ҚҰРҒАҚ АИМАҚТАРҒА ЕНГІЗУ ҮШІН AGRIOPHYLLUM SQUARROSUM (L.) MOQ. МУТАНТТЫ ФОРМАЛАРЫН EMS-МУТАГЕНЕЗ НЕГІЗІНДЕ ЖАСАУ

Agriophyllum squarrosum (L.) Moq. - қуаңшылыққа төзімді псаммофитті түр, аридті аймақтарда доместикациялау үшін жоғары әлеуетке ие; алайда оның ауыл шаруашылығында пайдаланылуы тұқымдарының ұсақ болуы және өнімділігінің тұрақсыздығы сияқты қолайсыз белгілермен шектеледі. Зерттеудің мақсаты этилметансульфонат (EMS) қолдану арқылы генетикалық өзгергіштікті индукциялаудың тиімді әдісін әзірлеу және алынған мутантты формаларды бағалау болды. Тұқымдар 0,3% EMS ерітіндісімен 18 сағат бойы өңделіп, кейін жуылып, кептіріліп, бақыланатын және далалық жағдайларда өсірілді. Фенотиптік бағалау M2 ұрпағында жүргізілді. EMS өңдеуі фенотиптік әртүрлілігі жоғары өміршең мутантты популяциялардың қалыптасуына әкелді. Жабайы типтегі өсімдіктермен салыстырғанда, мутанттар бұтаның айтарлықтай үлкен енімен және тұқым өлшемдерінің айқын жақсаруымен ерекшеленді. Ең айқын айырмашылықтар тұқымның ені, ұзындығы және жұмырлығы бойынша байқалды. Тұқым ұзындығы 2,4-тен 2,8 мм-ге дейін, ені - 1,8-ден 2,0 мм-ге дейін, ал 1000 тұқымның массасы - 1,83-тен 2,17 г-ға дейін артты. . Сонымен қатар өсімдік архитектурасы мен жапырақ белгілері бойынша морфологиялық өзгергіштік байқалды. Алынған нәтижелер EMS-мутагенездің A. squarrosum түрінде генетикалық әртүрлілікті кеңейтудің тиімді құралы екенін растайды. Анықталған мутантты формалар әрі қарай селекция үшін перспективалы бастапқы материал болып табылады және бұл түрді аридті жағдайларда өсіру мақсатында доместикациялау әлеуетін көрсетеді.

1. Chen, G., Zhao, J., Zhao, X., Zhao, P., Duan, R., Nevo, E., & Ma, X. (2014). A psammophyte Agriophyllum squarrosum (L.) Moq.: a potential food crop. Genetic Resources and Crop Evolution, 61(3), 669-676. https://doi.org/10.1007/s10722-014-0083-8.

2. Genievskaya, Y., Abugalieva, S., Zhubanysheva, A., & Turuspekov, Y. (2017). Morphological description and DNA barcoding study of sand rice (Agriophyllum squarrosum, Chenopodiaceae) collected in Kazakhstan. BMC Plant Biology, 17(Suppl 1), 177. https://doi.org/10.1186/s12870-017-1132-1.

3. Zhao, P., Ran, R., Sun, H., Liu, Y., Li, X., Wang, C., & Chen, G. (2023). Sand rice, a promising future crop for desert and marginal lands in northern China. Grassland Research, 2(4), 260-265. https://doi.org/10.1002/glr2.12065.

4. Jiao, D., Liang, Y., Zhou, S., Wu, X., Degen, A. A., Hickford, J., & Yang, G. (2022). Supplementing diets with Agriophyllum squarrosum reduced blood lipids, enhanced immunity and anti-inflammatory capacities, and mediated lipid metabolism in Tan lambs. Animals, 12(24), 3486. https://doi.org/10.3390/ani12243486.

5. Nemoto, M. & Lu, X. (1992). Ecological characteristics of Agriophyllum squarrosum, a pioneer annual on sand dunes in eastern Inner Mongolia, China. Ecological Research, 7(2), 183-186. https://doi.org/10.1007/BF02348498.

