Хоменко Т.М. Створення вихідного матеріалу в селекції озимої пшениці на базі індукованих мутацій

Короткий зміст

Індуковані мутації як засіб розширення мінливості рослин озимої пшениці

            Подається аналіз наукової літератури стосовно значення індукованого мутагенезу як джерела розширення генетичного різноманіття вихідного матеріалу в селекції озимої пшениці. Узагальнені й виділені недостатньо вивчені питання щодо напрямів використання мутацій і, особливо, методів роботи з поколіннями генетично нестабільних мутантів та їх ідентифікації, вирішення яких має важливе значення у збагаченні вихідного матеріалу для генетично-селекційного поліпшення сортів озимої м’якої пшениці.

Умови, матеріал та методика проведення досліджень

Дослідження, за темою дисертаційної роботи, проводилися впродовж 2001–2005 рр. у центрі північної частини правобережного Лісостепу на дослідному полі Білоцерківського державного аграрного університету.

Погодні умови у роки проведення досліджень характеризувалися значною різноманітністю, що дозволило більш комплексно оцінити селекційний матеріал.

Вихідним матеріалом для досліджень була колекція мутантно-сортових гібридів і нестабільних мутантів, створена у попередні роки на кафедрі селекції та насінництва Білоцерківського ДАУ.

У роботі з поколіннями нестабільних мутантів застосовували безперервний добір за методом педігрі. У популяціях гібридного походження проводили індивідуальний добір за селекційно й господарсько цінними ознаками.

Насіння від кожної індивідуально відібраної рослини висівали окремими ділянками. Упродовж вегетації вели порівняння індивідуальних доборів. Сестринські лінії, вирівняні за морфологічними ознаками та біологічними властивостями, об’єднували в один селекційний номер для подальшого їх оцінювання на наступних етапах роботи. У наступні пересіви порівнювали об’єднані селекційні номери з вихідними батьківськими формами та сортом-стандартом Миронівська 61, який висівався через 10 номерів.

Польові досліди та фенологічні спостереження проводили згідно з „Методикою державного сортовипробування сільськогосподарських культур” (Волкодав В.В., 2001). Попередник – горох. Агротехніка у дослідах була загальноприйнятою для вирощування озимої пшениці в зоні досліджень. Площа облікових ділянок варіювала залежно від кількості насіння та етапів роботи від 1 рядка до 5 м².

Стійкість ліній, селекційних номерів та батьківських форм до несприятливих факторів оцінювали за станом посівів одночасно для всього досліджуваного матеріалу в усіх повтореннях. Стійкість до вилягання визначали за методикою, описаною в Класифікаторі СЕВ роду Triticum L. (1984).

Біометричні аналізи проводили за загальноприйнятими у кількісній генетиці методами за середньою вибіркою 30 рослин. Продуктивність ліній визначали за елементами структури врожайності та обмолотом на колосовій або сноповій молотарках.

Життєздатність пилку в квітках колосків пшениці визначали ацетокарміновим методом за З.П. Паушевою (1988).

Електрофорез гліадинів у поліакриламідному гелі (ПААГ) виконували в лабораторії геномної та хромосомної інженерії рослин Інституту агроекології та біотехнології УААН за методикою В. Бжезинського, П. Менделевського (1989), модифікованою М.З. Антонюком (1995).

Аналіз результатів досліджень проводили за описовим статистичним, кореляційним і дисперсійним методами (Доспехов Б.А., 1985; Лакин Г.Ф., 1990; Рокицький П.Ф., 1973, 1978; Хангильдин В.В., 1978) з використанням прикладної комп’ютерної програми “Statistica-5”.

Ступінь фенотипового домінування (h_p) господарсько цінних ознак визначали за формулою Г.М. Бейла та Р.І. Аткінса (1965). Коефіцієнт успадковуваності (h²) – за методикою П.П. Літуна (1969).

Добір та оцінка в поколіннях генетично нестабільних мутантів

У науковій літературі описані випадки появи генетично нестабільних систем в індукованому мутагенезі (Ананьєв Е.В., Чернышев А.И., 1989; Володин В.Г. и др., 1989; Васильківський С.П., 1997; Бурденюк-Тарасевич Л.А., 2001), які впродовж багатьох поколінь дають розщеплення з відхиленнями від теоретично очікуваних співвідношень за менделюючими ознаками при гібридологічному аналізі. Як правило, такі форми вибраковують у третьому-четвертому поколіннях. З цього приводу Й.А. Рапопорт (1971) наголошував, що через недосконалість роботи з таким матеріалом значна частина селекційно цінних мутацій залишається непоміченою і втрачається. Тому бажано створювати колекції мутантів для детального їх вивчення і подальшого використання.

У цьому розділі викладено результати вивчення формотворчого процесу та методи роботи з таким формами.

Виявлено, що в поколіннях нестабільних мутантів з’являються різні форми за довжиною стебла: карлики (<65 см), напівкарлики (65–80 см), низькорослі (80–95 см), середньорослі (95–110 см) та високорослі (>110 см). За формою колоса зустрічалися компактоїди, веретеноподібні, циліндричні (призматичні), скверхеди та спельтоїди з різною довжиною, кількістю колосків, зерен та масою зерна головного колосу. Наводимо схему розщеплення та роботи з поколіннями на прикладі однієї генетично нестабільної форми (рис. 1).

Всі відібрані вихідні рослини становили інтерес за озерненістю  та масою зерна з головного колосу. Кількість зерен головного колосу коливалася від 45 до 63 шт., а маса зерна з нього від 2,5 до 3,5 г, що значно вище, порівняно з  мутантом 432/5 і сортом Roxana. Форма колосу у рослин, відібраних із мутанта-компактоїда, веретеноподібна або призматична.

Упродовж 2001–2005 рр. вивчено за комплексом селекційно та господарсько цінних ознак понад 500 ліній, відібраних у різні роки в потомстві нестабільного компактоїдного карликового мутанта 432/5, середньорослого мутанта 419, індукованого в F₃ у гібрида (Tr. sphaerococсum х Безоста 1) та М 800 і М 801, індукованих у мутанта 42 (який був отриманий на базі сорту Іллічівка в 1985 р.).

Вихідні рослини у потомстві давали розщеплення. Добір рослин для подальшого вивчення проводили за довжиною стебла (розподіляючи за групами від карликів до високорослих), стійкістю до вилягання та за елементами продуктивності колосу (довжина, кількість колосків, озерненість та маса зерна головного колосу), тобто, за морфологічними ознаками, параметри яких обов’язково враховуються при створенні морфотипу сорту для Лісостепу України.