Изучение регенерантных линий сои по хозяйственно ценным и биохимическим характеристикам

   Актуальность. Ионы тяжелых металлов могут быть причиной стресса у растений, приводящего к генетическим изменениям. В ряде исследований показана возможность их применения в качестве мутагенного фактора при работе in vitro. Изучение влияния ионов Cu²⁺ и Cd²⁺ на показатели хозяйственно ценных признаков, качества семян, устойчивости к болезням регенерантных линий сои представляет интерес для селекции культуры.

   Материалы и методы. Тестирование генетически измененных регенерантных линий сои проводилось в лаборатории сельскохозяйственной биотехнологии и лаборатории селекции сои Федерального научного центра агробиотехнологий Дальнего Востока имени А. К. Чайки, лаборатории переработки сельскохозяйственной продукции Всероссийского научно-исследовательского института сои.

   Объект исследования: 15 регенерантных линий сои и исходные сорта (‘Приморская 13’, ‘Приморская 301’, ‘Приморская 81’, ‘Ходсон’).

   Результаты. В итоге были отобраны образцы, перспективные для селекционных целей, с высокими показателями хозяйственно значимых признаков, качественных характеристик семян и устойчивости к грибным заболеваниям, превышающие по изученным признакам исходные формы. Наибольшая урожайность отмечена у линий R 1490 (0,41 кг/м²) и R 1606 (0,38 кг/м²), крупносемянность – у R 1568 (масса 1000 семян – 200,0 г) и R 1609 (190,2 г). Комплексную устойчивость к грибным болезням на естественном фоне развития патогенов проявили R 1584, R 1568, R 1606, на искусственном – R 1490. Линии сорта ‘Ходсон’ выделялись повышенным содержанием белка, гистидина, валина, метионина + цистина, масла – R 1605, R 1609. У всех линий выявлены изменения в соотношении ненасыщенных жирных кислот С_18:2/С_18:1.

1. Assefa Y., Bajjalieh N., Archontoulis S., Casteel S., Davidson D., Kovács P., et al. Spatial characterization of soybean yield and quality (amino acids oil, and protein) for United States. Scientific Reports. 2018;8(1):14653. DOI: 10.1038/s41598-018-32895-0

2. Белимов А.А., Тихонович И.А. Микробиологические аспекты устойчивости и аккумуляции тяжелых металлов у растений. Сельскохозяйственная биология. 2011;46(3):10-15.

3. Buchanan B.B., Gruissem W., Jones R.L. (eds). Biochemistry and molecular biology of plants. 2^nd ed. Chichester: Wiley Blackwell; 2015.

4. Бутовец Е.С., Васина Е.А., Лукьянчук Л.М. Скрининг гермоплазмы сои в условиях Приморского края. Достижения науки и техники АПК. 2020;34(8):23-27. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10803

5. Чайка А.К., Тильба В.А., Моисеенко А.А., Ващенко А.П., Синеговская В.Т., Емельянов А.Н., Красковская Н.А., Губин А.В., Никишин В.М., Фоменко Н.Д., Гайдученко А.Н., Мащенко Н.В., Чайка Н.В., Капустин Ю.С., Ступин В.М., Мороховец В.Н. Адаптивные и прогрессивные технологии возделывания сои и кукурузы на Дальнем Востоке : метод. рекомендации. Владивосток: Дальнаука; 2009.

6. Дега Л.А., Бутовец Е.С., Лукьянчук Л.М. Соя: болезни и вредители. Москва: Известия; 2022.

7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований. Москва: Книга по требованию; 2012.

8. Дёмин А.А., Цмокалюк Н.М., Судаков В.В., Борисова Г.Я. Влияние загрязнения почвы ТМ на хозяйственно полезные показатели сои в условиях Уссурийского района Приморского края. Известия Международной академии аграрного образования. 2007;(5):15-22).

9. Ефремова О.С., Фисенко П.В. Влияние мутагенного действия ионов меди на уровень генетической изменчивости регенерантов сои. Дальневосточный аграрный вестник. 2017;4(44):30-36.

10. Гладков Е.А. Биотехнологические методы получения растений полевицы побегоносной Agrostis stolonifera, обладающих устойчивостью к кадмию и свинцу. Сельскохозяйственная биология. 2008;43(3):83-87.

