Способ мутагенной обработки растений ячменя

Способ мутагенной обработки растений ячменя

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области генетики и селекции и может быть использовано для получения наследственных изменений при создании исходного материала для селекции сельскохозяйственных растений.

Для получения мутаций применяются гамма- и рентгеновские лучи, лазерное излучение, химические вещества, в т.ч. и регуляторы роста (эпин, тур, кампозан, абсцизовая кислота). Химический мутагенез дает возможность улучшать имеющиеся сорта по некоторым признакам, не нарушая всего генотипа [1, 2, 3].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обработки растений пшеницы в фазу выхода в трубку регуляторами роста: тур, кампозан, абсцизовая кислота [4].

Однако при существующем способе обработки во втором поколении (М₂) максимальный выход хлорофилльных мутаций не превышает 0,18%. Выход морфофизиологических изменений в М₂ колебался от 1,11 до 2,64%.

Предлагаемый способ обработки семян включает в себя обработку растений ячменя в фазу кущения препаратом альто-супер с нормами расхода 0,05 л/га до 2,5 л/га и расходом рабочего раствора 300 литров на один гектар посевов.

Препарат альто-супер зарегистрирован и включен в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации в качестве фунгицида. Препарат состоит из двух действующих веществ (пропиконазол и ципроконазол), которые идеально дополняют друг друга. После опрыскивания посевов препарат альто-супер очень быстро (в течение 1 часа) проникает в растение и распространяется снизу вверх по стеблю к колосу и от основания листа к его вершине, с этого момента начинается воздействие препарата на возбудителя болезни. Такой механизм способствует равномерному распределению действующих веществ по растению и препятствует их смыванию. Благодаря фунгицидному действию, которое длится более 4-х недель, растения максимально защищены в критический период роста.

Характеристика предлагаемого способа.

Экспериментальная работа проводилась с 2008 года на опытном поле Вятской ГСХА. Посев нулевого поколения (М₀) производился на делянках площадью 1 м² с нормой высева 500 зерен. Растения ярового ячменя сорта Биос-1 обрабатывались водным раствором препарата альто-супер с нормами расхода 0,05 л/га, 0,5 л/га, 2,5 л/га из расчета 300 литров рабочего раствора на 1 гектар посевов в фазу кущения. Контролем служили обработанные водой (300 л/га) растения ячменя сорта Биос-1.

В нулевом поколении (М₀) проводили учет всхожести семян и выживаемости растений, фенологические наблюдения, анализ элементов структуры продуктивности растений ячменя.

В опытном варианте, с наибольшей нормой расхода препарата альто-супер (2,5 л/га), сразу после обработки растений наблюдалось замедленное прохождение фаз выхода в трубку, колошения и молочной спелости. Результаты исследований показали, что при увеличении концентрации препарата с 0,05 л/га до 2,5 л/га наблюдается тенденция снижения выживаемости растений от 72,9% до 64,1% (в контроле 70,6%).

Применение препарата альто-супер повлияло на элементы продуктивности растений ячменя (таблица 1).

Таблица 1
Влияние альто-супер на элементы продуктивности растений ячменя в М0.
Вариант	Продуктивная кустистость, шт	Длина стебля, см	Длина колоса, см	Количество зерен в колосе, шт.
Контроль	1,46±0,08	53,12±0,77	6,60±0,22	17,4±0,44
Альто-супер 0,05 л/га	1,48±0,09	48,15±0,78***	7,03±0,23	19,26±0,61*
Альто-супер 0,5 л/га	2,18±0,2**	52,73±0,91	7,47±0,18**	20,82±0,54***
Альто-супер 2,5 л/га	2,54±0,18***	51,52±0,81	7,78±0,22***	21,44±0,46***
Примечание: * - уровень вероятности Р>0,95
*** - уровень вероятности Р>0,999.

