Мутагенез и рекомбиногенез сельскохозяйственных растений

Экспериментальный мутагенез — раздел биологической науки по искусственному изменению наследственного материала с целью получения мутаций. Он позволяет многократно увеличить частоту появления измененных форм. Несмотря на то, что экспериментальный мутагенез занимает важное место в исследованиях по генетике и селекции, существуют противоречивые данные в отношении его эффективности и перспектив дальнейшего развития. Обращает на себя внимание относительно низкая эффективность мутагенеза высших растений. В классическом варианте индуцированный мутагенез в 3—4 раза менее результативен, чем гибридизация. К настоящему времени в мире создано 2672 мутантных сорта по 175 видам растений. Среди них 1206 сортов зерновых культур, 203 — бобовых, 198 — масличных, 454 — декоративных и 611 прочих мутантных сортов. Из всех них 89% составляют радиационные мутанты, причем с помощью?-лучей создано 64, а с использованием рентгеновских лучей — 22% мутантных сортов и 3% приходится на прочие виды радиации. Заслуживает внимания тот факт, что практически половина таких мутантов получена путем применения высоких доз радиации: рапс — 60%, ячмень — 42,8%, пшеница — 50% и рис — 27,6%.
В последнее десятилетие международное агентство по атомной энергии Австрии IAEA широко распространило в Азиатском и Латиноамериканском регионах мутационные методы создания сортов и достигло очень хороших результатов. В качестве примеров можно привести высокобелковый голозерный мутантный сорт ячменя Molina-5, возделываемый в горных районах Анд, сорт риса Zhefu-802, занимающий в Китае более 11 млн. га. Зеленая революция, во многом базировавшаяся на использовании индуцированных мутантов, позволила удвоить в развивающихся странах урожаи риса и пшеницы.
Следует отметить, что возможности экспериментального мутагенеза в его простом, классическом, исполнении во многом уже исчерпаны, поэтому постоянно ведется поиск новых мутагенных факторов и способов их воздействий, методов управления репарирующими системами и идентификации утилитарных генотипов. В настоящее время возникла настоятельная необходимость получения с помощью новых мутационно-рекомбинационных методов оригинального генофонда исходного и селекционного материала важнейших сельскохозяйственных культур для быстрого и результативного создания энергоресурсосберегающих сортов.
Высокоэффективным и технически удобным является использование для индукции мутаций и рекомбинаций ультрафиолетовой и рентгеновской радиации. В пользу выдвинутого положения говорят факты о том, что с помощью УФ-радиации можно индуцировать положительные. генетические изменения, а генетическая эффективность рентгеновской радиации во многих случаях выше других видов радиоактивных излучений и даже химических мутагенов. Так, с помощью рентгеновских лучей удалось индуцировать мутации неполегаемости у ячменя в 20 из 22 локусов, в то время как нейтронами — в 8, лучами — в 4, а протонами — только в 2 локусах. Если с помощью рентгеновских лучей были созданы мутанты ячменя, превышающие по урожайности исходный сорт на 18%, то мутанты превосходили его только на 7%, нейтронные — на 6%, а мутанты, созданные с применением частиц, — на 4%. Важно, что спектр изменчивости количественных признаков в рентгеновской популяции ячменя намного шире, чем в нейтронной.

Конец формы