Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование радиационного мутагенеза в создании исходных форм для селекции сои

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Использование радиационного мутагенеза в создании исходных форм для селекции сои"

2 й и , ^

'МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

КОБОЗЕВА Тамара Петровна

УДК 633.34 : 631.528.63

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАДИАЦИОННОГО МУТАГЕНЕЗА В СОЗДАНИИ ИСХОДНЫХ ФОРМ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ СОИ

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1990

/ , - ' /- • ' I ■"' I \ . -

Работа выполнена в лаборатории растениеводства ТСХА.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. С. Посыпанов.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Ю. Л. Гужов, кандидат сельскохозяйственных наук Н. А. Клочко.

Ведущее предприятие — Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрального района Нечерноземной зоны.

Защита диссертации состоится «/&» . . . .

1990 г. в «/У» час. на заседании специализированного совета Д 120.35.04 при Московской сельскохозяйственной академии им. К- А. Тимирязева.

Адрес: 127550, Москва, И-550, Тимирязевская ул., 49.

Сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан » ЛСО^Ъ-..... 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность теш. Для продвижения сои в более северные регионы необходимы ультраскоросдалне формы. Существенно сократить продолпоггельность вегетационного периода у сои традиционными методам на всегда удается. Радиационный цутагенез позволяет получать формы более скороспелые, чем родительские. Метод зашатает в селекции сои особое место ещё л потеть,что исз^усственная гибридизация из-за очень мелких легко ранишх цветков существенно затруднена. Кроме того, в радиобиологическом отношении соя изучена недостаточно и возможности использования радиактишых излучений ещЭ далеко не исчерпаны.

Исследования выполнены в лаборатория растениеводства ТСХА в соответствии с-планом научных исследований Московской сельскохозяйственной академии им. К. А.Тгоягрязева по теме 13 "С использованием метода радиационного г.утагенеза создать исходный материал дол селекции сои северного экотша", номер, государственной регистрации ыаьйг?.

Цель п задачи исследований. Цель исследований - выявить оптимальные дозы и мощности гамма-облучения сешн и вегетирующих растений для максимального выхода хутантов с хозяйственно полезными признаками,-создать исходные форш для селекции скороспелых высоко продуктивных сортов сои, устойчиво вызреваодих в условиях шш и центральных районов Нечерноземной зона.

В задачи исследований всходило: установить величины летальных и эффективных доз облучения по разным хесткритериям; выявить эф&зкт мощности излучения при одинаковых и различных дозах гаша-облучения; эыявить. существование сортовых различий в норма ответной реакции и гамма-облучение; определить оптимальную дозу облучения вегетиру-

. . - '

щах. растений для получения мутантов с полезными признаками; отобрать гдутантные формы с хозяйственно полезными признакам! и определить стабильность признаков полученных мутантов.

Научная новизна. В работе впервые., по двенадцати критериям оценена радиочувствительность пятя сортов сои, показано, что, в некоторых случаях увеличение мощности излучения и за счет этого уменьшение экспозиции снижает повреадающее действие радиации. Уточ нены величины летальных доз при облучении седан, установлен диапазон эффективных и летальных доз при облучении вегетжрующеЁ сои, выявлены корреляционные связи меаду отдельными показателями радиочувствительности и выходом цу^ацкй в Г.^.

Практическая значимость. Рекомендованы и в настоящее время . используются в селекционной практике наиболее эффективные для получения мутаций дозы облучения. Отобраны мутанты и создан оригинальный удьтраснороспелый материал для селекции на скороспелость. Выделенные формы используются в селекционной работе в условиях Москвы, переданы в Калужский филиал ТСХА, во ВНИИ Северного Зауралья, во ВНИИ сои, тде лрошш оценку по скороспелости. Мутантная скороспелая высокопродуктивная линия Ы 52 передана во ШИИР, ей присвоен номер каталога К - 9515. ..

Апробация работы. Результаты исследований долокены и обсузде-ны на научных конференциях ТСХА в декабре 1982г., в декабре 1984г. в мне 1985г., на Всесоюзном совещании по исходному материалу в августе 1987г. (Кубанская опытная станции ВИР), на' Всесоюзной конференции свободного объединения исследователей симбиотической азот ■ фиксации в феврале 1989г. (КФ ТСХА, г.Калуга),.на Всесоюзном координационном совещании но биологии, генетике и селекции сои во ВШИ сои в сентябре 1989г. (г.Благовещенск). До материалам диссертации

опубликовано fi научных работы.

Объем работы. Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста, включает 27 таблиц, 39 рисунков, 23 таблицы в приложили.

