Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи
Aim. Mutation is the expansion of the genetic diversity of corn, which is the original material selection in the practice of
 this culture. The purpose of our work was getting lines of vegetable maize with genetic mutations, which can be used to
 improve the properties of vegetable c...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Фактори експериментальної еволюції організмів |
|---|---|
| Дата: | 2016 |
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
2016
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177599 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи / 
 О.Ю. Куліш, М.В. Погреблюк, З.В. Ковальчук, В.О. Бабич, Я.Ф. Парій, Ю.В. Симоненко, М.Ф. Парій // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 18. — С. 102-106. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860126999192797184 |
|---|---|
| author | Куліш, О.Ю. Погреблюк, М.В. Ковальчук, З.В. Бабич, В.О. Парій, Я.Ф. Симоненко, Ю.В. Парій, М.Ф. |
| author_facet | Куліш, О.Ю. Погреблюк, М.В. Ковальчук, З.В. Бабич, В.О. Парій, Я.Ф. Симоненко, Ю.В. Парій, М.Ф. |
| citation_txt | Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи / 
 О.Ю. Куліш, М.В. Погреблюк, З.В. Ковальчук, В.О. Бабич, Я.Ф. Парій, Ю.В. Симоненко, М.Ф. Парій // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 18. — С. 102-106. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Фактори експериментальної еволюції організмів |
| description | Aim. Mutation is the expansion of the genetic diversity of corn, which is the original material selection in the practice of
this culture. The purpose of our work was getting lines of vegetable maize with genetic mutations, which can be used to
improve the properties of vegetable corn, using chemical mutagens. Methods. In the research used a line of corn PА-3 and
samples 727 G, 708 A, 308 E A, B, 725. As a mutagen applied 5-bromuracil in 0.0191, 0.0955, 0.191, 0.573 and 1.91 g/l,
respectively, and sodium ozidum (NaN3
) – 1.95, 2.6 and 3.25 g/l. Results. It was obtained a new mutant line of vegetable
corn and it is characterized by complex economic and valuable features. Conclusions. We received a new subspecies of
the vegetable corn, which is promising for further research and production as a new generation of baby corn.
Keywords: Vegetable maize/corn, mutagenesis, mutations, baby corn.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:42:32Z |
| format | Article |
| fulltext |
102 ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2016. Том 18
© КУЛІШ О.Ю., ПОГРЕБЛЮК М.В., КОВАЛьЧУК З.В., БАБИЧ В.О., ПАРІй Я.Ф., СИМОНЕНКО Ю.В., ПАРІй М.Ф.
Для виділення мутантів у бактерій часто ви-
користовують класичний мутаген 5-бромурацил
(5BrUra) [1–5]. 5BrUra викликає точкові мутації,
зокрема транзиції включення і реплікації у бак-
теріофагів, бактерій і деяких вищих організмів,
проте в опрацьованій нами науковій літературі
немає відомостей щодо використання 5-бромура-
цилу на рослинах [1].
Метою роботи було отримання ліній овоче-
вої кукурудзи з генетичними мутаціями, які мо-
жуть бути використані для поліпшення власти-
востей овочевої кукурудзи, з використанням хі-
мічних мутагенів.
Матеріали і методи
У дослідженнях використовували лінію ку-
курудзи ПЯ-3 (батьківський компонент гібридів)
Всеукраїнського наукового інституту селекції та
зразки 727 G, 708 A, 308 E, 725 A, 725 B (з колек-
ції Maize Genetics Cooperation Stock Center) [8].
Як мутагенний фактор застосовували 5-бро-
мурацил (ВrU) у концентраціях 0,0191, 0,0955,
0,191, 0,573 і 1,91 г/л відповідно та натрій ози-
дум (NaN3) – 1,95, 2,6 і 3,25 г/л [2, 3].
Насіння кукурудзи пророщували за темпе-
ратури +24 °С на зволоженому фільтрувальному
папері до появи перших корінців довжиною до
0,4 см. Далі відбирали вісім зразків по 100 насі-
нин і замочували у розчинах хімічних мутагенів
ВrU та NaN3 у вказаних вище концентраціях. Час
експозиції – дві години. Як контроль використо-
вували лінію ПЯ-3, насіння якої не оброблялося
мутагенами [2].
Рослини, отримані в поколіннях М0, М1, М2,
самозапилювали. У поколінні М1 висівали 272
сім’ї.
В останні роки зросла популярність овоче-
вої кукурудзи в Україні. Качани кукурудзи відріз-
няються прекрасними смаковими і поживними
властивостями. Овочева кукурудза, на відміну
від інших підвидів, має унікальний склад легко-
засвоюваних вуглеводів (до 20%): фруктоза, цу-
кроза, глюкоза, мальтоза, рафіноза; містить 12–
15% крохмалю, близько 3% протеїну, у тому чис-
лі незамінні амінокислоти лізин і триптофан, 1%
жирів, а також вітаміни С, B1, B2, PP, мінеральні
солі Ca, K, Mg, Fe, Na, P, Cl, S. Усе це робить її
цінним харчовим продуктом. У 2015 році до Реє-
стру сортів, дозволених для поширення в Украї-
ні, занесено 67 сортів овочевої кукурудзи [7].
Мутації є джерелом розширення генетич-
ного різноманіття кукурудзи, які, у свою чергу, є
вихідним матеріалом у селекційній практиці цієї
культури. Для отримання штучних мутацій куку-
рудзи використовують радіаційне опромінення
та хімічні мутагени [4].
До найбільш сильних хімічних мутаге-
нів (супермутагенів), що підвищують частоту
мутацій у сотні разів, належать етиленамін, ді-
етилсульфат, диметилсульфат, нітрозоетилсе-
човина, нітрозометил-сечовина, пероксид вод-
ню, іприт тощо. Другу групу складають речо-
вини, які подібні за будовою до азотистих основ
нуклеїнових кислот і діють на них: 5-бромура-
цил, 5-фтор-диоксиуредин, 5-бромоксиурацил.
До третьої групи відносять акридини та їх похід-
ні, до четвертої – азотисту кислоту, формальде-
гід, гідроксиламін. Кожний із хімічних мутаге-
нів може викликати як хромосомні розриви, так і
генні мутації [3].
Хімічний мутаген натрійозидум (NaN3) ши-
роко використовується для мутагенезу ячменю;
відомо, що він спричиняє стійкий мутагенез у
послідовності ДНК геному цієї культури [6].
Куліш О.Ю., Погреблюк М.В., Ковальчук З.В., Бабич В.О., Парій Я.Ф., Симоненко Ю.В., Парій М.Ф.
Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи
УДК 633.152/575.224.2
КУЛІш О.Ю.1, ПОГРЕбЛЮК М.В.1, КОВАЛьЧУК З.В.3, бАбИЧ В.О.1,3, ПАРІй Я.Ф.2, СИ-
МОНЕНКО Ю.В.3, ПАРІй М.Ф.1,2
1 Національний університет біоресурсів і природокористування України,
Україна, 03041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 15, email: olyakulish@ukr.net
2 Всеукраїнський науковий інститут селекції,
Україна, 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 30
3 Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України,
Україна, 03143, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 148
olyakulish@ukr.net, (096) 4021174
ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДУ ЕКСПЕРИМЕНТАЛьНОГО МУТАГЕНЕЗУ ДЛЯ
ОВОЧЕВОї КУКУРУДЗИ
ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2016. Том 18 103
Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи
є летальними, а тому порівнювати фенотиповий
ефект ми не можемо (табл. 1).
Частота виникнення фенотипових змін з ви-
користанням ВrU у середньому становила 59,5%,
а NaN3 – 13,4%.
У М1 поколінні визначали частоту мутацій.
При проведенні фенотипових спостережень із
272 сімей мутації було виявлено в 42. Із 84 сімей,
оброблених ВrU, лише 5 мали мутації, а з 198 сі-
мей, для обробки яких було використано NaN3,
36 мали мутантні форми.
Частота мутацій у М2 поколінні для сімей,
оброблених ВrU, становить 6%, при використан-
ні NaN3 – 18,2%.
Досліджені 272 сімї мали такі мутації: за-
барвлення рослин – альбіноси; антоціанове сте-
бло і листки, форма стебла – зігнуте стебло в 2–3
міжвузлях; вкорочені міжвузля, форма листових
пластин – лінійні листки шириною до 2 см; зрос-
лі і закручені листки, структура суцвіть – розга-
Результати та обговорення
У поколінні М0 спостерігалось очікуване
зниження схожості насіння. Зі збільшенням кон-
центрації мутагенного фактора знижувалася схо-
жість.
