Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Индуцированный мутагенез в культуре клеток и тканей озимой пшеницы

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Индуцированный мутагенез в культуре клеток и тканей озимой пшеницы"

Pf 6 Ой

\ Ц HiOii ДВДЕЮЯ НАУК УКРА1НЯ

ИЮТШТ С!3!(ШГП РСШИН 1 ГЕНЕТШ

йа правах рукопиоу

Керпець АндрШ 1вавович

1НДООЙШЙ МУТАГЕНЕЗ В КУЛЬТУР! КЛ1ТЙН i ткшн оиш nmmt

03.00.15 - генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диоертаци на вдобуття науиового отупоню кандидата бюлопчтп наук

КИ1В U3B3

Робота вкнокана г 1аотиу?1 $181<шзг11 роман та геаетгаа •>-Ш Укранш / и. Кии/

Кауковка юр1внзд 1 докзор бюхопчшш наук, екэдэши АН У!фа1ш1, профвоор а В. Уоргун

Офииаш сшоненти : доктор Шсцопчшя наук, член-корэосондвнт • АН Укранш х УААН ад. Сидоров

Кандидах бюдопчшк наук . Т. и. Чачанвва

Пров1дна устаяова : кшвоький дэржавний ун1в»роитот 1ы. Т.Г.Юавчэнка

Эахиот в1дбудвтьоя " "р. в {Охота, на вео1денн1 опешшвовако! рада Л 016.67.01 в !нотуп бшодоги роодик та генетики АН Укратм

( 262022, Ки1 в-22, вул. Ваоышвоька, 31/17 )

3 диовртащво шхна овиаяошгкоь в б1йнотещ 1иа?иуту

Автореферат ровIоланий

Вчаюш оекрвтар 0п9ц1£Швовано1 ради каададаг (Иолопчшх наук

Е А. Трухааов

ЗАГЛЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОГИ

Актуальнють досд1дийиь. Овииа пшениця е важшвоп тльсь-когосподарськов культурою, яка мае велика значения як продукт харчування для людей i щнний корм для еиьоькогосподароьких тварин.

На TenepinHift чао паловi збори зерна oshmoi паениШ в Ук-раш не эадовольняють погреб переросши галувей промисловост!.

Найефвктивншим шляхом вСьчызоння вироб.чицтва зорна . е створення нових С^льи лродуктивних сортчв. Останкам часом поряд в традишйняки методами у селекшйних отратепях, . направлених на прискорене виведення нових високопродуктивких, стi йких до несприятливих умов серодовита copTiB культурних рослин все шир-ше Еикориотовукяься еЛопэриментальна мутащйна шнливють та Оютехнолопчш шдходи, основою яких е методи культури шитин i тканик. ■ БютехнолоПчний шлях, який являе собою в1докремлення юптини або групк_кл1тин ид орган!зму та перенесения хх у штучно створенi умови кулътивування, в тому числ! в мутагенними чинниками, практично повшстю виюючае вплив тканьових, орган-них та оргашвменних захисних та регуЖторних систем, як1 за-Оезпечують стабшнють геному (Моргун, Еондаренко, 1991). Вна-сл!док цього можна одержати строку генетичну мшлшисть.

Застосування мутаген ¡в в культур i- in vitro ' можэ вначно ровшириги. мутащйну М1ндив1сть аптин, шр культивумься, а в подалыпому i регенерованих з них рослин.

.Тому важливе значения мае вивчення опешф^чноот! мутащй-но1 MiHJWBocTi pocJiHH-pereHepaHTiB, одержаних при вастосуьаиш в культурi in vitro ¡friзичних та xiMi4HKX мутаген!в, особливо, у тако! uiHHOi культури як овима пшёниця, . з метою тдвщення e$6KTHBH0CTi створення нових оелеюийко-щкних форм.

Доел иже кия MexaHisMiB, як! викликають сомаклональну Mi-нлше-гь, е 04HieB s Фуэд^ментальних проблем генетики.

Визначення частоти га спектру соманлонально! шнливостг у piSHHx генотишв озимо! пшениц^ дояошже.вшшити головне причини цього явища, но дасть можлшоть £Илыа ефектйвного його би-користання, як додаткового шляху роаиирбння генвтичко! MiHJSH-Boc-ri гюряд з традишйними методами ПбридизащГта експеримен-тального мутагенезу.

Мета i завдатад доолдлень«' Мота роОоти - вивчення специфики шукоь&нсп мутаШйно! ьанливост: озимо: пшениц». викли-Kaiioî ьастоауванкям ф1вичних та х!м:чних мутагешв in vitro.

У зв'ягку s цим передбачалось:

- доели дити чаотогу калусоутьорення i регенорацп в культур: тканин недоар1лих еародк1в oaviuoï пшениц! при вплиэ! ф!-бичними та Х1М1ЧНИШ мутагенами;

- бибчити частоту та спектр сомаклонадьно! мдндиьомм у рослин pieirnx генотипов оаишя пшенжи, рэгенороваких в умовах куль тури in vitro недозриих вародюв;

- доегадити опещцНку !ндукозано! мундивосл рослин i &4йктивн1<&ь ¡ндукування селекщйно-иднних мутащй у о&имо! пшениц: при'ваши ф:зиш1ими та хi мi чниi ми »мутагенами в культу-pi тканин;

- вивчити ocfioBHi господарськ! характеристик вщцлених практично-ц:ннях сомаклональних i мутактних лшй.

