Светлана Александровна Боровая, научный сотрудник
692539 Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30
Svetlana A. Borovaya, Researcher
30 Volozhenina St., Timiryazevsky Settlem., Ussuriysk 692539, Russia
Алексей Григорьевич Клыков, доктор биологических наук, академик РАН, заведующий отделом
692539 Россия, Уссурийск, пос. Тимирязевский, ул. Воложенина, 30
Alexey G. Klykov, Dr. Sci. (Biology), Full Member (Academician) of the RAS, Head of a Department
30 Volozhenina St., Timiryazevsky Settlem., Ussuriysk 692539, Russia
Актуальность. Получение исходного материала для селекции гречихи является важным направлением исследований. Использование тяжелых металлов как мутагенного фактора in vitro обусловливает возникновение генетической изменчивости у исходных образцов гречихи, способствуя расширению пула перспективных генотипов.
Материалы и методы. Материалом для исследований гречихи послужил сорт ʽИзумрудʼ. Регенеранты гречихи получены in vitro на мутагенных средах с ионами цинка (184–299 мг/л) и минеральным голоданием в лаборатории селекционно-генетических исследований полевых культур ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки. Генетическую изменчивость образцов исследовали с помощью четырех ISSR-маркеров (М1, М2, М7, М11). Контроль – сорт ʽИзумрудʼ. Полевую оценку растений проводили по основным хозяйственно ценным признакам.
Результаты. Получены регенерантные образцы R 1069, R 1070, R 1071 – источники хозяйственно ценных признаков, генетически отличающиеся от исходной формы. В экстремальных метеорологических условиях, связанных с сильным переувлажнением почвы, по сравнению с сортом-стандартом, помимо лучших морфологических показателей, они показали достоверное увеличение продуктивности одного растения в 1,8–2,2 раза. R 1069, помимо высокой продуктивности, выделился по содержанию белка (11,98%).
Заключение. Мутагенные среды с ионами цинка и минеральным голоданием in vitro индуцируют генетическую изменчивость у исходного сорта гречихи, что приводит к получению генотипов с улучшенными показателями хозяйственно ценных признаков. Генетические отличия от исходной формы подтверждены ISSR-маркерами М1, М2, М7 и М11. Регенерантные образцы R 1069, R 1070, R 1071 являются перспективным исходным материалом для селекции.
Background. Obtaining starting material for buckwheat breeding is an important task of the breeding process. Heavy metals used in vitro as mutagenic factors induce genetic variation in buckwheat germplasm sources and expand the pool of promising genotypes with important agronomic traits.
Materials and methods. Regenerated buckwheat plants were grown in vitro on MS mutagenic media with zinc ions (184–299 mg/L) and under mineral starvation in the Laboratory of Breeding and Genetic Research on Field Crops at the Federal Scientific Center of Agricultural Biotechnology of the Far East named after A.K. Chaika. Genetic variation of the accessions was studied with four ISSR-markers (M1, M2, M7, and M11). Cv. ʽIzumrudʼ served as the control. Field evaluation of buckwheat plants was performed to assess their main agronomic characters.
Results. Regenerated buckwheat accessions R 1069, R 1070 and R 1071 possessed valuable agronomic traits and were genetically different from the original form. Under extreme meteorological conditions, associated with waterlogging of the soil, they showed a statistically significant and valid increase in productivity per plant (1.8–2.2 times) and higher values of morphological indicators compared to the control. Accession R 1069 combined high protein content (11.98%) with high productivity.
Conclusion. Mutagenic media with zinc ions and mineral starvation in vitro induced genetic variation in the source cultivar of buckwheat, leading to the emergence of genotypes with improved morphological and agronomic traits. Genetic differences from the original form were confirmed with ISSR markers M1, M2, M7, and M11. The regenerated buckwheat accessions (R 1069, R 1070, and R 1071) may be recommended as promising starting material for breeding.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.