Факультет

Студентам

Посетителям

Мутационная селекция и искусственное получение мутаций

Улучшение сортов плодовых и ягодных культур на основе получения (индуцирования) мутаций — новый метод селекции — мутационная селекция. В отличие от гибридизации, когда нереально повторить весь комплекс признаков ценного сорта, добавив к нему лишь один новый, с помощью мутагенеза эту задачу можно решить. Для получения мутанта требуется значительно меньше времени, чем для выведения сорта семенным размножением. Это делает метод искусственного получения мутаций очень перспективным в решении многих селекционных задач.

Для получения мутаций на растения воздействуют различными факторами, вызывающими изменения структуры ДНК в ядре клеток и получение в результате этого наследственных изменений. В практической работе для получения индуцированных мутаций у плодовых и ягодных растений используют физические лучи, тепловые нейтроны, лучи Рентгена и химические мутагены (этиленимин, диметилсульфат, нитрозоэтилмочевину, нитрозометилмочевину, 1,4-бисдиазоацетилбутан).

Плодовые растения, черенки или семена облучают γ-лучами с помощью кобальтовой пушки. Дозу облучения подбирают в зависимости от фазы развития. Иногда вместо облучения в растение с помощью инъекции вводят вещество-источник облучения, в частности фосфор Р32. Чаще всего черенки облучают перед взятием почек на окулировку или прививку, а семена — перед стратификацией или в период ее прохождения.

Воздействие химическими мутагенами наиболее эффективно в период роста апикальных меристем побегов, а у семян — при их прорастании.

В результате воздействия мутагенными факторами возникают как модификационные, так и мутационные изменения у растений, подвергшихся обработке. Большинство мутаций вредны для организма, так как приводят к появлению уродств, снижают жизнеспособность и даже приводят к гибели мутантных растений. Другая часть мутантов не представляет селекционной ценности.

Воздействие мутагенами вызывает резкое возрастание числа мутаций, большинство из которых отмечается и при естественном мутационном процессе, хотя изменяются почти все или очень многие признаки. С помощью ионизирующей радиации и химических мутагенов вызваны различные мутации. Для большинства признаков частота их появления при индуцированном мутагенезе сходна с таковой, наблюдающейся при естественном процессе, но бывают и исключения. У яблони — это мутации по окраске плода, оржавленности, уменьшению размера плодов, изменению срока созревания, слаборослости; у груши — по усилению окраски плодов, уменьшению их размеров, изменению окраски листьев; у вишни и черешни — по слаборослости, уменьшению размера плодов, изменению формы кроны; у персика — по размеру плодов и окраске мякоти. У яблони, груши и смородины среди индуцированных мутагенов чаще встречаются мутации по таким признакам, как стерильность, самофертильность, форма и размер листьев, слаборослость. Реже, чем среди спонтанных мутантов, встречаются индуцированные мутации по таким признакам, как изменение сроков созревания плодов у черной смородины.

Хотя в эксперименте индуцированы мутанты по весьма широкому спектру признаков, практическую и селекционную ценность представляют далеко не все. Среди них одно из первых мест занимают красноплодные мутанты. В. П, Семакин такие мутанты, представляющие практический интерес, выделил у сортов яблони Пепин шафранный, Боровинка ананасная, Славянка, Оранжевое. В Канаде от сорта Кортланд получен красноплодный мутант — Нова ред Кортланд. От сорта Босконская красавица получен мутант Боско Шмитхюбин. В Швеции подобный мутант выделен у сорта Графенштейнское, в Германии — у сортов Вайсеп, Кларапфель и Кокс-оранж. Во Франции у сорта Голден Делишес получен ценный мутант без покровной окраски — Лизголден, ставший коммерческим сортом.

Наиболее эффективным оказалось использование метода мутационной селекции в селекционных программах на создание слаборослых сортов плодовых культур. Хотя большинство индуцированных слаборослых мутантов имеют существенные недостатки (мелкий размер плодов, пониженная плодовитость), удается выделить и селекционно ценные мутанты, сочетающие слабый рост с комплексом других положительных признаков исходного сорта.

Слаборослые мутанты яблони получены во многих странах. Такие мутанты получены В. П. Семакиным у сорта Жигулевское, С. Н. Артюх — у сортов Делишес и Кубань. В. П. Копань и К. Н. Копань получили ряд перспективных слаборослых мутантов яблони в результате облучения лучами, лучами Рентгена и обработки химическими мутагенами. А. Ф. Колесниковой, Н. И. Туровцевым и Г. А. Бавтуто получены слаборослые радиомутанты у сортов черешни сортов Винка, Новинка и др. В Канаде К. Лапине получил компактные мутанты черешни у сортов Ламберт и Стелла — Ламберт-компакт и Стелла-компакт, получившие большую известность. Первый из них получен в результате облучения черенков, второй — пыльцы. А. Ф. Колесникова получила у вишни полукарликовой мутанты сортов Орловская ранняя 625 и Тургеневка 195, а также карлик сорта Самородок.

Левис и Кроль с использованием пыльцы, облученной лучами Рентгена, получили самоплодные формы черешни, ставшие донорами этого признака при выведении Лапинсом самоплодных сортов этой культуры — Стеллы и др.

Слаборослый мутант сорта сливы Венгерка ажанская — Спурдант выведен во Франции. Селекционные программы по созданию слаборослых сортов яблони, груши, черешни, абрикоса, грецкого ореха и других плодовых культур развернуты во многих странах.

Удается выделить и индуцированные мутанты, устойчивые к некоторым болезням. А. Ф. Колесникова выделила мутанты вишни Орловская ранняя 192 и черешни Орловская розовая 561 с плотными листьями, устойчивые к коккомикозу. С. Н. Артюх получила мутант сорта Ренет Симиренко, устойчивый к парше, получивший название Ренет кубанский. Канадские мутанты сорта Кортланд (Нова ред Кортланд) и сорта Мекинтош оказались устойчивыми к мучнистой росе. Имеются сведения о возможности индуцирования самоплодных мутантов, как это было в опытах Кемпбелла. Им было получено 12 самоплодных мутантов у сорта яблони Кокс оранж пепин и семь аналогичных мутантов у сорта Куинкокс.

Оригинальный мутант персика со слабым опушением плода, блестящим кожистым листом, отогнутым поперек главной жилки, выделен на Крымской опытно-селекционной станции. У персика в Аргентине выведен сорт Магниф 135, более раннеспелый, крупноплодный и темноокрашенный, чем исходный сорт Магниф 35. В США Хаф и Вивер получили ранние и поздние радиомутанты сортов Фаейрхейвен и Эльберта, у некоторых из них были изменены окраска и консистенция мякоти.

У плодовых и ягодных растений получены мутанты с другими ценными признаками. Но наибольший эффект может быть достигнут в сочетании мутагенеза и гибридизации. С одной стороны — путем вовлечения мутантов как источников и доноров ценных признаков, с другой — за счет воздействия мутагенными факторами на пыльцу при гибридизации и гибридные семена перед их посевом. При этом следует учесть и химерность строения побега ряда мутантов. Так, у сорта Вильямс красный и Нелис зимний эпидерминальный слой (L2) гетерозиготный по признаку красной окраски плода и листьев. Поскольку именно этот слой определяет свойства генеративного потомства, среди гибридов данного сорта проявляются краснолистные формы, хотя у Вильямса красного и Нелиса зимнего лист зеленый.

Источник: Г.В. Еремин, А.В. Исачкин, Е.Н. Седов; под ред. проф. Г.В. Еремина. Селекция и сортоведение плодовых культур. Колос. Москва. 1993

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: