Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Лазерный мутагенез у ячменя

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Лазерный мутагенез у ячменя"

У 7 г:'-! г^;-

российская академия сельскохозяйственных наук

всероссийский научно-исследовательский институт

РАСТЕНИЕВОДСТВА имен» Н. И. ВАВИЛОВА

На правах рукописи УДК 631.528 :633.16

ДУДИ II Геннадий Петрович

ЛАЗЕРНЫЙ МУТАГЕНЕЗ У ЯЧМЕНЯ Специальность: 03.00.15 — генетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1993

Работа выполнена в Кировском сельскохозяйственном институте в 1975—1992 гг.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Н. Ф. Батыгин; доктор биологических наук, профессор В. А. Пухальский; доктор сельскохозяйственных наук, профессор 3. В. Абрамова.

Ведущая организация — Санкт-Петербургский аграрный университет.

Защита состоится » ОКТЯВРЙ 1993 г. в 10 часов

на заседании Специализированного совета Д 020.18.02 при Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу: 190000, г. Санкт-Петербург, ул. Герцена, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского института растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан «3 » СеиТАбРЙ 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор биологических наук

Э. А. Гончарова

ОЩЛЛ УЛРАЕШИКЛЖЛ РАБОТ!!

Актуальность проблв'.щ. Повышение урожайности сельскохозяйственных культур, увеличений производства зерна - главная задача, стоящая перед сельским хозяйством страны.

Огромная роль в решении этой проблема отводится генетика и селекции. Успех селекции в значительно"! степени зависит от• исходного.материала, обладающего нуинш для практики генофондом, который предопределяет создание, сорта, способного" успешно конкурировать с лучшими сортами в конкретных производственных условиях. В связи с этим работы многих исследователей убедительно показывают целесообразность и перспективность использования в селекции метода индуцироваиного мутагенеза. -. -

■ Мутационная, селекция для генетического улучшения рас тети применяется с начала 40-х годов XX века. Количество мутантных , сортов, поступающих в сельскохозяйственное.производство, постоянно увеличивается. С помощью экспериментального мутагенеза в мире создано более 650 сортов растений, размножающихся семенами (liicke et al , 1990).

Вопросам мутагенеза придавал большое значение Н.И.Вавилов, который в 1932 году, наряду с отдаленной гибридизацией, скрещиванием географических pao, гетерозисом и полиплоидией, надачает-работы по. искусственному получению мутаций, вйяснении существа и типов длительных модификаций, получении химер, экспериментальной перегруппировке тканей,- .соматическим мутациям и др, В трудах Делона (1928), Сахарова (1932), Лобанова, Смирновой-(1934), Ропопорта (1952,1955), Дубинина (1961,1966,1971), Хвостовой (1965,1971,1972), Шкваряикова (1965,1972)» Лнсикова (1976) от-,ыэчается перспективность применения этого метода для получения' нового ценного исходного материала, а также больше преимущества использовашш индуцированных мутаций.

¡Í настоящему времени в арсенале экспериментальной генетики -имеется достаточно мутагенов физической и химической природы. Ионизирующая радиация и супермутагены оказывают относительно -. грубое действие на генетические структуры хлегкп и физиолого-бпохимпчесгле процессы. 'Это, как правило, приводит к формированию -мутантов с понпзенпоЛ жизнеспособностью, что отрицательно оказывается на'использовании их в селекционной процессе.

Проблемкой задачей данного исследования является разработ-

ка методов использования и теоретическое обоснование применения лазерного'излучения дай получения мутаций ячменя с целью создания нового денного исходного материала для практической селекция этой культуры. При этом большое вншлание уделено изучению сопровождающих лазерный мутагек-зз факторов модифицирования -температуре, влажности семян, ночному облучению семян в колосе, ряду физиологически активных ведаете..

Иелъ исследований. Установить общие закономерности наследственной изменчивости у ярового ячменя под воздействием излучения гелий-неонового лазера (Л = 6328 Л0)'в зависимости от параметров облучения, генотипа обрабатываемого материала, физического и физиологического состояния семян и растений.

Теоретически обосновать явление' лазерного мутагенеза.

Выявить мутагенное действие некоторых физиологически активных веществ (кипзтйна, бензиламияопурита,■индолилуксусной, гиб-берелловой, параашнобзнзойной, абсцизовой кислот) и их роль как модификаторов при лазерном облучении семян ячменя..

Задачи экспериментальной работы на разных этапах предусматривали: ' . ' •

1. Определить реакцию растений в Мр частоту и спектр мутационной изменчивости ячменя в.Мд и % в зависимости от генотшхи-ческих свойств облучаемого материала^длительности, мощности, сроков облучения и состояния семян.

2. Установить сравнительную мутагенную эффективность лазерного излучения с ионизируищшл излучением и химическими веществами различной природы. Выявить генетическую природу некоторых мутантннх изменений и определить особенности наследования изме-. ненных форл растений ячменя.

3. Теоретически и экспериментально обосновать предлагаемые методы мутагенного воздействия на семена и растения ячменя, .обеспечивающие повышение частот индукции наследственных изменений.

4. Провести оценку хозяйственно ценных признаков и свойств у мутантов ячменя с целью создания высокопродуктивных неполега-емых сортов, обладающих хорошими технологическими качествами зерна.

Научная новизна исследовании. Впервые доказана возможность получения наследственных, изменений на культуре ячменя под дей-

ствиеы лазерного излучения с длиной волны 6320 Л°. Получено больше количество фор:,;, отличающихся по ыорфофизиологическим признакагл. Установлено, что частота мутаций практически но зависит от экспозиции, превышающей 120 минут, но выпилена сильная зависимость мутабшгьшсти ячменя от физического состояния с5-мяи и их генотипа.

Установлено усиление экспериментального мутагенеза с. по- • мощью импульсного лазерного облучения.

Впервые обнаружен и изучен эффект ночного лазерного облучения колосьев ячмепя, находящихся в молочной спелости, позволяющий значительно повысить результативность лазерного мутагенеза; при этом увеличивается в 5...7 раз не только частота мутации, но и расширяется их спектр. Открытие этого явления защищено авторским свидетельством 1512^0, что, по-вадшому, указывает на тесную связь лазерного излучения, с фитохромом, физиологическим состоянием семян, генотипом растений к частотой мутации . . •

Впервые установлено, что илдолплуксуоная, гибберелловая, пбсцизовая, параа\ишобензоШгая кислоты, кинатин, йензилагдяно-пурин при определешшх концентрациях могут являться как мута-гешшш фактора:,га, так и модификаторами лазерного излучения. Предложена теоретическая модель, объясняющая явление взаимодействия лазерного излучения и фитогормогов. Способ получения му-гацпй у ячменя с помощью ПАБК защищен авторским свидетельством й 1731601.

Получена новая мутация ячменя с плейотропным действием рецессивного гена, определяющего короткую ость, открытый тип цве-, тения и стерильность. По предварительна! материалам данная мутация является результатом действия ранее неописанного гена, оформление которого ведется.

Основное полояен.'.я. вцноспме на защиту I. Лазерное излучение (1 = 6323 Аи) с экспозицией 30 и болев минут не оказывает сильного угнетающего влиягаи на семена и растения ячменя в В вариантах с лазером по наблюдается существенного снижения выживаемости растений первого поколения, что является очень ваянгы фактороа, позволяэдим значительно -увеличить выход ишзнэспособных мутапгних форм-в последующих поколениях.

' . " 4 '

2. Лазерный луч по своей мутагенной эффективности на.лчме-

. не не уступает классическим мутагенам: гамма-лучам и химическим мутагешшгл вещества« - диметклсулъфату и нитрозозпшючевине. .

3. Импульсное лазерное излучение более эффективно, чем постоянный режим облучения. Изменение физического состояния семян - предварительное замачивание в воде'ила нагревание до +40°С в период их облучения существенно повышает-уровень нутационной изменчивости. На частоту изменений в Mg оказывает влияние генотип oópátíaruBaeMoro лазером материала. •

Цринцшшально новый способ, повышающий эффективность цута-' генной лазерной .обработки - ночное облучение коЛосьев ячменя в фазу молочной спелости. ' . -

Биологически активные соединения--'ИУК, ГК, КН, AHÍ, . 6-ЕАД, ПАЕК.при определенных концентрациях могут являться мутагенными или модяфицирующиш -лазерный мутагенез факторами. •

4. Впервые получена новая, ранее неизвестная мутантная форма с нлейотрошшм действием гана, определяющего у ячменя короткую ость, открытий тип цветения и стерильность.

5. С помощью когерентного.монохроматического излучения получены разнообразные морфологические, физиологические и биохи-

.-иичвскяе мутации. Создана коллекция лазерных мутантов ячменя," на их основе выведены новые сорта.

Практическая ценность работы. На-основании эксперименталь-нцх исследований разработаны и предложены для практического применения способы мутагенной обработки семян ячменя с использованием лазерного излучения и фитогормонов.

Определены оптимальные дозы, экспозиции и мощности лазерного излучения. Рекомендованы приеш:-лазерное облучение семян; нагретых до +40°С, облучение предварительно замоченных в воде семян. ■ .

Разработан и предложен способ импульсного лазерного облу- ■ чения. ' - '

. , Предложены принципиально новые метода - ночное лазерное облучение колосьев в фазу молочной спелости и способ обработки семян ячменя параашшобанзойной кислотой, которые зарегистрированы в. Госкомаэобретений и защищены авторскими свидетельствами ,'iís 1512530 и 1734604,

"•Создана коллекция мутантов ячменя в количестве 140 номеров, представляющих ценность для селекционеров по признакам

5 • о

скороспелости, продуктивности, устойчивости к полеганию, повышенному содержанию бежа, с широкой нормой реакции на.условия среда. *

■Методические разработки и оригинальный мутактный материал переданы в различные научные, научно-производственные и произг водствеяные учредцегаш, что подкреплено актами о внедрении. ■ Эти мутанты используются в качестве исходного материала в,се- • лекции, генетических и физиологических исследованиях в ГОШСХ Северо-Востока ш. Н.В.Рудницкого, в институте биологии Акада-ыии наук Латвии, в институте ботаники All Казахстана.

Семнадцать. мутантов ячменя, обладающих цошшми признаками и свойствами, включены в основной каталог BIEPa им. Н.И.Ва*-вилова.

•. На основании методических разработок и при использовании мутантов созданы сорта ячгленя. Сорт Квант 2 находится с 1991 года в Государственном сортоиспытаний,'производственное испытание его ведется в хозяйствах: "Ардатевский" Кнрово-Чепецкого района и "й.хевский" Пиланского района Кировской области. Два сорта готовятся к передаче в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. •

Материалы, полученные по лазерному глутагенезу ячменя, используются в преподавании курсов генетика и сёлекции в Кировском СХИ.

Апробация работ«.' Материала диссертации были доложены на Всесоюзном семинаре по проблема биоэнергетики. и стимуляции ла-зеряим излучением (Алма-Ата, 1976); на симпозиуме по сельскохозяйственной радиобиологии (Кишинев, 1976); на П Всесоюзном . 'симпозиуме по-молекулярной и прикладной биофизике и применению повейиих физико-технических методов в сельском хозяйстве (Хишинев, 1977); на У всесоюзной конференции по фотоэнергетике растений (Алма-Ата, 1978); конференциях'молодых ученых и аспирантов в ШШСХ Северо-Востока (Киров, 1976,1978); на I Всесоюзной конференции по прикладной радиобиологии (Кишинев, 1931); на республиканской конференции "Адаптация и рекомбпко-геноз. у культурных растений" (Кишинев, 1932); на-научно-координационном совещании "Мзические факторы мутагенеза в селекции растений на продуктивность" Йосква-Шебанцево, 1983); на Всесоюзно;} конференции "Проблема фотоэнергетики растений и

... 6 повышение уролайнооти" (Львов, 1984); на УТ конференции молодых ученых биологов "Биологические аспекты повышения продуктивности животных" и растений" (Рига, 1984); на П Всесоюзной конференции по сельскохозяйственной радиологии (Обнинск, 1984); на научно-координационном совещании по з^саершдентальному гдутагенезу сельскохозяйственных растений (Уыань, 1935); на совещании ' "^Химический мутагенез, в интенсификации селекции сельскохозяйственных культур" (Москва, 1987); на I Всесоюзном совещании по применению физического-и химического мутагенеза в сельской хозяйстве (Кишинев, 1987); на У съезде ВОШО т. Н.И.Вавилова (Москва,.1987)$ на Штучно-координационном рабочем совещании ■ "Использование мутагеншх малг.х доз радиации при создании высокопродуктивных пластичных сортовых популяции" (Ыосюва-Шебанцево, 1988); на Всесоюзной научной конференции "Применение низкоэнер-гетичзскнх физических факторов в биологии и сельском хозяйстве" (Киров, 1989); на научной конференции "Методы предпосевной обработки сэмян сельскохозяйственных культур электромагнитными полши" (Москва, 1989); на УШ конференции молодых ученых-биологов "Экологические вопросы рационального природопользования" (Рига, 1939); на зональной научной конференции "Региональные экологические проблемы и комплексное их решение" (Горький,1990); на Всесоюзной конфэрэнции "Физические факторы в растениеводет- ■ ве в аспекте экологических проблем Средней Азии и Казахстана" (Ташкент, 1£Э0); на Ш Всесоюзно.'! конференции по сельскохозяйственной радиологии (Обнинск,. 1990); на совещании "Создание новых сортов сельскохозяйственных культур на основе хшягаевкого мутагенеза" (Цосква,. 1990); на совещании "Селекция на основе химических мутагенов и решение продовольственной проблемы" (Москва, 1991); па I Всесоюзной конференции "Прикладнке и теоретические вопросы нетрадиционной энергетики в селекции растений" (Луганск, 1991); на Всесоюзной конференции "Применение СЩ-излучений в биологии и сельском хозяйстве" (Кишинев, 1991); на совещании по селекции, семеноводству и .размножению сельскохозяйственных растений (Сумы, 1991); на совещашп "Химический мутагенез и проблемы экологии" (Москва, 1992); на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Кировского СХИ „(.Киров, 1276,1979,1980,1981,1983,1904,1985,1986,1987,1988,1989,

иэоткэхдээг),

Публикации. По материалам диссертаций опубликовано 52 пе-

чатные работы.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, списка цитируемой литературы (525 наименований, в том числе 150 иностранных авторов) и приложения. Работа изложена на 395 страницах машинописного текста, включает 91 таблицу и 61 рисунок.

