(untitled) (Eurasian Journal of Ecology, 2019)
Изучена мутагенная активность диоксида углерода (СО2) на мутантной линии сои Т-219 (Glycine max (L.) Merrill), у которой синтез хлорофилла зависит от аллельного состояния гена. Доминантный аллель Y11 обусловливает темно-зеленую окраску листьев, а рецессивный аллель y11 – желтую окраску. Изучали уровень соматических мутаций по наличию светлозеленых пятен на темно-зеленых листьях и желтых пятен на светло-зеленых листьях (прямая мутация Y11→y11), а также светло-зеленых пятен на желтых листьях (обратная мутация y11→Y11). В качестве положительного контроля использовали метилметансульфонат (ММС), мутаген прямого действия. Семена сои, обработанные ММС в течение 24 ч., проращивали в обычных лабораторных условиях и в условиях повышенной концентрации СО2 (5000 ppm) в специализированном боксе с регулируемым содержанием СО2. У растений, выращенных в условиях повышенной концентрации СО2, частота соматических мутаций листьев была на уровне контроля. Однако у растений, семена которых были замочены в ММС и выращены в обычных условиях лаборатории, общее количество пятен на лист статистически значимо возросло в 4,3 раза (р<0,05). При обработке семян мутагеном с последующим выращиванием в условиях высокой концентрации СО2 общее количество пятен на лист возросло в 6,3 раза (р<0,001) по сравнению с контролем и в 14,1 раза (р<0,001) по сравнению с вариантом выращивания в условиях высокой концентрации СО2. Выявлен комутагенный эффект, оказываемый СО2 при совместном действии с мутагеном. Изучено влияние СО2 на морфофизиологические параметры растений – высоту и интенсивность фотосинтеза. На 10 день эксперимента наибольшая высота была у растений, выращенных в условиях повышенной концентрации СО2, и составила 7,60±0,92 см. У растений, выращенных в обычных условиях (контроль), высота растений была меньше в 1,4 раза (p<0,05). При обработке семян ММС с последующим проращиванием как в обычных условиях, так и при повышенной концентрации СО2 высота растений была на уровне контроля. Однако ускоренный рост растений в условиях повышенной концентрации СО2 наблюдался только в течение первых двух недель, в дальнейшем они погибали. Интенсивность фотосинтеза в условиях высокой концентрации СО2 увеличилась в 2,0 раза, но разница статистически не значима. При выращивании растений при повышенных концентрациях СО2 отмечено увеличение интенсивности фотосинтеза в 2,0 раза по сравнению с контролем, однако разница статистически не значима. У растений, выращенных из обработанных ММС семян, интенсивность фотосинтеза по сравнению с контролем была ниже в 1,7 раза (р<0,05), но при выращивании в условиях повышенной концентрации СО2 – увеличилась в 1,6 раза. При этом интенсивность фотосинтеза уменьшилась в 2,2 раза (р<0,05) в сравнении с контролем. Проведен корреляционный анализ между величинами изученных морфофизиологических параметров опытных растений сои. Коэффициент корреляции составил r=0,91, что свидетельствует о высокой положительной корреляции между интенсивностью фотосинтеза и высотой изучаемых растений. Таким образом, СО2 не проявил мутагенной активности при воздействии на мутантную линию сои Т-219. Однако при совместном действии СО2 с классическим мутагеном ММС наблюдалось статистически значимое увеличение частоты мутаций гена, ответственного за синтез хлорофилла. Полученные результаты свидетельствуют о способности диоксида углерода к комутагенному действию. Ключевые слова: соя, диоксид углерода, мутация, комутаген, хлорофилл, мутантная линия.