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"

А-Зозеэ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РСФСР

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

: На правах рукописи

ЦОИ 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. /\ У <

Автореферат разослан .Ц^Т у^у • • 1э92 г.

Ученый секретарь .

специализированного совета — /у / кандидат биологических наук

Р. Усманов

■ ' : . 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность ■ темы., В СССР возделъгвается'в зонах рисосеяния более 35 сортов риса. Мировая коллекция ВНИИ растениеводства вклс-чает более 8 тыс. сортообразцов..Мировой банк зародышевой плазмы, сосредоточенной в IЙ2Г 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* новыми.образцами.- ..*': -';-.' Перед селекционерами СССР по^ рису поставлена'задача выведения сортов риса, обладающих устойчивостью'к болезням и вредителям,, хо-лодо- и солеустойчквостыз, с'высокими технологически!™ 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.нужными модельными параметрами. ■ ' Цель и задачи исследований. Целью исследований было выявить' закономерности мутационной изменчивости количественных признаков • в мутантных популяциях М^ и Мд при использовании химических реа- ' гентов, провести отбор и.изучение мутантов для использования в селекционном процессе риса. .' , " ' • -: '"'"'. "

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧ /\И ЬмЬЛИОТЕКА Моск. ее/иснсхоз. ачадомии им. IV. »V Ти^рпзев!,-.

инв. и.А-ъошд

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 .

& л

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

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

I а

5. Провести идентификацию карлл.совых мутантов генетическими методами

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

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

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

• "•;'*■ ■ -. - - з -

• 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.)! v '

- ' Публикации результатов исследований,' По теме диссертации опубликовано 2 научных работы.

Структура'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 работа 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. . ' ;

г'*; В качестве исходного материала'мы использовали районированные сорта риса: Кулон, Спальчик; Соляриб^Лриманычский. Химические мутагены использовались в следующих концентрациях:, НЭТМ Снитрозоэти-'ленмочевина) , - 0,25; 0,14%; ДЭС Сдиэтилсульфат) - 0,08;'0,04;'0,02% НДММ (Н -нитрозо-Н-диметалмочевина) -0,08; 0^,04; 0,02 %; НМБ+ДМСО ~ < НМБ: •' Ы-нитрЬзо-Н-метипбиурет,' ДМСО г диметилсульфоксид) - 0,08%..

В растворах мутагенов замачивали семена в течение 24 часов. Контроль - семена замачивали в дистиллированной воде Семена вариантов после обработки были высеяны в поле на делянках 3 м* в 3-кратной повторности Выращивали растения по технологии, принятой во ВНИИ риса В М - учиаывали частоту и спектр хлорофиллькых и друглх мутаций В период вегетации проводили фенологические наблюдения, отмечали даты наступления фаз развития растений риса Для биометрического анализа брали в М - Мг - по 20 растения, в II в И 4 - зо 10 растений с каждой делянки Анализ проводился по 16-ти признакам Результаты исследований были обработаны на ЭВМ ЕС-1035 по программам ВНШриса

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСЛЕДОВАНШ 1 Изменчивость хозяйственно-ценных признаков растений риса в

М1 под воздействием химических мутагенов Химические мутагены вызывает различное проявление количественных признаков в Действие их носит как кодификационный характер Сстимулирующий, ингибирующий), так и наследственный характер Причем только часть популяции (какая именно, неизвестно) составляет мутанты, остальные растения представляет собой исходный сорт.

В М( сортов Кулон и Приыанычский во всех вариантах количество колосков с главной метелки было ниже контроля, что указывает на ингибирующий эффект мутагенов Сорт Спальчик в вариантах. НЭТМ-0,29; 0,14, НДММ-0,08; 0,04 имел значительные преимущества перед контролем Эти мутагены обладает специфичностью проявления

Количество зерен с главной метелки у сорта Спальчик сущест-

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

Масса зерна с главной метелки в мутантнкх популяциях сортов Кулон ил Прикакычскиа ни&е контроля. А у сорта Спапьчик во »многих вариантах - вьмэ. ■ * '. '

