Мутагенез

Все сложные признаки организмов создаются не одним, а множеством генов. Гены способны мутировать, то есть изменять качество передаваемой наследственной информации.

Все мутации, возникающие в природе, в естественных условиях, называют спонтанными. Полезных для человека мутаций возникает очень мало. Поэтому стали искать методы и приемы, с помощью которых можно вызывать искусственное появление мутаций. Такие мутации в отличие от самопроизвольных спонтанных называют искусственными, экспериментальными, индуцированными.

Индуцированные мутации получают при использовании разных химических веществ, а также ионизирующих излучений и солнечных лучей (ИКСС).

Искусственный мутагенез применяют в следующих случаях:

  • • при межвидовых и более отдаленных скрещиваниях для получения сортов с комплексной устойчивостью к болезням и вредителям, при этом гибриды первого поколения, как правило, наследуют признаки дикого качества одного из родителей;
  • • для получения новых свойств и качеств, полезных для человека;
  • • для нарушения тесного сцепления между полезными и нежелательными признаками у исходных сортов и гибридных сеянцев, для получения мутантов и использования их при последующих скрещиваниях;
  • • для расширения границ изменчивости в гибридных популяциях сортов и создания генофонда мутантов;
  • • для преодоления нескрещиваемости и стерильности гибридов при межвидовых и межродовых скрещиваниях;
  • • для подавления диких признаков у гибридов первого поколения путем облучения пыльцы дикого вида или сорта.

Химический мутагенез. В настоящее время применяют следующие химические мутагены:

  • • ЭИ — этиленимин;
  • • ДМС — диметилсульфат;
  • • НЭМ — нитрозоэтилмочевина и колхицин.
  • 540

Их применяют, пользуясь следующими способами:

  • • вымачивание семенного или черенкового материала в водном растворе или суспензии мутагенов;
  • • внедрение раствора или суспензии мутагена в семена методом вакуум-фильтрации;
  • • внедрение раствора или суспензии мутагена в семена методом ультразвуковой обработки;
  • • введение раствора или суспензии мутагена в растение или отдельные побеги методом инъекции или нагнетания.

Обработку семян химическими мутагенами проводят без дополнительной подготовки или после подготовки семян, а именно:

  • • вымачивание воздушно-сухих семян в растворе мутагена без какой-либо предварительной подготовки;
  • • обработка мутагенами семян после их вымачивания в воде в течение 3 суток до состояния набухания;
  • • обработка семян мутагенами после их стратификации в песке при температуре 20—25 °С.

Примерные концентрации мутагенов при обработке воздушносухих семян (выдержка — 24 ч): этиленимин — 0,01—0,1 %; диме- тилсульфат — 0,01—0,1 %; нитрозоэтилмочевина — 0,0001—0,05 %. При обработке набухших или надтреснутых семян винограда дозы всех трех мутагенов можно увеличить для первых двух до 0,5—1 % и для третьего — до 0,1 %.

Обработку вегетирующих вегетативных и генеративных органов химическими мутагенами проводят методом принудительной подачи мутагена под давлением 0,2—0,3 атм, которое создается с помощью насоса Камовского. Побеги отделяют от кустов и на их нижний конец надевают подводящую трубку, по которой нагнетают мутаген (15 мл). Обработанные мутагенами побеги затем прививают зеленой прививкой на материнские кусты. В следующем году с обработанных глазков получают урожай, а если побеги имели соцветия, оценку урожая возможно сделать и в год прививки. Следовательно, обработка мутагенами вегетирующих побегов ускоряет селекционный процесс по сравнению с обработкой мутагенами вызревших черенков. Концентрации растворов НЭМ — 0,001 %, ДМС — 0,1 %.

Радиационный мутагенез. Это обработка семян, соцветий, вегетативных органов носителями лучистой энергии, например, гамма-лучами или рентгеновскими лучами. Источником гамма-лучей может служить промышленная установка.

Продолжительность обработки семян зависит от их состояния (воздушно-сухие, набухшие, надтреснутые) и от мощности заряда источника. Рабочими дозами при облучении семян винограда с целью получения мутаций следует считать 4,5—8 тыс. рентген (Р). При этом выживает 10—50 % сеянцев. Летальная доза для семян винограда любого происхождения — 10—12 тыс. Р.

Облучение соцветий винограда производят вместе с зелеными побегами, на которых они расположены, на стационарных установках. После облучения побеги нарезают на одноглазковые черенки, которые вместе с соцветиями прививают в зеленом виде на кусты подвоя методом простой копулировки. В этом же году соцветия образуют грозди. Осенью из созревших ягод извлекают семена, из которых затем выращивают сеянцы. После вступления сеянцев в пору плодоношения ведут отбор на выявление мутагенных форм с хозяйственно-ценными признаками.

Облучение соцветий проводят в два срока: за 1,5—2 недели до цветения и во время цветения. В первом случае облучение действует на материнские клетки будущих гамет, во втором — на клетки зигот перед вступлением их в митотическое деление. Доза облучения в первый срок — 2,5 тыс. Р, во второй — 2 тыс. Р при мощности гамма-установки 500 Р/мин.

Облучение вегетативных органов растущих зеленых побегов винограда проводят, когда побеги достигают длины 10—12 междоузлий. Их срезают с материнских кустов, помещают в полиэтиленовые мешочки и подвергают гамма-облучению на стационарных установках. После этого побеги нарезают на одноглазковые черенки и прививают методом копулировки, при этом на узлах оставляют или только зимующий глазок, или только пасынок. Применяют следующие дозы облучения: от 500 до 7 тыс. Р — при мощности излучения установки 250 Р/мин; 2,5—5 тыс. Р — при мощности излучения установки 500 Р/мин.

В следующем году побеги, выросшие из облученных формирующихся глазков или пасынков, способны плодоносить. С этого года можно вести отбор кустов по количеству и качеству урожая.

Облучению можно подвергать и одноглазковые одревесневшие черенки, используемые при настольной прививке. Рабочие дозы 3—5 тыс. Р, а летальная — 12 тыс. Р.

Облучение пыльцы. Пыльцу собирают обычным способом и раскладывают в пакетики для обработки гамма-лучами разными дозами на установках. Для сохранения жизнеспособности пыльцы срок от сбора до опыления должен быть не более 5—7 дней.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >