doi: 10.15389/agrobiology.2014.3.65rus
УДК 633.72:575.224.234
ЧАСТОТА И СПЕКТР ХРОМОСОМНЫХ АБЕРРАЦИЙ У СОРТОВ И ФОРМ ЧАЯ ПРИ СПОНТАННОМ МУТАГЕНЕЗЕ
М.В. ГВАСАЛИЯ
Растения чая Camellia sinensis (L.) Kuntze в природных условиях проявляют свойства пластичной культуры, что позволяет проводить отбор ценных для селекции форм. Повышению генетической изменчивости чая способствует высокий фон радиации, температурные шоки, нагрузка пестицидами, удобрениями и др. Мы оценили изменение структуры хромосом у различных сортов и форм чая по наличию хромосомных аберраций. Объектом исследования были сорта Колхида (эталон по продуктивности и качеству), Кимынь (крупнолистные китайские разновидности) и местная популяция (смесь китайской, индийской и японской разновидностей), выращиваемые в трех районах промышленного возделывания чая — Гудаутском, Сухумском, Очамчирском (Республика Абхазия, 2003-2007), а также их мутантные формы с отклонениями по фенотипическим признакам (размер, форма, окраска и пузырчатость листа, полностью измененные растения). Собранные в сентябре—октябре семена проращивали в термостате при температуре 27-30 °С. При анализе спектра аберраций использовали только семена с растений, произрастающих в Сухумском районе, где наблюдалась самая высокая частота появления соматических мутаций — 3,95±0,20 % (для сравнения наименьшую регистрировали в Очамчирском районе — 2,00±0,03 %). В меристематических клетках корешков в анафазах I митоза учитывали частоту хромосомных перестроек. Наибольшую частоту отмечали у сорта Кимынь (от 2,18±0,20 до 5,92±0,47 % в зависимости от места произрастания; число просмотренных анафаз составляло по вариантам от 2501 до 5580). У сорта Кимынь (Р < 0,001), а также у местной популяции (Р < 0,05) различия были статистически достоверными. Спектр хромосомных аберраций у этого более мутабильного сорта тоже оказался шире, чем у сорта Колхида. Если у последнего наблюдались одиночные и парные фрагменты, то у сорта Кимынь дополнительно встречались одиночные и парные мосты с фрагментами. Сорт Кимынь, как мы полагаем, имеет большие перспективы в качестве исходного материала для селекции. Все изученные сорта и мутантные формы чая имели диплоидный набор хромосом (2n = 30). Отмечена положительная корреляция между частотой видимых мутаций и аберраций хромосом, которая выявляется при сравнительном анализе как по сортам, так и по местам их произрастания.
Ключевые слова: чай Camellia sinensis (L.) Kuntze, сорт, спонтанный мутагенез, хромосомные аберрации.
M.V. Gvasaliya
In natural environment, tea Camellia sinensis (L.) Kuntze plants show high adaptability, which allows selecting valuable forms for breeding. An increase of genetic variability can be induced by several environmental factors, i.e. incoming radiation, temperature shocks, pesticides, fertilizers and so on. To estimate the variability, we studied the chromosomal aberrations in Kolkhida variety (as a standard on the yield and quality parameters), in Kimyn variety (both are large-leaved Chinese sort), in so-called «local population» (a mix of Chinese, Indian and Japanese sorts), and in their mutant forms with varying phenotype (the plants with deviations in leaf size, shape, coloration, blistering, and those fully modified in appearance). Plants were grown on commercial plantations in Gudauta, Sukhumi and Ochamchir regions of Abkhazia. The seeds harvested in September and October were germinated in thermostatic conditions at 27-30 °С. To examine the patterns of chromosomal abnormalities, only the seeds reproduced in Sukhumi region were used as here was the highest frequency of somatic changes (3.95±0.20 % comparing to the lowest rate of 2.00±0.03 % in Ochamchir region), and the frequency of fully modified plants in Sukhumi region has reached 0.1 %. In root meristem cells of Kimyn variety, the highest rate of chromosomal rearrangements (2.18±0.20 to 5.92±0.47 % depending on the location) was detected in mitotic anaphases I (2501 to 5580 revised). The significant differences were indicated in Kimyn variety (Р < 0.001) and in the local population (Р < 0.05). More mutable Kimyn variety also showed a wider range of the chromosomal abnormalities if compared to Kolkhida variety. In Kolkhida variety, single and double fragments were observed, while in Kimyn variety the single and double bridges were also found. The Kimyn variety is considered perspective as a parent form for breeding. All studied varieties were diploids (2n = 30). For all compared varieties and habitats a frequency of somatic mutations correlated positively to chromosomal abnormalities.
Keywords: tea plant, Camellia sinensis (L.) Kuntze, variety, spontaneous mutagenesis, chromosome aberrations.
ГНУ Всероссийский НИИ цветоводства |
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