В целом препарат альто-супер оказал стимулирующее действие на растения ячменя, лишь в варианте альто-супер 0,05 л/га наблюдалось достоверное снижение длины стебля, которая составила 48,15 см, в контроле - 53,12 см. При увеличении концентрации препарата с 0,5 л/га до 2,5 л/га наблюдалось достоверное увеличение таких показателей, как продуктивная кустистость, длина колоса, количество зерен в колосе.

В первом поколении высевались семена с растений нулевого поколения, обработанные фунгицидами в фазу кущения. Посев первого поколения (M₁) проводился на делянках площадью 1 м² в четырехкратной повторности со смещением, в каждой повторности высевалось по 125 зерен. В первом поколении (M₁) проводили учет всхожести семян и выживаемости растений, фенологические наблюдения, анализ элементов структуры продуктивности растений ячменя.

Изучаемый фактор в последействии существенно не повлиял на прохождение фаз развития, полевую всхожесть семян, выживаемость растений и на элементы структуры продуктивности растений ячменя M₁, но наблюдалась тенденция роста продуктивной кустистости, длины стебля, длины колоса ячменя особенно при обработке препаратом альто-супер 0,05 л/га (таблица 2).

Таблица 2
Влияние альто-супер на элементы продуктивности растений ячменя в M1
Вариант	Продуктивная кустистость, шт	Длина стебля, см	Длина колоса, см	Количество зерен в колосе, шт.
Контроль	3,9±0,20	50,7±0,58	8,6+0,15	21,4+0,34
Альто-супер 0,05 л/га	4,2+0,25	52,2+0,70	8,7+0,14	22,1+0,35
Альто-супер 0,5 л/га	4,1±0,21	51,1+0,66	8,6+0,16	21,8+0,30
Альто-супер 2,5 л/га	4,4+0,23	51,8+0,78	8,8+0,14	22,1+0,23

Во втором поколении (М₂) проводили отбор хлорофилльных мутаций. Все хлорофилльные мутации классифицировали по Калам Ю., Орав Т. [3]. В спектре хлорофилльных нарушений отмечены мутации типа: albina - белые листья; alboviridis - пластинка зеленая, верхушка белая; viridissima - темно-зеленое листья; viridoalbostriata - чередуются продольно зеленые и белые полосы; viridoxanthostriata - чередуются продольные зеленые и желтые полосы; viridovirescens - бледно-зеленое растение приобретает нормальный зеленый цвет.

В контрольном варианте сорта Биос-1 не обнаружено ни одного хлорофилльного нарушения. Самые распространенные хлорофилльные мутации, встречающиеся во всех вариантах опыта: viridoxanthostriata, viridovirescens (таблица 3).

Таблица 3
Частота и спектр хлорофильных мутаций в М2
Вариант	Проанализировано семей	Число семей с мутациями	Частота хлорофильных мутаций (p±Sp), %
Контроль	312	0	0,00
Альто-супер 0,05 л/га	298	14	4,70±1,23**
Альто-супер 0,5 л/га	296	10	3,38±1,05*
Альто-супер 2,5 л/га	301	11	3,65±1,08**

Наибольшее количество хлорофильных нарушений albina обнаружено в варианте альто-супер с максимальной нормой расхода - 4 семьи. Частота хлорофилльных мутаций составила 3,38…4,70%.

Кроме хлорофилльных мутантов ячменя в М₂ отмечены и морфофизиологические изменения. Частота таких изменений в М₂ показана в таблице 4.

Таблица 4
Частота морфофизиологических изменений ячменя в М2.
Вариант	Число проанализированных семей	Число семей с морфофизилогическими изменениями	Частота морфофизиологических изменений, p±Sp, %
Контроль	312	2	0,64±0,45
Альто-супер0,05 л/га	298	38	12,75±1,93***
Альто-супер 0,5 л/га	296	28	9,46±1,70***
Альто-супер 2,5 л/га	301	20	6,64±1,44***

Частота морфологических и физиологических изменений составила 6,64 до 12,75%. Наибольшее количество семей с морфофизиологическими отклонениями - 38 семей, отмечено в варианте альто-супер 0,05 л/га. С увеличением концентрации препарата альто-супер с 0,05 л/га до 2,5 л/га происходит достоверное снижение частоты выхода измененных форм.

