Kenzhebayeva S.S., Zharassova D., Sarsu F., Minocha S.C. Induced mutations in wheat improvements on nutritional quality of the grain

1Al-Farabi Kazakh National University, Kazakhstan, Almaty 2Plant Breeding and Genetics Section, Joint FAO/IAEA Division, IAEA- Vienna Austria 3University of New Hampshire, Durham, NH, United States *е-mail: kenzhebaevas@mail.ru, Kenzhebaevas@kaznu.kz

Аңдатпа

Генетическое разнообразие является одним из наиболее важных факторов для улучшения
зерновых культур. Современная селекция существенно уменьшила генетическую вариабельность
важнейших признаков во многих культурах, особенно среди коммерческих сортов пшеницы,
которые широко используются в программах селекции и являются основой потребления
питательных веществ в рационе человека. В связи с этим необходимо генетическое улучшение
пшеницы с большим количеством важных питательных веществ в зерне, которое является
одним из наиболее экономически эффективных и действенных способов снижения глобальной
проблемы недоедания в отношении микронутриентов. Биофицирование пшеницы посредством
селекции растений имеет множественные преимущества. В статье обсуждается использование
индуцированного мутагенеза для генетического улучшения питательного качества зерна пшеницы.
На протяжении многих лет в интенсивных программах селекции пшеницы основной акцент был
сделан на замене традиционных сортов современными высокоурожайными, в результате чего
снизилось их генетическое разнообразие в качественных характеристиках зерна. Мутагенез
является мощным инструментом для улучшения культур и не имеет каких-либо регуляторных
ограничений, затрат на лицензирование и социальной оппозиции, налагаемых на генетически
модифицированных организмов. Целью индуцированного мутагенеза является увеличение
частоты мутаций в генах, контролируемых ключевые признаки, которые затем в течение короткого
срока могут быть использованы селекционерами для создания новых сортов растений. В статье
рассматривается применение различных видов мутагенов, таких как химические алкилирующие
агенты, радиация и транспозоны, которые используются для генерирования мутагенной
популяции и преимущества физических мутагенов, как ионизирующее излучение, по сравнению
с химическими агентами. Индуцированный мутагенез на основе ионизирующего излучения
наиболее часто применяется для создания мутантных сортов, что составляет около 90% от
полученных сортов (64% гамма-лучами, 22% с Х-лучами). В статье рассматривается использование
ионизирующих излучений для улучшения пшеницы на питательные качества зерна и приведены
результаты, полученные авторами, с использованием доз гамма-облучения для расширения
генетического разнообразия яровой пшеницы и поиска новых ресурсов мутаций с улучшенной
биофортифицированной способностью зерна и корреляции между продуктивностью, размером
зерна, а также параметрами качества. Для этого семена сорта Aлмакен, районированного в
Казахстане, облучали дозами 100 Гр и 200 Гр от 60Co источника. Проведенное исследование
показало значительную генетическую изменчивость в микроэлементах, как Fe и Zn, концентраций
и содержание белка. Некоторые мутантные линии, в основном из 200 Гр гермоплазмы имели
в зерне концентрацию Fe и Zn от 2 до 4 раз выше и увеличение содержания белка на 7-11%
относительно родительского сорта. Результаты показывают, что питательные свойства зерна
пшеницы могут быть улучшены без отрицательного влияния на ее продуктивность.
Ключевые слова: радиация, биофицирование пшеницы, мутантные линии пшеницы яровой
пшеницы, качество зерна.