Барьер из высокорослой кукурузы предотвращает перенос пыльцы кукурузы в смешанных посевах

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Научно-обоснованная оценка безопасного совместного выращивания нетрансформированных и генетически модифицированных растений и, в частности, кукурузы в России пока отсутствует. В полевых модельных опытах 2020 г. впервые в условиях России (Юго-Восток Европейской части России, Саратовская область) получены экспериментальные данные о влиянии барьера из рослых гибридных растений кукурузы (Каз ЛК 178 и ES Регейн, высотой 2,15–2,90 м) между донором (Пурпурной Саратовской) и реципиентом (кукурузой лопающейся) пыльцы на частоту скрещивания. Впервые установлено, что наличие барьерной зоны из рослых растений кукурузы полностью исключает переопыление между донором и реципиентом кукурузы с различающимися сроками цветения. При исследовании барьерных растений, как реципиентов, для установления полноценности пыльцы донора, выявлено, что процент скрещиваний на початках у барьерных растений колебался от 0,1 до 7,1 %. Основываясь на результатах модельных экспериментов, можно рекомендовать при совместном выращивании сортов кукурузы использовать сорта с различающимися сроками цветения, в сочетании с барьером для пыльцы из высокорослых гибридов кукурузы.

Ключевые слова

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Михаил Иосифович Чумаков

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: chumakovmi@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6396-2851
SPIN-код: 7354-9680
Scopus Author ID: 7006373586
ResearcherId: A-4258-2014

докт. биол. наук, заведующий лабораторией биоинженерии

Россия, Саратов

Ольга Валентиновна Гуторова

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского

Email: olga.gutorova@mail.ru
SPIN-код: 7711-5984

вед. биолог

Россия, Саратов

Юрий Сергеевич Гусев

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Российской академии наук

Email: gusev_yu@ibppm.ru
ORCID iD: 0000-0001-7379-484X
SPIN-код: 1776-5237

канд. биол. наук, ст. н. с.

