Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Изменчивость и наследование количественных признаков мягкой яровой пшеницы в различных эколого-климатических условиях Западной Сибири
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Изменчивость и наследование количественных признаков мягкой яровой пшеницы в различных эколого-климатических условиях Западной Сибири"

На правах рукописи УДК: 633. 11:631523.4(531. 14)

Изменчивость и наследование количественных признаков мягкой яровой пшеницы в различных эколого-климатических условиях Западной Сибири

06.01.05 - "Селекция и семеноводство"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Новосибирск 2006

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении Новосибирском государственном аграрном университете и Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте растениеводства и селекции СО РАСХН.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Цильке Регинальд Александрович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Железное Анатолий Валентинович

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Калашпик Николай Андреевич

Ведущая организация - Федеральное государственное образовательное учреждение Омский государственный аграрный университет.

Защита состоится "20" октября 2006 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.058.01 при Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте кормов СО РАСХН (630501, Новосибирская область, Новосибирский район, п. Краснообск, ГНУ СибНИИ кормов, факс: 8 (383) 348-39-11; е-гпаП:когта@опНпе.шк.5и, ученому секретарю).

С диссертацией можно ознакомиться в ученой части ГНУ СибНИИ кормов СО РАСХН.

Автореферат разослан 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Осипова Г. М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Различия по степени проявления количественных признаков и изменение характера наследования в связи с влиянием условий внешней среды как по годам (Цильке Р. А., 1974), так и по эколого-климатическим зонам Западной Сибири (Драгавцев В. А., и др., 1984) носят регулярный характер. Это объясняет необходимость изучения количественных признаков в тех почвенно-климатических условиях, для которых создаётся селекционный материал.

Селекция, как наука, опирающаяся также на законы эволюции, носит строго зональный характер, так как сорт способен максимально реализовать свой потенциал продуктивности в определённой экологической нише, характеризующейся ограниченными почвенно-климатическими ресурсами, и при соответствующей интенсификации технологии возделывания сорта (Цильке Р. А, 2005).

Цель и задачи исследований. Цель исследования — изучить особенности характера изменчивости и наследования признаков, связанных с развитием и формированием элементов продуктивности в различных эколого-климати-ческих условиях и создать новый селекционный материал для условий За-падно-Кулундинской степи Алтайского края и лесостепи Приобья Новосибирской области.

В связи с этим поставлены следующие задачи: 1. Изучить характер изменчивости и наследования:

• продолжительности периода всходы - колошение;

• длины стебля;

• элементов продуктивности колоса;

• элементов продуктивности растения.

2. Оценить влияние генетических и средовых факторов на общую изменчивость признаков.

3. На основе внутривидовой рекомбинации создать новый селекционный материал, характеризующийся высокой продуктивностью, устойчивый к засухе и комплексом других хозяйственно-ценных признаков.

Научная новизна и практическая значимость исследований. Впервые одновременно в условиях Западно-Кулундинской степи и лесостепи Приобья Новосибирской области изучен характер изменчивости и наследования продолжительности периода всходы - колошение, длины стебля и элементов продуктивности колоса и растения мягкой яровой пшеницы.

Вариансным анализом оценен относительный вклад генотипической и средовой изменчивости в общее фенотипическое варьирование характера развития и формирования элементов продуктивности мягкой яровой пшеницы в различных эколого-климатических условиях Западной Сибири.

Создан новый селекционный материал, характеризующийся высокой урожайностью и комплексом хозяйственно-ценных признаков.

Основные положения выносимые на защиту:

• Компоненты генотипической и средовой изменчивости в общем фе-нотипическом варьировании элементов продуктивности колоса и растения;

• Роль экологического фактора в изменчивости и наследовании количественных признаков.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 9-й генетико-селекционной школе-семинаре (Новосибирск, 2004 г.), на 3-ей и 4-ой конференции молодых ученых Сибирского федерального округа "Инновационное развитие аграрного производства в Сибири" (Кемерово, 2005 г.) и "Современные тенденции развития аграрной науки в России" (Новосибирск

2006 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 128 страницах машинописного текста, содержит 48 таблиц, 11 рисунков и состоит из введения, 5 глав, списка литературы, включающего 187 наименования, выводов, предложений и двух приложений.

1. МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть работы проводилась на опытном поле лаборатории генетики Сибирского НИИ растениеводства и селекции СО РАСХН и на поле Сельхозартели, племзавода Степной Немецкого национального района Алтайского края в 2000 — 2003 гг. В эксперимент включены 18 топкроссных гибридов, полученные при гибридизации двух сортов и семи линий яровой мягкой пшеницы. В качестве материнских форм использовали 4 изогенные линии (АНК 12, АНК 17А, АНК 18В и АНК 19А) и 2 линии, полученные в лаборатории генетики СибНИИРС: Линия I (АНК 12 х Сибирская 102) и линия 2 (АНК 17А х Сибирская 102), различающиеся по продолжительности периода всходы - колошение и длине стебля. В качестве отцовских форм использовали два сорта Алтайская 50, Баганская 93 и одну линию Сибирская 123, характеризующиеся высоким потенциалом продуктивности и другими селекционно-ценными признаками. Изменчивость и наследование признаков изучали в полевых условиях (2001-03 гг.) по методике, разработанной в лаборатории генетики СибНИИРС СО РАСХН. Площадь питания растений - 200 см 2 (20 х 10). Повторность 4-х кратная. Предшественник - черный пар, который обрабатывался в соответствии с общепринятой технологией для каждой зоны. Результаты наблюдений и анализа элементов структуры колоса и растения гибридов F1-F2 и родительских форм подвергались статистической обработке по общепринятым формулам (Рокицкий П.Ф., 1967; Доспехов Б.А., 1985). Степень доминирования определяли по формуле Густафссона и Дормлинг (Gustafsson А. Dormling I., 1972), и на её основе определяли характер наследования по шкале разработанной Р. А. Цильке (Цильке Р. А., Кондратьева И. В., 2005).

Метеорологические условия в целом за годы исследований складывались благоприятно для развития пшеницы. Наиболее заметные различия по температуре и осадкам были в 2002 и 2003 годах. Так если в 2002 году осад-

ков, как в степи, так и в лесостепи выпало больше нормы, а температура была в степи ниже, а в лесостепи выше среднемноголетней, то в 2003 году, как в степи, так и в лесостепи температура была выше среднемноголетней, а осадков выпало меньше нормы.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Продолжительность периода всходы — колошение. Для условий Западной Сибири вопрос о продолжительности отдельных межфазных периодов и вегетационном периоде в целом имеет особое значение. Для эффективного использования климатических ресурсов и, в первую очередь, ограниченных запасов влаги в условиях лесостепи и степи необходимо возделывать не менее 2-3 сортов яровой пшеницы с различной длиной вегетационного периода (Кожевников А. Р. и др., 1958; Кузьмин В. П., 1965; Леонтьев С. И., Рутц Р. И., 1972; Зыкин В. А., Мешкова В. В., 1982).

Относительная доля вклада оцененных факторов различаются в зависимости от экологической точки. Если в условиях степи Алтайского края доля генотипической изменчивости составила 75%, то в лесостепи Приобья — лишь 29% от общего фенотипического варьирования рассматриваемого признака. В то же время доля изменчивости, обусловленная фактором В (годы), составила 9 и 63%, соответственно. Что касается изменчивости, вызванной взаимодействием А х В, то необходимо отметить, что в условиях степи она более чем в два раза выше (11%), чем в лесостепи (5%).

В связи с разными условиями по годам в разных экологических точках наблюдались колебания по продолжительности периода от всходов до колошения, так в условиях степи Алтайского края родители и их гибриды в целом раньше выколашивались в 2002 году, тогда как в условиях лесостепи Приобья в 2003 году, что свидетельствует о значительном взаимодействии генотип — год. Несмотря на колебания по годам, средние значения практически выравниваются.

Длина стебля. В условиях резко континентального климата, характерного для Западной Сибири, длина стебля, как важнейший элемент общей высоты растения, имеет особое значение. С одной стороны, резкое сокращение длины стебля в условиях засухи усложняет механизированную уборку, а во влажные годы чрезмерное удлинение стебля приводит к полеганию (Цильке Р. А., 1984; Смяловская Я. Э., 1984).

Доля изменчивости, обусловленная генотипическим различием, в условиях степи Алтайского края значительно ниже (11%), чем в условиях лесостепи Приобья (33%). В то же время доля изменчивости, обусловленная условиями вегетации (годы) в степи значительно выше (78%), чем в лесостепи (12%). Наблюдается также значительная доля изменчивости в общем фенотипиче-ском варьировании рассматриваемого признака, вызванная взаимодействием генотип х годы: в степи 5%, в лесостепи 12%.

В условиях степи у гибридов первого поколения (82,0) длина стебля достоверно не отличалась от родительской (80,0.). что говорит о промежуточном наследовании признака. Тогда как в условиях лесостепи родители в целом формировали более короткий стебель (78,4), чем гибриды первого поколения (82,6 см.), что свидетельствует о доминантных эффектах длинностебельности.

