64817

Мінливість ознак рижію ярого та створення нового вихідного матеріалу методом хімічного мутагенезу

Автореферат

Биология и генетика

Важливою задачею при створенні нових сортів ярого рижію є вивчення колекційних зразків з метою визначення кращих із них для подальшої селекційної роботи. Тому селекційні дослідження спрямовані на вивчення мінливості ознак рижію ярого й визначення ефективності...

Украинкский

2014-07-11

456 KB

3 чел.

Інститут зернового господарства
Національної АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК УКРАЇНи

КОМАРОВА ІРИНА БОРИСІВНА

УДК 633.852:631.528.62:631.524

Мінливість ознак рижію ярого
та створення нового вихідного матеріалу
методом хімічного мутагенезу


06.01.05 – селекція і насінництво

Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук

Дніпропетровськ – 2010


Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті олійних культур Національної академії аграрних наук України

  

Науковий керівник:

доктор біологічних наук, професор
Лях Віктор Олексійович,
Запорізький національний університет

Міністерства освіти і науки України,
завідувач кафедри садово-паркового господарства
та генетики рослин

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор,
член-кореспондент НААН України
Лавриненко Юрій Олександрович,
Інститут землеробства південного регіону
НААН України, завідувач лабораторії селекції
кукурудзи;

кандидат сільськогосподарських наук,
старший науковий співробітник
Динник Василь  Полікарпович,
ННЦ "Інститут землеробства НААН України",

провідний науковий співробітник відділу
селекції і насінництва льону та ріпаку.

Захист відбудеться 29 жовтня 2010 р. о 13 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.353.01 при Інституті зернового господарства Національної академії аграрних наук України (49600, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту зернового господарства НААН України за адресою: м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14.

Автореферат розісланий 25 вересня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради  
Кирпа М. Я.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Останнім часом забезпечення потреб у рослинній олії в Україні ґрунтується на вирощуванні соняшнику. Проте розвиток харчової та інших галузей промисловості вимагає урізноманітнення асортименту олій. Одним із вирішень цього питання є унікальна за співвідношенням жирних кислот олія рижію ярого. Його насіння містить 40-46 % олії, що вживається як лікувально-профілактичний засіб і дієтичний продукт та використовується в різних галузях промисловості, зокрема, при виробництві косметичних засобів.

Важливою задачею при створенні нових сортів ярого рижію є вивчення колекційних зразків з метою визначення кращих із них для подальшої селекційної роботи. Використання методу хімічного мутагенезу дозволяє за короткий термін створити новий вихідний матеріал із різноманітними морфологічними й фізіологічними ознаками, біохімічними показниками, підвищити частоту та розширити спектр оригінальних мутацій.

Тому селекційні дослідження, спрямовані на вивчення мінливості ознак рижію ярого й визначення ефективності індукування мутантів із маркерними й господарсько цінними ознаками, що можуть бути використані для створення нових високоврожайних сортів, є актуальними. Вони й стали підставою для даної дисертаційної роботи.

Зв’язок з науковими програмами. Наукові дослідження за темою дисертації виконано особисто автором за період 2001-2008 рр. у лабораторії селекції ріпаку Інституту олійних культур НААН України відповідно до завдання тематичного плану на 2001-2005 рр. 01.04.02 "Вивчити генетичну мінливість при фізичному і хімічному мутагенезі у олійних культур" (№ державної реєстрації 0101U003979) згідно з НТП "Генетичні ресурси рослин" та завдання тематичного плану на 2006-2010 рр. 01.08.02 "Сформувати базові та ознакові колекції соняшнику та інших олійних культур" (№ державної реєстрації 0106U006480) згідно з НТП "Генетичні ресурси рослин".

Мета і завдання дослідження. Мета роботи – встановлення мінливості ознак рижію ярого та визначення ефективності індукування мутацій цієї культури при використанні хімічного мутагену етилметансульфонату (ЕМС) і одержання на цій основі нового вихідного матеріалу для селекції.

Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити такі завдання:

- встановити особливості мінливості морфологічних, біохімічних і господарсько цінних ознак рижію ярого;

- визначити значимість окремих ознак продуктивності у формуванні урожайності рижію ярого;

- визначити вплив хімічного мутагену ЕМС при різних концентраціях на ріст і розвиток рослин рижію ярого в поколінні М1;

- встановити частоту й спектр видимих мутацій у поколінні М2 рижію ярого при застосуванні мутагену ЕМС;

- встановити особливості мінливості господарсько цінних ознак у поколінні М3 і виділити мутанти із цінними властивостями;

- визначити параметри біохімічних змін серед виявлених видимих мутантів і виділити зразки з поліпшеною якістю олії;

- одержати новий перспективний селекційний матеріал рижію ярого для створення нових сортів.

Об’єкт дослідження: індукування вихідного матеріалу для селекції рижію ярого методом хімічного мутагенезу та виділення колекційних зразків зі стабільним проявом господарсько цінних ознак.

Предмет дослідження: мутаційна мінливість, індукована ЕМС у рижію ярого, та закономірності мінливості ознак у колекційних зразків цієї культури.

Методи дослідження: хімічний мутагенез для одержання нового вихідного матеріалу рижію ярого, методи обліку й виділення видимих мутацій для встановлення їх спектру й частоти, польові дослідження для оцінки зразків рижію ярого за елементами продуктивності, лабораторні дослідження для оцінки господарсько цінних показників і якості олії, статистичні методи для аналізу й оцінки достовірності отриманих результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено закономірності прояву і мінливості морфологічних, біохімічних і господарсько цінних показників зразків рижію ярого різного географічного походження як вихідного матеріалу для селекції даної культури. Виявлено сприятливі для добору кореляції між морфологічними ознаками і господарсько цінними показниками у рижію ярого. Встановлено закономірності мінливості вмісту окремих жирних кислот у насінні рижію ярого. Уперше для культури рижію ярого показано ефективність використання хімічного мутагенезу з метою одержання нового вихідного матеріалу для селекції.

Практичне значення одержаних результатів. Методом індукованого мутагенезу створено лінії з високими показниками господарсько цінних ознак, а також лінії – носії маркерних ознак для використання у подальшій селекційній роботі. Методом прямого добору мутантів створено сорти рижію ярого з відмітними маркерними ознаками Престиж і Зевс, занесені до Державного реєстру сортів рослин, придатних до поширення в Україні, відповідно з 2006 і 2009 рр. Встановлено оптимальні концентрації мутагену ЕМС (0,01-0,1 %) для обробки насіння рижію ярого з метою одержання перспективних мутантів. Виділено зразки з високим вмістом окремих жирних кислот і високим рівнем врожайності та вмісту олії, що будуть використані при створенні нових сучасних сортів рижію ярого.

Особистий внесок здобувача. Проведення польових та лабораторних досліджень, виявлення мутантних форм, їх опис та випробування, аналіз і статистична обробка одержаних результатів, узагальнення результатів досліджень і формулювання висновків, внесення пропозицій для селекційної практики. Внесок здобувача у публікації, виконані у співавторстві, полягає в одержанні експериментальних даних та узагальненні результатів досліджень і становить 70 %; у створенні сортів мутантного походження рижію ярого Престиж та Зевс – по 33 %.

