Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1 Генетическое действие красного лазерного излучения на семена и растения 8
1.2. Гибберелловая и абсцизовая кислоты в физиологии и генетике растений 21
2. Условия, материал и методика исследований 43
2.1. Агроклиматическая характеристика Кировской области 43
2.2. Метеорологические условия в годы проведения опыта 44
2.3. Агротехнические условия опыта 52
2.4. Характеристика исходного материала, используемого в опыте 54
2.5. Мутагенные факторы и методика выделения измененных форм . 55
2.6. Методики физиологических и биохимических исследований 59
3. Влияние лазерного излучения, гибберелловой и абсцизовой кислот на рост и развитие овса в первом поколении 61
3.1. Всхожесть семян, длина первых листьев и выживаемость растений овса в Mi 61
3.2. Изменение показателей элементов структуры продуктивности растений овса в первом поколении 66
3.3. Влияние лазерного красного света и фитогормонов на энергию прорастания, всхожесть семян, высоту проростков и длину корней овса 75
4. Изменчивость ярового овса во втором поколении ... 78
4.1. Частота и спектр хлорофилльных мутаций в Мг 78
4.2. Морфофизиологическая изменчивость растений овса 84
5. Мутационная и модификационная изменчивость овса в третьем поколении 92
5.1. Характер наследования хлорофилльных мутаций, морфологических и физиологических изменений в М3 92
5.2. Частота и спектр мутационной изменчивости овса в Мз под влиянием лазерного излучения, гибберелловой и абсцизовой кислот 97
6. Характеристика мутантов овса сорта аргамак 106
6.1. Содержание белка, жира и крахмала в зерне у мутантов овса 106
6.2. Электрофоретические спектры запасных белков ПО
6.3 Урожайность селекционно-ценных мутантных форм ярового овса.. 116
6.4. Характеристика мутантов с хозяйственно полезными признаками 120
Выводы 123
Предложения для селекционной практики 125
Список литературы 126
Приложения 170
- Генетическое действие красного лазерного излучения на семена и растения
- Агроклиматическая характеристика Кировской области
- Изменение показателей элементов структуры продуктивности растений овса в первом поколении
- Характер наследования хлорофилльных мутаций, морфологических и физиологических изменений в М3
Введение к работе
Для успешного решения задач, поставленных перед селекцией, необходимо наличие разнообразного исходного материала, который делится на естественные и искусственные популяции, самоопыляемые линии, искусственные мутанты и полиплоидные линии.
Генетика - теоретическая основа селекции. Одним из важных ее достижений является открытие индицированного мутагенеза - искусственного получения мутаций с помощью физических и химических мутагенов.
Метод экспериментального мутагенеза особенно актуален в настоящее время. Возможности традиционного метода гибридизации, давшего сельскохозяйственному производству выдающиеся сорта многих сельскохозяйственных культур, окажутся в известной степени ограниченными, если не будет в достаточном количестве нового исходного материала. Мутагенез вызывает резкий подъем генетической изменчивости, обеспечивающий более полное сочетание селекционных достоинств исходного сорта. Важно иметь не просто новые, а ценные комбинации признаков. При этом методе создается возможность усиления определенного признака на фоне хорошего адаптированного генотипа (Гуляев, 1984; Метод, указ. 1967; Шевцов, 1981). Вопросам мутагенеза большое значение придавал Н.И. Вавилов. В трудах Л. Н. Делоне (1936, 1958), В. В. Сахарова (1932), И.А. Рапопорта (1962, 1966, 1984), Н.П. Дубинина (1966, 1980) и других (Гуляев, Гужов, 1987; Сойфер, 1969) показана перспективность применения этого метода для получения нового исходного материала.