Таблица 1

Результаты дисперсионного анализа по элементам продуктивности колоса.

Источник варьирования Степь Лесостепь

Степень свободы (¿О Средний квадрат (те) Критерий Фишера (Рф) Доля влияния фактора, % Степень свободы (ао Средний квадрат (гпб) Критерий Фишера (Рф) Доля влияния фактора, %

Число зёрен в колосе.

Фактор А (генотипы) 44 283,63 11,91* 17 44 108,54 2,83* 10

Фактор В (годы) 2 12201,82 512,20* 33 1 3662,27 95,47* 8

Взаимодействие А х В 88 102,18 4,29* 12 44 153,91 4,01* 15

Случайное отклонение 1215 . 23,82 — 38 '810 38,36 _ 67

Масса 1000 зёрен.

Фактор А (генотипы) 44 181,32 24,80* 36 44 205,36 15,38* 31

Фактор В (годы) 2 281,85 38,55* 3 • 1 5391,38 403,90* 18

Взаимодействие А х В 88 51,74 7,08* 21 44 89,66 6,72* 14

Случайное отклонение 1215 0,73 — 40 810 13,35 — 37

Масса зерна колоса.

Фактор А (генотипы) 44 0,45 10,76* 16 44 0,24 4,76* 13

Фактор В (годы) 2 19,68 472,61* 31 1 23,6553 467,07* 27

Взаимодействие А х В 88 0,19 4,66* 13 44 0,27 5,24* 13

Случайное отклонение 1215 0,04 — 40 810 0,05 — 47

*Р< 0,001.

Число зёрен колоса — один из компонентов, определяющих продуктивность колоса. Признак очень чувствителен к условиям внешней среды.

Относительная доля вклада оцененных факторов различается в зависимости от экологической точки. Если в условиях степи Алтайского края доля изменчивости, обусловленная фактором В (годы) составила 33%, то в уело-

виях лесостепи Приобья — лишь 8%. Доля изменчивости, обусловленная ге-нотипическими различиями составила - в степи 17%, в лесостепи 10% (таблица 1).

По результатам оценки гибридов первого поколения среди материнских форм, в условиях степи, наиболее высокой ОКС характеризовалась линия АНК 18В (35,3), а среди отцовских - сорт Баганская 93 (33,5). Среди материнских форм, в условиях лесостепи наиболее высокой ОКС характеризовалась линия АНК 12 (37,4), а среди отцовских - сорт Баганская 93 (37,5).

Число зёрен в колосе колебалось в зависимости от года исследования и места проведения опыта, при этом среднее значение за два года, как по родителям, так и по их гибридам в условиях лесостепи Приобья было больше, чем в степи Алтайского края. Вместе с тем следует обратить внимание на то, что как в степи, так и лесостепи гибриды Р| и Рг формировали больше зёрен в колосе, чем родительские формы.

Характер наследования числа зёрен колоса зависел от генотипа родительских форм, места и года проведения исследования. В целом характер наследования изменялся от сверхдоминирования до депрессии, при этом в степи Алтайского края в 2002 году большая часть гибридов проявила депрессию, тогда как в 2003 году сверхдоминирование и неполное доминирование родителя с меньшей выраженностью признака. В условиях лесостепи Приобья в 2002 и 2003 годах у большей части гибридов Р| проявилось сверхдоминирование.

Масса 1000 зёрен. Крупность зерна в условиях Западной Сибири играет наиболее существенную роль в повышении продуктивности колоса. Основными характеристиками крупности зерна служат размер и масса 1000 зерен, причем последняя, по мнению Н. И. Коробейникова (1985), выступает обычно в качестве косвенного показателя.

Наибольший вклад в изменчивость рассматриваемого признака (таблица 1), как в степи (36%), так и в лесостепи (31%), вносят генотипы исследуемого материала. При этом доля изменчивости, обусловленная фактором В (годы) значительно ниже: в лесостепи 18%, а в степи лишь 3%.

Масса 1000 зёрен не значительно варьировала в зависимости от года и экологической точки, что свидетельствует об относительной стабильности этого признака.

Характер наследования в целом изменялся от депрессии до сверхдоминирования. В 2002 году, как в степи (27%), так и в лесостепи (39%) больше всего гибридов проявили сверхдоминирование, тогда как в 2003 году в степи наибольшее количество гибридов проявили частичное доминирование родителя с меньшей выраженностью признака (33%), а в лесостепи наибольшее количество гибридов проявили неполное доминирование родителя с большей выраженностью признака (33%).

Масса зерна колоса. В селекционной практике массе зерна колоса всегда отводилось одно из центральных мест. Отбор по колосу является главным

принципом работы многих селекционеров. Его с успехом применял в своей работе П. П. Лукьяненко. По данным В. П. Кузьмина (1978); В. Ф. Козловской, В. М. Мельника (1985); В. П. Пьянкова (1984) масса зерна колоса является основным структурным элементом в формировании зерновой продуктивности растения.

Наибольший вклад в изменчивость рассматриваемого признака, как в степи Алтайского края (31%), так и в лесостепи Приобья (27%) вносят условия вегетации (годы). При этом доля генотипической изменчивости в общем варьировании признака значительно ниже - в степи 16%, в лесостепи 13%. На таком же уровне оценивается вклад изменчивости, обусловленной взаимодействием указанных двух факторов: как в степи, так и в лесостепи по 13% (таблица 1).

Таблица 2

Материнские родители. 9 р Отцовские формы с? по гибридам

Алтайская 50 Баганская 93 Сибирская 123

Ь Р, Р. Р2 Р, Р2

АНК 12 0,996 1,273 1,190 1,039 1,147 1,331 1,250 1,214 1,196

Линия 1 0,896 1,296 1,227 1,348 1,239 1,268 1,255 1,304 1,240

АНК 17А 1,037 1,226 1,279 1,381 1,377 1,110 1,216 1,239 1,291

Линия 2 1,093 1,228 1,080 0,944 1,273 1,299 1,129 1,157 1,161

АНК 18В 1,212 1,318 1,250 1,126 1,398 1,334 1,190 1,259 1,279

АНК 19А 1,094 1,253 1,197 1,222 1,094 1,204 1,365 1,226 1,219

А.50 1,276 - - - - - - - -

Б.93 1,358 - - - - - - - -

Сиб.123 1,446 - - - - - - - -

Хо 1,055 1,266 1,204 1,177 1,255 1,258 1,234 1,233 1,231

НСР при Р < 0,05 = 0,103; гр.

В таблице 2 представлены усреднённые данные по массе зерна колоса родителей и их гибридов, испытанных в условиях степи Алтайского края. По результатам оценки гибридов первого поколения среди материнских родителей наиболее высокой ОКС характеризовалась Линия 1 (1,304), а среди отцовских — сорт Алтайская 50 (1,266).

В таблице 3 представлены усреднённые данные по массе зерна колоса родителей и их гибридов, испытанных в условиях лесостепи Приобья. Среди материнских родителей наиболее высокой ОКС характеризовалась линия АНК 18В (1,273), а среди отцовских - линия Сибирская 123 (1,281).

Характер наследования массы зерна колоса зависел от генотипа родительских форм, места и года проведения исследования. В целом распределение гибридов по характеру наследования выглядело следующим образом (таб-

лица 4). В 2002 году у 43 % гибридов, испытанных в лесостепи Приобья проявилось сверхдоминирование, тогда как в степи Алтайского края сверхдоми-пированием характеризовалось лишь 11% гибридов. Неполное доминирование родителя с большей выраженностью признака в условиях лесостепи Приобья проявилось у одной гибридной комбинации, а в условиях степи Алтайского края у двух. Частичное доминирование родителя с большей выраженностью признака проявилось в степи у 27%, а в лесостепи у 17% гибридов.

Таблица 3

Масса зерна колоса у родителей и гибридов Р] и Рг, лесостепь, 2002-2003 гг., _______!_ЕЬ__

Материнские родители. Р Отцовские формы с? по гибридам

Алтайская 50 Баганская 93 Сибирская 123

И, Рз И, Р. Р2 Р, Р2

АНК 12 1,038 1,157 1,144 1,236 1,228 1,284 1,230 1,226 1,201

Линия 1 0,879 1,242 1,220 1,269 1,215 1,285 1,421 1,265 1,285

АНК 17А 1,251 1,208 1,411 1,274 1,300 1,282 1,246 1,255 1,319

Линия 2 1,257 1,247 1,174 1,191 1,193 1,299 1,363 1,246 1,243

АНК 18В 0,980 1,320 1,263 1,233 1,238 1,266 1,267 1,273 1,256

АНК 19А 1,113 1,306 1,319 1,228 1,175 1,272 1,215 1,269 1,236

А.50 1,451 - - - - - - - -

Б.93 1,060 - - - - - - - -

Сиб.123 1,473 - - - - - - - -

Хь 1,086 1,247 1,255 1,239 1,225 1,281 1,290 1,256 1,257

НСР при Р < 0,05 = 0,139; гр.

Таблица 4

Распределение гибридов Р, по характеру наследования массы зерна колоса, _степь, лесостепь, 2002-2003 гг._

Характер наследования 2002 г. 2003 г.

Степь Лесостепь Степь Лесостепь

п % п % п % Г) %

Сверхдоминирование 2 11 8 43 4 22 И 59

Неполное доминирование родителя с большей выраженностью признака 2 11 1 6 - - 3 17

Частичное доминирование родителя с большей выраженностью признака 5 27 3 17 2 12 1 6

Частичное доминирование родителя с меньшей выраженностью признака 3 17 3 17 4 22 1 6

Неполное доминирование родителя с меньшей выраженностью признака 3 17 2 11 4 22 1 6

Депрессия 3 17 1 6 4 22 1 6

Всего 18 100 18 100 18 100 18 100

В 2003 году сверхдоминирование в условиях лесостепи проявилось у 59% гибридов, тогда как в степи у 22%. Три гибрида в лесостепи характеризовались неполным доминированием родителя с большей выраженностью признака. Два гибрида в степи и один в лесостепи проявили частичное доминирование родителя с большей выраженностью признака.

В условиях степи Алтайского края в 2002 году родители и их гибриды в целом формировали более продуктивный колос, чем в 2003 году, тогда как в условиях лесостепи Приобья более продуктивный колос формировался в 2003 году. При этом по усреднённым данным за два года более продуктивный колос формировался в условиях лесостепи Приобья (рис.1).

В целом по опыту в условиях степи Алтайского края достоверный гете-розисный эффект по массе зерна колоса не отмечен, тогда как в лесостепи Приобья достоверным гетерозисным эффектом характеризовались гибриды из комбинаций АНК 18В х Баганская 93 (16,3%), АНК 12 х Баганская 93 (16,6%) и Линия 1 х Баганская 93 (19,7%).

1.6-,— 1.4!

0,8 0,6 0,4 0,2 О

й V*

А-'

Лесостепь Степь Лесостепь Степь Лесостепь Степь ! 2002 г 2003 г 2002-2003 гг.

Рисунок I Влияние условий выращивания на массу зерна колоса у родителей И ГИбрИДОВ Р], ?2.

Число зёрен на растение сильно варьирует под влиянием условий внешней среды (Андреева 3. В., и др., 20056), так как связан с продуктивной кустистостью.

Наибольший вклад в изменчивость рассматриваемого признака как в степи Алтайского края (46%), так и в лесостепи Приобья (51%) вносят условия вегетации (годы), что говорит о сильной зависимости признака от условий складывающихся во время вегетации растений. При этом доля генотипической изменчивости в общем, варьировании признака значительно ниже, и составляет в степи 10, а в лесостепи 6%.

Характер наследования признака варьировал от депрессии до сверхдоминирования. При этом в степи большая часть гибридов, как в 2002, так и в 2003 году характеризовались депрессией, тогда как в лесостепи характер наследования по типу депрессия, отмечен лишь в 2002 году, а в 2003 большая часть гибридов в лесостепи характеризовались сверхдоминированием.

Масса зерна растения является конечным результатом реализации генетической информации. Признак сильно зависит от условий окружающей среды, так как одним из его слагающих элементов является продуктивная кустистость (Цильке Р. А., 1983; Андреева 3. В., 2005).

Наибольший вклад в изменчивость рассматриваемого признака как в степи Алтайского края (45%), так и в лесостепи Приобья (54%) вносят условия вегетации (годы), что говорит о сильной зависимости признака от условий складывающихся во время роста растений. При этом доля генотипической изменчивости в общем варьировании признака значительно ниже как в степи (9%), так и в лесостепи (7%). На таком же уровне оценивается вклад изменчивости, обусловленной взаимодействием указанных двух факторов, соответственно 13 и 6%.

По результатам оценки гибридов первого поколения среди материнских родителей, в условиях степи, наиболее высокой ОКС характеризовалась линия АНК 18В (6,48), а среди отцовских - линия Сибирская 123 (6,24). Среди материнских родителей, в условиях лесостепи, наиболее высокой ОКС характеризовалась линия АНК 19А (4,79).

о со о.

Лесостепь Степь Лесостепь Степь Лесостепь Степь

2002-2003 гг.

