Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Индуцирование малых мутаций хлопчатника действием сверхвысоких частот электромагнитного поля для создания исходного материала

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Индуцирование малых мутаций хлопчатника действием сверхвысоких частот электромагнитного поля для создания исходного материала"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи БХОВМИК ХИМАНГШУ БИКАШ

ИНДУЦИРОВАНИЕ МАЛЫХ МУТАЦИЙ ХЛОПЧАТНИКА ДЕЙСТВИЕМ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА

Специальность — 06.01.05 — Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ТАШКЕНТ — 1992

Работа выполнена в Ташкентском Государственном Аграрном Университете

Научный руководитель - кандидат биологических наук,

доцент ¡Ахмедов» М.М. "];

Научный консультант - доктор биологических наук, профессор Симонгулян Н.Г.

Официальные оппоненты - академик УзАСХН, доктор сельскохозяйственных наук Ибрагимов Ш.И.

доктор сельскохозяйственных•наук Узаков D.w.

Ведущая организация - Институт экспериментальной биологии растений /<к?дем;ш- наук Республики Узбекистан

/ . ..'Г -Зааита диссертации состоится " Ч " nt'XOpb 1992 г. в 13.00 часов на заседании'специализированного совета в Ташкентском Государственном Агррном Университете. Адрес: 700163, Ташкент, Ташкентский Государственный АгрьрныЯ Университет.

С диссертацией мояно ознакомиться в библиотеке Ташкентского Государственного Аграрного Университета.

Автореферат разослан " Н " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного ■

совет«;, дактор сельскохозяйственных /

няук, профессор __Щр£ц\ Атабаевя Х.Н.

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Цпной из главных задач генетики и селекции является поиск путей, повышающих эффективность индутп рованного мутагенеза, который стол традиционным методом селекции растений. Огромное количество исследований, посвяпюнккх действию физических мутагенов показало, что иониэирутая радиация приводит к снижению жизнеспособности растений вследствие нарушения генетического баланса организма и требуется трудоемкая селекционная доработка облученных материалов. Поэтому проблема выявления мутагенов, действующих более мягко, не вызывавших резкого снижения жизнеспособности организмов, является актуальной и привлекает внимание ученых. За последние горы расширяются исследования по изучению действия лучей лазера и электромагнитного поля на биологичоехии объектн, многие аспекты воздействия этих фактороц сгл недостаточно изучены. Eme менее исследовано влияние нового физического фактора сверхвысоких частот электромагнитного поля (ЗМП СиЧ) на сельскохозяйственные культуры и, в частности, на хлопчатник.'Не выявлены эффективные экспозиции и условия воздействия ЗМП СВЧ в направлении стимуляции физиологических процессов и мутагенного эффпктп, спектр наследственной изменчивости, вызываемый ЗМП GB4, способы селекционной проработки популяций и ряд других вопросов, что составляет содержание' нашей работы.

Цель и задачи иссдедовакия. Целью нашей работы является изучение влияния ЗМП СВЧ на хлопчатник с точки зрения выявления стимутшруюшего и мутагенного эффекта.

В задачу работы входило:

Выявление эффективности воздействия ЗМП СВЧ в зависимости от экспозиций семян, состояния облучаемого материала и. генотипа сорта.

'¿. Анализ облучениях популяций хлопчатника Mj, Mg, Mg по pcxotecTw семян, выживаемости растений, морфобиочогическим признакам.' Описание спектра и вчходя макромутапий.

3. Анализ облученных популяций по количественным признакам, Изюененве средних показателей, коэффициентов изменчивости и наследуемости как критериев индуцирования малых мутаций..

4. Возможность приишит'я СЭД « бибтехнологических манипу-

ляциях с целью стимуляции каллусообразования у хлопчатника.

йаИйадЛ'ЗШШМ' Впервые на хлопчатнике изучен стимулирую-ший и мутагенный эффект ЭМП СВЧ. Установлен характер изменчивости в , Ы2, М^ по морфологический и хозяйственно-ценным признакам. Для оценки изме^ивости облученных популяций использовали коэффициенты генотипической изменчивости и наследуемости. Выявлено влияние ЭМЛ СВЧ на хлопчатник в зависимости от экспозиций семян и состояния облучаемого материала. Установлен положительный эффект воздействия СВЧ на каллусообразование.