С0ДЕРЛА1ГПЗ РАБОТЫ

Объект и методика. Объектом исследования служил яровой ■ ячменъ-диплоид, самоопылитель. В опытах использовали песть сортов Я"глэ!ш - Московский 121, J!y4, Викинг, Абава, Зазерский 85 и Теш, три мутанта, зарегистрированных в ВГГРе, I04-I4S (К-25945), 136-0 (К-7343), 92-104 СС-7311).

Обработке подвергалась семена ячменя воздушно-сухие, замоченные в воде в течение суток, нагретпе до'+40°С. Семена, нахо-дяашеся ч молочной спелости, облучались ночыэ непосредственно в колосе.

Лазерное облучение семян проводили на гелий-неоновом лазере 0XT-I2-I и Л0Б0-2 (системы академика Н.Д.Девяткова) монохро-мотпческим когерентным излучением с длиной волны 6328 'А0. Режим облучения непрерыв!Шй и импульсцыг. Экспозиция воздействия от 30 до 400 минут, при плотности луча от 0,02 дс 3,0 мВт/см2.

Лдг'гглма-облучешш использовали установку "Луч" (мощность 1,00-Ю-'* А/кг) с источником излучения Однократше дозы

облучения составляли 50, 100 и 150 Гр.

В другой серии опытов семена ячменя сорта Лбава в течение 10 часов обрабатывали водными растворами фитогэрмоновг юшэти--ча (100, 6-бензидашнопурина (6-БЛП), гибберелловоц кислоты (ГК), гшдолнл'-З-уксуской кислоты (ИУК), абсцизово." кислоты (ЛБК). Параампнобензойной кислотой (ПАВК) семена сорта Зазер-ский 85 обрабатывали в часов.

Минимальные концентрации, используемые в оксперимептах, близки к количэотву (¡«тогорпонов, в1швл8ншх б растениях и вн-зчвшочпх стимуляцию. ,Лругие дозы применялись на порядок .или два вита первых (Дерушнг, ISS0, Дроздовскач, г: ;').

контролем служили сухие и зомочегагае в воде чогена. Для сопоставления эффектов действия лазерного излучэния, Г-лучей, дш-ютысульфатд, нитрззоэтилглочевшш, нитрозодиэтилмочевины, Тштогормонов пршеняли их совместно в различных сочетаниях.

' . 8 В кавдом варианте обрабатывали и высевали 500...600 зерен (по 125..r150 семян на А делянках).

В Mj учитывали полевую всхожесть семян, выживаемость растений, динамику их развития а изменчивость отдельных' количественных признаков. . .->

Для получения обмена с главного колоса растений IJj высевали отдельными семьями. Во втором поколении выделяли растения с резкими отклонениями от контроля; проводилась группировка измененных.растений по признакам морфологической и физиологической изменчивости, стерильности и наличия пигментов.

В третьем поколении проверялось наследование измененных признаков, выявленных в ï.^» Степень наследуемости определялась по частоте семей с мутантным признаком 'на число анализируемых семей при пересеве мутанта (Володин, 1975). Определялась частота-мутаций по числу семей, проанализированных в Ыр.

Наследственный характер выявленных в fig и Щ мутангяых признаков проверяли в ¡,1^.

Исследования проведены так&е на ячмене с рецессивной мутацией в' локусе Waxy , Семена мутанта предоставлены Московским отделением ВНИИ растениеводства им. Н.И.Вавилова.

По общепринятым методикам определялось усвоение азота (15н ) проростками ячменя, содержание хлорофилла и активность каталазы в листьях ячменя, количество протеина в зерне мутантов, ашнойяслотяый состав бэдаа, электрофорез гордеинов. Изучалось анатомическое строение стебля мутантов ячменя.

Пластичность и стабильность лазерных мутантов определяли путем использования.дисперсионного и регрессивного анализов (Пакудин, Лопатина, 1984).

Гибридологический анализ наследования высоты растений, душны остей, характера цветения и высокой череззерницы у ла-■ зершх мутантов проводили в гибридных.питомниках.

• Наиболее' урожайные мутангныа и гибридные формы ячменя после контрольного питомника допытывались в предварительном и конкурсном сортоиспытания (Гуляев, Гужов, 1987).

Полученный вдфровой материал биометрических измерений количественных признаков в, 1,1 j.. .Mg обрабатывали статистически {то Плохинскому (1969) и Доспехову (1979), а оценку данных альтернативной (качественной) изменчивости - по Вольфу (1966).

Данные, полученные в опытах, варианты (выборки) которых связаны II-количеством повторений, обрабатывали с помощью дисперсионного анализа для однофакторшх экспериментов (Доспехов, -1979).

Математическая обработка полученных результатов проводилась на ЭВМ "Иаири 2" и "Нейрон 119.66." • '

ЦорЕсхйпэиологпческое действие малых экспозиций лазерного излучения на яровой ячмень. Применяемые рэаиш облучения ла-. зерным светом (от I сек до 15 щшут) существенно не повлияли на энергию прорастания, лабораторную всхояесть семян ячменя. При экспозиции'30 -минут отмачоно незначительное снижение всхожести семян и стабильное положительное влияние на рост первых листьев ячменя. Отсутствие существенных изменений энергии прорастания! всхояести семян, а также роста проростков (кроме экспозиции 30 минут) можно объяснить тем, что большинство-реакций действия фитохрома имеют длительный латентный период. Поэтому фитохромннН эффект, индуцированный лазерным лучом, не проявляется на морфологических признаках в начальный период . развития растений. Биохимические лее реакции регистрируются раньше.

/Т^ Ч

В лабораторных исследованиях с меченым азотом ( Н ) лазерное облучение семян ячменя с экспозицией I; 10, 30 секунд и I.минута сникало в сравнении с контролем использование растениями азота питательной среда на единицу массы протеина соответственно на 13,9; 9,1; 7,0; 5,7 %. Мезду ростом растений и использованием азота существует связь (Максимов, 1950; Рубин, 1976). Следовательно,, действие лучей лазера (Д -6328 А0) ,на семена ячменя в течение короткого времени (I сек...1 мин) изменяет метаболизм клеток, способствует наиболее рациональному и полному использовании запасных белков эндосперма семени, что увеличивает период комбинированного питания проростков, снилаэт потребление азота питательной смеси. Экспозиции лазерного облучения 5, 10, 15, 30 минут, по-видипорлу, ускоряют не--, реход растений ячменя на корневое питание и тем самым использование . азота удобрений возрастает на 5,2...0,6$.

. По содержанию каталазы в растении можно судить об интенсивности дыхания. Лазерное облучение усиливает окислительные процессы у растений ячменя в начальный период их развития.

■ _ 10 В фазу кущения в вариантах с облучением интенсивность дыхания на 22,5...27,0$ выше, чем в контроле. Более высокий уровень биоэнергетических процессов, протекающих в растениях ячменя, наблюдается и в фазу выхода в трубку, где активность каталаэы' в контроле составила .72,7 мл'О^, а в изучаемых вариантах («роме варианта "лазер 30 минут") 78,7...60,8 гая кислорода на I грамм сырого вещества. Прч экспрзиции 30 минут наблюдалось снижение интенсивности дыхания на 4,7$. В фазу колошения эффект стимуляции ослабевает или полностью исчезает.

Положительное влияние облучения семян на повышение биоэнергетического потенциала на первых этапах лизни растений способствовало увеличений содержания хлорофилла в листьях ячменя. Наибольшее накопление зеленого пигмента в фазу кущения отмечено в. вариантах "лазер 10 и 30 минут". В фазу колошения содержание хлорофилла в вариантах опыта было на уровне контроля или низке его.

Наиболее стабильное изменение рассмотренных физиологических признаков и усиление роста проростков ячменя сорта Московский 121 наблюдали•при экспозиций лазерного облучения 30 минут. Это обусловило выбор данного времени как минимального при изучении мутагенного действия лучей лазера на семена ячменя.

Реакция таотени^ М^ на воздействие лазерного излучения. Лазерное излучение •( Д. = 6328 А0) с экспозицией 30 и более ад-нут не оказывает сильного угнетающего влияния на семена и растения ячменя в М-р Эффект действия лучей лазера в первом поко-. лешш больше зависит от физического и физиологического состояния семян,'генотипа.обрабатываемого материала, чем от экспозиции и. плоинооти лазерного излучения« ■

Отсутствует линейная зависимость ыезду экспозицией, плотностью лазерного излучения и всхожестью облученных семян.

В вариантах с лазером не наблюдается-, существенного снижения выживаемости растений в Мр что является не' только специфическим для лазерного излучения,- но и очень важным фактором, . позволяющим увеличить выход мутаций с повышенной жизнеспособностью в последующих поколениях. Наименьшее количество сохранившиеся растений (1,6...18,4$) отмечено в вариантах с использованием штрозоэтилмочавины и совместного применения НЭМ и дучМ лазера. .

В первом поколения после лазерного воздействия на сорт Луч наблюдали хлорофильяые стации albina и большое количество xantha -мутаций у формы 101-146 в вариантах "1Ш + лазер" п "лазер + НЭ;,1", что является косвенным показателем начала мута-цнонпого процесса.

Исследования действия гелий-неонового лазера на рост и ' развитие растении ячменя в Iíj' показали, что его эффективность зависит от параметров излучения,' генотипа растений и условий, • в которых они развивались. Установлено, что облучение семян лазерным лучом с плотностью мощности I ííBt/cm^ при экспозиции 30 минут оказывает стимулирующее действие на развитие количественных признаков йчменя сорта Луч. В вариант;« "лазер 00 мицут, семена сухие и замоченные" наблюдали незначительное депресся-рующее влияние лазерного излучения - уменьшение длины главного колоса, количества колосков в колосе, ыассн зерна с одного колоса.' При экспозиции 120 минут, плотности мощности луча 0,02 и 0,5 мВт/см^ такке огаечена депрессия в развитии растений в Mj.

При постоянном режиме облучения с экспозицией 120'минут-суммарные коэффициенты реакции были отрицательными у спртов. Лбава, Вшшнг, мутанта 136-0, а при экспозиции'480 минут и у г.гутанта 92-104. Положительные реакции наблюдали у сортов Теш, Зазерский 05, мутанта 104-116.

. Импульсное лазерное облучение с экспозицией 120 минут обусловило повышение массы зерна с колоса.

Большое значение в проявлении эффекта лазерного воздействия тлеет физическое состояние семян. Нагревание седан в период облучения усилило эффект в наших экспериментах. Увеличилась длина колоса, марса зерна,с колоса. По всему комплексу признаков в i.lj в варианте "облучение нагретах (+40°С) семян" получена стимуляция 8,6%, в варианте с ненагретыми семенам - 2,4$.

Повыл способ - ночное лазерное облучение семян, находящихся в колосе в фазу молочной спелости, является малотоксичным физическим воздействием для сортов Туч и Лбава. Максимальный суммарный положительный коэсТЛициент отмечен в варианте "облучение с 1.до 2 часов ночи" - 15,2$, минимальный (st - 0,1$) наблюдался при облучении колоса о 4 до 5 часов утра. У сорта ; Лбава средний суммарный покйзатель такле был положительным. В 1987 году-он составил 8,9$, а в IS3B году - 4,3$. Сорт-

Зазерский 85 прореагировал иа ночное лазерное воздействие по-иному. "Во всех вариантах с облучением колоса отмечено достоверное снижение продуктивной кустистости. Несмотря на то, что в опыте отмечена тенденция повышения массы зерна с колоса, а в варианте "облучение с 2 до 3 часов" существенно увеличились длина колоса, число зерен в колосе, суммарный коэффициент был отрицательным. .