11. Кипшакбаева Г.А., Тлеулина З.Т., Ошергина И.П., Амантаев Б.О., Сарбасова Н.А. Влияние условий возделывания сортов сои различного происхождения на формирование показателей продуктивности и качества. Наука и образование. 2022;2-1(67):213-222. URL: https://elibrary.ru/item.asp?ysclid=lyptrwvrvm266972836&id=50738978

12. Кодирова Г.А., Кубанкова Г.В., Ефремова О.С. Биохимическая оценка сомаклональных линий, резистентных к ионам кадмия. Дальневосточный аграрный вестник. 2018;3(47):37-42. DOI: 10.24411/1999-6837-2018-13055

13. Кодирова Г.А., Кубанкова Г.В., Ефремова О.С., Фисенко П.В. Изменчивость жирнокислотного состава масла в семенах сомаклональных линий сои. Дальневосточный аграрный вестник. 2019;3(51):38-44. DOI: 10.24411/1999-6837-2019-13033

14. Коротченко И.С. Влияние тяжелых металлов на содержание фотосинтетических пигментов в листьях моркови. Вестник Крас-ГАУ. 2011;4(55):86-91.

15. Методические указания по изучению устойчивости сои к грибным болезням / сост. Н.И. Корсаков, А.М. Овчиникова, В.М. Мизева. Ленинград: ВИР; 1979.

16. Кошкин Е.И. Физиология устойчивости сельскохозяйственных культур. Москва: Дрофа; 2010.

17. Kulaeva O.A, Tsyganov V.E. Molecular-genetic basis of cadmium tolerance and accumulation in higher plants. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2011;1(5):349-360. DOI: 10.1134/S2079059711050108

18. Li M., Liu Y., Wang C., Yang X., Li D., Zhang X. et al. Identification of traits contributing to high and stable yields in different soybean varieties across three Chinese latitudes. Frontiers in Plant Science. 2020;10:1642. DOI: 10.3389/fpls.2019.01642

19. Murashige T., Skoog F.A. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962;15(3):473-497. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

20. Nizkii S., Kodirova G., Kubankova G. Determining the amino acid composition of soybean proteins using IR scanners. International Journal of Pharmaceutical Research and Allied Sciences. 2020;9(2):45-49.

21. Петибская В.С. Соя: химический состав и использование. Майкоп: Полиграф-ЮГ; 2012.

22. Reutova N.V. Mutagenic potential of some heavy metals. Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2017;7(2):175-179. DOI: 10.1134/S2079059717020101

23. Рожанская О.А., Ломова Т.Г., Шилова Т.В., Горшкова Е.М. Новые сомаклональные линии сои для селекции в Сибири. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2016;(2):35-42.

24. Шахова М.Н., Бутова С.В., Воронцов В.В. Разработка технологии получения белково-липидного комплекса из семян сои. Технологии и товароведение сельскохозяйственной продукции. 2023;2(21):65-73). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=54123319

25. Tessari P., Lante A., Mosca G. Essential amino acids: master regulators of nutrition and environmental footprint? Scientific Reports. 2016;6:26074. DOI: 10.1038/srep26074

26. Цмокалюк Н.М., Судаков В.В. Влияние загрязнения почвы тяжелыми металлами на развитие и продуктивность потомства сои. В кн.: Мировое сельское хозяйство: современное состояние, актуальные проблемы и тенденции развития : материалы Международного симпозиума, посвященного пятидесятилетию ФГБОУ ВО «Приморская государственная сельскохозяйственная академия». Уссурийск; 2008. С.108-116.

27. Цыганов В.Е., Жернаков А.И., Кулаева О.А., Цыганова А.В., Балушка Ф., Нох М., Эллис Н., Тихонович И.А. Генетический и структурный анализ устойчивости гороха посевного к токсичным концентрациям кадмия. В кн.: Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале ХХI века : материалы Всероссийской конференции (Петрозаводск, 22–27 сентября 2008 г. Часть 6: Экологическая физиология и биохимия растений. Интродукция растений. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН; 2008. С.140-142). URL: http://resources.krc.karelia.ru/geobotany/doc/botany2008/Botanika6.pdf [дата обращения: 12. 09. 2023.

28. Усанова З.И. Методика выполнения научных исследований и курсовой работы по растениеводству : учебное пособие. 3-е изд. Тверь: Тверская ГСХА; 2017.

29. Ващенко А.П., Мудрик Н.В., Фисенко П.П., Дега Л.А., Чайка Н.В., Капустин Ю.С. Соя на Дальнем Востоке. Владивосток: Дальнаука; 2014.