Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние химических мутагенов на изменчивость ярового ячменя и ее использование в селекции

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Влияние химических мутагенов на изменчивость ярового ячменя и ее использование в селекции"

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

7ЕБАШИШ ЧАНЦА ^^

УДК 63Г.528 : 62.633.16

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ МУТАГЕНОВ НА ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЕКЦИИ

Специальность 06.01.05 - селекция и

семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар, 1995

Работа выполнена в Краснодарском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте сельского хозяйства имени П.П.Лукьяненко и на кафедре расте -ниеводсгва Кубанского государственного аграрного университета в I991-1994 гг.

Научные руководители - доктор с.-х.наук, академик РАСХН

ШЕВЦОВ -В.М.

кандидат с.-х.наук ВАСЮКОВ П.П.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,профессор

ДЗЮБА В.А.

кандидат с. ^х. наук,. профессор ЕФРЕМОВА В.В.

Ведущее предприятие Всероссийский научно-исследователь -'

ский институт масличных культур им.В.С.Пустовойта

Защита состоится ",21 " декабря 1995 г. в 9 часов 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 КГАУ.

Автореферат разослан " 2! " ноября 1995 Г.. -

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат с.-х.наук,доцент Jfitu^ А.Е.ЕФРЕМОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность_исследований/ Среди злаковых культур ячмень является одной из древнейших и широкораспространенных. По данным ФАО (1987) посевы ячменя в мировом земледелии составляют около 80 млн.га, что определяет четвертое место его после пшеницы,риса и кукурузы. Ячмень широко возделывается в Китае, Индии, США, Канаде, Западной Европе, в странах бывшего СССР, а также во всех зонах Российской Федерации, особенно в Краснодарском крае. Урожайность ячменя в крае в последние годы составляет 4,0 - 4,5 т/га, в 1990 г. она была 5,6 т/га.

В Народной Республике Бангладеш ячмень является одной из важнейших кормовых, технических и продовольственных культур и занимает значительную площадь среди зерновых. Увеличение про -изводства ячменя, особенно увеличение его урожайности и качества зерна, является актуальным вопросом селекции и семеноводст -ва. '

Сорт служит одним из важнейших факторов повышения урожайности и улучшения качества зерна. Интенсификация сельскохозяйст -венного производства ставит перед селекционерами важную задачу создания сортов интенсивного типа, приспособленных к условиям зоны возделывания, дающих по годам устойчивые, высокие урожаи.

Успех работы по выведению новых сортов в значительной сте -пени определяется правильным подбором исходного материала.На -ряду с известными методами создания исходного материала: меж -сортовая гибридизация, отдаленная межвидовая и межродовая гибридизация, полиплоидия, гаплоидия, экспериментальный мутагенез является одним из важнейших методов получения новых сортов яч -меня.

Многолетние исследования по использованию экспериментально -

го мутагенеза в селекции ячменя позволили выделить наиболее эффективные химические и физические цутагены, определить их оптимальные дозировки по выходу морфологических (рантов - особен -но селекционно- и хозяйственно-ценных.

ль_и_зааачи_исследований. Выполненная работа посвящена изучению эффективности новых химических мутагенов, целью кото -рой является создание нового селекционно-ценного исходного материала ярового, ячменя.

В задачи исследований входило:

- изучить эффективность новых химических »мутагенов;

- сравнить действие разных химических мутагенов;

- изучить значение дозы цутагена;

- определить генетическую изменчивость сортов по частоте хлорофильных и морфологических мутаций;

- изучить селекционную ценность выделенных мутантов.

и значимость проведенных исследований заключается в том, что впервые на новых сортах ярового ячменя Перелом .Корнет и К-613 изучено действие новых химических мутагенов БЭО и ХДО. Выделены цутанты ярового ячменя,представляющие теоретическую и практическую ценность.

Ап]эдбация_]эаботы. Основные положения диссертации ежегодно докладывались и получили положительную оценку на заседаниях кафедры растениеводства, а также на заседаниях ученого Совета и научных конференциях агрономического факультета Кубанского государственного аграрного университета (КГАУ).

П^бликауия_2§боты. По материалам исследований оцубликова -но пять печатных работ. '

Объем диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах машинописного текста. Содержит 22 таблицы, 16 рисунков, I фото.