Апробація результатів досліджень. Основні положення дисертації представлені та обговорені на засіданнях вченої ради і методичної комісії Інституту олійних культур НААН України (м. Запоріжжя, 2001–2010 рр.), на міжнародній науковій конференції "Сучасні питання створення й використання сортів і гібридів олійних культур" (Інститут олійних культур НААН України, м. Запоріжжя, 2002 р.), на 3-ій міжнародній конференції молодих учених і фахівців "Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур" (ВНИИМК, м. Краснодар, 2005 р.), на науково-практичній конференції "Сучасний стан та перспективи виробництва продукції рослинництва в умовах змін клімату" (Інститут зернового господарства НААН України, м. Дніпропетровськ, 2010 р.), Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених "Актуальні проблеми та перспективи розвитку природничих наук" (Запорізький національний університет, м. Запоріжжя, 2010 р.).

Публікації. Результати досліджень за темою дисертації висвітлено у 8 наукових публікаціях, з яких 5 статей – у фахових наукових виданнях України та 3 – у збірниках тез доповідей і матеріалів конференцій. За результатами дисертаційної роботи отримано авторські свідоцтва на сорти рижію ярого Престиж та Зевс.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 204 сторінках комп’ютерного набору (основний текст – 161 сторінка) і складається із вступу, п’яти розділів, висновків, рекомендацій, 6 додатків і списку використаних джерел (266 найменувань, у тому числі 54 праці латиницею). Робота містить 55 таблиць і 43 рисунка.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Ботанічна характеристика й біологічні особливості рижію ярого. Створення вихідного матеріалу хрестоцвітих культур методом мутагенезу

На основі аналізу літературних джерел доведено можливість і доцільність використання рижію ярого як альтернативної олійної культури. Привабливим його роблять короткий вегетаційний період, невимогливість до умов вирощування, висока холодо- і посухостійкість. Останнім часом інтерес до цієї культури значно зріс у зв’язку зі збільшенням попиту на різноманітні за якістю рослинні олії. Індукований мутагенез дозволяє порівняно швидко створити різноманітний селекційний матеріал. Його застосування дає великі можливості поліпшення сортів прямим добором індукованих мутацій, зокрема, у поєднанні з гібридизацією. В олійних культур сімейства хрестоцвітих мутанти зі зміненими ознаками були отримані й вивчалися різними авторами, проте відомості про застосування цього методу в селекції рижію ярого не знайдені. Тому виконана робота в цьому напрямку представляється важливою й своєчасною.

Агрометеорологічні умови проведення досліджень, вихідний матеріал і методика

Експериментальні дослідження проводили в Інституті олійних культур НААН України (Запорізький район, Запорізька область). Ґрунт – типовий середньощільний малогумусний чорнозем. За період досліджень метеорологічні умови істотно відрізнялися, що дало можливість на основі отриманих даних зробити об’єктивні висновки.

Дослідження мінливості ознак рижію ярого проводили на базі колекції ВІР (м. Санкт-Петербург) згідно методичних вказівок для вивчення колекцій хрестоцвітих культур. Вихідним матеріалом стали 141 колекційний зразок різного географічного походження. Для проведення досліджень зі створення нового вихідного матеріалу для селекції рижію ярого методом хімічного мутагенезу були залучені сорти селекції Інституту олійних культур Степовий 1 і Міраж та колекційний зразок K4153 (Чехія). Насіння обробляли хімічним мутагеном ЕМС у концентраціях 0,01, 0,05, 0,1, 0,5 %.

Для вивчення впливу хімічного мутагену на рослини у першому поколінні їх висівали у теплиці. Посів у М2 та М3 проводили у польових умовах посімейно: сім’я М2 – потомство однієї рослини з М1; сім’я М3 – потомство рослин сім’ї з М2. Мутації виділяли шляхом візуального огляду рослин під час проходження ними основних фаз вегетації. Частоту мутацій виражали у процентах сімей з мутантними рослинами від загальної кількості вивчених сімей у відповідному варіанті досліду у поколінні М2. Точний підрахунок частоти видимих мутацій проводили тільки у наступному поколінні після перевірки успадкування ознаки. У поколінні М3 мутантні родини були проаналізовані з метою визначення розмаху мінливості господарсько цінних ознак в залежності від генотипу та концентрації обробки мутагеном.

Визначення біохімічних показників (вмісту олії, її жирнокислотного складу) здійснювали у лабораторії біохімії Інституту олійних культур НААН України за стандартними методами (ГОСТ 10857-64, ГОСТ 30418-96).

Статистичний аналіз експериментальних даних проводили шляхом дисперсійного, варіаційного, кореляційного аналізів з використанням програми Microsoft Excel і пакета прикладних програм Statistica.

Мінливість ознак рижію ярого

При вивченні морфологічних ознак визначено висоту рослин та штамбу, кількість гілок першого порядку та кількість стручків на центральній гілці та на рослині. Значення мінливості цих показників по роках випробувань представлені в табл. 1. Аналіз даних показав, що висота рослин є найбільш стабільною ознакою. Похибка середнього вибірки не перевищувала 0,84 % у 2004 р. і 0,79 % у 2005 р., а коефіцієнт варіації складав 8,6 % та 8,2 % відповідно. У середньому ця ознака становила в 2004 р. 70,9±0,59 см, і у 2005 р. – 61,1±0,48 см. Зменшення висоти рослин у 2005 р. пояснюється посушливими погодними умовами у період максимального росту рослин. Виявлено генотипи, що мінімально реагують на умови вирощування (сортозразки K4175, K4168, K4181 та ін.), у яких висота рослин за роками випробувань варіювала в межах 3 см. Виділені низькорослі зразки: K4111, K4183, K4175 та ін. (середня висота до 65 см) і високорослі: K253, K4141 (до 75 см), які в селекційній роботі можуть стати донорами цієї ознаки.

Таблиця

1

Характеристика морфологічних ознак рижію ярого у різні роки випробування, 2004-2005 рр.

Найменування показника

Висота рослини, см

Кількість гілок на рослині, шт.

Кількість стручків на рослині, шт.

2004 р.

Мінімальне значення

58,5

3,8

33,4

Середнє значення

70,9±0,59

7,4±0,13

113,8±3,46

Максимальне значення

85,3

12,4

198,6

Стандартне відхилення

6,13

1,37

35,83

Коефіцієнт варіації, %

8,6±0,59

18,5±1,27

31,5±2,15

2005 р.

Мінімальне значення

49,7

6,9

65,1

Середнє значення

61,1±0,48

11,6±0,23

162,6±4,44

Максимальне значення

75,2

19,8

278,3

Стандартне відхилення

5,01

2,42

45,91

Коефіцієнт варіації, %

8,2±0,56

20,8±1,42

28,2±1,93

Кількість гілок першого порядку по роках випробувань змінювалась у межах 3,8-12,4 шт. у 2004 р. і 6,9-19,8 шт. у 2005 р. Максимальну кількість гілок мали сортозразки K1357 і K3959. Збільшення діапазону варіювання показника в 2005 р. пов'язане з опадами на початку червня на відміну від посушливих умов цього періоду в 2004 р.

Відмічено більшу в 2005 р. кількість стручків на рослині, яка сягала 162,6±4,44 шт. проти 113,8±3,46 шт. у 2004 р. Загальна мінливість у межах популяції сортозразків досить велика – коефіцієнт варіації становив 31,5±2,15 % у 2004 р. і 28,2±1,93 % у 2005 р.