Список литературы включает 157 наименовании, в том числе 35 на иностранных языка;:.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В главе I - "Эффективность радиационного мутагенеза в селекции сои" отражено народнохозяйственное значение сои, показано состояние селекции в мире н в СССР, отмечены успехи, связанные с применением радиационного мутагенеза. Показано, что применение ионизирующих излучений, в том числе гамма-лучей дает хорошие результаты, позволяет получить цешнй исходный материал. Б главе отражены вопросы радиочувствительности сои в связи с особенностями сорта, качества семян и условий выращивания. Показана ванность своевременного и правильного выявления цутаций, рассмотрены способы их учета и возможность прогнозирования мутационного процесса. Сфорцуларова-на цель и задачи исследований.

3 главе 2 - "Место, условия и методика проведения опытов" -приведены данные потаенно-климатических условий 1981~1988гг. и описаны методики исследований.

Объекты исследований - сорта Северная 5, Аврора, Восток селекции ВНИИ сои, Приморская 494 - селекции Приморской ГОСХОС и Шведская 856 - шведской селекции. Выбор сортов определялся возможностью выращивания их на широте Москвы.

Почвы дерново-подзолистые с рЯ близкой к нейтральной, высокообеспеченные фосфором и калием, среднеобеспеченные азотом.

Году исследований супе смени о различались по метеоусловиям: вегетационный период IS»SI г. бил жарким и сухим, 1988 г.- жарким и алагшым; 1562,1283,1966,1987 ~ средним»по температуре и осадкам; ISS4 и 1985 г г. - холодными и влажными, когда более позднеспелые сорта Аврора и Восток не вызрели и были исключены из дальнейших'исследований.

Облучение семян проводили в институте биофизики МЗ СССР на установке 3ГСМ и в институте микробиологии и эпидемиологии МЗ СССР им.Н.Ф.Гамалеи на .установке ÜKF-5Q. Источник излучения - Со.

В 1981 г. семена 5 сортов облучали 13-ю дозами от 5 до 500 Гр при двух мощностях - 1,02 и 0,4 Г^/мин.; в Ш32.1663 г.г. семена &верной 5 и Приморской 4S4 десятью дозами от 5 до 200 1]р при трех

мощностях - 0,1; 1,0 и 10,Q Гр/мин.; в 19&Ц г. семена Приморской 494 десятью дозами от 5 до 350 Гр при вести мощностях - 0,115; 0,6; 6,0; S,0; 40,0 и 70,0 Г^/икн. Дозу излучения контролировали с помощью термолюминисцентньх дозиметров, помеченных в пакеты с семенами. Облученные семена высевали на сднорядковых делянках по 100 семян в рядок в че трехкратной повтсрносги методом рендокизированньх блоков .Лабораторную всхожесть определяли в день облучения в соответствии о ГОСТом 1203-66. Динамику появления всходов отмечали на 10,20, 30 день после посева, В 4азу третьего и пятого настоящего листа, в дозу цветения и полной спелости измеряли высоту 100 растений с .каждого варианта 1по 25 с повторное™).

%тации и изменения 'морфологического характера в Mj 4иксировали в течение вегетации и на уерэнных растениях, при атом анализировали каждое растение.

%тации в Kg вьделяли по методике Енкена B.L. (Д967), эффективность мутагена и его дозы определяли по проценту растений с мутациями от общего их числа.

Вегетируюцш растения (.сорта Озверная 5 и Приморская 4!>4) об- . лучали в фазу бутонизации - начала цветения на гамма-поле ШВИРа

дозами 10-15-20-40 при двух мощностях, полученных путем 16 и 4в часовой экспозиции.

Хромосомные аберрации учитывали в ана- и телодезах митоза кле> ток корешков проросткоз ^Юрцев Б.Н. ,Пухальскии В.Л. ,IS68).

Ms.тематическии анализ экспериментальных данных проводили дисперсионным, корреляционным и регрессионным методом с привлечением диалого-вычислительного комплекса ДВК-ЮМ.

В реиении отдельных вопросов в разные годы принимали участие старши» научный сотрудник Кошкин Е.И., студенты Панкратьева А.Л» Зотова И. 10., Образцова И. А., Алексеева H.A., Лавренова С.А., в облучении семян и вегетнру ш,еи сои, а также при обсуждении результатов большую помощь оказал старший научный сотрудник %хин В.П., за что выражаю мм искреннею благодарность.

В главе 3 - "Иорфобиологические изменения растений сои под влиянием гамма-облучения семян" - приведены результаты исследований по изменение морфологических и биологических признаков растений сои под действием гамма-лучей по мере увеличен № дозы облучения.

