С помощью природного «яда» можно улучшить урожайность проса

Российские агрономы показали, что в низких концентрациях вещество колхицин улучшает урожайность проса и качество зерна. При этом оно не оказывает негативного влияния на генетическое разнообразие следующих поколений. Результаты опубликованы в журнале Agronomy.

Чтобы вывести культуру с нужными характеристиками, биологи скрещивают подходящие образцы одного или разных растений. Однако этот простой способ не применим для самоопыляемых культур. В таком случае сравнительно быстрый метод получить требуемые характеристики растений — искусственно вызвать мутации. Для этого используют колхицин — природное азотосодержащее соединение, которое вмешивается в процесс деления клетки — митоз — и провоцирует мутации. Чтобы использовать этот «митотический яд» во благо, нужно знать, в каких концентрациях применять его для каждой отдельной культуры. Для самоопыляемого проса такой информации у ученых нет. Просо проигрывает другим злакам по урожайности, но превосходит по стойкости к неблагоприятным условиям. Российские ученые показали, что с помощью колхицина можно управлять мутациями проса и повысить его урожайность, а также рассчитали необходимую для этого концентрацию вещества.

«Мутационная селекция — это быстрый способ улучшить самоопыляемые сельскохозяйственные культуры. Искусственные мутации улучшают агрономические свойства и количественные характеристики растений — урожайность, устойчивость к болезням, качество зерна или плодов. К тому же, мутации могут вызывать появление новых признаков, которых раньше не было или которые исчезли в процессе длительного культивирования», — Мейсам Заргар, доктор сельскохозяйственных наук, доцент агробиотехнологического департамента РУДН.

Агрономы изучили, как разная концентрация колхицина — от 0,04 до 0,1% — и разная продолжительность обработки — от 6 до 24 часов — влияют на характеристики проса. Для эксперимента использовали генотипы проса из разных стран: Казахстана, России и Венгрии.

Самое большое число мутаций произошло при обработке 0,08–0,1% колхицином, но последствия оказались негативными — всхожесть и урожайность культуры уменьшились. Оптимальными условиями оказались средние показатели и по концентрации, и по длительности обработки. Такой подход повысил средние показатели выживаемости растений, качества зерна, кустистости, урожайности. Для трех генотипов цифры значительно разнятся, но для примера в российском образце при обработке колхицином в концентрации 0,06% в течение 6 часов урожайность выросла с 35–43 центнера на гектар до 44–46. «Мы обнаружили, что обработка колхицином может быть эффективным инструментом для регулирования агрономических признаков проса и сохранения при этом генетического разнообразия», — отметил Мейсам Заргар.