Длина соломины ячменя в первом поколении. Проведенные эксперименты показали, что ночное лазерное облучение семян независимо от сорта ячменя ведет к достоверному увеличению длины солошны (табл.1).

Таблица I. ' Длина соломины ячменя у растений в

Сорта ячменя Варианты ночного облучения Длина соломины, см '■ % к варианту ' без облучения к >

Луч (1983 г.) Без облучения 54,6±1,28

С 0. до I час. 61,6+0,78" 12,8

С I до 2 час. 65,8^1,07*'" 20,5

С 2 до 3 час. 66,7±0,84*'" 22,1

С 4 до 5 час.. 64,9^1,11'" 18,8

Абава (1987г.) Без облучения 54.7il.24 ,

V С 0 до I час. . 64,2±1,55*'' 17,4

Абава (1988г.) Без облучения 51,3+0,88

' С I до 2 час. 55,9±0,85"' 8,9

Зазерский 85 (1988 Г.) Без облучения .4$,9±0,72

С 23 до 0 час. 50,7+0,72'" 10,5 .

С 0 до I час. 49,6±0,55''* 0,1

С 2 до 3 час. 50.Ii0.67"' 9,1.

Примечание: ••• - уровень вероятности Р >' 0,999.

Стабильное увеличение длины стебля у ячменя различных сортов, в разные годы можно объяснить изменением гормонального баланса в семенах и транспортных свойств мембран 'под влиянием ночного лазерного облучения.

Достоверное увеличение длины стебля ячменя наблюдалось и при облучении семян перед посевом. Это происходило'в вариантах,

где в семенах в период лазерного облучения или до его с помощью различных-факторов активизировались физиологические процессы.

'Предварительное замачивание семян в воде парад лазерным облученном привело к существенному увеличению стебля ячменл сорта Луч. Нагревание сами в период облучения до +-10°С такие повышает эффективность лазерного воздействия. Длина стебля яч--меня увеличивается с 59,4 см (в контроле) до 63,3' см. Стимулирующее действие на развитие стебля ячменя в первом поколении оказывает обработка, 'семян перед посевом ивдолилуксусной кисло-то л, б-бензпламинонурином с концентрациями I и 5 иг/л. Существенно увеличилась длина стебля и при обработке семян ПЛБК • 0,5*. Аддитивное, действие на высоту растений оказала обработка семян парааминобензоЛной кислотой с последующим лазерным облучением. Црэдпосзвное замачивание семян сорта Лбава в'воде не влияет на высоту растений ячменя в i'Ij. Воздействие же лучом лазера на эамоченнче в воде семена сорта Заэерскан 85 привело к увеличению длины стебля на 5,3$.

Снижение длины соломины ячменя сорта Абава наблюдалось при обработке семян кинетином и гибберелловой кислотой с концентрацией 10 мг/л. Лазерное облучение семян до и после 'зама- . чивания их в растворе MI л ГК снимает депрзссируючее влияние фигогормонов на высоту растений.

1Ш 0,025/» и 0,С5;3, гамма-лучи 100 и 150 Гр (семена замоченные) отрицательно влияют на рост стебля. Лазерное излучение усиливает угнетающее действие нитрозоэтилмочевины. •

Изменчивость количественных признаков ячменя в первом поколении. Наиболее варьирующими признака!,га для всех сортов и мутантов, изучаемых в опытах, оказались общая и продуктивная кустистость, масса 3epHá с одного-колоса; наименее варьирующими - высота растений, длина главного колоса и количество колосков а колосе.

Сильное повышение вариационной изменчивости всего комплекса изучаемых признаков отметили в вариантах с гамма-облучением замоченных семян сорта'Луч в дозе 100 и 150 Гр, при обработке семян,, мутанта IO-4-IÍ6 1Ш а концентрацией-0,05# л при совместном'использования нитрозоэтилмочевины 0,025^ и лазерного излучения.

. Вариационная изменчивость ряда признаков ячменя (общая и продуктивная кустистость, длина колоса) усиливалась от действия лазерного излучения на замоченные и нагретые семена сорта Луч-

Растения ячменя сорта Луч в Мр выросшие из семян после их ночного лазерного облучения, были более выравненными, чем в контрольном варианте (табл.2). '.

Таблица 2. Коэффициенты изменчивости признаков растений ячменя сорта Луч в ^ ( СУ = %)

Варианты

Кустистость

обпяя прода-ооцая Т11Бная

Высота Длина ' Число .Масса расте- колоса зерен зерна ний , в ко- с колосе лоса

39,0 59,1 12,6 20,5 11,1 38,7

32,2 . 37,9 7,5 1-1,0 10,7 34,5

35,8 44,6 10,3 11,9 ■ 9,4 22,2

37,9 46,0 7,9 13,0 10,0 41,3

35,9 51,1 10,8 13,1 13,0 . 39,6

Контроль, сорт Луч

Время'облучения:

с 0 до I час.

с I до 2 час.

с 2 до 3 час.

с 4 до 5 час.

В опыте с срртом Абава.ночное облучение обусловило снижение изменчивости у растений первогохпоколения, общей и продуктивной кусайсгости, высоты растений и длины колоса. Наблюдалось незначительное повышение вариационной -изменчивости количества колосков в колосе и массы зерна с колоса, где CV составил, соответственно 13,3 и 29,7/5, в контроле - 9,8 и 28,2$.

Ночное облучение колосьев ячмзнд сорта Зазерский 85 вы- . звало увеличение изменчивости общей кустистости у растений в. Мр Вариационная изменчивость высоты растений, массы зерна с колоса была нюхе, чем в контроле. Закономерный рост длины , стебля ячменя в Mj посла ночного лазерного облучения колосьев в М0 не сопровождается ростом вариационной изменчивости признака "высота растений".

ХлотюДшлыше мутации у ячменя в М.,. С момента появления массовых всходов во втором поколении отметили, определила тип и провели подсчеты хлорофильных мутаций. У ячменя эти мутации "появляются часто и легко отличаются от других растений. Хло-

15 • ^

рофильные мутации связаны с нарушением образования хлорофилла и возникают в результате изменения большого числа генов (200 ...250), расположенных в разных местах хромосом (1Устафссон, 1956).

Выделенные хлорофильные мутации используются в качестве генетического теста для определения эффективности мутагенных» воздействий, являются ценным источником информации о закономерностях мутационного процесса (Валева, 1965; Шарма, 1965; Орав, 1965,1967; Хвоетова,1966; Gustafeson ', 1963). .

В наших опытах наблюдались хлорофильные мутации типа: albina, striata, • virWo-albina, maculate, chlorina, atroviridia, viridis.

• Частота хлорофильных мутаций в опытах с сортом Луч колебалась по вариантам от 1,3 до 4,4$, Корреляционной связи между режимом обработки, плотностью лазерного.луча, экспозицией и частотой хлорофильных мутаций у сорта Луч не отмечено. Не установлена связь между указанными параметрами и у Мутанта 92-104.

В то же время в вариантах с замоченными семенами отмечается тенденция роста частоты хлорофильных мутаций. Увеличение частоты данных мутаций наблюдалось при импульсном режиме' облучения семян в сраэнешш с постоянным режимом излучения при тех же параметрах лазерного луча. Нагревание семян до +40°С в период лазерного облучения способствует подъему частоты хлорофильных мутаций. При ночном лазерном облучении колосьев ячменя сортов Луч, Абава, Зазерский 85 в фазу молочной спелости также отмечено увеличение хлорофильных мутаций. Максимальный эффект наблюдался при облучении колосьев через час после захода солнца. У сорта Луч частота хлорофильных мутаций составила 4,61^,. ячменя'Зазерский 85 - 13,20^, сорта Абава -10,14%. Минимальная частота мутаций в варианте облучения в первый час после захода солнца - у сортов Луч, Зазерский 85 соответственно.2,22 и 2,89$. Увеличение частоты хлорофильных мутаций наблюдалась у растений ячменя сорта Абава в вариантах, где лазерное излучение использовалось совместно о кинетином; ЮО^-ный выход хлорофильных мутаций был отмечен в вариантах. НЭМ с концентрацией 0,05$/ а также при совместном применении штрозоэтилмочевины (0,025%) и лазерного излучения.

■ 16

Обработка семян гибберелловой кислотой с концентрацией Ю мг/л'не вызывала хлорофильных нотаций, невысокая их частота 0,53.. .0,58/2 отмечена в вариантах ИУК - I мг/л, 6-БАП - 5 мг/л и АБК - 0,2 мг/л.

Одновременное применение ПАБК и.лазерного излучения как при прямом, так и обратном сочетаниях, ведет к снижению частоты хлорофильных мутаций у сорта Зазерский 85 в сравнении с индивидуальным их применением.

Из использованных в эксперименте сортов наибольший выход хлорофильных мутаций отмечен у сорта Зазерский 85. Особенность действия мутагенов проявляется не только по частоте хлорофильных мутаций, но и по их спектру (рис. I).

Полученная диаграмма свидетельствует о том, что в вариантах, где в .качестве мутагенного фактора использовались гамма-лучи независимо от физического состояния семян преобладали хло-рофилыше мутации типа albina . Средний процент семей с данным типом мутаций составил 1,80...1,95, тогда как частота мутаций maculata 0,82...1,15$.

В опытах, где в качестве мутагенов применяли лазерное излучение, дмс, НДЭМ, ГК, ИУК, 6-БАП,- АБК, преобладали мутации типа maculata , а в вариантах "НЭМ 0,05%", "НЭМ + лазер" и "лазер + НЭМ" - . chlorina. •

Применение различных режимов лазерной обработки семян существенно не меняло спектра хлорофильных мутаций. Нагревание семян до +40°С во время лазерного облучения незначительно увеличивает долю мутаций типа albina ; импульсное облучение, наоборот, ведет к расту мутаций maculata. При ночном лазерном облучении семян в фазу молочной спелости соотношение между хлорофильными мутациями albina и maculata равнялось ■ 1:2. Мутации типа maculata преобладали над albina и цри лазерном облучении ячменя с различными генотипами.

. Изменчивость растений ячменя во втором поколении. Кроме хлорофильных мутаций в М2 отмечены и другие типы новообразований, Минимальное количество ~ один тип мутаций получен после лазерного облучения сухих семян ячменя сорта Луч в течение 30 минут. Это растение полукарлик,'устойчив к полеганию, длина дтебля около 50 см.

* Увеличение экспозиции лазерного воздействия с '30 до 90 ми-

Ш -albina • Ея - maculata I - Yirido-

ШЗ ■ albina

Рис.1., Спектр-хлорофильных мутаций в зависимости от вида, мутагена: I - гамма-лучи семена сухие, 2 - гамма-лучи семена замоченные, 3 - лазерное излучение,' семена сухие, 4 - лазерное излучение, семена замоченные, 5 - диметилсуль-фат

нут приводит к расширению спектра мутирования до 5 типов изменений. Были выделены растения с прямостоячей формой куста', ранним выходом в трубку, скороспелые, позднеспелые, с плотным колосом. При экспозиции 120 минут и плотности мощности лазерного луча 0,02 мВт/см2 получен такой же спектр новообразований, как и при параметрах лазерного излучения 90 минут и I мВт/см2. ■ Следовательно, при облучении семян можно использовать лазерное излучение с меньшей плотностью мощности, не снижая его эффективности. .

Повышение же плотности мощности луча с 0,02 до 0,5 мВт/см^ при экспозиции 120 минут эффективно. Число типов новообразований увеличивается с 5 да 8, но частота изменений остается на одном уровне.

Дальнейшее увеличение мощности лазерного излучения более О,5...1,0 мВт/см и экспозиции более 90...120 минут не ведет к существенному расширению спектра изменений в Mg.

Замачивание' семян в воде перед лазерным облучением, их нагревание до +40°С в Mj увеличивает .число новообразований во втором поколении до 10...II типов. Высокоэффективным приемом мутагенно.й обработки семян является импульсное лазерное облучение и ночное облучение лазером колосьей ячменя, В указанных

вариантах отмечены растения с прямостоячей формой куста, коротким и длинным стеблем, длинным колосом, скороспелые и позднеспелые формы. Стерильные растения ячменя были обнаружены в варианте "лазер - 10 имп/сек", с высокой массой 1000 зерен (до 59,0 г) в варианте "лазер, семена сухие, температура +40°С". Только в результате ночного лазерного облучения колосьев ячменя получены мутанты с редуцированными остями, открытым типом цветения и хаотической стерильностью.

Сорта Луч, Темп, Викинг, Абава, Зазерский 85 существенно не отличались по ширине .спектра изменений, индуцируемых лазерным излучением. • '

В вариантах с лазером и фитогормонами в спектре изменений в Mg преобладали две группы признаков - это новообразования, связанные с дайной вегетационного периода и высотой солошны.

В отличие от гамма-облучения и обработки НЭМ лазерное излучение практически не индуцирует стерильные растения.

Частота изменений в ÍVU и наследование признаков в третьем поколении. Во втором поколении .частота морфофизиологических изменений у ячменя растет в интервале экспозиций лазерного облучения сухих семян с 30 до 120 минут. -Дальнейшее увеличение времени облучения не оказывает существенного влияния на частоту изменений. Повышение плотности лазерного излучения с 0,02 до 2-, 0 мВт/см^ при экспозиции 120 минут не привело, к росту наследственных изменений у сорта Луч.

Импульсное облучение с частотой 4 и 10 имп/сек при режиме лазерного излучения к - 0,5 мВт/см2, t - 120 минут вызвало резкое увеличение частоты морфофизиологических изменений. Процент изменений в указанных вариантах-бил в 1,4... 1,8 раза больше, чем при постоянном режиме облучения.

Изменение физического состояния семян - замачивание их перед лазерным облучением оказывает положительное влияние. Воздействие лазером на сухие семена в течение 30 минут дало 0,4$ измененных форм, при облучении замоченных семян 2,8$.'

Нагревание сухих семян до +40°С в период облучения гелий-неоновым лазером также существенно повысило в на 10,7$ частоту с морфологическими и физиологическими изменениями в сравнении с ненагретши семенами.

Изучение наследования признаков в третьем поколении по- •

казало, что импульсное лазерное облучение, предварительное замачивание семян в воде и нагревание их во время облучения увеличивает долго модификационной изменчивости в Так, при облучении сухих семян сорта Луч в течение 30 минут 100$ выделенных в М^ форм наследовали признаки в третьем поколении. При этой же экспозиции воздействия на замоченные семена наследование составило 75$. При облучении семян, нагретых до +40°С как сухих, так и замоченных в воде, доля семей, наследовавших измененные признаки, была одинакова и составила 69,5 и 68,4$. Эти данные показывают, что к числу- важнейших факторов, влияющих на уровень длительных модификаций, относятся температура и влажность семян в период их обработки. От этих факторов, ' по-видимому, зависит активность фитогормонов, что служит опосредствующим звеном в причинной цогщ межпу лазерным излучением и величиной длительных модификаций шш частотой мутаций.

На частоту изменений в М? оказывает влияние генотип обрабатываемого материала. Наибольшая изменчивость признаков в М2 наблюдалась у сортов Викинг, Темп, Зазерский 85 соответственно 15,5; 28,0 и 19,2$, Между мутантами (136-0,'92-104, 104-146), полученными из сорта Луч, не было существенных различий.

При обработке семян сорта Абава растворами ГК, КН, ИУК, АБК.и 6-БАД также получены морфофизиологические изменения. Наибольшая частота их зарегистрирована в варианте ГК -100 мг/л - 11,26%.

При обработке семян ячменя сорта Зазерский 85 водным раствором парааминобензойцой кислоты с концентрацией 0,02 и 0,1% получено,12,9 и 16,2% семей с изменениями. При замачивания семян в ПАБК 0,5$ частота изменений составила 34,0$, что в 2,4...2,6 раза больше, чем при концентрациях 0,02 и 0,1$. Уровень изменений в варианте с лазером 19,2$. Совместное использование парааминобензойной кислоты и лазерного излучения не усилило мутагенного действия в сравнения с индивидуальным -• применением данных факторов. Минимальный процент наследования

- 44,4$ оп'ечен в варианте "лазер + ПАБК 0,1%", максимальный

- 82,4$ при обрабогке семян ПАЖ 0,5$. . -

При изучении спектра новообразований'в третьем.поколении отмечено, что в большинстве опытов и рариантов он существенно не меняется в сравнении с М2» В РВДэ случаев менее 50$

типов изменений наследовались в Мд.

В варианте "лазер 10 имп/сек, семена сухие" из 10 новообразований наследовалось 4 типа изменений - длинная соломина, . очень рыхлый и рыхлый колос, хаотическая стерильность. В варианте "лазер +-40°С" наследовалось в Мд 5 из II наблюдаемых в типов изменений.

Неодинаков в третьем поколении был и уровень наследования различных типов новообразований. Наибольшая степень наследования в опытах с лазерным излучением отмечена по признаку

- короткий вегетационный период. Из 65 вариантов, где лазер применялся как мутагенный фактор, только в 6 случаях в Мд. не были отмечены скороспелые мутанты. В более 80% вариантов с лазерным излучением были получены .мутайты ячменя с длинным стеблем и колосом. Только в 26$ вариантов в Мд не выделены мутанты с короткой соломиной. Изменения колоса - плотный, рыхлый, длинный, короткий наследовались в Мд с-невысокой частотой

- 24,7...26,1$.

Большой интерес представляет способность лазерного излучения вызывать с высокой частотой появления "полных мутаций", в которых все растения несут измененные признаки (Володин и др., 1984, Хохлов, Данилов, 1987).

В наших опытах в нарасщепляющихся семьях в М2 и Мд наиболее частыми типами изменений были скороспелые, и высокорослые формы растений.

Частота морфологических, физиологических мутаций в Мд и обсуждение теоретических обоснований. Минимальная- экспозиция лазерного облучения сухих семян - 30 минут при плотности лазерного луча I мВт/см^ обусловила.невысокую частоту мутаций

- 0,43$ (табл.3). Увеличение времени лазерного воздействия на сухие семена до 90 минут ведет к существенному росту наследственных изменений у ярового ячменя. Такой же эффект - 2,11$ . •морфофизиологаческих мутаций наблюдали в варианте "30 минут, семена замоченные". Это указывает на то,.что эффект лазера сильно зависит от физиологического состояния облучаемого материала. Повышение экспозиции лазерного луча с 30 до 90 минут при облучении замоченных семян не привело к существенному уве-

.^гшчению процента мутантных семей ячменя. Изменение плотности лазерного луча от 0,02 до 0,5 мВт/см2 при экспозиции 120 ми-?

21 • ^ Таблица' 3. Частота мутаций у ячменя сорта-Луч в М3

Экспозиция Число му-облучения, тантннх мин семей

% мутан^ых Достоверность раз-семей в М ниш, к вари-^ анту 30 минут

семена семенг за-сухие моченные

Семена сухие

30 60 90

2

8 .

8

0,43±0,30

1,76±0,62 +1,96" 2,19+0,76 +2,17'

Семена замоченные

30 60 90

. 9 10 12

2,11+0,68 +2,27* 2,37±р,76 +2,39' +0,26 3,75+0,89 ' +2,89" +0,56

Примечание: * - уровень вероятности Р > 0,95 " - уровень вероятности Р ? 0,99

нут не оказывает существенного влияния на частоту мутаций. Колебание процента мутантных семей от 2,15 до 3,90 находится в пределах стандартной ошибки доли признака. Дальнейшее повышение экспозиции лазерного облучения семян ячменя сорта Луч с 120 до 240 минут не вызывает значительного роста частоты мутантных семей. Такая же связь наблюдается мевду плотностью лазерного луча и частотой мутаций у ячменя в М3. Повышение плотности лазерного излучения с 0,3 до 2,0 мВт/см^ привело к несущественному увеличению процента мутантных семей - на 0,69$.

Предварительное (за 30 дней до посева) облучение семян не менее эффективно, чем предпосевное.

Ритмика света и темноты вызывает иное состояние фит^хром-ной системы, чем постоянный режим облучения. Импульсное лазерное облучение несколько эффективнее постоянного. В опыте, проведенном в 1984 году, в варианте с импульсным облучением час-' тота мутаций составила 7,84$,.при постоянном режиме - 5,30$. Такая же тенденция прослеживается в опыте 1986 года.

Сочетание лазерного облучения и одновременного нагревания семян ячменя эффективно. В М3 в варианте "температура +20°С, семена сухие" частота мутантных семей составила 3,27^. При

облучении семян нагретых до +40°С - 11,11$. После действия лучом лазера на замоченные семена, ненагретые и нагретые, получено соответственно '6,71 и 9,42$ семей с мутациями. Полученные результаты показали, что в сложной цепи фотобиологических реакций, включающих наряду с первичными фотохимическими стадиями большее или меньшее число темновнх химических реакций; скорость суммарного процесса сильно зависит от температуры.

Наследственная изменчивость от лазерного излучения у растений ячменя зависит и от генотипа облучаемого материала. Так, мутант 92-104 реагировал на лазерное воздействие в большем интервале экспозиций и плотности лазерного-луча, чем сорт Луч, из которого получена рассматриваемая мутантная форма. Минимальная мутационная изменчивость растений ячменя отмечена в варианте." Е - 0,1 мВт/см2, * - 120 минут" - 3,68$ (на уровне сорта Луч). При увеличении плотности лазерного потока до I и 3 мВт/см2 число семей с мутантными признаками составило 5,47 и 7,94/5. Максимальная частота мутаций наблюдалась в вариантах "В- 0,1 мВт/см2, 360 и 480 минут" - 9,09 и 10,16$. Прямой зависимости.меаду экспозицией и частотой мутаций у ячменя, а также между плотностью лазерного луча, используемого в опыте, на отмечено.

Очень значительный подъем частоты мутаций относительно контроля наблюдался у сортов Викин£, Темп и Зазерский 85 соответственно ->на 8,1; 13,7 и 14,3$; у сортов Луч и Абава - на 5,3 и 6,9$.

Лазерный луч по своей мутагенной эффективности, на ячмене • не уступает классическим цутагенам - гамма-лучам, диметилсуль-фату (табл.4).

Таблица 4. ' Распределение мутантшх линий по вариантам в, М3

Варианты Проанализи- Наследование измененных . опыта ровано семей признаков в Мо_

в число $ мутантных

семей ' семей

Контроль, сорт Луч. 474

Лазер 90 мин, семена 380 12 3,15±0,89 замоченные

'¡Г-иЮОГр, семена 216 7 ■ ' 3,24±1,20

замоченные •

ДОС 0,025$ 432 II 2,54+0,76

При.облучении предварительно замоченных в воде семян сорта Луч гамма-лучами в дозе 100 Гр частота мутаций составила 3,24$. При воздействии на замоченные семена лазерным излучением с' экспозицией 90 минут выделено 3,155? мутантных семей. Абсолютный выход семей с наследственны™ изменениями в вариан ■ • те с лазером в М3 был выше, чем от гамма-лучей. Это можно объяснить-тем, что гамма-излучение обладает большим угнетающим действием на семена и растения первого поколения, вызывая массовую гибель их. Диметилсульфат о концентрацией 0;025$ по абсолютному выходу й проценту мутантных семей сопоставим с влиянием лазерного излучения.

При обработке семян мутанта 104-146 нитрозоэтилмочевиной с концентрацией 0,025% получено наследственных изменений на уровне варианта "лазер". Увеличение концентрации НЭМ с 0,025 до 0,05$ не ведет к существенному росту частоты мутаций, но выход мутантных семей резко снижается из-за массовой гибели растений в Мр В варианте "НЭМ + лазер" частота мутаций составила 50$, при обратном сочетании 100$. По абсолютному же выходу мутащш наиболее эффективными являются варианты "НЭМ 0,025/5" и "лазер", где получено соответственно 15 и 14 семей с изменениями, в комплексных вариантах - "НЭМ + лазер" и "лазер + ЛОМ" - 6 и 7 семей.

Многие биологически активные соединения при определенных условиях могут работать как мутагены. При обработке семян сорта Абава в растворе кинетина с концентрацией 10 мг/л- процент наследственных изменений в М3 составил. 5,94, что на уровне варианта "лазер". Повышение концентрации кинетина с 1 10 до 100 мг/л не ведет к росту частоты мутаций, а абсолютный выход мутантных семей в М3 резко снижается. Не отмечено связи между концентрацией индолилуксусной кислоты и числом мутантных семей ячменя. Минимальна? частота мутаций в Мд - 3,40$ . отмечена в варианте "ИУК - 10 мг/л", в комплексном варианте "ИУК - 10 мг/л + лазер" - 6,30$. Увеличение концентрации ПС с 10 до. 100 мг/л эффективно, наблюдается повышение частоты мутации на 4,18$, растет выход мутантных семей в Мд. Совместное использование гибберелловой кислоты и лазерного излучений в сочетании "ГК + лазер" более эффективно, чем индивидуальное их применение. ' ,

■ 24

В другой серии опытов, где в качестве воздействующих факторов на семена ячменя сорта Абава использовались абсцизовая кислота и б-бензиламинопурин, также получены мутанты. Наименьшее число - 6 мутантных семей выделено в варианте "АБК -0,2 мг/л". Увеличение концентрации этого мутагенного фактора в 50 раз не усиливает его эффект.

Хорошо выраженный аддитивный мутагенный'эффект наблюдал^ ся при воздействии на семена ячменя лучами лазера о последующей обработкой АБК с концентрацией 0,2 мг/л. В указанном варианте частота мутаций в М3 составила 11,76$, а в вариантах "лазер" и "АЕК-0,2 мг/л" соответственно 6,91 К 3,52$. При обратном сочетании АБК + лазер также отмечена тенденция увеличения процента мутаций.

