Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекция гетерозисных гибридов партенокарпического огурца с устойчивостью к мучнистой росе и пероноспорозу

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекция гетерозисных гибридов партенокарпического огурца с устойчивостью к мучнистой росе и пероноспорозу"

ЧИСТЯКОВА ЛЮБОВЬ АЛЕКСАНДРОВНА

СЕЛЕКЦИЯ ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ ПАРТЕНОКАРПИЧЕСКОГО ОГУРЦА С УСТОЙЧИВОСТЬЮ К МУЧНИСТОЙ РОСЕ И ПЕРОНОСПОРОЗУ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

А втореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2013

005530985

Диссертационная работа выполнена в отделе селекции и семеноводства Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства

Россельхозакадемии в 2007-2011 гг.

Научный руководитель: Бирюкова Ннна Константиновна

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

Официальные оппоненты: Поляков Алексей Васильевич

доктор биологических наук, профессор, ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии, заведующий отделом биотехнологии

Коротцева Ирина Борисовна,

кандидат сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИССОК Россельхозакадемии, заведующий лабораторией селекции и семеноводства

Ведущая организация: Российский государственный аграрный

университет - МСХА им. К.А. Тимирязева

Защита состоится " 4 " июля 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.022.01 в Государственном научном учреждении - Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства Россельхозакадемии по адресу: 140153, Московская область, Раменский район, д. Верея, строение 500, ВНИИО (тел/факс (496) 462-43-64, e-mail: vniioh@yandex.ru, интернет сайт: www.vniioh.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства.

Автореферат разослан - « 3 » илл*и 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета /У Девочкина Наталия Леонидовна

ЧИСТЯКОВА ЛЮБОВЬ АЛЕКСАНДРОВНА

СЕЛЕКЦИЯ ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ ПАРТЕПОКАРЯНЧЕСКОГО ОГУРЦА С УСТОЙЧИВОСТЬЮ К МУЧНИСТОЙ РОСЕ И ПЕРОНОСПОРОЗУ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва - 2013

Диссертационная работа выполнена в отделе селекции и семеноводства Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства

Россельхозакадемии в 2007-2011 гг.

Научный руководитель:

Бирюкова Нина Константиновна

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

Официальные оппоненты:

Поляков Алексей Васильевич

доктор биологических наук, профессор, ГНУ ВНИИО Россельхозакадемии, заведующий отделом биотехнологии

Ведущая организация:

Коротцева Ирина Борисовна, кандидат сельскохозяйственных наук ГНУ ВНИИССОК Россельхозакадемии, заведующий лабораторией селекции и

\ I (Ч1 /'Ч о

одств

Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева

Защита состоится " 4 " июля 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.022.01 в Государственном научном учреждении — Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства Россельхозакадемии по адресу: 140153, Московская область, Раменский район, д. Верея, строение 500, ВНИИО (тел/факс (496) 462-43-64, e-mail: vniioh@yandex.ru, интернет сайт: www.vniioh.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института

овощеводства.

Автореферат разослан - « »_2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Девочкина Наталия Леонидовна

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Огурец является одной из ценнейших овощных культур. Он издавна пользуется большой популярностью у населения. Большой спрос на огурец во внесезонное время способствовал увеличению площадей для выращивания его в защищенном грунте. В настоящее время огурец выращивают почти во всех странах мира при любых климатических условиях. По площади в открытом грунте огурец занимает третье место после томзта и капусты, а в защищенном грунте 70 % всех площадей.

Широкое распространение огурец получил из-за высокой скороспелости, теневыносливости, урожайности и возможности получать свежие плоды почти круглый год.

Изучением гетерозисных гибридов огурца впервые в нашей стране начали заниматься Ткаченко H.H. (1929 - 1935), Якимович А.Д., (1938), Мещерой Э.Т., Залькальн A.A. (1967). Работа была продолжена Стрельниковой Т.Р.,. Маштаковой А.Х, Таракановым Г.И., Пыжснковым В.И., Мигиной О.В., Юриной О.В. и другими.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте овощеводства в 1961 году работа по селекции огурца была начата в зимних остекленных теплицах под руководством Квасникова Б.В. по двум направлениям: создание гетерозисных гибридов партенокарпического и пчелоопыляемого типа. В настоящее время проводятся исследования по селекции гетерозисных гибридов огурца в пленочных необогреваемых теплицах Баклановой О.В., Бирюковой Н.К., Масловской Е. М.

При современной интенсивной технологии выращивания огурца большой ущерб наносят болезни. Наиболее вредоносные из них: мучнистая роса и пероноспороз. При распространении болезней невозможно обойтись без химических мер борьбы, что значительно усложняет технологию возделывания этой культуры. Поэтому приоритетным являются выведение и внедрение в сельскохозяйственное производство высокопродуктивных

гетерозисных гибридов огурца устойчивых к болезням с хорошими товарными и вкусовыми качествами продукции. Данная мера в борьбе с болезнями является одним из наиболее эффективных путей повышения урожайности, позволяет получить экологически чистую продукцию и сократить затраты на применение ядохимикатов (Бирюкова Н.К., 1991; Кожанова Т.Н., 1999).

В связи с этим исследования, направленные на получение линейного материала, обладающего устойчивостью к мучнистой росе и пероноспорозу, представляют ценность для селекции, а создание гетерозисных гибридов на базе данных линий является актуальным.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы являлось изучение исходного материала и выделение перспективных гиноцийных линий огурца партенокарпического типа с высокой урожайностью, устойчивостью к настоящей мучнистой росе и пероноспорозу для получения на их основе гетерозисных гибридов Р,.

Для выполнения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. изучить исходный материал, отобрать устойчивые формы огурца к мучнистой росе и пероноспорозу;

2. создать инцухт - линии гиноцийного типа цветения, без горечи, с высокой степенью партенокарпии, устойчивые к мучнистой росе и пероноспорозу;

3. оценить общую и специфическую комбинационную способность инцухт-линий в системе полных диаллельных скрещиваний;

4. создать и оценить гетерозисные гибриды Б! огурца по комплексу основных хозяйственно-ценных признаков.

Объект исследований. Сорта и гибриды Р[ огурца отечественной и зарубежной селекции, инцухт-линии второго и шестого поколений огурца, устойчивость огурца к мучнистой росе и пероноспорозу.

Научная новизна исследований. Дана оценка общей и специфической комбинационнои способности новых инцухт-линии партенокарпического огурца в системе полных диаллельных скрещиваний;

Установлено, что характер наследования высокой ранней урожайности и число плодов на растении контролируется доминантными генами, в контроле признака «общая урожайность» выявлено наличие неаллельного взаимодействия в виде комплементарного эпистаза;

Выявлена тесная связь между урожайностью и числом плодов на растении и между ОКС родительских линий по урожайности и числу плодов на растении.

Практическая значимость работы. Получены 11 родительских линий короткоплодного огурца с высокой степенью партенокарпии, которые являются оригинальными и ранее в селекционном процессе не были использованы;

Выявлены источники устойчивости к мучнистой росе и пероноспорозу, на базе которых созданы линии с групповой устойчивостью;

Созданы два гетерозисных партенокарпических гибрида огурца женского типа цветения для выращивания в пленочных

необогреваемых теплицах, с групповой устойчивостью к настоящей мучнистой росе и толерантных к пероноспорозу, с высокой урожайностью, экологической пластичностью для третьей и пятой световых зон, обладающие высокой степенью партенокарпии. Гибриды подготовлены к передаче в Госсортиспытание.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на заседаниях Методической комиссии отдела селекции, семеноводства и биотехнологии ВНИИО (2006 - 2009 годы). Материалы диссертации докладывались и обсуждались на международной научной конференции молодых ученых «Новые знания и идеи» - ГНУ ВНИИО, Москва, 2012, были представлены материалы И международной научно - практической конференции «Проблемы современной биологии», Москва, 2012.

На защиту выносятся следующие основные положения:

• Особенности наследования основных хозяйственно - ценных признаков инцухт-линий партенокарпического огурца, характер действия генов при контроле признаков у Р] гибридов и оценка общей и специфической комбинационной способности инцухт-линий как важный этап в селекции Р| гибридов.

