Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние химических мутагенов на хозяйственно-ценные признаки риса

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Влияние химических мутагенов на хозяйственно-ценные признаки риса"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РСФСР

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

На правах рукописи

ЦОЙ МУН СЕН

УДК 633.18 : 631.521 : 575

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МУТАГЕНОВ НА ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫЕ ПРИЗНАКИ

РИСА

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена в 1988—1991 гг. в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Коновалов Ю. Б., доктор биологических наук, профессор Дзюба В. А.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Т. В. Сальникова, кандидат биологических наук В. В. Ку-варин.

Ведущее учреждение — кафедра генетики и селекции УДН им. П. Лумумбы.

Защита диссертации состоится 10 февраля 1992 г. в 11 часов на заседании специализированного совета Д. 120.35.04 при Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

-С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТСХА.

Адрес: 127550 г, Москва, ул. Тимирязевская 49, сектор защиты диссертаций ТСХА.

Автореферат разослан «■ . . 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат биологических наук

Р. Р. Усманов

- 1 -

'1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В СССР возделывается в зонах рисосеяния более 35 сортов риса. Мировая коллекция ВНИИ растениеводства включает более 8 тыс. сортообразцов..Мировой банк зародышевой плазмы, сосредоточенной в на Филиппинах, насчитывает около 90 тыс. образцов, в подавляющем большинстве представлен позднеспелыми формами тропического происхождения, которые в условиях СССР не дают семян. Ограниченность доступного для селекции генофонда выдвигает в качестве одной из важнейших проблем расширение генетической изменчивости риса и пополнение коллекции новым: образцами.

Перед селекционерами СССР по рису поставлена'задача выведения сортов риса, обладающих устойчивостью к болезням и вредителям, хо-лодо- и солеустсйчивостьг, с высокими технологическими и кулинарными достоинствами, с урожайностью 60...80 ц/га в зависимости от периода вегетации. Многие существующие сорта не отвечают современным требованиям. Для этих целей необходимо в работу привлечь новый исходный материал. Одним из путей создания исходного материала для селекции является индуцированный мутагенез, с помощью которого можно создать мутанты на широкой генетической основе. Использование мутантов в гибридизации с коллекционными образцами позволит вывести новые сорта риса с нухшши модельными параметрами.

Цель и задачи исследований. Целью исследований было выявить закономерности мутационной изменчивости количественных признаков в мутантных популяциях М и Ма при использовании химических реагентов, провести отбор и изучение мутантов для использования в селекционном процессе риса.

- г -

При этом были поставлены следующие конкретные задачи:

1. Выявить специфичность химических мутагенов: НЭТМ, ДЭС, НДММ и НМБ+ДМСО, определить частоту и спектр хлорофилльных мутаций.

2. Определить величину изменчивости количественных признаков

в М и М .

12

3. Провести отбор мутантов с оценкой их по потомству и дать им характеристику.

4. Определить корреляционные связи между количественными признаками в М к М .

1 2

5. Провести идентификацию карликовых мутантов генетическими методами.

Научная новизна работы. Рассмотрено влияние различных концентраций химических мутагенов на изменчивость количественных признаков мутантных популяций в Ь^и Ма районированных сортов риса: Кулон, Спальчик, Солярис и Приманычский. Отобраны и изучены мутанты с ценными признаками для использования в селекции. Выявлены частота и спектр хлорофилльных мутаций в Ма, определены корреляционные связи ыекду количественными признаками в М( и Ма. Проведена идентификация карликового длиннозерного мутанта генетическими методами. •

Практическая значимость .результатов исследований. Полученные результаты .по изменчивости мутантных популяций в М|Н ,М< > характеристика отобранных мутантов, корреляционные связи между признаками в. М^и Ма могут быть использованы в селекционной работе при выведении новых сортов риса.

Мутантные популяции и мутанты переданы в отдел генетики ВНИИ риса для дальнейшей работы.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на заседаниях кафедры генетики, селекции и семеноводства полевых культур ТСХА С1989-1991 гг), на Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов г.Одесса С1990 г.), на конференции молодых ученых и специалистов ВНИИ риса (1991 г.).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 2 научных работы.

Стр7ктур_а и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Работа изложена на 166 страницах машинописного , текста, содержит 34 таблицы, 8 рисунков.

Список использованной литературы включает 175 наименований, в том числе 108 на иностранных языках.

МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ

Экспериментальная ргбота проводилась в 1988...1991 гг. на экспериментальном орошаемом участке ВНИИ риса, который находится в Юго-Западной части г. Краснодара. Дана агроклиматическая характеристика и описаны почвенные условия. Метеорологические условия были вполне удовлетворительными, что обеспечивало нормальный рост и развитие растений риса.

