danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2021-65-6-708-714dan-1023Research ArticleБИОЛОГИЯBIOLOGYВлияние химических мутагенов на всхожесть семян, рост и проявление декоративных признаков в семенном потомстве у представителей рода Pinus L.Influence of the chemical mutagens on the seed germination, the growth and manifestation of decorative characteristics in the seed offspring of the representatives of the genus Pinus L.КелькоА. Ф.KelkoH. F.

Келько Анна Федоровна – канд. биол. наук, заведующий лабораторией

ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск, Республика Беларусь

Kelko Hanna F. – Ph. D. (Biology), Head of the Laborarory

2v, Surganov Str., 220012, Minsk, Republic of Belarus

anna.kelko@inbox.ruСлесаренкоМ. О.SlesarenkaM. A.

Слесаренко Мария Олеговна – мл. науч. сотрудник

ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск, Республика Беларусь

Slesarenka Maryia A. – Junior researcher

2v, Surganov Str., 220012, Minsk, Republic of Belarus

slesarenko.maryia@mail.ruКараневскийР. И.KaraneuskiR. I.

Караневский Руслан Игоревич – мл. науч. сотрудник

ул. Сурганова, 2в, 220012, Минск, Республика Беларусь

Karaneuski Ruslan I. – Junior researcher

2v, Surganov Str., 220012, Minsk, Republic of Belarus

ruskar1992@mail.ruТорчикВ. И.TorchykU. I.

Торчик Владимир Иванович – член-корреспондент, д-р биол. наук, академик-секретарь

пр. Независимости, 66, 220072, Минск, Республика Беларусь

Torchyk Uladzimir I. – Corresponding Member, D. Sc. (Biology), Academic Secretary

66, Nezavisimosti Ave., 220072, Minsk, Republic of Belarus

dendro@tut.byЦентральный ботанический сад Национальной академии наук БеларусиCentral Botanical Garden of the National Academy of Sciences of BelarusПрезидиум Национальной академии наук БеларусиPrezidium of the National Academy of Sciences of Belarus202126122021656708714Copyright © Келько А.Ф., Слесаренко М.О., Караневский Р.И., Торчик В.И., 20212021Келько А.Ф., Слесаренко М.О., Караневский Р.И., Торчик В.И.Kelko H.F., Slesarenka M.A., Karaneuski R.I., Torchyk U.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/1023

Дана оценка влияния различных концентраций химических мутагенов на всхожесть семян, рост и проявление декоративных признаков в семенном потомстве сосны горной (Pinus mugo Turra), сосны обыкновенной (Pinus sylvesrtis L.) и «ведьминой метлы» («ВМ») сосны обыкновенной. В качестве мутагенов использовали 0,1 %-ный водный раствор колхицина, а также 0,1; 0,5 и 1,0 %-ные водные растворы диметилсульфата (ДМС). Установлена видоспецифичность влияния химических мутагенов на всхожесть семян. Так, обработка семян сосны горной водными растворами колхицина и ДМС оказала некоторое стимулирующее влияние на всхожесть. Напротив, всхожесть семян сосны обыкновенной и семян, собранных с «ВМ» сосны обыкновенной, снижалась с увеличением концентрации ДМС в растворе. Среди потомства, полученного с использованием химических мутагенов, выявлены экземпляры с изменениями силы роста в сторону карликовости, особенностей ветвления, которые проявлялись в виде нарушения апикального доминирования и усиления побегообразования, изменениями окраски хвои, в том числе зимним изменением окраски разной интенсивности от зеленой к желтой, бронзовой или бронзово-желтой. В результате исследований отобрано 363 экземпляра с нетипичными признаками для дальнейшей селекционной работы.

The influence of various concentrations of chemical mutagens on the seed germination, the growth and manifestation of decorative traits in the seed offspring of mountain pine (Pinus mugo Turra), Scots pine (Pinus sylvesrtis L.), and Scots pine “witch’s broom” (“WB”) is assessed. A 0.1 % aqueous solution of colchicine, as well as 0.1, 0.5, and 1.0 % aqueous solutions of dimethyl sulfate (DMS) was used as mutagens. The species-specificity of the influence of chemical mutagens on the seed germination was established. Thus, the treatment of mountain pine seeds with aqueous solutions of colchicine and DMS had some stimulating influence on their germination. On the contrary, the germination of the Scots pine seeds and the seeds collected from the Scots pine “WB” decreased with increasing the DMS concentration in the solution. Among the offspring obtained using chemical mutagens, specimens were identified with changes in the growth strength towards dwarfism, the branching features of which manifested themselves in the form of apical dominance violation and shoot formation growth, with changes in the color of needles, including winter color changes of different-intensity color from green to yellow, bronze or bronze yellow. As a result of the research, 363 specimens with atypical traits were selected for further breeding work.

сосна горнаяPinus mugoсосна обыкновеннаяPinus sylvesrtisхимический мутагенезколхициндиметилсульфатселекциядекоративные формыmugo pinePinus mugoScots pinePinus sylvesrtischemical mutagenesiscolchicinedimethyl sulfateselectioncultivarsReferencesКарпун, Ю. Н. Основы интродукции растений / Ю. Н. Карпун // Hortus botanicus. – 2004. – № 2. – С. 17–32.Karpun Yu. N. The main problems of introduction. Hortus botanicus, 2004, no. 2, pp. 17–32 (in Russian).Бавтуто, Г. А. Использование экспериментального мутагенеза в селекции плодово-ягодных растений / Г. А. Бавтуто, И. Э. Бученков // Обогащение и сохранение генофонда на основе повышения биологического потенциала растительных ресурсов: сб. науч. тр. – Минск, 2000. – С. 18–25.Bavtuto G. A., Buchenkov I. E. The use of experimental mutagenesis in the selection of fruit and berry plants. Obogashchenie i sokhranenie genofonda na osnove povysheniya biologicheskogo potentsiala rastitel’nykh resursov: sbornik nauchnykh trudov [Enrichment and preservation of the gene pool based on increasing the biological potential of plant resources: collection of scientific works]. Minsk, 2000, pp. 18–25 (in Russian).Березина, Н. М. Предпосевное облучение семян сельскохозяйственных растений / Н. М. Березина, Д. А. Каушанский. – М.: Атомиздат, 1975. – 264 с.Berezina N. M., Kaushanskiy D. A. Presowing irradiation of seeds of agricultural plants. Moscow, Atomizdat Publ., 1975. 264 p. (in Russian).Химические супермутагены в селекции: сб. ст. – М.: Наука, 1975. – 359 с.Rapoport I. A. (ed.) Chemical supermutagens in breeding: collection of articles. Moscow, Nauka Publ., 1975. 359 p. (in Russian).Бученков, И. Э. Особенности изменчивости признаков у мутантов смородины и крыжовника / И. Э. Бученков, В. Н. Кавцевич // Изучение биоразнообразия флоры Беларуси и обогащение генофонда культурных растений на основе искусственного формообразования: материалы межвузовского семинара ботанических кафедр по проблеме биоразнообразия флоры и селекции культурных растений (Минск, 24−26 апреля 2003 г.). – Минск, 2003. – С. 52–58.Buchenkov I. E., Kavtsevich V. N. Features of variability of traits in mutants of currant and gooseberry. Izuchenie bioraznoobraziya flory Belarusi i obogashchenie genofonda kul’turnykh rasteniy na osnove iskusstvennogo formoobrazovaniya: materialy mezhvuzovskogo seminara botanicheskikh kafedr po problem bioraznoobraziya flory i selektsii kul’turnykh rasteniy (Minsk, 24−26 aprelya 2003 goda) [The study of the biodiversity of the flora of Belarus and the enrichment of the gene pool of cultivated plants on the basis of artificial shaping: materials of the interuniversity seminar of botanical departments on the problem of flora biodiversity and breeding of cultivated plants (Minsk, April 24−26, 2003)]. Minsk, 2003, pp. 52–58 (in Russian).Равкин, А. С. О частоте соматических мутаций черной смородины при индуцированном мутагенезе / А. С. Равкин // Докл. ТСХА : сборник статей. – Москва, 1972. – Вып. 186. – С. 179–184.Ravkin A. S. On the frequency of somatic mutations in black currant in induced mutagenesis. Doklady TSKHA: sbornik statei [Reports of Timiryazev Agricultural Academy. Collection of articles ], Moscow, 1972, vol. 186, pp. 179–184 (in Russian).