Analysis of the Triticum aestivum L. genetic diversity induced by the chemical mutagen phosphemide | Определение потенциала генетической изменчивости Triticum aestivum L., индуцированной с помощью химического мутагена фосфемида

English. Currently, climate change and growing demand for food necessitate effective methods for crop improvement. The research goal was to increase the genetic diversity of spring bread wheat (Triticum aestivum L.) using the chemical mutagen phosphemide and to determine the biological potential of mutants (M5, M6) based on the variability of morphological and productive traits under the conditions of the Northern Trans-Urals. A total of 29 spring soft wheat samples selected from mutant populations of two cultivars, Cara and Skant 3, from a hybrid (Cara х Skant 3), as well as three control cultivars, the Tyumenskaya 25, Tyumenskaya 29, Novosibirskaya 31 were involved in the study. Mutant samples were generated using the chemical mutagen phosphemide. The seeds were treated with a 0.002 and 0.01% phosphemide aqueous solution for 3 hours. Identification of mutations and testing their stability were carried out in the second (M2) and third (M3) generations. Here, we submit data for M5 and M6 mutants grown under contrasting meteorological conditions in 2021-2022. Based on grain electrophoretic analysis of the original and mutant plants, genetic formulas of gliadin were compiled, and the frequency of gliadin coding loci alleles (Gli) was determined. In field tests, significant differences occurred between genotypes in quantitative traits, e.g., plant height, linear dimensions and area of the flag leaf, number of productive stems per 1 m2, ear length, grain number and weight per ear. Correlation analysis revealed that the strength of the relationship between yield and other traits depends on the meteorological conditions of the growing season. Five mutants of spring soft wheat with a relatively high biological potential compared to other samples and standard cultivars were selected for a set of valuable traits.

Russian. Климатические изменения и растущий спрос на продукты питания делают необходимым поиск эффективных методов улучшения с.-х. растений. Цель исследований - увеличение генетического разнообразия яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) с использованием химического мутагена фосфемида, а также определение биологического потенциала мутантных образцов (М5, М6) по изменчивости различных категорий признаков в условиях Северного Зауралья. В качестве объектов исследования использовали 29 образцов яровой мягкой пшеницы, отобранных из мутантных популяций двух сортов Cara и Скэнт 3, гибрида (Cara х Скэнт 3), а также три контрольных сорта - Тюменская 25, Тюменская 29, Новосибирская 31. Мутантные образцы получены с помощью химического мутагена фосфемида после обработки семян водным раствором в концентрациях 0,002 и 0,01% в течение 3 ч. Идентификацию мутаций и проверку их стабильности провели во втором (М2) и третьем (М3) поколениях. Приведены результаты исследования мутантов пятого (М5) и шестого (М6) поколений в контрастных метеорологических условиях вегетационных периодов 2021-2022 гг. На основе электрофоретического анализа зерна составлены генетические формулы глиадина, определена частота аллелей глиадинкодирующих локусов (Gli) и показано, что применение химического мутагена фосфемида позволяет увеличить генетическое разнообразие яровой мягкой пшеницы. В полевых испытаниях выявлены значительные различия между генотипами по ряду количественных признаков (высота растений, линейные размеры и площадь флагового листа, число продуктивных колосьев на 1 м2, длина колоса, число и масса зерен в колосе). Установлено, что сила связи между урожайностью и другими признаками зависит от метеорологических условий сезона вегетации. По комплексу селекционно ценных признаков отобраны пять мутантных образцов яровой мягкой пшеницы, характеризующихся относительно высоким биологическим потенциалом при сравнении с другими образцами и стандартными сортами.