Цитогенетична активність нітрозометилсечовини у пшениці озимої

Abstract

При моніторингових дослідженнях особливостей активності хімічного супермутагену особливе значення мають такі параметри як загальна частота хромосомних порушень, пропорції окремих типів перебудов, наявність окремих типів аберацій. Мета. Показати відмінності в цитогенетичній активності за частотами та спектром хромосомних перебудов у клітинах меристеми первинної кореневої системи у пшениці озимої в першому поколінні, показати ключові параметри в залежності від генотипу та концентрації. Методи. Насіння 8 сортів пшениці озимої Балатон, Боровиця, Зелений Гай, Золото України, Каланча, Нива Одеська, Полянка, Почайна обробляли розчином хімічного мутагену нітрозометилсечовини (НМС) у концентраціях 0,0125 та 0,025%. Методом світлової мікроскопії проводили аналіз хромосомних аберацій на препаратах мітозів верхівок первинних коренів сортів озимої пшениці на пізній стадії метафази та ранній анафазі. Результати. В цілому цитогенетична активність нитрозометилсечовини була більш високою. Досліджували такі показники як загальна частота, фрагменти (одинарні та подвійні), мости (також одинарні – хроматидні – та подвійні – хромосомні), більш рідкісні аберації як мікроядра, відстаючі хромосоми. Окремо враховувалися клітини з множинними хромосомними абераціями (комплексними). Значимо підвищення концентрації вплинуло на всі показники, різниця по генотипу дії була значущою лише для кількості клітин з множинними перебудовами. Кількість клітин з двома і більше абераціями виявилась надійним і достовірним параметром, який відображає підвищення концентрації (дози) мутагену та вплив суб’єкту дії (сорту). За модельними ознаками для генотипів відрізняються лише наявність комплексних аберацій, реакція на всі інші показники відсутня. Очевидно, саме ця частина спектра і зумовила зміни за загальною частотою цитогенетичних порушень, які вплинули на відмінності трьох сортів від інших за характером мінливості на клітинному рівні. Висновки. Більшу вагу набуває показник як клітин з множинними (комплексними) перебудовами. Найвищу генетичну спорідненість до дії НМС показали генотипи Зелений Гай, Полянка, Боровиця. Поведінка інших суттєво не відрізнялась. Концентрації слід віднести до діапазону умовно-помірних – високих. Вони входять до оптимальних з точки зору індукції мутацій в наступних поколіннях для всіх досліджених генотипів, що й буде встановлюватись під час майбутніх польових експериментів з їх ідентифікації та успадкування.

When monitoring the characteristics of the activity of a chemical supermutagen, such parameters as the general frequency of chromosomal disorders, the proportions of certain types of rearrangements, and the presence of certain types of aberrations are of particular importance. Purpose. To show the differences in cytogenetic activity according to the rate and spectrum of chromosomal rearrangements in the cells of the meristem of the primary root system for winter wheat at the first generation, to show the key parameters depending on the genotype and concentration. Methods. Seeds of 8 winter wheat varieties Balaton, Borovytsia, Zeleny Gai, Zoloto Ukrainy, Kalancha, Niva Odeska, Polyanka, Pochayna were treated with a solution of the chemical mutagen nitrosomethylurea (NMU) in concentrations of 0.0125 and 0.025%. Analysis of chromosomal aberrations was performed using light microscopy on preparations of mitoses of the tips of primary roots of winter wheat varieties at the late stage of metaphase and early anaphase. Results. In general, the cytogenetic activity of nitrosomethylurea was very high. We studied such indicators as the total frequency, fragments (single and double), bridges (also single – chromatid – and double – chromosomal), rarer aberrations such as micronuclei, lagging chromosomes. Cells with multiple chromosomal aberrations (complex) were taken into account separately. A significant increase in concentration affected all indicators, the difference by genotype was significant only for the number of cells with multiple rearrangements. The number of cells with two or more aberrations turned out to be a reliable and reliable parameter that reflects an increase in the concentration (dose) of the mutagen and the effect of the subject of action (variety). According to the model features, only the presence of complex aberrations differs for the genotypes, there is no reaction to all other indicators. Obviously, it was this part of the spectrum that caused changes in the general frequency of cytogenetic disorders, which affected the differences of the three varieties from the others in the nature of variability at the cellular level. Conclusions. The indicator of cells with multiple (complex) rearrangements gains more weight. The highest genetic affinity to the action of NMU was shown by the genotypes Zeleny Gai, Polyanka, Borovytsia. The behavior of others did not differ significantly. Concentrations should be attributed to the range of conditionally moderate – high. They are among the optimal from the point of view of induction of mutations in subsequent generations for all studied genotypes, which will be established during future field experiments on their identification and inheritance.