DOI: https://doi.org/10.31073/mvis201704-05

Вплив мутагенних чинників на рослини F1М1 та М1 пшениці м’якої озимої

V. V. Kyrylenko, S. O. Khomenko, S. I. Voloshchuk, T. V. Yurchenko, S. P. Vasylkivskyi

Анотація


Мета. Встановити вплив мутагенів на процеси росту і розвитку рослин гібридного потомства (F1М1) та сортів (М1) пшениці озимої, отриманих із обробленого насіння. Методика. У 2006–2013 рр. насіння гібридів F1 та сортів обробляли хімічними мутагенами N-нітрозо-N-етил-сечовина (НЕС), N-нітрозо-N-метил-сечовина (НМС), 1,4-бісдіазоацетилбутана ДАБ), диметилсульфат (ДМС) в різних концентраціях. Сухе насіння також опромінювали гамма-променями у дозі 100 Гр. Результати. У 2007 р. за дії НМС 0,025 % схожість насіння у 52,2 % гібридних комбінацій суттєво перевищувала контрольний варіант. У 2011 р. за обробки насіння мутагенами (НЕС 0,01 %, НМС 0,0125 %, ДМС 0,0125 %) вищу за контроль польову схожість за переважно стимулювальної дії двох мутагенів (НЕС 0,01 % та НМС 0,0125 %) мали 57,8 % гібридних комбінацій. Достовірно високу стимулювальну дію мутагену ДМС 0,05 % (2012 р.) на польову схожість насіння гібридів виявили у 67 % комбінацій, тоді як за обробки ДМС 0,0125 % (2011 р.) – лише у 33 %. У 2012 р. серед восьми сортів, насіння яких було оброблено ДАБ 0,05 %, у шести виявили стимулювальну дію мутагену на рівень польової схожості. У 2007/08 р. відмічено перевищення рівня перезимівлі порівняно з контролем у гібридів після обробки НЕС 0,005 % та НМС 0,025 % (47,7 % та 54,5 % комбінацій). У 2011/12 р. за обробки насіння НЕС 0,01 % рівень перезимівлі контролю перевищили 27 % комбінацій, тоді як за обробки мутагенами НМС 0,0125 % та ДМС 0,0125 % – 20 % комбінацій. У 2012/13 р. за обробки насіння гібридів мутагенами НЕС 0,05 % та ДМС 0,05 % істотно перевищували контроль за рівнем перезимівлі рослини комбінацій Романтика / ТАМ 107 та Ермак / Деметра (передано на ДСВ як сорт МІП Валенсія), а також сортів Деметра (за обробки ДМС 0,05 %) і Волошкова (ДАБ 0,05 %). Проведені у 2008, 2011 і 2012 рр. фенологічні спостереження засвідчили, що для більшості гібридів F1М1 та сортів М1 дати колосіння не виходили за межі 1–3 днів раніше або пізніше за контроль. Однак в окремих варіантах зустрічаються відхилення від контролю на 7 і 5 днів, що є істотним. Висновки. Виявлено пригнічувальну або стимулювальну дію хімічних і фізичних мутагенів на генотипи пшениці озимої (як гібриди, так і сорти). Залежно від типу, концентрації мутагену та генотипу така дія проявлялась за показниками польової схожості, перезимівлі та настання дати колосіння у рослин F1M1 та М1, отриманих з обробленого насіння.

Ключові слова


пшениця м’яка озима; гібрид; насіння; мутаген; концентрація; доза; схожість; перезимівля; дата колосіння

Повний текст:

PDF

Посилання


Rapoport, I. A. (1975). The induction of immunity as the next task of chemical mutagenesis and an approximate calculation of the material for optimal treatment. In Khimicheskie supermutageny v selektsii [Chemical Supermutagens in Plant Breeding] (pp. 5–32). Moscow: Nauka. [in Russian]

Joint FAO/IAEA Mutant Variety Database. Retrieved from https://mvd.iaea.org/

Vlasenko, V. A., Khomenko, S. O., & Marynka, S. M. (2012). Results of breeding work by the method of experimental mutagenesis. In V. S. Kochmarskyi (Ed.). Myronivskyi instytut pshenytsi imeni V. M. Remesla NAAN Ukrainy (1912–2012) [The V.M. Remeslo Myronivka Institute of Wheat of NAAS of Ukraine (1912-2012)] (pp. 185–200). Mуronivka: N.p. [in Ukrainian]

Mullarkey, M., & Jones, P. (2000) Isolation and analysis of the termotolerant mutants of wheat. J. Exp. Bot., 51(342), 139–146.