Пектине с кая_цещость Разработана методика воздей-

ствия иа семена хлопчатника ЗИП СВЧ. Выделены высокопродуктивные линии Ид с комплексом хозяйственно-ценных признаков и достаточно высокой генотипической выровненностью, которые можно рекомендовать в качестве исходного материала для селекции. Рекомендовано применение ЭМП СВЧ в биотехнологических экспериментах.

МшйШЧЯЛ&О&Ш' Результаты работы доложены на ХХХХИ! конференции профессорско-преподавательского состава ТашГАУ в 1992г.

0йъем .Ц_стру1щ:р§.работу. Диссертационная работа включает введение, обзор литературы, описание условий, материала и методики исследований, результаты исследований, выводы и предложения. Диссертационная работа изложена'на ^36 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц и 16 рисунков. Список литературы включает 137 источников, в том числе 37 иностранных авторов. ..•'.".

• ' Условия, .исходный .матёщал .ц'.методика _опь;та. Исследования проводили в 1989-1991 гг. на кафедре генетики и на Опытной станции Ташкентского Государственного Аграрного Университета, рас- ' положенного близ города Ташкента.

Агротехника типичная для сероземов с глубоким залеганием грунтовых вод. Климатические условия способствовали нормальному росту и развитию растений.

Изучали два сорта средневолокнисТого хлопчатника Ташкент-6 и С-6524. Одна часть элитных семян обоих сортов была замочена в дистиллированной воде в течение 24 часов, а затем облучена в • СВЧ печи "Электроника". Другая часть семян в воздушно-сухом состоянии также была обработана ЕМП СВЧ. Как замоченные, так и

сухие семена обрабатывали в следующих вариантах экспозиции: 10 сек, 20 сек, 30 сек. В качестве контроля во всех случаях служили необработанные семена элиты исходных сортов хлопчатника.

Обработанные ЭМП СВЧ семена М^ по вариантам были высеяны в поле в 3-х повторениях в десятилуночных делянках по схеме 60 х25х1. Потомство каждого растения М^ было представлено в отдельно. Для получения Мд по каждому варианту отбирали в популяции М£ не менее 60 растений, отличашихся по хозяйственно-ценным признакам. Из поколения в поколение пересевали только се- , мена из самоопыленных коробочек. Во П опыте изучали поколения М^, М2 от воздействия ЭМП СВЧ только на замоченные семена в еле душих вариантах экспозиции: 20 сек, 30 сек, 40, 60,80, 120,240 480 и 600 секунд. С целью выяснения характера растепления хозяйственно-ценных признаков в фенотипически нормальной фракции растений, не содержащих макро!лутации в %, и Мд были проведены фенологические наблюдения, учет компонентов продуктивности и оценка важнейших хозяйственно-ценных признаков по вариантам опыта. Результаты исследования обработаны методом дисперсионного анализа. Для оценки генотипической изменчивости использовали

коэффициент \Г£ %- -1311- • Ю0%' ^ ~ генотипическая

х 2

варианса и коэффициент наследуемости (г в узком смысле-

(П.Ф.Рокипкий, 1974).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Влияние ЭМП СВЧ на всхожесть и энергии прорастания семян.: , Лабораторный анализ посевных качеств семян показал, что всхожесть и энергия прорастания у обоих сортов при облучении ЭМП СВЧ в экспозициях 20 и 30 сек выше, чем у контроля, тЬ есть наблюдается стимулирующий эффект. Вариант 10 секунд близок контролю. Превосходство особенно сильно выражено по энергии прорастания. Во П опыте повышение экспозиций до 80 секунд и выше (до 60,0 секунд) выявило резкое снижение обоях показателей, то есть наблюдается^ ингибируший эффект ЭМП СВЧ,

Но полевой всхожести и выживаемости картина была такой же, но слабее выраженной. Эффект воздействия ЭМП СВЧ на сухие семена также был слабее выражен, чем при воздействии на замоченные семена.'Учет высоты растений,числа настоящих листьев и плошади чистовой поверхности в- лабораторных условиях показал достоверное ::репосхо'!отро облученных вариантов при 20-30 секундной эк-

• - б

спозиции замоченных семян по сравнению с контролем, что подтверждают стимулирующий эффект ЭНП СВЧ при небольших экспозициях Во П опыте обработка СВЧ повышает полевую всхожесть и выживаемость при экспозиции 10-20 секунд, при более высоких экспозициях показатели снижаются, а начиная с 240 секуцц происходит резкое падение полевой всхожести. При экспозиции семян 480 и 600 се1гувд взошло всего 13,3 и 10,0?6 растений, т.е. наблюдается фактически летальный исход.