• Сочданир нпикту иптТ\ \_"Г-пн Iти пяптритгяппниргтт пптиа г

...------ —^—...........-"I---------1----------* ~ »

комплексом хозяйственно-ценных признаков.

• Выделение новых высокопродуктивных гетерозисных гибридов огурца с комплексом хозяйственно-ценных признаков: без горечи, женский тип цветения растений, высокая степень партенокарпии (6080 %), относительная устойчивостью (0-1 балл поражения) к мучнистой росе и пероноспорозу.

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано пять печатных работ, в том числе три в

**■-> гтогтип\иг памлииппплошгг IV ХЗ АТГ

иодаиплл, рьпитьндииинншл игчч.

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа изложена на 147 страницах и состоит из введения, обзора литературы, цели, задач, условий, материала и методики проведения исследований, результатов исследований, выводов, рекомендаций и предложений, списка использованной литературы, приложения. Библиографический список включает 266 наименований, в том числе 79 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 50 таблицами и 14 рисунками.

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования выполнены в отделе селекции и семеноводства Всероссийского Научно-исследовательского института овощеводства в 2007-2009, 2011 годы. Закладка питомников, оценка, отбор по хозяйственно-полезным признакам, самоопыление, гибридизация и испытание гибридных комбинаций проводились в пленочных необогреваемых теплицах в условиях весенне - летнего культурооборота ОПХ «Быково» в Раменском районе, Московской области. Часть испытаний гибридов проводили в ООО «Селекционно-семеноводческий центр Ростовский» Ростовской области.

Агрометеорологические данные получены на основании наблюдений лаборатории орошения (отдел земледелия и агрохимии) ВНИИО.

Исходным материалом для исследований служили 205 сортосбразцов огурца партекокарпического типа отечественного и зарубежного происхождения. В питомнике исходного материала изучено 55 селекционных и 150 коллекционных сортообразцов. Селекционный питомник включал в себя 22 линии партенокарпического огурца поколения Г6, 5 линий поколения F3 и 28 гибридов поколения F2

При проведении исследований пользовались Рекомендациями и методическими указаниями по селекции и семеноводству огурца (1999).

Возделывание огурца вели по принятой технологии в ОПХ «Быково». Посев семян проводили в третьей декаде апреля или в первой декаде мая в горшки емкостью 0,5 л, наполненные торфоперегнойной смесью 3:1:1 (торф, опилки, перегной) с добавлением минеральных удобрений.

Определение горечи проводили по семядольным листьям органолептическим методом.

Инвентарная площадь опытной делянки в теплице составляла 3,6 м2. Густота стояния растений 2,78 - 3,33 шт/м2. Рассаду высаживали на постоянное место в грунт в середине или в конце мая по схеме (50+70)х30 см или (50+50)х30. В пленочном боксе высаживали учетные растения по 20-30 штук в варианте. Схема посадки 20^50 см. Густота стояния растений 10 шт/м2.

Формирование растений проводили в соответствии с агротехническими рекомендациями Брызгалова В.А. (1982).

Для индукции образования мужских цветков гиноцийные растения обрабатывали азотно-кислым серебром (AgN03) в концентрации 0,5-0,7 % при двукратном опрыскивании точек роста растений с интервалом в 5 дней в фазе 6-7 настоящих листьев, когда

хорошо виден тип цветения и можно легко выбраковать нежелательный тип растений.

Определение типа цветения растений проводили в соответствии с Методическими указаниями по селекции и семеноводству гетерозисных гибридов огурца (1985).

Биохимические исследования проводили в лаборатории отдела агрохимии ВНИИО по следующим показателям и методикам: содержание сухого вещества - тсрмостатно - весовой метод, Сахаров -по микро - Бертрану, витамина С - по Мурри И.К.

Урожайность учитывали 3 раза в неделю путем взвешивания и подсчета количества плодов. Учет урожайности огурца проводили с 1 июня по 1 сентября.

Оценку степени партенокарпии проводили на 20 узлах растения огурца. При оценке степени партенокарпии учитывали количество изолированных цветков и количество плодов выросших без опыления. Показатель партенокарпии (Р) определяли по De Ponti О.М. (1976).

Оценку растений огурца на устойчивость к болезням проводили на естественном и искусственном инфекционных фонах согласно Методическим указаниям по селекции огурца (ВНИИССОК, !985\ В качестве контроля устойчивости к мучнистой росе и пероноспорозу использовали сорт Феникс, а в качестве восприимчивого контроля -линию 404а. Искусственное заражение проводили с использованием инокулюма полученного с листьев сильно пораженных растений. Концентрацию спор в суспензии доводили до 15-20 конидий в поле зрения микроскопа.

Фенологические наблюдения, учеты и измерения проводили согласно методике RTG/0061/2 Методика проведения испытаний на отличимость, однородность и стабильность огурц° (Сиси***'* !v''м"'т \ 29.06.2009 г. № 12-06/13. В качестве стандарта использовали гибрид F] Кураж, фирмы «Гавриш».

Оценку комбинационной способности проводили методом диаллельных скрещиваний по Hayman B.I. (1954), Griffing В.А. (1956).

Статистическая обработка экспериментальных данных на персональном компьютере с помощью пакета прикладных программ Microsoft Exsel.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Создание родительских инцухт-линий с комплексом хозяйственно - ценных признаков

Весь исходный линейный материал разделили по типу цветения на семьи:

а) семьи, нерасщепляющиеся, т.е. имеющие только гиноцийные (Жо) растения;

б) семьи, имеющие растения гиноцийные (Ж0) и преимущественно женского типа цветения (Ж,.з);

в) семьи, имеющие растения гиноцийные (Ж0) и растения промежуточного типа цветения (Ж4.5);

г) семьи, имеющие растения гиноцийные (Ж0), преимущественно женского (Ж1.3) и промежуточного типа цветения (Ж4_5);

д) семьи, имеющие растения гиноцийные (Жо), промежуточного типа цветения (Ж4_5) и растения андромоноцийного типа цветения).

Из семей, расщепляющихся по типу цветения, отбирали растения гиноцийного типа цветения и закрепляли этот признак методом инцухта.

В результате были отобраны 20 перспективных гиноцийных линий с комплексом хозяйственно — ценных признаков.

По данным ВагЬаш (1953), Andeweg 1.М., Вгиуп

.Г.\У.(1960) наличие горечи наследуется доминантно; в листьях и других вегетативных органах растений огурца наличие горечи проявляется слабее, чем в семядолях. Поэтому оценку и отбор растений на отсутстзне горечи проводили органолептическим методом в фазе семядольных листьев.

Оценка линий по данному признаку показала, что из 11-ти гиноцийных линий Бб шесть линий были без горечи, остальные пять расщеплялись. В результате отборов в течение 2007-2009 годов все изучаемые линии стали без горечи.

Аналогичная селекционная работа была проведена с 28 гибридами поколения Р2. В результате были отобраны 13 образцов без горечи, а остальные отбракованы.

Оценка степени проявления партенокарпии показала, что линии Л-404а, Л-418 имеют среднюю степень проявления партенокарпии (Р = 0,5 и 0,7 соответственно), а остальные линии -хорошо выраженную, устойчивую партенокаппию (Р = 0,8 - 1,0).

По биохимическому составу свежих плодов выделились линии Л-406, Л-415, Л-416, Л-419, плоды которых содержали сухое вещество

от 4,4 до 4,9 %, сумма Сахаров составляла от 1,7 до 2,3 и содержание витамина С от 7,0 до 7,8 мг %.

Отбор растений выделенных линий по устойчивости к настоящей мучнистой росе {Sphaerotheca fuliginea Poll) проводили на естественном инфекционном фоне (ЕИФ) в пленочных необогреваемых теплицах и на искусственном инфекционном фоне (ИИФ) в пленочном необогреваемом боксе (таблица 1).

