Депресія вихідного матеріалу пшениці озимої в залежності від сорту та типу чинника

Abstract

Застосування мутагенних чинників для генетичного поліпшення дозволяє в короткі терміни отримати суттєві позитивні зміни, але проблемою залишається наявність сильної депресії в першому поколінні. Метою дослідження було виявити наслідки дії мутагенів з високою ушкоджувальною здатністю на показники мутантної популяції в першому поколінні для встановлення оптимальних параметрів протоколу застосування для генетичного поліпшення пшениці озимої. Насіння двох сортів пшениці озимої Вежа та Ігриста обробляли водним розчином хімічних мутагенів азиду натрію у концентраціях 0,01 %, 0,025 %, 0,05 %, 0,1 % та етилметансульфонату (тут та далі ЕМС) у концен- траціях 0,025 %, 0,05 %, 0,1 %. Для кожної обробки були використані 1000 зерен пшениці озимої. Експозиція дії мутагену становила 24 години. оцінювали схожість, виживання, фертильність, ознаки структури врожайності. Сорт Вежа виявився значно більш стій- ким до депресивних впливів у першому поколінні, ніж сорт Ігриста. В усіх випадках для усіх сортів фертильність статистично значимо знижувалася за дії усіх концентрацій та в порівнянні з контролем. Азид натрію виявляв свою дію набагато сильніше в аналогіч- них концентраціях, ніж EMС. Діапазон застосованих концентрацій досяг напівлетальних значень, Вплив генотипу був достовірним, як і підвищення концентрації. За результатами дискримінантного аналізу високомінливими були схожість, виживання, фертильність, вага зерна з головного колосу та з рослини, МТЗ, що достовірно відтворювали мутагенну депресію. Як мутаген азид натрію в дії призводить до суттєвого підвищення депресії в першому поколінні в порівнянні з етилметансульфонатом, а сорт Ігриста суттєво поступається за стійкість до обох чинників в порівнянні з сортом Вежа, що швидше за все обумовлено генетично. Різниця між сортами не завжди достовірна при дії ниж- чих доз та суттєво зростає при її підвищені. Застосування 0,1 % концентрації ЕМС та 0,05–0,1 % концентрацій азиду натрію суттєво підвищую пряму та віддалену загибель мутантної популяції. Більш оптимальними за рівнем зниження показників є застосу- вання ЕМС у концентраціях 0,025 % та 0,05 % та азиду натрію у концентраціях 0,01 % та 0,025 %. Високу мінливість мають ознаки схожість, виживання, фертильність, вага зерна з головного колосу та з рослини, МТЗ, котрі можна вважати як ті, що достовірно показують рівень впливу чинників. The use of mutagenic factors for genetic improvement makes it possible to obtain significant positive changes in a short time, but the presence of severe depression in the first generation remains a problem. The aim of the study was to reveal the effects of highly damaging mutagens on the parameters of the mutant population in the first generation in order to establish the optimal parameters of the application protocol for the genetic improvement of winter wheat. The seeds of two varieties of winter wheat, Vezha and Igrysta, were treated with an aqueous solution of the chemical mutagens sodium azide in concentrations of 0.01 %, 0.025 %, 0.05 %, 0.1 % and ethylmethanesulfonate (hereinafter EMS) in concentrations of 0.025 %, 0.05 %, 0.1 %. 1000 grains of winter wheat were used for each treatment. Exposure to the mutagen was 24 hours. similarity, survival, fertility, signs of yield structure were evaluated. The variety Vezha was much more resistant to depressive effects in the first generation than the variety Igrysta. In all cases, for all varieties, fertility was statistically significantly reduced under the influence of all concentrations and in comparison, with the control. Sodium azide showed its effect much stronger in similar concentrations than EMS. The range of applied concentrations reached semi-lethal values. The effect of genotype was reliable, as was the increase in concentration. According to the results of the discriminant analysis, germination, survival, fertility, grain weight from the main ear and from the plant, TGW, which reliably reproduced mutagenic depression, were highly variable. As a mutagen, sodium azide in action leads to a significant increase in depression in the first generation compared to ethylmethanesulfonate, and the variety Igrysta is significantly inferior in resistance to both factors compared to the variety Vezha, which is most likely due to genetics. The difference between varieties is not always reliable at lower doses and significantly increases at higher doses. The use of 0.1 % concentration of EMS and 0.05–0.1 % concentration of sodium azide significantly increases the direct and remote death of the mutant population. The use of EMS in concentrations of 0.025 % and 0.05 % and sodium azide in concentrations of 0.01 % and 0.025 % are more optimal in terms of reducing indicators. The traits of germination, survival, fertility, grain weight from the main ear and from the plant, TGW, which can be considered as those that reliably show the level of influence of factors, have high variability.