Winter wheat cytogenetic variability under the action of a chemical supermutagen

Abstract

The analysis of cytogenetic activity is a key component in determining prospects of future hereditary variability after,subject to a certain mutagenic factor, primarily identifying the significance of the genotype-mutagenic interaction, the correctness of the selected concentrations for more thorough screening of some development parameters. Winter wheat seeds of eight varieties (Balaton, Borovytsia, Zeleny Gai, Zoloto Ukrainy, Kalancha, Niva Odeska, Polyanka, Pochayna) were subjected to ЕМS (ethylmethansulfonate) at the concentrations of 0.025%, 0.05%, 0.10% The exposure lasted for 24 hours. Cytogenetic analysis was carried out for pollen fertility; we also examined the rates and spectras of chromosomal rebuildings in proper cell devision phases in relation to plant gcnotype and concentration of the mutagen. The experiment was aimed at identification of interrection between geotype, concentration of mutagen and mutagen nature, determining genome response to mutagen action. Such indicators of cytogenetic activity as the total rate of chromosomal abnormalities, fragments and double fragments, single and double bridges, micronucleus and lagging chromosomes were studied. The selected concentrations of the mutagen significantly influenced all the analyzed parameters, they can be attributed to the optimal and high range of concentrations according to the nature of the impact on bread wheat. We determined that in the case of the mutagenic action, the genotype had a significantly lesser effect on the nature and rate of individual aberrations than an increase in the concentration, while having a significant effect on the rate of increase in pollen sterility. The mutagen was characterized by a significantly lower site-specificity at the cellular level than other chemical supermutagens, manifesting only in the correlation between individual types of aberrations, but not in the character of the increase in their number. The key parameter to identify the activity of this agent was the frequency of fragments and double fragments, their ratio with bridges. Аналіз цитогенетичної активності є ключовим компонентом у визначенні перспектив майбутньої спадкової мінливості після того, як за певного мутагенного фактора, перш за все, виявлення значущості генотип-мутагенної взаємодії, правильності підібраних концентрацій для більш ретельного скринінгу деяких параметрів розвитку. . Насіння озимої пшениці восьми сортів (Балатон, Боровиця, Зелений Гай, Золото України, Каланча, Нива Одеська, Полянка, Почайна) піддавали ЕМС (етилметансульфонат) у концентраціях 0,025%, 0,05%, 0,10% Експозиція тривала 24 години. години. Цитогенетичний аналіз проводили на фертильність пилку; ми також досліджували швидкість і спектри хромосомних перебудов у відповідних фазах поділу клітини по відношенню до гнотипу рослини та концентрації мутагену. Експеримент був спрямований на виявлення взаємозв'язку між геотипом, концентрацією мутагену та природою мутагену, визначення реакції геному на дію мутагену. Вивчали такі показники цитогенетичної активності, як загальна частота хромосомних аномалій, фрагменти та подвійні фрагменти, одинарні та подвійні містки, мікронуклеус та відстаючі хромосоми. Вибрані концентрації мутагену суттєво вплинули на всі аналізовані показники, їх можна віднести до оптимальних та високого діапазону концентрацій за характером впливу на хлібну пшеницю. Встановлено, що при мутагенній дії генотип значно менше впливає на характер і швидкість індивідуальних аберацій, ніж підвищення концентрації, але суттєво впливає на швидкість підвищення стерильності пилку. Мутаген характеризувався значно нижчою сайт-специфічністю на клітинному рівні порівняно з іншими хімічними супермутагенами, що проявляється лише у співвідношенні між окремими видами аберацій, але не в характері збільшення їх кількості. Ключовим параметром для ідентифікації активності цього агента була частота фрагментів і подвійних фрагментів, їх співвідношення з містками.