Наукова новизна досл1лж9НЬ. Наукова новизна досл^жань по-лягае у розробц! ноеих методов розширення генетичног Miнливсотi рослин овимо» пшениц!, еавдяки еаотооуванню ф1эичних та xiMi4-них мутаген!в в культур! шитин i тканин; вивч^пи. эаконом1р-ностей муташйю! MiHJfflBOOTi озимо! пшенищ при Д1 ï мутагенними фактора-ии in vitro. Б результат! досшджень встановлена sa-лияшеть чаототи мутаций в i д piBHiix BapiaHTiB впливу мутагенами.'Показано вперше, що додавання мутагетв у поживно середовищэ ваОезпечуе 'найбишшй bhxîâ муташй, в тому числ1 селекщйно-щнних.. Виявлена специф: чш сть у появ! певних тигив мутащй шеля впливу мутагенними чшшиками в культур! in vitro. На широкому cneKïpi copiiB озимо! ПШ0НИЦ1 вивчена соыаклональна мшлкають росши, одержаних в культур! тканин недовришх ва-

родя1б. л •

- i ;

Практична шншеть. Роэроблана enoeiö дп мутагенними чин-

никами в куль тур i ткании оаимо! гашиш, та досл!джена його

¿-1>жшш10?ь у одержанш ■ опадкових smih. . Одержана

селекцШо-цпш1 ыугаитнi ЛШ1, як: еасдуговують на викорио-

ТШ1НЯ В ГСШЭТИЧНИХ, CiOXiMÎ4HHX, ф18!ОЛОГ!ЧНИХ ДООШДЖЭННЯХ Г

практичн!й селекци. Д>як! з них включен! у оелекщйний процес

1 проходять випробування у досадному сиьсьгсогооподарському виробництв! 1ФРГ АН Украти.

. Апробашя роботи. Доел! длетня лроводмлися за планом науко-во-доолших рс 51т 1нституту.

Матер!али диевртацп представлен! на:

- XII Мишародному Конгресс Еукарта в Готттгвн!, ФРН (1989);

- Всесоюэшй нарад! а экспериментального мутагенезу в МэскШ (1090);

- РеспубЛ1канськ1й кон$еренцп молодих вчених 8 проблем генетики 1 селекцп оиьськагосподароьких роолин в Одес! (1990);

- VI в* 18Д1 Укратсысого товариства генетшив та оелекцюиер^в Ш.М. 1;.Вав!лова в Шлтав! (1992);

- Конференщг молодих вчених 8 проблем йизюлогп роолин 1 генетики в КиеВ1 (1992).

ГМШкаШя результата дооляяоэнь. Експериментальн! дан 1 1 основш положения дисаотащ 5 виображеш у 8 пусш кащ ях.

Обсяг 1 структура роботи. Дисерташ я викладена ка 160 сто-рШках машинописного тексту. Соадаетьоя 18 вступу, шести глав, вионовшв, практичних рекомендаций,, списку Л1тератури. Шстить 24 таблиц! 1 12 малюнк1в. Список використаяох лтратуря вшшь чае 203 найменування, в тому чжш 157 на 1 ноеемних мовах.

МАТЕР 1АЛК ТА МЕТОДИ ДОСУПДИЕНЬ

Об'екгоыдослижзнь було вибрано ряд сорпв озимо! пиени-Ц1: Лотесценс 7, Харк^ська 11, Мирон1веы<а 61, Мирен1вська 603, Киянка, Верхнячська 20, Бучали, а такок селекш йну лшю УК-8.

Роелинки-реге-неранти у проб!рках Сули одержан! сшвроШт-никами В1ДД1 лу цитогенегики та шшгшидп 1 лаборатари шп-тинно! селекцп {ФРГ, та в!дд1ду ембрюлогп институту ¡онткано! бюлогн та генетично; ишзнерп.

Ляя одорхиння кадусио! культури 14-ти добот аорт ьки пюяя видалення з ко."оск1в етершизували ка цротл-я 151-3 хг-,и-лин, иг«а нодогф1Л1 зарадки 1 розташоьуь^лк гх кч южмюоку

1-ЭС2в

соредовиц! Mypacire 1 С куга з 1.Б мг/л 2,4-Д,-"250 мг/л Г1Дрол1-8ч1'у каъешу та 200 мг/л г легаш ну. У випадку еастосування се-родоЕица з мутагенами, ix додаьаш в р!зних концантрац!ях. Культнвувакня проводили у темнотi при температур! 26+1°С на протлз! 1-1. С мюявд. Для регенераци калуси переносили на се-редошцр МО is зшншбяою у 2 рази концентрацией макросолой, Сев, 2,4-Л. гдшаьину, пдролюагу казе!ну i доповнене 1 ыг/л Сен-emawi нопурину з 0.5 мг/л ¡ндоли-З-оцтовог кислоги. Дал! куль-тивуьжм. Проводили при CbiTAi - OGBiTJIQHiCTb 2500-3000 JJOKO. CoTonepioA сгановив 16 годин - день, 8 годин - Н1ч. Через ш-сяць ¡)осд1шки-ререноранти ьиоадхували у пробирки.

В експеримени при використанш xiмучного мутагенеау в культур! in vitro еаетосовувались дьа споооби обробки х1М1Чшши мутагенами. Г1ерший enooiO - намочувшшя недоариих aepHiBOK у рой чипах мутагешв. Другий •- додавания xiwiuiiKx мутагенов у со-родовиши для культиьуъання.

Як мутагенш фшстари використовувались М-н^трозошгилоечо-вина (ШС) t 1,4-С1с-Д1аБоацвтилбутан (ДЛБ). При першому опосо-61 (в&мочуватп) недоарш веревки видадяли в колосков та клали у ровчда мутагену {¡а 15 годин при 22°G. Шсля цього зерновки шдмивали у д&к1лькох порцих води га отбрил 1зували. Контролем Сули вершжи, намочуван! у дистильоаашй водь Ери другому cnoooOi (додавант мутагену в ееродовищ*) ix вилучали 1в колосков, старилюували, в]дд1ляли аародки та садили tx на полив-не оередовищз, яке шсткло в собГ мутаген.

У екоиеримонп по винчению ш ioHisymoi ршацп, гамма-' нромоняш Д1яли на нас1ння,.а в одержаних рослин М-- Орали недо-spUi вародки для введения в культуру тк&ния.

проОцюк росяйнки-регенеранти для кращэго коренеутво-решм кроной или у юлогий шрл!Г ь тенлицю. Стьорюваля вологу камеру. Дш ашцкет роелини вкоадхували в удобрену грувтоьу сушы ь колсяыи ооауди.

