Роль мутагенов в селекции и генетике кукурузы на двухпочатковость

NovaInfo 130
Опубликовано
Раздел: Сельскохозяйственные науки
Просмотров за месяц: 44
CC BY-NC

Аннотация

В статье приводятся результаты оценок параметров количественных признаков, новых и перспективных для селекции линии и гибридов кукурузы. Показано, что в генетическом контроле признака “число початков с растения” у изученных линий установлено неполное доминирование, а по урожайности зерна — сверхдоминирование и симметрия в распределении доминантных и рецессивных аллелей. В работе также проведено молекулярно-генетический анализ самоопыленных линий кукурузы селекции КБГУ был проведен серией RAPD-праймеров.

Ключевые слова

ДОМИНИРОВАНИЕ, ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, ДВУХПОЧАТКОВЫЕ ЛИНИИ, КУКУРУЗА, RAPD АНАЛИЗ

Текст научной работы

Кабардино-Балкарская республика давно считается одним из основных производителей линии и гибридов кукурузы. Линии и гибриды кукурузы, выведенные в республике, считаются высокопродуктивными, устойчивыми к заболеваниям, полеганию и другим неблагоприятным факторам среды и особенно, что важно ранне — и среднеспелыми. Вместе с тем запасы продуктивности кукурузы не исчерпаны. К числу главных проблем, которые можно решить в будущем в создании новых, более урожайных гибридов следует отнести исследования, связанные с получением исходного материала кукурузы с 2 и более початками на одном растении и укрепление этого признака у гибридов. Для получения таких линий при применили химические мутагены, тем самым повысив генотипическое разнообразие исходного материала.

Результаты нашего анализа показывают, что продуктивность у двухпочатковых растений не только не меньше, а наоборот, много больше массы початков, полученных от однопочатковых растений. По размеру первые початки от двухпочатковых растений были в большинстве крупные и в целом не уступали початкам, полученным от однопочатковых растений [1, с.23].

В связи с этим внимание исследователей давно обращено к проблеме увеличения числа початков на растениях, которые в неблагоприятных условиях компенсируют бесплодие верхнего початка, развитием нижнего (второго) початка [2, с. 195].

Ученые КБГУ в течение нескольких десятков лет проводят исследования по изучению генетических аспектов кукурузы: селекция двухпочатковых линий и гибридов, проведение их генетической оценки, изучение морфологических особенностей, молекулярно-генетическое исследование самоопыленных линий кукурузы с помощью RAPD-метода.

Нами установлено, что растения, склонные к развитию многостебельной, многопочатковой кукурузы верхние зачаточные початки уже на ранних этапах органогенеза развиваются синхронно и завершают онтогенетический цикл одновременно. Более того, у них наблюдаются определенные закономерности в формировании листовой поверхности, в линейных размерах очередных междоузлий. Результаты исследований [3, с.14; 4, с. 5; 50 с. 36; 6, с. 113] свидетельствуют о том, что по морфофизиологическим данным можно прогнозировать уровень развития двухпочатковости у создаваемого исходного материала уже на ранних этапах органогенеза; полученные спектры RAPD-фрагментов для каждой линии кукурузы позволяет их в дальнейшем идентифицировать, дифференцировать, устанавливать чистоту линий и проводить сравнительный анализ с аналоговыми линиями других источников без длительных полевых работ [7, 8 с. 791].

Мы провели оценку генетических параметров по двум показателям: среднему числу початков на главном стебле и урожаю зерна с растения. Отбор линий по признаку число початков позволил выделить ряд линий, характеризующихся стабильным формированием у них в течение 10 — 12 лет около двух и более числа початков, некоторые из них послужили в данной работе материалом для генетического анализа этого признака в системе диаллельных скрещиваний. Также мы исходили из того, что этот признак контролируется рецессивными аллелями. Разница между средней родительских линий (P) и общей средней всего потомства F1 оценивает среднее направление доминирования, что свидетельствовала об отсутствии гетерозиса.

Одна группа доминантных генов контролирует признак «число початков» и они проявляют некоторую степень доминирования. Значения доминантных и рецессивных определяющих признак аллелей распределены между родительскими линиями асимметрично.

По данным Шмараева [9, с.145] система генетического контроля признака «число початков на растении» в значительной мере определяется условиями выращивания кукурузы.

Урожайность зерна является наиболее сложным количественным признаком. На урожайность влияют несколько параметров, что отмечается и в литературных источниках других ученых.