Спектр полученных морфологических и физиологических новообразований представлен в таблице 5

Таблица 5
Спектр морфологических и физиологических новообразований в М2.
	Норма расхода альто-супер
Измененные признаки	0,05 л/га	0,5 л/га	2,5 л/га
	абс	%	абс	%	абс	%
Проанализировано семей.	298		296		301
Кустистость:
высокая	7	2,35±0,88	3	2,36±0,88	4	1,33±0,66
низкая.	0		1	0,34±0,34	1	0,33±0,33
Позднее кущение	0	-	1	0,34±0,34	-
Листовая пластинка:
узкая	6	2,01±0,81	0		0
широкая	3	1,01±0,58	3	1,01±0,58	1	0,33±0,33
Полураскидистая форма куста	1	0,34±0,34	0		0	-
Выход в трубку:
ранний	3	1,01±0,58	0		2	0,66±0,47
поздний	1	0,34±0,34	1	0,34±0,34	1	0,33±0,33
Колошение:
раннее	7	2,35±0,88	5	1,69±0,75	4	1,33±0,66
позднее	2	0,67±0,47	1	0,34±0,34	3	1,00±0,57
Длина стебля:
длинный	6	2,01±0,81	12	4,05±1,15	6	1,99±0,81
короткий	7	2,35±0,88	7	2,36±0,88	5	1,66±0,74
Молочная спелость поздняя	1	0,34±0,34	0	-	0
Скороспелость	6	2,01±0,81	0	-	2	0,66±0,47
Позднеспелость	1	0,34±0,34	1	0,34±0,34	5	1,66±0,74
Измененная окраска:
зерна	1	0,34±0,34	0	-	1	0,33±0,33
остей	0	-	0	-	1	0,33±0,33
Длина колоса	12	4,03±1,14	14	4,73±1,23	12	3,99±1,13
Масса зерна:
высокая	6	2,01±0,81	5	1,69±0,75	2	0,66±0,47
низкая	1	0,34±0,34	7	2,36±0,88	6	1,99±0.81
Крупное зерно	2	0,67±0,47	2	0,68±0,48	0	-
Всего типов новообразований	18		14		16

Из таблицы 5 видно, что в целом спектр морфофизиологических новообразований представлен 21 типом. Наибольшее количество - 18 типов новообразований отмечено в варианте альто-супер 0,05 л/га.

Таким образом, препарат альто-супер является мутагенным факторам с такой правильностью, что при увеличении нормы расхода препарата наблюдается тенденция уменьшения его мутагенной активности.

Литература

1. Глуховцев В.В. Использование химического мутагенеза в селекции ячменя // Интенсивные приемы возделывания устойчивых урожаев зерновых культур. 1986. - С.80-87.

2. Дудин Г.П. Мутагенное действие излучения гелий-неонового лазера на яровой ячмень // Генетика, 1983. - №10. - С.1693-1699.

3. Калам Ю., Орав Т. Хлорофильная мутация. - Таллин: Валгус, 1974. - 59 с.

4. Ленточкин A.M., Машевский А.С. Создание исходного селекционного материала яровой пшеницы с помощью регуляторов роста растений//Адаптивные технологии в растениеводстве - итоги и перспективы. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Ижевск, 2003. - С.73-78. - прототип.

Способ мутагенной обработки растений ячменя, отличающийся тем, что обработку растений проводят в фазу кущения водным раствором препарата альто-супер с нормой расхода 0,05…2,5 л/га и с расходом рабочего раствора 300 л на 1 га посевов.