Сибирские ученые получили полезный мутант пшеницы
Сибирские ученые совместно с коллегами из МГУ им. М.В. Ломоносова и Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН изучили воздействие мутагена фосфемида на яровую пшеницу и доказали эффективность его применения в практической селекции.
Вещества, которые вызывают мутацию, называют мутагенами. Это могут быть химические или физические факторы, вызывающие изменения на генном уровне.
На данный момент при помощи направленной мутации растений можно получить новые формы с улучшенными признаками (размер, цвет, вкус, способность противостоять болезням). Особенно важно генетическое разнообразие для растений, активно употребляемых человеком. Ведь в случае возникновения болезни, которая способна уничтожить определенный сорт растений, употребляемых нами в пищу, мы можем лишиться части важных продуктов. Для контролируемой мутации специалисты проверяют действие разных мутагенов на растения и исследуют получившиеся новые сорта.
Один из продуктов, составляющих важную часть рациона человека, - яровая пшеница. Ученые из Тюменского государственного университета изучили влияние различных концентраций мутагена фосфемида (диэтиленимид 2-амидопиримидилфосфорной кислоты) на агробиологические показатели яровой пшеницы. За основу исследователи взяли метод химического мутагенеза, когда на растение воздействуют различными веществами (кислоты, соли, растворы). Данный способ позволяет получать новые мутации в короткие сроки. Исходный материал был представлен сортами отечественной (Скэнт 1, Скэнт 3) и иностранной (Cara, Hybrid, Лютесценс 70) пшеницы, а также гибридами, полученными в результате их скрещивания.
При обработке мутагеном в высокой концентрации (0,01%) у гибрида в первом поколении обнаружили увеличение массы семян и повышение устойчивости к грибкам (их называют мучнистой росой), которые поедают живую ткань листьев. Во втором мутантном поколении ученые обнаружили целый спектр мутаций стебля, колоса, листьев и физиологических показателей в период роста и развития растений.
Опираясь на данные исследования, опубликованного в журнале "Сельскохозяйственная биология", авторы рекомендовали оптимальные концентрации для обработки семян. Они отмечают, что для получения новых форм пшеницы с улучшенными признаками особенно эффективны 0,01% и 0,002% концентрации фосфемида.
"К настоящему времени в мире изучено много мутагенных факторов: физических (таких, как гамма-облучение или рентгеновские лучи) и химических, - поясняет один из авторов работы, заведующая кафедрой ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры Тюменского Государственного Университета, профессор Нина Боме. - В нашем исследовании мы рассмотрели малоизученный химический мутаген фосфемид и провели серию лабораторных экспериментов, чтобы выявить оптимальную концентрацию раствора данного мутагена для обработки семян. Это многогранная задача. Во-первых, концентрация должна быть достаточной для того, чтобы произошли наследственные изменения на уровне хромосом и генов, обеспечив получение новых форм с ценными признаками. Во-вторых, эта концентрация не должна быть летальной и вызывать гибель большого количества растений - иначе просто не с чем будет работать. В данном случае, мы смогли успешно подобрать такие концентрации, подтверждением чему стали видимые мутации в полевых условиях на экспериментальном участке. Это позволило нам заключить, что применение фосфемида способствует увеличению разнообразия исходного материала, и мутаген можно эффективно использовать в селекции пшеницы."