Розподіл сортозразків за цим показником по роках проілюстровано гістограмою (рис. 1). У максимальної кількості сортозразків (22,4 %) у 2004 р. кількість стручків коливалася у межах 100-120 шт., а у 2005 р. максимальна кількість сортозразків (17,8 %) мали по 140-160 стручків.

Виявлено генотипи, що слабко реагують на умови вирощування. Так, сортозразки K419, K3872, K3875, K2667 мали незначне варіювання кількості стручків на рослині. Виділені сортозразки зі стабільно великою кількістю стручків на рослині  K2667 (197,8 шт.), K4061 (176,8 шт.) та ін., які можуть стати донорами цієї ознаки.

Рис. 1. Гістограми розподілу сортозразків за кількістю стручків на рослині
і щільність нормального розподілу за цією ознакою
, 2004-2005 рр.

При вивченні мінливості рижію ярого за біохімічними показниками досліджено вміст олії, її жирнокислотний склад та вміст глюкозинолатів у насінні. Одним із найважливіших показників рижію ярого є вміст олії. Виявлено істотний вплив погодних умов на прояв цієї ознаки. Так, у 2004 р. олійність змінювалася у межах від 37,2 % до 45,5 % при середньому значенні 40,9±0,13 %; у 2005 р. вона знизилася і коливалась від 34,1 % до 43,3 % при середньому 38,9±0,15 %. У 27 сортозразків олійність перевищувала 40 %, найбільші показники за дворічними даними мали сорт Ісилькулець (44,1 %), K4031 (43,3 %) і K3274 (43,0 %). У більшості з них простежувалася стабільність показника, тому їх варто використовувати при створенні сортів ярого рижію з високим вмістом олії.

Аналіз жирнокислотного складу олії рижію ярого показав, що в ній переважають ліноленова й лінолева кислоти, досить великий вміст олеїнової та ейкозенової кислот, також присутня ерукова кислота при порівняно незначній кількості пальмітинової, стеаринової та арахінової жирних кислот (до 7 %).

Вміст ненасичених кислот коливається в широких межах: олеїнової (С18:1) від 12,8 % у сортозразка K-2500 до 30,3 % у K-4180; лінолевої (С18:2) від 16,7 % (K-419) до 24,0 % (K-3297); для ліноленової (С18:3) межі відповідно становили 25,1 % (K-4180) і 43,5 % у K-419, ейкозенової кислоти (С20:1) найменше мав сортозразок K-4158 (13,5 %), найбільше (18,5 %)K-4169; найменше (0,8 %) ерукової кислоти (С22:1) виявлено у K-4178 і найбільше її (3,7 %) містилося у сортозразка K-4134.

У середньому вміст кислот становив: ліноленової – 36,3±0,59 %, лінолевої – 19,9±0,25 %, ейкозенової – 16,4±0,13 %, олеїнової – 16,3±0,35 %, пальмітинової – 6,1±0,05 %, ерукової – 2,2±0,09 %, стеаринової – 2,1±0,04 %, арахінової –  0,64±0,082 %. Серед жирних кислот, що складають основу олії рижію, найбільш варіабельними є олеїнова (коефіцієнт варіації становить 15,7±2,12 %) та ліноленова (12,1±1,63 %). Вміст лінолевої та ейкозенової кислот у різних сортозразків варіює менше: коефіцієнти варіації становлять 9,3±1,26 % і 5,7±0,76 % відповідно.

Для харчового використання олії рижію виділено сортозразок K-4180 із високим вмістом олеїнової кислоти (30,3 %) і низьким  ліноленової (25,1 %). За низьким вмістом ерукової кислоти особливо слід відмітити сортозразки: K4178, K-1357, K2473 і K-2489 (до 1,1 %). При використанні на технічні цілі цінні зразки з високим вмістом поліненасичених жирних кислот (K-419, K-1357, K-2487 і K2489).

Вміст олеїнової кислоти негативно корелює (r=0,78, p <0,001) з ліноленовою й незначно з еруковою. Це дає змогу підвищувати вміст олеїнової кислоти за рахунок ліноленової майже без збільшення вмісту ерукової, що суттєво для харчової олії. При використанні олії на технічні цілі інтерес представляє сума лінолевої й ліноленової кислот. Вона позитивно корелює лише з ліноленовою (r=0,91, p<0,001) і негативно з іншими, тому при селекції ярого рижію на технічні цілі слід збільшувати вміст ліноленової кислоти за рахунок олеїнової й ейкозенової.

Шрот рижію ярого можна вважати низькоглюкозинолатним. Середній вміст глюкозинолатів у 2004 р. становив 6,0±0,08 мкМоль/г, у 2005 р. цей показник дещо зріс (до 6,9±0,12 мкМоль/г).

При дослідженні господарсько цінних показників рижію ярого визначено урожайність та вихід олії, масу тисячі насінин. Зведені значення мінливості господарсько цінних показників рижію ярого в 2004-2005 рр. представлені в табл. 2.

Таблиця

2

Характеристика господарсько цінних показників рижію ярого у різні роки випробування, 2004-2005 рр.

Найменування показника

Урожайність, т/га

Вихід олії, кг/га

Маса
1000 насінин, г

2004 р.

Мінімальне значення

0,58

241,0

0,94

Середнє значення

1,05±0,018

430,9±7,37

1,37±0,023

Максимальне значення

1,49

628,8

2,25

Стандартне відхилення

0,21

85,59

0,270

Коефіцієнт варіації, %

19,6±1,19

19,9±1,21

19,7±1,21

2005 р.

Мінімальне значення

0,27

101,1

0,77

Середнє значення

0,78±0,024

304,9±9,92

1,32±0,026

Максимальне значення

1,71

710,5

2,24

Стандартне відхилення

0,29

115,67

0,303

Коефіцієнт варіації, %

36,7±2,22

37,9±2,30

22,9±1,39

Урожайність у 2004 р. змінювалась у межах 0,58-1,49 т/га, у 2005 р. від 0,27 т/га до 1,71 т/га. Середня врожайність у 2004 р. була 1,05±0,018 т/га, у 2005 р. вона зменшилася до 0,78±0,024 т/га. Значення коефіцієнтів варіації становить 19,6 % та 36,7 %. Найбільш урожайними (1,2-1,4 т/га) за роки випробувань виявились сортозразки K339, K253, K2503, K3943, K344, K4151, K3260, K1357, K257.

Тісно пов'язаний з врожайністю показник виходу олії також змінювався у дуже широких межах: від 241,0 кг/га до 628,8 кг/га в 2004 р. та від 101,1 кг/га до 710,5 кг/га у 2005 р. Найбільш стабільно високим проявом цієї ознаки характеризувались сортозразки K339, K4151, K2503, K3943, K3260, K257, K3384.

Дослідження ознаки маси 1000 насінин показало, що це один з найбільш стабільних з досліджуваних показників. Незважаючи на контрастність погодних умов у роки випробувань, середні значення ознаки залишились майже незмінними (1,37±0,023 г у 2004 р. і 1,32±0,026 г у 2005 р.). Максимальне значення показника продемонстрував в обидва роки сортозразок K3385 (на рівні 2,2 г).

Кореляція між виходом олії та врожайністю близька до одиниці (r=0,98, p<0,001). Досліджено кореляційний зв'язок між господарсько цінними і морфологічними ознаками. Встановлено позитивну кореляцію урожайності та виходу олії з висотою рослини (відповідно r=0,30 при p=0,006 і r=0,25 при p=0,022); маси насіння з однієї рослини із загальною кількістю стручків (r=0,50, p<0,001), кількістю гілок (r=0,49, p<0,001), стручків на центральній гілці (r=0,29, p=0,010). Між масою 1000 насінин є негативна кореляція з кількістю стручків на центральній гілці (r=0,36, p=0,001), із загальною кількістю стручків (r=0,29, p=0,008) і з кількістю гілок (r=0,21, p=0,045).

Генетична мінливість у рижію ярого під впливом етилметансульфонату.

При вивченні впливу ЕМС на рослини рижію ярого в першому поколінні (М1) було встановлено чутливість рослин до різних концентрацій мутагену, а також з’ясовано реакцію різних генотипів на його вплив (табл. 3).

Для цього вивчалися схожість, тривалість періоду "сходи-цвітіння", висота рослин, утворення бічних гілок. Одержані дані свідчать про інгибуючу дію мутагену у високих концентраціях на вивчені ознаки. Спостерігалося зниження схожості насіння й висоти рослин, збільшення тривалості періоду "сходи-цвітіння". Вплив мутагену при низькій концентрації обробки в ряді випадків мав стимулюючу дію на прояв ознак.

Спектр мутацій рижію ярого. У другому поколінні проведено відбір змінених форм у рослин рижію ярого. Обробка насіння ЕМС у концентраціях 0,01 – 0,5 % призвела до появи в М2 26 типів змін морфологічних ознак, які були розподілені на шість груп.

Найбільшими групами спадкових змін були хлорофільні мутації (9 типів) та мутації структури стебла і гілок (9 типів). Крім того, виділені групи мутацій сім’ядольних та справжніх листків, квіток, плодів і насіння.

Виділені хлорофільні мутації різнилися за зовнішнім проявом та ступенем пригніченості від летальних до нормально життєздатних рослин. Розрізняли такі типи: albina, viridoalbina, xantha, virescent, viridis, xanthоviridis, striata, темно-зелена рослина, антоціанове забарвлення листків.

Таблиця

3

Вплив обробки насіння ЕМС на ознаки рослин М1  рижію ярого, 2001 р.

Сорт

Концентрація мутагену, %

Схожість,
± відносно контролю,
 %

Висота рослини, см

Період "сходи-цвітіння", діб

Кількість бічних гілок, шт.

Міраж

Контроль

-

88,9

31,1

12,0

0,01

+8,8

81,2**

30,5

8,2**

0,05

+9,1

79,3**

31,6

7,5***

0,1

-9,0

76,6***

32,2

11,0

0,5

-67,9***

70,6***

35,5***

6,4***

Степовий 1

Контроль

-

99,6

36,7

10,9

0,01

-3,7

95,0

36,9

9,2

0,05

-42,6**

107,3**

36,2

10,2

0,1

-34,4**

108,2**

36,2

14,5*

0,5

-92,3***

100,5

40,0

13,5

K-4153

Контроль

-

107,9

36,5

12,7

0,01

-9,8

104,0*

36,7

10,1*

0,05

+0,9

101,1***

36,7

11,0

0,1

+4,5

96,5***

36,9

10,3*

0,5

-95,5***

74,8*

41,8

11,5

Примітка *, **, *** – тут і далі відхилення від контролю істотні при р <0,05, 0,01 і 0,001 відповідно.

Мутації сім’ядольних та справжніх листків представлені чотирма типами змін: рослини із трьохсім’ядольними листками, двопластинчасті листки, зміна контуру листка, відсутність опушення.

Мутації структури стебла й гілок характеризували різний ступінь порушення архітектоніки рослин: високорослі, низькорослі та карликові форми, супротивне розташування гілок, зближені вузли розгалуження, фасціації, мутації згину стебла й гілок, порушення почергового розташування гілок, утворення прикореневих вузлів.

До групи мутацій квіток віднесено рослини зі зрослими пелюстками. Мутації плодів характеризуються тристулковими і одностулковими стручками.

До групи мутацій насіння віднесено великонасіннєві форми сорту Міраж (маса 1000 штук насінин перевищує вихідну форму на 0,4-0,6 г).

Особливий інтерес для селекції викликають мутації, які можуть бути використані як господарсько цінні (розмір насіння, висота рослин) або маркерні ознаки (порушення синтезу хлорофілу, морфологія листка).

Аналіз широти спектру змін морфологічних ознак рижію ярого показав істотну залежність характеру мутацій від генотипу. Крім мутацій, що зустрічаються у всіх вивчених сортів, ми спостерігали зміни, властиві тільки тому або іншому зразку. Найменш мутабільним виявився сорт Степовий 1. Сорти Міраж і K4153 більш схожі за спектром мутацій морфологічних ознак.

Аналіз співвідношення частоти появи груп мутацій рижію ярого показав, що частки груп мутацій від загальної частоти виникнення спадкових змін залежать від генотипу та концентрації мутагену (рис. 2). У сорту Міраж при всіх концентраціях обробки з найбільшою частотою виникали мутації структури стебла та гілок. Частота їх появ становила від 39 % до 50 % від загальної кількості виявлених мутацій у залежності від концентрації обробки. Для зразків Степовий 1 і K4153 їх частота була значно меншою. У K4153 вона становила від 19 до 40 %, у Степового 1 – від 24 до 28 %. При концентрації обробки 0,05 % у сорту Степовий 1 мутації цієї групи відсутні.

Рис. 2. Співвідношення груп мутацій рижію ярого залежно від
генотипу та концентрації мутагену у поколінні М2, 2002 р.

Для Степового 1 і K4153 найбільшою групою мутацій із максимальною частотою виникнення є мутації з порушенням синтезу хлорофілу. У Степового 1 частота коливається від 39 до 79 %, у K4153 – від 30 до 68 %. В обох випадках максимальна частота виникнення мутацій цієї групи спостерігалась при концентрації обробки 0,05 %. У сорті Міраж частка мутацій із порушенням синтезу хлорофілу поступово зростає від 29 до 37 % із підвищенням концентрації мутагену з 0,01 до 0,5 %.

Частка мутацій сім’ядольних та справжніх листків у сорту Міраж становить від 11 до 21 %, у Степового 1 вона знаходиться у проміжку від 21 до 35 %. У сортозразка K4153 при концентрації мутагену 0,05 % частота виникнення мутацій цієї групи становить 4 %. В інших випадках вона коливається у межах від 19 до 37 %.

Частка виникнення мутацій інших груп від загальної частоти змін, що спостерігались у наших дослідженнях, значно менша. Частота виникнення мутацій плодів у Міражі становить від 5 до 9 %, у K4153 – 8 %. Мутації квіток у сортозразка K4153 складають 3 %, мутації насіння у сорту Міраж – 8 % від загальної кількості спадкових змін.

З метою оцінки ефективності добору перспективного у селекційному плані матеріалу рижію ярого нами проведено порівняння впливу мутагену на кількісні ознаки у поколінні М3 у залежності від концентрації обробки та вихідного генотипу (табл. 4).

Таблиця

4

Вплив обробки насіння рижію ярого ЕМС на висоту рослин
і масу 1000 насінин у поколінні М
3, 2003 р.

