Исследователи Тюмени и Москвы показали, что мутагенный эффект химического препарата фосфемида перспективен для получения полезных мутаций и увеличения генетического разнообразия растений.
Ячмень / ©Getty images
В условиях растущего влияния контрастности факторов окружающей среды и глобально меняющегося климата минимизация действия абиотических и биотических стрессов представляется важным условием для оптимального развития растений и получения высококачественной продукции.
Вместе с тем в научном сообществе широко обсуждается проблема генетической эрозии, возникающая в результате вовлечения в селекционную работу ограниченного числа генотипов, что приводит к сужению генетического разнообразия сортов и утрате отдельных генов или комбинаций генов устойчивости к стрессовым факторам. Эти процессы обуславливают необходимость создания, поиска и привлечения генетически разнообразного материала в селекционный процесс.
Статья «Исследование мутагенного эффекта фосфемида на ячмене» биологов Федерального научного селекционно-технологического центра садоводства и питомниководства и Тюменского госуниверситета вышла в издательстве «Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции». Ячмень — одна из важнейших зерновых культур во всем мире. В селекции ячменя наиболее эффективный способ повышения урожайности и устойчивости к стрессовым факторам — повышение адаптивного потенциала растений за счет внедрения в селекционный процесс генетически разнообразного материала
Один из действенных методов создания нового исходного материала — индуцированный мутагенез. Встречающееся в природе разнообразие растений представляет собой результат хронологических спонтанных мутаций, образующихся вследствие генотипической рекомбинации в популяциях в условиях стрессового взаимодействия с факторами окружающей среды.
Для искусственного повышения частоты мутаций применяются различные физические или химические мутагены. Они позволяют с большей вероятностью получить растения, несущие аллели и признаки, представляющие практическую ценность и экономическую значимость. Метод индуцированного мутагенеза считается средством генетической реконструкции сельскохозяйственных растений.
Сегодня развитие мутационной селекции связано с поиском новых агентов, обладающих высокой мутагенной активностью, и изучением особенностей их действия на различные сельскохозяйственные культуры. Для ячменя такой мутаген — фосфемид.
Тюменские ученые ранее исследовали влияние фосфемида на генотипическую изменчивость хозяйственно-ценных признаков сортов озимой и яровой мягкой пшеницы. В данном исследовании наблюдали мутагенный эффект на трех образцах ячменя: из России, из Эфиопии, из Перу.
Закладка многолетних опытов проводилась на экспериментальном участке биостанции «Озеро Кучак» Тюменского госуниверситета. Путем визуальных наблюдений и описания растений в процессе их вегетации были выявлены измененные по морфологическим признакам и биологическим свойствам формы в контрольных и обработанных мутагеном популяциях. Обработка мутагеном позволила получить девять различных типов мутаций, представляющих практический интерес в улучшении ценных признаков ячменя.
При проведении экологического испытания перспективных мутантов в Центральном регионе России (Московская область) на опытном поле отделения генофонда и биоресурсов растений ФНЦ садоводства и питомниководства селекционно-ценные признаки передавались по наследству. Были выделены мутанты, превышающие исходные образцы по полевой всхожести семян, устойчивости к полеганию, а также по ряду элементов продуктивности.
Таким образом, ученые доказали, что изученный мутагенный эффект фосфемида перспективен для использования данного препарата — индуцирования полезных мутаций и расширения генетического разнообразия растений. Авторы статьи выражают благодарность главному специалисту Института биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН (Москва) Л. И. Вайсфельд за оказание методических консультаций при использовании фосфемида в лабораторных исследованиях. Исследования проводятся в рамках государственного задания, возложенного на Федеральный центр селекции, агротехнологии и питомниководства по садоводству.
