СО

СО^

СП

СО

u S ⁰³

U g О • £ u g н ® 5 3 о g S

СП

СО^ О

СО

О 04

СП

ОО

О Ой

F О О О § ” g § a

ОО

40 О

СО^ 40

СЧ

IT?

ОО

V4 О

о'

ОО

со"

й S С • ч к H 5 H о ” 9

Ц H O

СЧ

СО

СО^

ОО

со

со^

СЧ

СО О

ОО

О;

СО

СО^

О;

СО

В о ^но й

СЧ

СО irT

СЧ

со

со^

-ст

СЧ

СО

СО^

ОО

СО

СО^ 8

О И 5

В “ и

40 40

1/4

40 40

СП

ОО

§ « g

“ х о ^u Gur m о я

ОО

40 О

ОО

со

<О

о'

2 40

12"

2^х

LT) 40

S 2"

Д5^&

^ X

2^х

^ X

2^х

^ X

2^х

s _Q

s to x© S

R bi s

bi R a R И

К! ° § О R Д g 8 д to	О	ОО о	ОО	о	ОО	о		о	о	ОО	СП
cd _ S а	1/4 о	^	о	ОО		сч	СП	о			ОО
S S R и о cd to О 2^0	o'	о	ОО о	о	о	о	ОО о	о	о	о	ОО ОО о
О ® R U п о . £ u g Й s м у О 2 И	о о	О' о	о^	О' 40	О'	О'	О' о	О' ОО	О'	О'	0^
О Ой Г О О о н а и о ц а	О		О'		40		О'	irT	40	40	40
ё 5 Д tx я н н о g и о а to S Н Д И о	о	-Н	СЧ	О'		СЧ	RT	ОО		ОО	ОО
S С • £ Й “ Й	40	О'	^	RT		СЧ					RT
о и § “ О to	О ОО	О'	40	О'	40 40	О'	О' ОО	о	О' о	04 40	О'
2 з _А X О ^u Кия ©о	О о	О'	1Г?		ОО	О'		О'	ОО	ОО	ОО
to to и Я 2	to и X и Я игГ 40		LT) 40 X to		LT) 40 X S to	о	LT) О ^ X о S to		LT) 40 ^ X S to	40 LT)	LT) 40 ^ X 40 LT) to

Почвы малого опытного поля – лугово-черноземные, благоприятные для выращивания пшеницы. Посев родительских форм и гибридов проводили по чистому пару, вручную, площадь питания растения 5х15 см ² , повторность трехкратная, в каждой повторности высевали по 20 зерен родительских форм, гибридов F 1 и по 60 зерен гибридов F 2 . В течение вегетации проводили фенологические наблюдения, растения убирали в фазу полной спелости, в лабораторных условиях сделан индивидуальный анализ элементов структуры урожая.

Показатели доминирования вычисляли с помощью метода, предложенного Бейлом и Аткинсом [3].

Результаты исследований

Мутант 731 (Лютесценс 65, ЭИ 0,005%) достоверно различался от исходной формы по продолжительности периода всходы – колошение, количеству колосков колоса, количеству зерен колоса и массе 1000 зерен. По массе 1000 зерен у гибридов F 1 мутанта с исходным сортом наблюдалось частичное доминирование мутанта, т.е. мутация полудоминантная, по остальным признакам отмечено неполное и частичное доминирование исходного сорта, т.е. мутации были рецессивные (табл. 1). Для установления плейотропного характера наследования мутаций необходимо убедиться: сохраняют ли мутантные признаки гибриды F 2 , полученные от скрещивания мутанта с исходной формой. Плейотропный эффект может быть обусловлен как мутированием одного, так и группой близкосцепленных генов, последнее обстоятельство имеет важное практическое значение, так как возникает большая вероятность освобождения от многих нежелательных свойств мутантов, включив их в дальнейшие скрещивания [2]. В F 2 мутанта с исходным сортом наследовалась только продолжительность периода всходы – колошение. Изменения по количеству колосков колоса, вероятно, связаны с мутациями других близкосцепленных генов, поэтому включение мутанта в скрещивания может быть эффективным для повышения данного признака у гибридов (табл. 2).