Веяние ЗМП СВЧ ца морфологические, признаки ■ Воздействие физическими мутагенами обычно приводит к мутациям морфологических признаков и многочисленным морфозам уже в Mj. В нашем опыте при воздействии на замоченные и сухие семена ЗИП СВЧ в малых экспозициях не наблюдалось резких отклонений морфологических признаков, которые можно было бы принять за мутации. Можно считать, что примененный фактор воздействия не индуцирует доминантные мутации морфологических признаков (макромутаций) . Начиная с поколения М£ обнаруживали довольно обширный спектр морфологической изменчивости, хотя процент измененных растений слабее, чем при воздействии ионизирующей радиации. В {¿2 появились измененные растения по форме куста, высоте рвете- -нцй, размеру и форме' коробочек и листьев, гроздевидному расположению коробочек на симподии, стерильные растения (.табл.1). При экспозиции 20 и 30 секунд появилось до сильно раскидистых растений,от 10 до 15,2^'очень компактйых. растений,более скороспелых, чем контроль. По высоте растений вылеплялись очен^ высокорослые растения до 150-190 см, а также до 1Щ очень низкорослые (60-70 смУ, скороспелых растений. С увеличением экспозиции процент нетипичных растений возрастает. .

Наиболее интересно образование в М^ отдельных типичных мутантов с гроздевидным расположением коробочек. В варианте 30 секунд наблюдалось до 7¡7% растений с сильно выраженной грозде-видностью. В вариантах 20 и 30 секунд обнаружено 4-5,5^ полустерильных и 3,2% стерильных растений. При воздействии СВЧ на сухие семена морфологических отклонений гораздо меньше, например, типичных гроздевидных и стерильных форм не встречается.

Изучение потомства измененных растений в М^ показало высо кую повторяемость, что доказывает наследственный характер возникавших изменений.

, Таблица I

Изменчивость морфологических, признаков растений сорта Тапкент-6 под воздействием ЗМП СВЧ при разных экспозициях

Варианты¡Кол-во! ,'^орма куста !изучав!

Высота растений! Стерильные ' 1 Гроздевидные ! Форма' коробочек

!мых н^ко-,55 высоко^ сте-^полу- ,% силь-,% слаб.,% мелкие,£ крупны

.'стений!? 0 и|ц' .компакт, рослые постое 'пи»ьн. 'стм. -ш ! —:

Контроль Ю сек ¿0 с эк 30 сек

80 92 95 90

15,0 14,9

рослые, 'рослые рильн. стерил.'но

10,0 15,2 13,0

Поколение

14,318,7

5,4

12,3

18,0

!

3,2

4,2 5.2

6,7 7,7

4,5 10,0

с носи- без 'ком ! ка

8,6 7,3 18,8

=;е нося-

21,0

23,3

1 I

Контроль Ю сек 20 сек 30 сек

75 120 145 120

5,0 12,5 15,0

10,0 17,2 19,1

Поколение Ид

12,-5 18,2

. 15,0

13.7

20.8

2,7

3,4 3,3

6,2 7,5

16,6 24,1

3.0

4.1 9,6

15,0 19,3

Аналогичные изменения наблюдались у сорта С-6524. В опыте П у сорта Ташкент-б при экспозициях 80, 120,240; 4В0, 600 се-выживаемость была очень низкой, в полевых условиях сохранилось очень ограниченное число растений, что объясняется летальным эффектом ЭМП СВЧ. Появляется новый тип мутации- нулевой тип ветвления только с пазушным плодоношением, что не характерно для вида 6- ¡и&шЫт

В поколениях М^, Мд, наряду с измененными растениями, содержалась обширная фракция фенотипичесни нормальных растений. Именно в втой фракции был проведен анализ хозяйственно-ценных признаков, При воздействии на замоченные семена ЭМЕСВЧ в течение Ю и 20 секунд у сорта Ташкент-б в М^ наблюдалось улучшение некоторых хозяйственно-ценных признаков, повышался роет растений, накопление коробочек, особенно в варианте 20 секунд и Достоверно повышалась продуктивность' I растения. В частности, по числу коро.бочек на I растение все варианты воздействия ЭМП СВЧ на замоченные семена были достоверно лучше контроля. Экспозиция 20 секунд оказалась самой эффективной. Однако растения в вариан тах 20 и 30 секунд экспозиции были достоверно более позднеспелы ми и высокорослыми,чем контроль. У сорта 6524 наблюдалось улучшение показателей длину волокна. При обработке сухих семян эффект воздействия ЭМП СВЧ несравненно слабе,е} 'некоторое превосходство по числу коробочек и продуктивности наблюдалось только в варианте 20 секунд.