Таблица 1 -Поражение растений партенокарпическнх линий Р6 огурца мучнистой росой на искусственном и естественном инфекционных фонах (2007-2009 годы)

Линии ЕИФ (тшли1э) MT/Ml /Рг**Л Xii ^Wliy/

9ПП7гг"т Мта олгюгг^гг ХШ/1ЦЦ

F6 F7 F8 Fs

Средний балл j пор;1жения Развитие болезни, % Средний балл поражения Развитие болезни, % I Средний балл поргжения Развитие болезни, % Средний балл поражения Развитие болезни, %

/ 2 3 и 4 т б 7 о о 9

Кошраль восприимчивый-404а 3,0 100 2,4 80 3,0 100 3,0 100

Кошраль )сгоГг пяьм -Феникс 0,4 100 40 0,5 16,7 1,5 50

Л-405 3,0 100 13 433 3,0 100 3,0 100

Л406 3,0 100 1,6 533 3,0 100 25 96,7

Л-411 3,0 100 V> 833 0 0 Z6 86,7

Л415 0,1 зз 1,1 36,7 0 0 1,7 56,7

Л-416 30,0 3,0 100 0 0 2,0 66^7

Л-417 0,4 133 0.4 133 3.0 im 1т/ 2,0 66,7

Л-418 0,1 33 0,4 133 Q2 6,7 2,0 66,7

Л-419 0,1 зз 0,4 133 0 0 1,6 533

Л-420 0,4 1зз 03 10,0 03 10,0 02 6,7

Л421 0,4 133 0,1 I 33 0 0 1,0 333

Г 6.8 = 0,6

На естественном инфекционном фоне проявление болезни зависит от погодных условий в течение вегетационного периода, а

также от расположения образца относительно фрамуг и дверей. Высокую степень устойчивости показали линии Л-420 и Л-421, как на естественном инфекционном фоне с баллами поражения 0,4; 0,4 в 2007 году, 0,3; 0,1 в 2008 году, 0,3; 0 балла в 2009 году, так и на искусственном - 0,2; 1,0 балл в 2009 году соответственно.

Средний балл поражения восприимчивого контроля составил от 2,4 до 3,0 балла на естественном инфекционном фоне и 3,0 балла на искусственном. Устойчивый контроль показал на ЕИФ хорошую степень устойчивости (балл поражения от 0,4 до 1,2) и 1,5 балла на ИИФ, при распространенности болезни от 16,7 % до 100 % на ЕИФ и 50 % на ИИФ.

Проведенные исследования показали, что из образцов, расщепляющихся по устойчивости к настоящей мучнистой росе можно отобрать линии с высокой относительной устойчивостью к этому заболеванию.

В 2007 - 2008 годы пероноспороз (возбудитель ¡\seudoperonospora сиЬетк кох1о\р) на естественном инфекционном фоне появлялся в конце вегетации. Степень поражения от 0,1 до 2,9 балла в 2007 году, от 0 до 2,5 балла в 2008 году (таблица 2). Распространенность болезни составляла от 3,3 до 96,7% и от 0 до 86,7 % соответственно по годам.

Оценка степени поражения растений огурца пероноспорозом на искусственном инфекционном фоне по листовым дискам позволила выделить образцы Л-415 и Л-418, средний балл поражения которых составил 0-0,4 и 0,8-1,4 соответственно по годам, при поражении восприимчивого контроля Л-404а на 2,4-3,0 балла, устойчивого контроля на 0,5-0,7 балла.

Поражение растений в образцах Л-415 и Л-418 на естественном инфекционном фоне в пленочной необогревем^ч теплице в те же годы составило 0-0,1 I! 0,2-0,4, при поражении восприимчивого контроля на 2,3-2,8 балла, устойчивого — на 0,4-0,5 балла соответственно. Приведенные выше данные указывают на то, что линии Л-415 и Л-418 обладают относительно высокой групповой устойчивостью к пероноспорозу и мучнистой росе.

Таблица 2 - Поражение растений партенокарпических линий Гб огурца пероноспорозом на искусственном и естественном инфекционных фонах (2007-2008 годы)

Линии ЕИФ (¡раления) ИИФ (лгогоЕыедаски)

2007гш 2008 год 2007 год 2008год

Пшшения

Рб Р7 И,

Средний балл поражения Развитие болезни, % Средний балл поражения Развитие болезни, % Средний балл поражения Развитие болезни, % Сред ний балл поражения Развитие болезни, %

1 3 4 6 7 9 10 12 13

Контроль восприимчивый -404а 23 76,7 2,8 933 2,4 80,0 3,0 100

Кошроль устой1 ШЕЫЙ-Фснико од 16,7 0,4 133 0,7 233 од 16,7

Л-405 22 96,7 од 16,7 3,0 100 02 6,7

Л-406 19 96.7 25 833 3.0 100 26 86,7

Л411 0,4 133 5р 5,0 2,1 70,0 1,4 46,7

Л415 0,1 33 0 0 0,4 133 0 0

Л416 03 10,0 2,6 86,7 3,0 100 29 96,7

Л417 0,4 133 1,5 50,0 3,0 100 26 86,7

Л418 од 6,7 0,4 133 1,4 46,7 0,8 26,7

Л-419 25 833 04 50,0 3,0 100 0,4 133

Л420 од 33 0,4 133 28 933 26 86.7

Л421 2,6 86,7 0,4 133 3,0 100 2,1 70,0

Г 3.9 = 0,5 Г 6,12'0,7

3.2. Комбинационная способность партенокарпических илцухт-линий огурца по признаку «ранняя урожайность» и наследование признака (2008 - 2009 годы)

Наиболее ценные по набору хозяйственно-ценных признаков инцухт-линии Р6 были изучены по проявлению общей и специфической комбинационной способности. Для статистического анализа определения комбинационной способности использовали метод диаллельных скрещиваний по Наушап В.1. (1954), который

предусматривает получение гибридов Рь их реципроков, а также включение в испытание родительских форм.

Дисперсионный анализ изучаемых генотипов по признаку «ранняя урожайность» выявил значимые различия (таблица 3).

Таблица 3 - Ранняя урожайность Р] гибридов партенокарпического огурца, кг/м2,2008-2009 годы

\ с? Л- Л Л- Л Л Л- Л Л- Л- Л Л-

? \ 404а 405 406 411 415 416 417 418 419 420 421

Л-404, 2,7 45 49 Л о ч,о Л А Л Л 4,6 49 49 44 43

Л-405 4,4 & 4,9 5,0 4,5 43 4,6 49 5,0 49 43

тт * Л-ИЛ} 4,6 л "V 4/> г /■> э-А 4-5 4,6 л т "V 5,0 г 1 А! 4,7 4р

Л-411 4.4 4,6 53 А5 4.4 4.6 46 5.0 4,9 4,6 4.4

Л-415 4,6 42 6,1 5,1 3/ 4,7 4,7 5,0 5,1 5,4 4,4

Л-416 4.5 4.6 49 5,0 4,4 39 4,7 49 49 4,6 46

Л-417 43 5,0 52 5,0 43 39 44 53 5,4 5,0 43

П Л10 4,6 4Д 5,0 5,1 4,6 Л п "V 43 за 5,7 Л О Л с

Л-419 49 6,7 5,4 5,5 5,0 5,1 5,1 6,5 52 49

Л-420 4,6 4,7 5,0 5,8 4,5 4$> 4,7 5,7 52 зд 4,4

Л-421 4,5 4,6 49 5,0 4,5 4,6 4,7 5Д 5,6 4,6 2,7

Стаыкфгт. /т, К\раж=4.9 кАг

НСР (х) = 0,1

Ранняя урожайность родительских линий варьировала от 2,7 до 5,1 кг/м2, а гибридных комбинаций 3,9 до 6,7 кг/м2. Большинство гибридных комбинаций были на уровне стандарта Кураж - 4,9 кг/м2. Гибридные комбинации Р. 419*405 (6,7 кг/м2) и Р| 419x418 (6,5 кг/м2) превзошли стандартна 1,8 и 1,6 кг/м2соответственно.

Анализ дисперсий комбинационной способности выявил, что родительские линии существенно различаются по ОКС (таблица 4). Эффекты ОКС имеют широкий размах варьирования от -0,3 до 0,5. Линии 406, 411, 417, 418, 419 имеют высокое значение ОКС (от 0 до 0,5), при этом линии Л-406, Л-411, Л-418 лучше использовать в качестве материнского компонента (цг), а линии Л-417, Л-419 в качестве отцовского компонента ^я).