Khomenko, S. O. (2006). Stvorennia vykhidnoho maretialu dlia selektsii ozymoi miakoi pshenytsi shliakhom obrobky nasinnia hibrydiv mutahenamy [Creation of initial material for winter common bread wheat breeding by treating hybrid seeds with mutagens] (Extended Abstract of Cand. Agric. Sci. Diss.). Institute of Agriculture of the UAAS, Kyiv, Ukraine. [in Ukrainian]

Kуrуlenko, V. V. (2016). Metody stvorennia vykhidnoho materialu pshenytsi ozymoi stiikoho do nespryiatlyvykh chynnykiv dovkillia Lisostepu Ukrainy [Methods of creating the source material of winter wheat resistant to unfavorable environmental factors of the Forest-Steppe of Ukraine] (Extended Abstract of Dr. Agric. Sci. Diss.). SE Institute of Grain Crops of NAAS, Dnipro, Ukraine. [in Ukrainian]

Volodin, V. G., & Savchenko, A. P. (1967). Eksperimenral’nyy mutagenez [Experimental Mutagenesis]. Minsk: Nauka i tekhnika. [in Russian]

Boreyko, A. M. (1988). Chemical mutagens and possible achievements in plant breeding. In Novyye sorta, sozdannyye metodom khimicheskogo mutageneza [New Varieties Created by Method of Chemical Mutagenesis] (pp. 70–72). Moscow: Nauka. [in Russian]

Vasylkivskyi, S .P. (2001). Formation process and selection in generations of genetically unstable mutants of winter wheat. In Henetyka i Selektsiia v Ukraini na Mezhi Tysiacholit [Genetics and Breeding in Ukraine on the Border of Millennia] (Vol. I, pp. 207–211). Kyiv: Lohos. [in Ukrainian]

Oksem, V. P. (2010). Influence of mutagenic factors on winter wheat M1 plants and its relation with the frequency of altered forms in the second generation. Fiziologiya i Biokhimiya Kultiviruyemykh Rasteniy [Physiology and Biochemistry Cult. Plants], 42(2), 153–162. [in Ukrainian]

Morgun, V. V., & Oksem, V. P. (2011). Creation of genetically improved lines of winter wheat with inducing micromutations. Naukovi dopovidi NUBiP Ukrainy [Scientific reports NULES of Ukraine], 2. Retrieved from http://nd.nubip.edu.ua/2011_2/11mvv.pdf [in Ukrainian]

Burdenyuk-Tarasevich, L. A. (2010). Wheat mutation and radiation. Zerno [Grain], 4, 70-74. [in Russian]

Zoz, N. N. (1968). Method of using chemical mutagens in crop breeding. In Mutatsionnaya selektsiya [Mutation Breeding] (pp. 23–27). Moscow: Nauka. [in Russian]

Driscoll, C. J., Bielig, L. M., & Darvey, N. L. (1979). An analysis of frequencies of chromosome configurations in wheat and wheat hybrids. Genetics, 91(4), 755–767.

Chowdhury, R. K. (1982). Induced quantitative variation in wheat. Wheat Inform. Serv., 54, 27–31.

Delone, L. N. (1938). Mutations of common wheat and their use in breeding. Zapiski Khar’kovskogo SKhI [Memoirs of Khar’kov Agricultural Institute], 1, 43–57. [in Russian]

Vasil’kovskiy, S. P., & Knyazyuk, V. I. (1988). Influence of chemical mutagens on field germination of seeds and mutability of winter wheat varieties. Progress v selektsii ozimoy pshenitsy kak faktor intensifikatsii proizvodstva zerna [Progress in Winter Wheat Breeding as a Factor of Intensification of Grain Production] (pp. 18–20). Mironovka Research Institute of Wheat Breeding and Seed Production. [in Russian]

Siminel, V. D., & Paladi, N. I. (1977). Sochetanie gibridnoy i mutatsionnoy izmenchivosti v selektsii pshenitsy [Combination of Hybrid and Mutation Variability in Wheat Breeding] Chisinau: Stiinta. [in Russian]

Salnikova, T. V. (1983). Factors influencing on the spectrum and types of mutants in chemical mutagenesis (by the example of mutant varieties). Khimicheskiy mutagenez i kachestvo sel’skokhozyaystvennoy produktsii [Chemical Mutagenesis and Quality of Agricultural Products] (pp. 38–51). Moscow: Nauka. [in Russian]

Borojevic, K., & Borojevic, S. (1972). Mutation breeding in wheats. In Induced Mutations and Plant Improvement (pp. 237–251). Vienna: IAEA/FAO.

Demchenko, S. I., & Ivanov, V. P. (1997). Stimulation – the effect of small doses. Priroda [Nature], 1, 16–20. [in Russian]

Marynka, S. M., Khomenko, S. O., Shelepov, V. V., & Vlasenko, V. A. (2002). Field germination and cropping season duration of winter wheat F1M1. Naukovo-tekhnichnyi biuleten Myronivskoho instytutu pshenytsi im. V. M. Remesla UAAN [Scientific and Technical Bulletin of the V. M. Remeslo Myronivka Institute of Wheat of UAAS], 2, 54–63. [in Ukrainian]

Kushev, V. V. (1971). Mekhanizm geneticheskoy rekombinatsii [Mechanism of Genetic Recombination]. Moscow: Nauka. [in Russian]

Vasil’kovskiy, S. P., Knyazyuk, V. I., & Kashuba, F. F. (1987). The efficiency of chemical mutagenesis in creation of source material for winter wheat breeding. Intensifikatsiya selektsionnogo protsessa zernovykh kul’tur [Intensification in breeding process of grain crops] (pp. 69–75). Mironovka Research Institute of Wheat Breeding and Seed Production. [in Russian]

Kharkwal, M. C., & Shu, Q. Y. (2009). The role of induced mutations in world food security. In Q. Y. Shu (Ed.), Induced Plant Mutations in the Genomics Era (pp. 33–38). Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Рапопорт И. А. Индукция иммунитета как очередная задача химического мутагенеза и примерный расчет материала для оптимальной обработки. Химические супермутагены в селекции. Москва : Наука, 1975. С. 5–32.

 

2. Joint FAO/IAEA Mutant Variety Database. URL:  https://mvd.iaea.org/

 

3. Власенко В. А., Хоменко С. О., Маринка С. М. Результати селекційної роботи методом експериментального мутагенезу. Миронівський інститут пшениці імені В. М. Ремесла НААН України (1912–2012) / за ред. В. С. Кочмарського. Миронівка : [б. в.], 2012. С. 185–200.

 

4. Mullarkey M., Jones P. Isolation and analysis of termotolerant mutants of wheat. J. Exp. Bot. 2000. Vol. 51, N 342. P. 139–146.

 

5. Хоменко С. О. Створення вихідного матеріалу для селекції озимої м’якої пшениці шляхом обробки насіння гібридів мутагенами : автореф. дис. .… канд. с.-г. наук : спец. 06.01.05 «Селекція рослин» / Інститут землеробства УААН. Київ, 2006. 20 с.

 

6. Кириленко В. В. Методи створення вихідного матеріалу пшениці озимої, стійкого до несприятливих чинників довкілля Лісостепу України : автореф. дис.. … доктора с.-г. наук : спец. 06.01.05 «Селекція і насінництво» / ДУ Інститут зернового господарства НААН. Дніпро, 2016. 41 с.