Возрастание показателей признаков в и М^ является не следствием стимуляции> которая в М3 должна была угасать, а результатом действия разнонаправленных «алых мутаций, при преобладании положительных. • ,

Анализируя данные поколения М3 модно считать, что сорт Ташкент-б сильнее реагирует На воздействие ЭМП СОЧ. В поколении Ыд превосходство вариантов воздействии по компонентам продуктивности выражено сильнее, чем по сорту С-6524.

Во П опыте с включением многих вариантов экспозиции ЗМП СВЧ наибольшее число коробочек отмечено при воздействии в течении 40 и 60 секунд (18,4 и 16,I коробочек против 12,5 у конг роля). 'Такая же картина была отмечена но продуктивности.

Хозяйственно-'ценные признаки растений в Мд (воздействие

Таблица 2 ЗИП СВЧ на замоченные семена)

-ЧрИПНТЫ

ЛОНТрОТЬ Ю сек 20 30

! Высота !растений

! Число ¡коробочек

{Масса одаоШПродуктнз-

! . коробочки !носта в Г:__£зстения_

! Выход !волокна

'Масса 100О ! семян

■ ЭК

НС?05

контр. 95,0

93,0 37,8 97,3 102,9 89.3 94,6 ±6,1

Л

¿0 сек 20 сек 30 сек

--.о

■онтроля 90,9

99,4 109,3 108,1 118,3 105,4 115,9 -3,02

! от ---контр

от !

10,0 10,6 106,0 12,8 128,0. 12,6 125,0 ¿1,09

14,0

16,4 131,4 К,8 134,2 14,9 106,4 • ±0,58.

Сорт Ташкент-о

! от"

-ЗШЕ:

• ш и.: I с топ! I !' та

■ -Ь ■

В %!отал. !

! от I -_ контр.%

в гр !откл.

! от

■ 5,1 5,7 110,7 5,5 107,8 5,5 107,8 +0,30

Сорт С-6524

5.1 '

. 5,2 101,9 5,-4 105,8

5.2 101,9 . +0,46

50,4 . 60,2 119,4 63,6 126,1 65,9 1£0,7 ±7,1

60,1

75,7 125.9 81,2 151,7 69,5 115,2 ' +3,66

34,6.105,8 33,7 103,0 34,5 105,5 ; .0,7-1

36., 9

37,3 101,0 38,2 103,5 38,6 104,6 ±0,93

33.5 38,1 .

36.6 103,2 . 38,3 100,5 33,8 100,8 38,8 101,8 34,0 101,4 37,4 98,1

+0,48 +0,46

98,2

104,0 105,9 106,9 108,е 110,3 112,3 ±4,2

97,1

103.0 106,0

110.1 113,3

108.2 111,4 +2,3

I

гО

- 10 -

, • ч

Анализ популяций М^ показал, что при экспозициях 20, 30, 40, 60 секунд достоверно,.хотя и не сильна улучшаются показатели числа коробочек на растении, крупности коробочек и продуктивности одного растения. Дальнейшее повышение экспозиции приводило к снижению всех показателей, особенно при экспозициях 130 секунд и более. Однако закономерного изменения показателей на'наблюдалось из-за малых размеров выборки в связи с гибелью иногих растений.

¡Шштшзз. лшачмов

a^njistaiiiisjcJij, Jig,_M3.

Представляет большой интерес изучение гено.типической изменчивости облученных популяций по хозяйственно-ценным признакам. Лучшими критериями для этой цели является коэффициенты ге-нотипической изменчивости (Щ %) и наследуемости ( h ).

Эти показатели изучали в популяциях Mj,.Mg, Mg и контроле (элита) обоих сортов по ряду признаков. Анализ проводили только в нормальной фракции растений из семян, подвергнутых.воздействию ЭМП СВЧ. Макромутацты с измененными морфологическими признаками исключались из популяции.

В таблице 3 приведены данные по сорту Ташкент-6. По числу коробочек на I растение при всех вариантах экспозиции ЭМП СВЧ и во всех поколениях параметр Vg % выше, чем у контроля. При : -этом коэффициенты Vg % увеличиваются по мере возрастания-экспозиции, а также по поколениям. В Ыд они выше, чем в М^ и Мр Изменчивость показателей в зависимости от поколений выражена слабее, чем в зависимости от экспозиции СВЧ. Так, например, по числу коробочек на растении в Мд изменчивость коэффициента Vg % по вариантам экспозиции 10, 20 и 30 секунд и контролю выражена цифрами 12,8 (контр.) - 29,0 -35,9 - 45,6, а по поколениям Mj, Mg и Mg (при 20 секундах) получены цифры 25,3 - 33,9 - 35,9. Аналогичная картина наблюдается и по другим признакам-продук-тивности, крупности коробочек, а также высоте растений, длине вегетационного периода, выходу волокна.

OjiiiHM из показателей генотипической изменчивости популяций нйлнются коэффициенты наследуемости. Из таблицы 4 видно, что коэффицибнты наследуемости в узком смысле в опытных вариантах выражены сильнееt чем в контроле. Так, например, если по числу коробочек на I растение в контрольном варианте к** рав-

. Таблица 3

Генотипичаекая изменчивость и наследуемость признаков в популяциях üj.l^.Mg при воздействии ЭМП СВЧ (сорт Ташкент-6)

Экспозиция Высота растений________!____,Число коробочдк ____Продуктивность________

Обработка \ ^ ; Ц % г \ ' V%'A I ^

I ?^П^ГЙ3Ш1/'М2 1 М2/М3 ! Mj Häg I М3 iMj/MglMo/Mg! Mji' Mg !'M3 '.Mj/Mgl Mg/ÜT Замоченные семена

Контроль 9,9 6,5 8,0 0,30 0,31 12,0 10,7 22,8 0,27 0,25 10,5 Ю,7 10,7 0,29 0,24

Ю сек 12,7 19,5 22,5 0,56 0,54 24,2 25,2 29,0 0,51 0,58 19,5 19,2 22,9 0,31 0,30 •

,20 сея 14,1 21,0 27,9 0,59 0,61 " 25,3 33,9 35,9 0,54 0,61 24,1 22,0 27,9 0,40 0,43

30 сек 23,7 25,2 25,2 0,61 0,70 36,9 38,7 45,6 0,61 0,65 41,3 35,5 40,0 0,68 0,65

Сухие семена

Контроль 5,7 7,5 0,19 0,12 11,8 13,1 12,6 0,29 0,32 12,9 8,7 11,9 0,38 0,19

Ю сек 21,1 16,3 27,5 0,38 0,38 23,4 23,6 34,8 0,60 0,70 19,7 19,2 27,8 0,79 0,55.

¿0 сек 22,5 22,5 17,7 0,79 0,58 20,6 24,5 28,7 0,71 0,84 16,8 20,9 19,3 0,30 0,78

ЗОсек 26,4 2о,4 23,3 0,72 0,86 ' 20,7 21,0 23,8 0,66 0,84 21,9 23,8 24,9 0,66 0,84

Таблица 4

Генотитгоеская изменчивость и наследуемость признаков в популяциях М1гМ2,М3 при воздействии ЗИП СВЧ (сорт С-6524)

-.СЦ^ивность ,. ^

Обработка ^ Уя^ ^ 1 Щ, I Ш? 1 Ш3 ШТ/М9'М?Д!Я !МТ ■ ! Мр 1 ^ ^/М^Дз

Замоченные семена ,

Чэн-огь 5,1 6,8 6,8 0,24 0,21 10,5 И,2 12,6 0,21 0,24 7,6 10,0 9,3 0,21 0,24

10 с-к 14 I 22,3 23,9 0,67 0,72 17,0 19,4 21,5 0,45 0,48 16,4 20,4 24,1 0,33 0,42

2.«. сет- 16 5 20,5 21,9 0,81 0,86 29,8 31,8 33,5 0,61 0,72 .21,0 27,2 25,2 0,71 0,72 '

ЗОсек 21Д 22,4 24,8. 0'71 0,76 27,8 27,1 29,2 0,41- 0,50 .15,8 22,0 28,4 0,51 0,53 *

