Індукція мутацій структури рослин пшениці озимої за допомогою хемомутагенезу

Abstract

Завданнями наших досліджень є опис варіації мутацій архітектури стебла сучасних українських сортів озимої пшениці відповідно до їх взаємодії з природою мутагену, концентрацією та специфікою взаємодії генотип-мутаген. 7 сучасних українських сортів озимої пшениці та одну лінію обробили водним розчином 1,4-бісдіазоацетилбутану в концентраціях 0,1 та 0,2%. Досліджено види видимих мутацій, таких як високий та короткий стебло, карлики та напівкарлики, зміни воскового цвітіння, товщина стебла. З точки зору програми досліджень отримано нові лінії генетичних та племінних цінностей мутантів. Основними компонентами для успішної індукції мутацій були взаємодія генотип-мутаген та особливості генотипу як суб’єкта дії мутагену (завдяки дискримінантному та факторному аналізу). Шляхом мутації (у сенсі швидкості мутації та спектрів) генотипи можуть бути поділені на кілька груп. Вплив рецидивуючого мутагенезу було визначено як зниження швидкості мутації під дією мутагену сортом Калінова, який отримали з тим самим мутагеном. Реакція інших генотипів на дію мутагену залежить лише від конкретного генотипу, а не від виду лікування. Бісдіазоацетилбутан як мутаген для створення нового матеріалу за висотою рослини та структурою стебла виявився менш успішним, ніж гамма-промені та нітрозоалкілсечовини, але цей мутаген може бути використаний для спеціальних досліджень за допомогою деяких типів індукції мутацій. Але це було більш конкретно у взаємодії мутаген-генотип і чіткіше демонструє деякі ефекти повторного мутагенезу щодо природи хімічних агентів. Як, наприклад, дія на сорт Сонечко з великою кількістю мутацій восковим нальотом. Ці особливості можуть бути викликані попередніми хімічними мутагенними пошкодженнями ДНК в комплексі з повторюваною дією бісдіазоацетилбутану. Взаємодія генотип-мутаген та класифікація мутантного матеріалу можливі за швидкістю високого та короткого стебла, з восковими формами цвітіння та без них. Концентрація впливає на швидкість високих форм стебла. Мутаген не може викликати карликові та напівкарликові форми у значній кількості і абсолютно неперспективні в цьому плані. Наші дослідження будуть надалі зосереджені на трансформації науково-технічних досягнень та мутагенному механізмі бісдіазоацетилбутану на рослині на молекулярному рівні в недалекому майбутньому.

The objectives of our investigations are to describe the variation by mutations of stem architecture of the modern Ukrainian winter wheat varieties according to their interactions with mutagen nature, concentration and genotype-mutagen interaction specific. 7 modern Ukrainian winter wheat varieties and one line were treated by 1.4-bisdiazoatsetilbutan water solution at 0.1 and 0.2% concentrations. Types of visible mutations like as high and short stem, dwarfs and semi-dwarfs, changes in a waxy bloom, stem thickness have been investigated. New genetic- and breeding-value mutant lines have been obtained in terms of research program. Main components for mutation induction successful were genotype-mutagen interaction and peculiarities of genotype as a subject of mutagen action (due to discriminant and factor analyses). By mutation occurs (in sense of mutation rate and spectra) genotypes can be subdivided on several groups. Effect of recurrent mutagenesis was identified as decrease of mutation rate under mutagen action by variety Kalinova, which obtained with same mutagen. Other genotypes reaction on mutagen action depends on genotype specific only, not kind of treatment. Bisdiazoatsetilbutan as a mutagens for creation new material by plant height and stem structure has been shown as less successful than gamma-rays and nitrosoalkylureas, but this mutagen may be used for special investigation by some types of mutation induction. But it was more specific in a mutagen-genotype interaction and more clearly demonstrate some effects of recurrent mutagenesis regarding nature of chemical agents. As for example action on variety Sonechko with great number of mutations by waxy bloom. These peculiarities may be caused by previous chemical mutagens damages of DNA in complex with recurrent action of bisdiazoatsetilbutan. Genotype-mutagen inter action and classification of mutant material are possible by rate of high and short stem, with and without waxy bloom forms. Concentration affected on rate of high stem forms. Mutagen cannot induce dwarf and semi-dwarf forms in significant amount and completely unpromising in this regard. Our research will be further focused on transformation of scientific and technological achievements and mutagenic mech-anism of bisdiazoatsetilbutan on plant at the molecular level in the recent future.