У подальшому розвитку у всіх варіантах
досліду були виявлені фенотипові зміни рослин
кукурудзи (зігнуте стебло, карликовість, відсут-
ність генеративних органів) (рис. 1).
Отримані дані свідчать, що фенотиповий
ефект мутагену 5-бромурацилу вищий порів-
няно з ефектом, що спостерігається за дії NaN3.
Найвищий рівень пригнічення зафіксовано у ви-
падку застосування ВrU у концентрації 1,91 г/л.
Для рослин було характерне відставання у роз-
витку з подальшим відмиранням. Серед рослин,
оброблених NaN3, такого ефекту не спостеріга-
ли. Отже, ми можемо припустити, що використа-
ні нами концентрації цього хімічного чинника не
а б в г
Рис. 1. Фенотиповий ефект хімічних мутагенів у М0 поколінні (а – контроль; б – зігнуте стебло за дії 3,25 г/л
NaN3; в – відсутність генеративних органів за дії 1,91 г/л ВrU; г – карликовість за дії 0,191 г/л ВrU)
Таблиця 1
Фенотиповий ефект у М0 поколінні
Мутаген Концентрація,
г/л
К-сть обробле-
ного насіння
К-сть отриманих з
насіння рослин
К-сть рослин без
фенотипових змін
К-сть рослин із
змінами у фено-
типі
Фенотиповий
ефект, %
NaN3
1,95 100 76 69 7 9,2
2,6 100 73 63 10 13,7
3,25 100 69 57 12 17,4
ВrU
0,0191 100 58 22 36 62,1
0,0955 100 52 35 17 32,7
0,191 100 34 13 21 61,8
0,573 100 25 5 20 80
1,91 100 23 9 14 60,9
104 ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2016. Том 18
Куліш О.Ю., Погреблюк М.В., Ковальчук З.В., Бабич В.О., Парій Я.Ф., Симоненко Ю.В., Парій М.Ф.
Встановлено можливість використання
5-бромурацилу як хімічного мутагену на росли-
нах. Точкові мутації, які проявляються за дії цьо-
го мутагену, є цінними донорами генетичного
матеріалу в селекційній практиці.
Отже, нами отримано новий підвид кукуру-
дзи за ознакою гілкування качана, що є перспек-
тивним для подальших досліджень та впрова-
дження у виробництво як нового покоління бебі-
корн кукурудзи.
лужена волоть; гілкування качана, відсутність
чоловічих генеративних органів – озернена во-
лоть.
Серед усього різноманіття отриманих мута-
цій для практичного застосування і впроваджен-
ня у виробництво, на нашу думку, найбільш пер-
спективною є мутація гілкування качана та воло-
ті. За фенотипом отримана нами мутантна лінія
кукурудзи подібна до фенотипового прояву ре-
цесивного гена ramose (ra). Відомо три гени гіл-
кування качана: ra1, ra2, ra3. Гомозигота за геном
ra1 має гілкуватий качан, який зазвичай погано
зав’язує насіння. Волоть відрізняється великою
кількістю гілочок, які відходять від центральної
осі майже під прямим кутом. У гомозигот за ге-
ном ra2 гілкується лише верхівка качана, а його
основа залишається цілою. Часто качани закінчу-
ються гілочками з пиляками. Волоть відрізняєть-
ся від нормальної волоті і від гомозигот ra1. Ка-
чани гомозигот ra3 формують невеликі додаткові
добре озернені качанчики, які ростуть від основи
головного стрижня [4].
У поколінні М0 не було виявлено фенотипо-
вих змін гілкування качана. Фенотипові зміни ка-
чана та волоті спостерігали у М1 поколінні, в яко-
му розщеплення відповідало 3:1. Самозапилення
дозволило визначити, чи закріплюється ця озна-
ка. Так, у поколінні М2 всі рослини мали гіллясті
качани і волоть. Таким чином, отримана мутант-
на лінія може бути включена до селекційного
процесу і використовуватись як потенційний до-
нор зазначеної фенотипової ознаки.
