НАСЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕННЫХ ПРИЗНАКОВ У МУТАНТЫХ ФОРМ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

INHERITANCE OF MODIFIED TRAITS OF MUTANTS FORMS OF WHEAT

Mira Dzhunusova

doctor of agricultural sciences, professor of Kyrgyz Turkish Manas University,

Kyrgyzstan, Bishkek

Kadyrbai Chekirov

candidate of biological sciences, associate professor of Kyrgyz Turkish Manas University,

Kyrgyzstan, Bishkek

АННОТАЦИЯ

В данной статье приводится результаты исследований наследования измененных признаков у мутантных форм мягкой пшеницы. Наиболее широкий спектр изменчивости выявлен у мутантных форм сорта Эритроспермум-760 и г/п 771, самый низкий – у мутантных форм г/п 762. Морфологический анализ снопового материала в каждом поколении показал, что основное количество мутаций возникло и проявилось в виде фенотипических изменений окраски и формы колоса, признака остистости, окраски зерна и длины соломины.

ABSTRACT

This article provides the results of studies of inheritance of modified characteristics in mutant forms of wheat. The widest range of variability detected in mutant forms Erythrospermum grade-760 h/g 771, the lowest – in the mutant forms h/g 762. Morphological analysis of sheafing material in each generation showed that the main number of mutations originated and manifested itself in the form of phenotypic changes colour and shape of the spike, the spinous sign, colour of grain and length of straw.

Ключевые слова: мягкая пшеница; мутантные формы; мутационная изменчивость; фенотипические изменения.

Keywords: soft wheat; mutants forms; mutational variability; phenotypic changes.

Введение. Кыргызскими селекционерами за последние 50 лет создано и районировано более 30 сортов пшеницы, в основном интенсивного типа. При соответствующей агротехнике на орошаемых землях они способны давать 80–100 и более центнеров зерна с гектара [2, с. 4]. Генофонд пшеницы в Кыргызстане пред­ставлен большим разнообразием форм, сортов и разновидностей. И они могут быть использованы в качестве источников хозяйственно-ценных признаков для создания более перспективных и продуктивных сортов и гибридов пшеницы [3, с. 665].

В создании высокопродуктивных и обладающих комплексом хозяйственно-ценных признаков сортов, наряду с традиционными методами гибридизации все большее внимание уделяется индуцированному мутагенезу, как методу, значительно расширяющему наследственную изменчивость организмов.

Мутантные формы служат донорами таких хозяйственно-ценных признаков, как иммунность, зимостойкость, устойчивость к полеганию, высокое содержание белка, сбалансированность по незаменимым аминокислотам. Мутанты непосредственно используются для получения новых сортов после отбора и размножения или включаются в разные схемы скрещивания для получения форм с лучшим сочетанием признаков. Для успешного использования мутантов в селекции и разработки эффективных методов их применения необходимо знать генетические особенности мутантов и природу наследственных изменений [4, c. 69; 1, c. 157]. Поэтому целью исследований являлось изучение особенностей наследования измененных признаков у мутантных форм.

Материалы и методы исследований

Исходным материалом для исследования были использованы мутантные формы сортов озимой пшеницы, относящиеся к различным разновидностям: Лютесценс-42, Эритроспермум-760 и их гибридов.

Семена, подвергавшиеся воздействию физических факторов в М₁, высевались ручным способом согласно стандартной методике (ширина грядки 1 м, междурядье – 30 см, расстояние между семенами 5 см, глубина заделки 5–6 см). Семена с отдельных жизнеспособных растений М₁, высевали на М₂ по семьям. В М₂ проводились подробные фенологические наблюдения, учет и выделение мутаций, отбор элитных растений с хозяйственно-ценными признаками. Частоту мутаций в М₂ вычисляли в и из общего числа семей и из общего числа растений. В М₃ проверялась наследуемость выделенного мутантного признака. Семена вариантов опыта, в которых в М₃ не обнаруживались мутанты, не высевались.

Все полученные данные обрабатывали общепринятыми методами вариационной статистики.

Результаты исследований и их обсуждение

С целью изучения специфичности мутагена и специфичности объекта нами были проведены отбор и типизация мутантов в М₂ и М₃.