. У сорта Кулон под воздействием химических мутагенов возрас- " тает масса 1ООО зерен в вариантах обработки ДЭС-0,08; 0,04, 0,02 у сорта Солярис вариант НЭТМ-0,25 ьызьал существенное уменьшение масс« 1С00 зерен, а'варианты ДЭС-0,03, 0,02, НМБ+ДМС0-0,08-значи-. Moi увеличение. В ЬГ сорта Приманычский по массе 1000 зерен установлено сущестненкое-увеличение в опытных вариантах по сравнению с контролем (кроме НЭТМ-0,14, НДММ-0,08 и НМБ+ДМС0-0,0.4). , 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 показывают значимое увеличение количества колосков с растения, соответственно: 880,SÍ83,71, 744,1^87,10, 776,8^69,15 и 1047,0Í99,83 Су контроля 578,9Í68,003. У сорта Солярис в вариантах НЭТМ-0,23. ДЭС-0,04, НЛММ-0,08 получено возрастание количества колосков с растения, Оно составляло соответственно: 715,3^75,11, 437.9Í150.84, 551 »4186,69, . у контроля. 289,1^23,98.

Первое мутантное поколение сорта Приманычский ведет себя аналогично Mt у сорта Кулон. Заслуживают внимания только три варианта; КДММ-0.04, 0,02 и аМБ+ДМСО-0,08, у которых установлено сужест-венное увеличение признака'по сравнению с.контролем..

Количество зерен с растения является важным количественным-

признаком, характеризующим oro индивидуальную продуктивность Мутагены у сорта Кулон в М[ вызывают уменьшение количества зерен с растения В мутантных популяциях М^ сорта Спальчик в пяти вариантах: НЭТМ-0,25, 0.U, НДММ-0.08, 0,04, 0,02 - установлено значительное превышение над контролрм, у сорта Солярис - в двух НЭТМ-0,25 и НЛММ-0.08, у сорта Приманычский в трех НДММ-0,04. 0.02 и НМБ+ДМСО-0,08 прослеживается увеличение количества зерен с растения, соответственно 53Q,0íe0,2S, 545,8*43.СО, 550.0*63,61. у конграчя 424,4-50,79 В других случаях u/тлгены у у^эанных сортов показали либо ингчбируюилй эффект, либо не отразились на ьеялчлне признака Масса зерна с растения - это основной количественный признак, характеризующий индивидуальную его продуктивность В Mt 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 контролем У них масса зерна с растения была соответственно* 16,7:1.79, 15,811,61, 14,9Í1,53,16,211,61, 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 14,7l2,35r, у контроля 8.1Í0,67 Стабл 1)

У сорта Приманычский варианты опыта НДММ-0,04, 0,02 и НМБ+ДМСО-0,08-показали существенное превышение массы зерна с растения по сравш нию с контролем У них масса зерна с растения составила соответственш.

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

.. ■ ' [ ~ ~~ сорта

Варианты : ¡^улон : Спальчик Солярке ' : Приманычский

Контроль Свода} 20,911,45 ." НЭТМ - 0,25% 11,710,86

- 0,14% ' 20,311,00 , ДЭС - 0,С8% 15,711,47

. - 0,0« ' 10,610,72

- 0,02% 9,611,06 . ИДММ - 0,08% : 12,011,81

, - 0,04% 10,911,15

- 0,02%' 12,810,85 НМБ+ДМСО-О,08% 10,510,81

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 влияний кодификационной изменчивости. В ыутантных популяциях М4 сортов.Кулон, Спальчик и Ссля-рис пустозерность была более высокой, чем у контролен. Но в мутаят-ных популяц;:якМ1 сорта Приманычский в трех вариантах: НЭТМ-0,25, ВДЛМ,04 к 0,02 яу4Угоэержжть была 6,010,59, 7,110,77 и,'8.010,75% соответственно. Возмомю эти мутагены аовволяг получить у сорта Приманычский мутации с низкой пустозерностыз.

' ■ -' По соотношению зерна и соломы возможно судить о хозяйственной

. 10,211,31 16,7И,79 15,811,61 .9,810,80 7,410,95 . 11,4И,34 14,911,53 16,211,61 13,011,92 10,410,94

8,110,67' 14,911,52 9,710,64 10,311,09 • 9,211,58 10,211,45 14,712,35 ' 7,910,90 4,210,51 б", 8Ю, 97

14,111,73

13,311,34

13.5И.56

10,511,10

12,011,24

12,210,81

12,310,89 •

18,912,14. .