Рисунок 2. Влияние условий выращивания на массу зерна растения у родителей и гибридов Рг-

В условиях степи Алтайского края в 2002 году родители и их гибриды в целом формировали более продуктивные растения, чем в 2003 году, тогда как

в условиях лесостепи Приобья более продуктивные растения формировались в 2003 году. При этом общая продуктивность растения в среднем за два года в условиях лесостепи Приобья была значительно ниже, чем в степи Алтайского края (рис. 2).

В целом характер распределения гибридов по типу наследования выглядел следующим образом (таблица 5). В 2002 году, как в степи (38), так и в лесостепи (28%) больше всего гибридов проявили депрессию. Сверхдоминирование проявилось в степи у 5-ти гибридов, а в лесостепи лишь у двух. Неполное доминирование родителя с большей выраженностью признака отмечено только в лесостепи у двух гибридов. Частичное доминирование родителя с большей выраженностью признака отмечено в степи у двух гибридов, а в лесостепи у трёх.

Таблица 5

Распределение гибридов Р] по характеру наследования масса зерна с растения,

степь, лесостепь, 2002-2003 гг.

Характер наследования 2002 г. 2003 г.

Степь Лесостепь Степь Лесостепь

п % п % п % п %

Сверхдоминированис 5 28 2 11 8 44 11 61

Неполное доминирование родителя с большей выраженностью признака - - 2 11 3 17 4 22

Частичное доминирование родителя с большей выраженностью признака 2 И 3 16 - - 2 11

Частичное доминирование родителя с меньшей выраженностью признака 1 6 1 6 - - 1 6

Неполное доминирование родителя с меньшей выраженностью признака 3 17 5 28 3 17 - -

Депрессия 7 38 5 28 4 22 - -

Всего 18 100 18 100 18 100 18 100

В 2003 году, как в степи (44), так и в лесостепи (61) наибольшее количество гибридов проявили сверхдоминирование. Неполное доминирование родителя с большей выраженностью признака в степи отмечено у 17, а в лесостепи у 22 % гибридов. Частичное доминирование родителя с большей выраженностью признака отмечено только в лесостепи у двух гибридов.

Гетерозисный эффект по рассматриваемому признаку проявился в различных комбинациях в зависимости от климатической зоны, так если в степи гетерозисный эффект проявился в комбинациях АНК 12 х Сибирская 123 (32,6%) и АНК 18В х Сибирская 123 (38,2%), то в лесостепи у гибридов АНК 18В X Баганская 93 (26,8%) и АНК 19А х Баганская 93 (28,1%).

Оценка нового гибридного материала в селекционных питомниках.

Полученный гибридный материал оценивался в селекционном процессе лаборатории генетики СибНИИРС, расположенной в лесостепи Приобья. В 2002 и 2003 годах оценивались гибридные популяции, из которых отбирались элитные колосья для селекционного питомника первого года (СП - 1). В СП -1 отобранные рекомбинанты изучались в 2003 и 2004 годах. В селекционном питомнике второго года (СП - 2) изучались рекомбинанты, отобранные из СП

— 1, в течение трёх лет (2003 — 2005). В контрольном питомнике линии изучались в 2005 году.

В гибридном питомнике оценивали в 2002 году все 18 гибридных популяций, в 2003 году лучшие по предыдущему году 7 гибридных популяций. Масса зерна с одного м2 у гибридных популяций в 2002 году варьировала от 272 до 548, в 2003 от 245 до 320, у стандарта, сорта Кантегирская 89 в 2002 году составила 354, в 2003 - 265 грамм. Таким образом, в 2002 году 61, а в 2003

- 58 % гибридных комбинаций характеризовались большей урожайностью зерна, чем стандарт. Наиболее высокой продуктивностью в 2002 году характеризовались гибридные комбинации: Линия 2 х Сибирская 123 (548), АНК 17А х Сибирская 123 (527), АНК 12 х Алтайская 50 (515), Линия 2 х Баганская 93 (484 г/м2).

В селекционном питомнике первого года (СП — 1) в 2003 году оценивалось 178 рекомбинантов, а в 2004 была дана оценка 48 рекомбинантам. Масса зерна растений, убранных с 0,5 погонного метра, варьировала в 2003 году от 24 (АНК 17А х Сибирская 123) до 47 грамм (Линия 1 х Алтайская 50; АНК 17А х Алтайская 50; Линия 2 х Сибирская 123; АНК 19А х Алтайская 50). В

2004 году масса зерна растений убранных с 0,5 погонного метра варьировала от 10,2 (АНК 17А х Сибирская 123) до 70,8 грамм (АНК 12 х Сибирская 123). В этом питомнике в 2003 году 91 % рекомбинантов характеризовались более высокой продуктивностью, чем Кантегирская 89, тогда как в 2004 году большей продуктивностью характеризовались 60% рекомбинантов.

