Αξιολόγηση χαρακτηριστικών απόδοσης ποικιλιών Pisum sp. έπειτα από μεταλλαξιγένεση με γ-ακτινοβολία

Abstract

Η γ-ακτινοβολία ανήκει στις φυσικές μεθόδους μεταλλαξιγένεσης. Αποτελεί μία αποτελεσματική και οικονομικά συμφέρουσα τεχνική για τη δημιουργία νέας παραλλακτικότητας. Οι μεταλλαγές που τυχών συμβαίνουν στα ακτινοβολημένα φυτά βρίσκονται συνήθως σε χιμαιρική μορφή στην Μ1 γενεά. Για αυτό είναι απαραίτητη η αυτογονιμοποίηση των μεταλλαγμένων φυτών, ώστε να σταθεροποιηθεί η προκληθείσα μετάλλαξη. Στο παρόν πείραμα ακτινοβολήθηκαν σπόροι από τρεις ποικιλίες μπιζελιού (Pisum sativum), μία κτηνοτροφική (Dodoni) και δύο εδώδιμες (Early Onward και Rondo), με 100Gy γ-ακτινοβολίας. Στη συνέχεια καλλιεργήθηκαν στον πειραματικό αγρό τού Εργαστηρίου Βελτίωσης Φυτών και Γεωργικού Πειραματισμού του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών την περίοδο 2021-2022. Δύο ήταν οι στόχοι τού πειράματος. 1) Η παρατήρηση και σύγκριση των ποικιλιών ως προς τα αγρομορφολογικά χαρακτηριστικά τους για τη μελέτη τής επίδρασης της γ-ακτινοβολίας σε φυτά Μ1 γενεάς, καθώς και ο τυχών εντοπισμός επιθυμητής για τους βελτιωτές νέας φαινοτυπικής παραλλακτικότητας. 2) Η αυτογονιμοποίηση των φυτών και η συλλογή των σπόρων για τη συνέχιση του πειράματος στη γενεά Μ2. Από τα αποτελέσματα του πειράματος φάνηκε η σημαντική επίδραση της γ-ακτινοβολίας στο ποσοστό επιβίωσης των φυτών, το ύψος τους, την ημερομηνία που τα φυτά έφτασαν στο 50% της άνθησης, τον αριθμό των λοβών ανά φυτό, καθώς και το μέσο μήκος τους, και τέλος τον μέσο αριθμό σπόρων ανά λοβό. Αντίθετα η γ-ακτινοβολία δε φάνηκε να επηρεάζει τον ρυθμό ανάπτυξης των φυτών, τον αριθμό στελεχών και φύλλων ανά φυτό, την ημερομηνία έναρξης της άνθησης, και τη θέση τού πρώτου ανθοφόρου κόμβου. Επιπροσθέτως, ενώ παρατηρήθηκαν πολλές ενδιαφέρουσες μεταλλάξεις στα ακτινοβολημένα φυτά, κανένα δε διακρίθηκε αισθητά έναντι των υπολοίπων. Παρόλα αυτά αναμένεται η Μ2 γενεά να δώσει περισσότερα αποτελέσματα αναφορικά με τις μεταλλάξεις στα ακτινοβολημένα φυτά.

Gamma irradiation is considered a type of physical mutagen, used as a mutagenesis method. It is a quite efficient and cost-effective method to create new genetic variation in a plant population. Most of the times the induced mutations exist in a chimeric form among the plants of M1 generation. Bearing that in mind it is necessary to produce M2 generation, through selffertilization of M1 plants, in order to stabilize the induced mutations. In this experiment, three varieties of pea (Pisum sativum), one field pea variety (Dodoni), and two varieties of garden pea (Early Onward and Rondo), were irradiated with a dose of 100Gy of gamma rays. These seeds were then cultivated in the experimental field of the Plant Breeding and Agricultural Experimentation Laboratory of the Agricultural University of Athens, in the period 2021-2022. The study focuses on two themes. 1) the evaluation of the three mutated pea varieties in terms of their agromorphological traits, as well as the possible identification of new, desirable for breeders, phenotypic variation. 2) the self-fertilization of the plants and thus the production of the M2 generation, so the experiment may continue in the following year. The results indicated that γ-radiation had a significant effect on several traits: plant survival, plant height, days to 50% flowering, number of pods per plant, pod length, and number of seeds per pod. In contrast, γ-radiation did not seem to affect: plants’ growth rate, the number of stems and leaves per plant, the day of first flowering, and the position of the first flowering node. Additionally, while many morphological mutations were observed, none stood out significantly from the others. Nevertheless, plants of the M2 generation are expected to give more results regarding the mutations of the irradiated plants.