19,511,69

18,712,20

ценности сорта У высокорослых сортов соотношение масса зерна с растения - солома бывает меньше единицы Мутантные популяции сорта Кулон в N в зависимости от доз мутагенов в основном снижает 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 хозчйственно-ценных признак от растений рлса

в Мг под воздействием химическлх мутагенов Мутантные популяции в Мг имеет значительную изменчивость количественных признаков Если в популяциях М( все мутантные растения находились в гетерозиготном состоянии, то в Ма возрастает число особей- в гомозиготном состоянии, что приводит к увеличение генетической изменчивости изучаемых признаков. В то же время непосредственный модифюсационный эффект мутагенов Сингибирование, стимуляция) в Ма по сравнению с М4 либо 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 Наблюдалось заметное снижение юс коли-во всех вариантах опыта. У сорта Приманычский в мутантных популяциях Ма количество колосков'с главной метелки в варианте НМ5+ДМС0-0,08 значимо возросло.

И только вариант НМБ+ДМС0-0.08 у сорта Приманычский по количеству зерен с главной метелки существенно превышает контроль. Масса зерна о главной метелки в Ма сортов Кулон, Спальчик и

Солярнс во всех вариантах уменьшается по сравнению с контролем.

хотя в большинстве вариантов это уменьшение статистически несущественно. В мутантных популяциях )^ сорта Приманычский во всех вариантах отмечено незначительное увеличение массы зерна с главной метелки.Сорт Приманычскийокаэалоя вьгсоко мутабипьным. Его можно использовать в мутантной селекции на повышение.массы зерна'с главной метелки. V." ; : 1 £ Анализ'растение, мутантных популяций М^- по кассе 1000 зерен ' •*' показал,-что у сорта Кулон она уменьшалась по отношению к контро-• лю,;.У сорта Спальчик во всех вариантах опыта имеется тенденция к увеличению массы 1000 зерен, но она статистически не доказана.. У скороспелого'сорта Солярис в мутантных популяциях Ма по вариантам в среднем масса 1000 зерен 'почти не изменялась. У сорта Приманычский в М^ г- Кроме*одного варианта: НДММ-0,02, наблсдается снижение

массы 1000 зерен^ : \ •

,, 'В мутантных популяциях М4 .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 835,6Й2,13 колосков с растения, у кйнтроля 371,0^46,37; Остальные варианты, а . также популяции сортов Солярке и Приманычский показали снижение количества колосков с растения или превышения были несущественны.

Химические мутагены в Мх вызывают повышение пустозернооти. Это может свидетельствовать о накоплении мутантов,;отличающихся

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

В мутантных-популяциях Ма сорта Кулон количество зерен с растения во всех вариантах использования мутагенов изменяется от 330,1114,11 до 443,0127,59, что превышает контроль С302,8127,593. У сорта Спальчик в Ма 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 (14,110,86, у контроля - И,НО,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. 23,

В мутантных популяциях Ма сорта Кулон отношение массы зерна с растения к его соломе практически одинаково во всех вариантах. У сорта Спальчик во всех вариантах имеется тенденция увеличения атого соотношения по сравнению с контролем У сорта Солярис в вариантах ДЭС-0,04, 0,02, НДММ-0,08, НМБ+ДМС0-0.08 наблюдается увеличение отношения массы зерна к соломе по сравнению с контролем. У сорта Сриманычский только вариант ДЭС-0,04 имеет одинаковое значение с контролем. В остальных восьми вариантах установлено увеличение отношения массы/зерна к соломе. Оно изменилось от 1,210,03 до 1,310,09. У контроля 1,Г ^ 0,06 .

Таким образом^ при мутационной селекции у полукарликовых сортов можно отобрать мутанты, у которых масса зерна с растения будет * больше, чем соломы. Это открывает путь для селекции новых сортов

- 2. Масса зерна-с растения в М С1989 г.Э, г

• О - »- • -

. сорта

Варианты ; Кулон : Спальчик :. Солярис : Приманычский

Контроль 11,7Í0,79 10,310,72 10,210,78

НЭТМ - 0,25%, 12,410,63 8,710,46 . 7,710,46

- 0.14% , 12,111,03 ' 10,410,69 , 8,6Í0,46 ДЭС ; - 0.08% 11.110,57 9,4Ю, 51 9,9Í0,60

- 0,04% ' 12,510,65' 12,210,64 8,410,32 • -0,02% 11,110,40 8,810,58 . 9,510,59

НШ4М -.0,08% 11,010,64 9,910,56 9.3Í0.36

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

- 0,02% 14,1Ю,86 10,710,64 ' . -НМБ+ДМСО-0,08% 12.710,81 10,710,73 8.9Í0.57

интенсивного типа. . ,

Сравнение М и Ма показывает, что тенденции; найлсдавадеся в этих поколениях, совпадают только частично. Так, например, у сорта Приманычский под действием мутагенов повышается масса зерна с главной метелки, у сорта Спальчик то хе самое наблюдается по отношению массы зерна с растения, у сорта Солярис, напротив,. значение этого признака уменьшается и в М4и в М^. В то же время число ко- , лосков с главной метелки у сорта Кулон под воздействием мутагенов в М( уменьшилось, а в Ма - возросло. Очевидно, столь различные случаи объясняются суммированием разных причин: модификационного янгибирования или стимулирования и мутационной изменчивости. Во