Список использованной литературы включает 228 наименований, в том числе ИЗ на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследования проводились с 1991 по 1994 год на экспериментальной ба -зе отдела селекции и первичного семеноводства ячменя Краснодар -ского ЩИСХ им.П.П.Лукь.яненко.

Землепользование института расположено в центральной поч -венно-климатической зоне Краснодарского края. Почвы опытных полей представлены малогумусным средне- и сильновышелоченным черноземом. В пахотном горизонте содержится 3,5 - 4,6 % гумуса, 1520 мг Р2О5 и 20-30 мг К20 на 100 г воздушно-сухой почвы (Стако-зов И.П., 1968).

Опытные земли института расположены в третьем агроклимати -ческом районе Краснодарского края. Климат этого района характеризуется умеренным увлажнением и хорошей теплообеспеченностью . По данным метеопункта КНИИСХ среднегодовая температура состав -ляег + 11,1 °С, осадков выпадает 600 мм в год.

За годы исследований погодные условия характеризовались определенными отклонениями от средних многолетних, как по среднесуточной температуре воздуха, так и по количеству осадков и их распределению.

В ШИИСХ все селекционные питомники ярового ячменя высеваются после гороха на зерно. Конкурсное сортоиспытание сеется дополнительно по 3-4 фонам минерального питания с целью определения пластичности сортов и стабильности их урожаев.

В качестве исходного материала служили сорта Перелом, К -613 и Корнет. В процессе исследований было изучено действие 4

химических мутагенов НЭМ, ЭИ, БЭО и ХЛО. При обработке мутагенами были использованы различные концентрации и экспозиции. Обра -ботку семян химическими мутагенами проводили путем замачивания по методике Института химической физики. Влажные семена сразу после промывки высевали во влажную почву.

Лабораторная всхожесть семян определялась путем посева 100 зерен в четырехкратной повторности в растильни с песком. Полевая всхожесть и выживаемость определялись путем закладки метровых площадок в четырех повторениях.

Для учета частоты хлорофильных мутаций и отбора предполагаемых мутантов семена М1 по вариантам обработки высевали делянками на М2- Выделенные макро мутанты маркировались и высевались^ по типу селекционного питомника. В КП мутанты высевались сеялкой ССФК-7 площадью б м^. Дальнейшее изучение мугантных линий проводили в предварительном сортоиспытании (МОТ). '

При изучении селекционного материала в различных питомниках использовались следующие инструкции: Методические указания ВИР (1974, 1980), Методические указания по изучению мировой коллек -ции ячменя и овса (1981), Международный классификатор СЭВ (1983).

Статистическую обработку результатов исследований проводили на основе, общепринятых методик с использованием персонального компьютера.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Рост и развитие растений М^ в зависимости от мутагена и его дозы

Спектр и частота мутаций,индуцированных химическими мутагенами, имеют широкий диапазон и зависят от мутагена, его концент-

рации, времени воздействия, культуры, сорта, а также от модифицирующих факторов ( Зоз H.H., 1968; Шевцов В.М., 1981; Сальни -• кова Т.В., 1983; Эйгес Н.С., I99Q). Для мутагенов, широко ис -пользуемых в селекционных исследованиях, установлена эффектов -ность различных их концентраций и экспозиций обработки.

Установление дозы мутагенных агентов при индуцировании мутаций у растений для селекционных целей является наиболее сложным .(Шкварников П.К., 1968). Х.Гауль (1965) установил, что доза,при которой выживает 5 % растений, дает в 2-3 раза большую частоту мутаций, чем та, при которой выживает 50 % растений. Ряд авто -, ров (Зоз H.H., 1966;Шкварников П.К,ТЭ65) рекомендует использовать такие дозировки химических ьугагенов, при которых выживаемость растений такая же, как и у необработанных, на рост растений несколько затормаживается. Шкварников П.К. (1967) отмечал, что вид*мутагена и дозировку можно правильно решить на основании экспериментальных данных, полученных в конкретных условиях. С использованием в работе большого числа сортов, мутагенов и различных дозировок можно' более полно представить эффективность мутагенных факторов. На трех морфобиологически контрастных сортах изучены эсимические мутагены ЭИ, НЭМ, БЭО и ХЛО и уста -новлена оптимальная концентрация, экспозиция мутагенов БЭО и XJI0 для получения ценного селекционного материала.

Обработка семян химическими мутагенами приводит к угнетению роста и развития растений. Выживаемость растений резко снижается с увеличением концентрации цутагена ,по вариантам от 75 % до полной гибели (табл.1). С увеличением концентрации и времет .ни обработки в вариантах с мутагеном ХЛО резко снизилась выживаемость, при этом всходы появились на 3-5.дней позже, чем в контроле. В большинстве случаев гибель растений наблюдается в

б

Таблица I

Влияние химических мутагенов на всхожесть семян и выживаемость растений сорта Перелом в М]> Краснодар, КНИИСХ, 1991 г.

:Концентра-: Экспозиция,:Всхожесть,: Выживае-Мутаген ция рабо - час. _ % мость, %

:чего раст-: : :

.вора, %

Вода (контроль) 15 92 90

12 90,5 57,3

НЭМ 0,025

18 70 Л 40,8

6 69,0 50,4

ЭИ 0,025

- 12 2,5 0

6 92,0 61,4

0,05 37,5

12 64,2

12 76,6 1 -60,1

БЭ0 ' 0,033 54,5

18 75,0

12 72,3 64,0

0,025

18 69,1 56,7

6 93,0 48,3

0,05

12 32,3 30,2

.12 77,0 49,8

ХЛ0 0,033 .

18 66,2 40,7

12 93,7 75,4

0,025

18 94,0 . 50,9

. НСР0,Э5 5,6 6,2 -

момент появления колеоптиля и продолжается на стадии 2-3 листь-

ев. При обработке семян Эй 12 час. наблюдалась "гибель растений после появления всходов в фазе 3-4 листьев.

100

£89-

60

■о

5 о о

ф

6

■о «О

20

- Лер&лом -к-ыз

Р=} - корнет

I

нэ м

1

БЭ О

т

ш

I

Х/70

Рис Л. Реакция сортов ярового ячменя в Мт при обработке различными мутагенами

Данные опыта показывают, что мутагены БЭО и ХЛО обладают более мягким действием и менее токсичны чем НЭМ и ЭИ. Такие свойства новых мутагенов отмечены в работах других исследователей (В.М.Лукомец, 1994). Их полулегальные дозировки в 2-3 раза ниже и составляют 0,025 - 0,05 % при экспозиции 12-18 часов'.-

При сравнении действия химических мутагенов на различных сортах видно, что позднеспелые формы более чувствительны к обработке, чем среднеспелые. Также по результатам исследований можно отметить более высокую чувствительность двухрядных ячменей,чем многорядных (линия K-6I3). Разные сорта одной культуры по-раз -ному реагируют на обработку. На рис.1 показано насколько отли -чаются три морфобиологически контрастных сорта по показателю выживаемости .

Частота и типы мутаций в Mj>. Xлорофильные_мутации_

Наличие хлорофильных мутаций в М^ - это косвенный показа -тель эффективности действия мутагена. Этот критерий широко используется благодаря большой частоте возникновения хлорофильных мутаций и легкости, с которой они обнаруживаются. В своих исследованиях В.В.Хвостова (1966), В.М.Шевцов (1978) установили, что частота хлорофильных мутаций коррелирует с частотой морфологи -ческих мутаций.

При анализе хлорофильных мутаций в Mg выделили наиболее часто встречающиеся типы мутаций: альбина - проростки белые, кончики листьев иногда красно-фиолетовые; ксанта - проростки желтые; виридие - проростки светло-зеленые до бледнозеленых.

Растения с хлорофильными мутациями вышепляются в самых.раз -личных соотношениях. В пределах одной семьи часто встречаются хлорофильные мутации двух типов альбина и ксанта или альбина и вйридио. С наибольшей частотой встречается хлорофильная мутация

Типы стаций

НЭМ

ЭИ

БЭО

ХЛО

Альбина

Ксанта

Виридис

70,2 72,0 70,0 24,7 ¿¿,3 26,7 6,1 6,7 3,3

75,4 23,1 1,5

Частота хлорофильных мутаций увеличивается с увеличением концентрации мутагена и экспозиции обработки (табл.3). Больше всего хлорофильных мутаций зарегистрировано при'обработке "семян раст -вором ХЛО в. концентрации 0,033 % - 12 час. В целом по всем ва -риантам обработки при применении ХЛО было получено значительно больше хлорофильных-цутантов, чем при применении других мута -генов.