Измененные растения обмолачивали раздельно по мутантным признакам в пределах каждого сорта и гибрида, и семена высевали по семьям для проверки наследования признака в следующем поколении.

Как видно из данных таблицы 1, наиболее широкий спектр изменчивости выявлен у сорта Эритроспермум-760 и г/п 771, самый низкий – у г/п 762, при влиянии g-лучей. Морфологический анализ снопового материала в каждом поколении показал, что основное количество мутаций возникло и проявилось в виде фенотипических изменений окраски и формы колоса, признака остистости, окраски зерна и длины соломины.

Таблица 1.

Характер наследования мутаций в М₃ у разных сортов и гибридов пшеницы, облученных g-радиацией

Примечание: В число фенотипических групп мутаций входили: окраска колоса, форма колоса, признак остистости, длина соломины, продуктивность колоса

Специфичность мутационной изменчивости растений четко проявляется при сопоставлении спектра мутаций с их наследованием в следующей генерации М₄. Больше всего типов наследуется у сорта Эритроспермум-760, г/п 782, г/п 1383, меньше – у г/п 762, г/п 779. В целом по этому показателю изученные сорта и гибриды четко разделяются на две группы: с уровнем наследования измененных признаков выше 50 % и с уровнем наследования ниже 50 %.

Изучение наследования мутантных признаков гибридов и сортов пшеницы показало, что чаще всего наследуются такие признаки, как красная окраска колоса у белоколосых пшениц, спельтоидный тип колоса, низкорослость. Высокая продуктивность колоса наследуется только у сорта Эритроспермум-760 и г/п 1383; у большинства же изученных растений признаки повышенной продуктивности колоса не наследовались.

Следует отметить, что такие признаки, как веретеновидный колос и черная окраска чешуй в М₃ не наследовались ни у одной из форм.

Таким образом, анализ таблицы 1 показывает сложный характер проявления мутантных изменений в 1-ом поколении после отбора.

Наряду с разным уровнем выхода мутантных типов выявлено различное у разных гибридов и сортов пшеницы соотношение между расщепляющимися измененными типами, вернувшимися к исходному фенотипу и измененным по другим (не анализируемым) признакам.

В дальнейшем по каждой мутантной форме высевались раздельно константные мутантные семьи, расщепляющиеся, семьи исходного типа и с новыми изменениями. К наиболее характерным и часто встречающимся мутантным типам можно отнести: красно- и черноколосые, остистые и безостые веретеновидные формы; остистые и безостые спельтоиды с разной окраской чешуй; цилиндрические и компактоиды; остистые и безостые; скверхеды краснозерные; низко- и высокорослые и другие. Так, например, в результате облучения g-лучами белоколосой исходной г/п 775 появились красноколосые мутантные формы, а среди мутантов г/п 771, г/п 782 наблюдается разнообразие по колосу. Здесь выделяются колосья спельтоидной и компактоидной формы.

Как известно, большинство мутаций, выделенных у мягкой пшеницы, рецессивны. Проведенные наблюдения показали, что возникшая после облучения рецессивная мутация проявляется в том случае, если произойдет самоопыление. Поскольку у пшеницы отмечено 60–85 % открытого цветения, при перекрестном опылении пыльцой нормальных (немутантных) растений мутация может быть прикрыта нормальным аллелем и не проявится. Поэтому при выявлении, отборе и размножении мутантных форм необходимо учитывать особенности биологии цветения и опыления пшеницы.

Список литературы:

1. Авакян В.А. Роль генотипа в радиационном мутагенезе растений. – Ереван: Изд-во АН Арм. ССР, 1982. – С. 157.
2. Джунусова М.К. Генетические основы создания сортов озимой пшеницы для орошаемых условий Кыргызстана: автореф. дис. … доктора с.-х. наук: 06.01.05. – Республика Казахстан, Алмалыбак, 2007. – С. 4.
3. Джунусова М.К., Тен Д.А., Аубекерова Н.Г. Генофонд пшеницы Кыргызстана // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2012. – Том 16, № 3. – С. 665.
4. Продуктивность растений пшеницы под влиянием ионизирующего излучения и климатических факторов / Ульяненко Л.Н., Круглов С.В., Филипас А.С., Алексахин Р.М. // Сельскохозяйственная биология. Сер. Биология растений. – 2001. – № 5. – С. 69.