12.1Ю.68 11,310,77 11,110,81 ;

9,710,58- ' 11,310,75 10,211,03 . 10.610,55

9.2Ю.91 11,010,92 12,510,60 "

всякой случав ориентироваться следует на результаты Ма, 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 моногеннои и полигонном характере их наследования СДзюба В А , 1987). Описано 11 хлорофилльных мутация (Chang, 1954). В Мг по всходам мы провели учет спектра и частоты мутаций, которые идентифицировали по международной номенкл^тупе генов риса. В больше всего было мутаций типа albina, lutescent, Ylrescent и zebra Для анализа было взято более 600 растений с каждого варианта. В контроле только у Спальчика и Приианычского были обнаружены мутации albina и vlrescent с частотой 0,2% Остальные сорта под влиянием химических мутагенов в популяциях Ма показали появление мутаций с частотой рт 0,1 до 1.75Í Мутаген НДЫМ-0,08 индуцировал от 0,3 до 1,7V, хлорофилльных мутаций. Химические мутагены проявляют специфичность и индуцируют мутации с широкий спектром (три типа мутаций) и концентрацией в зависимости от вариантов опыта от 0,1 до 1,7%.

4. Идентификация мутаций.

В Ма мутантной популяции сорта Спальчик, вариант НДММ-0,02 была найдена карликовая мутация с удлиненной зерновкой СМ-17). Внсота растений мутанта в М^ была 66,411,41, у контроля 8),8*1.92. Метелка плотная, короткая Зерновка удлиненная, отношение длины зерновки к ее ширине у мутанта 2,8.1, у контроля 2,1:1.

Для идентификации мутация была проведена гибридизация кутая-

та с мутантом Шкловского Сидентифицированный карлик с геьом dwarf, взятый из коллекции ВНИИ риса) Гибридизацию и выращивание F( провели в фитотроне ВНИИ риса в 1990-1991 гг. Высота растений в Fi была: Спальчик х Мутант М-17 - 103,6^2,34 см. Мутант Шиловского х Мутант М-17 73,4íl,l7, см; родительских форм- Спальчик - 81.3il.S2 см. Мутант М-17 - 66,411,41 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 растения была одинаковой с родительскими формами Это значит, что родительские компоненты Мутант Шиловского и Мутант М-17 имеют алпельные гены карликовости В Т2 при вырааиванми гибридных популяций в поле генетический анализ показал, что из 783 растений: высокорослых было 604, карликовых - 179, что соответствует модели 3 1, хг=1,89', д^в=3,84. Из этих данных делаем вывод, что карликовость у мутанта контролируется одной парой рецессивных генов

При анализе растений F2 по форме зерновок установлено, из 783 растений 583 было с округлыми зерновками и 200 - с удлиненными, что соответствует расщеплению 3:1, *а=0,12, ^в=3,84 Это значит, что удлиненная зерновка у мутанта имеет рецессивный эффект и контролируется моногенко.

5. Корреляционная взаимосвязь между признаками растений

мутавтных популяций и исходных сортов риса Проведен анализ корреляционных связей у сортов Кулон, Спальчик г Солярис и ПриманычскиЯ, а также мутантных популяций М( я 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

-■14 - ■

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

ш

0,15 до. 0,705.'.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 М имеется высокая взаи-

'г ' '

мосвязь, коэффициенты 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 корозляции между массой зерна с растения и длиной метелки изменяются от слабых до средних значений. Аналогичная закономерность просматривается между признаками: масса зерна с рае тения и количество колосков с главной метелки. Но в М варианта' ДЭС-0,2 между этими признаками установлена высокая корреляция (г* 0,815, а в варианте НМБ+ДМСО-О,08 в М( коэффициент корреляции достигал значения 0,79 (табл.35. Масса зерна с главной метелки и с растения,' как правило, имеет высокие корреляции почти у всех вариантов опыта Сг более 0,75. В шести вариантах установлены средние значения коэффициентов корреляции как в М(, 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 имеет высокие

3 Коэффициенты корреляции массы зерна с растения и других признаков у сорта Спальчик и его мутантных популяций М и М С1988-1989 гг.)