В качестве исходного материала мы использовали районированные сорта риса: Кулон, Спальчик, Солярис, Приманычский. Химические мутагены использовались в следующих концентрациях: НЭТМ Снитрозоэтя-ленмоч9вина) - 0,25; 0,14'/.; ДЭС Сдиэтилсульфат) - 0,08; 0,04; 0.02%; НДММ CN -нитрозо-Я-диметилмочевина) - 0,08; 0,04; 0,02 '/.; КМБ+ДМСО (НМБ: Н-нитрозо-И-метилбиурет, ДМСО - диметилсульфоксид) - 0,08%,

В растворах мутагенов замачивали семена в течение 24 часов. Контроль - семена замачивали в дистиллированной воде. Семена вариантов после обработки били высеяны в поле на делянках 5 ма в 3-кратной повторности. Выращивали растения по технологии, принятой во ВНИИ риса. В М_ - учитывали частоту и спектр хлорофиллькых и других мутаций. В период вегетации проводили фенологические наблюдения, отмечали даты наступления фаз развития растений риса. Для биометрического анализа брали в Ь^ - Мг - по 20 растений, в Мз и М - по 10 растений с каждой делянки. Анализ проводился по 12-ти признакам. Результаты исследований были обработаны на ЭВМ ЕС-1035 по программам ВНИИриса.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСЛЕДОВАНШ

1. Изменчивость хозяйственно-ценных признаков растений риса ;

М( под воздействием химических мутагенов.

Химические мутагены вызывают различное проявление количественных признаков в М^. Действие их носит как модификационный характер Сстимулирующий, ингибирувщий), так и наследственный характер. Причем только часть популяции Скакая именно, неизвестно) сос тавляют мутанты, остальные растения представляют собой исходный сорт.

В М1 сортов Кулон и Приманычский во всех вариантах количеств колосков с главной метелки было ниже контроля, что указывает на-ингибирующий эффект мутагенов. Сорт Спальчик в вариантах: НЭТМ-0,23; 0,14, НДММ-0,08; 0,04 имел значительные преимущества перед контролем. Эти мутагены обладают специфичностью проявления.

Количество зерен с главной метелки у сорта Спальчик:сущест-

венно возрастало в большинстве вариантов. Аналогично вел себя сорт Солярис. У других сортов отмечено снижение числа зерен.

Масса зерна с главной метелки з мутантнкх популяциях сортов Кулон и Прмлкычский ниже контроля. А у сорта Спалъчик во многих вариантах - выде.

.У сорта Кулон под воздействием химических мутагенов возрастает масса 1000 зерен в вариантах обработки ДЭС-0,03; 0,04, 0,02 у сорта Солярис вариант НЭТМ-0,25 вызвал существенное уменьшение массы 1С00 зерен, а варианты ЛЭС-0,0§, 0,02, НМ5+ДМС0-0,08-значи-мое увеличение. В М. сорта Приманычский по массе 1000 зерен установлено существенное-увеличение в опытных вариантах по сравнении с контролем (кроме НЭТМ-0,14, НШ~0,08 и НМБ+део-0,04).

У сорта Кулон количество колосков с растения под воздействием химических мутагенов значительно снизилось. У сорта Спальчик, напротив, варианты опыта: КЭТМ-0,25, 0,14, НДММ-0,08, 0,04 показывает значимое увеличение количества колосков с растения, соответственно: 880,9^83,71, 744,1-87,10, 776,8169,15 и 1047,0-99,83 Су контроля 578,9163,00). У сорта Солярис в вариантах НЭТМ-0,23, ДЭС-0,04, НДММ-0,08 получено возрастание количества колосков с растения. Оно составляло соответственно: 715,3^75,11, 437,9-150,84, 551,4^86,69, у контроля 289,1-23,53.

Первое мутантное поколение сорта Приманычский ведет себя аналогично у сорта Кулон. ¡Заслуживают внимания только три варианта: НДММ-0,04, 0,02 и НМБ+ДМСО-0,08, у которых установлено существенное увеличение признака по сравнении с контролем.

Количество зерен с растения является ваасным количественным

признаком, характеризующим его индивидуальную продуктивность. Мутагены у сорта Кулон в М( вызывают уменьшение количества зерен с растения. В мутантиых популяциях М^сорта Спальчик в пяти вариантах: НЭТМ-0,25, 0.!", НДММ-0,08, 0,04, 0,02 - установлено значительное превышение над контролем, у сорта Солярис - в двух: НЭТМ-0,25 и ■ НДММ-0,08, у сорта Приманычский в трах: НДММ-0,04, 0,02 и НМБ+ДМСО-0,08 прослеживается увеличение количества зерен с растения, соответственно: 539,0-60,25, 545,8149,00, 560,0^63,61, у контроля 424,4-50,79. В других случаях мутагены у указанных сортов показали либо ингибирухэдий аффект, либо не отразились на величине признака.

Масса зерна с растения - это основной•количественный признак, характеризующий индивидуальную его продуктивность, В у сорта Кулон мы не обнаружили ни одного варианта, превышающего контроль. У сорта Спальчик в ряде вариантов: НЭТМ-0,25, 0,14, НДММ -.0,08 и 0,04 - получено существенное превышений величины.признака над кцнтролем. У них масса зерна с растения была соответственно: 16,711,79, 15,811,61, 14,911,53,16,211,61, у контроля 10,211,31 г. Возможно, эти мутагены целесообразно использовать для получения исходного материала при выведении новых сортов риса. У сорта Солярис два варианта: НЭТМ-0,25 и.НДММ-0,08 - показали существенное превышение массы зерна с/растения.над контролем: ■ продуктивность• растений у этих вариантов была соответственно:14,911,52 и 14,712,35г у контроля 8,110,87 (табл. 1)..

, У сорта Приманычский варианты опыта: 1Щ1М-0,04, 0,02 и НМБ+ДМС0-0,08-показали существенное превышение массы зерна с растения по орав нию с контролем.У них масса, зерна;с.растения составила соответствен!)

- 7 -

1. Масса зерна с растения в М С1938 г.)

"Сорта

Вар: ианты ' Кулон : Спальчик : Солдрис : Приманычский

Контроль С года) 20,911,45 10,211,31 8, НО,67 14,111,73

НЭТМ - 0,25% 11,7Ю,86 16,711,79 14,911,52 13,311,34

- 0,14% 20,311,00 15,811,61 9,710,64 13,511,56

ДЭС - 0,08% 15,711,47 9,810,80 10,311,09 10,511,10

- 0,04% 10,бЮ,72 7,410,95 9,211,58 12,011,24

- 0,02% 9,6И,06 11,411,34 10,211,45 12,210,81

ндмм - 0,08% 12,011,81 14,911,53 14,712,35 12,310,89

- 0,04% 10,911,15 16,211,61 7,910,90 18,912,14

- 0,02% 12,810,85 13,011,92 4,210,51 19,511,69

НМБ+ДМС0-0,С8% 10,510,81 10,410,94 6,810,97 18,712,20

18,912,14, 19,511,69 и 18,712,20 г, у контроля 14,111,73 г.

Пустозерность - отрицательный признак. Селекционеры, как правило, бракуют те образцы, у которых пустозерность превышает 10%. Кроме того, она сильно подвержена.влиянию модификационной изменчивости. В мутантных популяциях М1 сортов Кулон, Спальчик и Солярке. пустозерность была более высокой, чем у контролей. Но в мутантных популлцнЯхМ сорта Приманычский в трех вариантах: НЭТМ-0,25, НДММ-0,04 и 0,02 пустозерность была 6,010,59, 7,110,77 и 8,010,75% соответственно. Возможно эта мутаген« позволят получить у сорта Приманычский мутации с низкой пустозерностьп.

По соотношению зерна и соломы возмояно судить о хозяйственной

ценности сорта. У высокорослых сортов соотношение масса зерна с растения - солома бывает меньше единицы. Мутантные популяции сорта Кулон в и в зависимости от доз мутагенов в основном снижают отношение зерна к соломе. В популяциях М( сорта Спальчик имеется тенденция к увеличению соотношения массы зерно - солома. Во многих вариантах отмечено увеличение коэффициента вариации признаков по сравнению с контролем.

2. Изменчивость хозяйственно-ценных признаков растений риса в Мг под воздействием химических мутагенов.

Мутантные популяции в Мг имеют значительную изменчивость количественных признаков. Если в популяциях М( все мутантные растения находились в гетерозиготном состоянии, то в Мг возрастает число особей, в гомозиготном состоянии, что приводит к увеличению генетической изменчивости изучаемых признаков. В то же время непосредственный модификационный эффект мутагенов Сингибирование, стимуляция) в Ма по сравнению с М( либр отсутствует либо сильно ослаблен.

Химические мутагены в мутантных популяциях Ма сорта Кулон в шести вариантах показали увеличение количества колосков с главной метелки, а у сорта Спальчик йаблюдалось заметное снижение их коли-во всех вариантах опыта. У сорта Приманычский в мутантных популя-т циях Ма количество колосков/ с главной метелки в варианте НМБ+ДМСО-0,08 значимо возросло.

И только вариант НМВ+ДМСО-0,08 у сорта Приманычский по количеству зерен с главной метелки существенно превышает контроль..

