Аспекты применения метода химического мутагенеза при создании сортов Calendula officinalis L.

Актуальность. Необходимость непрерывной селекционной работы по созданию новых сортов Calendula officinalis L. вызвана накоплением малоценных генотипов в уже возделываемых сортах вследствие перекрестного характера опыления.

Материалы и методы. Семена, отобранные из высокоурожайных биотипов сорта ‘Кальта’,  обрабатывались различными мутагенами в экспозиции 18 часов. Определяли частоту мутаций в первом мутантном поколении (М₁), посевные качества семян, оценивали жизнеспособность  растений  в  условиях  полевой  культуры. В фазе «массовое цветение» учитывали изменения по следующим признакам: «высота растения», «число листьев», «число соцветий на растении», «диаметр соцветий», «число рядов язычковых цветков», «масса одного соцветия». Урожайность  сырья (свежую  и воздушно-сухую массу соцветий) рассчитывали по каждому сбору и по сумме семи сборов в период цветения.

Результаты.  Наиболее  эффективными  мутагенами при создании нового исходного материала для селекции C. officinalis оказались ДЭС_0,05%  и ДМС_0,08%. Обработка нитрозометилмочевиной (НММ_0,02% и НММ_0,04% ) привела к нарушению процесса плодообразования. В результате многолетней селекционной работы (2009–2016 гг.) на основе мутантных поколений М₂–М₃ созданы сорта ‘Золотое  море’  и ‘Райский  сад’,  превосходящие  сорт ‘Кальта’ по урожайности соцветий на 39 и 30%, по урожайности семян на 48 и 49%, по содержанию экстрактивных веществ на 13,8 и 21,3%, по содержанию суммы флавоноидов на 29,9 и 43,3% соответственно.

Заключение.  Новые  сорта  C. officinalis ‘Золотое  море’ и ‘Райский сад’ созданы в соответствии со схемой мутационной селекции с применением метода химического мутагенеза, корреляционного и вариационного анализов, с проведением расширенного отбора растений, измененных  по  морфологическим  признакам,  продуктивности  и содержанию  биологически  активных  веществ (в первом мутантном поколении)  и оценкой по однородности, отличимости и стабильности во втором и последующих поколениях.

1. Басалаева И.В., Бознякова А.Н., Бурова А.Е., Грязнов М.Ю., Костяновский Р.Г., Коротких И.Н., Крутиус О.Н., Сидельников Н.И., Тоцкая С.А., Широкова А.В., Хазиева Ф.М. Calendula officinalis L. Сорт Золотое море. Российская Федерация; патент на селекционное достижение № 7532; 2014.

2. Butnariu M., Coradini C.Z: Evaluation of biologically active compounds from Calendula officinalis flowers using spectrophotometry. Chemistry Central Journal. 2012;6:35. DOI: 10.1186/1752-153X-6-35

3. Chopra V.L. Mutagenesis Investigating the process and processing the outcome for crop improvement. Current Science. 2005;89(2):353-359.

4. Długosz M., Wiktorowska E., Wiśniewska A., Pączkowski C. Production of oleanolic acid glycosides by hairy root established cultures of Calendula officinalis L. Acta Biochimica Polonica. 2013;60(3):467-473. DOI: 10.18388/abp.2013_2008

5. Дрягина И.В., Потапов С.П., Равкин А. С. Методические указания по использованию мутагенных факторов в селекции садовых вегетативно-размножаемых растений. Москва: ВАСХНИЛ; 1979.

6. El-Nashar Y.I., Asrar A.A. Phenotypic and biochemical profile changes in calendula (Calendula officinalis L.) plants treated with two chemical mutagenesis. Genetics and Molecular Research. 2016;15(2):27173326. DOI: 10.4238/gmr.15028071

7. Грязнов М.Ю., Саматадзе Т.Е., Свистунова Н.Ю., Цицилин А.Н., Хазиева Ф.М. Calendula officinalis L. Сорт Райский сад. Российская Федерация; патент на селекционное достижение № 8651; 2016.

8. Исмагилов Р.Р., Костылев Д.А. Календула. Уфа: БГАУ; 2000.

9. Kishimoto S., Maoka T., Sumimoto K., Ohmiya A. Analysis of carotenoid composition in petals of calendula (Calendula officinalis L.). Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 2005;69(11):2122-2128. DOI: 10.1271/bbb.69.2122

10. Костылев Д.А. Исмагилов Р.Р., Тимофеева О.В. Семенной материал календулы лекарственной в Предуралье. Аграрный вестник Урала. 2011;1(80):9-10.

11. Кудина Г.А. Химические мутагены в селекции цветочно-декоративных культур. Промышленная ботаника. 2006;(6):116-120).

12. Методика испытаний на отличимость, однородность, стабильность RTG/1006/1. Ноготки лекарственные (Calendula officinalis L.). В кн.: Официальный бюллетень Государственной комиссии ГК РФ по испытанию и охране селекционных достижений. 12-06/32. Москва; 1999. С.206-210.

13. Осипов В.И., Быков В.А., Хазиева Ф.М., Сидельников Н.И. Тритерпеноиды цветков календулы лекарственной (Calendula officinalis L.). Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2018;21(6):3-9). DOI: 10.29296/25877313-2018-06-01

14. Pintea A., Bele C., Andrei S., Socaciu C. HPLC analysis of carotenoids in four varieties of Calendula officinalis L. flowers. Acta Biologica Szegediensis. 2003;47(1-4):37-40.

15. Roychowdhury R., Tah J. Chemical mutagenic action on seed germination and related agro-metrical traits in M1 Dianthus generation. Current Botany 2011:2(8):19-23.

16. Государственная фармакопея РФ. XIV изд. 2018. URL: http://femb.ru/feml [дата обращения: 01.07.2020].

17. Тахтаджян А.Л. Система магнолиофитов. Ленинград: Наука; 1987.

18. Татевосян В.Б. Характеристика некоторых мутантов календулы. В кн.: Межвузовский сборник научных трудов. Т. 1. Биология. Ереван: Ереванский университет; 1979. C.12-19.

19. Vǎtavu R., Leonte C., Robu T., Pascal-Slabu C. Studies concerning the influence of some mutagen agents on the production of inflorescences at Calendula officinalis L. species. Lucrări Ştiinţifice. Seria Agronomie = Scientific Papers. Agronomy Series. 2008; 51(1):41-46. Available from: http://www.uaiasi.ro/revagrois/PDF/2008_1_41.pdf [accessed on June 28, 2020].

20. Загуменников В.Б. Оптимизация культивирования лекарственных растений в Нечерноземной зоне России. Москва: ВИЛАР; 2006.