Изучение влияния обработок водным раствором колхицина на изменение признаков у двух садовых групп львиного зева (Antirrhinum majus L.) / А. В. Исачкин [и др.] // Изв. ТСХА. – 2014. – Вып. 4. – С. 5–17.Isachkin A. V., Solov’ev A. A., Khanbabaeva O. Ye., Bogdanova V. D., Zarenkova Ye. G. Study of the effect of treatments with an aqueous solution of colchicine on changes in traits in two garden groups of snapdragons (Antirrhinum majus L.). Izvestiya timiryazevskoi sel''skokhozyaistvennoi akademii [Bulletin of Timiryazev Agricultural Academy], 2014, no. 4, pp. 5–17 (in Russian).Кудина, Г. А. Химические мутагены в селекции цветочно-декоративных растений / Г. А. Кудина // Промышленная ботаника. – 2006. – Вып. 6. – С. 116–120.Kudina G. A. Chemical mutagens in flower-ornamental plant selection. Promyshlennaya botanika [Industrial botany], 2006, no. 6, pp. 116–120 (in Russian).Suprasanna, P. Induced mutations and crop improvement / P. Suprasanna, S. J. Mirajkar, S. G. Bhagwat // Plant Biology and Biotechnology. Vol. I: Plant Diversity, Organization, Function and Improvement; eds.: B. Bahadur [et al.]. – New Delhi, 2015. – P. 593–617. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2286-6_23Suprasanna P., Mirajkar S. J., Bhagwat S. G. Induced mutations and crop improvement. Plant Biology and Biotechnology. Vol. I: Plant Diversity, Organization, Function and Improvement. New Delhi, 2015, pp. 593–617. https://doi.org/10.1007/978-81-322-2286-6_23Новиков, А. И. Влияние сортирования семян сосны обыкновенной по цвету и размерам на их грунтовую всхожесть в контейнерах / А. И. Новиков // Хвойные бореальной зоны. – 2019. – Т. 37, № 5. – С. 313–319.Novikov A. I. Germination in containers of Scots pine seeds: effect of grading by colour and size. Khvoynye boreal’noy zony [Conifers of the boreal zone], 2019, vol. 37, no. 5, pp. 313–319 (in Russian).Малета, Ю. С. Непараметрические методы статистического анализа в биологии и медицине / Ю. С. Малета, В. В. Тарасов. – М.: Изд-во МГУ, 1982. – 178 с.Maleta Yu. S., Tarasov V. V. Nonparametric methods of statistical analysis in biology and medicine. Moscow, Moscow State University Publishing House, 1982. 178 p. (in Russian).Рокицкий, П. Ф. Биологическая статистика / П. Ф. Рокицкий. – 3-е изд. – Минск: Вышэйш. шк., 1973. – 320 с.Rokitskiy P. F. Biological statistics. 3nd ed. Minsk, Vysheishaya shkola Publ., 1973. 320 p. (in Russian).Орлова, Т. Г. Изменчивость сеянцев Aster dumosus L. ‘Blue Bouquet’ под влиянием диметилсульфата / Т. Г. Орлова // Промышленная ботаника. – 2003. – Вып. 3. – С. 171−174.Orlova T. G. Variation of the seedlings of Aster dumosus L. ‘Blue Bouquet’ induced by dimethylsulphate. Promyshlennaya botanika [Industrial botany], 2003, no. 3, pp. 171–174 (in Russian).Антонюк, Н. М. Изучение реакции декоративных растений на воздействие облучением и химическими мутагенами / Н. М. Антонюк // Химические супермутагены в селекции / отв. ред. И. А. Рапопорт. – М.: Наука, 1975. – С. 331−336.Antonyuk N. M. Study of the reaction of ornamental plants to exposure to radiation and chemical mutagens. Khimicheskie supermutageny v selektsii: sbornik nauchnykh trudov [Chemical supermutagens in breeding: collection of scientific works]. Мoscow, Nauka Publ., 1975, pp. 331−336 (in Russian).Торчик, В. И. Перспективы использования спонтанных соматических мутаций в селекции декоративных форм сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.) / В. И. Торчик // Наука и инновации. – 2011. – № 8 (102). – С. 67–70.Torchik V. I. Prospects for the use of spontaneous somatic mutations in the selection of decorative forms of Scots pine (Pinus sylvestris L.). Nauka i innovatsii = Science and innovations, 2011, no. 8 (102), pp. 67–70 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.