Радиочувствительность сортов озимого и ярового ячменя по выраженности морфо-логического эффекта низкодозового гамма-облучения оригинальных семян

Ячмень является основной зернофуражной культурой в Российской Федерации. Зерно этой культуры также используется в пищевой и пивоваренной промышленности (Филиппов, 2013). Известно, что низкие дозы гамма-излучения могут оказывать стимулирующее действие на рост и развитие растений, в частности ячменя. Однако знания о молекулярных путях, ответственных за формирование эффекта стимуляции после низкодозового облучения семян, в настоящее время остаются фрагментарны. Использование сортов, имеющих разную радиочувствительность в ответ на облучение низкими дозами, позволит изучить конкретные молекулярные механизмы формирования стимулирующего эффекта облучения. Такие знания в дальнейшем помогут в разработке сортов с высокой стабильной урожайностью по годам и обладающих высокой устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессорам. В 2019 г. с целью оценки выраженности ответной реакции на низкодозовое ионизирующее излучение на основе изменения морфологических параметров облученных и необлученных растений проведено гамма-облучение оригинальных семян девяти сортов озимого и ярового ячменя селекции ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской». Оригинальные семена каждого сорта ячменя облучали в ФГБНУ ВНИИРАЭ на гамма-установке ГУР-120 с источниками излучения 60Со, в дозе 20 Гр (мощность дозы – 60 Гр/ч). Статистическая обработка данных выполнена в программной среде Microsoft Office Excel 2019. Морфологический анализ показателей длины и массы корней и побегов проростков позволил установить наличие или отсутствие стимулирующего действия излучения на исследуемые показатели сортов и провести их последующую градацию в зависимости от величины радиобиологического эффекта. Выявлены контрастные по чувствительности к дозе 20 Гр сорта озимого и ярового ячменя. Стимулирующий эффект облучения наблюдали у сортов Фокс 1, Ратник, Ерема и Мастер, для сорта Леон зафиксировано ингибирующее действие излучения.

1. Гераськин С. А., Чурюкин Р. С., Казакова Е. А. Модификация γ-облучением семян развития растений ячменя на ранних этапах онтогенеза // Радиационная биология. Радиоэкология. 2015. Т. 55, № 6. С. 607–615. DOI: 10.7868/S0869803115060065.

2. Филиппов Е. Г. Эффективность возделывания новых сортов ячменя // Зерновое хозяйство России. 2013. № 4. С. 36–40.

3. Araújo S. S., Paparella S., Dondi D., Bentivoglio A., Carbonera D., Balestrazzi A. Physical methods for seed invigoration: advantages and challenges in seed technology // Frontiers in Plant Science. 2016. Vol. 7:646. DOI: 10.3389/fpls.2016.00646.

4. Geras’kin S., Churyukin R., Volkova P. Radiation exposure of barley seeds can modify the early stages of plants’ development // Journal of Environmental Radioactivity. 2017. Vol. 171. Pp. 71–83. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2017.06.008.

5. Majeed A., Muhammad Z., Ullah R., Ali H. Gamma irradiation i: Efect on germination and general growth characteristics of plants // Pakistan Journal of Botany. 2018. Vol. 50, no. 6. Pp. 2449–2453.

6. Volkova P. Yu., Duarte G. T., Soubigou-Taconnat L., Kazakova E. A., Pateyron S., Bondarenko V. S., Bitarishvili S. V., Makarenko E. S., Churyukin R. S., Lychenkova M. A., Gorbatova I. V., Meyer C., Geras’kin S. A. Early response of barley embryos to low- and high-dose gamma irradiation of seeds triggers changes in the transcriptional profle and an increase in hydrogen peroxide content in seedlings // Journal of Agronomy and Crop Science. 2019. DOI: 10.1111/jac.12381.

7. Wiegant F. A., de Poot S. A., Boers-Trilles V. E., Schreij A. M. Hormesis and cellular quality control: A possible explanation for the molecular mechanisms that underlie the benefts of mild stress // Dose Response. 2013. Vol. 11. Pp. 413–430. DOI: 10.2203/dose-respo nse.12-030.