В настоящее время индуцированный мутагенез широко используется в селекции пшеницы (Поползухина, Кротова, 1998; Моргун и др, 2000; Рачовская, Димова, 2000; Баскаев, 2002; Серебряный, Зоз, 2002; Эйгес и др, 2002; Manabaeva, Zhambakin, 1998; Budak et all, 2002; Chang et all, 2003), ячменя (Дудин 1981, 1983, 1990, 1994; Шершунова, 2000; Caldwell et all, 2003; Kiinzel, 2001), тритикале (Браткова, 2002), риса (Arase et all, 2000; Asencion, 2001; Do, 2001;
5 Pham et all, 2001; Soeranto et all, 2001; Wu et all, 2002;), сои (Алексиева, 2000;
Казьмин, Комолых, 2000; Mai et all, 2001; Hajos et all, 2001;), фасоли (Димова и
др, 2000), кукурузы (Костина, 1999), картофеля (Логинов, 2000;), гороха
(Шапошников, Кравченко, 1999; Сидорова и др, 2000;), нута (Gaur, Gour, 2003),
томата (Богарникова, 2000; Козлов, Богарникова, 2002), рапса (Новоселов, 2002;
Zhao et all, 2000), подсолнечника (Усатов и др, 2002; Христов, 2003), хлопчатника
(Вълкова, Механджиев, 2000; Вълкова, 2002; Санамьян, 2003), чеснока
(Руситашвили, Дарсавелидзет, 2000;), сорго (Soeranto et all, 2001; Hoeman, 2003),
свеклы (Богомолов, Мазенин, 2002), табака (Abe et all, 2000), льна (Ущаповский,
2000), маши (Ившин, 2002; Sandhu, Brar, 2002), лядвенца (Senoo et all, 2000),
кунжута (Sengupta, Datta, 2003), конопли (Sakamoto, 2002), арахиса (Badigannavar
et all, 2002), плодовых (Думбадзе и др, 2000; Щербенев, 1998; Yoshioka, 2000),
цветочных (Baba et all, 2000; Mandal et all, 2000; Hamatani et all, 2000; Yamaguchi
et all, 2000; Hara et all, 2002) и других культур.
На культуре ярового овса первые индуцированные мутации были получены с помощью ионизирующих излучений (Зобнина 1988; Burrows, 2002), последующие исследования выявили высокую эффективность и некоторых химических мутагенов (Шевцов, 1969; Азовцева, 2000,2004).
Мутагенез позволил создать большие коллекции мутантных растений, открыл новые возможности для решения многих фундаментальных проблем биологии растений. Благодаря созданию коллекции хлорофилльных мутаций были изучены основные стадии синтеза хлорофилла и основные пути фотосинтетических реакций. На основе искусственного мутагенеза созданы и внедрены в производство высокоурожайные сорта ячменя, гороха, фасоли, люпина, подсолнечника (Ауэрбах, 1978). На 2001 г в 32 странах мира получено с использованием индуцированных мутаций 265 сортов зернобобовых культур (Bhatia ect all, 2001). В нашей стране методом мутагенеза созданы сорта озимой мягкой пшеницы: Сибирская Нива, Булава (Эйгес и др., 2002); раннеспелые сорта томата для открытого грунта: Михневец, Взрыв, Ямал (Козак, 2000), клевера лугового - Ермак
(Липовицына и др., 1999); сорго - Волжкое4 (Костина, 1999). Химическим мутагенезом получен скороспелый сорт ярового ячменя Темп, на основе которого выведен ценный короткостебельный и устойчивый к полеганию сорт Каскад (Гужов, Фукс, Валичек, 1991).
Таким образом, экспериментальный мутагенез является результативным методом и может применяться как самостоятельно, так и в дополнение к классическим методам селекции. Дальнейшее повышение эффективности экспериментального мутагенеза должно быть связано с поиском физических и химических факторов, обладающих малой токсичностью и вызывающих высокий выход хозяйственно ценных мутаций. Актуальным в этом плане является изучение мутагенного действия лазерного красного света и фитогормонов.
Объект исследований - яровой овес (Avena sativa). Овес - один из наиболее распространенных и важных зерновых культур Российской Федерации, занимает 4-е место в мировом производстве зерновых. Овес обладает рядом ценных свойств, характерных только для него. Он сочетает целебные и питательные свойства зерна с высоким качеством соломы как грубого корма для животных. Его можно использовать на продовольственные и фуражные цели, в медицинской и косметической промышленности (Баталова, 2000).
Сравнительно малая изменчивость среди возделываемых сортов овса создает трудности в получении высокоурожайных сортов. Один из путей увеличение изменчивости - искусственный мутагенез.
Цель работы - изучить мутагенное действие лазерного излучения (ЛКС), гибберелловой (ГК) и абсцизовой кислот (АБК), эффективность их сочетания и возможность использования в селекции овса ярового при создании исходного материала.
Задачи экспериментальной работы:
- изучить влияние монохроматичного когерентного лазерного излучения, гибберелловой и абсцизовой кислот и их совместного применения
7 на рост и развитие растений овса в первом поколении;
- выявить и сравнить мутагенное действие лазерного излучения,
гибберелловой и абсцизовой кислот;
определить наиболее эффективные параметры и сочетания мутагенов по выходу морфологических и физиологических мутаций у овса;
отобрать селекционно-ценные, высокопродуктивные мутанты овса, с хорошим качеством зерна.
Научная новизна исследований. Впервые в Северо-Восточном регионе Европейской части России для создания нового исходного материала в селекции овса использован метод искусственного мутагенеза. Впервые доказана возможность получения на яровом овсе наследственных изменений (мутаций) под действием лучей лазера и фитогормонов. Изучена мутагенная эффективность гибберелловой и абсцизовой кислот в совместных вариантах и в сочетании их с лазерным красным светом. Доказано, что лазерный красный свет на овсе усиливает эффективность фитогормонов.
Практическая ценность работы. На основании результатов исследований разработаны и предложены способы мутагенной обработки семян ярового овса с использование стимулятора (ГК) и ингибитора (АБК) роста, их совместного применения и комбинирования с лазерным облучением.
Получены мутантные формы овса, представляющие селекционно-генетическую ценность по признакам скороспелости, продуктивности, пленчатости, натуры, содержанию белка, жира и крахмала. Выделенные мутантные семьи включены в схему селекции отдела овса ГУ НИИСХ Северо-Востока.
Автор считает своей обязанностью и приятным долгом выразить искреннюю признательность доктору биологических наук, профессору Вятской государственной сельскохозяйственной академии Дудину Г.П. за предложенную тематику исследований и оказанную техническую и методическую помощь при мутагенной обработке посевного материала овса.
Генетическое действие красного лазерного излучения на семена и растения
Среди важнейших признаков живой материи одним из самых существенных является свойство давать наследственно закрепленные изменения (мутации) под действием физических и химических факторов. Без этого свойства нельзя представить себе эволюцию. Мутации, кроме того, являются причиной многих бедствий: эпидемий, болезнетворных агентов, раковых перерождений, наследственных болезней. Одновременно с этим мутации дают в руки человеку множество полезных изменений, используемых в селекции растений, животных и микроорганизмов (Сойфер, 1969).
Термин «мутация» (прерывистое скачкообразное изменение наследственности какого-либо признака) впервые ввел в науку голландский генетик Гуго де Фриз. Он создал мутационную теорию, которую изложил в 1901 г. в книге " Мутации и периоды мутаций при происхождении видов. Основные положения этой теории не утратили значения и поныне. По мнению Де Фриза, мутации - единственный источник новых наследственных изменений. Они возникают внезапно, без всяких переходов. Это качественные наследственные изменения, они вполне стабильны и возникают вследствие изменения структуры гена или хромосом и служат единственным источником генетического разнообразия внутри вида (Гершензон, 1983; Жученко, Гужов и др. 2003).
В естественных условиях мутации встречаются крайне редко. Это привело многих ученых к выводу о необходимости разработки путей искусственного индуцирования мутаций. Этот вопрос изучал американский ученый Герман Джозеф Меллер, который был удостоен Нобелевской премии за открытие появления мутаций под влиянием рентгеновского облучения. Он в 1927 г. обосновал факт мутагенного эффекта рентгеновских лучей. Эпоха индуцированного мутагенеза началась после того, как Г.А. Надсон и Г.С. Филиппов в 1925 г. открыли мутагенный эффект лучей радия при обработке ими клеток дрожжей (Дубинин, Панин, 1967; Володин, 1975).
В нашей стране с 1928г А.А. Сапегин в Одессе и Л.Н.Делоне в Харькове стали плодотворно применять рентгеновские излучения для улучшения сортов пшеницы. Они создали сотни сортов радиомутантов. Целый ряд мутантных форм получили А.Н. Лутков у ячменя и гороха, М.Ф. Терновский у табака. В 1928 г. американский генетик Л. Стадлер успешно индуцировал с помощью рентгеновского излучения мутации у кукурузы и ячменя (по Гуляеву, 1984).
Мутационная селекция для генетического улучшения растений применяется с начала 40-х годов XX века (Трифонова и др., 1998). Значение мутагенеза особенно возросло после индуцирования редких выдающихся мутантов, определивших новые направления в селекции: высокоолеиновый мутант подсолнечника, безалколойдные формы люпина, карликовые мутанты пшеницы, ячменя, ультраскороспелые и позднеспелые мутации зерновых культур, мутации с повышенным иммунитетом и качеством зерна (Шевцов, 1981). A. Micke (1991) отмечает, что подавляющее большинство мутантов -71%, непосредственно используются как сорта, и в дальнейшем эта тенденция будет возрастать. По последним данным с помощью экспериментального мутагенеза в мире создано свыше 1600 сортов растений, различных сельскохозяйственных культур, в том числе 104 сорта пшеницы, 138 - ячменя, 251 - риса, 14 - овса(Атапо, 1993; Brunner, 1995; Malusrunski, 1995).
Для искусственного получения мутаций применяют различные источники, в т. ч. ионизирующее излучение: рентгеновское излучение, гамма-лучи, аир- частицы, быстрые и медленные нейтроны. Их действие на организм связано с возникновением в тканях заряженных частиц, которые реагируют со структурами клетки и вызывают появление ионов (Gottschalk, 1975; Тарасенко, 1974). Неионизирующим излучением считают ультрафиолетовое (УФ). Проникающая способность УФ излучения очень мала. Оно имеет длину волны 200...400 нм и вызывает довольно высокую частоту мутаций, особенно в пределах длины волны, которая поглощается дезоксирибонуклеиновыми кислотами (260...265 мм) (Гужов, 1984). Фотоны УФ обладают небольшой энергией, и при их воздействии возникает возбуждение молекул ДНК, что в последующем приводит к их химическому изменению, к образованию димеров тимина, гидратации цитозина и урацила, разрыву водородных связей (Дубинин, 1986).
Большое внимание ученых-генетиков в последнее время привлекает изучение оптических квантовых генераторов (лазеров) с различной длиной волны. Само слово "лазер" составлено из первых букв английского словосочетания Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, означающего "усиление света в результате вынужденного излучения". Первым был открыт рубиновый лазер. В конце 1960 г. У. Джаван, С. Беннет и Ч. Херриотт создали гелий-неоновый лазер, работающий в инфракрасной области на ряде линий в районе 1 мкм. Однако наибольший интерес к газовым лазерам был вызван открытием генерации гелий-неонового лазера на красной линии 6328 А (Кабардин, 1988, Соболева, 1968).
В основе действия лазера лежат законы взаимодействия света с веществом. Согласно одному из этих законов, атомы и молекулы при поглощении электромагнитной энергии квантов света способны переходить в возбужденное состояние, в котором находятся очень короткое время (10" ... 10 с). Усиление этого состояния за счет вынужденного излучения при многократном отражении от зеркал и прохождения света через среду приводит к возникновению лазерного излучения (Рубин, 1978). Свет лазера представляет собой источник монохроматического когерентного света с высокой направленностью светового луча.
Агроклиматическая характеристика Кировской области
Территория Кировской области расположена на северо-востоке Европейской части Российской Федерации, в Предуралье, и занимает 120,8 тыс. км . Большая протяженность области с севера на юг (570 км) и с запада на восток (440 км) обуславливает различия, как в притоке солнечной радиации, так и в температурном режиме. Годовой радиационный баланс колеблется от 22ккал/см на севере до 25 ккал/см на юге, среднегодовая температура - от 0,6С на севере до 2,7С на юге области. Количество атмосферных осадков уменьшается с северо-запада на юго-восток (Экологическая безопасность региона, 2001).
Климат Кировской области умеренно-континентальный с продолжительной, многоснежной и холодной зимой и умеренно теплым летом (Климат Кирова, 1982; Френкель, 1996).
Вегетационный период продолжается 155...170 дней (с 20...29 апреля по 26 сентября...8 октября), является достаточно теплым и влажным и на 40...60дней превышает период, необходимый для выращивания яровых зерновых культур. Сумма среднесуточной температуры воздуха между датами перехода через +10С весной и осенью находится в пределах 1550...2175С. Безморозный период в северных районах области 100...110 дней, в южных 125... 130 дней.
Кировская область входит в зону достаточного увлажнения. Большая часть осадков (50...60% годовой суммы) приходится на апрель-октябрь и изменяется по области от 250 до 350 мм. Засушливые периоды (с осадками менее 5мм за декаду) бывают обычно каждый месяц.
На территории области выделено три широтные зоны, сильно отличающиеся по природным и климатическим факторам: северная, центральная и южная. Северная агроклиматическая зона является наиболее холодной и влажной. Сумма активных температур этой зоны составляет 1700С. Период активного роста сельскохозяйственных культур здесь самый короткий - 105... 115 дней. Зона почти целиком находится в полосе избыточного увлажнения.
Центральная агроклиматическая зона характеризуется умеренно теплым и влажным климатом. Наибольшее количество осадков выпадает в центральной части с меньшей площадью лесов. Продолжительность активного роста равна 116... 120 дням, сумма активных температур от 1700 до 1900С. Центральную зону делят на два района - западный и восточный, которые характеризуются различной влагообеспеченностью. Обеспеченность западного района осадками в период активного роста растений является достаточной, однако по годам выпадение осадков неравномерно. Восточный район характеризуется неравномерным выпадением осадков за вегетационный период. Наблюдаются суховеи и засухи.
Южная агроклиматическая зона имеет сумму среднесуточных температур выше 10С, равную 1900С, и стоит на первом месте по обеспеченности теплом и на последнем - по обеспеченности влагой. Период активного роста растений длится 126... 135 дней (Агроклиматическая характеристика Кировской области, 1970).
Полевые опыты проводились 2000...2005 гг. на агроучастке ГУ НИИСХ Северо-Востока им; Н.В. Рудницкого, который расположен в городской черте г. Кирова и входит в восточный район центральной агроклиматической зоны.
В апреле 2000 г. преобладала аномально теплая, преимущественно сухая погода, что способствовало проведению посевных работ в районе г. Кирова в наиболее благоприятные ранние сроки. В конце третьей декады апреля наступило резкое похолодание, которое продолжалось до конца второй декады мая, при этом в начале мая прошли обильные снегопады. Все это вызвало значительную задержку в появлении всходов на селекционных посевах (9-15 мая). Условия для посевных работ и появления всходов в третьей декаде мая были достаточно благоприятные, благодаря теплой погоде и достаточным запасам влаги.
В первой и второй декаде июня преобладала умеренно теплая, в третьей - очень теплая с дождями погода. В целом за месяц в районе г. Кирова выпало 92% осадков. Метеоусловия июня способствовали развитию стеблестоя и закладке генеративных органов овса. К моменту наступления фазы выметывания установилась жаркая сухая погода (конец июня), которая сохранилась в течении всего периода цветения, что вызвало ускорение процессов цветения, формирования и частично созревания зерна (до последней пятидневки июля). Обильные осадки конца июля (177 % от нормы) (табл. 1) повысили обеспеченность посевов овса влагой на завершающих этапах развития.
Метеоусловия августа отличались частыми осадками, что вызвало потери урожая зерна.
В апреле 2001 г преобладала очень теплая, преимущественно сухая погода. Средняя температура воздуха в районе г. Кирова в третьей декаде апреля превышала норму на 8-10С (табл. 2). В последней пятидневке апреля установилась по-летнему теплая погода: среднесуточная температура 15-18С, максимальная - 23-27С. Быстрое подсыхание почвы до мягкопластичного состояния на полях института позволило начать предпосевную подготовку почвы в конце второй - начале третьей декады месяца и провести посевные работы 22 числа.
Изменение показателей элементов структуры продуктивности растений овса в первом поколении
Мутагены, используемые в эксперименте, влияли не только на всхожесть семян, развитие и выживаемость растений, но на формирование и изменчивость показателей элементов структуры продуктивности растений овса Аргамак в Ы\.
Наблюдали различную реакцию в развитии количественных признаков овса, которая зависела от применяемого фактора и обрабатываемого материала (табл.7).
Различные концентрации кислот снизили общую и продуктивную кустистость, при этом гибберелловая кислота оказала более ингибирующее действие, чем абсцизовая. Наибольшая депрессия этих показателей выявлена в варианте АБК + ГК, не повлияли на общую и продуктивную кустистость ЛКС и тройное сочетание кислот. При обработке семян фитогормонами и лазерным красным светом, происходило дальнейшее снижение общей и продуктивной кустистости. Данное явление не отмечено в вариантах ГК + АБК + ЛКС и АБК+ГК+ЛКС.
Гибберелловая кислота в концентрации 10 мг/л достоверно увеличила высоту растения овса относительно контроля. В вариантах ГК 100 мг/л, ЛКС и ГК+ЛКС данный признак также превышал контроль (семена сухие). Абсцизовая кислота в концентрации 10 мг/л достоверно снизила высоту овса на 3,6 см, увеличение концентрации до 100 мг/л, вызвало дальнейшее снижение показателя (83,7 см). В остальных вариантах опыта данный показатель существенно не изменился.
Отмечены значительные изменения признака длина метелки под действием изучаемых факторов. Происходило достоверное увеличение данного признака при обработке семян гибберелловой кислотой различных концентраций (17,4 см - ГК 10мг/л; 17,1 см - ГК 100 мг/л), облучении их лазером (17,0 см) или двойном сочетании ГК и ЛКС (17,4 см). При замачивании семян в абсцизовой кислоте в концентрации 10 мг/л с последующей обработкой лазерным красным светом наблюдали максимальное снижение длины метелки (на 1,0 см) относительно контрольного варианта семена без обработки (16,2 см). Установлена положительная связь между завершающей обработкой семян ГК или ГК+ЛКС и длиной метелки и отрицательная в вариантах, где обработка завершалась замачиванием семян в АБК или абсцизовой кислоте с лазерным излучением.
Во всех вариантах опыта, кроме АБК+ЛКС количество колосков в метелке было выше, чем в контроле (семена сухие). Максимально высокое значение выявлено в вариантах АБК+ГК+ЛКС (37,3), ГК 10 мг/л (35,9) и в контроле при замачивании семян в воде (36,0). Отмечена тенденция к уменьшению количества колосков при увеличении концентрации гибберелловой и абсцизовой кислот с 10 до 100 мг/л. Снижение количества колосков в метелке наблюдали, и при сравнении совместного действия АБК и лазерного излучения относительно варианта ГК + лазер. При конечной обработке семян абсцизовой кислотой и АБК+ЛКС количество колосков снижалось, а при последней обработке семян ГК и ГК+ЛКС увеличивалось.
Хотя под воздействием изучаемых факторов произошло увеличение количества колосков в метелке, это не привело к увеличению количества зерен в ней, лишь в варианте одиночного действия лазерного излучения количество зерен в метелке (86,2) достоверно выше контрольного варианта (77,4). При увеличении концентрации гибберелловой кислоты снижалось количество зерен в метелке, при воздействии АБК с увеличением концентрации количество зерен оставалось неизменно ниже контроля (66,2 - АБКю и 66,6 - АБКюо). В совместных вариантах кислот, где АБК идет после ГК, отмечена обратная связь, если в варианте ГК+АБК количество колосков с метелки было ниже, чем в варианте АБК+ГК, по количеству зерен с метелки наблюдали обратный эффект.
Использование лазерного излучения вызвало увеличение количества зерен в метелке, если он применялся после обработки семян ГК в концентрации 10 мг/л, и к снижению данного показателя, если лазерное излучение применяли сразу после двойного действия ГК и АБК.
Характер наследования хлорофилльных мутаций, морфологических и физиологических изменений в М3
В третьем поколении хлорофильные мутации и морфофизиологические изменения, выделенные в Мг, наследовались в зависимости от их типа, природы и параметров мутагенных факторов. Появление хлорофилльных мутаций у растений чаще всего связывают с генными изменениями. Считают также, что причиной возникновения хлорофилльных мутаций являются крупные хромосомные перестройки (Хвостова, Элыпуни, 1966). Не исключается также, что на фенотипическое проявление хлорофилльных мутаций значительное влияние оказывают условия среды, сложность биохимического процесса синтеза хлорофилла и полигенная структура этого признака.
Мутации xanthostriata, albostriata, viridoterminalis, alboterminalis, xantha, albocostata, alboviridis, xanthomarginata выделенные во втором поколении не сохранились (табл. 13). В третьем поколении по опыту в среднем процент семей, сохранивший измененный признак в Мз составил 30-40% от всех хлорофилльных изменений. У мутаций viridovirescens, xanthoviridis и tigrina они составили 30,00%; 31,82%; 30,77% соответственно. Несколько лучше наследовались такие хлорофилльные изменения как viridis (36,17%о) и viridomaculata (40,00%). Низкая наследуемость (25,00%) наблюдалась у мутации olivacea. Полностью наследовались такие хлорофилльные изменения как chlorofract.
Спектр хлорофилльных мутаций Мз представлен 9 типами, в то время как в М2было выделено 16 типов. Особенно сильно сузился спектр мутаций в вариантах с гибберелловой кислотой в концентрации 10 мг/л (до 2 против 6 типов в М2) и с абсцизовой кислотой в концентрации 100 мг/л одна мутация типа viridis в Мз, тогда как в Мг было обнаружено 6 типов. Частота хлорофилльных мутаций снизилась в этих вариантах примерно на 70-80%. При обработке растений ингибитором роста - абсцизовая кислота в концентрации 10 мг/л и в варианте АБК+ЛКС количество типов хлорофилльных изменений осталось на уровне второго поколения, и спектр не изменился. Таблица 13. Характер наследования хлорофилльных мутаций у овса в третьем поколении Проведенный нами анализ динамики хлорофилльных мутантов в течение вегетационного периода показал, что жизнеспособные мутации типа viridis, имеющие всходы с бледно-зеленными листьями в течение вегетационного периода часто видоизменяются. В процессе онтогенеза они превращаются в нормальные зеленые растения, что совпадает с результатами ряда исследователей (Калам, Орав, 1974). Как видно из таблицы 14, частота проявления хлорофилльных мутантов в Мз снижается по сравнению со вторым поколением. Такая же закономерность отмечается и другими исследователями (Козаченко, 1969). Высокий процент хлорофилльных изменений, как в третьем, так и во втором поколении наблюдали при двойной обработке семян фитогормонами и лазерным красным светом (ГК+ЛКС, АБК+ЛКС), в варианте АБК+ГК+ЛКС - 3,22%, 2,23%, 3,81% соответственно. Наиболее низкий процент мутаций отмечен при одиночном действии абсцизовой кислоты в концентрации 100мг/л. Во всех вариантах М3 были вновь выделены хлорофилльные мутации. Наибольшее их количество наблюдали в сложных вариантах при последовательном воздействии гибберелловой, абсцизовой кислот и лазерного излучения, а также в двойных вариантах гибберелловая кислота и лазерный красный свет, абсцизовая кислота и ЛКС.
Количество дополнительно выделенных в Мз семей с хлорофилльными нарушениями (41) значительно ниже, чем в М2 (159). Подобная закономерность выявлена другими исследователями (Пуртова, 1993; Логинов, 1999)
Хлорофилльные мутанты полученные в М2 и Мз свидетельствуют о мутагенном действии факторов изучаемых в нашем эксперименте.
Отбор измененных форм у растений обычно проводят во втором поколении после воздействия мутагеном в М\. Считается, что в М2 макромутации переходят в гомозиготное состояние и легко могут быть выявлены. В третьем поколении (Мз) отбор новых измененных форм проводиться редко, хотя в М2 проявляются далеко не все мутации, которые имеются в подвергнутой воздействию популяции. Особенно это касается мутаций, затрагивающих количественные признаки, физиологические и биохимические свойства растений. Считается, что эти мутации гораздо легче выделить в Мз, поскольку это поколение более гомозиготно, чем М2, а измененный признак проявляется уже не у одного растения, а сразу у целой семьи (Nybom, 1991).