Масса зерна о главной Метелки в Ма сортов Кулон, Спальчик и

Солярке во всех вариантах уменьшается по сравнению с контролем.

хотя в большинстве вариантов это уменьшение статистически несущественно. В мутантных популяциях М2 сорта Приманычский во всех вариантах отмечено незначительное увеличение массы зерна с главной метелки. Сорт Приманычский оказался высоко мутабильным. Его можно использовать в мутантной селекции на повышение массы зерна с главной метелки.

Анализ растений мутантных популяций М2 по массе 1000 зерен показал, что у сорта Кулон она уменьшалась по отношению к контроля. , У сорта Спальчик во всех вариантах опыта имеется тенденция к увеличению массы 1000 зерен, но она статистически ш? доказана. У скороспелого сорта Солярис в мутантных популяциях М2 по вариантам в среднем масса 1000 зерен почти не изменялась. У сорта Приманычский в ЬГ, кроме одного варианта: НДММ-0,02, наблюдается снижение массы 1000 зерен.

В мутантных популяциях Мг сорта Кулон во всех вариантах опыта, кроме ДЭС-0,02, установлено сущертвенное увеличение количества колосков с растения по сравнению с контролем. Особенно возросло количество колосков с растения в вариантах: ДЭС - 0,04, НДММ - 0,02. Это говорит об известных перспективах мутационной селекции на'увеличение числа колосков с растения у сорта Кулон. У сорта Спальчик в варианте НДММ - 0,04 получено 635,6^32,13 колосков с растения, у контроля 571,0^46,37. Остальные варианты, а также популяции сортов Солярис и Приманычский показал! снижение количества колосков с растения или превышения были несущественны.

Химические мутагены в М^ вызывают повышение пустозерности. Это но кет свидетельствовать о накоплении мутантов, отличаювдхся

высокой пустозерностью и, следовательно, сильно осложняет мутационную селекцию на уменьшение пустозерности.

В мутантных-популяциях Ма сорта Кулон количество зерен с растения во всех вариантах использования мутагенов изменяется от 336,1-14,11 до 443, Oi27,59, что превышает контроль С302,8^27,59). У сорта Спальчик в Мг оно меньше'контроля, в варианте НДММ-0,04 -несущественно выше. Так жо ведет себя и сорт Солярис.

У сорта Кулон вариант НДММ-0,02 показал увеличение признака массы зерна с растения С14,ltO,86, у контроля - И,1-0,79 г). Этот вариант можно использовать для мутантной селекции риса при повышении массы зерна с растения сорта Кулон. У остальных сортов наблюдался ингибирующий эффект, либо различия между*вариантами опыта отсутствовали Стабл.2).

В мутантных популяциях Ма сорта Кулон отношение массы зерна с растения к его соломе практически.сщинаково во.всех вариантах. У сорта Спальчик во всех вариантах имеется тенденция увеличения . этого соотношения по сравнению с контролем. У сорта Солярис в вариантах ДЭС-0,04,.0,02, НДММ-0,08, НМБ+ДМСО-О,08 наблюдается увеличение отношения массы зерна к соломе по сравнению.с контролем.' У сорта Приманычский только вариант ДЭС-0,04 имеет одинаковое, значение с контролем. В остальных восьми вариантах установлено увеличение отношения массы/зерна к' соломе.. Оно изменилось от . 1,2-0,03 до 1,3-0,09, У контроля 1,1 i 0,06 . .

Таким образом^ при мутационной селекции у .полукарликовых сорт тов можно отобрать мутанты; у.которых масса верна с растения буде больше, чем соломы. Это открывает путь для селекции новых сортов

- И -

2. Масса зерна с растения в Мг С1989 г.), г

Сорта

Варианты / Кулон : Спальчик : Солярке ; : Приманнчский

Контроль 11,710,79 10,310,72 10,2Ю,78 12,110,68

НЭТМ - 0,257. 12,410,63 8,710,46 7,710,46 11,310,77

- 0,14% 12,111,05 10,410,69 8,610,46 11,110,81

ДЭС - 0,08% 11ДЮ,57 9,410,51 9,910,60 9.710,58

- 0,04% 12,510,65 12,210,64 8,410,32 11,310,75

- 0,02% 11,110,40 8.8Ю.58 9,510,59 10,211,03

НДММ - 0,08% 11,010,64 9,910,56 9,310,36 10.610,55

- 0,04% 12,510,65 12,210,71 8,810,65 9,210,91

- 0,02% 14,110,86 10,710,64 - 11,010,92

НМБ+ДМСО-О,08% 12,710,81 10,7Ю,73 8,910,57 12,510,60

интенсивного типа.

Сравнение М( и Ма показывает, что тенденции, наблюдаювдеся в этих поколениях, совпадают только частично. Так, например, у сорта Лриманычский под действием мутагенов повышается масса зерна с главной метелки, у сорта Спальчик то же самое наблюдается по отношению массы зерна с растения, у сорта Солярис, напротив, значение этого признака уменьшается и' в М и в Ма. В то те время число колосков с главной метелки у сорта Кулон под воздействием мутагенов з М уменьшилось, а в Ма - возросло. Очевидно, столь различные случаи объясняются суммированием разных причин: кодификационного пнгибирования или стимулирования и мутационной изменчивости. Во

всяком случав ориентироваться следует на результаты М^. Тенденции в этом поколении могут указывать на накопление определенных мутаций.

3. Хлорофилльные мутации.

У риса описано более 300 генов и их аллелей, которые определяет около 50 признаков при ионогенном и полигенном характере их наследования (Дзюба В.А., 1987). Описано 11 хлорофилльных мутаций (Chang, 1964). В Мг по всходам мы провели учет спектра и частоты мутаций, которые идентифицировали по международной номенклатуре генов риса. В Мг больше всего было мутаций типа albina, lutescent, virescent и zebra. Для анализ.а было взято более 600 растений с каждого варианта. В контроле только у Спальчика и Приманычского были обнаружены мутации albina и virescent с частотой 0,2%. Остальные сорта под влиянием химических мутагенов в популяциях Ма показали появление мутаций с частотой рт 0,1 до 1,7%. Мутаген ЦДММ-0,08 индуцировал от 0,3 до 1,7% хлорофилльных мутаций. Химические мутагены проявляют специфичность и индуцируют мутации с широким спектром Стри типа мутаций) и концентрацией в зависимости от вариантов опыта от 0,1 до 1,7%.

4. Идентификация мутаций.-

В Ма цутантной популяции сорта Спальчик, вариант НДММ-0,02 была найдена карликовая мутация с удлиненной зерновкой СМ-17). Высота растений мутанта а Мз была 66,4Í1,41, у контроля 8J,&ií,92. Метелка плотная, короткая. Зерновка удлиненная, отношение длины эерновки к ее ширине у мутанта 2,8:1, у контроля 2,1:1.

Для идентификации мутаций была проведена гибридизация мутан-

.та с мутантом Шиловского Сидентифицированный карлик с гексм dwarf, взятый из коллекции ВНИИ риса). Гибридизацию и выращивание Fj провели в фитотроне ВНИИ риса в 1990-1991 гг. Высота растений в F была: Спальчик х Мутант М-17 - 103,6^2,34 см; Мутант Шиловского х Мутант М-17 73,4±1,Г{ см; родительских форм: Спальчик - 81,3-1,92 см; Мутант М-17 - 66,4tl,41 см; Мутант Шиловского 71^5-1,62 см. В гибриде Спальчик х Мутант М-17 проявился гетерозис, а Мутант Шиловского х Мутант М-17 высота растений была одинаковой с родительскими формами. Это значит, что родительские компоненты Мутант Шиловского и Мутант М-17 имеют аллельные гены карликовости. В Р£ при выращивании гибридных популяций в поле генетический анализ показал, что из 783 растений: высокорослых было 604, карликовых - 179, что соответствует модели 3:1, хг=1,89; ^в=3,84. Из этих данных делаем вывод, что карликовость у мутанта контролируется одной парой рецессивных генов.

При анализе растений Fa по форме зерновок установлено: из 783 растений 583 было с округлыми зерновками и,200 - с удлиненными, что соответствует расцеплению 3:1, *а=0,12; *"а=3,84. Это значит, что удлиненная зерновка у мутанта имеет рецессивный эффект и контролируется моногенно.

5. Корреляционная, взаимосвязь между признаками растений мутантных популяций и исходных сортов риса.

. Проведен анализ корреляционных связей у сортов Кулон, Спальчик, Солярис и Приманычский, а также мутантных популяций Mt и Ма в зависимости от вариантов мутагенного воздействия. Мутантные популяции сорта Кулон имеют слабые и средние значения корреляций между массой зерна с растения и длиной главной метелки, а также

количеством колосков с главной метелки. По массе зерна с растения и массе зерна с главной метелки корреляции изменяются в основной от средних до высоких значений. Однако в М( корреляции более высокие Сг колеблется от 0,33 до 0,77), чем в М Сг колеблется от

2

0,15 до 0,70). В вариантах НЭТМ-0,14, НДММ-0,08, 0,04 в М( коэффициенты корреляции - 0,71...0,77.

Между признаками масса зерна с растения и количеством колосков с растения во всех вариантах М( и Мг имеется высокая взаимосвязь, ксэфф"Цкенты корреляции изменяются от 0,75 до 0,99. Количество колосков с растения в мутантных популяциях сорта Кулон 'можно использовать в качестве косвенного теста при отборе высокопродуктивных мутантов.

В мутантных популяциях М( и Ма сорта Спальчик в зависимости от,вариантов опыта кортэзляцш между массой зерна с растения и длиной метелки изменяются от слабых до средних значений. Аналогичная закономерность просматривается между признаками: масса зерна с растения и количество колосков с главной метелки. Но в М4 варианта ДЭС-0,2 между этими признаками установлена высокая корреляция Сг» 0,81), а в варианте НМБ+ДМСО-О.ОЗ в М( коэффициент корреляции достигал значения 0,79 Стабл.3). Масса зерна с главной метелки и с растения, как правило, имеет высокие корреляции почти у всех вариантов опыта Сг более 0,7). В шести вариантах установлены средние значения коэффициентов корреляции как в так и в Ма< Это значит, что масса главной метелки не всегда может служить критерием при отборе высокопродуктивных мутантов у сорта Спальчик.

Масса зерна и количество колосков с растения имеют высокие

-

3. Коэффициенты корреляции массы зерна с растения и других

признаков у сорта Спальчик и его мутантных популяций

М иМ С1988-1989 гг.) 1 2

Варианты

Длина : Количество: Масса : Количество: Пустозер-

главной :колосков с: зерна с :колосков метелки :главной :главной : с растения :метелки :метелки :

ность с растения

Контроль С133х) 0772 С, 36 ¿784 0,75 "Ьтво 0,95 07Ш -0,39 ЧГ19

дата - 0,23 0,33 0^26 -0,05 ~Й729 0,38 1Т759 0,93 "^779

нэтм - 0,14 0,20 0712 0,61 0738 0,50 "Ьтт еде ■^779 -0,28

дэс - 0,08 0,49 0739 0,62 № 0,85 "Ь771 С, 66 "^788 -0,34 ""-0,57

дэс - 0,04 0,32 0730 'С, 22 ад 0,28 "07Б5 0,44 "ТТ791 -0,62

дес - 0,03 0,38 07137 С, 81 0711 0,85 15780 0,99 ■^783 -0,31

ндмм - 0,08 0,17 ■ 0^54 0,23 отез ,0.30 0,85 "^796 -0.51 ~ЧГ,17

ндмм - 0,04 0,06 073В 0734 С, 38 : "Ь767 0.93 "^5783 -0,41 нТ, 58

ндмм - 0,02 о,ое 07Б0 0,30 □728 0,40 "0727 0,96 0786 -0,31 "~ЧГ,29

НМБ+ДМС0-0.08 0,57 0733 (179 сш ^бтгз ' 0.82 "11782 -0,38

х) В числителе М , в знаменателе М .

1 3

Коэффициенты корреляции: 0,28 и выше значимы на уровне 0,03;0,32 и выше значимы на уровне 0,01; 0,41 и выше значимы на уровне 0,001;

корреляции во всех вариантах, за исключением двух. Это указывает

на то, что количество колосков с растения служит хорошим тестом

при отборе высокопродуктивных мутантов для селекционных целей.

Масса зерна с растения и пустозерность во всех вариантах популяций М и Мг сорта Спальчик имеют средние и отрицательные корреляции. С увеличением пустозерности на растении уменьшается масса его семян. Поэтому для отбора необходимо использовать мутанты, у которых пустозерность не более 10%. Таким образом коорзля-I цчонныэ связи мй^ду признаками, мутантных популяций цзласообраз-: но использорчть ь практической работе по мутационной селекции•• } 1 пш пыбопз обоозцор или отбооз'оастзн^ длл селекционных, целей. 1 6. Характеристика мутантов в М^

В процессе работы с мутантньши популяцими М^ мы провели отбор лучших мутантов и изучили их в питомнике по типу селекционного на делянках 1 м2 в сравнении с исходными сортами. В М^ было высеяно 127 мутантов. В процессе работы проведена браковка по хозяйственно-ценным признакам и оставлено для дальнейших исследований 25 мутантов. Однако в Мз анализировали только 12 из них, так как другие сильно изредились по различным причинам и утратили типичность. Полный анализ всех мутаций проведен в М4,

Высота растений у мутантов варьировала от 78,120,80 до 105,82 1,01 см. Полукарлики с высотой до 100 см можно использовать в селекции при выведении новых сортов риса. Кустистость мутантов изменялась от 2,920.23 до 3,720,2В.

Длина глэеной метелки у мутантов изменялась от 14,120,23 до 20,720,24 см, у контроля 16,120,14 см. Количество верен с главной иэтелки у мутантов М^ изменялось от 108,624,15 до 154,127,13, у контроля 138,527,58. Четыре мутанта, индуцированные мутагенами:

.НЭТМ-0,25, 0,14; НДММ-0,02, показали большее количество зерен по сравнению с контролем C142,ll6,44; 104,1-7,13; 146,416.54; и 146,3113,25).

