Печать

Мутагенез у кукурузы

. Posted in Морфология растений

 
Выделяют мутагенез спонтанный и искусственный.
Спонтанный мутагенез  обусловлен естественными факторами окружающей среды, которые включают освещение, радиационное излучение, химические реагенты, постоянно присутствующие в различной концентрации в окружающей природе. У кукурузы различают шесть видов спонтанных естественных мутаций, имеющих рецессивный характер.
Из них в практике селекции чаще всего задействованы мутации генов структуры эндосперма, а именно, мутации мучнистого и непрозрачного эндосперма, сахарного, воскообразного, амилозного. Кроме того, имеются мутации, стимулирующие прорастание семян в початках на полях и прочие.
Селекционные исследования мутаций мучнистого и непрозрачного эндосперма дает возможность селекционерам создавать высоколизиновые самоопыленные линии, гибриды кукурузы, содержащие в эндосперме незаменимые аминокислоты лизина в 0,45-0,48%, триптофана в 0,18-0,20 %. Подобные высоколизиновые гибриды кукурузы используются в животноводстве, потому что позволяют при использовании их в кормлении животных разительно увеличить вес последних и удои молока. Уровень содержания сахаров в зернах кукурузы поднимается до 14-15%. Соответственно, открывается возможность к селекционному образованию сахарных и сверхсахарных гибридов растения.
В числе последних спонтанных мутаций нужно отметить одну из самых главных мутаций половых признаков растения - мужскую стерильность. Согласно фенотипу мутация мужской стерильности выявляется в отсутствии пыльников. В стерильных растений пыльца дегенерирует и пыльники иногда вообще не покидают колосовых чешуек. Признак мужской стерильности находится под контролем рецессивных аллелей ms, а возвращение фертильности происходит доминантными аллелями Ms. Данная мутация, вызванная ядерными генами, не применяется в селекции вследствие слабой устойчивости проявлений стерильности в потомстве.
Что касается искусственного мутагенеза на кукурузе, то впервые он был применен L. J. Stadler в 30-ых годах XX столетия. Чтобы получить первые искусственные мутации у растения применяли разные виды радиации, но преимущественно ими являлись гамма-лучи, лазерное облучение. В 70-ых годах XX века производились глубокие исследования влияния химических мутагенов для возникновения наследственных изменений. В ходе исследований установили, что обработка семян определенными химическими соединениями (нитрозоетилмочевиной, нитрозометилмочевиной) стимулирует мутационные изменения большинства наследственных характеристик кукурузы. На сегодняшний момент разработаны и используются в селекционной практике на прочих культурах (ячмень, соя, подсолнечник) оптимизированные технологии химического мутагенеза с вовлечением хемо-и радиопротекторов (биоактивных соединений, экстрактов проросщенных семян и т.д.), что дает возможность выделять в перечне мутаций гораздо больше НЕ хромосомных, а "точечных" генных мутаций. Подобные технологии весьма эффективны при образовании нового исходного сырья для селекции на полигенные характеристики: устойчивость к заболеваниям и насекомым-вредителям, жирнокислотный, углеводный, белковый состав зерна.