Облучение семян проявилось прежде всего в снижении лабораторной всхожести. Полевая всхожесть снижалась меньье, однако период прорастания ■ семян был, сильно растянут (.таол.1) тем сильнее, чем выше была доза облучения и чем хуае складывались погодные условия.

В благоприятных условиях 1S83 г. всходы появились на 10 день и существенных различий между вариантами отмечко не сало; в 1&8I и 1984 г .г, появление всходов задержалось, причем холодная и дождливая п с года 1984 г. сильнее затягивала прорастание семян, чем каркая и сухая в 1981г.

Чем выше была доза облучения, тем больше растении отмирало в течениз вегетации, причем в неблагопрпятн-х условиях 1964 г. про-

-У-

цесс этот, был выражен сильнее.

Таблица I

Влияние дозы - гамма-излучения на динамику появленйя всходов и изрекиваемость сои сорта .Приморская 494, 1981, ¡983,19.84 гг.

Доза, * 1 о ! 150 ; 100 | 150 200 | ¡250 г 300 ! | 400 | 500

# растений на делянке от числа .высеянш-х семян

На 10

день 1981г. 15. к II ■9 ' 4 .. 3 5 4 7

1983г. 59 ' 61 57 48 58 , - - - - -

1964г. 2 0 .0 0 . 0 0 0' . - -

На 20 1981г. 45 ' '41 ' 43 ■ 48 45. 42 ■ 42 32 35

день 1963 г. 62 63 . 58 50 59 - - - -

1984 г. 54 52 50 52 44 42 34 - '

На 30 1981г. 49 40 ' 41 47 41 47 35 34 32

день 1963г. 64 66 59 53 52 . - - -

1984г. 56 54 48 . 44 36 . 32 -

Перед 1981г. 56 45 38 40' 35 27 32 . I 0

убор- 1983г. 59 54 51 38 гь - - - -

кой 1964г. . 56 40 26 22 16 2 ' 0 -

Изрежнваемость, %

1981г. 0 0 12 17 22 43 .48 97 '100

1983 г. 7 16 14 28 46 - - -

1984 г. 0 26 46 56 64 '' 95 100 -

Примечанго: мощность гамма-излучения в 1981г.-1,02Гр/мин., 1983г,~ О.ЭГр/мин.. 1984г.- О.бГр/ыин.

С увеличением дозы облучения увеличивался процент стерильных растение (р,ис.1).

Очень сильно под де ствием радиации умен шалась длина первой меадоуздия, кеньье - ьторого и т.д., в результате высота растений по мере увеличения дозы снижалась *.рио.2), .

За счет растянутого прорастания и/отставания в развитии в на- 6 -

чальте цази период от посева до полной спелости удлинялся (.рис.З).

Радиация оказала отрицательное влияние и на репродукционный процесс Сгайл.2.). По мере увеличении дозы облучения снижалось число продуктивных бобоя и ссмян в них, в результате семенная продуктивность растений закономерно падала, естественно уменьшался и коэффициент размножения (.рис. 4).

Таблица 2

Формирование репродуктивных органов сои- на I продуктивное растение в зависимости от дозы гамма-излучения, 1962г. \в среднем по сортам Озверная 5 и Приморская 494).

¡Цвет- ¡Завязыва^Высота ; Бобов' ¡Число; &мян ¡№юса

Доза;ков, ¡емосгь ¡^рикрепл^-- --—,---¡семян^в'про-¡семян,

Гр ; шт. ¡бобов, ¡нижнего ¡всего,¡продукту шт. ¡дуктив-; г

; \ % ¡боба, ; шт. ;-1—) ¡ном бо^

, ' см • • шг: % ' 'бе, шт;

0 60 55 ¡2 33 20 61 42 2,3 7,9

5 54 .57 12 31 18 - 58 37 2,2 5.1

40 53 55 13 .29 17 58 33 1.6 4,3

60 54 57 13 29 17 57 29 1,8 4,1

80 57 54 12 31 18 58 26 1,6 3,6

100 54 48 14 . 26 16 61 26 1,6 3,6

120 55 49 15 ■ 27 16 59 23 1,4 3,3

140 47 34 16 16 10 61 14 1.4 1.9

160 50 36 18 18 10 55 13 1.4 1.7

180 47 . 26 18 13 7 54 9 1,4 1.3

200 43 27 18 12 7 57 7 1.0 1,0

Несмотря на угнегашео действие радиаиик, уменьшение числа бобов и числа семян на растении привело к увеличению ¡асс» 1000 семян.

Отрицательное действие радиации проявилось сильнее в неслась

гопримтчио годи, поскольку к стрессу от оолучелки досаьляся

HOC ■ А°.ъа< ф

Рис J. Доля спериль**** ê лосебе. сои.

S u-Atocтч Ö97 Золь* ао-м-лла. - г /- Сс&е^ча* S

Л' *ОН*П/>0А*0

iùl

loo ДоЗ.А&>

Рис.2 f>atsx>GMfû {Q.J и аяимы ñtpéozo /О"

¿»порою (2) и/емдоулуш* (б) Á • ia.6vc*A*K>t¡*rnj. ¿vr» и. и/сщмиети

2лчмма~ иьлцче+ч-л* , S срьончч ' по .пяти со/з^лаЛ', /A3/г.

fi ной огп a.

Öo полной </> e/tecrncf

«Л Ж UOHmp(x*K>

f- ог

Put? 3. Sfcoôo/iMtJme. льиость яърисскa ол foi^Âi â? г>с*л**о</ с/ъелс-я/псс S за£>мсил*оети ç>m tr ^¡ощыосsr>LA.

- i/jiyoí ttdл t. S с/яесЗнеьл* <по *>я*т»и ¿ъ/л/ъъаи., г

. - S-

^^\ч

лг

4 ¿¿¿siсненve xc?tpcpu.i4ue**rrK /Ю^акг«^ (f/bj AtCLCCA' too? ecu. ê Jta6<sc4*¿tc>c*r,ti &rr> doJb* co^fi. "

Се&ьакал jt t- JVpu^o/bcKQ*. Y9V

/

стресс, связанный с условиями произрастанияЛтабл.З). Так в 1984 г. коэффициент размножения в варианте с дозоЛ 15(^-200 был в 10-22 раза меньше чем в 1981г. и в 3-5 раз меньше чем в

Поскольку коэффициент размножения наиболее объелтивно отражает зсе потери в популяции, возникшие в результате облучения семян, по его изменению под действием возраставших доз радиации с

определенной точность» можно рассчитать размер парг.чи семян,на которую мы можем рассчитывать в М^ для каждой конкретной дозы.

Выявлена сортовая специфичность в реакции на облу-ение. Сорт Северная 5 превышал Приморскую 494 по радиочувствительности, что прежде всего, проявилось в более интенсивном снижении его продуктивности (,рис .5). У сортов родственного происхождения ^Аврора, Восток, Приморская 494), имеющих ойих предков, различий в радиочувствительности не обнаружено.

1963г.

Ткблица 3

Изменение коэффициента размножения сои сорта Приморская 494 в разное годы в зависимости от дозы гамш-из-лучения.

Лоза, !

Коэффициенты размножения

Гр I

' 1581 год*} 1983 год | , 1984 год

;федне?0ц 3

Абсолютное значения

О 50 100 150 200

9,0 6,4 6,9

3,7 3,2 2,6

2,2 1,5 1,3

2,0 0,3 0,1

0,9 . 0,2 ОД

7,4 3,2 1,7 0,8 0,4

О 50

100 41

я к контроле 100

50

¿00

36

100 43

Продолжение таблицы 3

II 2 I 3 ! 4 ! 5

100 . 24 . 23 19 23

150 22 5 I 10

200 10 3 .1 5

Примечание: - мощность излучен ш в 1981г.-1,02Гр/мин., 1983г.- 0,9Гр/мин. ,1384г.- 0,61}з/мин.

Реакция на облучение била неодинаковой и тогда, когда сорта облучали с разной интенсивностью ^рис.6).

При мощности излучент 1,С2Гр/мин. растения меньше страдали от радиации, чем в тех же вариантах с мощностью 0,4Гр/мин., они меньше снижали продуктивность, менише затягивали вегетацию, величины летальных доз были выше и при 300-400 Гр, единичные продуктивные растения формировали по 1-2 семени.

Можно предположить, что существует определенный диапазон доз, в котором повреждающий эсц^ект каждой конкретной дозы зависит от соотношения между мощностью лучевого потока и временем его возде! ствия.

Поскольку в живом организме в отличии от неживой природы име-. ется механизм восстановления! направленный на.его защиту от различных стрессовых воздействий, в том числе и радиационных, можно предположить, что реабилитация клеточн.-.х структур и ткане» при кратковременном но интенсивном воздействии осуществляется успешнее, чем при продолжительном, но менее интенсивном,

СЬектр и частота хромосомных нарушений в аНа- и тело^зах митоза клеток корешков проростков возрастала по мере увеличения до зы Чабл.4), причем у Северной 5 в большей степени, чем у Примор скок 494. Одако отнести, эти различия в разряд только сортовых, по-видимому, бьло бь неверным, поскольку семена для оолученш в

1981 году были вырааюны в разньх климатических зонах: семена Севе рной 5 в условиях холодного и влажного 1960 года в Москве, а Приморская 494 - в условиях жаркого и сухого лета в г.Благовещенске Сна Дальнем Востоке).

Таблица 4

Частота и спектр видимых хромосомных нарушений у сортов сои СЬвервая 5 и Приморская 494 в зависимости от дозы и мощности гамма-излучения, 1981 год.

Лоза,

СЬверная • 5 | Приморская 494

0,41>/мин. | 1,С2Гр/мин. I 0,4Гр/мин. 1 .1,02Гр/мин.

Гп I----1-----г--г-г------1---1---1--;

|'4астота|спектр|4астота;спектр(частота}спектр|час1хнспектр > % % ' % • _'та, __|

0 8,9 8,9 +-Н— 3,2 -н- 3,2

40 22,4 12,8 +-Н- 7,6 4,5

; 50 25,6 16,0 7,9 -м- 7,0

100 39Д ++-Н- 17,3 26,4 .++■)- 15,1

150 48,4 ++++ 30,6 ++++ 30,7 ++-)- 18,1 +++-

2С0 ' 60,8 ++++ 32,7 45,0 ++++ 24,4 ++++

250 - - - - 50,3 ++++ 30,7 ++++

Примечание: первый крестик - фрагменты; второй - мосты;

третий - отставание хромосом; четвертый - массовая фрагментация

Увеличение мощности излучения, а следовательно, уменьшение экспозиции снижало дол» аберрантных клеток в корешках проростков.

Растения, выросшие из облученных семян, были химерны, то есть имели ткани разных генотипов. Кроме того, валедсгвие разрушения • клеточных структур, нарушения обменных процессов и полного отмирания отдельных клеток зародыша возншали различного рода уродства и аномалии. Их число и спектр у/еличивался по мере увеличения

дозы, причем у Оэвернои 5 процент измененных растении был больне,

-и-

чем у Примерено/; 494. В варианте с дозой 120 Гр и более все растения

имели не менее 2-5 типов изменении.табл.5). Вследствие лучевого поражения уменьшалась высота растений и длина корней, нарушался характер ветвления корней и сгесля, изменялась чорма листовых пластин, их число варьировало от-1 до 6. Чем выше била доза облучения, тем более высокий ярус затрагивали эти изменения.

Озыена, полученные с таких растений, имели пониженную полевую всхожесть ^рис.7), которая уменьшалась с увеличением дозы, снижалась и выживаемость всходов Срис.8), причем тем сильнее, чем хуле были условия вегетационного периода.

Зкблица 5

Учет ввди;..ых мутация и ьзмерений морфо^изиологического характера в М^ у разных сортов сои, 1953 год.

¡Число иссле-! Число измени изменен-¡Число типов!Чисдо измене-Доза,! дованных ра-! енных раст^ных pacieHi избиений ! ник на 100 ра-Гр ! стений в Mj! ений ! , ! ¡стений

(Ьверная 5

0 188 4 • 2 2 3

5 316 . 25 е 3 10

40 316 38 12 6 14

60 324 120 54 9 44

80 260 169 65- 9 69

100 212 172 ' 61 Л 153

120 224 224. • 100 9 207

160 160 160 • 100 12 331

180 ICC 100 100 15 383

200 184 184 100 15 367

Приморская 494

0 236 7 3 2 3

5 236 38 16 3 18

40 204 55 27 6 26

60 228 91 ад и 37

80 166 76 41 9 36

Продолжение таблицы 5

I ! 2 ! 3 ! 4 ! 5 ! 6

100 204 ■ 112 55 8 61

120 154- 154 100 6 138

160 154 154 100 13 275

160 84 84 100 14 321

200 ■ 100 100 100 12 349

Растения имели угнетенный вид, особенно на высоких дозах позднее созревали, по этой причине процент ошибки при проведете

нйи отборов в особенно на скороспелость может оказаться

очень большим,

В главе 4 - "Облучение вегетирусади сои с целью получения мутаций" показано влияние гамма-излучения в ¿азу начала цветения на дальнейший рост и развитие материнских растение. Показано, что при облучении, вегетируящай сои продуктивность растений снижалась уже при 10 Гр за счет уюныления числа бобов на растении и семян в них, при этом продуктивность СЬверной 5 снижалась сильнее чем у Приморской 494 (.рис. 9}.

СЬмена, собранные с облученных растений, по мере уьеличе-ния дозы становились мельче, полевая всхожесть их по сравнению с контролем снижалась у СЬверной 5 на 20-30$, у Приморской 494 - на II?, уменьшалась выживаемость всходов, возрастала доля стерильных растений, а число продуктивных снижалось, причем у СЬверной 5 сильнее чем у Приморской 494 (рис.10а). Продуктивность этих растений закономерно падала: у первого сорта на 35, у второго - на 45$.

При повышенной мойноети излучения повреждающее действие радиации было вьрах.ено слабее (рис.Юб). •

M хонтро-л**

a, ЧТр/^àyn

Рис S. U¿*tg_HeH<s€

~t/a.cce>f сел/** â ма. /po^rne-

пол eo<x 6

í<///oe/rj(/ ел? ïaJbt to^UkA/Л' «m^víiw

1 за г*. \ f

2 -хХры^иc>pc«ä-{

M t£o*"mp о л**}

ax 0~O,OD2S¡r%)

P¿/c, G. сел/я*

é Uf¿ /ла. pa.cme+fi¿9 сое* S сrr>w

0т доаы и га^^а • ve

& среЗ**<ел* по лл/wí» co/osr+a^, '

PL/C. ? ¿/ir+et/ettse s>o*<s<Soù-

от za^of^ua -

иллууе+ми* t . Себер^с*» £>~,

2 - <?&>uA'<?/><>*¿oa t/94,

ór - éu(i-otoo4toj

Лола, Jp ___2»o

flete. S. ¿■ь/жиЗаелгоспи

(ê) 6 M^ é> Osr? 3aS¿>t(¡bJ

ÍQ^J-A/C*. — vijrytje nc/**, SQ& v ?. /- Ceßejo^oA S ; P-

Ояектр изменений и нарушений в при облучении семян и растений во многом совпада- , однако встречаемость их при облучении растений была ниже, возможно из-за большего процента гиСели и меньшей выборки. .

В главе 5 - "Влияние разных доз и способов облучения на мутационный процесс в №>" проведено сравнение доз и спососбов облучения по выходу мутантов в М^. Установлено, что максимальным выход мутаииЗ был получен в диапазоне доз от 40 до 100 Гр при облучении семян и от 10 до 20 Гр - при облучении растений (табл.6)., хотя во втором случае выход мутантов был ниже.

Сорт Оэверная 5 по мутабил ьности превосходил Приморсп/ы 494 при облучении семян и расгени...

Таблица 6

Частота и спектр мутаций в у разных сортов сои при облучении семян и вегетируюцих растений, 1£84 год.

Д?,?а' ¡Растений

ИТ.

Типов мутаЧ?астенип ¡Ра стен им .'Типов му4Расте-

ции.

шт.

!с мутаци4в Мо, !таций, !ями ! сшт. ! шт.

¡Гт7"ПГ

•ний с му

!тациями

(-

шт.

т"

Облучениэ семяи

0 1215 2 б 0,5 1948 I 2 0,1

5 1837 5 27 1.5 1687 2 19 1,0

40 2603 7 67 1.2 953 I 14 1,5

80 • 372 7 30 12,4 384 5 15 3,9

100 166 б 20 12,0 306 2 12 3,9

120 . 32 . I 5 15,6 39 I 2 5,1

160 12 I I 8.4 23 0 0 0

280 5 0 0 0 12 1 I 8,3

200 29 1 I .3,4 10 0 0 0

Облучение растений

0 444 0 0 0 960 0 0 0

10 420 4 10 2,4- 1134 3 3 0,3

15 230 5 9 3,9 625 3 7 1.0

20 61 3 5 6,3 496 2 5 1.0

CeS * 5Г

_ s*_jo_ /У го Деля.

Рас. ¿JbJLtGHGHve us<xjzc.b' сел*** Л среднее

jt/ОЛCrrn5,t*i/G C.OU. Á 3¿x£*JCtJJUOasT-Hj ОГК, doj&í

. - usJiyvt+ictPj, /9022,

fiue./O. ¿/злге^емуе ¿/¿/esta. sf/30c?</#r>7t/&*¿>/x parme+uj* <&

¿T 3Ct£t/CCJ s~TG> cm*-* от c?oJ¿>/ - Syat*

& tierces/?yoc-iï eç>u., : л * у рлз^ь,, ■

6 - npíí. <?osbr.

Следует отметить, что в силу болыаих сложностей выделения му-.тантов из мутантной популяции, мутационный процесс отражен нами лишь частично.

Все показатели радиочувствительности в диапазоне от 0 до 160 Гр коррелировали с дозой облучения. Наиболее тесная корреляция отмечалась нами между.дозой и процентом измененных растении в М| (г =0,94), дозой и коэффициентом размножения ~-С,82), дозой и лабораторной всхожестью к!2- =-0,62), дозой и семенной продуктивностью С 2. =^.0,52).

