Assessment of positive changes in winter wheat varieties under mutagen treatment

Abstract

The exploration of novel agents capable of inducing practical genetic diversity in modern winter wheat varieties represents a significant avenue for enhancing both commercial wheat breeding and recombination-based selection methods. This study investigated the effectiveness of a relatively novel chemical mutagen, 1,4-bisdiazoacetylbutane (DAB), as an inducer of beneficial variability in grain yield and quality attributes, as well as in other agriculturally significant traits. Eight varieties of winter wheat (Perspektyva Odeska, Sonata Poltavska, Shpalivka, MIP Lada, Farell, NE 12443, Ronin, and Seilor) were exposed to the mutagen DAB at three concentrations: 0.1%, 0.2%, and 0.3%. Among the tested varieties, Farell, Ronin and Seilor exhibited the highest responsiveness, making them particularly favorable candidates for targeted mutagenesis aimed at enhancing beneficial traits. Optimal results, characterized by substantial genetic variability and an increased proportion of agriculturally beneficial forms, were consistently achieved at the highest DAB concentration tested (0.3%). Two particularly promising mutant lines emerged from the study, exhibiting the most favorable combination of high grain productivity, consistent yield stability and desirable grain quality traits suitable for bread-making purposes. Furthermore, several other mutant lines derived in this study exhibit significant potential as valuable parental lines for cross-breeding. Дослідження нових агентів, здатних індукувати практичне генетичне різноманіття у сучасних сортах озимої пшениці, є значним напрямком для вдосконалення як комерційної селекції пшениці, так і методів відбору на основі рекомбінації. У цьому дослідженні вивчали ефективність відносно нового хімічного мутагену, 1,4-бісдіазоацетилбутану (DAB), як індуктора корисної мінливості врожайності та якісних характеристик зерна, а також інших сільськогосподарсько значущих ознак. Вісім сортів озимої пшениці (Перспектива Одеська, Соната Полтавська, Шпалівка, МІП Лада, Фарелл, NE 12443, Ронін та Сейлор) були піддані впливу мутагену DAB у трьох концентраціях: 0,1%, 0,2% та 0,3%. Серед протестованих сортів Фарелл, Ронін та Сейлор продемонстрували найвищу чутливість, що робить їх особливо сприятливими кандидатами для цілеспрямованого мутагенезу, спрямованого на посилення корисних ознак. Оптимальні результати, що характеризуються значною генетичною мінливістю та підвищеною часткою сільськогосподарсько корисних форм, послідовно досягалися при найвищій протестованій концентрації DAB (0,3%). У результаті дослідження було виділено дві особливо перспективні мутантні лінії, які демонструють найсприятливіше поєднання високої зернової продуктивності, стабільної стабільності врожайності та бажаних характеристик якості зерна, придатних для хлібопекарства. Крім того, кілька інших мутантних ліній, отриманих у цьому дослідженні, демонструють значний потенціал як цінні батьківські лінії для схрещування.