Количество колосков с главней метелки у мутантов варьировало от 117,014,89 до 169,217,93, у контроля 155,418,18. Три мутанта, отобранные из- вариантов НЭТМ-0,14 и НДММ-0,02 имеют по 167. .. 169 колосков с метелки.

Масса зерна с главной метелки у мутзнтов - 3,1Í0,15... 4,8Ю,22 г, у контроля - 4,4Í0,26 г. Только два мутанта, отобранные из варианта НЭТМ-0,14 М сорта Кулон, имели массу зерна с метелки 4,51 0,31...4,8Í0,23 г, что выше контроля. Эти мутанты можно использо-. вать в селекции.

У мутантов М^ количество колосков с растения изменяется от 308,418,82 до 572,1137,91, у контроля 458,2151,44. Четыре мутанта, отобранные из вариантов: НЭТМ-0,25; 0,14 и НДММ-0,02, насчитывают на растении от 480,3140,09 до 572,1137,91 колосков. Эти мутанты мы включили в контрольный питомник для дальнейшего изучения.

Количество зерен с растения у мутантов Мз изменяется от 273,9Í 22,09 до 474,0133,67, у контроля 396,8Í48,60. Пять мутантов, отобранных из ыутантных популяций вариантов; НЭТМ-0,25, 0,14, НДММ-0,08 й 0,02 значительно превосходят контроль по количеству зерен с растения. Число зерен у них 402,8125,40 до 474,0135,67. Эти мутанты целесообразно использовать в дальнейшей селекционной работе при выведении новых высокоурожайных сортов риса.

Пустозерность с растения мутантов Ма изменяется от 8,711,55 до 18,812,23%, у контроля она составляет 14,111,31'/.. Только одни

мутант, отобранный из популяции ДЭС-0,04, имеет пустоэерность 8,7^ 1,55%, против 14,1^1,34% - у контроля.

У 1/утзнтов № масса зерна с растения изменяется от 7,8-0,65 до 15,0-0,03 г, у контроля 11,7-1,41. Шесть мутантов, отобранных из вариантов НЭТМ-0,25, 0,14; НДММ-0,03 и 0,02, значительно превосходят по массе зерна с растения контрольный сорт Кулон. Эти мутанты кы включили в контрольный питомник для дальнейшей работы и часть семян перэдали в лабораторию селекции для использования в

г

селекционкгй работе. «

У мутг.нтов Мэ масса соломы изменяется от 6,0^0,48 до 13,61 0.96 г, у контроля 9,7^0,78. У семи мутантов масса соломы с растения к соломе у мутантов изменяется от 1,1-0,81 до 1,6^0,46, у контроля 1,3^0,28. У четырех мутантов, отобранных из вариантов: НЭТМ-0,25 и 0,14, отношение массы зерна с растения к соломе составляет 1,4^0,21. . ..1,6-0,42.

7. Характеристика мутантов М4>

В полевых условиях было изучено 25 мутантов в сравнении с исходными сортами и районированным в Краснодарском крае сортом Краснодарский 424. Мутанты М+ рагшещались на делянках 4 м* в 3-кратной позторности. После созревания зерновок была проведена браковка мутантов по хозяйственно-ценным признакам. Было оставлено для дальнейшего изучения 18 мутантов. Перед уборкой с каждой делянки были взяты модельные снопы по 10 растений для биометрического анализа. Остальные растения были сжаты вручную серпом. После просушки растения - обмолочены на сноповой молотилке, зерно высушено, очищено и взвешено. Учет урожайности каждого мутанта

- 19 -

проводили путем пересчета в граммах на 1 мг.

Отобркно 8 мутантов с высокой урожайностью и один карликовый мутант с удлиненной зерновкой. После дисперсионного анализа установили величину НСР попарного сравнения, которая составляла

О 0

157,2 г/мг. Урожайность мутантов М4 изменялась от 512,0-12,34 до 1797,4191,75 г/м2. Показана характеристика лучших восьми мутантов М по хозяйственно-ценным признакам. Высота растений у них измен;; лась в среднем от 64,8ll,21 до 87,413,40. Длина главкой метелки отмочена от 15,110,30 до 19,3-0,50 см. Количество колосков на главной метелке было от 135,815,55 до 172,317,19. Больше ьсаго колосков на метелке было у М-13, полученного из сорта Кулон после обработки НДММ-0,08. Наиболее высокой была масса зерна с главной метелки у М-12, отобранного из сорта Кулон СДЭС-0,02), она составляла 4,710,12 г.