Тесная корреляция" мегкду коэффициентом размножения и выходом мутантов в 71)., процентом измененных растений в М^ и

С2 =0,79) указывает на возможность применения этих критериев радиочувствительности для оценки эффективности мутагена и его доз, тем более, что ана^зшй метод (г <=0,67), используемый о • этой'целью, применительно к сое очень трудоемок из-за мелких хромосом и,большого их-числа.

В результате облучения семян и растений, отборов, проведенных в разные- годы, создана коллекция мутантов, которые различаются по-скороспелости, продуктивности,, содержанию белка в семенах* типу роста, высоте, куста и характеру ветвления, ч-ор-ме и о.расне листьев, семян, опушения.

Проведенные исследования доказали- возможность получения «^орм, превосходящих по скороспелости и продуктивности родительские сор ,та. Характеристика некоторых из них представлена в таблице 7.

Все они за исключением линии И 52 имели более короткий, чем родительские сорта, вегетационный период. ;

Скороспелые мутанты Шведской 856 были низкорослыми, имели растрескивающиеся бобы, желтые с черным рубчиком семена и отличались от него более коротким вегетационным периодом и пониженной продуктивностью. В отличие от исходного сорта они*1мели боковых

- /7-

ветвей.

1а. блица 7

Характеристика мутангных ^орм сои в сравнении с исходнвм сортом, полевой опыт, 1988 год.

Исходнкй}4озз, Гр-,Вегетац«^акг.; (Высота ; Содержа-;Масса

сорт.му-i----¡период, j ± , ¡Высота5прикреп^ние бел-!семян,

тант. фОпМощностьi дн. i Op ; си ¡нижнего; ка, ; г/кг рма ! Гр/мин.! ! 0 ! ¡боба,см! % !

Шведская 0 113 2123 55 8 . 36,5 231

856 0

М 37 20 0,4 106 1971 ' 44 8 34,0 184

Ы 10 20 • 0,4 ' 101 .1821 38- II . 35,2 175

М 52 30 0,4 125 2173 76 10 34,6 301

Озверная OIO 118 2164 75 12 39,3 220

М 140 80 т~сг 108 IS9I 58 15 - 36,4 201

М 24 40 1,0 100 I8II 44 , 9 38,8 188

U 31х^ 10 1,0 101 1821 ' 60 18 40,2 186

М 22 100 0,4 91 1731 28 8 21,0 50

НСР 05 12,6

форма получена при облучении растений ^.иния М 52 отличалась оолее продолжительным периодом вегетации, высоким (до 85см} стейем, имела нерастрескиваюсиеся бобьг и более келкие, чем у Шведской 856, семена. В 1988 г. урожайность ее составила 30,1 и/га, ел присвоен номер каталога ВИР К-9515. Интересными для Нечерноземной зоны являются ц.ормь; М 140 и

_ У С -. /о

М 31. Они холодостойки,, имеют короткие-вегетационный период, но при этом не сильно снижает продуктивность. Уступая исходному сорту по урожайности в варианте без инокуляции, линия М 31 оказалась более продуктивно/ при обработке семян ризоторцшноы (табл. 8), то есть оптимальное сочетание микро- и макросимбионтов позволяет полнее использовать возможности бобового растения.

Таблица 8

Урожайность и белковая продуктивность мутантных линий сои в сравнения с исходным сортом при симбиотро^.ном и автотрофном типах питания азотом, вегетационный опыт, . 1988 год

Сорт,линия ]^сса н»г/0)дер&ание^ка, |О^ор бща,г/со-' . о/йн ~"!~йн Г 5/йн Г йн ! сГ/ин "! йн

СЬверная 5 8,4

М 24 7,0

М 31 7,6

НСР средн. части.

инокуляции линий

6,3 35,4 7,8 35,0 10,8 35,2

З.Ог/ сосуд

1,7г/сосуд 2,0т/сосуд

39,3 38,9 40,1

2,55

2,29

2,81 2,61 2,25 3,53

Я 41 г/с о суд 0,29 г/сос^д

г/ сосуд

Интересна с точки зрения возможностей мутагенеза линия М 22. Это низкорослая (25-30см) неветвяад&я форма детерминантного типа, .низкопродуктивная, низкобелковая (до 21%), нф очень коротким вегетационным периодом (91 день при сумме активных температур 1731°С). '

В целом наиболее скороспелые из сортов (.Северная 5 и Шведе- ■ кая 856) оказались перспективными в плане получения ультраскорос-1 пельх мутантов. В этой связи выбор сортов для облучения также важен,- как и подбор родительских пар.

В К В О Д Ы

• I.Радиационный мутагенез может быть, уевдшво применен при соз-

- /.•/

Дании исходных форм в селекьии сортов сои северного^типа.

