Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание исходного материала для селекции горчицы сарептской методом химического мутагенеза

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание исходного материала для селекции горчицы сарептской методом химического мутагенеза"

РГБ ОД

- 2 OKI 1995

На прагэх рукопи'

ГШШ Петр Михайлович

СОЗДАНА ИСХОДНОГО 'ATERÍОД ДДЯ С2ЛЩКИ ГОРЧ^Щ САР5ПТСК0Й '.ЕТОДОМ ХИ*ЛИЧЕЗСКСГО МУТАПШ53А

Специальность 06.01.05 - естзкцм и семенсрэдстрэ

Авторе Ь г ' р ■;■ диссертации на соискание учено," угггг1 кандипэтя еельекохоэяРгтвеичнх изтл

Диссертационная работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте масличных культур имени В.С.Пустовойта в 1989-1993 гг.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук Шпота В.И.

Официальные оппоненты: академик РАСХ, доктор сельскохозяйственных наук Шевцов В.М. кандидат сельскохозяйственных наук Ефремова В.В;

Ведущее предприятие - Краснодарский научно-исследовательский институт овощного и картофельного хозяйства

Защита диссертации состоится "19 "_октября _1995 г.

в_9 ч на заседании диссертационного совета Д 120.23.02 при

Кубанском Государственном аграрном университете по адресу: 350044, г.Краснодар, ул.Калинина, 13, КГАУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского , Государственного аграрного университета.

Автореферат разослан "_"__1995 г.

Учений секретарь диссертационного совета,

доцент И.Е.Ефремов

О

а

I. ОБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Р.АБОТЫ

Актуальность тетды. Среда масличных культур горчица' сарептская. занимает в России по сбору маслосемян .четвёртое место после подсолнечника, сои и рапса. В 1992 году- она возделывалаоь на площади 177 тысяч гектаров, главным образом в засушливых районах Волгоградской, Саратовской, Ростовской, Новосибирской и Омской областей. По данным научных учреждений, горчица - единственная масличная культура, способная давать удовлетворительные урожаи в этих условиях.

В комплексе мероприятий по увеличению производства горчицы-важная роль принадлежит селекции, первоначальным этапом которой' является создание исходного материала, от которого, как считал Н.И.Вавилов, прежде всего зависит её успех. Создание исходного ма-' териала, в свою очередь, предусматривает расширение его генетической изменчивости. Наряду с традиционными методами, широкое применение индуцированного мутагенеза многими учёными подтверждает его высокую эффективность в получении генетического разнообразия селекционного материала. В мировом производстве общее число сортов различных культур, полученных методом мутагенеза превысило 1300, в том числе горчицы сарептской - три сорта ( Micke А. и др. 1990'i

Работа по созданию сортов горчицы с высоким качеством уйсла, проводимая во БНИИЖ с 1973 года, показала, что снижение содержания эруковой кислоты в масле, как правило, влечёт за собой снижение урожайности и масличности семян. Поэтому первостепенной задачей селекции является создание высокопродуктивного и высожомаслич-. ного безэрукового материала. В ускорение решения этой проблемы весомый вклад может внести мутагенез, так как он является-эффективным и сравнительно быстрым методом создания изменённых, в том числе и новых не встречающихся в-природе, форм.

Цель и задачи исследований. Планом исследований предусматри-

валось изучить действие химических вдтагеков на изменчивость хозяйственно-ценных признаков горчицы с целью получения нового исходного материала для её селекции. В задачи исследований-входило:

- выявить наиболее эффективные мутагены и их дозы для получения практически значимой изменчивости основных хозяйственно-ценных признаков горчицы;

- определить роль генотипа в индуцировании изменчивости приз-' лаков горчицы;

- изучить изменчивость основных хозяйственно-ценных признаков горчицы в Ь^-Ыд;

- установить возможность получения практически значимой изменчивости для использования её в селекционных программах по созданию новых сортов горчицы;

- провести оценку перспективных по основным хозяйственно-ценным признаков мутантов в селекционных питомниках;

- изучить возможность создания жёлтосемянных мутантов горчицы чёрной для целей ресинтеза яёлт'осемянной горчицы сарептской.

Научная новизна и практическая ценность результатов исследований. Впервые наиболее полно изучено действие химических мутагенов нитрозоэтклмочевины (НЭМ), диметилсульфата (ДМС) и этиленимина (ЭИ) на горчицу сарептскую.

Установлены оптимальные и критические дозы мутагенов для вызова практически значимой изменчивости селекционных признаков горчицы.

Идентифицированы и описаны 8 ^ипов хлорофильных и 21 тип морфологических и биологических мутаций.

Выявлена неодинаковая изменчивость селекционных признаков сортов горчицы под влиянием различных мутагенов.

. Отобраны безэруковые мутанты, характеризующиеся сокрйцённыи вегетационным периодом (на 3-4 дня), высокой масличностью (45-47$),

вфирокасличностью (0,76-0,85^) и массой 1000 семян (3,7-4,2 г). Многие из них обладают комплексом ценных признаков.

Получены неизвестные в природе нёлтосемянные формы горчицы чёрной, которые значительно расширяют возможности использования методов ресинтеза в создании современных кёлтосемянных сортов горчицы сарептской.

Создана длипностручковая форма горчицы сарептской, средняя длина створок которой составляет 71-72 ш (у контроля - 46 им), а число семян в стручке - 21-23 (у контроля - 18).

Апробация работы. Основные результаты исследований диссертации докладывались на Всесоюзных1 совещаниях-семинарах: "Создание новых сортов сельскохозяйственных культур на основе химического мутагенеза" (г. Москва, 1990 г.) и "Селекция на основе химических мутагенов II решение продовольственной проблемы" (г. Москва, 1991 г.), на Всесоюзной научной конференции молодых учёных по масличным культурам (г- Краснодар, 1991 г.), Всесоюзном совещании "Химический мутагенез и проблемы экологии" (г. Москва, 1992 г.).

Публикация результатов исследований. По результата!,1 исследований, изложенных в диссертации, опубликовано 4 статьи/

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и предложений для селекционной практики, списка литературы - 199 наименований, в том числе иностранных -70. Работа изложена на III страницах (исключая список литературы), содержит 45 таблиц и 3 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ

Исследования выполнены в 1989-1993 гг. на центральной экспериментальной базе Всероссийского научно-исследовательского института

, 6 .

васлидаых культур'ямени В.С ,Пу стовойта.

Почвы опытных: участков представлены выщелоченными малогумусньг-ми сверхмощными чернозёмами, легкосуглинистого механического состава, сформированными на лёссовидном карбонатном суглинке. Реакция пахотного слоя близка к нейтральной, содержание, гумуса составляет 4,3$ (Блажний Е.С., 1958).

Погодные условия в годы проведения исследований существенно различались по температурному режиму и условиям увлажнения.

В качестве исходного материала использовали три новых сорта горчицы сарептской - Шанка 15, Рушена и ВНИИМК 517, отличающиеся . друг от друга, в основном, по масличности семян и жирнокислотяому составу масла.

Б работе применяли мутагены: НЭМ, ДИС и ЭК в различных концентрациях. Обработку семян мутагенами проводили по методике, разработанной в Институте химической физики АН СССР (Зоз H.H., 1968). Контроль - сухие семена и семена, замоченные в воде.

В посевах. Mj проводили биометрические измерения 50-ти растений каждого варианта и контролей. В фазу "начало цветения" в каждом варианте изолировали по 30 растений.

Дяя изучения изменчивости горчицы в Mg проводили посемейный посев семян само.ошюгённых растений 'Mj. Контроль размещался через пять номеров. В фазу "начало цветения" в каждой семье изолировали по 20 растений. В Mg изучали изменчивость селекционных признаков и проверяли наследование мутаций, выделенных: в

Начиная с появления всходов и до конца вегетации в Mj-Mg проводили фенологические наблюдения, учёт всех отклонений от контроля. Оределяли частоту морфологических и хлорофильных мутаций и их спектр. Для выявления биохимических мутаций проводили соответствующие анализы: масличность семян - методом ЯМР (Попов П.С.', Аспио-тйс Е.Х., 1973), жирнокислотный состав масла - методом газожидкост-

по'л хроматографии (Харчепко Л.Н., 1968), эфиромасличность семян -■ обьеглыл методом (Малышева А.Г., 1968). .

Выделенные. мутанты проходили селекционную оценку в питомниках по схеме п методике, принятой в лаборатории селекции и семеноводства горчицы ВНИИМК (Воскресенская Г.С., Шпота В.И., 1967).

Результата исследований обрабатывали методами математической статистики (Доспехов Б.А., 1973, Снедекор Д.У., 1961).

3. ВЛИЯНИЕ МУТАГЕНОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ ГОРЧИЦЫ В Мх

ч

В М]- химические мутагены оказывали заметное влияние на рост и развитие растений горчицы, что выражалось в снизешш энергии прорастания и лабораторной всхсгаести семян под действием ДГЯС и ЭИ и сильном угнетении проростков под действием КЗ И. Изученные мутагены снижали полевую всхожесть семян и выживаемость растений горчицьг. Это снижение возрастало с увеличением дозы мутагена.

Различные сроки хранения семян, обработанных мутагенами, приводили к временному чередованию снижения и повышения их лабораторной всхояести.

В Ь^ выявлено большое количество ненаследствепных хлорофиль-ных и морфологических изменений. Наибольшее количество таких изменений отмечено у сорта ВНШМК 517, а единственным мутагеном, вызывающих их, была НЭМ.

Отмечено угнетающее действие мутагенов на признаки: высота растения, "длина центральной ветви, число стручков на растении и число семян в стручке. Установлено, что угнетающее действие мутагенов пс мере роста и развития растений ослабевало. ДМС и Эй оказывали на некоторые признаки стимулирующее действие.