Таким образом, путем различных-сочетаний концентраций мута -гена.и времени обработки найдены такие дозировки, которые обусловили выживаемость от 0 до 80 %, частоту хлорофильных мутаций от 0,1 до 3,82 %..Это дает возможность в М^ по наибольшей час -тоте видимых морфологических мутаций и по их селекционной зна -чимости выбрать наиболее-эффективные мутагены и оптимальные дозировки мутагена. —

Таблица 3

Частота хлорофильных мутаций у ярового ячменя Перелом в зависимости от мутагена и вариантов обработки, Краснодар, КНИИСХ, 1992 г.

Мутаген Концентрация рабо - чего р-ра, % :Экспо-гзиция, :час. Выживае-гмость в :МХ , % : Частота хлорофильных : мутаций в М2 : число '7с~мутацйя-:растений :ми, %

Вода (конт-

роль) - 15 90 3000 0,00

12 57,3 2280 0,18

НЭМ 0,025 18 ■ 40,8 1500 0,-60

ЭИ 0,025 6 • 50,4 1500 0,64

6 61,4 . 1140 - 0,05"

0,05 12 37,5 1890 0,50

- 12 60,1 1500 0,02 , •

БЭО 0,033 18 54,5 1800 0,40

12 64,0 2100 0,20

0,025 18 56,7 1890 0,35

6 48,3 1650 0,09

0,05 12 ' 30,2 ' 1800 2,40

12 49,8 1950 2,98

ХЛО 0,033 '18 40,7 1650 2,15

12 75,4 1740 1,40

0,025 18 50,9 1500 1,56

Мойологические_5^тации

Наиболее мутабильными признаками оказались -продолжительность вегетационного перио да,окраска листьев,стебля,высота стебля.С увеличением дозировок и времени обработки мутагенами увеличи -

вается число позднеспелых растений (отклонения от контроля Ь—17

дней) и снижается число скороспелых растений.

Частота мутаций в вариантах с ХЛО возрастает с повышением экспозиции обработки от 6 до 12 час.; при экспозиции 18 ча,с. частота мутаций падает. Особенно эффективными оказались дози -ровки мутагенов БЭО и ХЛО 0,033 - 0,05 %.

По частоте мутаций и широте спектра хорошие результаты по -лучены по химическому мутагену БЭО. В вариантах с БЭО не обна -ружена корреляция между хлорофильными и морфологическими мута -циями. При частоте хлорофильных мутаций 0,5 % было получено до 4,3 % морфологических мутаций. Исключением были некоторые варианты с ХЛО на сорте Корнет, где получены наибольшие проценты морфологических мутаций (табл.4).Частота редких типов мутаций и селекционно-ценных была большей в тех вариантах,где отмечена высокая обшая частота и наиболее широкий спектр мутаций.Примерно 17 % от общего числа различных типов мутаций связано с наличием отдельных ценных признаков, эти цутации могут использоваться в практической селекционной работе.

Таблица 4

Частота изменений в "М£ различных сортов ярового ячменя.

____Краснодар, _КНИИСХ, _1992 ~г.________ _____

:Число:____Физиологические_измененияХХ.^ _:Морфоло-

расте:хлоро-:поздне:скоро-:5ез вос-:усгой-:гичес -ний :филь- :спелые:спелыегкового :чивые :кие из-:ные : : :налета :к бо -:менения

_ _ 1___: ___!__ _:____ резням:_ (_Х)_

26000 12,72 3,00 0,43 , 0,60 0,06 1,40 42000 8,49 1,90 0,27 '.0,36 0,11 2,00 28000' 13,45 5,70 0,13 0,43 ' 0,16 '2,40

Таким образом, в результате настоящих исследований найдены оптимальная дозировка мутагенов БЭО и ХЛО и экспозиции обработки, позволяющие получать наибольший выход ^тантных форм и вы-

Перелом

К-613

Корнет

делить цугации ценные для селекции новых высокопродуктивных сортов ячменя. ' - < .

ВЕ2Л2Л5ё1§2ьндсть_вегегацишного_периоза - сложный признак и имеет количественное проявление. Ведущим фактором в определении скороспелости у ярового ячменя является реакция на фотопериод. Свойство мутанта нечувствительность к фото и термопериоду характеризуют его широкую климатическую приспособ -ленность к окружающим условиям. Скороспелые мутанты чаше ус -тупаюг по продуктивности исходному сорту.

В селекционном питомнике по семьям М3 поручен большой размах изменчивости по признаку продолжительности вегетационного периода. По дате колошения мутанты отклонялись в'обе стороны до 3-8 дней (тйбл. .5-). Получены мутанты, которые выко лосились на 4-10 дней раньше исходного сорта. Наибольшую ва -риацию имели позднеспелые мутанты, у которых выколашивание наступало на 5-10 дней позже, чем у контроля. С большей частотой индуцированы мутанты с измененным вегетационным периодом при использовании химического мутагена ХЛО, с концентрацией рабочего раствора 0,033-0,05 %. Отношение скороспелых мутантов к позднеспелым на скороспелых сортах Перелом и К-613 составило 1:5, а на позднеспелом сорте Корнет наоборот - 1,8 : I. Дан -ные свидетельствуют, что скороспелые относительно исходного сорта мутанты с большей частотой можно получить на позднеспелых генотипах и наоборот. Установлено также, что ультраскороспелые мутанты при благоприятных и средних погодных условиях и на более высоком агрофоне обычно уступают по продуктивности исходным сортам. Поэтому вполне естественно, что на скороспелых сортах Перелом и К-613 наиболее продуктивными были линии, колосившиеся или одновременно с исходным сортом или позже его. На позднеспелом сорте Корнет отобраны линии, которые по про -

Таблица 5

Изменчивость признака - дата колошения в М3 при различных вариантах обработки химическими мутагенами (сорт Перелом). Краснодар, КНИИСХ, 1993 г.

Варианты обработки

. Число выколосившихся семей и дата колошения МАЙ "V " " "И~Ю"Н"Ь

— — — — ________ _ 127-28_: _29-30_: _1-2_:_ 2-4 1 7-8 2-10. _12-14

Контроль 300'

БЭО 0,05 % 6 ч. 0 I ■ 2 33 13 . 7 2 2 I

м 0,05% 12 ч. I 2 5 20 17 10 3 I 2

0,033% 12 ч. 0 I 3 30 15 8 2 I I

0,033% 18 ч. 0 I 5, 25 19 10 5 2 2

0,025% 12 ч.. 0 0 I' 38 . 16 5 0 0 0

1 0,025% 18 ч. 0 0 3 32 14 9 2 "I 0

Всего: I 5 • 20 178 94 49 14 7 6

хло 0,05 % б ч. I 2 2 32 14 8 3 2 I

0,05% 12 ч. 2 3 4 16' 18 13 ' 5 • 2 2

0,033% 12 ч. I 2 4 33 14 7 I 0 2 .

0,033% 18 ч.. ■ I 3 3 .23 19 9 .3 I 2

0,025% 12 ч. 0 0 3 36 15 5 3 I 0

0,025% 18 ч. 0 I 3 31 15 9 2 . I. I

Всего: 5 II 19 170 93 51 17- 7 8

должительности вегетационного периода или на уровне исходного сорта, или более скороспелые.

Таким образом, с использованием. химических цутагенов вполне реально получение большого разнообразия мутантов, относящихся к разным группам спелости. Наиболее эффективным мутагеном по индуцированию мутаций с измененным вегетационным периодом является ХЛО.

Масса 1000 зерен

Многими исследователями отмечено большое влияние мутаге -нов на изменчивость признака - масса 1000 зерен.

Лабораторный анализ зерна мутантных семей и линий Мд и-М4 показал широкую амплитуду изменчивости признака масса 1000 зерен по сорту Перелом от 31 до 56 г, по линии К-613 от 21 до 43 г при незначительном варьировании в контроле в пределах 4345 г, 33-35 г (рис. .2' ). Высокая мугабильность по данному признаку отмечена у линии К-613. Коэффициент варьирования признака в контроле 3,0 %, по варианту с обработкой ХЛО 9,3 %. При оптимальных дозах мутагенов увеличивается крупность колоса , число колосков и масса зерна . Эта закономерность больше про -является у сортов Перелом и Корнет. Большая часть плотноколо -сых и низкорослых мутантов имела резко выраженное снижение показателей крупности зерна. Наиболее эффективным по выделению крупнозерных мутантов является мутаген ХЛО. Крупнозерные цу -танты имеют зерно по форме такого же типа, как и у исходного, сорта, но больших размеров.

Устойчивость к болезням

Гены устойчивости ячменя к патогенам и гены, контролирующие другие признаки и свойства (чаше нежелательные).образуют

50-

о 5 о о

о с; о

5

- контроль

---мулитшссем»«

г

у

Л

\

\

\

\

\

V

\

31 35 59 . 43 +7

Масса 1ооо зер&н, гр.

