Анотація до роботи:

Рухленко В. М. Вплив хімічних мутагенів на зміну біологічних і селекційних ознак рослин конопель у потомстві. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 – селекція рослин. Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН, Харків, 2009.

Упродовж 2003 – 2007 рр. проведено дослідження в напрямку виявлення особливостей впливу хімічних мутагенів нітрозоетилсечовини (НЕС) і нітрозометилсечовини (НМС) на зміну біологічних і господарсько-цінних ознак рослин конопель з метою практичною використання їх у селекції. До програми вивчення було залучено 11 сортів конопель.

Установлено, що прийнятними дозами хіммутагенів для одержання нового вихідного матеріалу є водний розчин цих речовин в концентрації: 0,0125 – 0,05 % для НЕС і 0,0125-0,025 % для НМС при експозиції замочування насіння 18 год. Показано відмінності між сортами конопель за ступенем прояву морфозів і загибелі рослин у М₁. Описано форми морфозів.

У потомстві М₂ – М₄ виявлено 23 форми зміни ознак рослин конопель. Хімічний мутаген НЕС діє на рослини більш м’яко, викликаючи вищий ступінь мінливості ознак волокнистості стебла і дає кращі результати по зниженню вмісту канабіноїдів при доборі порівняно з НМС, що важливо врахувати при селекції.

У результаті застосування НЕС і НМС одержано сорт Глухівські 77, нову чоловічостерильну лінію Однодомні 10ЧС і два гібриди F1 (Глухівські 18 / Глухівські 57М₃) і (ЮСО-14 / Глухівські 57М₃).

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання зі встановлення впливу мутагенів на зміну біологічних і селекційних ознак у потомстві шляхом визначення оптимальних доз НЕС і НМС для одержання високої частоти зміни ознак рослин конопель, встановлення порівняльної ефективності різних методів застосування хімічних мутагенів – роздільного, сумісного і в сполученні зі схрещуванням. Виявлено різні реакції конопель на дію хіммутагенів стосовно одержання морфозів М₁ і мутацій М₂ – М_{4 ,} на основі чого створено селекційно-цінний мутантний матеріал з ознаками високого вмісту волокна та його якості із відсутністю канабіноїдних сполук, що має суттєве значення в селекції конопель. Суть результатів проведених досліджень відображена в нижченаведених основних висновках.

1. Установлено, що прийнятними дозами досліджуваних мутагенів для обробки насіння конопель з метою одержання значних змін у формуванні ознак рослин в М₁ і наступних поколіннях є концентрації 0,0125 – 0,05 % для НЕС і 0,125 – 0,025 % для НМС.

2. Експериментально доведено, що в результаті застосування мутагенів НЕС і НМС схожість насіння в М₁ у межах сортів змінюється від +3,0 до -29,2 %, а загибель рослин у післясходовий період збільшується від 0,40 до 82,0 % порівняно з необробленим насінням. Основна маса рослин гине до фази трьох пар справжніх листків, решта – до початку бутонізації контрольних рослин. НМС спричиняє вищий ступінь несхожості насіння і загибелі рослин, ніж НЕС.

3. У рослин конопель М₁ виявлено такі основні форми морфозів конопель: летальні рослини, відмирання точки росту з наступним омолодженням рослини, жовтолистість рослин, потужно розвинені рослини, роздвоєння стебла, роздвоєння суцвіття, фасціація стебла, скручуваність стебла, жіноча стерильність, безстатевість рослин і деформація листків.

4. Показано, що менш чутливим до зміни ознак рослин конопель при використанні НЕС є сорт Золотоніські 11 і Єрмаківські місцеві, більш чутливими – сорти Глухівські 57 і Глухівські 10, а при застосуванні НМС до менш чутливих відносяться сорт Єрмаківські місцеві та лінія Однодомні 9ЧС, до більш чутливих – сорти Золотоніські 11 і Глухівські 46.

