УченыеШколы естественных наукТюмГУ на основе многолетних данных определили биологический эффект химического мутагена фосфемида для увеличения генетического разнообразия ячменя.
Ячмень(Hordeum vulgareL.) – одна из важнейших зерновых культур как в России, так и за рубежом, находя свое применение в пищевой (крупяной, пивоваренной) и зернофуражной промышленности.
Благодаря универсальности использования и способности переносить сложные почвенно-климатические условия, культура получила широкое распространение.
По состоянию на 2021 г. среди зерновых и зернобобовых культур в Российской Федерации ячмень занимает второе место по посевным площадям (5194,5 тыс. га), уступая лишь пшенице (18321,2 тыс. га). В структуре производства зерновых культур Тюменской области ячмень занимает 118,5 тыс. га.
В Западной Сибири урожай зерна этой ценной культуры подвержен большим колебаниям по годам, что отрицательно сказывается на экономике региона; наибольшее снижение урожайности (в два-три раза) отмечается в засушливые годы.
Сегодня в условиях меняющегося климата, приводящего к возникновению различных неблагоприятных погодных явлений в течение вегетационного периода, продолжает оставаться актуальной необходимость увеличения генетического разнообразия сельскохозяйственных растений с целью получения форм, обладающих качественно новыми селекционноценными признаками и устойчивостью к факторам внешней среды, с привлечением как классических методов (отбор, гибридизация), так и новых (экспериментальный мутагенез, генная инженерия и др.).
Использование индуцированного мутагенеза при выведении сортов сельскохозяйственных культур позволяет создавать новый исходный материал за относительно короткий промежуток времени.
Один из перспективных химических мутагенов – фосфемид, эффективность которого в повышении биологического разнообразия культурных растений была изучена на яровой и озимой мягкой пшенице и на ячмене, в результате чего были получены разнообразные мутантные образцы с ценными биологическими и агрономическими свойствами.
Статья«Комплексная оценка мутантов ячменя по элементам урожайности»биологов ШЕН ТюмГУАнны Белозеровой,Нины БомеиДениса Базюкавышлавжурнале«Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции».
Ученые в своей работе охарактеризовали мутанты ярового ячменя по элементам урожайности и обосновали эффективность отбора перспективных форм с использованием селекционных индексов.
В качестве исходныхобъектов исследования были использованы три образца ячменя (Hordeum vulgareL.) из мировой коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (по происхождению из России, Эфиопии и Перу) и 44 мутантные формы пятого (М5) и шестого (М6) поколений, созданных на их основе, представляющие собой результат многократных отборов из мутантных популяций, полученных с использованием химического препарата фосфемида – ди-(этиленимид)-пиримидил-2-амидофосфорной кислоты.
Сравнение мутантных форм проводили с исходными образцами и сортами ʻAчaʼ (к-30243, var. nutans) и ʻАбалакʼ (к-31201, var. nutans), включенными в Государственный реестр сортов, рекомендованных для Тюменской области.
Полевое изучение мутантных форм на экспериментальном участке биостанции Тюменского государственного университета «Озеро Кучак», расположенной в Нижнетавдинском районе Тюменской области.
У изученных генотипов прослеживается общая закономерность реакции на водный и тепловой стресс в 2021 г., проявившаяся в снижении урожайности и ее составляющих. Наибольшая чувствительность к неблагоприятным факторам среды наблюдалась по длине колоса и массе зерна с колоса.
Ценность для практической селекции представляют 12 мутантных образцов, характеризующиеся стабильным проявлением признаков продуктивности в меняющихся условиях среды.
На основе селекционных индексов выделены потенциально засухоустойчивые генотипы ПIV19(44), ПIV19(45), ПIII6(82), созданные с помощью химического мутагена фосфемида после обработки семян образца из Перу (C.I. 10995, к-30630) в концентрации 0,01 процент, а также ЭIII5(55) после обработки образца из Эфиопии (Dz02- 129, к-22934) в концентрации 0,002 процента.
Полученные данные позволяют говорить о целесообразности использования трех индексов (канадский, мексиканский, индекс продуктивности растений), коррелирующих с урожайностью, для отбора перспективных форм ячменя в стрессовых условиях.
Исследования выполнены в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ № FEWZ-2021-0007 «Адаптивная способность сельскохозяйственных растений в экстремальных условиях Северного Зауралья».
Источник:
Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ и сайт Naked Science