Связанные с урожайностью морфометрические показатели растений фасоли овощной после гамма-облучения семян

Актуальность. Радиационный мутагенез показал свою эффективность в расширении генетического разнообразия селекционного материала для ряда культур. Для применения γизлучения с целью увеличения изменчивости количественных признаков фасоли овощной необходимо проведение ряда радиобиологических исследований. Цель. Изучить связанные с урожайностью морфометрические показатели, симбиотическую активность и жизнеспособность пыльцы фасоли овощной после γ-облучения семян (в дозах 25, 50 и 75 Гр) для разработки протокола радиационного мутагенеза.
Материалы и методы. Объекты исследования – 2 сорта фасоли овощной селекции Омского ГАУ. Семена были γ-облучены (источник – 60Co ) в дозах 25, 50 и 75 Гр (мощность дозы 60 Гр/час). М1 растения выращивались в поле Учебно-опытного хозяйства Омского ГАУ. В поле были также высеяны необлученные семена М2 сорта Маруся (полученные с растений, облученных в дозе 50 Гр). Оценивали морфометрические показатели, связанные с урожайностью, симбиотическую активность, жизнеспособность пыльцы. Статистический анализ проводили непараметрическими методами в R (вер. 4.3.3).
Результаты. Гамма-облучение семян обоих исследуемых сортов фасоли овощной отрица- тельно повлияло на некоторые морфометрические показатели растений М1, связанные с урожайностью (число семян в бобе, число семян с растения и масса семян). В отличии от сорта Маруся, облучение семян сорта Памяти Рыжковой отрицательно сказалось на скорости наступления цветения, образования бобов и технической спелости, вне зависимости от дозы. У растений сорта Маруся после облучения семян в дозе 50 Гр отмечено более раннее цветение и образование бобов, по сравнению с контролем, а также более выраженное развитие клубеньков. У растений в группе облучения 75 Гр обнаружена мужская стерильность. Облучение семян обоих исследуемых сортов привело к увеличению массовой доли кальция и белка в зеленых бобах поколения М1. В отличии от М1, у М2 растений сорта Маруся были выявлены статистически значимо более высокие показатели высоты растений, числа бобов и семян с растения, а также массы семян с растения.
Заключение. Облучение семян отрицательно влияет на элементы продуктивности растений в поколении М1 и положительно – в М2. В полевых условиях М2 растения сорта Маруся показали лучшую урожайность, по сравнению с родительским сортом, и будут использованы в дальнейшей селекции. Впервые показано влияние γ-облучения семян фасоли овощной на развитие клубеньков. Наиболее выраженный стимулирующий эффект отмечен для дозы 50 Гр у сорта Маруся. Для протокола радиационного мутагенеза фасоли овощной рекомендуется доза 50 Гр.

1. Смыков А.В. Радиационный мутагенез и изменчивость персика. Бюллетень Государственного Никитского ботанического сада. 2019;(132):60-67. https://doi.org/10.25684/NBG.boolt.132.2019.07 https://elibrary.ru/wmwqiq

2. Atay N., Atay E., Kunter B., Kantoglu Y., Kaplan N. Determination of optimal mutagen dosage and its effects on morpho-agronomic traits in putative mutants of ‘Amasya’ apple. Genetika. 2019;(51):629–639. https://doi.org/10.2298/GENSR1902629A

3. Новик Н.В., Гераськин С.А., Якуб И.А. Влияние γ-облучения семян на внутрисортовую изменчивость количественных признаков люпина желтого. Радиационная биология. Радиоэкология. 2022;62(6):620-628. https://doi.org/10.31857/S086980312206008X https://elibrary.ru/xisbra

4. Coretchi L., Lupascu G., Volosciuc L., Cliciuc D., Bondarenko E., Kantoglu Y. Chapter 15 - Molecular genetic aspects of the resistance of Cicer arietinum L. mutant genotypes to fusariosis. In: Tomlekova N.B., Kozgar M.I., Wani M.R. (Eds), Mutagenesis: exploring novel genes and pathways. Wageningen academic publishers. 2014:291-306. https://doi.org/10/3920/978-90-8686-787-5_15

5. Кобозева Т.П. Использование радиационного мутагенеза в создании исходных форм для селекции сои. М., 1990. https://viewer.rsl.ru/ru/rsl01000032709?page=1&rotate=0&theme=white

6. Mejri S., Mabrouk Y., Belhadj O., Saidi M. Orobanche foetida resistance in two new faba bean genotypes produced by radiation mutagenesis. Int J Radiat Biol. 2018Jul;94(7):671-677. https://doi.org/10.1080/09553002.2018.1486517

7. Nurmansyah, Alghamdi S.S., Migdadi H.M., Farooq M. Novel inflorescence architecture in gamma radiation-induced faba bean mutant populations. Int J Radiat Biol. 2019Dec;95(12):1744-1751. https://doi.org/10.1080/09553002.2019.1665205

8. Бут Н.Н. Состояние селекционной работы с фасолью овощной и лущильной на Кубани. Зернобобовые и крупяные культуры. 2014;4(12):83-86. https://elibrary.ru/tcefoz

9. Коцюбинская О.А., Бондаренко Е.В., Казыдуб Н.Г., Блинова Я.А. Влияние гамма-облучения семян на развитие растений Phaseolus vulgaris L. Овощи России. 2025;(1):37-44. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2025-1-37-44 https://elibrary.ru/tqvkxr

10. Казыдуб Н.Г., Коцюбинская О.А., Коваленко А.Н. Агроэкологический паспорт сорта фасоли овощной Маруся. Овощи России. 2022;(1):39-45. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2022-1-39-45 https://elibrary.ru/clijzz

11. Коцюбинская О.А., Казыдуб Н.Г., Антошкин А.А. Продуктивность сортов фасоли овощной селекции Омского ГАУ в южной лесостепи Западной Сибири. Овощи России. 2020;(1):64-69. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2020-1-64-69 https://elibrary.ru/byscfn

12. Коцюбинская О.А., Казыдуб Н.Г. Экологическая пластичность и стабильность новых сортов фасоли овощной селекции Омского ГАУ при разных сроках посева в южной лесостепи Западной Сибири. Известия ФНЦО. 2023;(2):33-40. https://doi.org/10.18619/2658-4832-2023-2-33-40 https://elibrary.ru/pzpkbq

13. Shu Q.Y., Forster B.P., Nakagawa H. Plant mutation breeding and biotechnology. Cambridge, Mass: CABI International; 2012. 608 p.

14. Балашова И.Т., Козарь Е.Г. Определение жизнеспособности пыльцы культуры фасоль. М., 2010.

15. Spencer-Lopes M.M., Forster B.P., Jankuloski L. Manual on Mutation Breeding. THIRD EDITION. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome, Italy, Vienna, Austria. 2018. 301 p.

16. Pinto M.E., Edwards G.E., Riquelme A.A., Ku M.S.B. Enhancement of nodulation in bean (Phaseolus vulgaris) by UV-B irradiation. FunctPlantBiol. 2002Oct;29(10):1189-1196. https://doi.org/10.1071/FP02012