Отриману мутантну лінію було охарактери-
зовано за комплексом господарсько-цінних оз-
нак.
Мутантна лінія характеризувалася такими
показниками: довжина стрижня варіювала в ме-
жах від 11 до 12,5 см. Качани складались у серед-
ньому з 53 гілок, з яких 36 були продуктивними
і формували повноцінне насіння. Кожна окрема
гілка може мати гілочки другого порядку. Гіл-
ки на стрижні відрізнялися за розміром, тому ми
віднесли їх до чотирьох типів (великі – 5–9 см;
середні – 4–5 см; малі – 2–4 см; дуже малі – мен-
ше 2 см (рис. 2)).
За кількістю гілок на волоті першого та дру-
гого порядків спостерігалась істотна відмінність
(табл. 2).
Висновки
Таким чином, нами отримана мутантна лі-
нія цукрової кукурудзи, яка за формою качана
відрізняється від зернової кукурудзи.
а
б
Рис. 2. Порівняння початка мутантної лінії (а) і по-
чатка зернової кукурудзи (б)
Таблиця 2
Кількість гілок на волоті
Тип гілки ПЯ-3 Мутантна лінія
Першого порядку 11 40
Другого порядку 3 15
ISSN 2219-3782. Фактори експериментальної еволюції організмів. 2016. Том 18 105
Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи
ЛІТЕРАТУРА
1. Державний реєстр сортів рослин, придатних для поширення в Україні у 2016 році [Електронний ресурс]. – Режим досту-
пу: http://vet.gov.ua/node/919.
2. Мику В.Е. Генетические исследования кукурузы. – Кишинев: Штиинца, 1981. – 231 с.
3. Малюта С.С. Мутагенез / Екологічна енциклопедія: у 3-х т. / А.В. Толстоухов (гол. ред.). – К.: ТОВ «Центр екологічної
освіти та інформації», 2007. – 2. – С. 321.
4. Olsen O., Wang X., Von Wettstein D. Sodium azide mutagenesis: preferential generation of A.T--> G.C transitions in the barley
antl8 gene // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1993. – 90, № 17. – P. 8043–8047.
5. Пішак В.П., Бажора Ю.І., Брагін Ш.Б., Воробець 3.Д., Дубінін С.І., Жегунов Г.Ф., Ковальчук Л.Є., Корольов В.О., Кости-
льов О.В., Кулікова Н.А., Піскун Р.П., Романенко О.В., Слесаренко О.Г., Стеблюк М.В., Федченко С.М. Медична біологія:
Підручник / За ред. В.П. Пішака, Ю.І. Бажори. – Вінниця: Нова книга, 2004. – 656 с.
6. Броварець О.О., Говорун Д.М. Новий фізико-хімічний механізм мутагенної дії 5-бромурацилу // Ukrainica Bioorganica
Acta. – 2009. – № 2. – C. 19–23.
7. Map Data In MaizeGDB [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://archive.maizegdb.org.
8. Зоз Н.Н. Методика использования химических мутагенов в селекции сельскохозяйственных культур // Мутационная се-
лекция. – М.: Наука, 1968. – С. 23–27.
KULISH O.YU.1, POGREBLJUK M.V.1, KOVALCHUK Z.V.3, BABYCH V.O.1,3, PARII YA.F.2,
SYMONENKO YU.V.3, PARII М.F.1,2
1 National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine,
Ukraine, 03041, Kyiv, Heroyiv Oborony str., 15, email: olyakulish@ukr.net
2 Ukrainian Science institute of plant breeding,
Ukraine, 03022, Kyiv, Vasylkivska str., 30
3 Institute of Cell Biology and Genetic Engineering of Natl. Acad. Sci. of Ukraine,
Ukraine, 03143, Kyiv, Academika Zabolotnoho str., 148
EXPERIMENTAL MUTAGENESIS OF THE VEGETABLE MAIZE
Aim. Mutation is the expansion of the genetic diversity of corn, which is the original material selection in the practice of
this culture. The purpose of our work was getting lines of vegetable maize with genetic mutations, which can be used to
improve the properties of vegetable corn, using chemical mutagens. Methods. In the research used a line of corn PА-3 and
samples 727 G, 708 A, 308 E A, B, 725. As a mutagen applied 5-bromuracil in 0.0191, 0.0955, 0.191, 0.573 and 1.91 g/l,
respectively, and sodium ozidum (NaN3) – 1.95, 2.6 and 3.25 g/l. Results. It was obtained a new mutant line of vegetable
corn and it is characterized by complex economic and valuable features. Conclusions. We received a new subspecies of
the vegetable corn, which is promising for further research and production as a new generation of baby corn.