2.0случениэ семян снижало лабораторную и полевую всхожесть, увеличивало долю стерильных растений, сникало число цветков на растении, завязкваемость бобов, число семян и их массу, ^астения,

вь'роспие из облученных семян, отставали в росте и развитии (особенно в начальные '¿азы), „Ориод вегетации у них удлинялся.

3.Дозы до 40 Гр не оказывали существенного влияния на рост, развитие и продуктивность растений. .Дозы 40-120 Гр вызывали снижение всех показателей, дозы более 120 Гр оказывали сильное угнетающее действие, при этом лииь единичные растения сохраняли жизнеспособность,, продуктивность их была минимальной. .

4.В результате нарушений в хромосомном аппарате, а также физического разрушения клеточных структур большая часть растений в М оказалась измененной. На высоких дозах (160 и более) каждое растение имело 3-5 типов нарушений.

5.Доза 200 Гр вопреки имеющимся в литературе данным не приводила к полной гибели растений. Величины летальных доз в значительной мере зависели от качества семян, сорта, условии выращивания, мощности излучения и находились а диапазоне доз от 2U) до 400 fy. '

Отрицательное действие р~диац;:и усугублялось неблагоприятными условиями выращивания, проявлялось сильнее у семян низкого качества.

6. Облучение вегетирующе^ сои в (¡азу начала цветения дозами от 10 до 20 Гр вызывало ингибирование дальнейшего ее роста, снижало < число се шн и их массу, уменьшало массу 1000 семян. Доза 40 вызывала полную стерильность растении.

Более мзлкие семена с облученных растений имели понюьеннуй всхожесть в Ыр выросшие и$ них растения характеризовались пониженной продуктивностью.

-го-

7.Увеличение мощности излучения и.следовател шо, уменьшение экспозиции при облучении и семян , и растений снижало повреждающее действие радиации.

8. Последействие радиации в проявилось в сникении полевой . всхожести и выживаемости растений и было выражено тем сильнее, чем выше была доза облучения, чем хуше складывались условия для прорастания семян и развития растений в

9.папоольший яиход мутатй был получен в диапазоне доз 40100 Гр при облучении семян и 10-20 Гр при оолучении растений, при этом число и спе:;тр мутаций увеличивался 'по мере увеличения дозы.

Облучение семян с точки зрения получения мутантов оказалось более эффективным,. чем облучение растений.

IOiO мутационном процессе в У1г> с определенной достоверностью можно судить по измеиению доли аберрантных клеток в корейках проростков (2=0,87), проценту измененных растений в Mj С2 =0,79) и изменение коэффициента размножения (.2 <¡,71).

П.Мутавтная линия М 31, уступая исходному сорту по урожайности без инокуляции, оказалась более продуктивной при обработке семян ризоторфином.

Рекомендации для селекционной практики.

1.Для создания сортов северного экотипа могут быть использованы полученная нами мутантная форма М 52 0? каталога ВИР-9515), сочетавшая скороспелость с повышенной продуктивностью и линии М 17, М 10, U 140, М 24, М 31, с суммой активных температур не более

• 2000°С, устойчиво вьзреваюниё на широте Москвы.

2.При создании исходных форм для селекции сои облучение воздушно-сухих'. сем^Рпроводить дозами .от 20 до 100 Гр, а вегетирувиих растений от ДО до 20 Г^з.

3.Отбор скороспелых форм целесообразно проводить в Mg, посколь ку в М^ растения испытывают последействие радиации, имеат угнетен

-2i~

ный вид и затягивают вегетации.

По материалам диссертации опубликованы следуквде работы:

1. Посыпанов Г.С.,Мухин В. П. .Кошкин Е.И. .Кобозева Т.П. Определение режима облучения вегетируюадй сои с целью его использования в се лекционном процесс■// Известия ТСХА.-1962. -Вып. 5,-С. 59-64.

2. Мухин В.П. .Посыпанов Г. С. .Кошкин Е.Я.,Кобозева Т.П. 'Получения радиомутантов сои для селекиионноно процесса '. -М. :ВНТИЦ, 1989.-22 с.

3. Кобозева Т.П. .Посыпанов Г. С. .Гуреева М. П. .Мухин В.П. ' Радиационный мутагеноз в создании скороспелых форм сои'Селекция и семеноводство.-1988.-С .31-32 :

4. Кобозева. Т.П. .Посыпанов Г. С. .Буханова Л.А. ,%хин В.П. 'Репро- : дукц ионный процесс у оои при гамма-облучении вегетирующих расте- ' ний" //Известия ГШ.-1988-Вып.4-С. 56-57.