Таблица 4 - Эффекты ОКС, средние материнские эффекты и средние гетерозисные эффекты родительских линий партенокарпического огурца по признаку «ранняя урожайность»,

2008-2009 годы

Линии Л- 404а Л- 405 Л-406 Л 411 Л- 415 Л-416 Л- 417 Л-418 ^ 419 Л л лл Л- 421

8 -03 -0,1 од 0,1 -ОД -ОД 0.0 03 05 -0,0 -03

& -03 -0,1 0,4 03 -0,4 -оз •0,1 05 0,4 -0,1 -0,4

& -03 -ОД 0,0 -ОД 0,0 -од 0,1 0,1 0,7 0,0 -0,1

МЕ -0,0 0,1 0,4 0,4 -0,4 лл л}^ -0,1 0,4 -од л 1 -и,1 -03

Б-р 1,9 13 03 1,4 1,6 0,7 0,4 -0,1 03 1,7 2,0

НСР (ОКС) = 0,4 НСР (МЕ) =0,3

Где, й - средний материнский эффект ОКС (относительно линий в популяции), - эффект ОКС материнского компонента; - эффект ОКС отцовского компонента; МЕ - средний мэтеринскнй эффект; Г-р - средний гетероэисный эффект (относительно гибридов, истинный гетерозис по отношению к родителям)

Анализ взаимосвязи коварианс родитель - потомок \УГ и варианс потомков V, не выявил наличие незначительных эффектов неаллельного взаимодействия полигенов, контролирующих данный признак. Следовательно, в детерминации признака участвуют гену, как с аддитивными, так и с доминантными эффектами (коэффициент агрессии \У,УУГ незначительно отличается от единицы Ь равно 0,77).

Рисунок 1 - Регрессия ковариаций родитель-потомок (\УГ) и вариаций потомков (V,) партенокарпических линий огурца по признаку «ранняя урожайность», 2008-2009 годы.

Расположение родительских линий относительно линии регрессии указывает, что в линиях Л-406, Л-416, Л-417, Л-419 преобладают доминантные гены, а в линиях Л-404а, Л-420, Л-421 -рецессивные, линии Л-405, Л-411, Л-415, Л-418 имеют одинаковое число рецессивных и доминантных генов (рисунок 1). Коэффициент регрессии а, который больше нуля указывает на неполное доминирование признака.

Анализ парных коэффициентов выявил сильную корреляцию (г = 0,87±0,17) между эффектами ОКС и фенотипическим проявлением признака у родительских форм, что указывает на возможность прогнозирования ОКС оцениваемых линий. Наблюдается сильная обратная связь г = -0,82±0,19 между числом доминантных генов (Wr+Vr) и фенотипическим проявлением признака у линий, что говорит о доминантном характере контроля изучаемого признака Значит, высокая ранняя урожайность контролируется доминантными генами.

3.3. Комбинационная способность партенокарпических инцухт-линнй огурца по признаку «общая урожайность» и наследование признака (2008 - 2009 годы) Дисперсионный анализ изучаемых генотипов по признаку «общая урожайность» выявил значимые различия (таблица 5).

Таблица 5 - Общая урожайность Fj гибридов партенокарпического огурца, кг/м2, 2008-2009 годы

9 \ Л 404а Л 405 Лг 406 Л-411 Jt 415 Л-416 Л-417 Л-418 Л- 419 Л 420 Л 421

Л-404, 9<4 11,6 123 115 123 124 122 127 126 115 113

Л-405 11,7 105 115 12,0 125 127 125 13,0 13,0 122 11,8

Л-406 1Z1 115 105 IZO 125 127 125 13.0 13.0 122 ИЗ

Л-411 11,7 11,6 112 од 122 124 121 127 125 11,8 113

Л-415 122 11,7 143 171 --'' Í-> i 12Я 126 13,0 1U 122 115

Л-416 13,0 13,0 13,6 л Ь,и 155 т 13,8 1зз 13,8 13,1 ИЗ

Л-417 11,6 11,5 П$ юз 10,7 10,8 11* ± --т- 121 126 115 112

Л-418 122 9,4 12,7 123 128 13,0 128 122 17,1 124 115

Л-419 12,4 11,7 123 12,4 125 13,0 128 16,0 11,7 125 120

Л-420 12,1 12,0 125 12,0 126 126 п* 135 13,1 126 8,4

Л-421 122 114 126 12,1 126 127 125 132 123 122 1U

OnaidcpntF, К\раж=15,0кэк/

НСР (х) = 0,2 14

Урожайность родительских линий варьировала от 9,4 до 12,8 кг/м2, а гибридных комбинаций 8,4 до 17,1 кг/м2. Анализ общей урожайности гибридных комбинаций показал, что две гибридные комбинации Р,419х418 и Р1418*419 превзошли стандарт Р, Кураж на 1 и 2,1 кг/м2 соответственно.

Анализ дисперсий КС выявил, что родительские линии существенно различаются по ОКС (таблица 6). Эффекты ОКС (й) имеют широкий размах варьирования от -0,5 до 0,7.

Таблица б - Эффекты ОКС, средние материнские эффекты и средние гетерозисные эффекты родительских линий нартенокарпического огурца по признаку «общая урожайность»,

2008-2009 годы

Линии 4Ша Л-405 Л-406 Л-411 л- 415 Л-416 Л-417 Л-418 л- 419 л- 420 л- 421

р ■05 -05 0,1 -04 03 0,7 ■аз 0,7 0,6 -П?

ВТ ■05 -0,6 02 •0,4 0,4 02 03 1,0 0,7 ■03 -1,0

85 ■05 -0,4 •0,0 •05 02 1Д -0,8 0,4 03 -0.0 0,1

0,0 -02 лт А А 02 пп 1 1 Л/Г и,и А1-» 1 1 -1,1

РР 2,7 -1,1 0,7 05 -0,6 -0,9 ■05 -02 оз -1,6 ■05

НСР (ОКС) = 0,3; НСР (МЕ) =0,4

Линии Л-406, Л-415, Л-416, Л-418, Л-419 имеют высокое значение ОКС, при этом линия Л-416 в качестве отцовского компонента ^з), остальные в качестве материнского (^г).

Анализ взаимосвязи коварианс родитель - потомок \УГ и варианс потомков V, указал на наличие эффектов неаллельного взаимодействия полигенов, контролирующих данный признак (коэффициент регрессии \¥г/\'г значительно отличается от единицы Ь равно 0,16) и показал, что неаллельное взаимодействие носит характер комплементарного эпистаза (линия регрессии отклонена вправо от линии единичного наклона) (рисунок 2).

Сильное неаллельное взаимодействие не позволяет интерпретировать показатели статистики в рамках простой аддитивно-доминантной модели изучаемого признака, поэтому показатели генетических параметров нельзя анализировать.

Анализ парных коэффициентов корреляции выявил среднюю положительную корреляцию (г =0,54±0,28) между эффектами ОКС и фенотипическим проявлением признака, и между числом доминантных генов (\¥г+Уг) и эффектами ОКС (г ■= 0,56±0,28) и

отсутствием корреляции между числом доминантных генов (\Уг+Уг) и фенотипическим проявлением признака (г = - 0,05±0,33).

Рисунок 2 - Регрессия ковариации родитель-потомок (Л¥г) и вариаций потомков (Уг) партенокарпических линий огурца по признаку «общая урожайность», 2008-2009 годы

3.4, Комбинационная способность партенокарпических инцухт-линий огурца по признаку «число плодов на растении» и наследование признака (2008 - 2009 годы)

Дисперсионный анализ изучаемых генотипов по признаку «число плодов на растении» выявил значимые различия (таблица 7). Число плодов у родительских линий варьировала от 34 до 50 шт., у гибридных комбинаций размах варьирования был больше. Все гибридные комбинации превзошли материнские линии, и большинство из них были на уровне стандарта ?! Кураж.

