Ученые Института биологии Тюменского государственного университета с коллегами из ВИР имени Н. И. Вавилова, МГУ им. М. В. Ломоносова и Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля показали эффективность нового способа управляемого химического мутагенеза при селекции мягкой яровой пшеницы с помощью фосфемида. Результаты исследования опубликованы в журнале «Сельскохозяйственная биология».
Фото: Олег Харсеев, Коммерсантъ
Для широкой публики химические мутагены (вещества, вызывающие мутации в ДНК) ассоциируются с абсолютным злом. Однако эти действительно опасные вещества уже более 70 лет служат одним из самых эффективных инструментов в практической селекционной работе агробиологов. Мутагенные вещества, как правило, не имеют направленного действия и вызывают у растений не только вредные, но и полезные для растения мутации. Такие мутанты в руках селекционеров служат исходным материалом для выведения новых улучшенных сортов.
Проблема заключается в том, чтобы подобрать химический мутаген, применение которого в чрезвычайно низких, практически безвредных для человека и окружающей среды концентрациях, давало бы на выходе максимальное биологическое разнообразие мутантных форм для данного вида растения, чтобы было из чего выбирать. И хотя на сегодня селекционерам известно несколько тысяч эффективных и безопасных мутагенов, дополнение этого списка еще одним — сложная и трудоемкая научная задача. Именно такую задачу решили тюменские ученые в содружестве со своими столичными коллегами, исследовав в качестве мутагена довольно непростое в химическом плане вещество — фосфемид (диэтиленимид 2-амидопиримидилфосфорной кислоты)
Объект, на который им воздействовали, тоже был не случайным. Яровая пшеница мягких сортов по посевным площадям занимает в Тюменской области первое место среди зерновых и зернобобовых культур и имеет перспективу расширения ее ареала в более суровые районы Севера.
Ученые исследовали пять сортов пшеницы, как отечественных («Скэнт 1», «Скэнт 3»), так и иностранной селекции (Cara, Hybrid, Лютесценс 70), а также их гибриды. Все исследование длилось больше десяти лет, пока не были подобраны оптимальные концентрации фосфемида (0,002% и 0,01% в растворе). «В данном случае мы смогли успешно подобрать такие концентрации, подтверждением чему стали видимые мутации в полевых условиях на экспериментальном участке. Это позволило нам заключить, что применение фосфемида способствует увеличению разнообразия исходного материала, и мутаген можно эффективно использовать в селекции пшеницы»,— уверена заведующая кафедрой ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры ТюмГУ, профессор Нина Боме.
Явление химической мутации открыл в 1940-х годах Иосиф Абрамович Рапопорт, один из самых ярких ученых-генетиков ХХ века, который по принципиальным соображениям отказался от Нобелевской премии за это открытие и сумел в условиях «лысенковщины» создать в нашей стране первую в мире научную школу мутационной селекции. Работа тюменских биологов и их московских коллег в очередной раз подтвердила лидерские позиции российской школы управляемого химического мутагенеза в мировой агробиологии.
Сергей Петухов