Мутагенез и мутации овса

20-03-2014, 20:55
Мутации у овса возникают в природе спонтанно или искусственно индуцируются человеком при использовании физических и химических мутагенов.
Среди естественных (спонтанных) мутаций наиболее часты хлорофилльные окраски зерна, устойчивости к болезням, фатуоидные и стерилоидные. Встречаются также карликовые, гигантские и голозерные мутанты. Подробные сведения о разнообразии мутантных форм приведены в работе A. Gustafsson и J. Cadd.
Мутабильность растений нередко связана с нарушениями в мейозе, проявляющимися в потере части или целой хромосомы, образовании унивалентов, тетра- и поливалентов, моносомиков и нуллисомиков, способствующих появлению несбалансированных хромосомных форм. Большинство мутаций овса обусловлено нехваткой или дубликацией хромосомы "С", которая создает необычную пестроту гексаплоидов - несет гены окраски, устойчивости к болезням, различий в росте, фертильности, устойчивости хода мейоза.
Особенно часто наблюдаются спонтанные нарушения в мейозе у селекционных гибридных сортов. Мутационный процесс стимулируется под влиянием неблагоприятных факторов среды в процессе вегетации растений - засухи, понижения температуры, нарушения правил агротехники и т. д.
Нередко в посевах овса обнаруживают растения, объединяющие признаки исходного сорта и овсюга (рис. 36), По выполненности и окраске зерна, форме и продуктивности метелки, срокам созревания периоду покоя семян, устойчивости к полеганию и болезням он близки к исходному сорту. В то же время наличие комплекса "диких" признаков - сильно изогнутой грубой ости, подковки (каллуса) у основания зерна, способствующей его осыпанию при созреваний, опушения каллуса и членика, соединяющего первую зерновку с последующими, - приближает их к овсюгу. Такие промежуточные формы спонтанно возникающие в сортах посевного овса, назвали фатуоидами т. е. овсюгоподобными, или ложным овсюгом, сходные формы в посевах византийского овса - стерилоидами. Аналогично овсюгу стерилис, засоряющий византийский овес, имеет подковку лишь у нижнего, первого, зерна в колоске.
Мутагенез и мутации овса
Мутагенез и мутации овса

Существуют две точки зрения на природу возникновения овсюгоподобных растений - гибридизационная и мутационная, причем последней придерживаются большинство исследователей.
Наиболее распространенный источник фатуоидов - генные мутации и хромосомные аберрации.
Понятие о "диком" и "культурном" типе, т. е. о комплексе сцепленно-наследуемых признаков, разработано Н. Nilsson-Ehle, дополнено F. A. Coffman и Т. R. Stanton. Установлено, что овсюгоподобные формы возникают в результате утраты гена, подавляющего комплексную мутацию "диких" признаков.
С. L. Huskins связывал образование фатуоидов с изменением генной конституции гомологичных хромосом, Е. Т. Jones отмечал, что фатуоиды овса образуют аллеломорфные серии мутаций. Изучение хода мейоза у фатуоидов показало ненормальности спаривания хромосом в виде три- и квадривалентов.
Склонность к образованию фатуоидов свойственна всем сортам, но чаще проявляется у гибридных. Описано 58 сортов, в которых выделены фатуоиды, в том числе 28 среди образцов коллекции ВИР. Среди районированных сортов особенно подвержены этому процессу сорта Победа, Орел (рис. 37), Якутский 1708, Артемовский 107, Хадмерслебенер А. Г., что затрудняет их семеноводство, особенно в восточных районах России в связи с более суровыми почвенно-климатическими условиями.
Селекционная программа по овсу должна предусматривать создание лучшей генетической стабильности сорта, а при описании новых сортов в руководстве по апробации сельскохозяйственных культур следует отражать степень их способности к образованию фатуоидов, что уже практикуется в Канаде.
В настоящее время мутационная теория происхождения фатуоидов доказана; исследователи перешли к искусственному получению овсюгоподобных форм. Выявлена возможность образования их при определенных условиях, нарушающих генетический баланс растений, и под воздействием различных мутагенных факторов.
Сделан важный вывод для семеноводства о том, что фатуоиды не следует отождествлять с овсюгом, это часто приводит к браковке больших партий семян высших репродукций.
В зарубежных странах (Швеция, Канада, США) проведено четкое разграничение между настоящим овсюгом и фатуоидами. Последние относят к числу уклоняющихся форм культурного сорта - сортовой примеси и допускают в пределах 5 зерен на 1 кг. Обладая коротким периодом покоя, фатуоиды в отличие от овсюга не являются злостными засорителями полей. Потери урожая от появления их в посевах связаны с осыпаемостью зерна до уборки.
В последние годы работами сотрудников ВИР еще раз подтверждены генетическая близость фатуоидов с культурными сортами и их отличие от овсюга по микроморфологичеекому строению лодикул и электрофоретическим спектрам авенина.
Многочисленные спонтанные мутанты по окраске зерна описали Н. Nilsson-Ehle, J. McKey, хлорофилльные - Н. Nilsson-Ehle, С. И. Жегалов, К. Froier. Особое значение имеет выделение мутантов, устойчивых к болезням. В США возделывают спонтанный мутант Mit-South, устойчивый к гельминтоспориозу который выведен из одного гомозиготного мутанта - проростка сорта Викторграйн 48-93; выделены мутанты, устойчивые к данному патогену, и из сорта Fulgrain. Отобраны устойчивые мутанты из восприимчивых к пыльной головне сортов - Золотой дождь (Швеция), Флямингскроне и Перагольд (Германия), на основе которых созданы районированные сорта - Таежник, Кировский и Руслан.
Большинство спонтанных мутаций несет рецессивные признаки. Спонтанно возникают в виде генных мутаций карликовые формы. Они имеют определенный габитус, который выражается кроме низкорослости укорочением метелки, зерна и листьев.
Под воздействием физических или химических мутагенов на зерно овса и проростки увеличивается изменчивость морфологических и хозяйственно полезных признаков. Среди индуцированных мутантов описаны хлорофилльные, фатуоидные, окраски зерна, устойчивости к болезням; отмечено изменение высоты растений и типа метелки. При обработке нитрозометилмочевиной сорта Орел получены рецессивные карликовые формы с устойчивой к полеганию соломиной - Гном и Уральский карлик. Карликовые мутанты выделены при облучении рентгеновыми лучами сортов Чешский желтый и Шумавски. В выявлении мутаций крупнозерноети и скороспелости эффективным был диметилсульфонат (ДМС), устойчивости к полеганию - нитрозометилмочевина (HMM). С использованием химических мутагенов получены районированные сорта овса Белозерный и Зеленый. Большое разнообразие морфологических мутаций получено в Чехии и Словакии в результате обработки семян овса этилметансульфонатом.
Обработка мутагенами увеличивала также изменчивость по устойчивости и толерантности к болезням, содержанию белка в зерне. С помощью ионизирующих излучений получены мутанты у сорта Park, устойчивые к гельминтоспориозу, Clintafe - к стеблевой ржавчине, Floriland - к корончатой ржавчине, Alamo - к гельминтоспориозу и корончатой ржавчине (расы 216 и 219); два последних мутанта дали начало сортам Florad и Alamo X.
Предполагают, что выделенные в результате обработки линии несут различия по многим мутациям, одни из которых улучшают определенный признак, другие ухудшают. Мутанты с независимым проявлением толерантности и урожайности, высоким содержанием белка и урожайности могут быть выделены при повторной обработке мутантных линий и последующей гибридизации мутантов с немутантными формами. Скрещиванием радиомутанта Florad и Coker 58-7 в США получены сорта Florida 500 и Florida 501 с лучшим качеством зерна и повышенной устойчивостью к ржавчине.
Облучение тепловыми нейтронами использовали для получения транслокаций при переносе генов устойчивости к корончатой ржавчине и мучнистой росе от A. strigosa и A. barbata к A. sativa.

  • Методы селекции овса
  • Устойчивость овса к патогенам и вредителям
  • Генетика признаков
  • Анеуплоидия
  • Потенциальная изменчивость овса
  • Изменчивость признаков овса
  • Признаки разновидностей пленчатого овса
  • Признаки видов овса
  • Экологическая классификация овса песчаного (A. strigosa)
  • Использование в разных сортах одних и тех же генов ВУ

  • Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    Министерство сельского хозяйства Оренбургской области

    Правительство Оренбургской области

    Визитка компании - сайт компании

    Ильинка







    Акцент

     

    • Рейтинг@Mail.ru
    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования