Біологічні системи: теорія та інновації

Формотворча активність у пшениці озимої на клітинному рівні за дії іонізуючого опромінення

О.О. Іжболдін, М.М. Назаренко, Т.Ю. Лихолат
Завантажити статтю
Анотація

Метою проведених дослідів було показати цитогенетичну активність широкого спектру доз іонізуючого опромінення деяких генотипів пшениці м’якої на рівні хромосомного апарату клітини. У досліджені використовували насіння сортів пшениці озимої Подолянка та Смуглянка, опромінені гамма-променями в дозах 100, 150, 200, 250, 300 Гр. Контролем було насіння без обробки. На основі даних цитологічного аналізу досліджені частоти і спектри хромосомних аберацій після впливу гамма-променів. Враховувалась загальна кількість мітозів (у відповідній фазі), знайдене в препаратах (20 - 25 препаратів по кожному варіанту), кількість клітин з хромосомними порушеннями та відсоток таких клітин (від кількості мітотичних), частоти типів хромосомних аберацій (від загального числа клітин з перебудовами). Вибірка становила приблизно 500 - 1000 клітин за кожним дослідженим варіантом. Сорт Смуглянка суттєво менш стабільний щодо сорту Подолянка на цитогенетичному рівні, з наявністю суттєвих відмінностей у разі взаємодії в системі генотип-мутаген для гамма-променів. Кількість хромосомних перебудов лінійно зростає при дії гамма-променів до 200 - 250 Гр., де починається суттєве падіння зі стабілізацією на нижчому рівні при дозах 250 - 300 Гр. Виявлено, що доза мутагену є суттєво більш значущим чинником впливу, але й природа генотипу теж біла суттєвою. Значущими параметрами мінливості є загальна частота хромосомних аберацій, частота мікроядер та відстаючих хромосом, частота мостів, частота комплексних перебудов. Співвідношення фрагментів до мостів стандартне для гамма-променів. Передбачено більш високий рівень мінливості в наступних покоління для сорту Смуглянка, можливість відмінностей за спектром змін в наступних поколіннях для дії гамма-променів

Ключові слова

bread wheat; ionizing radiation; cytogenetic activity; chromosomal rearrangements

ЦИТУВАТИ
Izhboldin, O., Nazarenko, M., & Lykholat, T. (2022). Formative activity under the action of ionizing radiation for winter wheat at the cell level. Biological Systems: Theory and Innovation, 13(2), 24-33. https://doi.org/10.31548/biologiya13(3-4).2022.028
Використані джерела

[1] Fathin, T., Hartati, S., & Yunus, A. (2021). Diversity induction with gamma ray irradiation on Dendrobium odoardi orchid. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 637, article number 012035. doi: 10.1088/1755-1315/637/1/012035.     

[2] Holme, I., Gregersen, P., & Brinch-Pedersen, H. (2019). Induced genetic variation in crop plants by random or targeted mutagenesis: Сonvergence and differences. Frontiers in Plant Science, 10, article number 1468. doi: 10.3389/fpls.2019.01468.     

[3] Nazarenko, M. (2016). Characteristics of action of nitrosoalkylureas on cell level in winter wheat. Biosystems Diversity, 24(2), 258-263. doi: 10.15421/011632.     

[4] Nazarenko, M.M. & Izhboldin, O.O. (2017). Chromosomal rearrangements caused by gamma-irradiation in winter wheat cells. Biosystems Diversity, 25(1), 25-28. doi: 10.15421/011704.

[5] Nikolova, I., Georgieva, M., Kruppa, K., Molnor-Long, M., Liu, L., Manova, V., & Stoilov, L. (2015). Cytogenetic effects in barley root apical meristem after exposure of dry seeds to lithium ion beams. Genetics and Plant Physiology, 5, 3-9. Retrieved from http://www.bio21.bas.bg/ippg/bg/wp-content/uploads/2015/04/GPP_5_1_2015_03-09.pdf    

[6] Nurmansyah, S., Alghamdi, S., Hussein, M., & Farooq, M. (2018). Morphological and chromosomal abnormalities in gamma radiation-induced mutagenized faba bean genotypes. International Journal Radiation Biology, 94(2). 174-185.
doi: 10.1080/09553002.2018.1409913.       

[7] Oney-Birol, S. & Balkan, A. (2019). Detection of cytogenetic and genotoxic effects of gamma radiation on M1 Generation of three varieties of Triticum aestivum L. Pakistan Journal of Botany, 51(3), 887-894. doі: 10.30848/PJB2019-3(48).

[8] Shu, Q.Y., Forster, B.P. & Nakagava, H., (2013). Plant mutation breeding and biotechnology.      Vienna: CABI publishing.      doi: 10.1079/9781780640853.0000.

[9] Spencer-Lopes, M.M., Forster, B.P. Jankuloski L. (2018). Manual on mutation breeding. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.

[10] Yali, W., & Mitiku, T. (2022). Mutation breeding and its im portance in modern plant breeding. Journal of Plant Sciences, 10(2), 64-70. doi: 10.11648/j.jps.20221002.13.