В селекционном питомнике второго года (СП - 2) в 2003 оценивалось 21, в 2004 — 20 и в 2005 году — 7 рекомбинантов. Урожайность зерна варьировала в зависимости от года исследования и генотипа испытываемых рекомбинантов. Так в 2003 году минимальная урожайность составила 21,0 (АНК 12 х Алтайская 50), в 2004 - 15,0 (Линия 1 х Алтайская 50), в 2005 - 20,0 (АНК 17А х Сибирская 123), а максимальная 40,0 (Линия 1 х Сибирская 123), 47,6 (АНК 12 х Алтайская 50, Линия 2 х Сибирская 123, Линия 2 х Баганская 93) и 26,4 ц/га (АНК 12 х Сибирская 123) соответственно. В 2003 - 42%, в 2004 - 85 и в

2005 году - 28 % рекомбинантов характеризовались более высокой урожайностью зерна, чем сорт Кантегирская 89.

В контрольном питомнике в 2005 году испытывапись 2 селекционные линии: АНК 12 х Алтайская 50 и Линия 2 х Баганская 93. Урожайность линий составила 33,8 и 15,4 ц/га, соответственно, урожайность у сорта Кантегирская 89 составила 22,6 ц/га. НСР при Р < 0,05 в целом по питомнику составила 1,3

ц/га. Следует отметить, что линия АНК 12 х Алтайская 50 характеризовалась самой высокой урожайностью в контрольном питомнике.

В результате испытания 18 топкроссных гибридов (F, и F2) мягкой яровой пшеницы и их родительских форм в двух экологических зонах Западной Сибири установлено, что:

1. По продолжительности периода всходы - колошение доля геноти-пической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака составила в условиях Степи Алтайского края 75, в лесостепи Приобья Новосибирской области 29, доля изменчивости, вызванная погодными условиями 9 и 63 и взаимодействием генотипы х годы 11 и 5%, соответственно. Наиболее высокой ОКС по сокращению рассматриваемого периода характеризуется линия АНК 17А и сорт Алтайская 50.

2. Доля генотипической изменчивости по длине стебля составила в степных условиях 11, в лесостепных — 33, доля изменчивости, обусловленная погодными условиями - 78 и 12, а взаимодействием генотипы х годы 5 и 12%, соответственно. Наиболее высокой ОКС по сокращению длины стебля характеризуются в условиях степи линии АНК 12 и Линия 2, а в условиях лесостепи — Линия 1.

3. По количеству зёрен в колосе доля генотипической изменчивости составила в условиях степи 17, в условиях лесостепи 10, доля изменчивости, вызванная погодными условиями — 33 и 8, а взаимодействием генотипы х годы — 12 и 15%, соответственно. Высокой ОКС по озернённости колоса характеризуются в условиях степи линия АНК 18В и сорт Баганская 93, а в условиях лесостепи — линия АНК 12 и сорт Баганская 93. В условиях лесостепи гибриды и родительские формы в целом формировали больше зёрен в колосе (36), чем в степи (33).

4. Доля генотипической изменчивости по массе 1000 зёрен составила в степи 36, в лесостепи 31, доля изменчивости, обусловленная погодными условиями - 3 и 18, а взаимодействием генотипы х годы 21 и 14%, соответственно. Высокой ОКС по крупности зерна характеризуются в степных условиях Линия 1 и сорт Алтайская 50, в лесостепных - линии АНК 17А и Сибирская 123. В целом по опыту в степных условиях гибриды и их родители формировали более крупное зерно, чем в лесостепных.

5. По продуктивности колоса доля генотипической изменчивости составила в степи 16, в лесостепи 13, доля изменчивости, вызванная погодными условиями — 31 и 27, а взаимодействием генотипы х годы 13 и 13%, соответственно. Высокой ОКС по увеличению продуктивности колоса характеризуются в степи Линия 1 и сорт Алтайская 50, а в лесостепи линии АНК 19А, Линия 1 и Сибирская 123. В условиях лесостепи гибриды и их родители формировали более продуктивный колос, чем в степи.

6. Доля генотипической изменчивости по продуктивности растения составила в степи 9, в лесостепи 7, доля изменчивости, обусловленная погод-

ными условиями - 45 и 54, а взаимодействием генотипы х годы - 13 и 6%, соответственно. Высокой ОКС в степных условиях характеризовались линии АНК 18В и Сибирская 123, в лесостепных - линии АНК 19А и Сибирская 123. В целом в степных условиях формировались более продуктивные растения (56 гр.), чем в лесостепи (3-4 гр.).

7. Характер наследования исследованных признаков варьировал в зависимости от гибридной комбинации, условий вегетации (годы) и экологической зоны. По продуктивности колоса сверхдоминирование проявилось в 2002 году в условиях степи у 11, в лесостепи у 43, а в 2003 году у 22 и 59, по продуктивности растения у 28 и 11 и у 44 и 61% гибридов, соответственно, по агроклиматическим зонам. По остальным гибридам проявилось в разной степени доминирование как родителя с большей, так и с меньшей выраженностью признака. У части гибридов проявилась депрессия.

8. Относительно высокий гетерозисный эффект по продуктивности колоса в условиях лесостепи наблюдался у гибридных комбинаций Линия 1 х Баганская 93 (19,7%) и АНК 12 х Сибирская 123 (38,2%). По продуктивности растения гетерозисный эффект в условиях степи наблюдался у комбинаций АНК 12 х Сибирская 123 (32,6%) и АНК 18В х Сибирская 123 (38,2%), а в лесостепи -АНК 18В х Баганская 93 (26,8%).

9. В процессе получения и изучения новых гибридов выявлены комбинации, характеризующиеся высоким потенциалом продуктивности, устойчивости к засухе и болезням, которые предлагается включить в гибридизацию с целью создания новых сортов для степных и лесостепных условий Западной Сибири.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

1. Новый селекционный материал, характеризующийся комплексом хозяйственно ценных признаков, рекомендуется использовать при создании высокопродуктивных сортов мягкой яровой пшеницы, с различной продолжительностью вегетационного периода для различных агроэкологических зон Западной Сибири.

2. Линии АНК 12 и Линия 1 рекомендуется использовать для сокращения длины стебля без уменьшения продуктивности растения.

3. Данные о характере изменчивости и наследования количественных признаков предлагается использовать при отборе форм с хозяйственно ценными признаками в расщепляющихся поколениях.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пискарёв В. В. Особенности образования гибридных семян при скрещивании мягких яровых пшениц в условиях Кулундинской степи Алтайского края / В. В. Пискарёв, В. М. Анохин И Повышение эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений: Доклады и сообще-

ния VIII генетико-селекционной школы 11-16 ноября 2001 г. — Новосибирск, 2002.-С. 330-338.

2. Анохин В. М. Влияние генотипа, условий вегетации и поколения в общей изменчивости продуктивности колоса у гибридов яровой мягкой пшеницы / В. М. Анохин, 3. В. Андреева, В. В. Пискарёв // Научное обеспечение устойчивого развития АПК в Сибири: сб. мат. II конференции молодых ученых Сибирского федерального округа (7-11 июля 2004 г.). - Улан-удэ, 2004. -С. 13-15.

3. Пискарёв В. В. Доля влияния генотипа, поколения и условий вегетации в общей изменчивости продолжительности периода всходы - колошение / В. В. Пискарёв, Р. А. Цильке, И. Г. Воробьёв // Актуальные задачи селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений на современном этапе: доклады и сообщения IX генетико-селекционной школы (5-9 апреля 2004 г.). - Новосибирск, 2005. - С.472-476.

4. Пискарёв В. В. Наследование длины стебля у гибридов мягкой яровой пшеницы / В. В. Пискарёв // Инновации развития аграрного производства в Сибири: сб. мат. III конференции молодых ученых "Агрообразования" Сибирского федерального округа: в 2 т., Т. 2. - Кемерово, 2005. — С. 64-65.

5. Пискарёв В. В. Изменчивость и наследование массы 1000 зёрен у гибридов мягкой яровой пшеницы в разных эколого-климатических условиях Западной Сибири / В. В. Пискарёв // Современные тенденции развития аграрной науки в России: сб. мат. IV Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 70-летию НГАУ (28-30 марта 2006 г.). - Новосибирск, 2006. - С. 41-45.

Подписано в печать 1.08.2006 г. Тираж 100 экз. Заказ № 306

ИПЦ «Юпитер» 630501, Новосибирская область, пос. Красиообск

Содержание диссертации, кандидат сельскохозяйственных наук , Пискарёв, Вячеслав Васильевич

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Изменчивость и наследование количественных признаков мягкой яровой пшеницы в различных эколого-климатических условиях Западной Сибири"

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Пискарёв, Вячеслав Васильевич

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидат сельскохозяйственных наук , Пискарёв, Вячеслав Васильевич, Новосибирск