HpouiREiiiw прсЕодют. у ¡шштичних камерах низьких температур (КНТ) на npoiaai 45-БО дшь при температур! 1-2°С.

Шсчы оь-.'ло ¡юолш-:и ьирощували У великих сосудах в теплит. ik ii^OrUEi Вегетаци проводили СнОШТрШ морфолопчиих оннак. .Е1дзначали 8м»ш»1 роелини. Вароауваняя R*. Rm та нас-тупних iwtioaiiib регенерать г.роводшш в ¡юлк Друге псжолшш

бис 1 вали поа£мейно ва схемою: 1 колос - 1-ыетровиЯ рядок в м1-жряддям 30 см. Шд час вегетацн проводили обл^к муташй по ва-гально прийняпй методищ. Во1 рос лини, вшсран! у другому по-кол1нн1, вшивали в Яа двохметровими рядками. В кожному ПОКОЛ1-нн1 черев 10 ряда в регенэранпв вживали 1 ряд вих1дного генотипу - контроль. Ка протяэ1 вегетацн рослин в!Д8начали дати настання основних ф1эюлончних фаз роввитку, перев1ряли успад-кування вшнених 08нак, вщцлених у 2-му покол1нн1, робили описания та структурний анал^в мутантних си»й. Т1 а них, як1 мали свлекщйно-щнн! овнаки вис1вали у контрольному ровсаднику на д!лянках площею 10 мг. Обирания проводили в перюд повног стиглост! нас1ния. Шд чао вбирания вишрювали врокай а Д1дянки.

Ошнку ураженост! рослин боропниотою росою та бурой листовою 1ржею проводили ва шкалами Саар! та Прескдтт 1 Петерсона (Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах-членах СЭВ, 1988).

Вмют 01лку в верш оомаклональних лшй виэначали ва до-помогою приладу "1нфрап1д", Визначали такок вмют сиро! клейко-вини (Пумпянский, 1971), п якюгь ощнювали використовуючи прилад ВЛК (вишрювач деформаци клейковини).

Ам1 нокислотнйй анаинв верна мутантних дни й проводили методом кислотного Г1 дролшу з визначснням вмету ьмиюкиолот на автоматичному амшокислотнону ангшзатор! Да1 339.

Для виявланяя амш у г'люганшкодуших локусах мутанпв Сув проведений електрофорез ва модиЗн кованое методикою Лекш на 10Х I 157. гелях.

Статистичну оброСку екопериментальких даних проводили використовуючи м«тод дисперс!йного' анал!эу (Доспехов. 1985), доеговхрншть Р15ИИЦ1 ми сэредшми еначеннями озняк ощнювшш ва критер!ями Ст'юдента та Фтора (Плохинский, 1970). М-ггс-ма-тичн! обчислення проводили в використанням персональную ЕОМ.

1*-Э62в

РЕЗУЛЬТАТ И Д0СЛ1ОДЕНЬ

Ел лив ¡Ывивдих та хш}чщх мутагетв на кадуеоууворення 1 регенератю в культур! тканин оэимо! пшенит. ;

Дяя ро&шрення генетично! тюшвоот! рослин-регенерант 1 в овимо! пшнищ ми використовувади попередне гамма-опротнення сухого нас1ния для одержання донорких рослин 1Ь, недозрш еа-родки верш бок яких були експлантами для кадусно! культури. 3 не: в подальшому отримували регенеранти.

При такому вшшв! вциому спостер1галось еменшення чаото-ти штацп кадуоу у оорив Харщвська 11 та Мдошвеька 61. фи шдшщонш доаи опрошнэния до 200 Гр процент калусоутворвння зкачко амвншувався в порсвнянш а цш покагнишм при дов1 100 Гр.

0прои1нв1шя вюаикало- вначт понижения частоти регене-рацп, лиию при доб! 100 Гр у сорта Харк1вська 11 не ыдОува-лося доотов1рного еменшення проценту регенерацп в щмвнянш 8 контролем. Найнижчим цей покааник був при вплив1 доеою 200 Гр у." сорту Хар«1вська И (17.2Х).

При.дп х1Ы1Чними оуаермугагенами И-н 1 тровометилсечовиноо (НИС) та 1,4-б1С-Д1ааоацатилбутаноы (ДАБ) наш не виявлеш вшии калусоутворвння у сорив Лютесценс 7 та Харк1вська 11 у мехах 8аотосованих коншнтращй. Процент калусоутворвння на валежав В1Д вар1ант1в обробки (вамочування, додавання у по-: живне середовище). а такох в^д вивчених нами концентратй НИЗ ' та даб. ...

Х1М1<ш «утагени вшивали на процес ■ формування ембрюген-них калуоних тканин 1. вдаовшо, на регенерацт рослин, оскшки ыдвначалось аначне еменшення цього покааника водночао ¡б шдвищрнням концентрат! мутагетв. Залежтсть чаототи регенерацп у обох дйсд^джуваних сорпв в!д варюнту впливу мутагеном епостер1г&шзь. при ваетосувшш НЖ: у вкпадку вастосування ДАБ подЮна эалйжасть гонувала у сорта Харк1вська И.

С^род одержан их регенерант!в шсля обробки ф!эичними та хьмишиш мутагенами вшначали вначш ьшни морфолог 1чнйх та Ф1вюлсг1чних овнак, таких як виоота роолин, довжина та форма колосу, довлина вегетшийного пар ¡оду. В б1дьшаст1 випадк!в у рослин опостер!галооь енмення сервдтх вначень морфодопчних

08нак та влеменпв структури уроиаю. При ошнщ виживання при дорошуванш регенерашв нами в1дзначалось эменшення цього по-кааниКа та шдвищення проценту сторильних форм при 8астооуванн1 х1м1чних мутаген 1 в.

Частота та спектр сомакдонально! м!нливоот! о!вних гено-ТИПЦ. РЗИМ9.1. ГОРИЩ,..