Сорт

Концентрація
мутагену, %

Висота рослини, см

Маса 1000 насінин, г

мінімум

середнє
значення

максимум

мінімум

середнє
значення

максимум

Міраж

Контроль

58,2±2,13

70,4±0,97

75,4±0,51

1,70

1,84±0,039

2,05

0,01 %

58,8±4,60

70,3±0,60

78,5±2,33

1,28

1,78±0,053**

2,11

0,05 %

59,2±1,39

70,3±0,42

80,2±0,58

1,27

1,78±0,038**

2,19

0,1 %

61,0±1,48

70,7±0,40

83,6±1,12

1,23

1,75±0,031**

2,22

0,5 %

59,0±2,92

66,6±1,35*

74,6±2,38

1,03

1,48±0,056**

1,76

Степовий 1

Контроль

64,8±1,07

68,9±0,89

79,5±1,35

0,87

0,96±0,010

1,06

0,01 %

59,0±3,32

69,0±0,76**

79,6±0,51

0,84

1,00±0,016**

1,21

0,05 %

61,0±3,67

70,5±0,78*

81,4±0,98

0,85

0,98±0,017**

1,16

0,1 %

57,0±3,52

68,1±0,74

75,8±2,01

0,82

0,99±0,018**

1,19

0,5 %

56,2±1,46

65,7±4,76**

71,2±1,28

0,85

0,94±0,045**

1,00

K-4153

Контроль

55,0±1,38

64,0±1,21

72,4±0,93

0,83

0,93±0,019

1,11

0,01 %

53,4±1,44

67,0±0,56

77,4±2,16

0,75

0,90±0,016

1,12

0,05 %

50,8±1,83

63,5±0,62

76,0±1,6

0,84

0,93±0,010

1,13

0,1 %

50,6±2,52

64,9±0,81*

74,8±2,03

0,82

0,95±0,019**

1,29

0,5 %

57,2±2,84

61,2±1,96

65,4±2,54

0,75

0,91±0,068**

1,05

Різниця між мінімальним і максимальним значенням висоти рослин у контролі становить 17,2 см у сорту Міраж, під впливом мутагену вона зростає до 22,6 см.

Аналогічна тенденція і у сортів Степовий 1 і K4153. При цьому розширюються можливості добору як у сторону зменшення ознаки, так і більш високорослих форм.

Для сорту Міраж мінімальна і максимальна середні висоти у поколінні М3 становлять 58,8±4,60 см і 83,6±1,12 см, для сорту Степовий 1 – 56,2±1,46 см і 81,4±0,98 см, для K4153 – 50,6±2,52 см і 77,4±2,16 см. Більш широкий розмах варіювання ознаки спостерігався у випадку застосування малих та середніх концентрацій обробітку. При максимальній концентрації 0,5 % дія мутагену призводила лише до зменшення висоти рослин.

Мінливість ознаки маси 1000 насінин в залежності від концентрації мутагену виявилась специфічною для різних вихідних генотипів. Якщо для сорту Міраж характерне зниження середнього значення ознаки, починаючи вже з мінімальної концентрації обробки, то для сортів Степовий 1 і K4153 притаманне коливання середніх значень близько до контрольного, в окремих варіантах навіть перевищуючи його. Але при максимальній концентрації обробки (0,5 %) для всіх генотипів характерне істотне зниження середнього значення маси 1000 насінин. Серед варіантів, оброблених мутагеном, виділені форми, що вирізняються значно більшим відносно контролю розміром насіння. Для сорту Міраж максимальне значення маси 1000 насінин становить 2,22 г проти 2,05 г у контролі, для Степового 1 – 1,21 г проти 1,06 г, для K4153 – 1,29 г проти 1,11 г у контролі.

Однією з найбільш значущих характеристик рижію є олійність. Аналіз варіювання середніх значень цієї ознаки у межах кожної концентрації (табл. 5) показав незначні її коливання. Проте можливість добору матеріалу, що істотно перевищує контроль за вмістом олії, існує.

Таблиця

5

Вплив обробки насіння рижію ярого ЕМС на олійність і урожайність насіння у поколінні М3, 2003 р.

Сорт

Концентрація мутагену, %

Олійність насіння, %

Урожайність, т/га

мінімум

середнє
значення

максимум

мінімум

середнє
значення

максимум

Міраж

Контроль

40,1

42,0±1,07

43,2

0,41

0,65±0,033

0,94

0,01 %

39,2

41,2±1,10

43,7

0,40

0,77±0,023**

0,99

0,05 %

40,5

41,9±0,77

43,1

0,35

0,59±0,025**

1,15

0,1 %

40,6

42,1±0,97

43,1

0,30

0,42±0,017**

0,77

0,5 %

40,6

41,9±1,19

43,6

0,25

0,32±0,031

0,35

Степовий 1

Контроль

37,7

40,2±1,13

41,4

0,42

0,77±0,087

1,03

0,01 %

37,6

40,5±1,31**

43,0

0,41

0,79±0,022

1,11

0,05 %

38,0

40,2±1,22

42,8

0,35

0,54±0,026

0,85

0,1 %

39,1

40,7±0,99*

42,6

0,30

0,28±0,020

0,69

0,5 %

37,1

38,5±1,25

39,5

0,27

0,31±0,042

0,39

K-4153

Контроль

38,2

39,8±1,30

42,2

0,40

0,91±0,066

1,24

0,01 %

39,1

41,1±1,08

42,8

0,40

0,72±0,021

1,26

0,05 %

37,9

40,0±1,26

43,6

0,35

0,75±0,024

1,31

0,1 %

35,5

39,5±1,71*`

45,3

0,30

0,84±0,027

1,28

0,5 %

38,9

39,5±0,66

40,4

0,64

0,69±0,025

0,76

З аналізу максимальних значень цього показнику у контролі та оброблених ЕМС варіантах, бачимо, що для кожного сорту характерно збільшення вмісту олії під впливом мутагену порівняно з контролем (за виключенням випадків з концентрацією обробки 0,5 %). Для сорту Міраж максимальна олійність була 43,7 % (перевищує максимальне значення контролю на 0,5 %), для сорту Степовий 1 ця ознака була на рівні 43,0 % (на 1,6 % більше варіанту без обробки), для K4153 в одному випадку олійність досягла 45,3 % (перевершивши контроль на 3,1 %). Щодо оптимальної концентрації обробки мутагеном для отримання максимального результату, то значну роль у її виборі відіграє генотип рослин. Для сортів Міраж і Степовий 1 оптимальною виявилась концентрація 0,01 %; для K4153 спостерігалась інша тенденція: починаючи з концентрації 0,01 % значення показнику зростало і досягло максимуму у варіанті 0,1 % обробки.

Щодо впливу обробки мутагеном насіння рижію на урожайність, то для всіх трьох досліджуваних генотипів характерне поступове зниження середнього значення ознаки при збільшенні концентрації (табл. 5), крім варіантів з концентрацією обробки 0,01 % у зразків Міраж і Степовий 1 (середня урожайність перевищувала контроль на 0,12 т/га і на 0,02 т/га відповідно). При малих та середніх концентраціях обробки є можливість добору високоврожайного селекційного матеріалу.

У сорту Міраж при концентраціях 0,01 і 0,05 % максимальна урожайність становила 0,99 і 1,15 т/га проти 0,94 т/га без обробки, у Степового 1 максимальна урожайність була 1,11 т/га при концентрації обробки 0,01 % проти 1,03 т/га у контролі. У зразка K4153 максимальна урожайність становила 1,31 т/га при концентрації обробки 0,05 % проти 1,24 т/га у контролі.