Бензиламинопурин с концентрацией 5 мг/л по эффективности не уступает лазерному излучению. Совместное применение бензил-аминопурина и лучей лазера не ведет к значительному росту мутационной изменчивости ячменя сорта Абава в М^.

При получении наследственных изменений у ячменя от фито-гормонов теоретически возможна ситуация, когда мутация возникает без контакта гена и мутагена благодаря действию биологически активного вещества на цитоплазму и кариоплазму.

Например, модифицирование, алкилирование ферментов и других важных для матричного синтеза и репарации белков может извратить йроцесс репликации ДНК и привести к точковым заменам. Действие фитогормона не прямо на ген, а на его значимое . окружение также может быть аналогично действию радаотоксинов, которые по'своему характеру являются биологически активными соединениями.

Подтверждением этому является предложенный наш способ мутагенной обработки семян ячменя, включающий замачивание семян 8...10 часов в водном растворе парааминобензойной кислоты ■ с концентрацией 0,02...О,5$. ВНЙИГПЭ признал предложенное решение изобретением и выдал авторское свидетельство №1734604.

При обработке семян ячменя сорта Зазерский 85 водным раствором ПАБК с концентрацией 0,02 и 0,1$ получено соответственно 10,11 и 11,25$ мутантных семей. Существенных различий (табл.5) между указанными вариантами не отмечено ( ^ =0,34).

" При замачивании семян в ПАЕК 0,5$ частота мутаций в Мд •'

составила 28,0$, что в 2,5...2,8 раза больше, чем при концентрациях 0,02 и 0,1%.

Таблица 5. Частота морфофизиологических мутаций ячменя сорта Зазерский 85 в Мд

Мутагенный Проанализи- Количество семей Достоверность раз-

фактор ровано сё— с мутациями_нииы. а_

мей в М2 абс % к дро, к конт_ к ШБК с анализк- ролю максим, рованным концен-

трацией

Контроль 159 I 0,6+0,04 - -4,31.'"

ПАБК 0,02$ 178 18 10,1±2,26 +4,И'" -2,66" ■

ПАБК 0,1% 160 18 II,212,50 +4,25'" -2,45*

ПАЕК 0,5% 50 14 28,0+6,34 - +4,31"•

ПАБК 0,1%+лазер 136 15. 11,(^2,68 +3,88"' -2,46' ЛaзeptПAБK 0,1$ .146 12 8,2±2,27 '+3,34"* -2,94'" Лазер 16Г 24 14,912,80 •+5,10'" -1,89

Лазерное излучение с экспозицией 120 минут и плотности мощности 0,5 мВт/см^ по эффективности действия на семена ячменя близко к парааминобензойной кислоте. В то же время из-за массовой гибели растений первого поколения после обработки ПАБК с концентрацией 0,5$ выход мутантных семей в Мэ в варианте с лазером больше в 1,7 раза. При последовательной обработке семян ячменя ПАБК с концентрацией 0,1$, а затем лучом лазера аддитивного эффекта не наблюдается. При обратном сочетании этих факторов отмечена тенденция снижения эффективности как ПАБК, так и лазерного излучения. Эту реакцию ячменя можно обменять снижением под влиянием лазерного излучения проницаемости биомэмбран для экзогенных веществ, в частности для ПАБК. Кроме того, учитывая влияние лазерного излучения на изменения ферментов, белков, нуклеиновых кислот в ранних биологических системах ( Р1пе et а1 , 1968) можно полагать, что данные соединения выступают как антогонисты к парааминобензойной кислоте, снижая ее действие на белковонуклеиновый синтез в проростках и образование мутантов.

На тесную связь между физиологическим состоянием семян, биохимическим составом их клеток и частотой мутаций в третьем

поколении указывают опыты с ночным лазерным облучением колосьев ячменя в фазу молочной спелости (табл.6). Этот прием признан, как новый способ получения мутантов зерновых культур и подтвержден авторским свидетельством И 1512530. Таблица 6. Частота мутаций в М3 при ночном лазерном облучении колосьев ячменя

Время . Семьи с мутациями, Достоверность раз- • облучения . _М3_ницы. а_

число (М + т ),% Луч Зазерский 85 к варианту_

с 4 до с 23 до 5 час. О час.

Сорт Луч, 1985 г.

С 0 до I час. 10 7,694.2,34 +2,34" -

С I до 2 час. 9 6,67+2,15 +2,13- -

С 2 до 3 час. 9 6,12+1,98 +2,03-

С 4 до 5 час. 2 ■ 1,55+1,08 - -

Сорт Абава, 1989 г.

С 0 до I час. 15 21,73+4,96 -

Сорт Зазерский 85, 1990 г.

С 23 до 0 час. I .1,69+1,67 - -

С 0 до I час. 18 23,07+4,77 - +4,23

С 2 до 3 час. 29 39,Г8±5,67 - +6,35

В качестве акцептора лазерного излучения в семенах выступает особый хромопротёид-фитохром. При поглощении квантов света с дайной волны 6328 А0 происходит возбуждение фитохрома Ф 660. Это приводит к изменению проницаемости клеточных мембран для фитогормонов, которые обладают хорошо выраженным мутагенным действием. При лазерном облучении колосьев ячменя с экспозицией 60 минут и плотностью мощности 0,5 мВт/см^ в темновой период, когда после активного фотосинтеза они богаты фитогормонами, отмечается наибольшая частота морфологических и физиологических мутаций соответственно у сортов Луч - 7,69, Абава - 21,73, Зазерский 85 -'39,10$. Минимальную частоту и ■ спектр морфофизиологических мутаций наблюдали при лазерном облучении колоса ячменя в период вечерней и утренней зари.

Частота мутаций у сорта Зазврский 85 составила 1,69$ (закат солнца), у сорта Луч 1,55$ (восход солнца). Данный эффект связан с действием дальнего красного света, находящегося в спектре утреннего и заходящего солнца. Известно, что между красным и-дальним красным светом существует антогонизм при условии введения второго луча вслед за красным светом или наоборот, что указывает на их типичную фитохромнута природу.

Частота Wazv -мутаций у ячменя. Мутация по локусу Waxy относится к числу тех редких генетических систем у высших растений, которые, по мнению ряда авторов, могут претендовать на роль теста при изучении слабых мутагенных воздействий на живые организмы ( Gulovska, Lindgren, Eriksson ,1969; Lindgren, 1976; Попова, Шершунова, 1981). Однако опыт использования Waxy -мутаций при изучении генетического действия лазерного излучения и фитогормонов практически-отсутствует (Виленский, Щербаков, 1985). Уровни спонтанного мутирования пыльцевых зерен ячменя в зависимости от года варьировали в наших опытах от 0,07 до 0,10$, что находится в соответствии с данными других авторов (Щербаков, 1982). Результаты генетических' эффек- . тов лазерного излучения и фитогормонов отнесены к соответствующим контролям. Данные серии опытов показали, что,лазерное облучение сухих семян ячменя в течение 180 минут повысило уровень мутирования в 1,70...1,85 раза по сравнению с частотой Waxy -изменений в контроле. Изменение плотности лазерного луча с 0,5 до 2,0 мВт/см^ не ведет к повышений мутаций. Замачивание семян в течение 16 часов в воде не оказывает влияния на частоту v»axy -мутаций. Уровень мутирования-был несущественно выше при облучении семян лазером 2,0 мВт/см^ непосредственно перед посевом в сравнении с обработкой за 30 дней до посева. Было установлено, что лазерное облучение семян в темноте несколько эффективнее, чем обработка семян на свету, частота изменений соответственно составила 0,19 и 0,16$. Здесь, по всей вероятности, сказывается последействие дальнего красного света, имеющегося в спектре солнца и снижающего мутагенный эффект от красного лазера с длиной волны 6328 А0.

Для изучавшихся в опыте фитогормонов установлен мутагенный эффект, не уступающий действию лазерного излучения. Обработка раствором кинетина (10 мг/л) повышает частоту мутирова-

ния до 0,13$. Гибберелловая кислота (10 мг/л) увеличила частоту Waxy -мутаций в сравнении с контролем в,3,0 раза, а лазерным облучением в 1,7 раза.

ПАБК в концентрациях 0,1 и 0,5$ проявляет существенно больший мутагенный эффект, чем лазерное излучение: частота измененных пыльцевых зерен в указанных вариантах составила 0,30; 0,30 и 0,20$. Обработка ПАБК 0,1$ с последующим облучением семян снижала частоту мутирования до 0,15$, что достоверно (td = '5,10) относительно эффекта ПАБК и несущественно ( td = 1,90) в сравнении с лазерным излучением. Аналогичная картина наблюдалась и в варианте "лазер 0,5 мВт/см2'+ ПАШ 0,1$".

Лазерное излучение с экспозицией 180 минут обладает мутагенным действием уровне гамма-лучей. Последовательная обработка семян лазерным и гамма-излучением (150 Гр) при прямом и обратном сочетаниях обладает аддитивным эффектом.

ЭлектткУРотетические спектры гоплеинов некоторых лазерных мутантов ячменя. Спектр каждого сорта ячменя .является его постоянной характеристикой и не зависит от условий выращивания растений (Созинов, Пепереля, 1979; Созинов, 1985). Элок-грофоретический анализ гордеинов, используемых нами сортов и ■лазерных мутантов ячменя, проведен в институте общей генетики им. Н.И.Вавилова. У основной части полученных мутантов гор- • деиновио спектры идентичны с исходным сортом. Например, лазерный мутант 92-104 отличается от исходного сорта Луч формой , • куста, ранним выходом в трубку, повышенной плотностью колоса, i ' более коротким вегетационным периодом,, большим, содержащем белка, однако проламиновый спектр как у исходного сорта Hrd А2Б8Р2 .- Такая же формула гордеина у лазерного мутанта ячменя 1-5, выделенного из сорта Луч и характеризующегося короткими остями, открытым типом цветения, генной мужской, стерильностью. В этом случае можно утверждать, что применение лазера на оказало влияния на функционирование части генома, в том числе и генов, ответственных за синтез проламинов. Изменения (мутации), затронули лишь гены, контролирующие рост, развитие стебля, колоса и других признаков.

Другой результат., который был получен при сравнении исходной и мутайтных форм, незначительные изменения в горде-

иновом спектре. Например, при ночном лазерном облучении колосьев ячменя сорта Зазерский 85 в фазу молочной спелости получена -серия морфофизиологичоских мутаций о дополнительным компонентом, проявляющимся в зоне гордеинов В. Подобные мутанты у ячменя были ранее получены и описаны Иецветаевым и Созиновым (1985). Появление дополнительного компонента в зоне гордеинов В на фоне морфологических и физиологических изменений растений можно рассматривать как следствие значительных изменений, происходящих в геноме в результате мутагенеза.

Сравнение мутангных и исходных форм дало еще один вариант - сильные различия гордеиновых спектров. Выделенный из сорта Луч лазерный мутант 27-102 (Квант 2) тлеет формулу гор- , деина Нг(1 Л2В191Ч . У исходного сорта формула - Нга А2В8Р2, а также наличие компонента, контролируемого локусом НгД в . Таким образом, различия в электрофоретических спектрах изучаемых форм обусловлены аллелями трех локусов. Вероятность того, что мутации произошли одновременно в трех локусах, очень небольшая. Следовательно, в данном случае можно предположить гетерогенность по гордеину исходного материала, из которого выделен Квант 2. .

Описание нового гена плейотропного действия. В опыте с ночным лазерным облучением колосьев ячменя сорта Луч в в четырех семьях выделены растения с сильно укороченными остями и высокой череззерницей. В третьем поколении было отмечено, что эти мутанты характеризуются открытым типом цветения. Наблю- ' дения в течение 6 лет ^...М^) показали, что данные формы по ряду фенотипических показателей существенно не отличаются от исходного сорта Луч. Анализ цветка мутантов показал, что женский генеративный орган у них развивается нормально, в пыльниках образуется фертильная пыльца, но пыльники не растрескиваются и пыльца не попадает на рыльцэ пестика. Было'выявлено, что это очень редкое явление ..зависит и от условий среды. Сухая погода улучшает вскрытие пыльников, этому способствует и открытый тип цветения у данных мутантов. Так, в 1990 году в период колошения стояла сухая жаркая погода, которая создала благоприятные условия для освобождения пыльцы из пыльников. Озерненность колоса мутантов резко возросла.

Скрещивание мутантной формы 1-5 с исходным сортом Луч

позволило установить, как генетически контролируются рассматриваемые признаки. У гибридов Р1 наблюдалось единообразие, проявились признаки сорта Луч.- Следовательно, длинная ость, закрытый тип цветения и полная фертильносгь колоса признаки доминантные. У гибридов второго поколения, полученных как от прямого, так и обратного скрещиваний, наблюдали расщепление на два фенотипических класса. В гибридной комбинации Луч х мутант 1-5 выделано 104 растения с длинными остями, закрытым • типом цветения, полной озёрненностью колоса и 23 растения с альтернативными признаками. Оценка результатов расщепления с применением критерия соответствия хи-квадрат показала, что данные, полученные в эксперименте, соответствуют моногибрйдной схеме расщепления 3:1. В комбинации мутант 1-5 х Луч получено 131 растение с признаками сорта Луч и 41 растение с признаками «мутанта 1-5. Наблюдаемое расщепление также соответствует 3:1.

■ Чтобы убедиться, что проявление выявленного гена носит универсальный характер проведены пряше и обратные скрещивания ячменя сорта Зазерский 85 с мутантом 1-5 и сорта Абава с гибридом 1-5 х 1-4. Рецессивная аллель гена, которая передается гибридам первого поколения от форм 1-5 и 1-5 х 1-4 полностью подавляется доминантной аллелью сортов ячменя Зазерский 85 и Абава. В *2 во всех гибридных комбинациях наблюдалось расщепление, характерное для моногибридного скрещивания: 3 части растений с доминантами и I часть с рецессивными признаками (табл.7). .

.От растений в Р2 • с рецессивными признаками в третьем ' поколении получены формы с короткими остями, открытым цветением и низкой массой зерна с колоса. Растегаш второго поколения с доминантным проявлением признаков были представлены как гомозиготными* так и гетерозиготными формами. Поэтому в третьем поколении во всех гибридных комбинациях отмечено расщепление.

наконец, проведенные анализирующие скрещивания подтвердили предположение, .что выделенный- рецессивный ген плейот-ропного действия. Так, от скрещивания мутантов 1-4 и 1-5 с исходным сортом отмечено полное доминирование признаков Луча. Затем полученные гибриды использовались в качестве материнских форм и скредавались с. мутантами, имеющими рецессивные признаки.

Таблица 7. Характер наследования признаков колоса у гибридов ячменя в Р2 и

(1990 и 1991 гг.)

Гйбриды ячменя

Второе поколение

Третье поколение

характер остей

тип цветения

масса • зерна с колоса, г

число растений

характер остей

тип цветения

масса зерна с колоса, г

Зазерский 85 х 1-5 короткие Заэерский 85 х 1-5 длинные Зазерский 85 х 1-5 1-5 х Зазерский 85 короткие 1-5 х Зазерский'85 длинные 1-5 х Зазерский 85

.открытый 0,86+0,05 . 62.. 0,94

закрытый 1,43±о!б8 214

открытый 0,86+0,08 101 0,01

закрытый I,36+0|09 299

короткие

длинные

короткие

короткие

длинные

короткие

открытый закрытый открытый открытый закрытый открытый'

0., 70+0,04 1,06+0*05 0,66+0,06 0,61+0.07 1,11+0*07 0,73+0,04

X

Примечание: "" - уровень вероятности

Р > 0,999

В гибридных комбинациях (1-4 х Луч) х 1-4 и (1-5«х Луч) х 1-5 получено расщепление близкое 1:1. Это указывает на совместный моногенный характер наследования рассматриваемых признаков.

Проверка по каталогу показала на отсутствие такого «мутанта (ВОЙЛОКОВ, Кошелева, 1985; Эо^аагс!, Т/еиоге1п-Кп<то1е, 1987). Считаем, что открыт новый ген, обладающий плейотропным действием. Этот ген одновременно определяет развитие остей, образование оболочки пыльника, взаиморасположение внутренней . и наружной цветковых чешуй в период колошения ячменя. Ведется работа по определению его локализации в кариотипе и готовятся документы для оформления нового гена.

Солоржание и качество белка у лазерных мутантов ячм&ня. Содержание белка в зерне ячменя обусловлено генотипом, несмотря на большую ^бнотипическую изменчивость признака. (Лукьянова, Трофимовская, Гудкова и .другие, 1990).

Из 332 морфологических и физиологических мутантов, полученных нами под действием лазерного излучения из сортов Луч, Викинг и Темп, выделено 1.8 с изменениям! содержания белка в зерне. У 9 форм ячменя отмеченные биохимические изменения наследовались в последующих поколениях. Но обнаружено зависимости частоты биохимических мутации от решила лазерного облучения. ■

Из сорта Темп в М3 выделены два мутанта (22-28; 32-11)', содержащие бежа в зерне на 1,9...2,4$ больше, а три формы 62-15, 71-24 и 72-25 на 1,6...2,5?! меньше, чем у исходного сорта. Мутантная форма 44 содержала протеина на 2,4$ больше, .чем сорт-Викинг. Лучшей по содержанию белка была мутантная форма 2-11. Данный мутант получен при' ночном лазерном облучении колосьев ячменя сорта Луч. Содержание белка у мутанта 2-11 в Мд составило 19,5$, у сорта Луч - 11,1$. В последующих поколениях (М^ и М&) наблюдается снижение содержания протеина у формы 2-11. Это объясняется тем, что выделенный биохимический мутант 2-П не был линией. В последующих поколениях шло расщепление и изменение соотношения между доминантными и рецессивными генами, контролирующими содержание за- ■ паоных белков ( Нг<1 А... с; ). Это подтверждается следующими данными. Микрометодом на автоматическом аминокислотном анализаторе "АААЗЗЭ"''определялось-содержание протеина в части эн-

досперма каждого семени с колосьев мутанта 2-II. Установили, что содержание белка в зернах колоса в Mg различно и колеблется от 12,1 до 18,0?. Оставшиеся половинки семени с зародышем высевались в почву для получения следующего поколения. Анализ и отбор в ряду последовательных поколений зерен с повышенным содержанием протеина' позволил выявить константные формы биохимического мутанта, 2-II, Это формы 13, 14 и 15 с содержанием белка в Mg соответственно 17,0; 17,3 и 19,2%.

В среднем за три года иадбодьтеэ содержание белка в зерне было у мутантов. 22-124,, 2-2-28 и 2-II соответственно 14,36; 14,43 и 15,50$, Швдшадьша количество протеина -10,73 и 10,90$ отменена у форм 71-24 к 62-15.

В Mg и t,í5 параллельно с определением содержания протеина в зерне адутантных фор;д бт проведен полный аминокислотный анализ белка. Изме.нещщ содержат« белка в зерне выделенных форм ячменя сопровождались перестройкой всего аминокислотного профиля суммарных- белков» До сумма цодцото набора незаменимых аминокислот выделились мутанты 22-28.(Теда), 44 (Викинг), 2-11 (Луч), содержащие соответственна в. М3 - 4,14; 3,50; 4,52 и в % - 4,55; 5,60 и 4,14 г на 100 градмов;черна ячмоня. У сортов Тещ, Викинг, Луч этот показатель составил соответственно 3,49-3,23; 3.,94-3,88 а 3,54-3,3.6 г, Мутачтныа формы 22-28, 44, а также 2-И показали преимущество и до суше всех аминокислот а анализируемом белке.

Для выявления различий по накоплений отдеишвд аминокислот у мутантов 44, 2-И и исходных сортов определила их содержание в пересчете на ТОО г белка,' Статмотичеокая сумма аминокислот (разница мевду подоадтедьнымн и отрицательными отклонениями) мутанта 2-II оказалась положительной И отличалась от исходной на 1,83 г. Определенный интерес представляют данные о более интенсивном накоплении незацендашх аминокислот в зерне мутантных форм. Статистическая сумма незама-нимнх аминокислот у мутанта 2-И была на 5,36 Г выше, чем у исходного сорта. У цутантной формы 44 данные показатели оказались отрицательными и отличались от контрольного сорта Викинг соответственно на 2,86 и 10,50 грамма.

Пластичность и стабильность мутантов ясового ячменя. Впервые в работах Густафссона (1941) было показано, что можно получать мутанты ячменя, которые обладают иной, по.срав-

нению с исходными линиями, нормой реакции на условия внешней средам.

В 1981.. .1984-годах нами изучалась пластичность (норма реакции) и стабильность развития основных элементов структуры урожая- ячменя сорта Луч н его мутантов 92-104, 136-0, 105-8. Проведенные полевые опыты и математический анализ показали, что лазерный мутагенез позволяет.получать мутанты с различной нормой реакции развития признаков на условия средн.

Например, масса зорна с колоса у сорта Луч изменялась по годам от 0,85 до 1,35 г. У мутантов 92-104, 136-0 и 105-8 соответственно от 0,79 до 1,10; 0,92.. .1, И и 0,57...!',14 г.

Образец 136-0 не пластичен, слабо реагирует на изменения внешних условий ( b = -0,52; S = 0,011!). Сродней пластичностью по признаку масса з< рна с колоса обладает мутант 92-10-1, Мутант 105-8 высокоотзывчив на изменения условий среды («¿= 2,00).

Стабильность признака уменьшается от Л = 0,37 у мутанта 105-8 до А - 10,6 у Луча. Достоверно низкой стабильностью рассматриваемого признака характеризуется сорт Луч и мутант 92-101 (А = 3,29).

Развитие мутантов ячменя в различных эколого-гоографнчес-ких' условиях. Рядом авторов ( Domlinc, UuctafiiGon, June, Wettstein, Ыдаап , 1966, 1974) были получены мутанты ячменя, толерантные к изменениям фото- и термопериода. В целом же по вопросу реакции гдутантов ячменя на различные условия окружающей среды данные весьма ограничены.

Используя лазерное излучение, можно получать мутации ячменя с различной фотопериодической отзывчивостью и нормой реакции на условия среда.

Для этого- 20 лазерных мутантов ячменя сорта Луч изучались одновременно в институте ботаники Академии наук Казахстана и . Кировском сельскохозяйственном институте. Практически одинаковая продуктивная кустистость в различных эколого-географичес-ких условиях была у сорта Луч и мутантов I3S-0, 16-47, I5-4S, 92-104 и 38-19. Восемь лазерных мутантов в условиях Алма-Атинской области имели длину стебля меньше,.чем эти же формы в Кировской. Например, у мутантных форм 38-19, 15-46,- 7-29 высота растений составила 71,7; 79,5; 72,7 см (г.Киров) и 59,5; €3,8; 60,0 см (г.Алма-Ата), в контроле соответственно

56,8 и 57,7 см. Из 20 изучаемых мутантных форм ярового ячменя 18 отреагировали в условиях Алма-Аты существенным увеличением длины колоса. Не изменилась длина колоса у мутантов 35-16 и 16-47. Ото указывает на то, что основная часть мутантних форм, как и исходный сорт Луч, являются растениями длинного дня. Произрастая при световом.дне с меньшей продолжительностью у них увеличивается период колошения, размеры соцветия. Мутанты 35-16, 16-47 нейтральны к фотопериоду и размеры колоса одинаковы независимо от места произрастания. Удлинение колоса без существенного изменения числа колосков привело к снижению плотности колоса ячменя в условиях Казахстана. Не изменился данный показатель у мутантов 35-16, 37-4 и 16-47. Наиболее продуктивным в условиях Алма-Атинской и Кировской областей оказался вд-тант 33-3. Данный мутант передан в ВНР им. Н.И.Вавилова и зарегистрирован под № 7346.'

Наследование высоты растений у лазерных мутантов и гибридов ярового ячменя. Различия по высоте среди высокорослых и низкорослых форм относятся к категории количественных признаков и анализируются биометрическими методами. Однако в свод- -ках цитируется работа, в которой был успешно проведен менде-левский анализ высота растений ( Hilan , 1964). Показано доминирование большей высоты над меньшей. Известны два мутантных рецессивных гена высокорослости (Кобылянский, Фадеева, 1986).

С. помощью лазерного излучения можно изменять состояние этих генов и тем самым менять фенотипическое их проявление, то есть высоту стебля.

В опытах изучались гибридные комбинации' лазерных мутантов 40-40 и 43-43, полученных из ячменя 92-104. Использовались ■ гибриды сорта Луч и мутанта' 6-6. Проводились прямые и обратные скрещивания между указанными формами ячменя. Родительские формы ячменя 43-43 и 40-40 в год скрещивания (1985 г.) имели высоту соломины 49,0 и 70,7 см; У гибрида 43-43 х 40-40 в 1\, длина стебля равнялась 58,5 см, что больше, ,чем у материнской форш (50,1 см), но'меньше отцовской (83,2 см). У гибрида Обратной комбинации эта закономерность сохраняется, но высота растения (79,0 см) существенно выше по сравнению о гибридом прямого скрещивания. Закономерность,'наблюдаемая у.гибридов первого поколения, сохраняется в Р2 и . Приведенные данные

показали, что у мутантов ячменя длинный стебель ■офуслсяэле'я доминантными генами. Полученные гибриды по .рассматриваемому признаку занимали промежуточное положение между родительским формами.