6. Chen, C., Zuo, X., & Zhao, X. (2024). The effect of ecological characteristics on the domestication of sand rice (Agriophyllum squarrosum). PeerJ, 12, e18320. https://doi.org/10.7717/peerj.18320.

7. Chaudhary, J., Deshmukh, R., & Sonah, H. (2019). Mutagenesis approaches and their role in crop improvement. Plants, 8(11), 467. https://doi.org/10.3390/plants8110467.

8. Oladosu, Y., Rafii, M. Y., Abdullah, N., Hussin, G., Ramli, A., Rahim, H. A., & Usman, M. (2016). Principle and application of plant mutagenesis in crop improvement: a review. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 30(1), 1-16. https://doi.org/10.1080/13102818.2015.1087333.

9. Subramaniam, R. & Kumar, V. S. (2023). Ethyl methanesulphonate (EMS)-mediated mutagenesis induces genetic and morphological variations in eggplant (Solanum melongena L.). International Journal of Plant Biology, 14(3), 714-728. https://doi.org/10.3390/ijpb14030053.

10. Chen, L., Duan, L., Sun, M., Yang, Z., Li, H., Hu, K., & Liu, L. (2023). Current trends and insights on EMS mutagenesis application to studies on plant abiotic stress tolerance and development. Frontiers In Plant Science, 13, 1052569. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1052569.

11. Viana, V. E., Pegoraro, C., Busanello, C., & Costa de Oliveira, A. (2019). Mutagenesis in rice: the basis for breeding a new super plant. Frontiers in plant science, 10, 1326. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01326.

12. Li, X., Sun, H., Cui, X., Miao, Y., & Zhao, P. (2025). Developing elite lines with synchronous emergence rate and strong seedling vigor for sand rice (Agriophyllum squarrosum) cultivation. Research in Cold and Arid Regions. https://doi.org/10.1016/j.rcar.2025.05.010.

13. Zhang, J., Zhao, P., Zhao, J., & Chen, G. (2018). Synteny-based mapping of causal point mutations relevant to sand rice (Agriophyllum squarrosum) trichomeless1 mutant by RNA-sequencing. Journal of Plant Physiology, 231, 86-95. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2018.09.003.

14. Arisha, M. H., Shah, S. N., Gong, Z. H., Jing, H., Li, C., & Zhang, H. X. (2015). Ethyl methane sulfonate induced mutations in M2 generation and physiological variations in M1 generation of peppers (Capsicum annuum L.). Frontiers in Plant Science, 6, 399. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00399.

15. Zhao, P., Li, X., Ran, R., Sun, H., Zhao, J., & Chen, G. (2022). Precipitation and local environment shape the geographic variation of seed size across natural populations of sand rice (Agriophyllum squarrosum). Journal of Experimental Botany, 73(16), 5682-5697. https://doi.org/10.1093/jxb/erac231.

16. Liu, M., Zhu, R., Xie, H. (2022). Responses of germination strategy of Agriophyllum squarrosum to rainfall pattern in the Tengger desert. PeerJ, 10, e14395. https://doi.org/10.7717/peerj.14395.

17. Di Pauli, V., Fontana, P. D., Lewi, D. M., Felipe, A., & Erazzú, L. E. (2025). Ethyl methanesulfonate-induced mutagenesis generates genetic and morphological variations in an elite Argentine sugarcane genotype. Discover Plants, 2(1), 230. https://doi.org/10.1007/s44372-025-00298-x.

18. Ran, R., Cui, X., Zhao, X., Zhao, Y., Zhang, C., & Zhao, P. (2025). Within‐plant leaf maturity and trichome density variation shape the elemental composition divergence in desert plant sand rice (Agriophyllum squarrosum). Ecology and Evolution, 15(6), e71542. https://doi.org/10.1002/ece3.71542.