я/

г»

о

рис.2. Распределение семей Мд сорта Перелом по признаку масса. 1000 зерен

Устойчивость к Болезням, Балл '

Рис.3. Кривые распределения семей М^ сорта Перелом по устойчивости к болезням

тесно сцепленные блоки. Вследствие этого значительно уменьшается рекомбинация генов при гибридизации. Передача генов от доноров устойчивости восприимчивому сорту обычными методами гибридизации весьма затруднена. В этой ситуации один из перепек -тивных методов создания исходного материала на устойчивость к возбудителю заболевания является экспериментальный мутагенез. Методом мутагенеза получено множество мутантов ячменя, но в основном они имеют многогенцую устойчивость. Первый болезне -устойчивый мутант М-66 получен в результате облучения семян сорта ...

В наших опытах в вариантах- с обработкой восприимчивого к сетчатому гельминтоспориозу сорта Перелом в 11, выделили 5 семей, практически устойчивых к патогену, и они полностью наследовали этот признак в Мд (рис. 3 ). Отобранные мутанты по продуктивности значительно уступали исходному сорту и в^сильной степени поражались карликовой ржавчиной. Сорт Перелом имеет среднюю устойчивость к карликовой ржавчине и высокую - к мучнистой росе. Получены мутантные формы с различной резистентностью к данным патогенам, от высокоустойчивых до, сильновос -приимчивых. Высокоусгойчивые формы индуцированы с частотой 0,2 %. Среди растений в М^ выделили две семьи, устойчивые к • мучнистой росе, карликовой ржавчине и сетчатому гельминтоспориозу. В полевых условиях среди изучаемых мутантов не обнаружено устойчивых к вирусу желтой карликово ти ячменя.

Мутанты, обладающие устойчивостью к возбудителям заболе-заний, представляют большую селекционную ценность, так как они ¿огут иметь новые гены устойчивости, ранее не известные. Ис -адльзоваше их в скрещиваниях с другими сортам^ с целью уси -тения того или иного признака позволяет получить за более ко-

роткий срок сорт, отвечающий требованиям производства.

_Урожайность_

Основным показателем урожайности сорта служит его продуктивность, которая складывается из числа растений на единице посевной площади, числа зерен на растение и размера зерна. При работе с мутантным материалом по количественным признакам необходимо учитывать высокую гетерогенность материала и его генетичес -кую неустойчивость". Для получения предварительных данных о продуктивности нужно изучать семьи ,начиная с Мд (В.М.Шевцов , 1969).

В наших исследованиях обработка мутагенами привела к резкому увеличению амплитуды изменчивости признака .масса зерна с рядка в Ид. Масса зерна с рядка в контроле колеблется в пределах 150-240 г, в вариантах с обработкой мутагенами - 50-300 г.

• Варьирование данного признака особенно отчетливо проявилось . в вариантах с БЭ0 и НЭМ. Среднее значение массы зерна с рядка семей Ид по мутагену ХЛ0 выше, чем в контроле. Изменчивость ' признака возрастает как в положительную, так и в отрицательную стороны. Наибольшее количество высокопродуктивных цутангов получено в вариантах с дозировками мутагенов, при которых отме -чены высокие коэффициенты вариации других признаков. Урожайные . мутанты несколько отличаются от исходных форм, имеют изменен -ные компоненты структуры урожая и относятся к классу видимых мутаций. Отобранные мутанты включены для дальнейшего изучения в контрольном питомнике. Варьирование признака урожай с де -лянки мутантов в М^ рёзко сокращается. Крайние положительные варианты встречаются с меньшей частотой и не превосходят средние показатели стандарта так резко, как в селекционном питом — нике. По сорту Корнет в контрольном питомнике выделено 3,6 %

мутантов с видимыми отличиями морфологических признаков, которые превышали по урожаю зерна с делянки средние показатели стандарта.

Таким образом, при отборе продуктивных форм из класса види -мых мутаций можно получить больший эффект при меньшем объеме изучаемого материала, чем при отборах мутантов без фенотипичес-ких отличий от исходного сорта.

Е§^2ьт§гы_испытания_и?щ;уи20ваншх_щта^ их характеристика

В практической селекции наряду с изучением и выделением ценного исходного материала, важное значение имеют работы по вы -делению и испытанию селекционных линий, имеющих практическое значение. В мутационной селекции особую важность приобретают подходы и методы выделения мутантов в поколениях Mg, М3.