Анализ дисперсий КС выявил, что родительские линии существенно различаются по эффектам ОКС и имеют размах варьирования от -3,0 до 3,2 (таблица 8). Линии 406, 416, 417, 418, 419 имею высокое значение ОКС (от 0,1 до 3,2), при этом линии 406, 411, 417, 419 необходимо использовать в качестве материнского компонента ^г), а линию 416 в качестве отцовского

Таблица 7 - Число плодов на растении Р, гибридов иаргаюкарпического огурца, шт., 2008-2009 годы

Л- Л- Л- Л- Л- Л- Л- Л- Л- Л- Л-

? X 404а 405 406 411 415 416 417 418 419 420 421

ЯШь 34 48 48 46 48 51 49 50 49 49 48

Л-405 46 41 48 48 48 50 51 49 49 43 46

Л-406 т ну 49 1— чэ 50 49 52 50 51 50 60 49

Л-411 48 49 47 45 49 52 48 53 50 50 48

Л-415 48 46 62 49 48 52 50 50 47 50 48

Л-416 52 53 54 59 65 50 60 55 Т 54 52

Л-417 49 49 51 54 45 51 48 50 52 49 49

Л 418 «п л1 О С1 ел -Т С1 47 го vi/ т «д/

Л-419 лгь 47 50 50 50 п Л с г ал 45 51 49

Л-420 49 лп 50 50 49 52 51 60 45 48 46

Л-421 49 50 51 51 50 53 51 57 55 51 45

Стаккрпт. /•} Кураж= 62шт

А "V V" V V,«

Анализ взаимосвязи коварианс родитель-потомок \Уг и варианс потомков Уг не выявил наличие незначительных эффектов неаллелыгаго взаимодействия полигенов, контролирующих данный признак.

Таблица 8 - Эффекты ОКС, средние материнские эффекты и средние гетерозисные эффекты родительских линий партенокариического огурца по признаку «число плодов на растении» 2008-2009 годы

Линии л- 404а Л- 405 Л 406 Л-411 Л 415 Л-416 Л-417 Л-418 Л-419 Л- 420 Л-421

-79 -3,0 02 -0,6 ■02 32 0,1 28 0,7 -01 -03

8Г О Т "А/ -2,7 0,4 ОД ■0,1 1,4 0,8 3,7 02 03 -33

§3 -3,0 -3,1 0,1 -13 -03 5,0 -0,6 2,0 03 ■0,4 12

МЕ 03 03 0,4 1,4 02 -3,6 1,4 1,7 0,4 0,7 45

143 7,1 6,1 52 23 3,9 2,7 4,6 6,6 25 53

НСР (ОКС) = 1,3 НСР(МЕ)= 1,4

Следовательно, в детерминации признака участвуют гены, как с аддитивными, так и с доминантными эффектами (коэффициент регрессии \Уг/Уг незначительно отличается от единицы Ь равно 0,86) (рисунок 3). Линия регрессии, которая пересекает отрицательную часть оси \¥г (а меньше 0) указывает на сверхдоминирование в контроле признака.

Рисунок 3 - Регрессия коварнаций родитель-потомок (\УГ) и вариаций потомков (V,) партенокарпическнх линий огурца по признаку «число плодов на растении», 2008-2009 годы

Расположение родительских точек относительно линии регрессии указывает на то, что в линии 404а преобладают аддитивные эффекты генов, у линий 415, 416, 417, 419 - доминантные, а у линий 405, 406, 411, 419, 420, 421 имею одинаковое число рецессивных и доминантных генов.

Анализ парных коэффициентов выявил сильную корреляцию (г = 0,78±0,21) между эффектами ОКС и фенотипическим проявлением признака у родительских форм, что указывает на возможность прогнозирования ОКС оцениваемых линий. Наблюдается сильная обратная связь (г = - 0,94±0,11) между числом доминантных генов (\VrfVr) и фенотипическим проявлением признака у линий, что говорит о доминантном характере контроля изучаемого признака. Значит, количество плодов на растении контролируется доминантными генами.

Была определена корреляционная зависимость между общей урожайностью и числом плодов на растении и ОКС родительских линий по этим признакам. Коэффициент корреляции между общей урожайностью и числом плодов на растении равен 0,9, что говорит о прямой корреляции сильной степени, а между ОКС родительских линий г = 0,6, что свидетельствует о средней степени зависимости.

3.5. Изучение полученных гибридов огурца г | в различных световых зонах

В результате селекционной работы на базе партенокарпических линий, отобранных по комплексу хозяйственно-ценных признаков, методом диаллельных скрещиваний были получены 110 гибридных комбинаций. Которые, в свою очередь, были изучены по хозяйственно-ценным признакам. Они, как и их родительские линии, различались между собой, как по урожайности (ранняя и общая), так и по устойчивости к болезням (мучнистая роса и пероноспороз).

В настоящее время, основным критерием возможности использования того или иного гибрида в производстве, является не только высокая урожайность, а также качесгво плода и устойчивость к комплексу болезней. Испытания полученных гибридов Б, огурца в условиях пленочных необогреваемых теплиц Московской области позволили отобрать 14 гибридных комбинаций, которые выделились но комплексу признаков (качество плода, урожайность, устойчивость к мучнистой росе и пероноспорозу).

В 2010 - 2011 годах провели испытание гибридов в весенних пленочных теплицах в ООО «Селекционно-семеноводческий центр Ростовский» Ростовской области (таблица 9). В качестве стандарта использовали гибрид огурца Р; Кураж. Рассаду высаживали в необогреваемую пленочную теплицу в начале мая.

Жесткие погодные условия в 2010-2011 годы, которые определялись холодной весной и аномально жарким летом значительно сократили период отдачи товарной продукции. После наступления летней жары сборы прекратились. Однако этот фактор способствовал выделению образцов с повышенной жаростойкостью. Основным критерием жаростойкости испытываемых образцов в данных условиях был принят показатель урожайности растений. Также были приняты во внимание и другие хозяйственно - ценные признаки, такие как форма зеленца и их выравненность, габитус растений и тип цветения.

Таблица 9 - Урожайность партенокарпических гибридов Р! огурца в Московской и Ростовской областях (2008-2011 годы)

Ги&вды Мэсковаяя область Ростовская область

Общи урожай юсть (средняя за2008-2009 года) Товартя >ражайносгь Обшая урожайность (средняя за2010- 2011 Г Товгрия урожайность

кгЛл2 %к стандарту % кг^м2 %к стандарту %

МП 13,1 87.5 100 10,8 151,8 90

Б, 414 13$ 9Д9 100 10,4 147,0 90

Б. 417 \Л2 74 Я 100 14,4 2023 94

А 418 ^ 16,0 106« 100 9.6 132,0 95

¡'¡422 12,8 852 100 8,6 121,4 91

Б, 423 13,0 863 100 113 161,9 90

Т7 л** Л I I 1 л о 98,7 100 9,7 1363 ПА

Р,425 11,7 78.0 100 13.0 1832 90

М26 11,5 76,4 98 6,8 962 89

Р, 427 13.x 9\$ 100 8,1 1133 95

Б, 428 13,6 90,7 99 8,4 119,0 90

Р.4Т0 ко 1ГКТ 100 75 105,4 сю

Р, 434 17,1 114,4 100 9£ 13,80 100

Р,435 9,4 63,0 100 85 125,0 90

Кураж 15,0 100 98 7,1 100 90

НСР и 12

Урожайность образцов в условиях Московской области в основном выше, чем в Ростовской, кроме образцов 417,425,426.

Общая урожайность гибридных комбинаций в условиях Московской области варьировала от 9,4 до 17,1 кг/м2, при урожайности стандарта Р, Кураж 15,0 кг/м2. Анализ урожайности показал, что 3 гибридные комбинации (№№ 418, 429, 434) превзошли стандарт на 6 - 14 %, при товарности плодов 99 - 100 %.

Общая урожайность гибридных комбинаций в условиях Ростовской области варьировала от 6,8 кг/м2 до 14,4 кг/м2 при урожайности стандарта гибрида Р, Кураж 7,1 кг/м2. При этом только один образец № 426 имел урожайность ниже стандарта, остальные превзошли на 5 - 103 %. Наиболее урожайные образцы не всегда имеют выровненные по форме зеленцы, удовлетворяющие

требованиям современного потребителя. Гибридная комбинация № 417 имела самую высокую урожайность, но по форме и цвету плода не соответствовала требованиям рынка, поэтому она была отбракована. Особого внимания заслуживает образец № 434, показавший высокую пластичность при выращивании в двух различных по климатическим условиям зонах. Урожайность этого гибрида выше стандарта в условиях Московской и Ростовской областей на 15 % и 38 % соответственно при товарности плодов 100 %. Образцы № 418, 429 и 434 с высокой степенью вероятности являются экологически пластичными, так как имеют стабильную урожайность и высокую товарность плодов в условиях Московской и Ростовской областях.