Россия, Саратов

Список литературы

  1. United States Department of Agriculture. World Agricultural Production. Current Report, Circular Series. 2019. WAP 7–19.
  2. ISAAA. Global Status of Commercialized Biotech / GM Crops: 2016. ISAAA Brief No. 52. New York: ISAAA, Ithaca. 2016.
  3. Pellegrino E., Bedini S., Nuti M., et al. Impact of genetically engineered maize on agronomic, environmental and toxicological traits: a meta-analysis of 21 years of field data // Sci Rep. 2018. Vol. 8. ID3113. doi: 10.1038/s41598-018-21284-2
  4. Чесноков Ю.В. ГМО и генетические ресурсы растений: экологическая и агротехническая безопасность // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2011. Т. 15, № 4. С. 818–827.
  5. Чумаков М.И., Гусев Ю.С., Богатырева Н.В., Соколов А.Ю. Оценка рисков распространения генетически модифицированной кукурузы с пыльцой при выращивании с нетрансформированными сортами (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54, № 3. С. 426–445. doi: 10.15389/agrobiology.2019.3.426eng
  6. Ramessar K., Capell T., Twyman R.M., et al. Trace and traceability – a call for regulatory harmony // Natural Biotechnology. 2008. Vol. 26. No. 9. P. 975–978. doi: 10.1038/nbt0908-975
  7. Baram M. Governance of GM crop and food safety in the United States / M. Baram, M. Bourrier, editors. Governing risk in GM agriculture. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. P. 15–56. doi: 10.1017/CBO9780511976582.003
  8. Marceau A., Gustafson D.I., Brants I.O., et al. Updated empirical model of genetically modified maize grain production practices to achieve European Union labeling thresholds // Crop Science. 2013. Vol. 53. No. 4. P. 1712–1721. doi: 10.2135/cropsci2012.04.0224
  9. Богатырева Н.В., Соколов А.Ю., Моисеева Е.М., и др. Правовое положение растений, полученных с использованием технологии редактирования генома: перспективы для России // Экологическая генетика. 2021. Т. 19, № 1. С. 89–101. doi: 10.17816/ecogen42532
  10. Devos Y., Reheul D., De Schrijver A. The co-existence between transgenic and non-transgenic maize in the European Union: a focus on pollen flow and cross-fertilization // Environmental Biosafety Research. 2005. Vol. 4. No. 2. P. 71–87. doi: 10.1051/ebr:2005013
  11. Riesgo L., Areal F.J., Sanvido O., Rodríguez-Cerezo E. Distances needed to limit cross-fertilization between GM and conventional maize in Europe // Nat Biotechnol. 2010. Vol. 28. No. 8. P. 780–782. doi: 10.1038/nbt0810-780
  12. Galeano P., Debat C.M., Ruibal F., et al. Cross-fertilization between genetically modified and non-genetically modified maize crops in Uruguay // Environmental Biosafety Research. 2010. Vol. 9. No. 3. P. 147–154. doi: 10.1051/ebr/2011100
  13. Nieh S.C., Lin W.S., Hsu Y.H., et al. The effect of flowering time and distance between pollen source and recipient on maize // GM Crops Food. 2014. Vol. 5. No. 4. P. 287–295. doi: 10.4161/21645698.2014.947805
  14. Brunet J., Ziobro R., Osvatic J., Clayton M.K. The effects of time, temperature and plant variety on pollen viability and its implications for gene flow risk // Plant Biol (Stuttg). 2019. Vol. 21. No. 4. P. 715–722. doi: 10.1111/plb.12959
  15. Гусев Ю.С., Волохина И.В., Моисеева Е.М., и др. Анализ распространения генетического материала маркированных линий кукурузы с пыльцой при совместном выращивании с обычными сортами // Генетика. 2020. Т. 56, № 10. С. 1196–1199. doi: 10.1134/S1022795420090082
  16. Гусев Ю.С., Гуторова О.В., Моисеева Е.М., и др. Оценка рисков переопыления кукурузы при совместном выращивании нескольких линий в условиях Юго-Востока Европейской части России // Сельскохозяйственная Биология. 2021. T. 56, № 1. C. 66–77. doi: 10.15389/agrobiology.2020.5.rus
  17. Emberlin J., Adams-Groom B., Tidmarsh J. A report on the dispersal of maize pollen. Report commissioned by and available from the Soil Association National Pollen Research Unit. Bristol, UK: Bristol House, 1999. P. 40–56.
  18. Du M., Kawashima S., Matsuo Kl, et al. Simulation of the effect of a cornfield on wind and pollen deposition / International Congress on Modelling and Simulation. F. Ghassemi, P. Whetton, R. Little, M. Littleboy, editors. Canberra: Australian National University, 2001. P. 899–903 p.
  19. Liu Y., Chen F., Guan X., Li J. High crop barrier reduces gene flow from transgenic to conventional maize in large fields // Eur J Agron. 2015. Vol. 71. P. 135–140. doi: 10.1016/j.eja.2015.09.005
  20. Патент РФ на изобретение № 9732/ 11.07.2018. Смолькина Ю.В., и др. Кукуруза Пурпурная Саратовская / Государственный реестр охраняемых селекционных достижений. М: ФГБНУ Росинформоагротех, 2019. 392 с.
  21. Бойко В.Н. Исходный материал для селекции скороспелых гибридов кукурузы на основе гаплоидии: дис. … канд. с.-х. наук. Санкт-Петербург: ВИР, 2006. 200 с.
  22. Coe E.H. Anthocyanin genetics. In: Freeling M., Walbot V., editors. The maize handbook. New York: Springer-Verlag, 1994. P. 279–281. doi: 10.1007/978-1-4612-2694-9_34

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема организации полевого эксперимента 2020 г. Роза ветров относительно расположения квадратов на селекционном участке представлена в период пыления донора. Обозначения цветов см. в тексте. КЛ — сорт Кукуруза лопающаяся, КАЗ — высокорослый гибрид кукурузы Каз ЛК 178, РЕГ — высокорослый гибрид кукурузы ES Regain, ПС — сорт кукурузы Пурпурная Саратовская

Скачать (190KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Проверка донора и реципиента пыльцы кукурузы на способность к скрещиванию и гаметофитную несовместимость: a — початки реципиента кукуруза лопающаяся (КЛ),полученные в результате свободного опыления при совместном выращивании Пурпурной Саратовской (ПС) и КЛ в отсутствие барьера из высокорослых растений кукурузы; b — початок гибрида F1, полученный в результате ручного скрещивания КЛ × ПС; с — початок гибрида F1, полученный в результате ручного скрещивания ПС × КЛ

Скачать (144KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Початки, полученные в результате свободного опыления при совместном выращивании сорта кукурузы Пурпурной Саратовской и барьерных растений сорта ES Regain (ярус 5, квадрат 8). Полевой эксперимент 2020 г.

Скачать (232KB)
Метаданные
5. Рис. 1. Схема организации полевого эксперимента 2020 г. Роза ветров относительно расположения квадратов на селекционном участке представлена в период пыления донора. Обозначения цветов см. в тексте. КЛ — сорт Кукуруза лопающаяся, КАЗ — высокорослый гибрид кукурузы Каз ЛК 178, РЕГ — высокорослый гибрид кукурузы ES Regain, ПС — сорт кукурузы Пурпурная Саратовская

Скачать (93KB)
Метаданные

© ООО "Эко-Вектор", 2021


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 65617 от 04.05.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах