Гаврилюк В.Б. Створення вихідного матеріалу для селекції гречки дією мутагенів на вегетуючі рослини

Краткое содержание

Мутагенез вегетуючих рослин в селекційних програмах.

( огляд літератури )

Розглянуто і висвітлено питання історії зародження та розвитку індукованого мутагенезу як дійового методу створення нового вихідного матеріалу в селекції різних культур, зокрема гречки. Проаналізовано результати досліджень вітчизняних і зарубіжних вчених по впливу фізичних і хімічних мутагенів на вегетуючі рослини, теоретично обгрунтовано їх дію на різних етапах органогенезу. Підсумовано спроби деяких дослідників виявити специфічність дії мутагенів на вихід селекційно - цінних форм та роль генотипу сорту в індукції окремих ознак і властивостей.

Умови, матеріал і методи досліджень

Робота виконувалась в період з 1992 по 2000 роки в Науково - дослідному інституті круп’яних культур Подільської державної аграрно-технічної академії. Польові досліди закладались в селекційній сівозміні дослідного поля, розміщеного в південній лісостеповій частині Хмельницької області, грунтово-кліматичні умови якої відповідають біологічним вимогам культури гречка.

Роки досліджень значно відрізнялись за погодними умовами, що дозволило об'єктивно оцінити вихідний селекційний матеріал.

Для одержання нового вихідного матеріалу (1992 р.) використовувались фізичні і хімічні мутагени. Із фізичних застосовувались гамма-промені в дозах від 5,32 до 603,4 сГр в залежності від віддалі розміщення вегетуючих рослин до джерела опромінення (ізотопом ⁶⁰Со) на Кишинівському гамма-полі. Установка “Флора М” для опромінення рослин у відкритому грунті. Насіння висівали секторами в гнізда по 50 шт., через 60 см. Із хімічних:  -  N-нітрозоетилсечовина         ( НЕС ), N-нітрозометилсечовина  ( НМС ) та етиленімін ( ЕІ ) в концентраціях 0,02 % і 0,012 %, експозиціях 6, 12 і 18 годин. Дводенні проростки гречки намочували в розчині мутагену і висаджували по 300 шт. на кожну ділянку вегетаційного досліду; на контролі проростки намочувалися  у дистильованій воді.

В попередні роки (1990-1991) вихідний селекційний матеріал одержували шляхом: а) застосування медичного шприца (ін’єкція мутагену в третє міжвузля рослини); б) обробка рослин в фазі бутонізації у газовому середовищі (10 рослин ізолювали целофановим мішечком, 20 мл мутагену наносили на вату і поміщали в чашку Петрі, яку розташовували під целофановий мішечок з рослинами). В дослідах застосовували НЕС і НМС в концентраціях 0,02, 0,012%, тривалість обробки 12 і       18 год.

Матеріалом для досліджень служили різні сорти і гібриди НДІКК та інших науково-дослідних установ. Для обробки проростків взято сорти Вікторія – селекції НДІ землеробства і тваринництва західних районів України та Аніта – Білоруського НДІ землеробства. Хронічному опроміненню піддавались вегетуючі рослини сорту Вікторія. Мутантний матеріал попередніх років, вивчення яких продовжувалось в наших дослідженнях, отриманий обробкою вегетуючих рослин сортів Вікторія і Аніта, а також сортів Балада, Снєжить, Скороспєлая 81 і 86 - селекції ВНДІЗБКК; Орлиця, Курська 87 – ВНДІЗБКК, Орловської і Курської ДС; Ідель, Казанка, Казанська крупноплідна - Татарського НДІСГ; Ірменка – Татарського НДІСГ та Сибірського НДІ; Клімовка – Гомельського відділення ВНДІЗБКК, гібриди – НДІКК ПДАТА.

Новий вихідний матеріал і селекційні номери старших поколінь вивчалися у відповідних розсадниках: мутаційному (М), селекційному ( СР ), контрольному           ( КР ) розсадниках та в попередньому ( ПС ) і конкурсному ( КС ) сортовипробуваннях. М та СР закладалися ділянками з 1 – 4 рядками, обліковою площею 0,7 – 2,8 кв.м, стандарт висівався через чотири номери. Облікова площа КР – 10 кв.м, ПС і КС – 25 кв.м, стандарт через 5 – 10 номерів. Повторність в КР, ПС – трьох -, КС – чотирьох кратна. Стандарт - районований сорт Вікторія.

