Научная статья на тему 'Галорезистентные формы подсолнечника, индуцированные n-нитрозо-n-метилмочевиной'

Галорезистентные формы подсолнечника, индуцированные n-нитрозо-n-метилмочевиной Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
43
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Разорителева Е. К., Усатов А. В., Машкина Е. В.

После обработки 0,01 раствором нитрозометилмочевины семянок подсолнечника инбредной линии 3629 и при последующем их проращивании на провокационном фоне (1,7 раствор NaCl) были выделены в М2 галорезистентные формы, ставшие родоначальниками генетических линий SR. В условиях вегетационного опыта при почвенном засолении (1 NaCl) растения всех изучаемых SR линий показали повышенную по сравнению с растениями линии 3629 галорезистентность. В качестве критерия резистентности использовали продуктивность растений в условиях действия стрессового фактора.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Разорителева Е. К., Усатов А. В., Машкина Е. В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Salt-resistant forms of Helianthus annuus L. were received in M2 after the treatment of seeds of 3629 inbred line sunflower by 0,01 NMU solution and the subsequent them germination on the 1,7 NaCl solution. These have shown the increase of salt-resistance in comparison with plants of line 3629. The productivity of plants in condition of action of the stressful factor was used as resistance criterion.

Текст научной работы на тему «Галорезистентные формы подсолнечника, индуцированные n-нитрозо-n-метилмочевиной»

УДК 575.24

ГАЛОРЕЗИСТЕНТНЫЕ ФОРМЫ ПОДСОЛНЕЧНИКА, ИНДУЦИРОВАННЫЕ

N-НИТРОЗО-^МЕТИЛМОЧЕВИНОЙ

© 2004 г. Е.К. Разорителева, А.В. Усатое, Е.В.Машкина

Salt-resistant forms of Helianthus annuus L. were received in M2 after the treatment of seeds of 3629 inbred line sunflower by 0,01 % NMU solution and the subsequent them germination on the 1,7 % NaCl solution. These have shown the increase of salt-resistance in comparison with plants of line 3629. The productivity of plants in condition of action of the stressful factor was used as resistance criterion.

Введение

Создание устойчивых к засолению сортов и гибридов возделываемых растений представляет важнейший путь эффективного освоения засоленных земель [1]. Первым шагом в этом направлении является получение солеустойчивых форм как исходного материала для дальнейшей селекционной работы.

Известны несколько способов получения гало-резистентных растений. Прежде всего это выделение солеустойчивых экземпляров из сортовой популяции [2]. Однако количество устойчивых растений в популяции невелико, что отражает частоту спонтанной изменчивости. Неоднократно предпринимались попытки передать повышенную га-лорезистентность «диких» форм культурным сортам при гибридизации. Но в результате скрещиваний у полученных гибридов ухудшается комплекс хозяйственно-ценных признаков [2].

Устойчивые к засолению линии могут быть получены при помощи клеточной селекции [3]. Однако существуют определенные трудности в получении регенерантов у ряда культур. Не исключена химерность регенерантов, сформировавшихся из растущих на засолении каллусов, что в свою очередь не гарантирует сохранения в последующих поколениях признака солеустойчивости.

Мощным инструментом, повышающим частоту и размах наследственной изменчивости, является индуцированный мутагенез. Ранее была установлена способность нитрозометилмочевины (НММ) эффективно индуцировать пластомные хлоро-филльные мутации у подсолнечника [4]. Некоторые мутанты показали повышенную устойчивость к различным стрессовым воздействиям, в том числе и хлоридному засолению [5]. Целью настоящего исследования было получение при помощи НММ галорезистентных, не отягощенных хлорофилльными дефектами форм подсолнечника и изучение наследуемости данного признака.

Материалы и методы

Семянки подсолнечника инбредной линии 3629 предварительно замачивали в воде (в анаэробных условиях) при комнатной температуре в течение 12, 16, 20 и 24 ч. Затем семянки проращивали на водном растворе НММ в следующих концентрациях: 0,005, 0,008, 0,012 % или 0,015 % при температуре 25 °С в течение 6 ч или сразу после замачи-

вания, или спустя 6 ч, или 12 ч роста после окончания замачивания. После проращивания на растворе мутагена семянки высевали в поле и получали растения М!. Г алорезистентные формы выявляли в М2. Частоту галорезистентности определяли по отношению взошедших на 1,7 % растворе №С1 растений к общему числу высаженных семян. Отобранные в последующих генерациях галорези-стентные зеленые растения стали родоначальниками генетических линий и получили обозначение 8Я. В условиях вегетационного опыта на пресном фоне и при почвенном засолении (1 % №С1) определяли продуктивность 8Я растений.

Результаты исследования

Частота индукции солерезистентных форм зависит как от времени предварительного замачивания семянок подсолнечника в воде, так и от используемой концентрации мутагена (табл. 1). Наибольшая частота солерезистентных растений отмечена после замачивания семянок в течение 16 -20 ч и последующей обработке НММ в концентрации 0,01 %. В данном случае частота индукции солерезистентных форм в 3,6 раза превосходит спонтанную частоту солеустойчивых растений у подсолнечника (контроль). При увеличении концентрации НММ до 0,015 % и выше выживаемость растений М1 резко падает до 1 - 5 %.