5. У результаті застосування мутагенів НЕС і НМС у М₂ – М₄ нами виділено всього 23 форми рослин зі зміненими ознаками, зокрема найважливішими з них є: жовті рослини, рослини із жовтими верхівками, карликові рослини, напівкарликові рослини, рослини з білими плямами на листках, рослини з трилистими стебловими вузлами, рослини з вузькими листковими пластинками, рослини з вузькими суцвіттями, рослини з темно-зеленими листками і синюватим відтінком, маскулінізовані рослини, статеві мозаїки, рослини з листковими пластинками, зігнутими донизу, рослини з чоловічою стерильністю та інтерсексуальні рослини.

6. Виявлено, що використання мутагенів НЕС і НМС з наступним схрещуванням одержаного матеріалу дає вищий ефект по виходу рослин зі зміненими ознаками в потомстві, ніж окреме використання мутагенів.

7. При експериментальному застосуванні хімічних мутагенів мутаційна зміна ознак рослин конопель проявляється у багато разів частіша, ніж у природних умовах. Якщо у контрольному варіанті за 3 роки виявлено всього 4 форми рослин зі зміненими ознаками з частотою прояву їх 0,03 – 0,05 %, то в результаті застосування різних варіантів використання НЕС і НМС – 23 форми з частотою прояву 0,18 – 3,30 %, що дуже важливо для селекції.

8. Використання мутагена НЕС має переваги порівняно із застосуванням НМС: він діє на рослини конопель менш пригнічено за умов приблизно однакового ступеня прояву спектра і частоти зміни ознак, дає вищий ефект в М₂ за загальною висотою стебла (відповідно 295,1 і 271,4 см), за технічною довжиною стебла (156,1 і 143,1 см), за діаметром стебла (13,0 і 12,1 мм), за масою стебла (102,3 і 90,8 г) і за масою волокна з рослини (26,6 і 23,7 г).

9. Мутантні рослини, виявлені нами, за фенотиповими ознаками здебільшого не викликають практичного інтересу порівняно зі звичайними рослинами популяції, або є відомими як спонтанні мутації, які вже більш-менш досліджені. Матеріал, одержаний з допомогою застосування хіммутагенів, більший інтерес представляє в напрямку зміни кількісних ознак конопель, що підтверджується даними наступного висновку.

10. На основі застосування хімічних мутагенів отримано новий селекційний матеріал:

– сорт Глухівські 77, який переданий в селекційне сортовипробування з 2008 р., є кращим порівняно зі стандартним сортом за вмістом волокна в стеблі (відповідно 30,4 і 28,4 %), за розривним навантаженням волокна (26,8 і 25,7 даН), за номером волокна (4,3 і 3,7), за кількістю рослин без тетрагідроканабінола (95,6 і 66,0 %);

– чоловічостерильна лінія Однодомні 10ЧС, що поліпшена порівняно з вихідною лінією Однодомні 9ЧС за вмістом найкращого статевого типу – однодомної фемінізованої матірки (відповідно 85,6 і 40,7 %), порівняно зі стандартним сортом за вмістом волокна в стеблі (відповідно 32,8 і 28,6 %), за розривним навантаженням волокна (28,0 і 25,8 даН), за номером волокна (4,8 і 3,7), використовується при гібридизації в якості материнської форми без затрат ручної праці на кастрацію чоловічих квіток;

– гібриди F1 (ЮСО – 14 / Глухівські 57М₃) і (Глухівські 18 / Глухівські 57М₃), які знаходяться на рівні стандарта за якістю волокна і насіннєвою продуктивністю, залучені до селекції сортів олійного напрямку.

Публікації автора:

1. Рухленко В. М. Вплив хіммутагенів на схожість насіння і розвиток рослин конопель першого покоління / В. М. Рухленко // Вісник Сумського національного аграрного ун-ту. – 2004. – Вип. 1(8). – С. 75 – 77.

2. Мигаль М. Д. Відмінність хіммутагенів НЕС і НМС за впливом на ознаки волокнистості стебла конопель / М. Д. Мигаль, В. М. Рухленко // Вісник Сумського нац. аграрного ун-ту. – 2006. – Вип. 11 – 12 (12 – 13). С – 33 – 38. (Частка авторства 60 %, проведення досліджень і узагальнення результатів).