Keywords: Vegetable maize/corn, mutagenesis, mutations, baby corn.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-177599 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2219-3782 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:42:32Z |
| publishDate | 2016 |
| publisher | Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Куліш, О.Ю. Погреблюк, М.В. Ковальчук, З.В. Бабич, В.О. Парій, Я.Ф. Симоненко, Ю.В. Парій, М.Ф. 2021-02-16T13:22:55Z 2021-02-16T13:22:55Z 2016 Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи / 
 О.Ю. Куліш, М.В. Погреблюк, З.В. Ковальчук, В.О. Бабич, Я.Ф. Парій, Ю.В. Симоненко, М.Ф. Парій // Фактори експериментальної еволюції організмів: Зб. наук. пр. — 2016. — Т. 18. — С. 102-106. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 2219-3782 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177599 633.152/575.224.2 Aim. Mutation is the expansion of the genetic diversity of corn, which is the original material selection in the practice of
 this culture. The purpose of our work was getting lines of vegetable maize with genetic mutations, which can be used to
 improve the properties of vegetable corn, using chemical mutagens. Methods. In the research used a line of corn PА-3 and
 samples 727 G, 708 A, 308 E A, B, 725. As a mutagen applied 5-bromuracil in 0.0191, 0.0955, 0.191, 0.573 and 1.91 g/l,
 respectively, and sodium ozidum (NaN3
 ) – 1.95, 2.6 and 3.25 g/l. Results. It was obtained a new mutant line of vegetable
 corn and it is characterized by complex economic and valuable features. Conclusions. We received a new subspecies of
 the vegetable corn, which is promising for further research and production as a new generation of baby corn.
 Keywords: Vegetable maize/corn, mutagenesis, mutations, baby corn. uk Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Фактори експериментальної еволюції організмів Прикладна генетика і селекція Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи Experimental mutagenesis of the vegetable maize Article published earlier |
| spellingShingle | Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи Куліш, О.Ю. Погреблюк, М.В. Ковальчук, З.В. Бабич, В.О. Парій, Я.Ф. Симоненко, Ю.В. Парій, М.Ф. Прикладна генетика і селекція |
| title | Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи |
| title_alt | Experimental mutagenesis of the vegetable maize |
| title_full | Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи |
| title_fullStr | Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи |
| title_full_unstemmed | Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи |
| title_short | Застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи |
| title_sort | застосування методу експериментального мутагенезу для овочевої кукурудзи |
| topic | Прикладна генетика і селекція |
| topic_facet | Прикладна генетика і селекція |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/177599 |
| work_keys_str_mv | AT kulíšoû zastosuvannâmetodueksperimentalʹnogomutagenezudlâovočevoíkukurudzi AT pogreblûkmv zastosuvannâmetodueksperimentalʹnogomutagenezudlâovočevoíkukurudzi AT kovalʹčukzv zastosuvannâmetodueksperimentalʹnogomutagenezudlâovočevoíkukurudzi AT babičvo zastosuvannâmetodueksperimentalʹnogomutagenezudlâovočevoíkukurudzi AT paríiâf zastosuvannâmetodueksperimentalʹnogomutagenezudlâovočevoíkukurudzi AT simonenkoûv zastosuvannâmetodueksperimentalʹnogomutagenezudlâovočevoíkukurudzi AT paríimf zastosuvannâmetodueksperimentalʹnogomutagenezudlâovočevoíkukurudzi AT kulíšoû experimentalmutagenesisofthevegetablemaize AT pogreblûkmv experimentalmutagenesisofthevegetablemaize AT kovalʹčukzv experimentalmutagenesisofthevegetablemaize AT babičvo experimentalmutagenesisofthevegetablemaize AT paríiâf experimentalmutagenesisofthevegetablemaize AT simonenkoûv experimentalmutagenesisofthevegetablemaize AT paríimf experimentalmutagenesisofthevegetablemaize |