Вприроде мутации встречаются не так часто, поэтому, чтобы получить новые исходные формы для селекции, ученые широко используют мутационные свой­ства излучений и некоторых химических веществ. Влияние рентгеновского облуче­ния на наследственные свойства пшеницы впервые изучили, получив практические результаты (карликовые пшеницы), Л.Н. Делоне в Харькове в 1927 г. и А.А. Сапегин в Одессе в 1934 г. (Опубликовано в № 04.2010 г.)

В 1986 г. после аварии на Чернобыльской АЭС появилась возможность изучить вли­яние радиационного облучения на биоце­ноз пораженных радиацией территорий. Пшеница – удобный объект для исследо­вания в силу короткого периода онтогене­за. На протяжении сравнительно коротко­го времени можно проследить воздействие радиации на наследственность определен­ных генотипов многих поколений. Поскольку же законы наследственности у высших организмов близки, наблюдения за пшеницей можно использовать при оценке отдален­ных последствий хронического облучения других видов в зоне отчуждения.

Фото 1. Расщепление мутанта Белоцерковский 47 скверхед в девятом поколении (М9): 1-й – компактум безостый; 2-й – скверхед остистый; 3-й – скверхед полуостистый.

Фото 2. Расщепление мутанта Белоцерковский 47 скверхед в девятом поколении (М9): 7-й – «ажурный колос»; 8-й – колос расположен под прямым углом к стеблю, у его основания образовался колос-рудимент.

Под руководством академика Д.М. Грод-зинского, профессоров П.К. Шкварникова, В.Ф. Батыгина, доцента О.Д. Коломиец в непосредственной близости от реактора были собраны растения пшеницы, которые на всех этапах органогенеза находились под дей­ствием хронического облучения в течение двух вегетационных периодов – в посеве 1986 и в самосеве 1987 гг. Дозы определя­лись комбинацией внешнего гамма-облучения и внутреннего облучения бета- и альфа-частицами, которые проникали внутрь растений с их поверхности и локализова­лись в основном в ядрах и ДНК.

В 1988 г. 239 собранных образцов были переданы для дальнейшего изучения на Белоцерковскую ОСС. Методом педигри мы вот уже 21 год проводим пересевы изме­ненных форм, а также генетические иссле­дования характера происходящих измене­ний, скрещивая мутанты с исходными сорта­ми. Созданная коллекция мутантов насчитывает свыше двух тысяч образ­цов и продолжает расширяться.

Подавляющее число мутантов и гибридов не представляли для селекции никакой ценности: это были растения-уроды, сильно отклоняющиеся по морфологии от нормы. Был представлен широ­кий спектр мутаций колоса: в раз­ной степени выражена скверхедность, спельтоидность с ломким стержнем колоса и затрудненным обмолотом. Мутации стебля: растения-карлики с высотой до 25 см, извилистым стеблем под коло­сом и затрудненным выходом коло­са из пазухи листа, с двумя коло­сьями на стебле и др. (фото 1-6). Возникли также системные мута­ции, имеющие признаки других гексаплоидных видов – Тг. spelta, Тг. compactum, Тг. vavilovi, что можно рассматривать как под­тверждение теории мутационно­го происхождения видов рода Triticum.

В то же время некоторые линии мутантов по отдельным призна­кам превышали показатели исхо­дных сортов. По мере получения константных форм они высевают­ся в питомниках для оценки хозяйственно-ценных признаков, лучшие из них вводятся в скрещи­вание.

Фото 3. Расщепление гибридов от скрещивания исходного сорта Белоцерковская 47 с образованным от него мутантом спельта остистая и последующим беккроссированием спельтой: 1-й и 2-й – деформированные колосовые стержни, колос не вышел из пазухи листа; 3-й – колос со стерильными колосками.

Фото4. то же происхождение, что и на предыдущем снимке: расщепление гибридов от скрещивания исходного сорта Белоцерковская 47 с образованным от него мутантом спельта остистая и последующим беккроссированием спельтой: 10-й – компактоид остистый с удвоенными колосками на выступах стержня; 11-й – деформированный колосовой стержень; остистый спельтоид с удвоенными колосками на стержне.


Фото 5. Расщепление гибридов от скрещивания мутанта спельта с исходным сортом БЦ 47 и последующим беккроссированием: 4-й и 5-й – безостые спельта-компактум с пропусками на колосовом стержне; 6-й – остистый спельтоид с мутовкой на верхней части колоса.