3. Мигаль М. Д. Дослідження мінливості ознак рослин конопель при комплексному застосуванні хіммутагенів і схрещування/ М. Д. Мигаль, В. М. Рухленко // Збірник наукових праць Інституту луб’яних культур УААН. – Глухів, 2007. – Вип. 4 – С. 3 – 13. (Частка авторства 60 %, проведення досліджень і узагальнення результатів).

4. Мигаль М. Д. Реакція сортів конопель на дію хіммутагенів/ М. Д. Мигаль, В. М. Рухленко // Збірник наукових праць Інституту луб’яних культур УААН. – Глухів, 2007. – Вип. 4. С.58 – 72. (Частка авторства 40 %, проведення досліджень і узагальнення результатів).

5. Мигаль М. Д. Зміна ознак рослин конопель під впливом хіммутагенів / М. Д. Мигаль, В. П. Ситник, В. М. Рухленко // Нове в селекції, генетиці, технології вирощування, збиранні, переробці та стандартизації луб’яних культур: Матеріали наук.-тех. конф. мол. вчених. – Глухів: ІЛК УААН, 2004. – С. 35 – 44. (Частка авторства 40 %, проведення досліджень і узагальнення результатів).

6. Рухленко В. М. Вплив хімічних факторів на зміну статі конопель / В. М. Рухленко // Нове в селекції, генетиці, технології вирощування, збиранні, переробці та стандартизації луб’яних культур: Матеріали наук.-тех. конф. мол. вчених. – Глухів: ІЛК УААН, 2004. – С. 55 – 60.

7. Рухленко В. М. Частота мутацій конопель у М₂ за дії хіммутагенів / В. М. Рухленко // Новітні технології вирощування сільськогосподарських культур – у виробництво: Матеріали наук.- практ. конф. молодих вчених 23–25 листопада 2004 р. Чабани. – К.: ЕКМО, 2004. – С. 97 – 99.

8. Рухленко В. М. Зміна статі конопель першого покоління під впливом хіммутагенів / В. М. Рухленко // Наукова спадщина акад. М. М. Гришка: Всеукр. наук.-практ. конф., присвячена пам'яті М. М. Гришка – видатного селекціонера, генетика, ботаніка та громад. діяча. – Глухів: Глух. держ. пед. ун-т, 2005. – С. 33 – 35.

9. Мигаль М. Д. Особливості зміни ознак рослин конопель, одержаних у результаті застосування хіммутагенів (М₃) / М. Д. Мигаль, В. М. Рухленко // Нові наукові дослідження у льонарстві та коноплярстві України: Матеріали наук.-техн. конф. молодих вчених. – Суми ВВП «Мрія – 1» ТОВ, Інститут луб’яних культур, 2006. – С. 39 – 47. (Частка авторства 50 %, проведення досліджень і узагальнення результатів).

10. Мигаль М. Д. Особливості мутаційної зміни рослин конопель другого покоління, індукованих хіммутагенами / М. Д. Мигаль, В. М. Рухленко // Проблеми і перспективи в селекції, генетиці, технології вирощування, збиранні, переробці та стандартизації луб’яних культур: Матеріали наук.-техн. конф. молодих вчених – Глухів: ІЛК УААН, 2006. – С. 13 – 22. (Частка авторства 70 %, проведення досліджень і узагальнення результатів).

11. Рухленко В. М. Вплив хіммутагенів НЕС і НМС на зміну статі однодомних конопель в потомстві М₂ / В. М. Рухленко // Інноваційні напрямки наукової діяльності молод. вчених в галузі рослинництва: Зб. тез ІІІ-ї Міжнародної наук. конф. молод. вчених. – Харків: Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр'єва, 2006. – С. 121.

12. Мигаль М. Д. Створення нової чоловічостерильної лінії однодомних конопель Однодомнмі 10ЧС / М. Д. Мигаль, В. М. Рухленко // Актуальні питання розвитку галузей льонарства та коноплярства: Матеріали наук.-техн. конф. молод. вчених Інституту луб’яних культур УААН. – Суми: Home vene, 2007. – С. 3 – 8. (Частка авторства 60 %, проведення досліджень і узагальнення результатів).