Важливою проблемою вітчизняного землеробства є виробництво в необхідних обсягах високоякісного продовольчого і кормового зерна. Вагомий внесок у розв’язання цієї проблеми може зробити культура озимого тритикале. В 1941 році вчений-селекціонер В. Е. Писарєв отримав тритикале від схрещування пшениці озимої із житом озимим, що став джерелом подальших схрещувань. Він залучав до схрещування зимостійкі сорти пшениці й жита, однак вони не відрізнялися високою продуктивністю. Тритикале відрізняється серед зернових культур крупним зерном, унікальним поєднанням кращих господарсько-біологічних ознак пшениці та жита. Високий потенціал урожайності зерна та зеленої маси, підвищені адаптивні властивості до несприятливих умов (зимостійкість, посухостійкість, невибагливість до ґрунтів, стійкість до грибних хвороб) та висока якість зерна забезпечили визнання цієї культури у світі як продовольчої та кормової.
У реалізації можливостей віддаленої гібридизації найбільші труднощі викликають бар’єри репродуктивної несумісності, стерильність і понижена життєздатність гамет і зигот. Серед чинників, що зумовлюють несумісність за віддалених схрещувань, В. П. Баннікова виділяє два найбільш жорстких бар’єри несхрещуваності. Вони приурочені до етапу зростання пилкових трубок у стовпчику та етапу формування насіння. E. East висловив гіпотезу, згідно з якою подолання зростання пилкових трубок пояснюється виникненням імунологічної реакції за принципом «антиген — антитіло». Для пояснення біохімічної природи несумісності Д. Льюїс запропонував «димерну» гіпотезу. Згідно з цією гіпотезою в пилкової трубки і маточки утворюються димери — поліпептиди, що складаються з двох білкових ланцюгів. Реакція несумісності включається під час проростання пилку шляхом об’єднання димерів у тетрамери. Тетрамер, будучи ферментом, починає діяти на зростання пилкових трубок шляхом пригнічення синтезу ростових речовин або індукуючи синтез інгібіторів. На думку В. П. Піддубної-Арнольді, несумісність за віддалених схрещувань зумовлена відсутністю запліднення, загибеллю на ранніх стадіях проростання насіння гібридних зародків і ендосперму або на стадії проростання насіння.
Пошук шляхів, які будуть сприяти підвищенню частоти зав’язуваності гібридних зернівок та покращення їх життєздатності під час схрещування різних видів пшениці і жита, має особливе значення. Несумісність різних видів, що беруть участь у схрещуваннях, можна подолати, використовуючи різноманітні методи.
Метою нашої роботи було дослідити вплив різних доз опромінення на схрещуваність різних видів злаків і, як результат, на отримання вихідного матеріалу для селекції тритикале. Враховуючи велику роль материнського організму під час формування зернівки, зроблено спробу підвищити зав’язуваність зернівок за гібридизації пшениці з житом шляхом дії на материнський організм гамма-опромінення.
Насіння різних сортів пшениці перед посівом обробляли гамма-променями, джерелом яких був 60Со, на установці Theratron Elit-80 (інтенсивність випромінювача 7442 Кu). Доза під час опромінення насіння становила: 100 Гр, 150 Гр, 200 Гр, 250 Гр. Як контроль використовували насіння без оброблення. Посів проводили вручну. Площа ділянки 1 м², повторність 4-кратна. Ділянки, розміщували у повтореннях систематичним методом. Після досягнення рослинами фази колосіння проводили схрещування. Для цього квітки і колосся кастрували звичайним способом за 2–3 дні до цвітіння. На кожному варіанті каструвалося по 800 квіточок щорічно. Запилення обмежено-примусове, на 3–4-й день після кастрації переважно в ранковий час. Обмолот колосків проводили вручну. Для інтерпретації одержаних результатів використовували трифакторний дисперсійний аналіз з використанням стандартного пакета статистики в Microsoft Exсel.
Аналіз отриманих результатів показав, що зав’язуваність гібридних зернівок залежить від дози гамма-опромінення. Найкращі результати отримано під час дії на насіння материнської форми гамма-променів дозою 150 Гр у всіх комбінаціях схрещування. При дозі 100 Гр спостерігається підвищення зав’язуваності, яке досягає максимуму при дозі 150 Гр. При дозі 200 Гр спостерігається зниження зав’язуванності гібридних зернівок, яке досягає максимуму під час дії гамма-опромінення дозою 250 Гр. Таку закономірність ми спостерігали незалежно від вибору сорту і комбінації схрещування.
Причинами зниження зав’язуваності гібридних зернівок під час збільшення дози опромінення, на нашу думку, можуть бути ускладнення у структурній і функціональній перебудові клітини, які виникають у разі збільшення дози опромінення. Процес реплікації ДНК пригнічується радіацією у зв’язку з блокуванням ініціації реплікації, а також розпадом ДНК — білкових комплексів. Під час дії великих доз уражається структура і функції геному. У зв’язку з цим можливо припустити, що доза 250 Гр повністю блокує процеси розмноження клітини пшениці.
За допомогою трифакторного дисперсійного аналізу (рисунок) було показано, що доза гамма-опромінення (фактор С) мала визначальну дію на зав’язуваність гібридних зернівок під час схрещування різних сортів пшениці з житом — частка впливу фактора С. Вибір материнської рослини (фактор А) та комбінації схрещувань (фактор В) незначні, оскільки залишкова дисперсія значно більше факторної дисперсії (рисунок).
Рисунок. Частка впливу факторів на схрещуваність, %
Як відомо, залишкова (внутрішньогрупова) дисперсія (фактор Z) характеризує розсіювання варіантів всередині груп. Варіантами в нашому випадку є показники за трьома роками дослідів, тобто можливо констатувати різницю між результатами трьох років дослідів. Це пояснюється залежністю від погодних умов, які в роки дослідів були різними. Загалом 2008 рік був сприятливим для росту і розвитку рослин, тоді як 2009-й та 2010 рік характеризувались підвищеною температурою повітря та малою кількістю опадів, що призвело до запізнення вегетації та пригнічення рослин.
Таким чином, результати проведених досліджень свідчать, що дія гамма-опромінення за певних доз на насіння материнської рослини підвищує схрещуваність пшениці озимої з житом і залежить не тільки від сорту і комбінації схрещування, а і від дози опромінення.
Оксана ПАНКОВА, канд. с.-г. наук доцент
Кирило СИРОВИЦЬКИЙ, ст. викладач
Харківський національний технічний університет
сільського господарства імені Петра Василенка
