Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Адаптивность и комбинационная ценность сортов яровой твердой пшеницы по качеству зерна

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Адаптивность и комбинационная ценность сортов яровой твердой пшеницы по качеству зерна"

^ л

"а #

На правах рукописи

Злобнпа Людмила Николаевна

АДАПТИВНОСТЬ И КОМБИНАЦИОННАЯ ЦЕННОСТЬ СОРТОВ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ ПО КАЧЕСТВУ ЗЕРНА

(06.01.03 — селекция и семеноводство)

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Саратов 1997

Работа выполнена в НИИСХ Юго-Востока НПО «Элита Поволжья»

Научный руководитель —доктор биологических наук В.М.Бебякин Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор В.Л.Крупнов

кандидат сельскохозяйственных наук, до цент Н.С.Орлова

Ведущая организация: Самарский НИИСХ им. Н.М.Тулайкова

Защита диссертации состоится часов на

заседании диссертационного совета К 020.29.01

Научно-исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока по адресу: 410020, г.Саратов, ул.Тулайкова, 7, НИИСХ Юго-Востока.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан А/¿Я-/¿/^-*£-1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета, '

.....—

/ ©НИИСХ Юго-Востока. 1997г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В условиях Поволжья с резко изменяющимися погодными условиями проблема стабилизации качества урожая имеет особое значение. В связи с этим одной, из главных задач селекции яровой твердой пшеницы является создание сортов, стабильно формирующих высококачественное зерно. Поэтому изучение пластичности, стабильности и гомеостатичности вовлекаемых в скрещивания сортов и линии приобрело в последние годы особую актуальность. Несмотря ла важность проблем, связанных с повышением адаптивности яровой твердой пшеницы, специальных исследований в этой области в условиях Поволжья практически не проводилось. Нет полной ясности и в оценке адаптивных свойств. Предложенные различными исследователями критерии и тесты пластичности, стабильности и гомеостатичности не апробировались на широком сортовом материале в реальных селекционных условиях. Не изучена и их информативность в связи с селекцией на качество зерна. Выявилась необходимость и в более широком изучении комбинационной способности созданных в последние годы сортов по качеству зерна.

Полевые опыты проведены в 1989-1991 г.г. в трех экологических пунктах (ИИИСХ Юго-Востока, Краснокутская селекционная станция и Ершовская сельскохозяйственная опытная станция орошаемого земледелия) и представляют собой часть научно-исследовательской программы лаборатории биохимии и качества зерна НИИСХ Юго-Востока.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучить у основных сортов яровой твердой пшеницы пластичность, стабильность, гомеостагичность и комбинационную способность по признакам качества зерна, рекомендованным для оценки селекционного материала в отечественных и зарубежных программах.

Ставились следующие задачи:

- оценить адаптивность (пластичность, стабильность, гомеостатичность) сортов, созданных в различных селекционных центрах, по качеству зернаг

выявить информативность критериев, предложенных для тестирования пластичности, стабильности и гомеостатичности, с целью минимизации на.этой основе

оцеыки адаптивности селекционного материала;

- выявить вклад различных факторов внешней среды в определение качества зерна;

- оценить общую (ОКС) и специфическую (СКС) комбинационную способность сортов и взаимодействия генов, контролирующих показатели технологической ценности зерна.

Научная новизна. Впервые в условиях Поволжья нзучены пластичность, стабильность и гомеостатичность основных сортов яровой твердой пшеницы по качеству зерна.

Определена роль средовых факторов в формировании качества урожая, экспериментально обоснована минимальная система критериев адаптивности. Изучены эффекты ОКС и СКС по признакам технологической ценности зерна в зависимости от условий внешней среды. Показаны эффекты генов, контролирующих показатели качества урожая.

Практическая ценность работы. Выявлены сорта с повышенной и высокой комбинационной способностью, пластичностью или стабильностью по отдельным признакам качества зерна, которые могут быть использованы в программах селекции. Отобраны наиболее информативные критерии пластичности, стабильности И гомеостатичности. Выявлены основные дестабилизирующие качество зерна факторы, которые необходимо учитывать при решении практических задач селекции.

• Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на Первом Съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Саратов, 1994г.), на Всероссийской научно-практической конференции по проблемам повышения качества зерна озимой и яровой пшеницы (Саратов, 1997г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано десять работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Текст изложен на 168 машинописных страницах и иллюстрирован 41 таблицей. Список использованной литературы содержит 129 источников, в том числе 34 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Материал, методика и условия проведения исследований.

Для изучения пластичности, стабильности и гомеостатнчности привлекали следующие copra яровой твердой пшеницы: Краснокутка 6 (Крб), Саратовская 57 (С57), Саратовская 59 (С59>, Харьковская 46 (Х46), Безенчукская 139 (Б 139), Оренбургская 10 (ОрЮ), Светлана (Свт), Харьковская 17 (Х17), Алтайка (Алт), Елань (Ел), Харьковская 3 (ХЗ), Луганская 7 (JI7), Целиноградская 85 (Ц85), Гордеиформе 29-16 (Г'2946), Меляноиус 69 (М69), Алтайская Нива (АлтН), Алмаз (Алм), Омский Рубин (ОмР).

Опыты проводили в селекционных севооборотах НИИСХ Юго-Востока (Саратов), Краснокутской селекционной станции (Красный Кут) и Ершовской сельскохозяйственной опытной станции орошаемого земледелия (Ершов) в 1989-1991 годах. Повгориость полевых опытов трехкратная, делянки трехрядковые (1989г.) и пятирядкоиые (1990-1991г.г.), размещение сортов в блоках рендомизированное. Размер и конфигурация делянок в полевых опытах определялись схемой селекционного посева в СП-2 и методическими указаниями [Бурдун A.M., Лопатина Л.М., и др., 1989]. Посев проводили в оптимальные сроки на двух по площади питания фонах: по типу разреженного (190 семян на 1 м2) и производственного (385 семян на 1 м2). В саратовском пункте схема опытов включала, кроме того, еще 3 фона: посев на богаре через 10 дней после оптимального срока; N6o, полив в фазы кущения и колошения; N120, полив в те же фазы. Азотные удобрения вносили вручную перед посевом.

Эффекты ОКС и СКС сортов по признакам качества оценивали в системе топкроссных скрещиваний. Для гибридизации по двутестерпой схеме в качестве материнских форм привлекали следующие сорта: Краснокутка 6, Саратовская 57, Харьковская 17, Алмаз, Medora, Гордеиформе 2946, Алтайская Нива, Луганская 7, Vic, Алтайка, Елань, Харьковская 46, Целиноградская 85 и Саратовская 59. В качестве тестеров использовали Безенчукскую 139 (Б139) и Светлану (Свт). Гибриды и их родительские формы выращивали по.единой схеме и методике в двух (1990г.) и трех (1991г.) селекционных точках (НИИСХ Юго-Востока, Краснокутская селекционная

станция и Ершовская сельскохозяйственная станция орошаемого земледелия). Повторность опытов трехкратная, размещение сортов и гибридов в блоках реидомизированное. Площадь питания растений 100 см2 (20x5).

Поделяночный анализ зерна у гибридов и их родительских форм включал оценку следующих признаков: масса 1000 зерен, натурная масса зерна, содержание белка (СБ) и каротиноидных пигментов, величина SDS-седиментации и показатели миксограммы. Натурную массу зерна оценивали по микрометодике [Синицын С.С., Лакс-Корчмарек Г.А., Нетупаева И.Ф., Зыкина Л.М., 1969]. Содержание белка в зерне определяли на анализаторе фирмы «Technicon» (США). Количество каротиноидных пигментов в зерне измеряли на фотоэлектроколориметре [Методы оценки..., 1971]. Седиментационный анализ проводили по методике В.М.Бебякнш, М.В.Бунтиной, Н.С.Васильчука [1987]. Реологические свойства теста оценивали на миксографе (США) в соответствии с прилагаемой инструкцией.