3.6. Описание выделенных гибридов № 429 и № 434

В процессе селекционной работы из числа созданных 110 гибридов были выделены два гибрида Fi № 429 и F, Лг2 434 универсального типа использования с комплексом хозяйственно -ценных признаков. В 2013 году при заражении мучнистой росой в лабораторных условиях выделенные гибридные комбинации и их материнские линии показали 100 % устойчивость, при поражении восприимчивого контроля 3 балла, а устойчивого 1,5 балла, что свидетельствует об их высокой устойчивости к данному заболеванию.

Для создания гетерозисного гибрида Fi № 429 в качестве материнской формы использовали линию Л- 416, в качестве отцовской - Л- 415. Растения гибрида 429 индетерминантные, среднерослые, женского типа цветения, расположение завязей букетное. Период от всходов до плодоношения 40-45 дней. Плод цилиндрической формы, темно-зеленого цвета, без горечи с крупной бугорчатостью, опушение светло - бурое. Длина плода 10-12 см. Средняя масса плода 130 грамм. Общая урожайность 15,9 кг/м2. Уровень партенокарпии 70-100 %. Содержание сухих веществ 4,7 %, сахара 2,0 %, витамина С 5,6 мг %. Гибрид устойчивый к мучнистой росе и относительно высокоустойчивый к пероноспорозу.

Для создания гибрида № 434 использовали в качестве материнской формы линию Л- 418, в качестве отцовской — Л-419.

Растения гибрида № 434 индетерминантные, среднерослые, женского типа цветения, расположение завязей букетное. Период от всходов до плодоношения 40-45 дней. Плод цилиндрической формы, без горечи, зеленого цвета с восковым налетом, опушение белое. Длина плода 12-15 см. Средняя масса плода 150 грамм. Урожайность 17,1 кг/м2. Уровень партенокарпии 70-100 %. Гибрид устойчивый к мучнистой росе и относительно высокоустойчивый к пероноспорозу. Содержание сухих веществ 4,4 %, сахара 1,7 %, витамина С 5,0 мг%

Таблица 10 -Урожайность перспективных Р] гибридов и их родительских линий партенокарпического огурца в пленочных необогреваемых теплицах, 2008-2009 годы

Ги^риц линия Ранняя урожайность Ойцая урожайность

кгАг %к стацщлу %к лучшему родителю ю/м2 %к cianoapiy %к лучшему родителю

№429Fj 4,4 90 113 152 106 115

416? j 3,9 80 100 12,8 85 1 fin JW

415с? 32 65 - 12,1 81 -

с л -V 1 1Л IJU t/ът 1UU 1-7 1 </,1 114 1 rr\ 1Ш

4182 5,1 104 100 122 78 100

419с? 5,0 102 - 11,7

F¡Кураж St 4.9 100 - 15,0 100 -

НСР 0,6 0,6

В таблице 10 представлена урожайность двух перспективных гибридов №№ 429 и 434 в сравнении с их родительскими линиями. По ранней урожайности гибрид № 429 превзошел лучшего родителя на 13 %, по общей - на 15 %. Гибрид № 434 превзошел лучшую родительскую форму по ранней урожайности на 6 %, а по общей - на 60 %. По биохимическому составу гибридные комбинации имели средние значения или на уровне родительских форм.

выводы

1. В процессе селекционной работы были созданы инцухт-линии гиноцийного типа цветения, генетически без горечи, с высокой степенью партенокарпии, устойчивостью к мучнистой росе и пероноспорозу.

2. Оценка комбинационной способности в системе полных диаллельных скрещиваний позволяет разделить группу анализируемых линий в зависимости от их материнского и реципрокного эффектов на материнские и отцовские. Установлено, что для получения гибридов партенокарпического огурца с высокой ранней урожайностью необходимо использовать материнские линии Л-406 (ег = 0,4), Л-411 = 0,5), Л-418 (§г = 0,5) и отцовские линии Л-417 = 0,1), Л-419 ^г = 0,7), с высокой общей урожайностью материнские линии Л-406 (§г=0Д Л-415 (£Г=0,4^ Л-418 Л-419 (£т = 0,7) и отцовскую линию Л-416 (^=1,1), с болмпим количеством плодов на растении - материнские линии 406 ^г = 0,4), 411 ^г =0,1), 417 (§г = 0,8), 418 (ёг =3,7), 419 (§г = 0,9) и отцовскую линию Л-416 ^ = 5,0).

3. В генетическом контроле признаков «^анкяя урожайность» и «число плодов на растении» гибридов Р, участвуют гены с аддитивными и доминантными эффектами (Ь = 0,77 и Ь = 0,86). В наследовании признака «общая урожайность» у гибридов Б! партенокарпического огурца преобладает неаллельное взаимодействие (Ь = 0,16), которое носит характер комплементарного эпистаза.

4. Высокая корреляционная зависимость между проявлением признака у родительских линий и их эффектами общей комбинационной способности по признакам « ранняя урожайность» (г = 0,87±0,17) и «число плодов на растении» (г = 0,78±0,21) позволяет с высокой достоверностью по проявлению данных признаков у линий прогнозировать и проводить отбор на высокую ОКС.

5. Скрещивание инбредных линий партенокарпического огурца дает возможность получать высокопродуктивные гетерозисные гибриды (Б] 416 х 415, Р] 418 * 419), превосходящие районированный гибрид Р1 Кураж по ранней на 37 и 32 % и общей урожайности на 7 и 14 % соответственно. Гибриды подготовлены к передаче на сортоиспытание в ГСИ.

РЕКОМЕНДАЦИИ НАУЧНЫМ УЧРЕЖДЕНИЯМ И ПРОИЗВОДСТВУ

1. Созданные гиноцийные инцухт-линии рекомендуем использовать в качестве исходного материала в селекции партенокарпических гибридов огурца с групповой устойчивостью к мучнистой росе и пероноспорозу.

2. Для возделывания в пленочных теплицах и в открытом грунте рекомендуется использовать партенокарпические гибриды огурца №№ 429 и 434, женского типа цветения с групповой устойчивостью к настоящей мучнистой росе и толерантных к пероноспорозу, с высокой урожайностью, экологической пластичностью в третьей и пятой световых зонах, обладающие высокой степенью партенокарпии.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Чистякова Л.А. Оценка селекционных линий огурца на устойчивость к пероноспорозу и мучнистой росе / Л.А. Чистякова //Овощеводство будущего: новые знания и идеи. Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых, посвященной 125-летию со дня рождения Н.И. Вавилова/'/ГНУ Всероссийский НИИ овощеводства Российской академии сельскохозяйственных наук.- М., 2012. С.345-349.

2. Чистякова Л.А. Оценка комбинационной способности новых линий партенокарпического огурца по признаку «урожайность» / Л.А. Чистякова, Н.К. Бирюкова, А.Н. Ховрин // Проблемы современной биологии: Материалы II Международной научно-практической конференции (19.10.2011). -М.: Изд-во «Спутник+», 2011. С. 209-213. (авт. вклад 80 %).

3. Чистякова Л.А. Результаты оценки линий огурца на устойчивость к мучнистой росе и пероноспорозу / Л.А. Чистякова. А.Н. Ховрин // Орошаемое овощеводство и бахчеводство в развитии адаптивно-ландшафтных систем юга России// Материалы Международной научно-практической конференции. Астрахань -2012. С. 128-133. (авт. вклад 80 %).

4. Чистякова Л.А. Оценка гибридных комбинаций партенокарпического огурца в разных климатических зонах / / Л.А. Чистякова, Н.К. Бирюкова, А.Н. Ховрин //Картофель и овощи. - 2012. -№ 5. С. 22-23. (авт. вклад 70 %).

5. Чистякова Л.А. Оценка селекционных линий огурца на устойчивость к пероноспорозу и мучнистой росе / Л.А. Чистякова, Бирюкова Н.К. //Гавриш. - 2012 - № 1. С.38-41. (авт. вклад 80 %).

Подписано в печать 29.05.2013 г. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 1. Количество знаков 35238 Тираж 100 экз. Заказ № 98.

