Дія мутагенних чинників на господарськи цінні ознаки сортів ячменю ярого у М1 та вихід змінених форм у М2

Abstract

Мета. Визначити чутливість сортів ячменю ярого до дії різних концентрацій мутагенів у М1. Дослідити дію мутагенів на формування господарськи цінних ознак у М1, М2 сортів ячменю ярого. Методика. Дослідження із сортами ячменю ярого миронівської селекції Віраж і Талісман Миронівський проводили у 2016, 2017 рр. в умовах дослідного поля навчально-виробничого центру Білоцерківського національного аграрного університету та в лабораторних умовах. Насіння замочували у розчинах мутагенів гідроксиламін (ГА) концентраціями 1,0 % (висока), 0,5 % (середня) і 0,1 % (низька) та нітрозометилсечовина (НМС) у концентраціях 0,1 % (висока), 0,01 % (середня) і 0,001 % (низька). У М1 контроль – насіння замочене у дистильованій воді. Експозиція становила 18 год. Для встановлення дії мутагенних чинників у М1 визначали енергію проростання в лабораторних умовах та польову схожість. Дослідження в М2 проводили за такими показниками, як висота рослини, довжина головного колоса, кількість зерен та маса зерна з головного колоса. У М2 контроль – насіння зібране з контролю, який використовували у М1 Результати. Порівняно з ГА мутаген НМС за високої концентрації викликав у проростків ячменю ярого високий рівень депресії, внаслідок чого у сорту Віраж польова схожість знижувалась до 24,0 %, Талісман Миронівський – до 51,0 %. Мутаген НМС у високій концентрації вплинув на довжину головного колоса, в результаті в М1 сорту Віраж отримано рослини з нещільним довгим (12,7 см) колосом, на контролі – 10,0 см. У М2 сорту Віраж виявлено сім’ї (10/4, 11/2 і 11/4) з достовірно зменшеною висотою рослини (53,0–53,3 см, контроль 60,2 см), які отримано за дії мутагену НМС у середній і низькій концентраціях. За дії низької концентрації мутагену ГА і високої концентрації мутагену НМС у сорту Віраж отримано сім’ї (5/1 і 9/2), які за довжиною та кількістю зерен головного колоса істотно перевищували контроль. Висновки. Найбільш інформативними щодо мутагенної дії в М1 ячменю ярого були такі показники: енергія проростання, схожість насіння, довжина головного колоса. Дія мутагену НМС у високій концентрації викликала значно вищий рівень депресії порівняно з мутагеном ГА. На схожість насіння впливала концентрація мутагену, природа мутагену та генотип. У М2 сортів Віраж і Талісман Миронівський відмічено вихід змінених форм за такими показниками, як висота рослини, довжина головного колоса, кількість зерен і маса зерна з головного колоса. Кращих результатів досягнуто за дії високої концентрації мутагену НМС та високої і низької концентрацій ГА. На формування елементів структури врожаю у М2 впливає генотип, концентрація мутагену та його природа. Роботу з мутантними поколіннями буде продовжено у М3 і М4, та проведено пошук практично цінних мутацій. Purpose. To establish the effect of the mutagens concentration on the germination and the energy of germination of the seeds in the M1 generation of spring barley plants. To investigate the effect of mutagens on the genotypes of spring barley and the formation of economically valuable features in the M1, M2 generation. Methods. The experiments were carried out during 2016-2017 in the conditions of the experimental field of the Scientific-Research Center of Bila Tserkva National Agrarian University. The seeds of the varieties Virazh and Talisman Myronivsky were soaked in a solution of mutagen hydroxylamine (HA) at a concentration of 1.0% (high); 0.5% (medium) and 0.1% (low) and nitrosomethylurea (NMU) at a concentration of 0.1% (high), 0.01% (medium) and 0.001% (low), as well as in water. As the control were used the seeds soaked in water. The exposition was 18 hours. To establish the effect of mutagenic factors in the M1 generation, parameters of germination energy in laboratory conditions and field germination were determined. In the M2 generation assessment of the next features was carried out: height of the plant, length of the head ear, number of grains and weight of grain from the head ear. Results. Due to the high concentration of mutagens, the NMU caused a much higher level of depression of the barley seedlings than HA. Under the action of the NMU mutagen, the Virazh variety demonstrated a decrease of field germination to 24.0 %, the Talisman Myronivsky variety - up to 51.0 %. In the M1 generation, the NMU mutagen of high concentration significantly affected the length of the head ear of the Virazh variety. Plants with a long, loose ear of 12.7 cm were obtained compared with control of 10.0 cm. The families 10/4, 11/2 and 11/4 of the Virazh variety were identified, which have a significantly altered stem height of 53.0 - 53.3 cm compared with the control of 60.2 cm. They were obtained by the action of the NMU mutagen of the medium and low concentrations. Due to the low concentration of HA mutagen and the high concentration of NMU mutagen on the Virazh variety, the families 5/1 and 9/2 were obtained, which were substantially larger by the ears length than the control (at 2.2-2.6 cm). Conclusions. The most informative about mutagenic depression in the M1 generation of spring barley plants were the indices of germination energy, seed germination and head ear length. The effect of high concentrations of mutagenic NMU caused a significantly higher level of depression than a high concentration of HA mutagen. The germination of spring barley seeds was influenced by the mutagen concentration, then the nature of the mutagen and genotype. In the M2 generation the varieties Virazh and Talisman Myronovsky have been marked by the output of altered forms in terms of the plant height, the head ear length, the number of grains and the mass of grain from the head ear. The best results were achieved by the action of high concentration of NMU and high and low concentration of HA in the varieties Virazh and Talisman Myronivsky. In the M2 generation the genotype, then the mutagen concentration and the nature of the mutagen influenced on the formation of yield structure indicators. Work with mutant generations will continue in M3 and M4.