Стратегия селекции сельскохозяйственных культур в регионе Приаралья, предусматривает создание солеустойчивых сортов, определяемая высокой продуктивностью, скороспелостью, с благоприятным сочетанием межфазных периодов, интенсивностью начального роста, с низким поражением или устойчивых к болезням и вредителям, с высоким качеством зерна. Однако для создания таких сортов потребуется много времени и сил. Кроме того, они пригодны лишь для благоприятных условий выращивания. А сегодня нужны сорта, дающие пусть не очень высокие, но гарантированные урожаи, т.е. хорошо приспособленные к различным способам возделывания в конкретных зонах, и кроме того, отвечающие традиционным вкусам потребителя. В этом отношении, при выведении новых сортов, приспособленных к конкретным почвенно-климатическим условиям отдельных зон рисосеяния, значительная роль отводится радиационной селекции, которая позволяет получить мутантные линии, отличающиеся устойчивостью к абиотическим стрессовым факторам, а также значительно сокращающая сроки выведения новых сортов путем прямого размножения мутантных линии с комплексом положительных признаков. Решающее значение в преодолении сортовой унификации и сохранения генетического разнообразия имеет исходный материал, обновление которого осуществляется с широким использованием потенциала мировой коллекции, внутри – и межвидовой гибридизации, индивидуально-семейного отбора, а также индуцированного мутагенеза, который рассматривается во всем мире как источник создания принципиально новых исходных форм, что позволяет расширить возможности синтетической селекции.
Целью исследований является изучение эффективности ионизирующих излучений на сортах ячменя местной селекции, решению методических вопросов мутагенного воздействия их на растения ячменя, а также получение перспективных мутантов, как исходного материала для селекции сортов, адаптированных к стрессовым, почвенно-климатическим условиям Казахстанского Приаралья. Для получения исходного материала для селекции ячменя в виде мутантных линий с селекционно-ценными признаками, посредством обработки семян ионизирующим излучением был использован ускоритель электронов АО «Парк ядерных технологии» (г. Курчатов, РК). Радиационной обработке были подвергнуты семена двух сортов ячменя Сыр Аруы и Инкар по 500 зерен в каждом варианте. При этом энергия электронов составило 5 МэВ, средний ток пучка – 0,04; 0,08; 0,12; 0,16; 0,2 мА, скорость лучевой секции конвейера – 9 м/мин, диапазон поглощенных доз – 50±10%; 100±10%; 150±10%; 200±10% и 250±10% Гр. Контроль – необработанные семена данных сортов. Постановка лабораторного опыта проводилась согласно сертифицированной методике [1]. Анализ ростовых процессов проводился по методике ВИР [2, 3]. Статистическая обработка данных проводилась по Доспехову Б.А. [4].
Начальный этап исследований включал изучение влияния различных доз ионизирующих излучений на рост и развитие растений ячменя в ранних стадиях онтогенеза (энергия прорастания, лабораторная всхожесть, высота, длина, масса ростков и корешков 10 и 15-дневных проростков) с целью определения тестового показателя наиболее эффективного мутагенного воздействия радиационной обработки.
Действие радиационной обработки семян сорта ячменя Сыр Аруы на промышленном ускорителе электронов ИЛУ-10 на энергию прорастания и всхожесть семян было незначительным и их показатели во всех дозах оказались на одном уровне, за исключением первого варианта обработки семян. Интересно отметить, что при минимальной дозе излучения 50 Гр наблюдалось существенное снижение всхожести до 85,4 %, тогда как на других вариантах с повышенной дозой этот показатель был на уровне контроля в пределах от 94,4 -94,9 %. Иная картина наблюдалась на сорте ячменя Инкар, у которого лабораторная всхожесть прямо пропорционально снижалась с увеличением дозы ионизирующего излучения до 75,2 % и различия в сравнении с контролем были достоверно значимыми.
Изучение действия ионизирующего излучения на длину 10-ти и 15-ти дневных проростков показало, что по мере увеличения поглощенных доз у сортов ячменя происходит некоторое снижение длины 10-ти дневных проростков до 12,6 и 9,8 см, а по длине 15-ти дневных – до 14,9 и 11,3 см, при 18,3 и 17,2 см на контрольных вариантах, соответственно по сортам Сыр Аруы и Инкар. Аналогичная картина наблюдается по массе 15-ти дневных проростков и корешков. Полученные данные анализа ростовых процессов растений в разрезе сортов ячменя при различных уровнях радиационной обработки семян на промышленном ускорителе ИЛУ-10 представлены в таблицах 1, 2.