Гомеостатнчность тестировали по величине Н, [Мартынов С.Г1., 1990], коэффициенту мультипликативности — КМ [Драгавцев В.А., Цильке P.A., Рейтер Б.П. и др., 1984] и параметру НОМ [Хангильдин В.В.,. 1978]. О пластичности судили по коэффициенту регрессии (Ь,). Стабильность оценивали по среднеквадратическому отклонению от линии регрессии — S2d¡ [Eberhar! S.A., Rüssel W.A., 1966], коэффициенту вариации (V), индексу стабильности (ИС) и показателю уровня признака и стабильности сорта — ПУСС [Неттевич Э.Д., Моргунов А.И., Максименко М.И., 1985]!í

Комбинационную способность определяли по методу Савченко [Савченко В.К., 1984]. Генетический анализ признаков проводили по двутестерному методу Керси-Перкинса-Джинкса [Драгавцев В.А., 1977; Калашник H.A., 1976]. Экспериментальные данные обрабатывали по комплексу программ AGROS.

Погодные условия в годы проведения исследований были контрастными как по температурному режиму, так и по количеству осадков. В 1989-1990 г.г. количество выпавших осадков в период вегетации растений было выше нормы, в 1991г. — ниже.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Качество зерна сортов яровой твердой пшеницы и изменчивость его показателей в зависимости от условий выращивания.

Качество зерна в зависимости от сорта и условий выращивания.

Натурная масса зерна (г/л) у сортов в зависимости от условий среды (год, пункт, шрофон, площадь питания) колебалась в широких пределах. Наибольший размах колебаний признака наблюдался у Саратовской 57 (639-868), Мелянопус 69 (554-847), Луганской 7 (606-805) и Елани (674-857), наименьший — у Гордеиформе 2946 (727-801), Харьковской 3 (729-814) и Саратовской 59 (720-820). Разность между крайними значениями натурной массы зерна (Л) в зависимости от сорта варьировала от 74 до 293 г/л.

Содержание белка (СБ) в зерне под влиянием условий выращивания колебалось еще в большей степени. У некоторых сортов (Харьковская 17, Гордеиформе 2946) белковость зерна в зависимости от факторов внешней среды изменялась более чем в 2 раза (11,2-22,9; 10,5-20,6). Ни один из 16 сортов не отличается устойчивостью по содержанию белка в зерне. Величина же различий (<1) между крайними значениями признака (%) в зависимости от генотипа варьирует в небольшом диапазоне (8,5-11,7).

Фенотипнческая изменчивость содержания каропшоидных пигментов в зерне (СКП) в зависимости от сорта неодинакова. Наибольшая амплитуда колебаний признака (мкг%) зафиксирована у Мелянопус 69 (426-844), Саратовской 59 (353-717) и Луганской 7 (539-849). Величина <3, показывающая разницу мевду минимальной и максимальной выраженностью СКП в зависимости от генотипа была в пределах 195-418 мкг%. Таким образом, влияние генотипа на содержание желтого пигмента довольно существенное, и все же условия среды (год, пункт, агрофон, площадь питания) играют преобладающую роль в его определении.

Качество зерна, оцениваемое по БОБ-показателю, изменялось при испытании сортов в разных средах весьма существенно. Низкий уровень седиментационного осадка (мл) отмечался у Оренбургской 10 (29-51), Гордеиформе 2946 (31-57) и Безенчукской 139 (3857). У лучших по ЭОЗ-оценке сортов (Харьковская 17, Светлана, Саратовская 57) значения седиментации лежали в границах 45-71 мл. Показатель додецялсульфашой седиментации максимально варьировал под влиянием средовых факторов у Луганской 7 и

Ллтайской Иивы (42-72), Харьковской 46 (36-64) и Омского Рубина (38-66). Наиболее устойчивы Мсляпопус 69 (40-56) и Алтайка (35-51).

D условиях разреженного посева сортов (по типу селекционного питомника первого года) показатель тестообразующей способности (РТ) изменялся от 1,7 до 5,2 мин., а производственного — от 1,4 до 6,9 мин. Максимальная величина РТ выявлена у сорта Светлана (2,5-6,9 мин.).

Высота кривой миксографа (РН), связанная с содержанием белка в зерне, была выше в разреженном посеве (3,9-9,2 см) по сравнению с производственным (3,7-7,9 см). По РН выделяются Елань, Целиноградская 85, Мсляпопус 69 и Криснокутка 6.

Эластичность теста, тестируемая по ширине кривой миксографа, в зависимости от сорта н условий выращивания изменялась в широких пределах (0,1-1,9 см). Одним из лучших соргов но этому признаку является Саратовская 59 (0,8-1,4 см). Различия же между сортами по устойчивости и разжижению теста выражены слабее.

Степень влияния различных факторов на технологические свойства зерна.

Влияние густоты стояния растений на выход зерна в биологическом урожае и его натуру составляет соответственно 8,5 и 11,0% от суммы влияния всех факторов. Масса 1000 зерен, содержание белка и каротинондов в зерне, SDS-критерий от площади питания растений зависят слабо (0,2-4,7%). Доля влияния фактора «пункты» независимо от плотности посева довольно мцутимая по показателям мнксограммы и незначительная — по содержанию каро-тиноидных пигментов в зерне и величине SDS-cc¿HiMcirrauim (табл.1). При разреженном посеве пункты испытания оказывали большее влияние на массу 1000 зерен, натуру зерна, содержание белка н величину седнментацношюго осадка, а при производственном — на содержание белка в зерне, высоту ыиксограыыы (РН) и разжижение теста (MTV). Влияние фактора «годы» на признаки качества зерна проявляется сильнее при посеве пшеницы по типу селекционного питомника (табл.1). В наибольшей степени от условий года зависело содержание белка в зерне. Вклад генотипа в определите некоторых показателей качества зерна в зависимости от площади питания растений неодинаков. В разреженном посеве влияние сорта выражено сильнее по массе 1000 зерен, содержанию каротиноидов и высоте миксограммы, а в производственном — по показателю SDS-седиментацин и тестообразующей способности.

Таолици I

Доля влияния фиксированных факторов на качество зерна яровой твердой пшеницы, %

Зерно Тесто

Содержание Содержание Показатель Время Эластч Рата-н

Фактор белка каропшондов SDS-седн-мситацин образона НИН ность жспне

Разреженный посев (190 семян на 1м2)

Пункты (А) 6.1 2.0. 6.3 14.5 19.1 30.0

Годы (В) 57.6 26.7 15.8 2.1 20.1 11.7

АхВ 26.5 5.6 14.8 7.4 5.7 23.2

Сорта(С) 2.8 32.1 23.9 29.6 21.2 7.8

АхС 0.8 1.9* 3.8* 7.7 6.1 5.5

ВхС 1.0 2.5* 2.7* 4.5 1.4* 3.0

АхВхС 1.0* 4.1* 6.5* 7.8 4.6* 3.9

Блоки 0.1* 0.1* , 0.4* 0.2* 0.1* 0.6

Случайное 4.1 25.0 25.8 26.2 21.6 14.5

Производственный посев (385 семян на 1м2)

Пункты (А) 15.2 0.3* 1.4 16.8 13.8 51.3

Годы (В) 37.3 0.8 11.1 0.1* 14.0 2.9

АхВ 30.8 1.3* 8.2 13.4 2.1 12.0

Сорта(С) 4.3 7.2 31.2 . 32.4 22.0 7.6

АхС 1.2 6.5* 3.3* 7.3 7.3 3.7*

В х С 1.8 7.0* 4.4* 3.9 •3.2* 2.6

АхВхС 2.1 10.9* 6.0* 7.3 5.6* 4.4

Блоки 0.3 0.5* 0.5* 0,0 1.2 0,0

Случайное 7.0 58.3 34.0 18.8 24.8 15.5

* — Влияние недостоверно

Панболыиий вклад генотип вносит в определение показателя SDS-седиментации, тесто-образ>тошсн способности и эластичности теста, наименьший — содержания белка в зерне.

Изменение условий азотного питания в большей степени отражалось на массе 1000 зерен (18,0%) и выходе зерна в биологическом урожае (9,9%).

Средовые факторы по степени их влияния на качество зерна можно расположить в следующем порядке: год, пункт, агрофон.'

АДАПТИВНЫЕ СВОЙСТВА СОРТОВ ПО КАЧЕСТВУ ЗЕРНА.

Информативность критериев адаптивности.

Для оценки адаптавносш предложен целый ряд критериев и тестов [EbcriiartSA, Rüssel W.A., i960; Ханшльдин В.В., 1978; Дрпгавцев В.А., Цнльке РА, Рейтер Б.П. и да 1984; Негтевич ЭД, Моргунов А.И., Максименко М.И., 1985; Мартынов С.П., 1990]. В процессе же селекции целесообразнее испотлоишъ минимальное количество критериев, обьекшвно оценивающих основные покаиггели аштшшюсги ([щастичносгъ, стабильность, гомсостатичность).

Факторны Ii анализ показал следующее (табл.2).

Таблица 2.

Факторные нагрузки показателей адаптивности.

Показатель 1>Т BVV MTV

1 2 3 1 2 3 1 2 3

V 0,99 -0,02 0,02 0,91 0,34 -0,10 0,89 0,35 0,22

Ь| 0,95 0,21 -0,14 0,58 0,78 -0,20 0,42 0,90 0,04

S2Ji 0,56 0,23 0,77 0,13 0,29 0,94 0,03 0,10 0,98

ис -0,67 0,72 -0,10 -0,97 0,14 -0,16 -0,94 0,31 -0,11

ПУСС 0,10 0,97 -0,17 -0,94 0,27 -0,16 -0,85 0,52 -0,04

км 0,97 -0,02 -0,22 0,84 0,44 -0,31 0,88 0,44 -0,04

ном -0,67 0,72 -0,10 -0,97 0,14 -0,16 -0,94 0,31 -0,11

HOM0|,,.lin -0,89 0,11 0,24 -0,96 -0,06 -0,14 -0,67 -0,63 0,28

Sc 0,23 0,87 0,20 -0,91 0,27 0,23 -0,86 -0,02 0,22

и, 0,79 0,59 -0,07 -0,60 0,77. 0,08 -0,66 0,73 0,11

Дисперсии, % 55,3 32,0 8,2 • . 68.0 17,8 11,9 58,5 25,1 11,7

Примечание. 1,2.3 — г.тапные факторы

Из приведенных данных видно, что первый фактор, описывающий от 55,3 до 68,0% дисперсии, представляют параметры V, ИС, НОМ. Максимальные иагрузкн во тором факторе несут Н| и Ь;. Они определяют от 17,8 до 32,0% суммарной дисперсии. Трешй . фактор представляет варианса стабильности (52<1,). Следовательно, для получения наиболее полной информации об адаптивных свойствах сортов яровой твердой пшеницы необходимо оценить как минимум коэффициент регрессии — Ь„ вариансу стабильности — 824 и параметр гомеостатичности — НОМ.

Пластичность, стабильность и гомеостатичность сортов по признаком качества зерна.

Изучение адаптивности сортов по всему комплексу показателей качества урожая показало следующее. Наиболее адаптивными по выходу зерна в биологическом урожае или зерновому уборочному индексу (ЗУИ) являются Светлана (Ь,=1,1*; Й2Л|=4,3; НОМ=79,2), Гордеиформе 2946 (Ь,=1,0*; $4=5,2; НОМ=86,7) и Саратовская 59 (Ь,= 1,0*; 82(1г=12,1; НОМ=75,7). Неустойчивы по данному признаку Мелянопус 69 (5\1,=26,0; НОМ=38,6) и Краснокутка 6 ($4=22,1; Н0м=50,2).

Высокую пластичность по натурной массе зерна независимо от площади питания растений проявил лишь один сорт — Саратовская 57 (Ь]=1,6**). Слабо реагировала иа изменение условий среды Светлана (Ь^О.6**). По стабильности (82с1,) признака в условиях разреженного посева лучшими оказались Гордеиформе 2946 и Харьковская 17, производственного — Саратовская 59 и Харьковская 46. Высокий гомеостаз (НОМ) показали соответственно Харьковская 3 и Гордеиформе 2946, Алтайка и Гордеиформе 2946. Наиболее ценным компонентом для скрещиваний, целью которых является повышение адаптивности по натурной массе зерна, является Саратовская 57.

Содержание белка в зерне у сортов в зависимости от условий выращивания варьировало в значительной степени. Наибольшее влияние генотипа на величину вариации признака (V) проявлялось в условиях производственного посева (табл.3).

* — Р-критерий значим, * от 1).

— Р-1-критерии значимы (значение Ь, достоверно отличается

Таблица3

Адаптивность сортов яровой твердой пшеницы по содержанию белка в зерне (годы - 3, пункты - 3).

Сорт Разреженный посев Производственный посев

V ь* 8211| НОМ V Ь| НОМ

Крб 13.8 0.9* 0.3 123.3 15.8 0.9* 0.4 105.1 -

С 57 16.2 1.1* 0.1 107.3 19.6 1.1* 0.3 82.3

С 59 14.0 0.9* 0.2 119.1 14.7 0.8** ' 0.1 1)0.3

X 46 - 1.0* 0.2 126.0 - 1.0* 0.2 С 100.0

Г» 139 15.1 1.0* 0.2 111.1 17.6 1.0* 0.1 93.5

Ор 10 14.7 0.9* 0.8 108.7 18.7 1.0* 0.2 81.2

Свт 17.1 1.2** 0.03 100.1 19.9 1.1* 0.4 80.9

X 17 17.4 1.2** 0.2 103.! • 18.8 1.1* . 0.3 89.3

Ал г 16.3 1.1* 0,2 106.3 17.5 1.0* 0.2 94.2

Ел 15.3 1.0* 0.2 11!. 7 ¡5.9 0.9** 0.1 100.7

ХЗ 15.5 1.0* 0.8 108.8 17.8 1.0* 0.2 91.7

Л 7 14.7 0.9* 1.2 ' 119.7 16.6 1.0* 0.2 98.8

Ц 85 13.4 0.9* 0.2 134.6 17.8 1.1* 0.2 95.5

Г 2946 14.5 0,9* 0.3 112.4 18.7 1.0* 0.1 82.6

Ш 69 15.6 1.0* 1.2 113.2 15.0 0.8* 0.3 108.2

Аят 11 14.9 1.0« 0.4 115.2 18.3 1.1* 0.1 90.4

* — Р-критсрий значим, * * — Г- и (-критерии значимы.

В разреженном посекс высокую пластичность показали Светлана и Харьковская 17, причем первый сорг отличался и стабильностью признака. В неблагоприятных условиях выращивания лучшие результаты по белковости зерна можно ожидать у Саратовской 59 н Елани, ла что указыиает значимость отклонения Ь, от 1. По стабильности признака тр);шо отдать предпочтение какому-либо сорту. Наиболее устойчивыми можно считать Саратоискуго 59, Безспчукскую 139 и Елань. Повышенный гомсостаз по содержанию белка в зерне кыльлен у Целиноградской 85, Краенокутки 6 и Гордсиформе 2946 (тзбл.З).

Таким образом, наиболее адаптивными по содержанию белка в зерне сортами являются Харьковская 46 и Целиноградская 85. Большинство же изученных сортов обладают повышенной пластичное! ыо при невысокой стабильности и гомеостатичности.

Содержание каротшгсндных пигментов в зерне изменялось во времени и в пространстве у большинства сортов адекватно изменениям условий выращивания, что доказывается незначимостыо отклонений от 1 (табл.4). Слабую отзывчивость

Таблица 4

Адаптивность сортов яровой твердой пшеницы по содержанию каротиноидных

пигментов п ?;.-рпе (голы - 3, пункты - 3, разреженный посев).