Сомаклональна м1нлив!сть вивчалаоь нами беэ впливу мута-генних ЧИННИК1В в культур! тканин.

У сомашгсшв вс 1х досл!джувашх сорт!в спостер1гали значив яОшшення генетично! мшливост1 в пор1внянн1 в вихшими рос линами. Частота видимих мутащй шдЕИвллась у 2.2-6.2 рави (табл. 1). Вшкачали значку р!8ницю М1х оортами'по цьому по-каэнику, що вкавуе на його сортоспециф1чяий характер. Так, найб!льишй процент мутащй був виявлений у оомашкинв сорту Ми-рон!вська 61 - 11. 76Х, а найиенший у сомаклон1в Вэрхнячсько! 20

- 2.412. Значну кмькють мут&Шй отримано у регенерант сорпв Харювська И (6.52%), Лютесценс 7 (Б. 562), Еучани (8.28Х), селекшйюн Л1НП УК-8 (9.05Х), пом!тно меншу - у сорт1в Мирон1воька 808 ( 4. 522), Киянка (4.25%).

' В1др18нялись доол1д*уван1 оорти такох ва процентом вид!-лэних 18 них селекц!йн0-ц1нних видимих мутаШй. Найбиьша ix млькють споотер1галаоь у сомаклешв сорту Мирошвсъка 61 (Б. 29Х), а найменша - у сорту Иирон1Вська 80Я (1-25%).

У ^-йа покол1 ннях рослин-регенерант1в ми спостер!гали широкий спектр сомаклоналъно! м!нливост1. Бона вачшала виеоту рослин, довхину та форму колосу, воскоаий нал1т, ширину листка, тривалють вегетац!йного перюду та спйкють до хвороб. В той яа чао у вихших сорпв спостер1гали 1-2 типи кутйЩйних эшн.

. Найбиьша мльмсть тип! в мутац1й виявлена у регенерат в сорту Киров1вська 61 (16 тип!в), а найменша - Берхнячсько! 20 (2 типи).

3 високов частотою виникали ниаькор<хш форми, рослини з< 8м1ненос добашюю та формою колосу (довгий колос, рихлкй та дальний колос). Серед сомаклошв селйкщйно! лиц г УК-8 киоску частоту мали форми ст1йК1 до борошнисто1 роси (4.49%).

Биышсть сомаклон^в досл:джуваних сортов мал и не одну му-тантну ознаку, а комплекс мутатйно зм» неких оьньк.

- - - -72-062»

Тайлиця i

Частота виннкнення Мутад1й у сомаклон1в R1-R3 р1аних генотиШв озимо! пшениц!.

Г ■ | Сорт, Число Число Частота .............■■— ■■ ----------1 7. селекц1йно-

I лШя ДОСЛ1Д- мутант- мутант- ц1нних мутад1й

жених них них cl-

с1мей ■ с1мей мей |в1д за- в1д ва-

саль но! гально!

к1лькос- KiJIbKOC"

т1 с1мей т1 мутац1й

|Мирон1вська 808, 147 3 2,04 0,0 0,0

¡(ВИХ1ДНИЙ сорт)

| МироШвська 808, 398 18 4,52 1,25" 28,9*

|сомаклони

|УК-8, (вих!дна 421 4 0,95 0.0 0.0

|л1н1я)

|УК-8,сомаклони 2110 210 9,95"" 4,59" 26,7*

|Марон1вська 61, 160 3 1,88 0.0 0.0

|(вих!днкй сорт)

| Мирон 1ВСЫ43 61, 170 20 11,76* 5,29" 32,8*

|сомаклони

(Лзтесценс 7, 300 1 0,33 0,0 0.0

|(БИХ1ДНИЙ сорт) 35,2*

¡йотесценс 7. 683 38 5,56* 2,03*

|сомаклони

¡Киянка, (вюид- 340 1 0,29 0,0 0,0

|ниг: сорт)

|Киянка, 212 9 4,25* 1,88" 38,1*

|сомаклони

|Харк1ьська 11, 400 1 0,25 0,0 0.0

i(ВИХ1ДНИЙ сорт)

¡Харкгвська 11, 414 27 6,62* . 2,17" 46,3* i

|сомаклони

¡Бучани. (ви- 310 2 0,65 0.0 0.0

jxíдний сорт)

|Бучани, 471 39 8,28" 4,46" 45,9"

¡сомаклони

|Вврхнячсъка 20, 340 • 1 0,29 0,0 0,0

|(вих1дний сорт)

¡Всрхнячська 20, 166 4' 2,41" 2,41* 80,0"

¡ СОМйКЛОИИ

а Р13НКЦЯ достов!рна в пор1вняий! з вих1дякм сортом при Р < 0,05

Сгруктурний анал!8 соиаклональних лпий показав эначш BifluiHHooTi багатьох з них В1д вихиних сорт!в ва висотою рос-дин та ва к!льк1сними оэнаками, ер маоть вплив на продуктив-нють рослин, такими як довжина колосу, млькють верен в головного колосу та маса 1000 верен (табл.2). Деяк! в них в!др!вия~ лись значним вбишшнням або виенпвниям цих ознак в пор^внянн! в рослинамк вик1дного сорту. Спостер^гали танох значну р\зккцю sa цими покавниками mix сомаклональними лшями одного я того ж генотипу. Так, максимальна в!дхилення ва висотою рослин М1ж л1-Н1ями УК-8 становило 43.3 см, эа к1льк1стп верен у головному колоо1 - 24 аернини.

Частота та спектр ыуташйно! шнливоот! озимо; пиониш при дп мутагенами в культур! тканин.

Проведен! нами доолиження показали эначне тдвищэння му-ташйно! м1нливост1 у регенерант!в при застосувашн ф^вичних i х1м1чних мутаген1в в культур! тканин недозр!лих зародмв в по-piвнянн! в piBHOM сомаклональшп м1нливосг1.