Господарська цінність виділених мутантів

Порівняльна оцінка впливу мутагену на кількісні ознаки у поколінні М3 дозволила відібрати перспективний у селекційному плані матеріал за господарсько цінними показниками. Серед мутантних зразків усіх трьох досліджуваних сортів відібрані мутанти за ознаками висоти рослини, маси 1000 насінин, урожайності, олійності та виходу олії як найбільш цінних у селекційному плані.

У високорослих мутантів з сорту Міраж висота коливалась від 78,0 см до 83,6 см. Маса 1000 насінин у мутантних зразків змінювалась як у бік зменшення, так і збільшення ознаки (від 1,03 г до 2,22 г). За урожайністю перспективними виявились мутанти, отримані в результаті обробки ЕМС у концентраціях 0,01 % і 0,05 %. Їхня урожайність становила 0,911,15 т/га. Виділені нами мутанти перевищують контроль за вмістом олії на 0,7-1,7 %.

Серед мутантів, виділених з сорту Степовий 1 за господарсько цінними ознаками, найбільше було зразків, отриманих у результаті обробки ЕМС у концентрації 0,01 %. У цій групі присутні мутанти за усіма досліджуваними показниками. 14 мутантів характеризуються вмістом олії від 41,5 % до 43,0 %.

Мутанти, відібрані із сортозразка K4153, також відрізнялись від контролю за усіма досліджуваними показниками, причому майже у всіх варіантах обробки.

Сорти рижію, створені методом прямого добору мутантів. З генотипу рижію ярого сорту Міраж виділений мутант з відмінною від контролю морфологічною ознакою – великонасіннєвістю. З генотипу рижію ярого K4153 виділено мутантний зразок з відмінною ознакою зміною контуру листка. Після проведеного добору (покоління М2), перевірки успадкування зміненої ознаки (покоління М3) та проведеної господарської оцінки виділених мутантів (покоління М46), кращими визнано мутантні зразки ММ726 (індукований ЕМС з генотипу Міраж), МK2459 (з генотипу K4153) (табл. 6).

Таблиця

6

Характеристика перспективних мутантів рижію ярого за господарсько цінними ознаками у конкурсному сортовипробуванні, 2003–2008 рр.

Сорт,
зразок

Морфологічна ознака

Урожайність
насіння, т/га

Олійність, %

Вихід олії, кг/га

Маса
1000
насінин, г

Висота рослин, см

Період вегетації, діб

Міраж
контроль

Типовий для сорту розмір насіння

1,4

42

588

1,8

70

73

Мутант ММ-726

Великонасіннєвість

1,5

42

630

2,1

68

73

K-4153
контроль

Контур листка цільнокрайній

1,4

40

560

0,9

64

80

Мутант
МK-2459

Контур листка
зазублений

1,7

43

731

1,1

71

78

НІР05, т/га

0,07–0,12

За результатами випробування у 2005 р. до Державної служби з охорони прав на сорти рослин передано сорт мутантного походження рижію ярого Престиж, у описі значиться як мутантний зразок ММ726, який з 2006 р. занесений до Реєстру сортів рослин України.

У 2008 р. до Державної служби з охорони прав на сорти рослин передано сорт мутантного походження рижію ярого Зевс, що був описаний як мутантний зразок МK2459. За результатами Державного сортовипробування його з 2009 р. внесено до Реєстру сортів рослин України.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення важливого наукового завдання з встановлення особливостей мінливості ознак рижію ярого та створення нового вихідного матеріалу методом хімічного мутагенезу шляхом визначення мінливості, варіабельності, кореляції морфологічних, біохімічних і господарсько цінних ознак та ефективності створення цінного вихідного матеріалу внаслідок дії хімічного мутагену ЕМС. У результаті досліджень виділено цінний селекційний матеріал та створено сорти рижію ярого, що мають практичне значення у виробництві та селекції цієї культури.

1. Встановлено, що мінливість морфологічних показників колекційних сортозразків рижію ярого в умовах південного сходу України є досить істотною. Висота рослин є найбільш стабільною з ознак, коефіцієнт варіації якої становив 8,2-8,6 %, тоді як для висоти штамбу його значення було 25,6-41,0 %, кількості гілок першого порядку – 18,5-20,8 %, кількості стручків на центральній гілці – 19,1-21,8 %, кількості стручків на рослині – 28,2-31,5 %.

2. Виділені сортозразки, що характеризуються, незалежно від погодних умов, стабільним проявом ознак, які є складовими урожайності: низькорослі і високорослі, з мінімальною та максимальною висотою штамбу, з середньою кількістю гілок більше 10 шт., з стабільно великою кількістю стручків на центральній гілці та з максимальною кількістю стручків на рослині.

3. Встановлено, що вміст олії у сортозразків рижію ярого під впливом погодних умов суттєво коливається. Середнє значення цієї ознаки у посушливих умовах із підвищеним температурним режимом знизилось на 2 %. Виділені сортозразки з високим вмістом комплексу поліненасичених жирних кислот та сортозразок із високим вмістом олеїнової кислоти (30,3 %), який рекомендовано використовувати при селекції на харчові цілі.

4. Проведений порівняльний аналіз колекційних зразків за ознаками урожайності, виходу олії, маси тисячі насінин виявив істотний вплив на прояв досліджуваних ознак генотипу, а також погодних умов. Виділено зразки зі стабільно високими по роках урожайністю (1,01,4 т/га) і виходом олії (522,5-602,3 кг/га).

5. Виявлено тісний кореляційний зв’язок між загальною кількістю стручків на рослині з кількістю гілок (r=0,82 при p<0,001) та з кількістю стручків на центральній гілці (r=0,70, p<0,001). Маса насіння з однієї рослини істотно позитивно корелює із загальною кількістю стручків (r=0,50, p<0,001), кількістю гілок (r=0,49, p<0,001), кількістю стручків на центральній гілці (r=0,29, p=0,010) та негативно – з висотою штамбу (r=-0,33, p=0,003). Відмічено позитивну кореляцію між висотою й урожайністю (r=0,30, p=0,006) та висотою рослин і виходом олії (r=0,25, p=0,022). Виявлено істотні негативні кореляції вмісту ліноленової кислоти з усіма іншими жирними кислотами (від r=-0,78, p<0,001 до r=-0,29, p=0,029), а також неістотний зв'язок між вмістом олії та глюкозинолатів.

6. Доведена інгибуюча дія етилметансульфонату у високих концентраціях на вивчені ознаки у всіх досліджуваних генотипів рижію ярого у поколінні М1. Показником депресії є зниження схожості насіння й висоти рослин, збільшення тривалості періоду "сходи – цвітіння".

7. Встановлено, що обробка насіння трьох сортів рижію ярого етилметансульфонатом у концентраціях 0,01-0,5 % призвела до появи у поколінні М2 26 типів змін морфологічних ознак, які були розподілені на шість груп. Найбільшими групами спадкових змін були хлорофільні мутації (9 типів) та мутації структури стебла й гілок (9 типів). Особливий інтерес для селекції викликають мутації, які можуть бути використані як господарсько цінні (розмір насіння, висота рослин) або маркерні (порушення синтезу хлорофілу, морфологія листка) ознаки.