Отпечатано в ООО «Полиграф - Бизнес»

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Чистякова, Любовь Александровна, Москва

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОВОЩЕВОДСТВА

УДК: 635.152:635-152

На правах рукописи

04201359815

ЧИСТЯКОВА ЛЮБОВЬ АЛЕКСАНДРОВНА

СЕЛЕКЦИЯ ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ ПАРТЕНОКАРПИЧЕСКОГО ОГУРЦА С УСТОЙЧИВОСТЬЮ К МУЧНИСТОЙ РОСЕ И ПЕРОНОСПОРОЗУ

Специальность:

06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук

БИРЮКОВА Н.К.

МОСКВА 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................4

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Классификация и систематика огурца.............................................9

1.2. Ботаническое описание, морфологические признаки и биологические особенности растения огурца.............................................................9

1.3. Гетерозис.............................................................................. 15

1.4. Комбинационная способность................................................... 19

1.5. Партенокарпия.......................................................................25

1.6. Проявление пола у растений огурца.............................................30

1.6.1. Индукция образования мужских цветков....................................35

1.7. Болезни растений огурца..........................................................36

1.7.1. Мучнистая роса на растениях огурца.........................................37

1.7.2. Пероноспороз огурца............................................................39

ГЛАВА II. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ, УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Цель и задачи исследований.......................................................45

2.2. Условия, материал и методика проведения исследований.................45

2.2.1. Климатические условия..........................................................45

2.2.2. Агротехнологические условия проведения опытов........................47

2.2.3. Методика и наблюдения.........................................................48

2.3.4. Исходный материал...............................................................54

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА III. СЕЛЕКЦИЯ РОДИТЕЛЬСКИХ ИНЦУХТ - ЛИНИЙ

3.1. Селекция родительских инцухт — линий по типу цветения...............59

3.2. Селекция родительских инцухт — линий по наличию горечи............64

3.3. Селекция родительских инцухт - линий на партенокарпию..............66

3.4. Биохимический состав свежих плодов полученных инцухт-линий огурца....................................................................................67

3.5. Селекция линейного материала на устойчивость к болезням............68

3.5.1. Изучение устойчивости линий к мучнистой росе........................68

3.5.2. Изучение устойчивости линий к пероноспорозу.........................71

3.6. Селекция на урожайность.......................................................73

ГЛАВА IV. КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ И ХАРАКТЕР НАСЛЕДОВАНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ У

ИНЦУХТ-ЛИНИЙ ПАРТЕНОКАРПИЧЕСКОГО ОГУРЦА

4.1. Комбинационная способность партенокарпических инцухт-линий огурца по признаку «ранняя урожайность» и наследование признака (2008 - 2009 годы)..........................................................................................77

4.2. Комбинационная способность партенокарпических инцухт-линий огурца по признаку «общая урожайность» и наследование признака (2008 - 2009 годы) .........................................................................................87

4.3. Комбинационная способность партенокарпических инцухт-линий огурца по признаку «число плодов на растении» и наследование признака (2008 -

2009 годы) ...........................................................................................................92

ГЛАВА V. ИЗУЧЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ F, ГИБРИДОВ ОГУРЦА........99

5.1. Испытание гибридов F] огурца в Московской и Ростовской областях ....99

5.2. Описание гибридов № 429 и № 434 ............................................ 101

5.3. Экономическая эффективность выращивания новых перспективных

гибридов Fj огурца.....................................................................105

ВЫВОДЫ..............................................................................108

РЕКОМЕНДАЦИИ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ........................................109

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................111

ПРИЛОЖЕНИЕ.........................................................................133

ВВЕДЕНИЕ

Огурец является одной из ценнейших овощных культур. Он издавна пользуется большой популярностью у населения. Его используют в пищу в свежем и консервированном виде. Плоды огурца богаты биологически активными веществами, содержат ароматические вещества, ферменты, которые способствуют усвоению белков и витамина В2 (Тараканов Г.И., Мухин В.Д., Шуин К.А., 1993). Сок огурца укрепляет сердце и сосуды, облегчает зубную боль и помогает при воспалении десен, улучшает память, помогает при пищеварении, а еще это одно из лучших мочегонных средств, а также способствует укреплению ногтей и стимулирует рост волос. Смесь огуречного сока с морковным или свекольным помогает при ревматизме и атеросклерозе.

Огурец малокалориен, потому что на 96 % состоит из воды, зато остальные 4 % содержат более 40 % калия, 10 % - натрия, 7,5 % - кальция, 20 % - фосфора и 4,5 % хлора. Из микроэлементов много железа (600 мкг/100 г) и алюминия (425 мкг/100 г), найдены также соединения йода, фтора, цинка, марганца, меди и молибдена. Плоды огурца содержат до 10-20 мг% витамина С (аскорбиновой кислоты), провитамина А (каротин), витамина В1 (тиамин) и В2 (рибофлавин). Имеются также биотин, хлорофилл, ксантофилл, фолиевая и пантотеновая кислоты (Тараканов Г.И., Мухин В.Д., Шуин К. А., 1993).

В РФ наибольшие размеры площадей под огурцом находятся в Центральном, Южном и Приволжском округах. Около 90 % площадей, занятых под культурой приходится на подсобные хозяйства населения, около 5 % на сельскохозяйственные организации, около 3 % на К (Ф) X, около 0,5 % на малые предприятия. По площади в открытом грунте огурец занимает третье место после томата и капусты, а в защищенном грунте 70 % всех площадей. Широкое распространение огурец получил из-за высокой скороспелости, теневыносливости, урожайности и возможности получать свежие плоды почти круглый год (Пивоваров В.Ф., 1999).

Во всех странах мира гетерозисные Fi гибриды вытеснили из промышленных посевов сорта-популяции. Сейчас в мировой селекции отмечено три основных направления: создание мелкоплодных пчелоопыляемых гибридов огурца универсального назначения для консервирования, засолки, потребления в свежем виде; получение среднеплодных и короткоплодных партенокарпических гибридов для весенней и осенней культуры в теплицах; выведение длинно - и среднеплодных партенокарпических гибридов для зимних теплиц (Пыженков В.И., 1994).

На территории РФ до середины 80-х годов прошлого века примерно 90% посевов огурца защищенного грунта было занято гибридами первого поколения (Методические указания по селекции и семеноводству гетерозисных гибридов огурца, 1985). К этому времени было районировано для остекленных и пленочных теплиц 28 пчелоопыляемых гибридов огурца и 8 партенокарпических (Стрельникова Т.Р., Маштакова А.Х., Гусева Л.И., 1984). В 2013 году в Реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, 66 % партенокарпических и 34 % пчелоопыляемых сортов и гибридов огурца.

Выведение и внедрение в производство высокопродуктивных гетерозисных гибридов огурца устойчивых к болезням, с хорошими товарными и вкусовыми качествами продукции и простым, в организационном отношении, семеноводством остается по-прежнему основной задачей селекции (Тараканова Г.И., 1970; Витченко Э.Т., 1987; Сычев С.И., Ореховская М.В., Корганова H.H., 1987; Юрина О.В., Аникина И.И., Юрина A.B., 1990; Бирюкова Н.К., 1991; Кожанова Т.Н., 1999).

Для создания гибридов огурца устойчивых к болезням необходимо, прежде всего, проводить оценку селекционного и коллекционного материала в условиях искусственного инфекционного фона для поиска источников и доноров устойчивости, изучение генетики устойчивости и создание устойчивых гибридов при постоянном контроле (Тараканов Г.И., Борисов

A.B., Герасимов C.O., 1988).

Актуальность

Большой спрос на огурец во внесезонное время способствовал увеличению площадей для выращивания его в защищенном грунте. В настоящее время огурец выращивают почти во всех странах мира при любых климатических условиях: на севере - преимущественно в теплицах, в средней полосе и на юге в теплицах, парниках и в открытом грунте.

При современной интенсивной технологии выращивания сортов и гибридов огурца большой ущерб наносят болезни. Наиболее вредоносные из них: мучнистая роса и пероноспороз. При распространении болезней невозможно обойтись без химических мер борьбы, что значительно усложняет технологию возделывания этой культуры. Поэтому приоритетным являются выведение и внедрение в сельскохозяйственное производство устойчивых к болезням гетерозисных гибридов огурца. Данная мера в борьбе с болезнями является одним из наиболее эффективных путей повышения урожайности, позволяет получить экологически чистую продукцию и сократить затраты на применение ядохимикатов.

В связи с этим исследования, направленные на получение линейного материала, обладающего устойчивостью к мучнистой росе и пероноспорозу, представляют ценность для селекции, а создание гетерозисных гибридов на базе данных линий является актуальным.

Научная новизна селекционной работы:

• дана оценка общей и специфической комбинационной способности новых инцухт-линий партенокарпического огурца в системе полных диаллельных скрещиваний;

• установлено, что характер наследования признаков «ранняя урожайность» и «число плодов на растении» контролируется доминантными генами, в контроле признака «общая урожайность» выявлено наличие неаллельного взаимодействия в виде комплементарного эпистаза;

• выявлена тесная связь между урожайностью и числом плодов на растении и между ОКС родительских линий по урожайности и числу плодов на растении.

Практическая значимость работы:

• получены одиннадцать родительских линий короткоплодного огурца с высокой степенью партенокарпии, которые являются оригинальными и ранее в селекционном процессе не были использованы;

• выявлены источники устойчивости к мучнистой росе и пероноспорозу, на базе которых созданы линии с групповой устойчивостью;

• созданы два гетерозисных партенокарпических гибрида огурца женского типа цветения для выращивания в пленочных необогреваемых теплицах, с групповой устойчивостью к мучнистой росе и толерантных к пероноспорозу, с высокой урожайностью, экологической пластичностью для третьей и пятой световых зон, обладающие высокой степенью партенокарпии. Гибриды Р] подготовлены к передаче в Госсортиспытание.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на заседаниях Методической комиссии отдела селекции, семеноводства и биотехнологии ВНИИО (2006 - 2009 годы). Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Международной научной конференции молодых ученых «Новые знания и идеи» - ГНУ ВНИИО, Москва, 2012, были представлены материалы на II Международной научно - практической конференции «Проблемы современной биологии» - Издательство Спутник Плюс, Москва 2012.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять работ, в том числе три в изданиях, рекомендованных ВАК.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 147 страницах и состоит из введения, обзора литературы, цели, задач, условий, материала и методики проведения исследований, результатов исследований, выводов, рекомендаций и предложений, списка использованной литературы, приложения. Библиографический список

включает 266 наименований, в том числе 79 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 50 таблицами и 14 рисунками.

На защиту выносятся следующие основные положения:

• особенности наследования основных хозяйственно - ценных признаков новых инцухт-линий партенокарпического огурца, характер действия генов при контроле признаков у Р] гибридов и оценка общей и специфической комбинационной способности инцухт-линий как важный этап в селекции р! гибридов;

• новые инцухт-линии партенокарпического огурца с комплексом хозяйственно-ценных признаков;

• перспективные гетерозисные Б] гибриды огурца с комплексом хозяйственно-ценных признаков: без горечи, с женским типом цветения растений, с высокой степенью партенокарпии (более 70-80 %), высокой урожайностью, с относительной устойчивостью к мучнистой росе и пероноспорозу (0-1 балл поражения).

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Классификация и систематика огурца

Огурец (Cucumis sativus L.) - однолетнее травянистое растение, принадлежащее к роду Cucumis L., семейству Cucurbitaceae Juss., подсемейству Cucurbitaidae, трибе Melothriedae. Родиной огурца считают Ост-Индию и Индокитай. За несколько лет до нашей эры растения огурца попали в Китай и Японию (вторичный очаг происхождения), в средиземноморские страны, а затем в Европу (Габаев С.Г., 1932; Вавилов Н.И., 1935; Ткаченко H.H., 1967, 1968).

Габаев С.Г. (1932) на основе агроботанических исследований, выполненных на сортовом материале из 1500 сортообразцов, собранных на всех континентах классифицировал огурец на 14 разновидностей: восточноазиатская (Разновидность серповидная (var.Falcatus), бугорчатая (var. Tuberculatus), обыкновенная var. Vulgaris), черепаховая (var. Testudacens), европейская (var. Europaens), чешуйчатая (var. Squammosus), сиккимская (var. Sikkimensis), индо - европейская (var. Indoeuropaens)); западно - азиатская (Разновидность ирано - туркестанская (var. Irano-turanicus), смирнская (var. Izmirj, килийская (var. Cilicicus), анатолийская (var. Anatolicus), английская (var. Anglicus)) и дикий огурец (Разновидность Хардвика {var. Hardwicki).

По классификации H.H. Ткаченко (1967) вид огурец посевной (С. Sativus) включает 3 разновидности: обыкновенный (var. Vulgaris), обоеполый (var. Hermaphroditus) и дикий огурец из Непала - (var. Hardviki).

1.2. Ботаническое описание, морфологические признаки и биологические особенности растения огурца

Огурец (Cucumis sativus L.) - теплолюбивая культура. По данным Эделынтейна В.И. (1962) оптимальная дневная температура в период всходы - цветение находится в пределах 24-28 °С в ясную и 18-22 °С в пасмурную погоду. Ночная температура в это время должна быть не ниже 12-15 °С.

Огурец чувствителен к температурному режиму в период формирования репродуктивных органов. Снижение температуры ниже 16 °С и повышение выше 35 "С в период цветения угнетают рост пыльцевых трубок - пыльца становится стерильной, оплодотворение прекращается. Оптимальная температура для цветения и опыления цветков 18-2ГС.

Огурец предъявляет повышенные требования к влажности почвы и воздуха. Для набухания семян нужно 36-42 % воды от его абсолютно сухой массы, а для прорастания - на 20-25 % больше. При недостаточной влажности почвы (меньше 10,1 % HB) и низкой относительной влажности воздуха растения огурца плохо растут, медленно развиваются, первые завязи опаздывают, снижается урожай и его качество. Холодная и влажная погода повреждает растения в большей степени, чем засуха. При резких колебаниях температуры у растений наблюдается отставание в росте, в первую очередь, отмирают корни.

Корневая система состоит из стержневого корня и боковых разветвлений и распространяется преимущественно в 10-20-сантиметровом слое почвы. Главный корень в оптимальных условиях достигает до 1 метра в длину, а его боковые ответвления проникают в глубину на 15-20 см. Корневая система в первый период вегетации, растет интенсивнее, чем надземная часть растения (Львова И.Н. и др., 1962).

Стебель лиановидный, ветвящийся, округлый, округло-граненый или граненный, опушенный в слабой, средней или сильной степени. Различают главный стебель, который образует боковые побеги первого порядка, от побегов первого порядка идут побеги второго порядка. По типу ветвления растения делятся на: одностебельные, слабоветвистые (1-4 побега), средне -(5-8 боковых побегов) и сильноветвистые (больше 8 боковых побегов). Длина стебля определяется сортом и условиями выращивания: в открытом грунте Нечерноземной зоны стебель обычно бывает длиной 0,5-1,0 м, на юге в благоприятных условиях достигает 2-3 м, в условиях теплицы может достигать до 5 м (Юрина О.В., Пивоварова В.Ф., Балашова H.H., 1998).

Стебель сначала растет медленно, а затем быстрее, достигая прироста до 2 см в сутки. По длине стебля растения делят на 4 группы: кустовые - 0,1 м, короткоплетистые - от 0,1 до 0,5 м, средние - от 0,6 до 1,5 м, длинноплетистые - от 1,5 м и выше. По толщине они могут быть тонкие -меньше 0,5 см и толстые - более 0,5 см. Укороченный стебель связан со скороспелостью и сравнительно небольшим размером зеленца, а также с сокращенным периодом вегетации растений. После образования у раннеспелых сортов 4-6 листьев, а у позднеспелых 6-8, из пазух листьев главного стебля развиваются побеги первого порядка. После оплодотворения, при нормальных условиях выращивания, завязи огурца быстро растут и плоды достигают технической (съемной) зрелости уже через 7-12 суток.

Листорасположение у растений огурца очередное. Листья черешковые, варьирующие в пределах растения по размеру и форме. По форме листья бывают пятиугольно - округлые и овальные, по длине - короткие (листовая пластинка до 12 см), средние (12-15 см), длинные (больше 15 см). Ширина листа бывает: малая (менее 15 см), средняя (15-20 см) и большая (более 20 см). Нижние листья отличаются от последующих меньшими размерами и относительно округлой формой. Листовая пластинка цельная, слегка лопастная. По