I 2

Варианты . Длина ; главной ; метелки Количество Масса :колосков с зерна с . главной •главной : метелки • метелки Количество Пустозер-:колосков нссть с •с растения растения

Контроль С.ЗЗ*3 0772 Й7В4 С, 75 "О7В0 С, 95 0733 4)719

дата - о,25 С, 33 0728 •0.06 С, 35 17759 С, 93 "7Г779 -0,54

НЭТМ - 0,14 С.2С 0752 С, 61 0738 С, 50 11761 С. 76 "1)779 -0,28 -%,25

ДЭС - 0,08 С, 46 0739 С, 62 0,85 11771 С, 66 "1)788 -0,34

ДЭС - 0,04 0.35 0730 0.22 ¿34 0,28 13765 С, 44 "1)791 •0,62 -Ц, 53

ДЭС - 0,02 0,38 0707 С, 81 0711 0,85 "0780 0,95 "11785 -0,51 48

НДММ - 0,08 С. 17 0Тз4 С, 23 Й7ВЗ 0,30 "&7Б1 0,86 "1)796 •0,51

НДММ - 0,04 0.06 0738 0,09 Й734 С, 38 1X767 0.93 "11785 -0,41

НДММ - 0,02 0,06 0750 С, 30 &гга 0,40 11727 С. 96 "1)786 -0.31 ~ЧГ,29

НМБ+ДМС0-0.08 0,57 0733 0,7£ (Щ4 С/73 ХГ723 0,82 13782 -0,38

хЭ В числителе , в знаменателе Ма< Коэффициенты корреляции: 0,28 и выше значимы на уровне 0,05,0,32 и вше 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 и Ма сорта Спальчик имеет средние и отрицательные корреляции. С увеличением пустоэерностн на растения уменьшается • ; касса его семян. Поэтому для отбора необходимо использовать кутан-, ты, у которых пустозерность не более ЮХ. Тайм обоааом коораля-i цчонннэ счязм нв'кдупри знаками, мутантных популяций .цзлесообрйэ-/ ! но использовать в пдактичэской работа па .мутационной селам^ге;-;'! i пои пыбопз образцов или отбопэ шстзш?Д .для .ееодсционннх/ц&яей«1 б. Характеристика мутантов в 1Г : ■ ' . • ' ^ ■ •.' _

В процессе работы с кутантныыи популяцими Me:мы провели отбор лучших мутантов и изучили их в питомнике по типу селекционного на делянках 1 м* в сравнении с исходными'сортами. В ЬГ было высеяно J 127 мутантов. В; процессе работы проведена браковка по хозяйствен- , но-цеяным признакам и оставлено для дальнейших исследований 25 мутантов. Однако в ^ 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 78,1-0,80 до 105,8i 1,01 см. Полукарлики с высотой до 100 ом mow использовать в се*:'' лекции при выведении новых сортов риса. Кустистость мутантов иа1 нялась от 2,9i0,23 до 3,7i0,26. ч ; . : , -

Длина главной метелки у мутантов изменялась от 14.1-0,23.до 20,710,24 см, у контроля 16,110,14 см. Количество щерен с главной , метелки у мутантов М^ изменялось от 108,614,1S до 154,117,13, у . контроля 138,517,58. Четыре мутанта, индуцированные мутагенами:;

НЭТМ-0,25, 0,14, НДММ-0,02, показали большее количество зерен по сравнению с контролем C142.ll6,44. 154.ll7.13. 146,415.54. 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 лз вариантов КЭТМ-0,14 и НДММ-0,02 имеют по 167. .169 колосков с метелки

Масса зерна с главной метелки у ыут-гггеь - 3,ll0.15 4,8l0,22 г, у контроля - 4,4Ю,2б г Только два мутагта, -тобранные варианта НЭТМ-0,14 Ms сорта Кулсн, имели массу зерна с метолки 4,51 0,31... 4,8Í0,23 г, что выше контроля. Эти мутанты можно использовать в селекции

У мутантов Mj 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 273,91 22,09 до 474,0135,67, у контроля 390,8148,60. Пять мутантов, отобранных из мутантных популяций вариантов: НЭТМ-0,25, 0,14, НДММ-0,08 и 0,02 значительно превосходят контроль по количеству зерен с растения. Число зерен у них 402.8Í26.40 до 474,0135,67. Эти мутанты целесообразно использовать в дальнейшей селекционно!! работе при выведении новых высокоурожайных сортов риса

Пустозерность с растения мутантов Mj изменяется от 8,711,55 до 18,812,23%, у контроля она составляет i4,l¡l,31Jí Только один

- 18 - ' ; мутант, отобранный из популяции ДЭС-0,04, имеет пустозерность 8,71 1,55%, против 14,1Í1,34% г у контроля.