8. Доведено, що частота мутацій істотно залежить від генотипу. Найбільш мутабільним виявився сорт Міраж. Загальна частота мутантних сімей становить 72,1 % від досліджуваних проти 32,5 % і 36,2 % у сортів Степовий 1 і K4153 відповідно.

9. Встановлено, що лише при малих та середніх концентраціях мутагену (0,01-0,1 %) виявляли спадкові зміни, що можуть бути використані як господарсько цінні або маркерні ознаки, а також мутації квіток і плодів. При підвищенні концентрації мутагену до 0,5 % істотно збільшувалась частота мутацій з порушенням синтезу хлорофілу, а також мутацій структури стебла й гілок, що істотно впливають на розвиток рослини, пригнічуючи його, або взагалі летальних.

10. Виявлено збільшення у порівнянні з контролем мінливості господарсько цінних ознак у поколінні М3 при застосування мутагену у концентраціях 0,01-0,1 %, тоді як зі збільшеннням концентрації до 0,5 % спостерігається не лише звуження мінливості, а й зменшення середнього рівня ознаки.

11. Доведена можливість створення нових сортів рижію ярого методом прямого добору мутантів. У генотипі Міраж (концентрація обробки мутагеном 0,1 %) виділений мутант з відмінною від контролю морфологічною ознакою – великонасіннєвістю (ММ726). У 2005 р. його передано до Державної служби з охорони прав на сорти рослин як великонасіннєвий сорт рижію ярого мутантного походження Престиж. З 2006 р. він занесений до Реєстру сортів рослин України.

З генотипу K4153 (концентрація обробки мутагеном 0,01 %) виділений мутантний зразок з відмінною ознакою зміною контуру листка (МK2459). Під назвою Зевс він у 2009 р. занесений до Реєстру сортів рослин України.

Рекомендації для селекції та виробництва

У селекційних програмах використовувати як вихідний матеріал генотипи зі стабільним по роках випробувань проявом морфологічних ознак, які є складовими урожайності: низькорослі зразки K4111, K4183, K4175, високорослі K253, K4141, зі стабільно великою кількістю стручків на рослині K2667, K4061; з високим вмістом (Ісилькулець, K4031, K3274) та якістю (K4180, K-4178, K1357, K2473, K-2489 K-419, K-2487) олії; з показниками урожайності на рівні 1,0-1,4 т/га (K339, K253, K2503, K3943, K344, K4151, K3260, K1357, K257), підвищеним виходом олії (K339, K4151, K2503, K3943, K3260, K257, K3384).

З метою створення нового вихідного матеріалу обробляти насіння рижію ярого ЕМС у концентраціях 0,01, 0,05, 0,1 %. Використовувати при селекції створені методом індукованого мутагенезу лінії з високим рівнем господарсько цінних ознак та лінії-носії маркерних ознак.

Використовувати у виробництві створені перспективні мутантні сорти рижію ярого Престиж і Зевс.

Список праць, опублікованих за темою дисертації

Комарова И. Б. Рыжик – перспективная масличная культура / И. Б. Комарова, В. В. Рожкован // Науково-технічний бюлетень ІОК УААН. – Запоріжжя, 2001. – Вип. 6. – С. 74–77 (авторство складає 70 %, включає виконання досліджень, аналіз та узагальнення одержаних результатів).

Комарова И. Б. Влияние этилметансульфоната на растения ярового рыжика в поколении М1 / И. Б. Комарова, В. А. Лях // Науково-технічний бюлетень ІОК УААН. – Запоріжжя, 2002. – Вип. 7. – С. 80–83 (авторство складає 70 %, включає виконання досліджень, аналіз та узагальнення одержаних результатів).

Комарова І. Б. Типи змін морфологічних ознак індукованих ЕМС в поколінні М2 рижію ярого / І. Б. Комарова // Науково-технічний бюлетень ІОК УААН. – Запоріжжя, 2003. – Вип. 8. – С. 27–30.

Комарова І. Б. Мінливість біометричних показників рижію ярого/ І. Б. Комарова, В. О. Лях // Науково-технічний бюлетень ІОК УААН. – Запоріжжя, 2009. – Вип. 14. – С. 120–129 (авторство складає 70 %, включає виконання досліджень, аналіз та узагальнення одержаних результатів).

Лях В. О. Вміст та жирнокислотний склад олії рижію ярого / В. О. Лях, І. Б. Комарова // Бюлетень Інституту зернового господарства. – Дніпропетровськ, 2010. – № 38 – С. 137–142 (авторство складає 70 %, включає виконання досліджень, аналіз та узагальнення одержаних результатів).

А. с. 0663, Україна. Сорт рижію ярого Престиж / І. Б. Комарова, В. О. Лях, В. В. Рожкован, (Україна). – № 05097001. Занесений до реєстру сортів України в 2006 р.

А. с. 091449, Україна. Сорт рижію ярого Зевс / І. Б. Комарова, В. О. Лях, В. В. Рожкован (Україна). – № 08097001. Занесений до реєстру сортів України в 2009 р.

Комарова И. Б. Влияние этилметансульфоната на растения ярового рыжика в поколении М1 / И. Б. Комарова // Современные вопросы создания и использования сортов и гибридов масличных культур: методическ. конф., 23–24 окт. 2002 г.: сб. тезисов докл. – Запорожье, 2002. – С. 32.

Комарова И. Б. Влияние генотипа на спектр мутаций морфологических признаков у рыжика ярового / И. Б. Комарова // Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур: 3-я междунар. конф. молод. учен. и специал., 28–30 марта 2005 г.: сб. докл. – Краснодар, 2005. – С. 183–185.

Комарова І. Б. Частота мутацій рижію ярого у поколінні М2 / І. Б. Комарова // Збірка тез Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих учених ["Актуальні проблеми та перспективи розвитку природничих наук"], (Запоріжжя, 28 травня 2010 р.) / М-во освіти і науки України, Запор. нац. ун-т.  Запоріжжя: Запор. нац. ун-т, 2010. C. 14–18.

АНОТАЦІЯ

Комарова І. Б. Мінливість ознак рижію ярого та створення нового вихідного матеріалу методом хімічного мутагенезу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 – селекція і насінництво. – Інститут зернового господарства НААН України, Дніпропетровськ, 2010.

Робота присвячена вивченню мінливості ознак рижію ярого та визначенню ефективності індукування мутацій цієї культури з використанням хімічного мутагену етилметансульфонату (ЕМС) з метою одержання нового вихідного матеріалу для селекції.

Досліджено мінливість морфологічних, біохімічних і господарсько цінних ознак, визначено кореляційні зв’язки між ними та одержано математичні моделі залежності господарсько цінних показників від морфологічних ознак. Виявлено цінний вихідний матеріал за ознаками продуктивності та якості насіння.

Визначено вплив хімічного мутагену (ЕМС) при різних концентраціях на ріст і розвиток рослин рижію ярого у поколінні М1. Встановлено частоту й спектр морфологічних мутацій у поколінні М2 в залежності від генотипу та концентрації мутагену. На основі вивчення особливості мінливості кількісних ознак у поколінні М3 доведено можливість добору мутантів за господарсько цінними ознаками.

Показано ефективність використання хімічного мутагенезу для створення практично цінних сортів рижію. Методом прямого добору мутантів створені нові сорти Престиж і Зевс з відмінними морфологічними ознаками, занесені до Реєстру сортів рослин України.

Ключові слова: рижій ярий, мінливість, морфологічні й господарсько цінні ознаки, коефіцієнт кореляції, мутагенез, етилметансульфонат, мутаційна мінливість, покоління М1, М2, М3.

АННОТАЦИЯ

Комарова И. Б. Изменчивость признаков рыжика ярового и создание нового исходного материала методом химического мутагенеза. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.05 селекция и семеноводство. Институт зернового хозяйства НААН Украины, Днепропетровск, 2010.

Диссертация посвящена изучению изменчивости признаков рыжика ярового и оценке эффективности индуцирования мутаций этой культуры с использованием химического мутагена этилметансульфоната (ЭМС) с целью получения нового исходного материала для селекции.

Установлена существенная изменчивость морфологических, биохимических и хозяйственно ценных показателей коллекционных сортообразцов рыжика ярового в зависимости от генотипа, а также погодных условий. Выделены генотипы, характеризующиеся стабильным проявлением признаков, которые являются составляющими урожайности, а также с показателями продуктивности на уровне 1,0-1,4 т/га и выходом масла 522,5-602,1 кг/га. Выявлено тесную корреляционную связь между хозяйственно ценными признаками (ХЦП) и морфологическими показателями. Получены математические модели их зависимости. Доказано, что масличность рыжика ярового под влиянием погодных условий существенно колеблется. Среднее ее значение в засушливых условиях с повышенным температурным режимом снизилось на 2 %. Выделены сортообразцы с высоким содержанием комплекса полиненасыщенных жирных кислот и с высоким содержанием олеиновой кислоты (30,3 %).

Доказано ингибирующее влияние ЭМС в высоких концентрациях на изученные признаки рыжика ярового в поколении М1. Показано, что обработка семян трех сортов рыжика ярового ЭМС в концентрациях 0,01-0,5 % привела к появлению в поколении М2 26 типов изменений морфологических признаков. Особый интерес для селекции вызывают мутации, которые могут быть использованы как ХЦП (размер семян, высота растений) или маркерные (нарушение синтеза хлорофилла, морфология листка). Доказано, что спектр и частота мутаций существенно зависят от генотипа и концентрации мутагена. Наиболее мутабильным был сорт Мираж. Установлено, что лишь при концентрациях ЭМС 0,01-0,1 % обнаруживали наследственные изменения, которые могут быть использованы в селекции. При повышении концентрации мутагена до 0,5 % существенно увеличивалась частота мутаций, угнетающих растение.

Установлено увеличения в сравнении с контролем изменчивости ХЦП в поколении М3 в случае применения мутагена в концентрациях 0,01-0,1 %, тогда как при увеличении концентрации до 0,5 % происходило не только снижение изменчивости, но и уменьшение среднего значения признака. Показана эффективность использования химического мутагенеза для создания практически ценных сортов рыжика. Методом прямого отбора мутантов созданы новые сорта Престиж и Зевс, занесенные в Реестр сортов растений Украины.

Ключевые слова: рыжик яровой, изменчивость, биометрические и хозяйственно ценные признаки, коэффициент корреляции, мутагенез, этилметансульфонат, мутационная изменчивости, поколения М1, М2, М3.

SUMMARY

Komarova I. B. Trait variability of a spring false flax and creation of the source material by a method of chemical mutagenesis.  Manuscript.

Thesis for a Candidate of Agricultural Sciences degree by speciality 06.01.05 – Plant breeding. Grain Farming Institute UAAS, Dnipropetrovs'k, 2010.

This thesis is devoted to the study of trait variability of a spring false flax and evaluation of effectiveness of mutations' induction using chemical mutagene ethylmethane sulphonate in order to obtain new source material for breeding.

Variability of morphological, biochemistry and valuable agricultural traits has been studied, correlations between them have been determined and mathematic models describing dependence of crop yield from biometric traits have been designed. Valuable source material for breeding based on crop yield and grain quality has been obtained.

Influence of various concentrations of chemical mutagene ethylmethane sulphonate on the growth and development of spring false flax in М1 generation has been determined. Frequency and spectrum of morphological mutations in М2 generation in relation to the genotype and mutagene concentration have been defined. Based on research of peculiarities of quantitative traits variability in М3 generation, the possibility of selection of mutants with valuable agricultural traits has been proved.

Effectiveness of chemical mutagenesis method in creating valuable varieties of false flax has been shown. New varieties Prestige and Zeus, which have distinct morphological traits, have been created by direct selection of mutants. These varieties are included into the Registry of Plants Varieties of Ukraine.

Key words: spring false flax, variability, morphological and valuable agricultural traits, correlation coefficient, mutagenesis, ethylmethane sulphonate, parameters of mutational variability, M1, M2, M3 generations.


Підписано до друку 22.09. 2010 р.

Формат 60х84/16, папір офсетний. 0.9
зам. № 0123. Наклад 100

Типографія ПП "Митков"
м. Запоріжжя, п
л. Пушкіна, 4

тел.:228-17-86; т/ф.:228-17-87
inter-m.com.ua



EMBED Unknown  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82844. Склонение имен существительных 37 KB
  Цель: Закреплять умения склонять существительные по падежам; познакомить учащихся с несклонеяемыми именами существительными; развивать внимание, мышление, орфографическую зоркость, память; воспитывать интерес к изучению русского языка, любовь к природе, трудолюбие.
82846. Умови життя тварин. Боротьба тварин за життя 46 KB
  Мета: формувати поняття необхідні умови для життя рослиноїдних хижих і всеїдних тварин уявлення про ознаки пристосування тварин до добування корму; виховувати спостережливість любов до природи та бережливе ставлення до неї. Які групи тварин ви знаєте Як вони поділяються за способом живлення...
82847. Навколишнє середовище (довкілля) тварин. Як тварини пристосувалися до різних умов навколишнього середовища. Охорона тварин 143 KB
  Мета: формувати елементарні поняття про навколишнє середовище тварин та необхідні умови для їх життя уявлення про деякі ознаки пристосування тварин до умов навколишнього середовища та пристосування до захисту від ворогів у природі...
82848. Дієслова близькі та протилежні за значенням 59 KB
  Дієслова близькі та протилежні за значенням. Поглиблювати знання про дієслова; розвивати в учнів уміння добирати дієслова близькі та протилежні за значенням; вчити вживати дієсловасиноніми у власному мовленні; збагачувати лексичний запас учнів; учити складати розповідь за серією малюнків використовуючи...
82849. Розповідні речення 49.5 KB
  Розширити уявлення учнів про речення; розпочати ознайомлення з типами речень за метою висловлювання; ознайомити учнів з розповідними реченнями їх характерними ознаками оформленням на письмі; розвивати вміння визначати розповідні речення в мовленні правильно записувати їх за інтонаційними ознаками...
82851. Слова, що означають назви предметів 40 KB
  Мета: узагальнити і систематизувати значення по вивченій темі, розвивати увагу, пам’ять, зв’язне мовлення, вміння аналізувати, узагальнювати і виділяти головне, виховувати старанність, інтерес до навчання, бережливе ставлення до природи.
82852. Слова, що означають назви предметів. Складання усної розповіді за малюнком 105 KB
  Закріпити знання учнів про слова що означають назви предметів. Сьогодні ми будемо закріплювати знання про слова що означають назви предметів будемо розпізнавати ці слова і ставити до них питання. Дрізд до дятла Добрий день Дуб здоровий не впаде Дятел дзьобом дріботить: Двісті років простоїть...