Различные сорта по разному реагировали на действие мутагенов.

/

4. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИЗНАКОВ ГОРЧИЦЫ В \1„

В И^ идентифицировало и описано 8 типов хлороф-лыик и 21 к:п морфологических и биологических мутаций. С наибольшей частотой хлорофшгьные мутации возникали у сорта ВНЖМК 517, с нашвнъыо]. -у сорта Шаяка 15, а наиболее широкий их спектр наблюдался у сорта Рушена (табл. I).

Таблица I

Частота и спектр хлорофильных и морфологических мутаций сортов горчицьг в 1&2

БШШК,-1990 г.

Мутаген

НЭМ ЭИ

НЭМ

да

ЭИ

Частота мутаций, %

Хлорофильяых: Морфшюгкчес-: ких

Число типов мутаций

Хлорофильньк: Морфологичес-: ких

Сорт Ю&анха 15

1,29 3,15 5

0,41 0,10 2

Сорт ВНЖМК 517

1,88 1,10 7

0,00 0,35 О

0,57 0,20 I

10 2

II 3 5

Частота морфологических и биологических мутаций была более высокой у сорта Южанка 15 и самой низкой - у сорта Рушена, а их спектр, наоборот, был максимальным у сорта Рушена и минимальным у сорта Кканка 15.

Среди испытанных мутагенов НЭМ вызывала не только' наибольшую частоту хлорофшшшх, морфологических и биологических мутаций, но и наиболее широкий их спектр. Наименее эффективным является ДЫС.

Высота рг.стения. Нами установлено, что под влиянием химичес-ий чутагонов наблюдается широкая изменчивость признака "высота растения", которая зависит как'от типа мутагена, так и от сорта. Тля изученных сортов наиболее элективными мутагенами в индуцировании низкорослых мутантов являются НЭМ и ЭИ. Высокорослые мутанты с накбольпей частотой появлялись у сорта Кканка 15 под воздействием ЭИ и ДГ.1С, у сорта ВНИШК 517 - НЭМ и у сорта Рушена - ДМС.

Масса 1000 семян. В наших исследованиях были, выделены мутанты с массой 1000 семян, превышающей максимальные значения этого признака в контроле (табл. 2). Крупносеуянные мутанты индуцировались в

Таблица 2

Изменчивость признана "масса 1000 семян" (г) сортов горчицы в lip ( п =30)

ВНИШК, 1920 г.

:Концент-: : : : — -Дисло семей

: рация : - : : : :(/■>) более

Мутаген :мутаго- : X : Xain : Хтах : V ,% : X шах

: : : ; : : контроля

: : : :

Сорт Юзанка 15

Контроль 2,9 2,5 3,2 5,2 -

НЭМ 0,08 3,0 2,1 5,0 24,8 6,7

ЭИ 0,02 3,2 2,6 3,8 11,7 . 3,3

Сорт Рушена

Контроль 2,9 2,2 3,8 9,5 -

нал 0,10 2,8 2,1 4,6 14,6 ' 3,3

ЭИ 0,03 2,7 2,2 4,2 7,9 3,3

вариантах с НЭМ и ЭИ. Особенно эффективной оказалась НЭМ в концентрации! 0,10$, индуцировавшая у сорта Рушена мутант с массой 1000 се- -

мян 4,6 г и'в концентрации 0,08$, вызвавшая у сорта Кканка 15 мутант с массой 1000 семян 5,0г, при максимальном значении этого признака в контроле 3,8 и 3,2 г соответственно. На сорте ВНШЖ 517 наиболее эффективной была НЭМ в концентрации 0,12%.

Дозы мутагенов, вызвавшие максимальное увеличение массы 1000 семян, рказалксь самьми эффективными и в увеличении изменчивости данного признака. Коэффициент вариации в этих вариантах колеблется от 10,3 до 24,8$ в сравнении с 5,2-9,5$ у контроля.

Аналогичное влияние оказал и ЗИ, который иццуцировал мутанты с массой 1000 семян 3,6-4,2 г.

В® увеличивал изменчивость .признака "масса 1000 семян" только у сорта Рушена, за счёт увеличения числа биотипов с низкой массой 1000 семян.

Масличность семян. Изменчивость масличности семян под влиянием -мутагенов в наших опытах зависела как от типа мутагена, так л от сорта. У высокомасличного сорта Шайка 15 мутагены увеличивали варьирование этого признака, особенно в вариантах: НЭМ - 0,12% и "ЭИ - 0,04$, где коэффициент вариации возрос в 2,3 и 3,4 раза соответственно. Варьирование, однако, возрастало за счёт увеличения числа низкомасличных мутантов. Высокомасличных номеров, прявыпаю-вдх максимальные значения контроля по этому признаку, 'не било обнаружено ни в одном из вариантов.

У низкомасличных сортов Рушена и ВН'ФИЛК 517 под действием мутагенов такке наблюдалось увеличение варьирования признака "масличность семян", но не столь значительно как у сорта Кканка 15 (табл. 3). Однако у этих сортов были обнаружены мутанты с каслкч-ностыо семян, превышающей максимальные значения этого признака в контроле. У сорта Рушена такие мутанты'вызывали Д;.!С (0,05,с) и 3\{ (0,03%), а у сорта ЕЙИГЛК 517 - ДМС (0,05)5), Э:1 (0,020) п ГйМ (0,12/2),

Изменчивость признака "масличпость семян" {%) . сортов , горчицы в ;Я2 (п=80)

ЕН.1ЙК, 1990 г.

•.Число семей

7 • % :более

: контроля

Сорт Рушена

Контроль 39,9 36,2 45,8 .3,8 0

ттт т 0, ,05 41,1 35,8 47,2 _ 4,8 2,4

эи 0 ,03 40,2 36,4 47,3 3,6 1,2

Сорт ВКЕЯЖ 517

Контроль ■12,4 35,6 46,7 5,0 0

НЭМ 0 ,12 43 ,5 36,6 47,1 3,9 1,2

дне 0 ,05 41,5 36,9 47,9 5,1. 1,6

311 О ,02 42,6 37',9 47,6 3,6 2,0

Знрнокислотньгй состав масла. Увеличение содержания олеиновой и лпнолевой при снижении дож линоленовой и эруковой кислот является важной проблемой в улучпении пищевых достоинств горчичного мае-

Результат}, исследований показывают, что у низкоэрукових сортов горчицы Рунена и ВКЕПйС 517 наиболее изменчивым является содержание в масле эруковой, яиголевой и олеиновой кислот. Стандартное отклоискир з-коятроле (сорт Рушена) составило 3.77; 3,54 и 2,69 соответственно Мутагены не влияли на жирнонислотный состав тела этих сортов. Используя индивидуальный отбор в Щ> сортов Рушена и ВНИНМК 517 как в вариантах с мутагена!.®, так и в контроле, были выделены безэрукоьые биотипы.

Мутаген

лонцент-рация

мутащена,

%

X

о^рхания ор: ковои кислоты в масле семян

О

ВНИИМК, 1990 г.

. -:..цы О в (сорт Хйанка 15, п =20)

Ьариант : X. : X т1п : X шах : Стандартное : отклонение

Контроль 11,2 9,0 13,2 1,26

НЭМ 9,0 0,9 13,2 2,54

ЭИ 7,4 4,6 '9,9 2,23

Однако_на примере ореднеэрунового сорта горчицы Кканка 15 показано, что снижение содержания эруковой кислоты в масле методом химического 'Мутагенеза возможно (табл. 4). Наибольшее влияние на снижение содержания эруковой кислоты в масле оказали НЗМ и ЭИ. При минимальном значении этого признака в контроле 9,0/2, в варианте с НЗМ получен мутант с содержанием эруковой кислоты в масле 0.,9/о и в варианте с ЭИ - 4,6$. Снижение эруковой кислоты в масле горчицы приводило к увеличению содержания физиологически полезных олеиновой и линолевой кислот.

ДЫС не оказывал заметного влияния на содержание жирных кислот• в масле горчицы.

ЭДугооуасличлость семян. В наших исследованиях наиболее эффективным мутагеном в усилении изменчивости признака зфирсмасличности семян в сторону его увеличения является НЭМ,' которая у всех трёх сортов вызывала появление мутантов с эфнромасличностью сегдян от 0,65^.^ сорта Юханка 15 до 0,74$ у сорта ВНИИМК 517, при максимальных значениях этого признака у контроля от 0,60*;$ до 0,62^ (табл. 5). При этом произошло увеличение коэффициента вариации по всем вариантам с НЭМ и ЭИ. Максимальную изменчивость признака вызывала НЭМ, гдо коэффициент вариации составил от 11,2 до 13,7$, в зависимости

Изменчивость признака "эфиромасличность семян" {%) в Мз (сорт ВНИИМК 517, п =20)

ВНИИМК, 1990 г.

X : ; X пип : X пах : V , %

0,54 0,48 0,60 6,0

0,50 0,44 0,74 11,2

0,52 0,41 0,61 10,4

Вариант .

Контроль

НЭМ

ЭИ

от сорта, при его значении у контроля от. 3,2 до 6,0$. У сортов ВНИИМК 517 и Ютсанна 15 под действием ЭИ коэффициент вариации такие увеличился в 1,7-2,2 раза. Повышение изменчивости произошло за счёт" появления большого числа мутантов с низкой эфиромасличностыо семян. Аналогичное действие оказывал ДГЛС на сорт КЬапка 15 и не влиял на изменчивость признака у сортов Рушена и ВНИШК 517. -

5. ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИЗНАКОВ ГОРЧИЦЫ В

В третьем мутангном поколении хлорофильные и морфологические мутации индуцировали только НЭМ и ЭИ. Под влиянием НЭМ эти мутации с максимальной частотой возникали у сорта ВНИИМК 517 - 1,41 и 1,02$? соответственно, и с одинаковой частотой 0,54$ у сорта Рушена. ЭИ вызывал хлорофильные мутации у сорта Кканка 15 с частотой 0.,СП%, а морфологические у сортов Юканка 15 и Рушена с частотой 0,05$. В контролях всех сортов ни хлорофильные, ни морфологические мутации обнаружены не были. В Щ наблкдалось не только снижение частоты мутаций, но и их спектра. Хлорофильные мутации были в' основном представлены типом гдаси1а Ьа , а морфологические - раздвоенной- жилкой листа, - V

Химические мутагены оказывали влияние на сроки наступления фс-

яофаз и на продолжительность вегетационного периода растений. 3 результате выделены семьи, созревающее раньше контроля на 1-2 дня у сорта Рушена и на 1-4 дня у сорта ВБИШК 517. Раннеспелые мутанты индуцировали НЭМ и ЭИ. На изменение продолжительности вегетационного периода горчицы не влиял ДМС. Не было выделено раннеспелых мутантов ни в одном из вариантов по сорту Кканка 15.

Как и в мутагены увеличивали в Ыд изменчивость признака "высота растения". Наибольший размах изменчивости наблюдался у сорта ШИТИК-517, У которого высота растений колебалась от НО до 180 см- (в контроле от 130 до 150 см) (табл. 6). Подтверждается такие более высокая эффективность мутагенов НЭМ и ЭИ, а широкий размах изменчивости позволяет проводить в М3 отбор высоко- и низкорослых мутантов.

Увеличивая изменчивость признака "масличность семян" в Ыд основной сдвиг мутагены вызывали в сторону её снижения. Однако, у сортов "Рушена и ВНТШК 517 были выделены отдельные семьи с маслкчностью семян, превышавшей максимальную масличность семян контроля на 0,4 -3,3?. У сорта Юханка 15 таких мутантов обнаружено не было. •

Полученные результаты позволяют говорить о возможности продол-нения отбора высокомасличных мутантов в Щ у_сортов Рушена и ВНИИМК 517 и неэффективности такового у сорта Кканка 15.

В Мд под действием НЭМ и ЭИ произошло значительное увеличение варьирования признака "масса 1000 семян" У всех сортов. Коэффициент вариации в отдельных случаях возрос более чем в два раза. Эти мутагены ивдуцировали кругшосеиянные г.уганты с массой 1000 семян 3,7 г у сортов Шанка 15 и Рушена и 3,9-4,1 г у сорта БНШМК 517, при максимальных значениях этого признака-в контролях 3,3, 3,1 и 3,1 г соответственно.

Высокоэфироиасличных мутантов в М3 не было выделено ни в одном из изученных вариантов.

Таблица 6

Изменчивость признаков горчицы сорга БНШМК 517 в М3

ВНИШК, 1991 г.

II р и з н а к ; Контроль : нэм : даю ; ЗИ

; от-до ; V а ,/о от-до ; V, <и /о : от-до ; V, % : от-до : V, %

Высота растения, см 130-150 10 ,9 110-164 13 ,3 110-180 11,5 110-150 13,6

;.1асличность семян, % 31,9-41,9 2 ,5 31,6-42,3 5 ,4 36,4-44,9 4,8 34,2-44,9 4,1

¡,1асса 1000 семян, г 2,5-3,1 10 ,6 2,0-4,1 22 ,1 2,6-3,4 11,0 2,1-3,9 22,1

Эфиромаслкчность семян, % 0,55-0,76 8 ,1 0,51-0,80 8 ,8 0,43-0,67 11,3 0,53-0,75 5,4

н сл

1с

6. СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА. ¡ОТЛИТО!

Выделенные в М^ и Мд по хозяйственно-ценным признакам мутанты проходили оценку в селекционных питомниках. Проведенные испытания позволили выделить перспективные для целей селекции мутанты с изменённым вегетационным периодом, повышенной масличностью, эфиромас-лпчностью и массой 1000 семян. 4

Выделенные из сорта ВНИИМК 517 мутанты 14694, 14695 при урокаэ семян близком к контролю созревали на- три дня раньше контроля, при этом их масяичностъ-была на 2,5-3,2% выше, чем у исходного сорта (табл. 7). Недостатком этих мутантов была более низкая эфиромаслич-ность семян.

Таблица 7

' Скороспелые мутанты горчицы из сорта ВНИИМК 517

РШИМК, 1992-1993 гг.

:Вегета-:Урохай:Маслич-: Сбор .'Содержа-:Эфиро- :Масса Сорт, гционный:семян,: яосгъ гмасхла/«: ние :маслич-:1000 номер элиты :период,: ц/га :севдн, : ц/га :эруковой: ность гсемян, : да. : У> : % : :кислоты, гсемян, : г

БНИИМК 517

( э*) 78 18,7 44,7 7,4 2,7 0,68 ЗД

14694 75 19,2 47,2й 8,0 0,0 0,60й 3,1

14695 75 18,5 47,935 7,8 0,0 0,60й 3,2

14681 74 16,6К 47,0й 6,9 0,0 0,62к" 3,0

к Достоверно на 5% уровне значимости.

Мутанты, созревающие ■-я&'.яетьгре дня раньше контроля, превышал!; его по масличноЬта^ сеюш на 1,0-2,3%, были безэруковыми, но уступали, по урожаю семян.\

Высокопродуктивные мутанты, выделенные из сорта Рушена, превышали контроль по масличности семян на 4,0-6,1$, а мутант 14706 по урожаю и массе 1000 семян (табл. 8).

Таблица 8

Высокопродуктивные мутанты горчицы

ЯЩ, 1992-1993 гг.

Сорт, номер элиты

Урожай:Маслич-: Сбор :Содерзание:Эй1ромас-.'Масса семян,: ность :масла,: эруноЕой .-личность :1000 ц/га -.семян, : ц/га : кислоты, : семян, :семян, : % : : $ : # : г

Рушена (э-ь ) 21,8 40,8 7,8 3,6 0,70 2,9

14796 27,0х 45,2й 10,7й 0,0 0,62

14694 22,1 46,9* 0,0 0,61 3.1

ВНИИМК 517 '( 21,8 41,5 8,0 2,1 0570 3,0

14850 29, Iх 47,3х 0,0 0,64 3,0

14847 ■ 20,6 46,9* 8,5 0,0 0,62х 3,1-

л Достоверно на 5$ уровне значимости.

Высокопродуктивные мутанты, выделенные из сорта ВНШМК 517, превосходили исходный сорт по масличности семян на 5,4-5,8$, а мутант 14850 был более урожайным. •

Лучше крупносешшкые мутанты из сорта Рушена превышали контроль по массе 1000 семян на 30-40$, были безэруковыми и более продуктивными (табл. 9). Масличность и эфиромаслкчность семян этих лутантов находится на уровне контроля. Крупносемяяные мутанты из зорта ВИ.ГЛС 517 отличались от контроля не только высокой массой. [000 ссп'Ш (3,7-3^8 г, против 3,1 г у исходного сорта), но и более зисоко.ч их :.:асл:гтаоотью (на 1,6-2,4$ выше контроля) и урожаем.

Крупносемяшше вд такты горчицы

ЕНИЩК, 1991-1992 гг.

¡■Ласлич- .:Содержаниее-Эфироыас-: 1Ласса

Сорт, - : номер элиты- : семян, г/м2 ность : сеь^н, . : эруковой кислоты, :личность : сем^в, : 1000 : семян, : г

Рушена ( эО 218 42 8 3, 5 0,68 3,0

16277 278х 42 8 0 0 0,69 4,056

16282 311х 44 ,4* 0 ,0 0,71 З.Э*

ВЕЕил 517 ( зг) 236 43 ,4 I 7 0,67 3,1

15429 276к 45 ,8* 0 ,0 0,68

15431 294х 45 ,8й 0 ,0 0,-64 3,7К

Достоверно на 5% уровне значимости.

Среди шсокоэфкрошсличных мутантов следует отметить выделенные из сорта Кканка 15 мутанты 14804 и 14790, превышающие исходный сорт по этилу признаку на 10-16$, мутанты 12091 и 14691, выделенные из сорта Рушена, а тагсхе мутанты 14654, 14656 и 15611, выделенные из сорта ВНПИЛК 517 (табл. 10).

Двухлетние испытания лучших мутантов по комплексу хозяйствен-ио-цешж признаков, позволили выделить из них наиболее перспектнг ще йор:.зы. В 1393-1994 годах эти мутант» испытывались в предварительном сортоиспытании (табл. II). Лучшим среди них оказался о'ос-эрукоЕЬ!"/! мутант 13546, полученный из сорта ВЕЖЖ 517, который достоверно превышал сорт-стаадарт Рушена по урожаю семян на 4,6 и/га, по маслачности семян на 3 ,&% п по сбору масла на 2,4 ц/га, не уступал контролю по эйиромасличности и массе 1000 семян.

Таблица .10 Высокоэфирбмасличныо мутанты4 горчицы

ВШШК, 1992-1993

Сорт, номер элиты

Урожай:Maслич-семян,:яость ц/га : семян,

Сбор :Содерзание:Эйиромас-масла,: эруновой :личность ц/га : кислоты, : семян, : /о : % •

: Масса : 1000 : семян, : г

Рушена ( st) 18,7 40,8 6,7 3,0 0,68 3,0

12091 18,4' 42,0 6,8 0,6 0,76й 3,1

I469I ОО О^ 45 ,IS 8,0й 0,0 0,75* 3,3*

БпККЛК 517 (st ) 22,8 43,3 8,7 1,3 0,69 3,1 ■

14656 24,9S 44,3 9,7х 0,0 ■0,80к -3,6К

[5611 21,4 46,0х 8,7 0,0 0,78х '■3,5*

г Достоверно на 5% уровне значимости.

Таблица II

Высокопродуктивный сорт горчицы сарептской по данным предварительного сортоиспытания '

ВШШЛК, IS93-I994 гг.

Сорт

Вегета-:Урожай:Маслич-шюнный: семян, :ность период,: ц/га -.семян, дн. : : %

Сбор :Содержа-:Эфиро- :Масса масла,: ние :мйслич-:Ю00 ц/га :эруковой:ность :семян, : кислоты,:сем^н, : г

: %. : /о :

ушена (st) 74 20,3 40,1 • 7,2 - 3,7 0,67 3,1 3546 75 24,9* 43,7х 9,6S 0,0 0,67 3,3х

s Достоверно на уровне значимости.

Полученные результаты позволяют надеяться, что используя луч-

шпе мутанты как исходный материал в селекции горчицы сарептской, мы смажем создать новые сорта с полсотгельнш комплексом хозяйст-венно-цешых признаков.

7. ЕЁЛТОСЕШННЫЕ МУТАНТЫ ВИДА BRASSICA KJGRA Koch.

Для создания исходного материала в селекции горчицы сарептской всё чаще используется метод рескнтеза, основанный на чёткой филогенетической системе шести групп культурных вццов рода Brassica (В.И.Шпота, 1993), трансформировавшейся из известной филогенет::^ее кой гипотезы Моршаго (Korinago Т. , IS34).

Разработка методов преодоления нескрециваемостк элементаргл-г видов ресинтеза горчица сарептской (В.И.Шпота, Н.Й.БочкарёвД97г), обнаружение жёлтосемянннх форм почти всех 20-хромосомных видов пода Brassica (В.И.Шпота, Н.Г.Коноваяов, 1978), открывает заманчивую перспективу использования их большого полиморфизма дяя создания принципиально новьо^ сортов горчицы сарептской.

Однако итсутствие жёлтосешшншс форм вида Brassica nigra Koch.,как обязательного компонента ресинтеза горчицы сарептской, затрудняет процесс создания этим методом жёлтосемяяных сортов горчицы сарептской, преимущество которых над сизосемянными убедительно доказано (Г.С.Воскресенская, В.И.Шпота, 1967).

Результаты наших исследований показывают, что создание'жёлто' сешнной горчицы чёрной методом химического мутагенеза возможно. Так, в М4 в вариантах НЭ!,1 - 0,10%, ДШ - 0,05 п 0,09^, ЭИ - 0,04^ были отобраны семьи расгенлй с жёлтой окраской семенной оболочки (табл. 12). Все жёлтосемянные мутанты превосходили исходный образец по масличности семян на.3,7-8,2$, по массе 1000 семян на 5,6-44,4^, были на уровне контроля по содержанию эруковой кислоты в масле, а мутант^16445 не уступал исходному сорту по эфиромаелнч-ности семян. Особую ценность представляет крупносешшный мутант

Лёлтосемянные мутанты

ШШШК, 1992 г.

$ элиты ;Мутаген: Урожай семян, г/растение Маслич- ность сем^н, Эфиромас-личность сешр, Масса 1000 семян, г

16445 НЭМ 26" 40,0 ' "1,20 1,9

16446 • НЭМ 22 39,2 '1,11

16447 НЭМ 14 39,1 1,11 2,6

16449 да 25 43,6 1,03 2,2

'сходный образец В 4263® 23 35,4 Г;23 1,8

[6447 с массой 1000 семян 2,6 г и высокомасличный мутант 16449 с ,!асличностьэ семян 43,6^.

I

вывода

1. При создании исходного материала для селекции горчицы са-зептскоЁ методом химического мутагенеза оптимальными дозами мутаге— юв по критерию снижения лабораторной, полевой всхсаести семян и зьгаиваемости растений горчицы в М]- при экспозиции 24 часа являются: Ш - от 0,08 до 0,12;?, ДОС.- от 0,05 до 0,09$, ЭИ - от 0,02 до >,042.

2. Гсрчида сарепгская относится к группе культур с высокой ус-'ойчиеосгью к действию химических мутагенов. Критическими дозами С/тагенов дая сорта горчицы Юканка 15 являются: ДМС - ЭИ -|,04^ при экспозиции 24 часа, для сорта Рушена - ЭИ - 0,05% при :'.спозицпи 18 часов.

3. Елняняе мутагенов проявляется уже в год обрас^отки семян в

изменении характера развития растений, проявлении морфозов, угнетены! отдельных признаков растений. Степень этого влияния зависит от вода мутагена, его дозы к сорта горчицы.

