Николай Шемораков, биолог, Калуга, Россия

Первые работы по радио-мутагенезу были начаты в 20-е годы XX века. Эти работы проводились над культурными растениями и в результате было получено множество хозяйственно-ценных мутантов.

Самым доступным и экологически чистым видом ионизирующих излучений являются рентгеновские лучи. Этот вид излучения можно легко и плавно дозировать, тем самым изменяя их повреждающий эффект. Доза этих лучей измеряется рентгенами (р), а мощность дозы рентгенами в секунду (р/с).

Облученные организмы называют мутантами первого поколения (М₁), их потомство называют мутантами второго поколения (М₂) и так далее.

Большинство радиомутаций в М₁ незаметны, поскольку находятся в гетерозиготном состоянии, лишь в М₂ мутации могут перейти в гомозиготное состояние и могут быть обнаружены.

На практике проще всего облучать семена растений, чем большинство радиоселекционеров и занималось на протяжении десятилетий. Досадно лишь то, что подобными исследованиями кактусы не подвергались, поскольку никто не считал их не хозяйственными ни декоративными (что согласитесь, выглядит более чем странно) растениями. Нелестно отзывались о кактусах русские ученые Мичурин и Вавилов, а Лютер Бёрбанк видел в кактусах лишь дешевый корм для скота и его полувековые селекционные работы были направлены на устранение колючек у гибридов рода Opuntia , но безуспешно. Так и не удалось великому селекционеру накормить жителей штатов Техас и Аризона дешевым мясом. Не удалось ему "расшатать" наследственность кактуса. А все (возможно) могло оказаться иначе, окажись у Бёрбанка рентгеновский аппарат или кусочек радия.

Как это ни печально, но кактусы не злаки и для того чтобы получить второе поколение нужны годы. Исключение составляют виды, у которых благодаря прививке М₁ можно получить М₂ на следующий год после облучения семян. Ионизирующее излучение многократно усиливает изменчивость, тем самым значительно экономится время на искусственный отбор особей с желательными для селекционера признаками.

Рентгеновские и гамма лучи способны индуцировать широкий спектр мутаций изменяющих морфологические признаки растений, в том числе и мутации вызывающие вариегантность. Радиоселекция располагает массой примеров, где отдельные факторы внешней среды (влажность, температура, интенсивность питания и освещения) оказывали модифицирующие воздействие на спектр мутации и их количество при выращивании М₁, в различающихся условиях. Учет модифицированных мутантов проводился в М₂.

На кактусах подобные исследования, по совершенно понятным причинам, не проводились. А если нет даже единичных конечных результатов в рамках хотя бы одного из таксонов Cactaceae , то никаких выводов делать пока нельзя.

Многими авторами отмечена разница радиочувствительности отдельных видов и подвидов принадлежащих одному роду. Причем летальная доза для отдельных инцухт – линий (инбредных линий) одного и того же таксона может различаться в несколько раз.

Сюда желательно дать какое то вводное предложение. Сухие и намоченные семена имеют не только различную радиочувствительность, различаются и спектры мутаций М₂ в каждом варианте облучения. Следовательно влажность семян при облучении тоже является модифицирующим фактором. Любую дозу можно дать остро (за короткий промежуток времени при большой мощности доз), фракцированно (разбив общую дозу на фракции) или одноразово, и хронически (за длительный промежуток времени при малой мощности дозы). Каждый из способов облучения дает и количественно и качественно различающиеся результаты. Эти различия еще более увеличиваются при выращивании М₁ с использованием оговоренных выше модифицирующих факторов.

Для кактусоводов, получить радиомутацию – непочатый край длительной работы. Наш уровень знаний в данной области практически равен нулю, как у первых радиоселекционеров в 20-е годы прошлого столетия. 99% таксонов Cactaceae при облучении семян не смогут дать М₂ за одно лето как ячмень или подсолнечник при весеннем посеве. Но думаю, что подобные исследования надо начать, пусть даже результаты появятся спустя многие годы. Как по русской пословице "Лучше поздно, чем никогда".

Для того, чтобы сэкономить время на получение кактусов-радиомутантов следует особо внимательно подбирать таксоны предназначенные для опытов.

На мой взгляд, они должны обладать следующими признаками:

1. Быстро расти и зацветать в раннем возрасте, чтобы М₂ можно получить в короткие сроки;
2. Самоопыляться, это избавит любителя от хлопот с переопылением М₁ и облегчит учет мутаций по семьям.
3. Иметь крупные семена и сеянцы, чтобы облегчить возможность прививки М₁ для ускорения роста, а в случае необходимости и отдельных экземпляров М₂.
4. Диаметр взрослых растений должен быть не менее 4 см., так как с карликами трудно работать.

В заключение хотелось бы отметить ряд интересных фактов из жизни малохлорофильных рентгеномутантов М₂ в моей коллекции. Полностью воскового цвета сеянцы Lobivia rebutioides  способны прожить на своих недоразвитых корнях от 15 до 50 дней, поэтому с прививками можно не спешить. Желтые сеянцы Gymnocalycium michoda , привитые на Pereskiopsis , имеют колючки такого же размера и окраски как и у их зеленых собратьев на таком же подвое. Причем, скорость роста и зеленых и желтых сеянцев одинакова. А это немаловажные плюсы при получении малохлорофильных форм.

ДОПОЛНЕНИЕ
Петр Лапшин, Москва, Россия

При проведении экспериментов желательно помнить и выполнять следующие условия:

1. Нужно повторять один и тот же опыт не менее 2- 3 раз (хотя бы просто второй раз точно то же самое). Если это был единичный эксперимент, то на него нельзя ссылаться.
2. Для оценки результатов эксперимента (анализ поколения М₂) семена должны быть только от самоопыления М₁.
3. При облучении семян нужно помнить, что рентгеновские лучи действуют как дробовик (ружье). При небольших повреждениях клетка успевает восстанавливать свой геном, при больших - уже не успевает. При дальнейшем повышении дозы наступает коллапс.
4. Рост бесхлорофилльных (малохлорофилльных) экземпляров растений можно продлевать сколь угодно долго на собственных корнях (до цветения и дальше), если давать им источник углерода: сахарозу, глюкозу и т.п. Но здесь возникает чисто методическая трудность: если поливать субстрат сахарным сиропом, там немедленно разведется плесень и съест кактус как закуску к сиропу. Поэтому нужно параллельно думать о подавлении микрофлоры.

Подготовлен CD-диск:

Теперь Вы можете заказать CD-диск Культивар Редакция приглашает Вас заказать CD-диск с полным содержимым всех вышедших номеров нашего электронного журнала. На диске собраны все статьи и все полноразмерные фотографии к ним. Диск предназначен для автономного просмотра без подключения к интернету. Как заказать диск