Серед рослин, одеряаних в культур! тканин недозриих еа-родк1в Mi при попередньому гамма-опроитенш наоишя сорт ¡в Ми-рон!вська 61 та Харшвська 11, в1Д8начено помте збиьшоння частоти видимих мутац1й в nopiBimirai з вариантом без опромтен-ня: при доз! 100 Гр у регенерашчв, сорту Мирон!вська- 61-у 1.7 рази, сорту XapKiBObKa 11 - у 2.2, а при доэ! 200 Гр, В1ДП0В1ДН0, у 2 та 3.5 рази (табл. 3). Спостер1галась валожшсть проценту мутатй ви дови опром!нення.

Шдвюцувалаоь також частота селекщйно-шнних мутац!Й. Найб^льша мльмоть ¡х виявлена при onpovineHHi дозою 200 Гр (4.1б£ та 4.767.), яка биыд Hix у 2 рази перовишувала частоту цих мутаций у BapiaHri "без опром1нения", тоОто у сомакломв.

При застосуваиш xiMi чних супермутагеМЕ Н-штрозомегилоэ-човини (НМЛ) та 1,4-б1С-Д1азоацетил0утан-у (ЛАЕ) in vitro ш спостерхгали ьначио зй!льпення частот« мутащйник owiH у рогв-HepaHTiB та ix потомства Так, додавымя НЖЗ у культурально сс-редовик Об: ЛЫПИЛО KiJtbKi СТЬ мутадтних О'.МчЙ Свр^Д рос.'ШК Ri»Ma сорту Лксесцеис 7 С!льп Hi а у 3 рал и, а аналог 1чно заатсоува:шя ДАВ - майле у 5 рад!в в nopiьнлнн! s piBH°M сомаклональног м;н-ливост! С табл. 4).'

2*_<)62в

Таблица 2

Морфолог1чн1 овнакн соыаклснальних л1н!й Rs pisHitx сорт!в озимо! пшениц!.

1 1 ' | Номер Висота Параыетри головного Maca Maca

| самасло- рослин, колосу зерна 1000

| нально! см 3 голов- зерен,

I л!иП довжина, |к1льк1сть к1льк1сгь ного ко- г

cu |колоск1в зерен, лосу, г 0

X±Sx XlSx | XiSx XlSx XlSx XlSx

МИРОНIBCbKA Б08

| Вих!дний 109,0±1,4 10,210,2 i 16,710,3 42,211,2 1,310,1 38,011,1

| сорт 1 •

| 1067 SI,611,9* 8,210,2*1 16,510,3 УК-8 43,511,7 1,010,1 зв,1±1,е

| Вих1дна B0,8±l,0 9,210,2 | 15,210,2 45,711,9 1,110,0 35,810,9

| л1н1я 1

| 1043 109,514,3* 8,610,1*1 16,010,9 43,312,1 2,010,2* 43,312,1*

| 8077 100,611,2* 8,310,2 j 16,210,8 22,711,8* 1,510,3 47,310,3"

| 8083 72,912,1 7,БЮ,3*| 15,010,4 33,511,8* 1,810,5* 28,810,6"

! 184 Sl.Bll.O 7,910,2*1 15,210,3 30,411,5* 1,210,1 33,411,4*

| 8382 116,211,6* 12,2Ю,3*| 17,410,3* ЛЮТЕСЦЕНС 46,714,2 1,210,1 26,610,7*

| Вих1дний 94,611,5 7,410,3 | 15,310,6- 31,412,0 1,010,1 35,312,5 *

| сорт 1 '

| 1044 93,711,1 9,210,2*1 16,410,4 ВЕРХНЯЧСЬКА 30,312,3* 20 1,810,1* 38,411,3

| Вих1дний 107,311,8 8,310,3 | 16,310,7 31,311,8 1,010,2 36,311,2

| сорт 1

| 8293 i....................... 89,912,3* 9,310,2*1 17,410,2* 46,111,4* 0,910,0 31,311,0*

В пор!внянн1 a BapiaHTpw "вюйдкий сорт" р!аниця доотов1рна Р < 0,05

Таблица 3

Частота мутац1й у рослин озимо! пшениц! ИхМг - К^Мз, отриманих в культур1 тканин недозр1лих зародк!в Ма при папэредяьому гамма-опрои!неин! нас!ння.

Вар1анти IК1льк1сть |К1дьк1сть 1 ' • IX селекц1й-|

впхиву |досл1дже- |мутантнкх |мутантних | но-Щнних |

|них с1мей |с1мэй |с!мой. | ыутац!й |

МИРОШВСЬКА В! ' |

Вих1дний сорт | 160 1 1 | 0,63 1 0,00 |

без опром1ння | 140 1 16 1 И',43 ' 1 1.43 I

опром1нення . | 150 I 30 | 20,00" | 2,66" |

нас1ння 100 Гр 1 1 1 1 * 1

опром1нення | 120 | 27 | 22,50* 1 4,16 |

нас!ння 200 Гр 1 1 1 1 1

ХАРК1ВСЬКА 11 |

Вих1дний сорт | 200 I 1 I 0,50 1 0,00 1 |

без опроы!ння | '149 1 ю 1 в,71 1 2,01 ' |

опром!нення | 128 1 19 I 14,84* 1 2,34 |

нас!ння 100 Гр 1 1 1

опроы1нення | 126 I 30 | 23,81* 1 4,76* |

нас1ння 200 Гр 1 1; 1 -.. ' ....... 1

* В пор1внянн! а вар1ангом "без опром!нення" р!аниця достов1риа при Р < 0,06 1

Таблица 4

Частота мутац1й в 1?1М1-КзМэ при вплив1 х!м!чними мутагенами в культур! ткаяин иедоэр1лих зародив озимо! пшениц!.

Вар1анти Мутагер, К1льк1сть К1льк1сть г X селек-

впливу концетра- досл1жених|мутантних|мутантних ц!йно-

Ц1Й мг/л с1мей с1мей |с1меи Ц1ННИХ

мутац!й

ЛЮТЕСЦЕНС7

Вих1дний сорт 300 1 0,33 0,00

Эамочування - 683 38 5,55 2,03

недозр!лих

зерн!вок у

В0Д1

Замочуванкя кмс

недозр1лих 50 (0,005) 282 36 12,77" 2,48

ЗСРНУВОК у

розчин1 му-

тагену

Додавання НМС

мутагену у 2,5(0,(30025) 220 40 •17,39" 2,61"

полйвне се- ДАБ

50(0,005) 168 21 12,50" 3,57"

ДАВ'

100 (0,01) 154 41 26,62" 6,84"

ХАРК'1ВСЬКА 11

ВихЗдний сорт - . 400 1 0,25 0,00

Эамочування • - 414 27 6,52 2,17

недозр!лих

зерШвок у

В0Д1

Эамочування . НМС

недоэр1лих 50 (0,005) 370 39 10,54" 4,32*

асрн1вок у

розчшп му-

тагену

Додавай ня НМС .

мутагену п 2,5(0,00025) 208 ' 26 12,50* 2,28

похивне се-

редовище ДАБ

50 (0,005) 190 15 7,89 1,58

ДАБ

Ш"; (0,01) 123 2 1,63" 0,81 ,. J

* розница в пар1ьнянн1 з вар1антом "вамочуваяня недозр1лих зздсдк!в у год!" достов!рка при.Р < 0,05

При використанш in vitro НИЗ вшначено еалежисть частота виникнення ыутаШй Biд вар1ангу дп мутагену: додавання його у ШЖИВН9 середовищэ вишшкало появу (Илью! к i ль косач мутащй, Н1ж вамочування недовр1лих верн1вок у роэчиш мутагену.

Виявлено еростання процент у ыутантних сшей в Roifc у сорту Летесцено 7 is вбишшенняы концентратI ДАБ.

KijibKioTb селекшйно-тнних мутаЩй при викориотанш xiMl-чних мутагешв в культур! тканин такок шдЕИшувалась в nopi-вня1ш1 8 IX процентом у СОМаЮОШВ.

Виявлена сортоспециф1чн!сть у реакцп сортов на вплив мутагенами. яка проявлялась у аначно меншому цшищэннГ чаототи цутац1й у сорту Харк!вська 11 в пор1внянн1 э сортом Лютесценс 7.

Нами спостер^гався широкий спектр мутащйно! м!нливост! у рослин дослнджуваних copTiB озимоI пшениц! при аастосуванн! мутаген! в в.культур! тканин. Всього при гамыа-onpoMiHeHHi виявле-ио 9 тип!в мутаЩй, а при х!м1чному мутагенез! in vitro - 14.

Найбшпмй процент при попередньому гаша-onpoMiHeHHi в . RsU» сортов Ыирошвська 61 та Уарк1ваька И становили ниаько-росл!, нап1вкарлмков1 01ы*I, з довгим V рихлим колосом, сквер-хедним колосом, щшнокодое! та тэньоотигл! фзрми. Серед регенератов сорту Шрон!вськ&б1 енайдено cix'i си Kit i до боро; шниото! роси. Серед роолин R*Ma сорту Харкиська 11 13 зкачною частотою виникали високоросл! cim'i та рашьостигл!.

Х1М1ЧН1 мутагени в RaMa сорту Лютесценс 7 в найбшшю частотою викликали появу низькороолих, нашвкарликових. а також високорослих оГмей, довгоколосих," рихлоколосих та швньостиг-лих, a XapKiBCbKoi 11 - ниаькороолих, 8 рихлим колосом та шзньостиглих.

Результат» структурного анал1ву мугантних лшй показали' вначш в1дм1нност1 ix по багатьох морфолог!чних овнаках, аокре-ма по висот! та елементах продуктивностi рослин, таких як киь-кють продуктивных стебел, довэшна головного колосу, киькють колоск1в та верен у головному колосi, шса верна 8 головного колосу та рослшда. Так у рослин л!нп 3835, отркмано! при гам-ма-опром1Н8НН1 насiння сорту Мирок^Бська 61 дозою 100 Гр, у головному колос 1 спостер!гали, в сэредньому, на 8. 7 верен монше, Н1Ж у ВИХ1ДНОГО сорту. ГОЛОВНИЙ КОЛОО ■ у роолин ЛШ1 39Г)б, одержано! при опромшенн! на01ння 200 Гр. був на 1.7 ом давший.

У ньому виявлэно на в. 9 верен (Ялыпе, Н1ж у рослин сорту Хар-к1вська 11. JliHiI 7764 i 7750, огриман! при додаванш ДАБ у культуральнэ середовиц» у сорту Люгесцэно 7, були вишими, Н1ж вих1дний сорт, i8 8б1льшною 'к1льК1стю'• продукгивних стебел, б1льшою довжиною головного колосу та KiJtbKicTSo верен у ньому. Те ж мохна сквзати про л1ниэ 1045, одержану при вамэчуванш не-дозр!лих 8ерн1вок у роз чин i HMO.

Покрал»ння блемент1в продуктивное?i у рослин мутантних jiiHiй, отриманих еаадяки еаотоеуванню мутагенезу in vitro вка-эуе на шзшшеть використання цих яшй для потреб седэкцп.

Урохайшсть оомаклональних л!Н1й та бюхмчн! рднаки IX дерна,.

В результат! анал1ву урохайноетi вщцлених оомаклональних лшй за результатами контрольного та попереднього випробу-вань, наш виявлен1 8начн1 в!дхилення. як у сторону вбишшення, так i вменшиня IX урожайност! виносно вих!дного сорту та призанятого стандарту (табл. 5).

Таким чином, сомаклоиаяьна мнливюгь через ви1иу'к1дькю-них ознок, в тому числ! еле мент! в продукт ивноен регенерант1в, Оевпосервдньо Епливае на урожайн!оть одаржаних оомаклональних лшй, яка в деяких випадках може Сути вищою. Hi* у вих(дно1 форыи, up демонстру? перспектива оть використання м!нливост1, виклжона! умовами in vitro, в селекщйних програмах.

Лнал1Э хлЮопекарських якостей оомаклональних та мутантних лшй досл4джуваних сорт 1 в показав эначн1 в1дм1нност1 ix ви вих!дних сорт1в за такими покаениками, як вм!от клейковини та бику в зерн! .1 показ ник ВДК (втрввач даформацп клейковини) (табл. 6).

Шдвищрння покаэник!в вмюту клейковини та б!лку у деяких соиакпокальних лшй даг шдставу спод!ватись на можливють використання сомаклонально! шнлииосп для оелекцп на покращэння

ХЛ1б0П9КарСЬК01 -якост1.

Дэслхдження аминокислотного складу 6iя/ль верна оомаклональних лшй риябкло cyTrcBi ewi ни ва BMicTOM деяких SMiHo-киолот, |, эокрома л;вину, в nopiBHянн! э вих:дними сортами. Це явка» молз бути використано ъ.сеиюкцп для покращзння харчово! uiHHocn верна

Таблиця 5

УрожайШсть сомаклональних л1н1й в контрольному випробуванн!.

Польо- 1 Сорт, |3м1нена Врожай- ВШилен- ......1 I Трупа |

вий i селекцШа |ознака HlCTb ия * в1д ,< середньо! |врожай- |

номер | лШя 1 ц/га ¡ноет! |

1Q91 1 врожайнос-

року 1 1 i 1 1 i т1 стандарту ц/га

st 1 |Мирон1вська 61 1 47,0 г 1

1044 ¡Лотесценс 7 14847 1 I |нал1вкарли-|ков1сть.сла-|бо вражуеться |фуаар1озом ¡колосу 43,0 . -,4,0 / | - I |

1050 |Харк1вська 11 |(вкх!дний сорт) 1 43,0 - 4,0 1-1 1

1045 ¡4863 1 1 (довгий колос, | В1.СОКОКуЦИС-| т1сгь 61.0 14,0 ! + Ш 1

1065 | УК-8 I(вих1дна л1н1я) 1 46.0 - 1.0 1-0 |

1069 15303 |щ1лышй 1 колос 45,0 - 2.0 1 - 0 |

1043 14812 1 Iдовгий колос, ¡крупно зерно 48,0 1.0 1. - 0 1

1068 |Мирон1вська 808 |(вих1дний сорт) 1 51,0 4,0 1 + I 1

1067 14882 1 |шшкоросл1сть ¡щШний колос 42,0 - 5,0 1 - I !

104Ü- (Вучавд i 48,0 . 1.0 1+0 |

|(вих1дшш сорт) 1

1039 14419 1 1висско-¡кущист1сь 50,0 3.0 1 +0|

1042 14782 ¡високо-¡кущист1сть 53,0 6,0 1 ' + I 1

1046 14378 ¡високо-¡кущист1сгь, ¡Д1ЛЬНИЙ колос 56.0 9,0 1 + П 1 _.............

НСРй.05 - 3.S Ц/га m - ± 1,6 X

Таблица б

Деяк! С1ох1м1чШ озяаки сомаклональних л!н1й озимо! 1шенц1.

1 ...... ; | Сорт, г Вм1ст | -........... Показник Вм1ст .. . ,, Вм1ст |

| номер сомаклональног клейковини 1 вдк С1лку, х1аину, |

I лШ1 в зери1, X | 1 Г X 1

| Мирон1вська,808 29 1 0±0,2' | 62,110,2 14,1+0,1 2,77±0,05 |

| (вих!дний сорт) 1

| . 1067 31 610,1" | 65,2±0,1" 14,7+0,1" 3,0810,01* I

| УК-8, (вих!дна лШя) . 28 2Ю,3 | 76,010,3 13,810,2 2,69+0,05 |

| . . 8332 . 30 610,2* 1 100,010,6* 14,6+0,1" - |

! 184. 32 210,1* | 78,8+0,2" 15,3+0,1" 2,3110,01я |

| 1069 31 610,4* | 80,210,4" 14,810,1" 2,3110,01" |

| Лотесценс 7 30 110,1 | 82,610,1 14,41 0,2 2,6910,01 |

| (вих1дний сорт)

| 1044 25 610,3* | 85,010,3* 12,31 0,1* 2,3810,01* |

| 7764 32 410,4* | 79,210,2* 15,21 0.2* |

|_ 7750 28 510,5 | 83,610,4 13,81 0,1" 2,3810,05* |

| Харк1вська 11 30 510,1 | 74,210,1 14,51 0,2 3,2310,01 |

| (вих1дний сорт) I

| 1066 1 30 110,2 | 76,610,4* 14,41 0,1 3,0810,01" | 1

* Р1зниця достов!рна в пор!внянн1 а вих!дним сортом при Р < 0,05

Вивчення елекгрофоретичних спектр;в глютетшв показало наявнють виш у них у рослки деяких сомаклональних та мутан-тних лшй. Спостер!гали В1дсутн!сть одного в компонент 1 в спектру, який кодуеться локусом а1и1А, при с^впадашп роэтаиу-вання 1 нших у соыаююшв ! вих!дного сорту. В биыпост! випад-К1В електрофоретичн1 спектри сомаклонально вмшених л|«1й та IX ВИХ1ДНИХ сорт!в не в!др1знялись, шр вкавуе на те, до, очевидно, мутащя не аачтала глютен1нкодуюч1 локуси.

вионовки

1. Застосування ф1вичних 1 х1м!чних мутаген^ в культур; тканин недо8р1 лих вародмв оэимо! пшенит значно вгИльшувало (у 1.6 - 4.8 раэи) частоту мутащйно! м!нливост1 по богатьох мор-фолопчних овнаках рослин-регенерант1в в пор!внянч! в р!внем сомаклонально! ы^нливоси,

2. Д1я мутш'ьнами викликала широкий спектр мутащйних вы!н. Специфичность його полягяла у эначному зсиьш'знн! частоти окремих тшив муташй в пор!внянн1 в появою IX у сомаклошв.