Урожайность зерна с растения более 9 г отмечена у мутантов: М-10 (ДЗС-0,04), М-12 СДЗС-0,02), М-13 и М-14 СНДММ-0,08). Эти мутанты мы рекомендуем селекционерам для использования в дальнейшей селекционной работе.

Наиболее результативной мутационная селекция сказалась у сорта Кулон. Лишь 2 из 18 окончательно отобранных мутантов принадлежат сортам Спальчик и Солярис. Вместе с тем, если судить по проценту хлорофилльных мутаций, сорт Кулон был наименее мутабильныц.

ВЫВОДЫ

. На основании полученных экспериментальных данных можно сделать следующие, выводы:

- 20 -

1. Мутагенное воздействие на семена сортов риса различного происхождения расширяет спектр генотипической изменчивости в структуре мутантных популяций и увеличивает выход константных мутантов с хозяйственно-ценными признаками.

2. Выявлена частота и спектр хлорофилльных мутаций в М2. Идентифицировано четыре типа мутаций: albina, lutescent, virescent и zebra, которые появляются с частотой от 0,1 до 1,7% в зависимости от концентрации, типа мутагена и генотипа исходного сорта.

3. Химические мутагены в зависимости от их концентрации проявляют специфичность при индуцировании хлорофилльных мутаций.

4. Сорта риса отличаются различной мутабильностыо. Сорт Кулон дает меньше хлорофилльных мутаций, чем сорта Спальчик, Солярис и Приманычский.

5. В популяциях М наблюдалось как уменьшение значения количественных признаков, так и, значительно реже, - их увеличение в зависимости от варианта обработки мутагенами и сорта. Причины этих изменений могут иметь как модификационный, так и генетический характер. Изменчивость признаков под влиянием мутагенов часто воз-роста ла.

6. В популяциях"Ма также отмечены случаи уменьшения и увеличения значений количественных признаков. Доля генетической изменчивости по сравнению с М( здесь возрастает. Соответствие между изменениями в M¡ и Ма наблюдается только в единичных случаях.

7. Установлено существенное увеличение количества колосков и зерен с растения в популяциях М сорта Кулон во всех вариантах опыта. У него доказано превышение массы зерна с растения над ис-

ХОДНЫМ сортом в вариантах: НЭТМ-0,25, 0,14; ДЭС-0,04, НДММ-0,04, 0,02 и НМБ+ДМСО-0,08.

8. Большинство вариантов популяций М2 сортов Спальчик, Сопя-рис и Приманычский снизили количество колосков и зерен с растения, а также массу зерна с растения.

9. Нет соответствия между мутабильностью, определяемой по выходу хлорофилльных мутаций и выходом хозяйственно-ценных мутантов. Сорт Кулон, из которого было выделено большинство хозяйственно-ценных мутантов, показал наименьший выход хлорофилльных мутации. Вторым по результативности мутагенеза был сорт Спальчик.

10. Индуцирован карликовый, длиннозерный мутант у сорта Спальчик после воздействия на его семена НДММ-0,02. Проведена идентификация полученной мутации генетическим методом, которая показала, что она рецессивна и наследуется моногенно по обеим парам генов.

11. На основе применения мутагенов созданы ценные мутанты в количестве 18 номеров, которые переданы во ВНИИ риса для дальнейшего использования, в селекционной работе.

12. Количество колосков с растения имеет высокие коэффициенты корреляции с массой зерен с растения. Его значения возможно использовать в качестве надежного критерия при отборе высокопродуктивных мутантов для селекции.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Мутагены.НЭТМ-0,25; 0,14; ДЭС-0,04; НДММ-0,04 и 0,02 возможно использовать при создании исходного материала дЯя селекции.

2. Карликовые мутанты рекомендуем использовать в мутационной селекции при выведении полукарликовых сортов, обладающих устойчивостью к полеганию и высоким качеством зерна.

3. При отборе высокопродуктивных мутантов рекомендуем использовать количество колосков с главной метелки в качестве косвенного теста, как высококоррелирующего признака с массой зерна с растения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ «ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Цой Мун Сен. • Мутационная изменчивость у риса//Современные проблемы генетики и селекции сельскохозяйственных растений. Тез. докладов Всесоюзн. научно-техн. конф. молодых ученых (Одесса, 2226 апреля 1991 г.). - Одесса: ВСГИ, 1991.- С.41-42.

2. Цой Мун Сен. Изменчивость признаков у районированных сортов риса под воздействием химических мутагенов//Тез. докладов Всес. конф. молодых ученых-рисоводов, посвященной 60-летив академика ВАСХНИЛ Е.П. Алешина:-Краснодар, 1901.-С.27.