. Сухие семена

Контроль 8,7 5,6 6,4 0,39 0,31 12,2 13,4. 15,5 0,19 . 0,27 11,0 12,6 II,I 0,34 0,44

"то се- 19 5 17 4 20,4 0,78 0,77 ' 20,9 19,9 28,9 0,61 0,76 21,0 27,2 27,2 0,39 0,56

"ек" 17*8 19^2 22,0 0,82 0,75 24,7 19,4 27,9 0,57 0,60 23;8 22,5 31,5 0,71 0,58

й- 14*8 20,3 20,4 0,70' 0,71 18,8 26,1 21,8 " 0,68 0,7В 18,5 26,1 29,3 0,58 0,80

нялось 0,27 и 0,25, то при 30 секундах соответственно 0,61 и 0,65. Столь высокие показатели наследуемости подтверждают, что поцуляции и Ы;э насыщены малыми мутациями, что приводит к их генотипической неоднородности. При анализе изменчивости признаков по сорту С-6524 наблюдались такие же закономерности, какие мы описывали по сорту Ташкент-6. Повышение генотипической изменчивости хорошо иллюстрируется кривыми вариационных рядов контроля и популяций М^, Мд. На рисунках I и 2 показана амплитуда изменчивости разных вариантов опыта.

Таким образом, изучением критериев генотипической изменчивости популяций, подвергнутых воздействию ЗМП СВЧ в разных экспозициях впервые доказано, что этот фактор у хлопчатника индуцирует наследственную изменчивость в виде малых мутаций по хозяйственно^-денйым признакам. Число их возрастает по поколениям за счетперехода в гомозиготное состояние рецессивных мутан-тньи"'генов. Увеличение экспозиции ЗМП СВЧ от Ю до 30 секунд усиливает индуцирование малых нутаций в фенотипически нормальной фракции популяций. Подтверждаются результаты исследований на хлопчатнике Н.Г.Симонгулян и В.П.Ким (1991), показавшие, что нормальная фракция облученных популяций несет в себе большой запас малых мутаций количественных признаков.

В результате проведенных исследований нами выделен ряд семей Ид по сорту Ташкент-6 и С-6524, характеризующихся высокой продуктивностью, повышенной длиной и выходом волокна по сравнении с контролем (элита). Оценка семей по генотипической изменчивости основных хозяйственно-ценных признаков показала, что выделенные семьи достаточно однородны (табл.5). Выделение семей достоверно превосходящих по хозяйственно-ценным признакам исходную элиту, позволяет рекомендовать воздействие ШП СВЧ на замоченные семена при экспозиции 20-30 сек как перспективный метод в селекции хлопчатника для получения исходного материала.

белков в каллусной .тконц хлопчатника _rip.il .обработке семян Э?.Щ СВЧ

Одной из задач эксперимента было изучение влияния ЗМП СВЧ на особенности каллусообраэовяния из семян хлопчатника о целью применения этого фактора п биотехнологических исследованиях. Для получения ичллуеа 'замоченные семена облучили ЗМП СВЧ в эк-

г а

sa

АО

tj

за -

s га

к .

/а

a L

20 зо ¿i о sa sa . то за зо wo /'о по Лро<Эхм-тиег«тст6 (_rj на /растений

2 5

sa зо ¿a so во 70 за эо too /jo /го //•) Her / рс7Стрниù

__i /l?a4rr7/3 0ST6

/О сек.

Рас

1 Вариицаоянь/е ряды /та /rpaâs/A'/Trts&NPcru

1Р • УСГГ7£>Я</С/ У СО/2/77С7 7c7¿¿S К 6

л

0\ %

и

1 ' I ■

Sa

и >

ь

I i

so io за îû

i i 1111 —i—• •■ i - '.—.' i—:—i - ч-11 i

го ЗО 4a SO SO TO 80 90 /<ro /to /so flpoänArrc/g-nacTi (/"J м? //><7С-гемий

s а-

го so to so so yo во. so /ао //а /2с /7p<rdj//t"r<s0frocrá fr-J //er /

' 20 «>*'.

ЗО сек-

Pvcï Bcrpucrcfu/ffjrdA/ ута /7poâ!/f0nt/&ffac> /ve / jDcrcJ77e/fu¿r y oojsmcr С- ff S 24

Гсг}/У7, • TfT!/У7,.

