ANALYSIS OF THE Triticum aestivum L. GENETIC DIVERSITY INDUCED BY THE CHEMICAL MUTAGEN PHOSPHEMIDE

Abstract

Климатические изменения и растущий спрос на продукты питания делают необходимым поиск эффективных методов улучшения сельскохозяйственных растений. Из имеющихся селекционно-генетических инструментов, позволяющих создавать исходный материал с хозяйственно ценными признаками, перспективно применение индуцированного (искусственного) мутагенеза. В настоящей работе впервые установлен биологический потенциал химического мутагена фосфемида на яровой мягкой пшенице. Выявлено, что обработка семян водным раствором мутагена в оптимальных концентрациях эффективна для увеличения генетической изменчивости и отбора селекционно ценных форм. Нашей целью было увеличение генетического разнообразия яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) с использованием химического мутагена фосфемида, а также определение биологического потенциала мутантных образцов (М5, М6) по изменчивости различных категорий признаков в условиях Северного Зауралья. В качестве объектов исследования использовали 29 образцов яровой мягкой пшеницы, отобранных из мутантных популяций двух сортов Cara и Скэнт 3, гибрида (Cara ½ Скэнт 3), а также три контрольных сорта -Тюменская 25, Тюменская 29, Новосибирская 31. Мутантные образцы были получены с помощью химического мутагена фосфемида после обработки семян водным раствором в концентрациях 0,002 и 0,01 % в течение 3 ч. Идентификацию мутаций и проверку их стабильности провели во втором (М2) и третьем (М3) поколениях. В статье приведены результаты исследования мутантов пятого (М5) и шестого (М6) поколений в контрастных метеорологических условиях вегетационных периодов 2021-2022 годов. Посев, наблюдения, учеты, описание морфологических признаков и биологических свойств растений проводили на экспериментальном участке биостанции Тюменского государственного университета «Озеро Кучак» (Тюменская обл., Нижнетавдинский р-н). Электрофорез глиадинов был выполнен на зерновках урожая 2021 года (М5). На основе электрофоретического анализа зерна исходных и мутантных образцов составлены генетические формулы глиадина, определена частота аллелей глиадинкодирующих локусов (Gli) и показано, что применение химического мутагена фосфемида позволяет увеличить генетическое разнообразие яровой мягкой пшеницы. В полевых испытаниях выявлены значительные различия между генотипами по ряду количественных признаков (высота растений, линейные размеры и площадь флагового листа, число продуктивных колосьев на 1 м 2 , длина колоса, число и масса зерен в колосе). Основываясь на результатах корреляционного анализа, установлено, что сила связи между урожайностью и другими признаками зависит от метеорологических условий сезона вегетации. Под воздействием водного и теплового стресса увеличивалась зависимость зерновой продуктивности от числа растений (r = 0,71, p < 0,05) и продуктивных стеблей (r = 0,71, p < 0,05) на 1 м 2 , сохранившихся к уборке, высоты растений (r = 0,82, p < 0,05), содержания хлорофилла в клетках флаговых листьев (r = 0,28, p > 0,05), числа зерен в колосе (r = 0,73, p < 0,05). По комплексу селекционно ценных признаков отобраны пять мутант...