Фото 6. Расщепление гибридов от скрещивания мутанта спельта безостая с сортом Мироновская 61: 7-й -компактоид безостый; 8-й – спельтоид ветвистый безостый с ломким колосом, тип Tr. vavilovi.

Лучшие из мутантов

Из мутанта 20168/89 была отобрана линия лютесценс 147 (Л147), которая характеризова­лась высокой устойчивостью к бурой ржавчине, септориозу, фузариозу колоса, долго сохра­няла зеленый лист, имела высо­кое содержание клейковины (41­48%) при низком ее качестве (120 ед. ИДК). Линия Л147 была вве­дена в скрещивание с сильным по хлебопекарным качествам, но склонным к полеганию сортом Украинка белоцерковская, в F2 изучались 2 тысячи гибридных потомств. После многократных отборов выделенный в контрольном питомнике номер 728/98 под названием сорт Либідь (фото 7) прошел государственное испы­тание, занесен в Реестр сортов растений и рекомендован для выращивания во всех зонах Украины. Сорт имеет повышенную зимостойкость и засухоустойчивость, среднерослый, устойчив к полеганию, резистентен к основным болезням, мак­симальная урожайность – 9,68 т/га. Сильная пшеница.

Фото 7. Сорт Либідь

Мутант Л147 был также введен в скре­щивание с сортом Полукарлик 3. В резуль­тате многократных индивидуальных отбо­ров из гибридной комбинации был полу­чен сорт Ясочка (фото 8). Сорт средне-рослый, среднеспелый, остистый, имеет зимостойкость выше средней, повышен­ную засухоустойчивость, устойчив к поле­ганию, осыпанию, обладает повышенной устойчивостью к бурой ржавчине и муч­нистой росе, довольно резистентен к фуза-риозу колоса и корневым гнилям. Высокопродуктивный: максимальная уро­жайность 8,53 т/га получена в Винницком ГЦЭС в 2004 г. В Реестре сортов – с 2006 г. Ценная пшеница: клейковина – 27-32%, белок – 13,5-14%, ИДК 80 ед.

Фото 8. Сорт Ясочка

Заслуживают внимания также линии Белоцерковского мутанта 47 скверхед. Он был использован в скрещивании с сортом Одесская 162 с целью повыше­ния зимостойкости сорта степного эко-типа. После многократных отборов из гибридной популяции взяты три сорта: среднеранний сорт Царівна (фото 9) с повышенной зимостойкостью 8,5-8,9 балла, устойчивостью к засухе и осыпа­нию – по 8 баллов, полеганию 8-9 бал­лов, болезням – 7-8 баллов, максималь­ной урожайностью 8,82 т/га. Занесен в Реестр сортов в 2008 г., рекомендован для зон Лесостепи и Полесья.

Фото 9. Сорт Царівна

Среднеспелый сорт Лісова пісня имеет вышесреднюю зимостойкость, засухоустой­чив, устойчив к болезням и полеганию, уро­жайность до 8,97 т/ га. В Реестре с 2009 г., рекомендован для зон Лесостепи и Полесья.

Сорт Романтика также с повышенной зимостойкостью, засухоустойчив, устойчив к болезням, высокопродуктивный, в Реестре с 2010 г. Все три сорта, по данным УИЭСР, относятся к сильным пшеницам.

Очень ценным для селекции оказался мутант Л20104/89. С его участием в скре­щивании с Украинкой белоцерковской полу­чен сильный по качеству сорт Відрада, зане­сен в список перспективных на 2010 г. В 2008 г. в его зерне, выращенном на Первомайской ГСИС (Николаевская обл.), отмечено содержание белка 19,2%, клейко­вины – 44,5%, ИДК 75 ед., сила муки 649 е.а., объем хлеба 1450 мл., общая хлебопе­карная оценка – 9 баллов.

Таким образом, использование в селек­ционной программе положительных чер­нобыльских радиомутантов с повышен­ным содержанием белка, со стойкостью к стрессовым биотическим и абиотическим факторам окружающей среды расширяет генофонд озимой пшеницы и способству­ет созданию новых высокопродуктивных с повышенной пластичностью сортов.

В то же время генотипические измене­ния растений исходных константных сортов пшеницы, а также появление системных мутаций, который аналогичны другим гексаплоидным видам, носят, в основном, характер доминантности и перешли в гомо­зиготное состояние, говорят о колоссаль­ном влиянии на наследственность радиа­ции и о большом риске изменений попу­ляции видов в биоценозе зоны отчужде­ния ЧАЭС.

Л.А. Бурденюк-Тарасевич, доктор с.-х. наук, Белоцерковское отделение Института сахарной свеклы НААНУ