Получение исходного материала для селекции сои методом физического мутагенеза

Актуальность. Селекция новых высокопродуктивных, адаптивных, технологичных сортов сои (Glycine max L.) играет важную роль в увеличении фонда продовольственного белка. При этом ключевая роль принадлежит исходному материалу. Однако основной проблемой современной селекции стало снижение генетического разнообразия исходного материала культурных растений, в том числе сои. Один из способов повышения генетического полиморфизма — применение индуцированного мутагенеза. Рентгеновское излучение является высокоэффективным физическим мутагеном, который с успехом применяется в мутационной селекции для повышения продуктивности культурных растений и приобретения ими новых признаков. В связи с этим целью нашей работы стало создание нового исходного материала для селекции сои с использованием ионизирующего излучения. Опыты проводились в 2018–2020 гг. Материалом для исследования послужили сорта сои СибНИИК 315, Миляуша, Чера 1, Самер 3, Эльдорадо, Золотистая.

Методы. Для индуцированного мутагенеза воздушно-сухие семена сортов Эльдорадо и Золотистая, выделившиеся в наших исследованиях высокой продуктивностью, подвергали воздействию рентгеновского изучения в дозах 105, 107, 1010 рад. После облучения семена высевались в поле. Полевые оценки, фенологические наблюдения проводились по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур.

Результаты. Сорт сои Эльдорадо проявил меньшую радиочувствительность. Из него было получено наибольшее количество мутантных форм при максимальной дозе облучения семян. Мутанты были сгруппированы в соответствии с продолжительностью их вегетационного периода и продуктивностью. Наибольшую ценность для селекции сои представляет группа высокопродуктивных скороспелых мутантных форм. Мутанты МР-20/19, МР-22/19, МР-24/19, МР-28/19, МР-29/19 по продуктивности на 9–10% превосходят исходный сорт Эльдорадо и могут быть непосредственно использованы для создания новых сортов. Мутантные формы из других выделенных нами групп также представляют интерес для селекции сои.

1. Давлетов Ф.А., Ахмадуллина И.И., Гайнуллина К.П. Результаты изучения сортов сои в условиях Республики Башкортостан. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2021;2(88): 49–55. DOI: 10.37670/2073-0853- 2021-88-2-49-55.

2. Давлетов Ф.А., Дмитриев А.М., Гайнуллина К.П., Ахмадуллина И.И. Результаты изучения коллекции сои для селекционных целей. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020;1(81): 49–53.

3. Lee M. Genome projects and gene pools: new germplasm for plant breeding? Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 1998;95: 2001–2004. DOI: 10.1073/pnas.95.5.2001.

4. Дзюбенко Н.И. Вавиловская стратегия пополнения, сохранения и рационального использования генетических ресурсов культурных растений и их диких родичей. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2012;169: 4–40.

5. Jain S.M. In vitro mutagenesis for improving datepalm (Phoenix dactylifera L.). Emirates Journal of Food and Agriculture. 2012;24(5): 386–399.

6. Broertjes C., Harten A.M. Applied mutation breeding for vegetatively propagated crops. Plant Growth Regulation. 1991;10: 182–183. DOI: 10.1007/BF00024972.

7. Kharkwal M.C., Shu Q.Y. The role of induced mutations in world food security. In: Shu Q.Y. (ed.). Induced plant mutations in the genomics era. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 2009. p. 33–38.

8. Jain S.M., Suprasanna P. Induced mutations for enhancing nutrition and food production. Gene Conserve. 2011;40: 201–215.

9. Suprasanna P., Mirajkar S.J., Bhagwat S.G. Induced mutations and crop improvement. In: Bahadur B., Rajam M.V., Leela S., Krishnamurthy K.V. (eds). Plant biology and biotechnology. Vol. I. Plant diversity, organization, function and improvement. New Delhi: Springer India. 2015. p. 593–617. DOI 10.1007/978-81- 322-2286-6.

10. Федин М.А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: Государственная комиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур при Министерстве сельского хозяйства СССР. 1985. 269 с.

11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обрабои результатов исследований). М.: Агропромиздат. 1985. 356 c.

12. Озякова Е.Н., Поползухина Н.А. Урожайность и качество зерна сои в зависимости от действия абиотических факторов и генотипических особенностей. Омский научный вестник. 2014;2(134): 213–217.

13. Zhang S.R., Wang H., Wang Z., Ren Y., Niu L., Liu J., Liu B. Photoperiodism dynamics during the domestication and improvement of soybean. Science China Life Sciences. 2017;60(12): 1416–1427. DOI: 10.1007/s11427-016-9154-x.