Таблица 5

Заоианты

сзч

Характеристика семей М3 по ганотипической выровненное™ и хозяйствен-денным ^знакам

Выход

'.ЧИСЛО КОрО-' ;емьи! бочек_(.ит.)_

Ж

Г!

I X

20 сек

30 сек

Контр.

20 сек

50 сек

Ьсшр.

%

(бочек Ста). X ! %

! ~Х ! %

!волокна.

¡Скороспелость

&к-Аявп.--

Сорт Ташкент-6

16 25 ■ 13,3 5,9 5,9

27 18 14,1 6,8 6,0

42 45 12,3 . 5,8' 4,7

72 23 8,3 6,3 5,0

94 19 7,6 7,0 6,2

108 34 11,4 • 5,6 7,0

14 9,4 5,6 5,2 ■

Сорт 0-6524

170 27 12,7 6,7 6,0

178 20 9,4 6,8 7,3

220 18 7,2 7,2 8,0

256 27 13,4 5,В 7,0

16 105*3 5Г7 5,3

127.1

112.2 156,0

117.0

119.2 124,4

67,7

145.3

122.1 119,0 124,3

73,0

13,0 И,0 10,0 7,8 9,4

10.3 10,7

11.4 9,7 8,2

12,7 8,4

х \Ч$% 1 X ! % ! X !

'134,6 3,2 37,8 3,5 128,1 3,0

£5,0 4,0 38,0 4,2 125,0 3,0

33,6 4,3 38,0 5,0 134,0 3,2

34,2 4,3 38,0 4,7 127,0 4,3

33,0 4,0 40,0 5,6 125,0 3,4

32,4 4,7 37,0 4,3 130,0 4,0

¿с., 5 3,1 -37,0 4,0 137,0 5,0

32,5 4,7 37,0 4,7 133,0 3,6

34,6 3,4 37,6 5,0 127,0 3,0

33,4 5,0 38,0 3,7 128,0 2,4

33,7 3,7 37,6 4,6 132,0 4,0

33,4 4,2 36,4 4,8 135,0 4,0

Таблица 6

Влияние ЭМП СВЧ на содержание ДНК, РНК и суммарных белков в каллусной ткани

.'Экспозиция! Масса эксплантов! Содержание ДНК ¡Содержание ШК !Содержание суммарных ! (сэкунд) ! 1мг) -'в мг на I -г. ! в мг на I г !белков, в мг гаг I г

_ткани ,....._ .ткани . _ткани__;

! ! X. X ! + : ! X " ! ! +5Х ! X ! + £Х

20 ' 8,52. +0,65 3,83 +0,03 ■ 14,58 +1,50 249,02 +0,98

• 30. 9,23 ¿0,7 3,87 +0,21 14,86 ±1,32 244,05 +0,65

Ь*?оиянт-3 40 8,90. +0,56 4,05 +0,11 . 17,78 +1,05 293,64 +7,93

60 5,19 . +0,60 3,24 5),12 16,06 +0,46 295,02 +12,67

лэнтрочь 7,70 • +0,45 3,61 ' +0,33 15,60 +0,33 267,91 • +9,85

спозициях: 20, 30, 40, 60 секунд. Было обнаружено, что масса эксплантов зависела от экспозиции семян при воздействии ЗМП СВЧ. Наибольшая масса наблюдалась при обработке СВЧ в течение 30 секунд, а при 60 секундах она снижалась. По содержанию ДНК в хал-яусной ткани в пересчете на I г ткани сухой массы опытные варианты превосходили контроль, особенно при 40 секундах экспозиции, а вариант 60 секунд достоверно уступал контролю. По содер- . жанию РНК лучшим оказался вариант 40 секунд. Максимальное содержание суммарных белков в каллусе наблюдалось в экспозициях 40 секунд и 60 сокунд. При более низких экспозициях воздействия СВЧ содержали? суммарных белков уступает контролю.

Таким*образом6 воздействие ЗДП СВЧ на семена хлопчатника в экспозициях 40 секунд способствует более энергичному каллусо-образованив, ипкопяашю з валлуемой ткани больного количеству ДНК, РНК и.,суммарных балков.