Таблица 1

Частота индуцированных НММ галорезистентных форм

Примечание. * - достоверные отличия по сравнению с контролем при Р < 0,05;

** - достоверные отличия по сравнению с контролем при Р < 0,01;

*** - достоверные отличия по сравнению с контролем при Р < 0,001.

В табл. 2 показано влияние интервала времени между окончанием замачивания и началом обработки НММ прорастающих семян на частоту ин-

Концентрация НММ, % Частота солеустойчивости, %

Время замачивания, ч

12 16 20 24

Контроль - 6,8±1,1 - -

0,005 - 8,5±1,1 8,1±1,0 -

0,008 7,2±1,3 13,4±1,5*** 12,5±1,4** -

0,010 10,8±1,4* 24,6±1,9*** 24,0±1,7*** 19,4±1,8***

0,012 - 23,4±1,9*** 21,8±1,8*** 20,4±1,8***

дукции солеустойчивых форм (концентрация НММ 0,01%). Для сравнения в табл. 2 включены ранее полученные результаты по индукции НММ внеядерных пестролистных мутаций. Оптимальным для получения как пестролистных, так и резистентных форм подсолнечника является воздействие мутагена в первые 6 ч роста семянок. Именно в этот временной отрезок обработка НММ максимально увеличивает спонтанную частоту солеустойчивых форм (в 3,6 раза) у подсолнечника линии 3629. Частота индукции галорезистентных форм и пестролистных растений заметно снижается, если обработку мутагеном проводить через 6 или 12 ч после начала проращивания.

Таблица 2

Количество галорезистентных и пестролистных форм подсолнечника

Примечание.*** - достоверные отличия по сравнению с контролем при Р < 0,001;

** - достоверные отличия по сравнению с контролем при Р < 0,01.

Одни и те же режимы, эффективные для индукции НММ как пластидных пестролистных растений, так и галорезистентных форм, позволяют предположить, что индуцированная НММ повышенная устойчивость к засолению может быть детерминирована пластомом.

Для оценки наследуемости галорезистентно-сти проросшие на 1,7 %-м растворе №С1 семянки М2 (из всех вариантов опыта) высаживали в поле. Во время роста и развития опытных растений наблюдали существенное увеличение у них продолжительности вегетационного периода. В итоге только 34 растения достигли фазы цветения. Большая часть из них при инцухтировании была полностью или частично стерильна (3 - 5 плодов). Тем не менее в последующих генерациях мы отобрали наиболее перспективные для дальнейшей селекционной работы 7 зеленых га-лорезистентных линий 8Я.

В табл. 3 приведены показатели продуктивности растений 8Я на пресном и засоленном (1% №С1) фоне в условиях вегетационного опыта.

В контрольных условиях продуктивность солеустойчивых линий практически не отличается от исходной линии 3629. Исключение составляет линия 8Я5, продуктивность которой достоверно выше по сравнению с таковым показателем у

линии 3629 (Р < 0,01). В условиях 1 %-го хло-ридного засоления у растений 3629 продуктивность уменьшается в 2,7 раза относительно контроля. У форм 8Я3, 8Я5, 8Я6 - снижается в 1,4; 1,3; 1,2 раза соответственно. Однако продуктивность данных форм в условиях засоления достоверно превышает продуктивность растений линии 3629. Для растений 8Яь 8Я4, 8Я7 при хло-ридном засолении она остается на уровне контрольных значений, а у формы 8Я2 даже наблюдается некоторая продукционная стимуляция -урожайность растений 8Я2 при этом же уровне засоления достоверно повышается по сравнению с контрольным опытом.

Таким образом, галорезистентные формы подсолнечника, индуцированные с помощью НММ, сохраняют признак устойчивости в последующих поколениях. По аналогии с индукцией НММ пластидных хлорофилльных мутаций можно предположить внеядерный характер наследования галорезистентности. Однако для строгого доказательства этого предположения необходимо проведение реципрокных скрещиваний с последующим анализом потомства.

Таблица 3

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Продуктивность растений 8Я (вес сухих семянок одной корзинки, г), выращенных на пресном (контроль) и засоленном (1% КаС1) фоне в условиях вегетационного опыта

Линия Контроль 1% NaCl

3629 16,1±1,2 5,9±0,8***

SR1 18,3±1,2 17,0±0,7

SR2 13,8±0,9 16,7±1,0*

SR3 19,2±1,0 13,7±0,9***

SR4 16,6±0,7 17,1±1,1

SR5 21,2±1,4 15,9±0,8***

SR6 17,3±1,1 14,8±0,6*

SR7 14,3±0,9 15,0±1,4

Примечание. *** - достоверные отличия по сравнению с соответствующим контролем при Р<0,001; * - достоверные отличия по сравнению с соответствующим контролем при Р < 0,05.

Работа выполнена при финансовой поддержке гранта по фундаментальным исследованиям в области естественных наук Минобразования России: № 02-60-146.

Литература

1. Белецкий Ю.Д. и др. Пластиды и адаптация растений к засолению. Ростов н/Д, 1990.

2. Shannon M., Qualset C. // Calif. Agr. 1984. Vol. 38. № 10. P. 33-34.

3. Chandler S., Thorpe T. // Biotech. Adv. 1986. Vol. 4. P. 117-135.

4. Белецкий Ю.Д. Искусственные мутации хлоропластов у высших растений. Ростов н/Д, 1989.

5. Шевякова Н.И. // Физиология растений.

Вариант Семя- нок М2 Кол-во галорези-стентных форм Кол-во пестролистных растений М2

Абс. % ± m Всего растений М2 Абс. % ± m

Контроль 500 34 6,8±1,1 2520 0 0

НММ (0-6 ч) 500 123 24,6±1,9*** 2660 123 5,4±0,4

НММ (6-12 ч) 500 62 12,4±1,5** 3263 101 3,1±0,3

НММ (12-18 ч) 800 36 4,5±0,2 4209 11 0,3±0,1

1982. Т. 29. Вып. 2. С. 317-324.

Научно-исследовательский институт биологии РГУ______________________________________26 февраля 2003 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.