У мутантов Мз масса зерна с растения изменяется от 7,8Í0,65 до 15,QÍ0,99 г, у контроля ll,7il,41. Шесть мутантов, отобранных из вариантов: НЭТМ-0,25, 0,14; НДММ-0,08 и 0,02, значительно превосходят по массе зерна с растения контрольный сорт Кулон. Эти мутанты |.'ы включили в контрольный питомник для дальнейшей работы и

часть сеням передали в лабораторию селекции для использования в

• •

селекционной работе.' ' . , -. " *

У мутантов М масса соломы изменяется от 6,0Í0,48 до 13,6Í 0,96 г, у контроля S.7Í0.78. У семи мутантов масса соломы с растения к соломе у ыутантсв изменяется от 1,1Í0,81 до 1,6Í0,46, у контроля 1,3Í0,28. У четырех мутантов, отобранных из вариантов: КЭТМ-0,25 и 0,14, отношение массы зерна с растения к соломе сос- ; тавляет 1,4Í0,21... 1,6Í0,42. ',7. Характеристика мутантов М^.

В полевых условиях было изучено 25 мутантов в сравнении с ' исходными сортами и районированным в Краснодарском крае сортом Краснодарский 424. Мутанты М+ размещались на делянках 4 м* в 3-кратной повторности. 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 - обмолоченьг на сноповой молотилке, зерно высушено, очищено и взвешено. Учет урожайности каждого мутанта

- 19 -

проводили путем пересчета в граммах на 1 ыг.

Отобрано 8 мутантов с высокой урожайностью и один карликовый мутант с удлиненной зерновкой После дисперсионного анализа установили величину НСР попарного сравнения, которая составляла 157,2 г/м" Урожайность мутантов М( изменялась от 512,0-12,34 до 1797,4^91,75 г/кг2 Показана характеристика лучших ьосьми мутанта*. М^ по хозяйственно-ценным признакам Высота растений у них изменялась в среднем от 64,8-1.21 до 87,4^3,40 Длина гл^аьоЯ Ио-телч. отмечена от 15,1-0,30 до 19,3-0,50 см Количество колоскс^ па главней метете было от 135,8-3,53 до 172,3-7.19 Ботьше всего колосков на метелке было у М-13, полученного из сорта Кулон после обработки НДММ-0,08 Наиболее высокой была масса зьрна с главной метелки у М-12, отобранного из сорта Кулон СДЭС-0,02), она составляла 4,7^0,12 г

Урожайность зерна с растения более 9 г отмечена у мутантов: М-10 СДЭС-0,04), М-12 СДЭС-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 Кулйн. 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 мутабильным

ВЫВОДЫ

На основании полученных экспериментальных данных можно сделать следующие, выводы.

- го - ■•..-■■'■■

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 Ма,\' 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 про- ■ являют специфичность при индуцировании хлорофилльных мутаций.

i. Сорта риса отличаются различной мутабильностью. 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-ростала. -

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 М( и Ма наблюдается только в единичных случаях.

7. Установлено существенное увеличение количества колосков и зерен с растения в популяциях Ма 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-О,08

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

9 Нет соответствия между мутабильностьв, определяемой по бы-ходу хпорофилльных мутаций и выходом хозяйственно-ценных мутантоа 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 для селекции

; • У " 22'-/- • Л,,„

2. Карликовые мутанты рекомендуем использовать в мутационной у 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 расте-

. ния- . ■■■'''■.. - V ГУ ■ • ' '.'•.., '"-у

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ»ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Цой Мун Сен.' Мутационная изменчивость у рисах/Современные проблемы генетики и-селекции сельскохозяйственных растений. Тез. докладов Всесоюзн. научно-техн. конф. молодых ученых СОдесса, 22.26 апреля 1991 г.).- Одессаг 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 80-летию академика ВАСХНИЛ Е. П. Алешина.-Краснодар, 1991,-С.27.

? I

\

Объем 1 '/г п л Заказ 154 Тираж 100

Типография Московской с -х академии им К А. Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул, 44

Бесплатно