ВЫВОДЫ

1. Воздействие на семена хлопчатника СВЧ в экспозициях 20-30 секунд сопровождается в М^ явной стимуляцией всхожести и энергии прорастания семян, а также начальных этапов роста и развития растений. При 60 секундах экспозиции наблюдается слабый ингибируюший эффект; при возрастании экспозиции более 80 секунд всхожесть резко снижается, а при 480-600 секундах экспозиции воздействия СВЧ на семена наблюдается практически летальный исход.

2. В популяции М^ не отмечено крупных морфологических отклонений, которые можно было бы принять за доминантные макромутации. Начиная с М^ обнаружен широкий спектр морфологической изменчивости, возраставший по мере увеличения экспозиции. Отмечены макромутации по форме и ветвлению куста, гроздевидности! высоте растений, форме листьев и коробочек, возникли ультрасноро-спелые и крайне позднеспелые формы. Описан новый тип мутаций с пазушным плодоношением .что не характерно для вида &■ ^Ли/имг £

3. Воздействие ЭМП СВЧ приводит к изменению средних ..показателей компонентов продуктивности и других признаков в и особенно в М«> и Мд. Статистически фиксируемые иэмэненйЯ Набл»-даются в потомстве фенотипически нормальной фракции растений.

Изменение средних показателей в М^ и М^ является следствием разнонаправленных малых мутаций. По продуктивности срэдние пока-

затели преимущественно возрастают, что указывает на преобладание положительных мутаций.

4. Выявлены сортовые различия по отзывчивости на ЭМП СВЧ ■ воздействие. Сорт Ташкент-6 оказался более отзывчивым, что, вероятно, связано с его происхождением из материалов отдаленной гибридизации.

5. Отмечена большая разница эффективности воздействия ЭМП СВЧ.в зависимости от состояния обрабатываемого материала. При замачивании семян эффект воздействия значительно сильнее по сравнению с обработкой сухих семян в смысле стимуляции всхожести, возрастания выхода мутаций и изменчивости средних величин количественных признаков.

6. Воздействие ЭМП СВЧ на семена хлопчатника сопровождается возрастанием генотипической вариансы популяции и коэффициентов генотипической изменчивости. Эти параметры возрастают по поколениям (М^, М^, Мд) в зависимости от периода экспозиции. Максимальная изменчивость наблюдается в поколении Мд и при экспозиции 30 секунд. При дальнейшем увеличении экспозиции изменчивость коэффициентов не была закономерной в связи с нерепрезентативйо-стью облученный выборок (гибель растений).

7. Коэффициенты наследуемости по компонентам продуктивности в и М^УМд были очень высокими. Параметр ф. возрастал в зависимости от поколения и периода экспозиции.. Высокие показатели наследуемости подтверждают, что вариабельность в облученных ЭМП СВЧ популяциях является наследственной. Воздействие ЭМП СВЧ индуцирует мутационную изменчивость.

8. Изучение Каллусообразовения из тканей семян, обработанных £Ш1 СВЧ показало,стимуляцию роста каллусов и содержания в каллусной ткани нуклеиновых кислот и белков, в связи с чем обработка ЭМП СВЧ может быть использована в биотехнологических исследованиях.

9. Воздействие ЭМП СВЧ на семена хлопчатника в экспозиции 20 и 30 секунд позволило выделить отдельные линии М^ с высокой продуктивностью и другими хозяйственно-полезными признаками. Выделение линии достаточно выровнены и представляют интерес для последующей селекционной доработки и испытания.

- 19 -ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Воздействие ШП СВЧ можно рассматривать как физический фактор, стимулиругаий развитие растений на начальных этапах и индуцируший мутационную изменчивость по морфологическим и хозяйственно-ценным признакам. Оптимальным вариантом, вызывавшим малые мутации хозяйственно-ценных признаков является воздействие ШП СВЧ на замоченные семена хлопчатника при экспозиции 20 -30 секунд.

2. При воздействии ШП СВЧ получены отдельные линии, отличавшиеся достаточно высоким комплексом хозяйственно-ценных признаков и однородностью, которые представляют интерес для селекции, -как исходный материал.

г ñv-мдаг bjm.'ff.i гнгн^р.чфскзи № Î.

Почать «РОТАПРИНТ». Qtf-ьеч ДОмТнряк f&O эк*.

.г,„„

Тниоцт^фия и «л.тг^ч.гтин «Фчц* ЛИ ['«чпуб.шкц, V.-»t"''<iicj;.m. 7Г)0!/П {prikçmt, щк M. Г<ф!.кп<«. ?9