Хорошие результаты в контрольном питомнике получены по му -тантам , индуцированным на сорте Корнет ( 2М-3, 2М-4, 2М-5 ) (табл.6 ). Мутанты сильно отличаются по массе 1000 зерен. В сторону уменьшения масса 1000 зерен отличается от исходного сорта на 4,0 грамма, в сторону увеличения на 7 граммов..Мутанты из сорта Корнет очень сильно.отличались от исходного сорта по да -те колошения, в сторону скороспелости на 1-7 дней. По высоте соломины разница была на 5-15 см и, как.правило, более высокорослые мутанты-обладали более низкой устойчивостью к полеганию, хотя есть и исключение. Мутант 2М-5, выколосившийся в один день с исходным сортом, обладающий такой же высокой устойчи -востью к полеганию, но на 10 см выше, чем исходный сорт Кор - . нет. Как весьма положительное можно выделить получение мутан -тов с хорошей устойчивостью к сетчатому гельминтоегшриозу.т.к. исходный сорт Корнет, имеший много положительных признаков в

Таблица

Результаты изучения мутантных линий ярового ячменя в контрольном питомнике. - Краснодар, КНШСХ, 1994 год'

Происхождение Сорт,линия :-----.--------------

мута- :концент-ген :рация

экспозиция

Дата Высо-

коло - та,

шения см .

Устойчи-: Устойчивость к вость к , __болезням_1.балл_

сетча- :карлико-тый :вая ржав-гельмингчина тоспо -: риоз

полега

нию,

балл

Масса 1000 зерен, г

Масса зерна с делянки, кг

Корнет

(исходный) - - - Ю.У1 70 8 5 7 38,0 2,7

2М-3 БЭО 0,033 12 4.У1 85 6 6 6 . 43,6 3,1

2М-4 ' ХЛО 0,033 12 9.У1 80 7 7 7 34,2 3,0

2М-5 ХЛО 0,033' 18 Ю.У1 80 8 7 7 40,0 3,0

Перелом (исходный) - _ _ З.У1 70 8 4 6 40,0 2,7

ЗМ-1 . БЭО - 0,033 18 4.У1 82 6 7 7 " 45,2 3,2

Зм-б' ХЛО 0,05 12 4.У1 80 6 7 7 45,1 3,1

ЗМ-Ъ ХЛО 0,033 18 З.У1 82 6 7 7 45,4 3,1

ЗМ-9 ХЛО 0,033 12 4.У1 85 5 7 7 50,5 3,2

ЗМ-Ю ХЛО 0,033 18 4.У1 75 5 7 - 8 43,6 3,2

го о

2,2

0,21

последние годы стал поражаться в вышесредней степени сетчатым гельминтоспориоэом. Так, мутанты 2М-4 и 2М-5 (табл. б ) при одинаковых оценках по устойчивости к карликовой ржавчине имеют на два балла выше оценки по устойчивости к сетчатому гельмин -тоспориозу по сравнению с исходным сортом Корнет. По массе зерна с делянки цутанты, индуцированные на сорте Корнет ,превыша -ют исходный сорт на 5-16 %. -

Наибольшее количество мутантов, изучаемых в контрольном питомнике, были мутанты , индуцированные на сорте Перелом (ЗМ-1 , ЗМ-6, ЗМ-8, ЗМ-9, ЗМ-10) (табл. 6 ). Показатели по массе 1000 зерен у всех изучаемых цутантов были выше, чем у исходного сорта Перелом на 3-10 граммов. По признаку дата колошения все мутанты были на уровне исходного сор'га, или на I день позже,но по высоте соломины все они превышали сорт Перелом на 5-15 см. По устойчивости к полеганию все мутанты уступали сорту Перелом, но это и закономерно, поскольку все они превышают сорт Перелом по высоте соломины. Исходный сорт Перелом в вышесредней степе -ни поражается сетчатым гельминтоспориоэом и в средней степени карликовой ржавчиной. Мутанты ЗМ-1, ЗМ-6,31,1-8, ЗМ-9 по. устой -чивости к сетчатому гельминтоспориозу превышают сорт Перелом на 3 балла, а по устойчивости к карликовой ржавчине на I балл, ' а мутант ЗМ-10 превышает сорт Перелом по устойчивости к сет -чатому гельминтоспориозу ка 3 балла, а по устойчивости к карликовой ржавчине на 2 балла.