Мутант 759 (Лютесценс 65, НДЭМ 0,01%) достоверно отличался от исходной формы по продолжительности периода всходы – колошение, количеству колосков колоса, количеству зерен колоса. У гибридов F 1 мутанта с исходной формой проявилось сверхдоминирование мутанта по озерненности колоса, т.е. мутация была доминантная, по остальным признакам наблюдались неполное доминирование и сверхдоминирование исходной формы, т.е. мутации по продолжительности периода всходы – колошение и количеству колосков колоса были рецессивными (табл. 1). Гибриды F 2 мутанта с исходной формой не сохранили мутантные признаки, кроме продолжительности периода всходы – колошение, таким образом, здесь мы не наблюдаем плейотропного эффекта мутантного признака (табл. 2). Изменения по количеству колосков колоса и масса 1000 зерен, вероятно, связаны с мутациями других близкосцеп-ленных генов.

Мутант 769 (Лютесценс 65, НДЭМ 0,02%) достоверно отличался от исходной формы по продолжительности периода всходы – колошение, количеству колосков колоса, количеству зерен колоса. У гибридов F 1 мутанта с исходной формой доминировала исходная форма, т.е. все мутации были рецессивными (табл. 1). В F 2 мутанта с исходным сортом наследовались продолжительность периода всходы – колошение и общая кустистость, включение мутанта в гибридизацию позволит получить более крупный колос у гибридов, по сравнению с мутантом, не увеличивая продолжительность вегетационного периода (табл. 2).

Мутант 771 (Лютесценс 65, НДММ 0,01%) достоверно отличался от исходной формы по продолжительности периода всходы – колошение и количеству колосков колоса. У гибридов F 1 мутанта с исходной формой по продолжительности периода всходы – колошение наблюдалось неполное доминирование Лютесценс 65 (мутация рецессивная), по количеству колосков колоса частичное доминирование мутанта (мутация полудоминантная) (табл. 1). В F 2 мутанта с исходным сортом наследовались общая и продуктивная кустистость, а скороспелость и количество колосков колоса не наследовались у гибридов, что указывает на мутирование близкосцепленных генов (табл. 2).

Мутант 536 (Лютесценс 65, ДЭС 0,025%) не имел достоверных различий по сравнению с исходной формой в первый год (таблица 1) и отличался по 7 признакам во второй год (табл. 2). В F2 мутанта с исходным сортом наследовались продолжительность периода всходы – коло- шение, масса зерна колоса и масса 1000 зерен, таким образом, наблюдается плейотропное действие гена, а высота растения, общая и продуктивная кустистость обусловлены мутированием близкосцепленных генов (табл. 2).

Выводы

В результате проведенных исследований у мутантов по количеству колосков колоса, количеству зерен колоса и массе 1000 зерен установлена, в основном, рецессивная природа мутаций, но у Мутанта 731 по массе 1000 зерен наблюдалась полудоминантная мутация, у Мутанта 759 по количеству зерен колоса – доминантная мутация, у Мутанта 771 по количеству колосков колоса – полудоминантная мутация. У всех мутантов отмечена рецессивная природа мутаций по продолжительности периода всходы – колошение.

У мутантов проявилось плейотропное действие мутантного гена: хемомутанты характеризуются не только уменьшением вегетационного периода, но еще целым комплексом измененных признаков. Причем выражение отдельных признаков, входящих в плейотропный комплекс, в значительной степени зависит и от условий внешней среды.

Список литературы Генетическая природа индуцированных мутаций у яровой мягкой пшеницы

Кудин, А.Н. Индуцированная изменчивость количественных признаков у пшеницы/А.Н. Кудин, П.К. Шкварников, В.Ф. Марьюшкин//Цитология и генетика. -1973. -Т. 7, № 6. -С. 518-522.
Рапопорт, И.А. Химический мутагенез: проблемы и перспективы/И.А. Рапопорт, И.Х. Шигаева, И.Б. Ахматуллина. -Алма-Ата: Наука Каз. ССР, 1980. -320 с.
Beil, G.M. Inheritance of quantitative characters in grain sorghum/G.M. Beil, R.E. Atkins//Iowa State J. Sci. -1965. -P. 345-358.