При скрещивании растений ячменя, различающихся по высоте, наблюдался и эффект гетерозиса. Мутант 6-6, выделенный из сорта Луч, имеет длинный с сильным восковым налетом, склонный к полеганию стебель. Сорт Луч устойчив к полегашио. Увеличение высоты растений у мутанта 6-6 гложет быть вызвано не только основными доминантными генами, но и рецессивным геном высоко-рослости ( а1п), обусловливающим дяпшшй, "полегающий стебель (Кобылянский, Фадеева, 1986). Скрещивание 'мутанта '6-6 щ 'сорта Луч привело к увеличению высоты стебля у гибрида "в сравнении с высокостебелышм водителем, В 1986 'году сорт Луч имел длину стебля 69,0 см, 78,9 см мутант 6-6, а гибрид (Р1 ) - 83,0 см. Увеличение даны соломины у гибрида ячменя можно объяснить комплементарным взаимодействием неаллельних генов, контролирующих данный признак. У полученной гибридной популяции эффект гетерозиса проявляется и в последующих поколениях. Достоверное увеличение высоты стебля по сравнен™ с мутантом 6-6 на 11,9 и 9,0% наблюдается в Р2 и •

Особенности анатомического строогош стебля мутантов ячменя в связи с устойчивостью к полеганию. Для изучения анатомического строения стебля ячменя использовались сорта Луч, Темп, Абава и их мутанты, контрастные по устойчивости к полеганию, получениие с помощью лазерного излучения и фитогормонов. Вы' сота растений лазерных мутантов 92-104 и 136-0, в:¡деленных из сорта Луч, больше, чем у исходной формы. Луч - неполегающий сорт с баллом устойчивости 5, у его мутантов отмечена средняя степень полегания - 3 балла. Сорт Темп задолго до уборки очень сильно полегает., имеет длину стебля значительно больше, ,чем сорт Луч. В то же время мутант 57-10, полученный из сорта Теш, Имеющий высоту растений на уровне исходной формы, устойчив к полеганию, Короткостебельные лазерные мутанты сорта Темп (17—1С и 15-7) сильно полегают. Следовательно, устойчивость к полегании зависит не столько от высоты стебля, сколько от его прочности, которая в свою очередь обусловлена анатомическим строением. .

Результаты анатомического анализа стебля показали, что толщина стенки, величина полости стебля, толщина паренхимы и склеренхимы не обладают большой стабильностью и изменяются под влиянием условий среды.

Так, из рассматриваемых лазерных мутантов устойчив к полеганию мутант 57-10._ В 1985 'году толщина стенки стебля у данного мутанта была больше, а величина полости меньше, чем у исходной формы. В 1986 и 1987 годах толщина стенки сократи- ' лась, увеличилась полость стебля, уменьшилась толщина скле-ренхимного кольца и паренхимной ткани. Однако прочность соломины не изменилась, так'как осталось стабильным число проводящих пучков, которое у данной формы существенно больше, чем ■ у сорта Теш и других мутантов.

Сорт Луч по высоте стебля сравним с лазерными мутантами 17-10 и 15-7, однако он совершенно не полегает, несмотря на то, что в 1985 году шел меньшую толщину стенки и большую величину полости стебля, чем указанные формы. Высокую прочность соломины можно объяснить также значительным числом проводящих пучков (больше, чем у мутантов 17-10 и 15-7 в склеренхиме в 2 раза, в паренхиме в.1,4 раза). ;

Мутанты сорта Луч (92-104 и 136-0) неустойчивы к полеганию, хотя по количеству проводящих пучков между ними и исходной формой в 1985 и 1986 годах нет достоверных различий, но существенно изменилось расположение пучков в паренхиме. У форм, устойчивых к полеганию (сорт Луч, лазерный мутант 57-10), расположение проводящих пучков строго по окружности и они более крупные с хороша развитой механической 'тканью. У мутантов 92-104, 136-0, 17-10, 15-7 проводящие пучки в' паренхиме расположены хаотично. На тесную связь между устойчивостью к полеганию и расположением проводящих пучкрв в паренхиме указывают и мутанты, полученные из сорта Абава. У мутанта 0-2, склонного к полеганию, пучки-различных размеров расположены в паренхиме хаотично. Мутант 0-4 отличается,одинаковой величиной проводящих пучков, расположенных строго по окружности, рядом со склеренхимой. В сравнении с исходным сортом Абава мутант 0-4 имеет очень плотно сложенную механическую ткань, клетки ткани паренхимы мелкие, одинаковые по величине.

Следовательно, с помощью лазерного излучения и фитогор-

монов можно получать мутанты ячменя с различной архитектоникой стебля, способствующей повышению или снижению стойкости соломины к полеганию. ' - 1

Сортоиспытание мутантов ярового ячменя. Все мутанты ячменя, полученные в процессе экспериментов с лазером и фитогормо-нами и обладающие хозяйственно ценными признаками, оценивались в контрольном питомнике. Лучшие формы из контрольного питомника испытывались в предварительном, а затем в конкурсном сортоис- • питании. В предварительном сортоиспытании изучалось 197 мутант-ных. форм. Те,формы ячменя, которые уступили по продуктивности стандартному сорту, но имели.интересные селекционно-генетические признаки и свойства, переводились в коллекционный питомник, некоторые передавались в ВИР. В настоящее время в коллекции Всероссийского йауч:.о-исследовательского института растениеводства им. Н.И.Вавилова зарегистрировано 17 образцов ячменя, 9 мугантных форм переданы в лабораторию ячменя ШИСХ Северо-Востока им. [¡.В.Рудницкого. Для использования в. генетико-се-лекционных исследованиях II короткостебельных лазерных мутантов ячменя направлены в лабораторию генетики института биологии ЛИ Латвии.

■В конкурсном сортоиспытании в 1985...1992 годах ежегодно изучалось от 4 до 14 форм. Трехгодичные данные сортоиспытания имеются по восьми мутантам и двум гибридным формам ярового ячменя.

'Многолетняя оценка рассматриваемых мутантов и гибридов ярового ячменя показала, что только один мутант II99-0 имел 'урожайность (3,65 т/га) существенно ниже, чем стандартные сорта.

Максимальная'урожайность зерра (5,62 т/га) в среднем за четыре года получена у мутанта 27-102. Государственная комиссия -в 1991 году приняла заявку на выдачу авторского свидетельства и свидетельства на новый сорт. Ыутантный сорт Квант 2 (27-102) в настоящее время проходит Государственное сортоиспытание в 42 областях и республиках Российской Федерации.

. Сорт Квант 2 имеет высокую энергию прорастания семян -95...97$, содержание белка в зерне 9,7...10,8$, крахмала 63...64$, экстрактивность солода 78...79$. Данные технологические свойства позволяют рекомендовать его как пивоваренный

ячмень.

Готовятся к передаче в Государственное сортоиспытание две мутантные формы 0-1 и 0-4.

- Мутант 0-1 выделен в Ы4 при замачивании семян сорта Абава в течение 18 часов в' кинетине с концентрацией 10 мг/л. Данный мутант имеет более высокую продуктивную кустистость -2,87; масса 1000 зерен - 47,1 г (у сорта Абава соответственно 2,27 и 46,7 г), Длина соломины на 9,4.,,12,2 см больше, чем у стандартных сортов. Стебель устойчив к полеганию. Созревает на 2...3 дня позднее сорта Абава.

Мутант 0-4 получен при обработке семян сорта Абава индо- ■ лилуксусной кислотой с концентрацией 100 мг/л в течение 18 ча-. сов. У мутанта 0-4 наибольшая масса зерна с колоса - 1,13 г. Число зерен в колосе 22,4 - это больше,- чем у сортов Абава и' Московский 2. Соломина устойчива к полеганию. В конкурсном сортоиспытании 1992 года данный мутант дал к стандартно^ сорту Абава наибольшую 'прибавку* урожайности - 0,59 т/га,

Таким образом, приведенные данные показывают,' что с помощью экспериментального мутагенеза можно получать ценные селекционные мутантные формы, дающие начало новым сортам'ячменя.

ВЫВОДЫ

I. Облучение семян гелий-неоновым лазером ( А = 6328 А0) может оказывать различное биологическое действие на растения ячменя:

а) при малых экспозицши (в интервале I сек...30 минут) изменяется использование азота запасных белков при прорастании зерновки, в начальный.период роста (до.фазы колошения) повышается активность каталазы, накопление хлорофилла в листьях ячменя;

б) при экспозициях 15...30 минут усиливается рост проростков; . •

в) при более длительных экспозициях наблюдается мутагенный эффект.

Проведенные эксперименты показали, что лазерный луч по своей мутагенной эффективности на ячмене не уступает классическим мутагенам - гамма-лучам и химическим мутагенным веществам - диметилсульфагу и нитрозоэгилмочевине. •

2. Лазерное излучение (А = 6328 А0) с экспозицией 30 и болев минут не оказывает сильного угнетающего влияния на семена И растения ячменя в М|. Эффект действия лучей лазера в первом поколении больше зависит от физического и физиологического состояния семян, генотипа обрабатываемого материала, чем от увеличения экспозиции и плотности лазерного излучения.'

В вариантах с лазером не наблюдается существенного снижения выживаемости -растений в М^, что является не только специ- • фичным для лазерного излучения, но и очень важным фактором,' позволяющим значительно увеличить выход мутаций с повышенной жизнеспособностью в последующих поколениях.

3. Ночное лазерное облучение семян в колосе в М0 в фазу молочной спелости независимо от сорта ячменя ведет к достовер>-пому увеличению вне-ты растений в Мр Такой же эффект наблюдался при облучении семян, в которых при нагревашш или предварительном замачивании в воде-активизировались физиологические процессы,

4. Появление в первом поколении поело лазерного воздействия на сорте Луч хлорофильных мутаций, увеличение их количества при совместном применении лазера и шгрозоэтилмочевины является косвенным показателем начала мутационного процесса, подтверждаемого в последующих поколениях.

5. В ¡Л2 получены цутации трех основных групп: хлорофиль-цые, физиологические и морфологические. Частота морфофизиоло-гических изменений у ячменя во втором поколении существенно растет только в интервале экспозиций 30...120 минут. Сравнение разнообразия мутаций показывает, что их спс'ктр под воздействием лазера отличается от спектров других мутагенных факторов.

6. Впервые получена мутантнар форма с плейотропным действие^ -рецессивного гена, определяющего у ячменя короткую ость, открытый тип цветения и стерильность. По предварительным материалам данная мутация является результатом действия нового,

нйописанного гена, оформление которого ведется.

7. Показано, что имцульсное лазерное излучение более эффективно, чем постоянный режим облучения. Изменение физического состояния семян, предварительное замачивание в воде или нагревание до +40°С в период их облучения существенно повышает уровень мутационной изменчивости. На частоту изменений в М^

оказывает влияние генотип обрабатываемого лазером материала. Наибольшая изменчивость признаков в М2 наблюдалась у сорта За-зерский 85. •

8. Впервые обнаружен и изучен эффект ночного лазерного облучения колосьев ячменя, находящихся в молочной спелости, позволяющий значительно-повысить результативность лазерного мутагенеза. При этом повышается в 5...7 раз не только частота . мутаций, но и расширяется их спектр, что, по-видимому, указывает на тесную связь лазерного излучения с фитохромом, физиологическим состоянием семян, генотипом растения. Открытие явления ночного облучения защищено авторским свидетельством : • № I5I2530. .

Э. Установлен аддитивный эффект совместного использования абсцизовой кислоты и лучей лазера, где частота изменений в 1,5...2,0'раза выше, чем при индивидуальном применении этих факторов. Суммирующее действие на изменчивость признаков ячменя оказывают нитрозоэтшшочевина и лучи лазера.

10. В вариантах с лазером и фитогормойами в спектре изменений в Mg преобладали две группы признаков - новообразования, связанные с длиной вегетационного периода и высотой соломины. Это говорит об однотипности механизмов действия данных факторов на генотип растений. Предложен способ использования парааминобензойной кислоты для получения мутаций ячменя, защищенный авторским свидетельством № 1734604.

В отличие от гамма-облучения и обработки нитрозоэтилмоче-виной, лазерное излучение практически не индуцирует стерильные растения.

11. Спектр новообразований в М3 в большинстве опытов и . вариантов с лазером существенно не меняется, в сравнении о f^. Наибольшая степень наследования отмечена по признаку, короткий вегетационный период.

12. Применение в качестве своеобразного маркера Waxy -мутаций дало возможность установить, что лазерное излучение и фитогормош - ИУТС, ГК, КН, АБК,'6-БАП, ПАБК при определенных концентрациях могут являться мутагенными или модифицирующими мутагенез факторами. При обработке семян лазерным лучом о АБК и ПАЕК в разных сочетаниях - лазерное излучение выступает как антогонист к этим фитогормонам, снижая вызываемую ими частоту

Waxy -мутаций.

13. Электрофоретический анализ проламина лазерных мутантов ячменя показал, что с помощью когерентного монохроматического излучения можно получать разнообразные морфофмзиологичес-кие мутации без изменения в гордеионовом спектре.

14. С помощью гелий-неонового лазера ( А = 6328 А0) удается индуцировать ценные для селекции ячменя биохимические мутация с повышенным и пониженным содержанием белка, измененным • аминокислотным составом. Лазерный мутагенез позволяет получать мутанты с различной нормой реакции развития признаков на условия среди и различной фотопериодической отзывчивостью, что было показано при изучении мутантов в различных экологических услозиях.