Таблица 1. Анализ ростовых процессов растений сорта ячменя Сыр Аруы при различных уровнях радиационной обработки семян на промышленном ускорителе ИЛУ-10
|
Диапазон поглощенных доз, Гр |
Количество проросших семян, шт (через 4 дня) |
Лабораторная всхожесть, % |
Длина 10-ти дневных ростков, см |
Показатели 15-ти дневных проростков |
|||
|
длина проростков, см |
масса проростков, г |
длина корешков, см |
масса корешков, г |
||||
|
50±10 % |
42,7 |
85,4±0,98 |
14,4±0,21 |
17,1±0,56 |
0,165±0,004 |
5,12±0,08 |
0,087±0,021 |
|
100±10 % |
47,3 |
95,6±0,56 |
14,2±0,46 |
17,4±0,53 |
0,171±0,009 |
7,07±0,15 |
0,123±0,015 |
|
150±10 % |
46,7 |
94,4±0,89 |
13,0±0,32 |
16,3±0,91 |
0,152±0,012 |
7,92±0,21 |
0,112±0,011 |
|
200±10 % |
46,3 |
96,9±0,57 |
14,5±0,51 |
17,8±0,89 |
0,167±0,003 |
7,96±0,27 |
0,128±0,018 |
|
250±10 % |
45,8 |
94,6±0,92 |
12,6±0,95 |
14,9±1,86 |
0,157±0,016 |
6,31±0,31 |
0,117±0,021 |
|
не обработан |
48,3 |
96,6±0,98 |
14,4±0,85 |
18,3±0,97 |
0,173±0,006 |
8,55±0,05 |
0,139±0,004 |
Таблица 2. Анализ ростовых процессов растений сорта ячменя Инкар при различных уровнях радиационной обработки семян на промышленном ускорителе ИЛУ-10
|
Диапазон поглощенных доз, Гр |
Количество проросших семян, шт (через 4 дня) |
Лабораторная всхожесть, % |
Длина 10-ти дневных ростков, см |
Показатели 15-ти дневных проростков |
|||
|
длина проростков, см |
масса проростков, г |
длина корешков, см |
масса корешков, г |
||||
|
50±10 % |
42,2 |
84,4±0,87 |
13,5±0,51 |
16,5±0,15 |
0,152±0,009 |
6,15±0,12 |
0,119±0,012 |
|
100±10 % |
40,3 |
80,6±0,34 |
13,3±0,44 |
15,2±0,24 |
0,148±0,012 |
6,22±0,18 |
0,129±0,002 |
|
150±10 % |
40,8 |
81,6±0,29 |
13,0±0,52 |
14,8±0,32 |
0,144±0,015 |
6,57±0,04 |
0,127±0,004 |
|
200±10 % |
39,8 |
89,6±0,48 |
14,0±0,61 |
16,0±0,27 |
0,145±0,012 |
7,52±0,16 |
0,135±0,009 |
|
250±10 % |
37,6 |
75,2±0,31 |
12,9±0,91 |
14,5±0,31 |
0,140±0,019 |
5,15±0,09 |
0,108±0,018 |
|
не обработан |
48,7 |
97,4±0,23 |
13,8±0,34 |
17,2±0,29 |
0,157±0,003 |
9,27±0,04 |
0,151±0,009 |
Нами также было выявлено, что при дозе 200±10% Грей у обоих сортов наблюдался более интенсивный рост проростков, в сравнении с другими вариантами, то есть отмечено стимулирующее влияние данной дозы мутагена на ростовые процессы, что указывает на эффективность применения данной мощности излучения для предпосевной обработки семян, с целью ускоренного прохождения первых фаз онтогенеза, сокращения вегетационного периода сортов ячменя, возделываемого в рисовом севообороте преимущественно в качестве покровной культуры для многолетних бобовых трав, что позволит получить высокий урожай в стрессовых условиях Приаралья.
Таким образом, анализ ростовых процессов растений ячменя показал, что радиационная обработка семян сортов ячменя на промышленном ускорителе электронов ИЛУ-10 показала, что выбранные дозы облучения не оказали летального воздействия на семена ячменя, однако в процессе онтогенеза, в частности мощность дозы облучения в 250±10 % Грей ведет к достоверному угнетению развития ростка и корней, а в дальнейшем к гибели всего проростка. Гибель проростков при данной дозе облучения была самой максимальной и составила 65-70 %. Полученные данные свидетельствуют о том, что максимально допустимая доза облучения ячменя при использовании промышленного ускорителя электронов ИЛУ-10 является доза при среднем токе пучка электронов - 0,2 мА или 250 Грей. Выявлены сортовые различия по влиянию дозы мутагена на лабораторную всхожесть семян, что указывает на зависимость действия ионизирующего излучения от генетической природы сортов.
Проведенные лабораторные исследования выявили достоверное снижение значений длины и массы корешков по мере увеличения доз облучений в сравнении с контрольным вариантом, что указывает на существенные различия между вариантами опыта, следовательно, данные признаки могут служить одним из информативных (тестовых) показателей при оценке эффективных доз ионизирующего излучения.
Литература:
1. ГОСТ 12038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести, 2011.
2. Определение всхожести по прорастанию семян в солевых растворах // Методические указания ВИР, Ленинград, 1989. – 14 с.
3. Методические указания ВИР по изучению мировой коллекции ячменя. – Ленинград. – 1981. – 30 с.
4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Колос, 1973. – 335 с.