В результате исследований показано, что в генетическом контроле признака «число початков с растения» у изученных линий установлено неполное доминирование и асимметрия в распределении доминантных и рецессивных генов, по-видимому, существуют гены, контролирующие как высокое, так и низкое число формирующихся початков на растении; генетическом контроле признаков «урожайность зерна» у линий установлено сверхдоминирование и симметрия в распределении доминантных и рецессивных аллелей, причем доминирование направлено на увеличение признака.

Молекулярно-генетический анализ самоопыленных линий кукурузы селекции КБГУ был проведен серией RAPD-праймеров. По результатам амплификации были отобраны 6 наиболее информативных праймера (OPA 01, OPA 02, OPA 08, OPH 07, OPH 13, OPF 06). В RAPD анализ включены самоопыленные линии кукурузы и их родительская форма Юбилейная-50 для установления генетических дистанций между линиями и между линиями и родительской формой после обработки мутагенами и многолетнего самоопыления.

В ходе исследований выявлено и проанализировано 29 локусов. Размеры полученных ампликонов варьировали в пределах от ~125 до ~2500 п.н. Для Юбилейной-50 выявлен уникальный ампликон по локусу ОРF 06 950, который в дальнейшем может служить маркером для идентификации данного сорта. Выявлены различия между подлиниями 8 (9) и 8 (11), что говорит о гетерогенности этой линии. На основании результатов анализа считаем необходимым выделение их в самостоятельные линии.

Под действием химических мутагенов и многолетнего самоопыления линии приобрели специфичные нуклеотидные последовательности, что и обуславливает выявление специфического для каждой линии RAPD-спектра ДНК фрагментов.

Результаты показали, что после многолетней селекции более всего отличаются от исходной родительской формы линии 8 и 9. Более сходны с родительской формой линии 4, 6 и 30. Наибольшая генетическая дистанция выявлена между линиями 4 и 9. На основе полученных данных возможно дальнейшее проведение полевых опытов по установлению обоснованности прогнозирования гетерозиса по результатам RAPD-анализа и выявленных генетических дистанций.

Читайте также

Список литературы

  1. Керефов К.Н. Биологические основы растениеводства. М.: Высшая школа, 1982. С.408.
  2. Паритов А.Ю. Молекулярно — генетические методы в селекции кукурузы. Сборник научных трудов национальной университетской научно — практической конференции, приуроченной к 85 — летию со дня основания КБГУ. 2018. Университетский научный сборник №2. С. 58-65.
  3. Паритов А.Ю., Тхагапсоева Р.В. Применение новых технологий в селекции кукурузы. Современные тенденции развития науки и технологий. 2017. № 1-2. С. 93-95.
  4. Керефова М.К. Развитие и рост кукурузы в условиях вертикальной значимости КБАССР. Нальчик: Книжное из-во, 1961. С.131.
  5. Гидова Э.М. Потенциальная продуктивность початка кукурузы и пути её реализации // Вестник КБГУ, серия: биологические науки, выпуск 2. Нальчик. 1997. С.36-37.
  6. Шагиров Л.М. Изучение стабильности некоторых показателей продуктивности одно- и двухпочатковых самоопыленных линий кукурузы в разные годы исследования // Сборник научных трудов: Эколого-флористические исследования Северного Кавказа. Нальчик, 1987. С.113-120.
  7. Паритов А.Ю. Селекция на двухпочатковость как один из методов повышения урожайности кукурузы // Известия Самарского научного центра РАН. Самара. 2010. с. 791-795.
  8. Паритов А.Ю., Айшаева З.М., Алоева Б.А. Оценка компонентов генетической вариации на основе данных диаллельных скрещиваний // Современные проблемы науки и образования. — 2015. — № 3; URL: http://www.science-education.ru/123-19102// (дата обращения: 18.05.2015).
  9. Шмараев Г.Е. Генетика количественных и качественных признаков кукурузы. СПБ: изд. ВИР, 1995. 168с.

Цитировать

Паритов, А.Ю. Роль мутагенов в селекции и генетике кукурузы на двухпочатковость / А.Ю. Паритов, М.Ш. Гугова, Л.А. Шогенова. — Текст : электронный // NovaInfo, 2021. — № 130. — URL: https://novainfo.ru/article/18897 (дата обращения: 23.01.2022).

Поделиться