4. В 1^2 идентифицировано 8 типов хлорофилъных и 21 пш морфологических и биологических ыутадай. Наиболее эффективным мутагеном по их индуцированию является НЭ1.1. Имеет место зависимость частоты

и спектра этих мутаций от вида, дозы мутагена и генотипа сорта.

5. Мутагены значительно увеличивают размах изменчивости основных селекционных признаков горчицы в М2-М3» что позволяет проводить в этих поколениях отбор ценных мутантов и включать их в селекционную оценку.

6. Большая часть мутаций проявляется во втором мутантном поколении, однако, ло отдельным признакам (продолзителыюсть вегета-•цпонпого периода, высота растеши, шсличность и масса 1000 семян) -отбор оЛТюктивон н в

7. Наиболее глутабильным из изученных сортов горч1щы являетея сорт ШЕЖ 517, а наиболее эффективными мутагенами - НЗМ и ЭИ,

8. Испытанные мутагены обладают некоторой специфичность^ действия на горчицу: высокомасличные мутанты индуцировались в основном под действием ДЖ и ЭИ, высокоэфиромасличяые - НЭМ, крупносе-гянные н безэрукоше - НЭ1Л и ЭИ.

S. Влияние мутагенов наиболее эффективно на менее отселйсти-ровашшо признаки, что видно на примере появления высокомасличных путантов у среднемаслкчных сортов -Рушена и ВИИИМК 517 и.их отсутствии у относительно высокомасличного сорта Юканка'15.

- 10. С наибольшей частотой в одном геноме возникает ло одной полезной мутации, ре-се - по две и ещё pose - по три. Так, мутанты, совмещающие высокую масличлостъ, эфиромасличность ¿ массу ЮОО се-шп и безэруковость встречались с более низкой частотой, чем мутаи ты, обладающие двумя или только одним положительным свойством. '

, II. Многие выделенные мутанты по результатам испытаний в питомниках сравнения превосходили исходный сорт по ряду признаков и могут быть использованы как ценный исходный материал дая селекции' горчицы.

12. Супермутагены НЭМ, ДМС, ЭИ индуцируют неизвестные в природе жёлтоеемяняые формы горчицы чёрной и длинностручковые формы горчицы сарептской. Полученная нами форма горчицы чёрной с жёлтой окраской семенной оболочки в значительной степени облегчит получение исходного материала в селекции жёлтосаияяной горчицы сарептской методом ресингеза.

13, Методом химического мутагенеза наш создан высокопродуктивный сорт безэруковой горчицы 13546, достоверно превысивший, по данным предварительного сортоиспытания за два года, сорт-стандарт Рушена по основным хозяйственно-ценным признакам.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦЮНИОЙ ПРАКТИКИ

I. При создании исходного материала для селекции горчицы са--репгской методом химического мутагенеза необходимо использовать следующие примерные дозы мутагенов: НЭМ - от 0,08 до .0,12$, ДМС -от 0,05 до 0,09$, ЭИ - от 0,02 до 0,04$ при экспозиции 24 часа. Более точные дозы должны устанавливаться экспериментальным путём, т.к. влияние мутагенов зависит от генотипа обрабатываемого материала.

2. При задерико с посэвом обработанных мутагенами семян, необходимо учитывать волнообразные колебания снижения и повышения всхожести при их хранении.

3. Для эффективной работы необходимо обрабатывать несколько сортов, отличающихся друг от друга степенью выраженности отдельных признаков, поскольку влияние мутагенов наиболее эффективно на ме-

нее отселектированные признаки.

4, Основные усилия по выявлению полезных мутаций необходимо прилагать в Mg поколении, учитывая однако, что отдельные типы мутаций могут проявляться ж Б Mß.

5. Полученные продуктивные, с изменённым вегетационным периодом, высокомасличные, крупносемшшые, высокоэфиромаслкчньге мутанты могут быть использованы в качестве исходного материала для создания современных высокопродуктивных безэруковнх сортов горчицы.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Галкин U.M. 1!утагенез в селекции масличных крестоцветных.// Науч.-техн.бил. ВНИИ масличных культур. Краснодар, 1991,-Вш. I.-С. 66-69.

2. Шпота В.И., Коновалов Н.Г., Галкин.Ü.M. Влияние доз мутагенов на всхожесть семян и выживаемость растений горчицы в М^У/Науч.-техн.бюл. ВНИИ масличных цультур. Краснодар, 1991.-Вып.I-C.70-72.

3. Шпота В.И., Коновалов Н.Г., Галкин П.1.1. Изменчивость количественных признаков горчицы в Mj под влиянием химических мутаге-нов/Дехннческие культуры.-1994,-й 2.-C.I0-II.

4. Шпота В.И., Коновалов Н.Г., Галкин U.M. Изменчивость лабораторной всосажести семян горчицы, обработанных мутагенами, в процессе их хранения// Технические культуры.-1994,-й 3-4.-С.18-19.