3. Х!шчн1 мутагени к-ш трое омет илоечовина та' 1,4-б!с-шазоацетилСутан, вастосован! в межах оптмальних доз", не пригн!чують процеси калусоутворення, як при вамочуванн! не-довр!лих зер^вок у водних ровчииах мутагегив, так 1 при дода-ванн! мутаген!в у покивне серодовипр. В той же чао частота ре-генераци та к1льк!сть одержуваних регенеранив зменшуеться. Дздавання мутагенхв у лохивне середовищэ в Сиьши М1р1 припп-чуе формування ембр!огенного калусу, шж при замочувалш недо-8р!лих эоршвок у водное розчин! мутаге^в.

4. Метод додавання х1М!чних мутагешв у пожлъно середовшда ваОезпечуе появу у 1.5 - 2 рази Охлыга! к!лькост! мутаШйних вм!н, нхх эамочування нодозришх зерновок у водному [юоч'лш мутаген! в.

5. Вотановлено значну сомаклональну м!ндив!сть серед рослин-регенерашчв ряду сорт! в озимо! пшениц!. яка у 2.2 -6.2 рази перовищувала спонтанний ревень вииигснення мутатй. Частота спадкових ви!н у соиаклон^в валехала в1д генотипу, выявлено широкий спектр опадкоьих вмк у сомаклошв по багипох

KiJibKicmK ознаках, в тому чиол! по елемэнтах продуктивность

•6. У вщцлених сомаклональних та мутантних лшях виявлен! вначн! В1дхилення в^д вшадного сорту або лип як у сторону 8шншення, так i 8б1льшення продуктивности а також BMiCTy 6U-ку i клейковини, та невашнно! ашнокиолоти лэин.

7. Вадцлено перспективн! сомаклональн! та мутантн! л!ни, я»и BiflpisffiUHCb Biд вих!дних сорив покращэними селекшйно-шнними овнаками.

8. При викориотанш культури кл1тин 1 тканин 8 метою одер-жання опадкових bmih у рослин озимо! пшениш, для пшищення частоти i спектру муташйно! тнливост! сл!д эастосовувати мутагены чшшики. ------

Практичн1 рекомендацп.

1. Для одеркання максимально! частоти i широкого спектру видимих муташй рослин озимо! пшениц!, отриманих через культуру in vitro, наШлып ефективно вастосовувати fliio ЮЮ та ДАБ на калуо, пр росте, при додаванн! мутагемв у поживне середовишэ.

2. 3 метою Шдвшаэння частоти муташйно! м1нливост! в культур! тканин ел!д попередньо викориотовувати висок! доэи гамма-опрошнення нас!кня овимо: пшениц! з подальшм введениям зародк!в рослин Mi в культуру in vitro. ...

3. HoBi сомаклональш та мутанта дШ1. видиеш у copriB Лютесценс 7 (7750, 7764), Мирон!воька 808 (1067) та Харк!вська 11 (1046) пропонуються для викориотання в практичней оелекцп повниц!. ' • • "

СПИСОК Р0Б17, 0БУБЛ1К0ВАНИХ ЗА МАТЕРИАЛАМИ ДИСЕРТАЦ1I

1. Сидорова ЕЕ, Моргун В. В.. Логвиненко В. Ф., Карпец А. И. Влияние гамма-облучения на культуру незрелых 8ародьшей озимой пшеницы // Частная генетика растений. Tea. конф. 23-25 мая, 1969 г. - Киов,1939.-т.2. - С. 72.

2. N.. Sidorova, V. Morgun, V. Logvinenko, A. Karpets. Effect of gamma radiation on iirmature winter wheat embryo culUirW/Science for Piant Breeding. Book of Poster Abstracts XFI £ucai pi a Congress. Fobr. 27 - March. 4, 1S89, Güttingen,

Germany F. R., 1989. - P. 125-125.

3. Банникова R E , Шргун B. B. . Майстров П. Л- ■ Вара&аноза E. A., Лэгвинонко R Ф., Карпец А. И. Влияние нитрогометидмочевина ка процессы каллусообразования и регенерации а культиЕируемих in vitro вародушах шкницы//Дитология и генегикг. -1QQ0. -t. 24. N 6. -С. 31-34.'

4. Карпец А. К. Изучение сомаклокалькой изменчивости раста-ний озимой пшеницы, получениях- методом культуры ткакк незрелух вародьшюй/V Сб.' науч. трудов. Мэтоды интенсификации селекшон-

'ього процесса. -ВСГЯ. - .Одесса, 1990.-0. 52.

6. Моргун В. В , ЛЬгвиненко В. Ф., Сидорова Е IS.', Карпец А. И. Генетическая изменчивость сомаклоноь, получение из культуры незрелых зародышей озимой гщеницн//Сб. Теоретические и прикладные аспекты биотехнологии, -Киев, 1991.-С.' 4-е.

6. Лзгвннекко В. Ф., Моргун В. В. ,. Сидорова Н. & , Карпоц А. И. Генетическая изменчивость сомаклопов, полученных К8 культуры незрелых еародьшей озимой ыпеницььУП Сьезд Босо. о-ва Физиологов раог. , Шнсч, 24-29 сонт., 1990. Tea. дом. . ч. 2. -!1,1992,-С.: 121.

7. Карпец А. И.. Логвиненко 3. Ф., Майстров П Д. Получение . новых форм растений при использовании.химических мутагенов 9 культуре ткани озимой- пшеницу//VI-Съезд Украинского об-ва генетиков и селекционеров им. Н. И. Вавилова С Полтава, 1992). -Киев, 1992.-Т. 2.-0- 120.

8. Карпец А. И. Применение химического мутагенеза в культуре тканей для совдания исходного материала- свимой лаеяици//Ак-_--туальные проблемы физиологии растений и гекетгаси. Tea; V конф.. молодых ученых. -Киев, 1992. -С. 130.