По массе зерна с делянки мутанты, индуцированные на сорте Перелом, превосходили и исходный сорт : районированные стан -дарты на 5-18 %. Настоящие мутанты являются ценным селекционным материалом как для практической селекции, так и для гео -ретических исследований.

ВЫВОДЫ

1. Изучение различных химических мутагенов на трех морфо -биологически контрастных сортах ярового ячменя при вариантах обработки, обеспечивающих выживаемость растений в М^- от 0 до 80 %, показало высокую эффективность новых мутагенов БЭО и ХЛО в индуцировании мутантов с морфологическими изменениями.

2. При использовании различных вариантов обработки ярового . ячменя химическими мутагенами установлено, что при одинаковых эффектах выживаемости растений в различные мутагены вызывают не одинаковый процент появления хлорофильных мутаций в Мутаген ХЛО в сравнении с другими изученными мутагенами вызы -вает в 4-6 раз большее количество хлорофильных мутаций.

3. В группе хлорофильных мутаций, индуцированных новыми химическими мутагенами, преобладает альбина, составляющая 60-75% от их общего количества.

4. Частота морфологических мутаций возрастает с увеличением дозировки мутагена и экспозиции обработки. По частоте мутаций и широте спектра лучшие результаты получены по мутагенам БЭО и ХЛО.

Максимальная частота 5,0 % отмечена в варианте ХЛО при дозировке 0,033 и экспозиции обработки 12 часов.

5. С использованием химических мутагенов можно получить большое разнообразие мутантов, относящихся к разным грушам спелости. Выделены мутантные формы, которые выколашиваются на 4-7 дней раньше и на 3-6 дней позже исходного сорта. Наиболее эффективным мутагеном по индуцированию мутаций с измененным вегетационным периодом является ХЛО.

6. В результате изучения исходных материалов Ъ М^- - М^ найдены оптимальные дозировки новых химических цутагенов БЭО

и ХЛО (0,033 - 0,05 %) и оптимальше экспозиции обработки ( 12' часов), позволяющие получать наибольший выход мутантных форм и выделять мутации, ценные для,селекции.

7. Наиболее мутабильными признаками в эксперименте были продолжительность вегетационного периода, высота соломины, устой -чивость к болезням. На яровом ячменё были выделены мутанты.об-ладакшие комплексом положительных селекционно-ценных признаков.

8. При использовании нового химического цутагена ХЛО на яровом ячмене индуцированы Мутанты 2М-4,. 31-5 иЗМ-9, ЗМ-10 с по -вышённой устойчивостью к сетчатому гельминтоспориозу ( ВггсепорКз,-па )) превысившие исходный сорт по массе зерна с де -лянки на 5-15 %.

Рекомендации производству

1. При создании исходного селекционного материала с использованием химического мутагена по признакам устойчивость к полеганию, масса 1000 зерен, устойчивость к болезням, .скоро -спелость рекомендуется использовать новый мутаген ХЛО в кон -центрации 0,033 % в течение 12-18 часов.

2. При селекции на высокую продуктивность, устойчивость'к карликовой ржавчине и сетчатому гельминтоспориозу, предлага -ется использовать в рекомбинационном процессе мутанты 2М - 4, 2М-5 и ЗМ-9 , ЗМ-Ю.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Лукомец В.М., Дебашиш Чанда. Влияние условий выращивания на морфобиологические признаки сортов-двуручёк ячменя. // Адаптация возделываемых растений к экологическим и технологическим факторам. Краснодар, 1993. - Вып.З. - с: 126 -134.

2. Лукомец В.М., Дебашиш Чанда. Новые химические мутагены в создании исходного материала для селекции озимого ячменя. // Адаптация возделываемых растений к экологическим и технологическим факторам. Краснодар, 1993. - Вып.З. - с. 154

- 159.

3. Shévtsov V., Vasiukov P., Lukomets V., Martinenko V., Chanda D. Experimental mutagenesis and barley breeding for earliness. // Mutation Breeding News letter. Austria, 1993.

- N.40. - p. 23 - 24.

4. Васюков П.П., Чанда Дебашиш. Влияние химических мутагенов на частоту хлорофильных мутаций у ярового ячменя. -ЦНТИ, информационный листок N 295 - 95, 1995.

5. Чанда Дебашиш. Рост и развитие растений ярового ячменя в зависимости от мутагена и его дозы. - ЦНТИ, информационный листок N 336 - 95, 1995.