15. Установлот., чтс с помощью лазерного излучения можно влиять на отдельный изучаемый признак. Высота растений ячменя - сложный количественный "признак, контролируемый серией генов. С помощью лучей лазера изменяется состояние этих генов и тем самым меняется фенотшшческоэ их проявление, то есть высота стебля. , ' • . .

В вариантах с лазером получены мутанты с различным анатомическим строением стебля ячменя и неодинаковой прочностью соломины, что имеет большое селекционное значение.

16. Создана коллекция лазерных мутантов ячменя, на их основе выведены новые сорта. Сорт ячменя Квант 2 находится с 1991 года в Государственном сортоиспытании и размножается в

. производственных условиях, Два сорта готовятся к передаче в Государственную комиссию по сортоиспытанию,.'

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТШЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Дудин Г.П. Влияние когерейтного лазерного света, лучей

, дшюти л сульфата на семена и растения ячменя в первом поколении после воздействия //Биол. и агроном, основы повышения урожайности с.-х. культур /Тр. Киров.с.-х.ин-та, Пермь, I97G, С.183-188.

2. Дудин Г.П. Изучение биологического действия f -.тучей, лучей лазера, диметилсульфата и их совместного влияния на семена ячменя сорта Луч /Теорет. и практ. аспекты использования

;ионизирующих излучений в сельском хозяйстве /Тезисы док. сил-

позиума. Кишинев, [976, с.ТЮ-ПГ.

3. Дудин Г.П. Первый опыт использования лазерной техники для улучшения посевных качеств семян в Кировской области //Тезисы Всесоюз.семинар по проблемам биоэнергетики и стимуляции лазерным излучением.'Алма-Ата, 1976, с.134.

4. Дудин Г.II. Мутационная изменчивость ячменя в Щ под действием лазерного света ( А = 6328 А0) //Молекул, и приклад, биофизика с.-х. растений и применение новейших фкзико-техн. методов в сел.хоз-ве /Тез. П Всесоюз. симпозиума. Кишинев, 1977, с.73.

5. Дудин Г.П., Котельникова Л.К., Счастливцева Н.Г. Действие излучения х^елий-неонового лазера на всхожесть семян и рост, проростков сельскохозяйственных культур //Тр.Кировокого,и Ижевского СХИ, 1978, с.33-37.

6. Дудин Г.П. Мутагенез ярового.ячменя сорта Луч под воздействием некоторых физических и химических факторов //Эффективность научных исследований по растениеводству и животноводству /Тр. НШСХ Северо-Востока, Киров, 1978,- с.16-21.

7. Дудин Г.П. Наследование измененных признаков, получен-т ных в 1Л2 под воздействием лучей лазера ( Л = 6328 А0) у ярового ячменя //Фотоэнергетика растений. Алма-Ата, 1978, с.'191.

8. Дудин Г.П. Изучение совместного мутагенного действия гамма-лучей, когерентного излучения лазера и диметилсульфата на культуре ячменя //Биологические и агротехнические основы повышения урожайности полевых культур и луговых трав /Тр.Кировского СХИ, Пермь, 1979, т.65, с.119-125.

9. Дудин Г.П. Мутагенное ч стимулирующее действие гамма-лучей, лазерного излучения (Л = 6323 А0) и диметилсульфата

на яровой ячмень:. Автореф.дис....канд.биол.наук. Харьков, 1981, 21 с.

10. Дудин Г.П. Влияние лазерного излучения на рост и развитие ячменя сорта Московский 121 //Производство зернофуражных культур в Волго-Вятской зоне /Тр. НИЙСХ Северо-Востока, Киров, 1982, с.31-37.

11. Дудин Г.П. Изменчивость растений ячменя под-действием лазерного излучения ( А = 6328 А0) малой плотности //Окультуривание почв и совершенствование приемов выращивания зерновых культур /Сб.научных трудов, Пермь, 1982, с.68-75. '

12. Дудик Г.П. Реакция биохимических мутаций«ячменя на различные условия окружающей среды //Адаптация и рекомбиногез у культурных растений. Кишинев, 1982, с.НО.

13. Дудин Г.П. Мутагенное действие излучения гетк—неонового лазера на яровой ячмень //Генетика, 1983, т.19, № 10, 0.1693-1696.

14. ^(удин Г.П.. Мутагенный эффект у ярового ячменя от лазерного излучения различной плотности //Селекция, семеноводство и агротехника зерновых культур в Волго-Вятской зоне /Труды НИИСХ Северо-Востока, Киров, 1983, с.26-34.

15. Дудин Г.П. О биохимических мутантах ячменя; полученных методом экспериментального мутагенеза //Сельскохозяйственная биология, 1983, № 8, с.41-43.

16. Дудин'Г.П.~ Гамма и лазерное излучение ■ как мутагенные факторы на культуре ячменя //Вторая Всесоюзная 'конференция по с.-х. радиобиологии /Тез.докладов, т.2, Обнинск, 1984,с.28-29.

17. Дудин Г.П., Дудшга А.II. Зависимость поступления азота (15Ю в растения от экспозиции лазерного облучения семян ячменя //Проблемы фотоэнергетики растеши! и повышения урожайности. Львов, 1984, с.77-78.

• 18. Дудик Г.'II. Лазерные мутанты ячменя сорта Луч с укороченным вегетационным периодом //Биол. и агротехн. приемы повышения урожайности зерновых культур. Пермь, 1984, с.101-108.

19. Дудин Г.П. Мутагенное действие импульсного лазерного излучения на яровой ячмень //Биологические аспекты повышения Продуктивности животных и растений. Рига, 1984, с.167-168. •. '20. Дудин Г.П. Сортовая специфичность!реакций растении ячменя на мутагенное воздействие лазерного излучения //Проблемы фотоэнергетики растений и повышения урожайности. Львов, 1984; с.182.

21. Дудин Г.П. Изменчивость мутантов ярового ячменя под действием лазерного излучения //Применение физических и химических мутагенных факторов в селекции и генетике полевых культур. Кишинев, 1985, с.83-87.

22. Дудин Г.П. Мутагенное действие нитрозодиэтилмочевины и нитрозоэтилмочевины на яровой ячмень //Приемы повышения урожайности зерновых-культур. Пермь, 1985, с.94-101.

23. Дудин Г.П. Влияние лазерного излучения на сорта и

мутанты ярбвого ячменя //Совершенствование агротехники зерно- ' вы* и кормовых культур. Пермь, 1986, с.40-48.

24. Дудин Т.П., Мальцев С.П. Мутагенное действие нитрозо-диэтилмочевины. и лазерного излучения на яровой ячмень //Совершенствование агротехники зерновых и кормовых культур, Пермь, 1986, с.31-40. '• • ... '

25. Дудин Г.П., Мальцев С.П. Влияние лазерного излучения и кинетина на рост и развитие ячменя сорта Абава //Интенсификация производства зерна в условиях Урала, Пермь, 1987, с.ЮЗг 107. •

26. Дудин Г.П. Анатомическое строение стебля лазерных мутантов ячменя //Генетика и селекция растений. Т.1У.4.1 /Тез'.

.докл. У съезда Всес.общества генетиков й селекционеров имени Н.И.Вавилова, М.,-1987, с.135.

27. Дудин Г.П. Мутационная изменчивость.ячменя сорта Аба-ва под Действием гиббереллбвой кислоты "в лазерного излучения //

. Применение физического и химического мутагенеза в сельском хозяйстве. Кишинев, 1987, с.122. ..

28. Дудан Г.П. Влияние температуры семян ячменя на мута-. генное действие излучения гелай-неонового.лазера //Ред., ж. Цитология л генетика, Киев, 1988, т.22, № 5, с.59 (Деи. в ВИНИТИ 2'8.06.1988 Г.,' № 4998-В88). ' ■

29. Дмитриева А.Н., Дудин Г.П. Влияние лазерного и гамма излучений, ПАЕК на частоту ïïaxy-мутаций ячменя //Применение

'. низкоэнергетических физических факторов в биологии и сельском хозяйстве. Киров, 1989, C.67-ÇS.

30. Дудин Г.П. Зависимость частоты лазерных мутаций ячменя от генотипа обрабатываемого материала //Применение низко-

■ энергетических физических факторов в биологии и сельском хо- . зяйстве. Киров, .1989, с.68-70. -,

31. Лысков Б.И.,.Дудин Г.П. Анатомия стебля Лазерных мутантов ячменя сорта Темп и их гибридов //Применение- низкоэнергетических физических факторов в биологии и- сельском хозяйстве. Киров, 1989, с.27-28.

32. Мальцев С.П., Дудан Г.П. Изменчивость ячменя сорта Абава под влиянием индолилукоусной кислоты.и лазерного излучения //Применение низкоэнергетических физических факторов, в биологии и сельском хозяйства. Киров, 1989, с.81-82.

33. Дудин Г.П. Зависимость частоты мутаций ячменя от эк-

■ спозиции и плотности мощности лазерного излучения //Генетшса и селекция /Тр.НИИСХ Северо-Востока. Киров, 1989, с.78-83.

34. Дудин Г.П. Изменчивость ячменя сорта Абава при обработке семян лазерным излучением и абсцизовои кислотой //Метода предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур электромагнитными полями /Тез.докл.конференции. М., 1989, о.ГЗ.

35. Дудин Г.П., Мальцев С.II.'Новые сортообразци ярового ячменя //Селекция, семеноводство и интенсификация производства зерна на Урале. Пермь, 1389, .с.118-120.

36. Дудин Г.П. Мутагенное действие ' и-нитрозо- и-этйл-мочевшш и лазерного излучения на яровой ячмень //Сельскохозяйственная радиобиолог ля. Кишинев, 1989, с.61-68.

37. Дудин Т.П. Применение низкоэнергетических физических факторов в биологии и се^тьском хозяйстве (Всесоюзная научная конференция, Киров, июль, 1989)/ Вестник сельскохозяйственной науки, 1990, ¡6 2, о,167-169.'

38. Дудин Г.П. Способ получения мутантов зерновых культур

■ //Авторское свидетельство й 1512530 /БИ. 37, 1989, с.10.

' 39. Пуртова И.В., Дудин Г.П. Получение высокопродуктивных форм ячменя с помощью лазерного излучения /Экологические вопросы рационального природопользования /Тез. докладов 8-й конференции молодых ученых. Рига, 1989, с.132.

40. Дудин г.П. Изменчивость ячменя под влиянием лазерного . излучения и бензиладенина //Сельскохозяйственная радиобиология. Кишинев, 1990, с.23-28. .

41. Дудин г.Л., Лысков Б.И. Особенности анатомического, строения стебля мутантов и гибридов ячменя //Сельскохозяйственная радиобиология. Кишинев,'1990, с.28-34.

42. Дудин Г.П. Реакция лазерных мутантов ячменя на различные эколого-географические условия //Физические факторы в растениеводстве в аспекте экологических проблем Средней Азии И Казахстана, Ташкент, 1990, с.32-33. .

.43. Дудин Г.П. Частота '.'/о::у-мутаций ячменя, обработанного лазерный излучением я фптогормона'ди //Генетика, 1990, т.26, № 2, с.363-366.

44. Дудин Г.П. Экспериментальны!' .мутагенез ¡1 адаптивность

мутантов ячменя //Развитие экономических отношений в региональном агропромышленном комплексе /Тез.зональной научной конференции, Горький, 1990, с.191-192. ' •

45. Дудин Г.П. Режйш лазерного облучения семян и частота мутаций у ячменя- //Интенсивная технология возделывания сельскохозяйственных культур /Сб.научных трудов. Киров, 1991, с.53-61.

46. Дудан Г.П. Реакция ячменя на лазерное воздействие в. зависимости от. состояния фитохрома //Применение СВЧ-излучоний в биологии и сельском хозяйстве /Тез.Всесоюзной конференции. Кишинев, 1991, с.84-85.

47. Солодяшшна М.М., Дудин Г.П. Особенности анатомического строения стебля мутантов ячменя сорта Абава //Применение СВЧ-излучений в биологии и сельском хозяйстве /Тез.Всесоюзной конференции. Кишинев, 1991, с.102-103. .

48. Дудин Г.П. Содержание и качество белка у лазерных му- . тактов ячменя //Исследования по селекции, семеноводству и размножению сельскохозяйственных растений. Суш-,. 1991, с.25-31.

49. Дудин Г.П. Характер наследования высоты растений у лазерных мутантов ячменя //Прикладные и теоретические вопросы нетрадиционной энергетики в селекции растений /I Всесоюзная конференция. Луганск, 1991, с.17-19.

50. Дудин Г.П. Способ мутагенной обработки семян зерновых - ■ культур //Авторское свидетельство № 1734604 /БИ.19, 1992, с.5,

51. Дудин Г.П. Лазерный адутаг'энез и селекция ярового ячменя //Роль научных исследований в развитии сельскохозяйственного производства Кировской области /Сб.науч,статей. Киров, 1991, с.33-43. . -

■ 52. Дудин Г.П. Мутационная изменчивость ячменя под действием лучей лазера и кинетина на семена //Сельскохозяйственная радиобиология /Тр.агроуниверситета, Кишинев, 199Г, с.П-16.