 Закладка всіх типів розсадників проводилась в умовах екранної ізоляції тетраплоідною гречкою за методикою Е.Д. Неттевича, М.В. Фесенко ( 1964 ) і вдосконаленою О.С. Алексеєвою ( 1970 ).

Фенологічні спостереження в період вегетації проводились з визначенням повної появи сходів, початку цвітіння, побуріння плодів, достигання 75% плодів, часу збирання і обмолоту. За цими даними встановлювали тривалість вегетативного, генеративного та вегетаційного періодів. Візуально оцінку стану  посівів давали в період сходів, масового цвітіння та перед збиранням урожаю. Польову схожість визначали у фазі повних сходів, виживання рослин - перед збиранням.

Частоту і спектр мінливості визначали за класифікацією мутацій, розробленою Алексеєвою О.С. та ін. ( 1976 ).

Добір і підрахунок новоутворень проводили у всіх розсадниках протягом вегетаційного періоду. В М₁ візуально змінені рослини відмічалися етикетками, при потребі ізолювалися, збиралися  і аналізувалися окремо; в М₂ висівалися за типом селекційного розсадника для перевірки успадкування індукованих змін і добору господарсько-цінних форм. Частина рослин об’єднувалася за типами змін, інша, з особливо цінними новоутвореннями, висівалася індивідуально. Добір змінених рослин проводився і серед мутантів старших поколінь.

Реакцію на умови середовища визначали за методикою ВІР, візуально, за      5-ти бальною шкалою. Ступінь вилягання оцінювали в період цвітіння і перед збиранням. Осипання визначали в період дозрівання: по плодах, що осипались на грунт, стряхуванням рослин при збиранні, після збирання урожаю та після дощу шляхом підрахунку сходів (падалиця). Жаростійкі рослини відбирали по ступеню прив’ядання листків (втрата тургору) в самі жаркі дні та години доби.

Біометричний аналіз проводили за пробними снопами (20 типових рослин)  за показниками: висота рослин, кількість вузлів на стеблі, гілках, в т.ч. першого порядку, вузол гілкування, кількість суцвіть, плодів, маса зерен з рослини та ін. згідно методичних вказівок для аналізу структури рослин гречки.

Облік врожаю проводили методом суцільного обмолоту. В мутаційному і селекційному розсадниках продуктивність номерів визначалась в грамах на 1 м², в інших розсадниках і сортовипробуваннях -  в перерахунку на ц/га, т/га. Технологічні оцінку плодів гречки визначали за методикою Святової Л.Н. (1977) за показниками: маса 1000 зерен, плівчатість та вирівняність зерна.

 Статистичний аналіз результатів досліджень проводився за описовим, дисперсійним, кластерним, кореляційним і регресійним методами на персональному комп’ютері Pentium ІІІ з використанням прикладної програми Statistica-6.0.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Дія фізичних і хімічних мутагенів на рослини гречки

Хронічне гамма-опромінювання рослин. Показники схожості насіння і виживання рослин гречки залежали від відстані до джерела опромінення. На межі поля, біля земляного валу, де дози були порівняно низькими (5,32 – 6,84 сГр.), спостерігалося незначне (6,1%) стимулювання схожості. З наближенням до джерела, починаючи із дози в межах 7,67 – 8,36 сГр. схожість поступово зменшувалася, на варіантах з високою дозою  (490,2 – 603,4 сГр.) суттєво різнилася від контролю і становила 58 - 42%.

Протягом вегетації на всіх варіантах опромінення спостерігалося помітне випадання рослин: при низьких дозах (5,32-6,84 сГр) виживання рослин становило 46,5 %; із збільшенням дози  показник зменшувався і у варіанті 490,2-603,4 сГр дорівнював 4,8 %, тобто знаходився на межі летальності. Дія опромінення проявлялась у потовщенні і відмиранні корінців, загниванні колеоптиля, масовій появі хлорофілових мутацій; стебла набували потворної форми і поступово всихали.

Вплив гама-променів на висоту рослин гречки майже в усіх варіантах був негативний. Достовірне зниження висоти починалось вже з дози 9,12-11,4 сГр, де показник дорівнював 98,7 см  ( на контролі 118,3). Із збільшенням дози висота рослин зменшувалася і у варіанті 490,2-603,4 сГр  була лише 73,0 см.