 

7. Володин В. Г., Савченко А. П. Экспериментальный мутагенез. Минск : Наука и техника, 1967. 110 с.

 

8. Борейко А. М. Химические мутагены и возможные достижения в селекции растений. Новые сорта, созданные методом химического мутагенеза. Москва : Наука, 1988. С. 70–72.

 

9. Васильківський С. П. Формотворчий процес і добір у поколіннях генетично нестабільних мутантів озимої пшениці. Генетика і селекція в Україні на межі тисячоліть. Київ : Логос, 2001. Т. 2. С. 207–211.

 

10. Оксьом В. П. Вплив мутагенних чинникiв на рослини М1 озимої пшеницi та його зв’язок iз частотою змiнених форм у другому поколiннi. Физиология и биохимия культ. растений. 2010. Т. 42, № 2. С. 153–162.

 

11. Моргун В. В., Оксьом В. П. Створення генетично-поліпшених ліній пшениці озимої за допомогою індукування мікромутацій. Наукові доповіді НУБіП України. 2011. № 2. 18 с. URL: http://nd.nubip.edu.ua/2011_2/11mvv.pdf

 

12. Бурденюк-Тарасевич Л. А. Мутация пшеницы и радиация. Зерно. 2010. № 4. С. 70–74.

 

13. Зоз Н. Н. Методика использования химических мутагенов в селекции сельскохозяйственных культур. Мутационная селекция. Москва : Наука, 1968. С. 23–27.

 

14. Driscoll C. J., Bielig L. M., Darvey N. L. An analysis of frequenсies of chromosome configurations in wheat and wheat hybrids. Genetics.1979. Vol. 91, N 4. P. 755–767.

 

15. Chowdhury R. K. Induced quantitative variation in wheat. Wheat Inform. Serv. 1982. Vol. 54. P. 27–31.

 

16. Делоне Л. Н. Мутации мягкой пшеницы и их селекционное использование. Записки Харьковского СХИ. 1938. Вып. 1. С. 43–57.

 

17. Васильковский С. П., Князюк В. И. Влияние химических мутагенов на полевую всхожесть семян и мутабильность сортов озимой пшеницы. Прогресс в селекции озимой пшеницы как фактор интенсификации производства зерна: сб. науч. тр. / Мироновский НИИ селекции и семеноводства пшеницы. 1988. С. 18–20.

 

18. Симинел В. Д., Палади Н. И. Сочетание гибридной и мутационной изменчивости в селекции пшеницы. Кишинев : Штиинца, 1977. 112 с.

 

19. Сальникова Т. В. Факторы, влияющие на спектр и типы мутантов при химическом мутагенезе (на примере мутантных сортов). Химический мутагенез и качество сельскохозяйственной продукции. Москва : Наука, 1983. С. 38–51.

 

20. Borojevic K., Borojevic S. Mutation breeding in wheats. Induced mutations and plant improvement. Vienna, 1972. P. 237–251.

 

21. Демченко С. И., Иванов В. П. Стимуляция – эффект малых доз. Природа. 1997. № 1. С. 16–20.

 

22. Маринка С. М., Хоменко С. О., Шелепов В. В., Власенко В. А. Польова схожість та довжина вегетаційного періоду F1M1 озимої пшениці. Науково-технічний бюлетень Миронівського інституту пшениці ім. В. М. Ремесла УААН. Київ : Аграрна наука, 2002. Вип. 2. С. 54–63.

 

23. Кушев В. В. Механизм генетической рекомбинации. Москва : Наука, 1971. 246 с.

 

24. Васильковский С. П., Князюк В. И., Кашуба Ф. Ф. Эффективность химического мутагенеза в создании исходного материала для селекции озимой пшеницы. Интенсификация селекционного процесса зерновых культур: сб. науч. тр. / Мироновский НИИ селекции и семеноводства пшеницы. Мироновка, 1987. С. 69–75.

 

25. Kharkwal M. C., Shu Q. Y. The Role of Induced Mutations in World Food Security. Induced Plant Mutations in the Genomics Era. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome, 2009. Р. 33–38.




ISSN 2518-7910