Сорт V | Ъ 83<1| И, НОМ

Крб 16.1 1.0* 1106.1 -6.4 3261.7

С 57 8.5 0.6** 695.9 6.1 7086.8

С 59 19.3 1.2* 1057.4 -7.9 2586.8

X 46 - 1.2* 441.3 -4.3 2871.3'

Б 139 16.1 1.1* 500.7 -4.7 3140.7

ОрЮ 13.1 1.0* 268.0 3.0 4466.5

Свг 13.8 1.0* 3063.2 11.6 4848.0

X 17 15.7 1.1* 1531.4 2.4 3682.3

Алт 16.4 1.2** 327.8 2.9 3476.8

Ел 10.6 0.7** 462.4 -1.0 5234.3

ХЗ 12.2 0.7* 983.8 -11.2 3924.9

Л 7 11.2 0.6 4673.1 16.4 6116.4

Ц 85 14.8 1.1* 1294.9 -0.3 3973.2

Г 2946 13.5 1.0* 265.8 -2.7 4001.2

М 69 23.1 1.5* 3,563.9 -1.7 2342.1

Алт II 20.0 1.0*- 4029;4 -2.5 2444.5

* — Г-крмтсрнй значим, ** — Г- и критерии значимы.

на условия внешней среды показывают Саратовская 57 н Елань, высокую — Алтайка. По стабильности признака выделяются Гордеиформе 2946, Оренбургская 10 и Елань, нестабильны — Мелянопус 69, Алтайская Нива и Луганская 7. Для второй группы сортов характерна и низкая гомеостатичность. Оценка параметров Н, и НОМ показала сравнительно высокий гомеостаз по СКП у Саратовской 57 и Луганской 7.

Высокую отзывчивость на изменение условий азотного питания по качеству зерна (БОБ-критерий) показали Краснокутка 6 и Луганская 7 (табл.5). У большинства же других сортов изменение признака следовало адекватно за изменением условий питания.

Таблица 5

Адаптивность сортов яровсй твердой пшеницы по показателю БОЗ-седиментации (годы - 3, агрофоны - 4).

Сорт V Ь/ н* НОМ

Крб 17.1 1.7** 15.0 5.8 зоо.о.

С 57 12.4 1.0* 32.6 16.3 458.0

С 59 11.6 1.1* 6.9 3.2 437.7

X 46 0.3 3.1 -7.2 972.8

Б 139 11.9 0.8* 16.7 -5.4 383.9

Ор 10 9.9 0.7 . 16.2 -14.2 417.1

Сит 10.9 1.1* 6.0 7.9 487.5

X 17 9.8 0.8* 17.8 11.6 558.5

Алт 8.7 0.7* 7.6 -5.9 514.2.

Ел 12.7 1.1* 16.3 0.9 386.3

ХЗ 11.6 0.9* 12.0 -8.1 383.5

Л 7 18.9 1.9** 23.4 6.9 278.2

Ц85 10.8 1.2* 4.3 6.8 484.2

Г 2946 9.6 0.6* 9.8 -12.5 442.0

М 69 10.9 1.0* 4.0 -8.7 407.7

Алт 11 11.4 1.2* 3.5 2.6 439.5

* — Р-критерпй значим, ** — Р- и ^критерии значимы.

Полышептто стабильность (вгс1,) по 505-критсриго проявили Харьковская 46, Мелянопус 69 и Целиноградская 85, пониженную — Луганская 7. По гомеостатичности (Нь НОМ) к наиболее ценным сортам следует отпесп« Харьковскую 17, Светлану и Саратовскую 57 (табл.5).

Улучшению реологических свойств теста в процессе селекции уделяется большое внимание. По тестообразующен способности (РТ) высокую пластичность при разреженном посеве проявили Светлана и Алтайская Нива, а при производстве/том — Светлана и Целиноградская 85 (табл.6). Слабую отзывчивость на изменение условий

Таблица 6

Адаптивность сортов яровой твердой пшеницы по тестообразующей способности (годы - 2, пункты - 3).

Сорт Разреженный посев Производственный посев

V ь. 82(1, НОМ V Ь| НОМ

Крб 24.2 1.4* 0.08 10.4 15.5 0.6* 0.06 16.9

С 57 15.5 1.1* 0.03 18.4 21.7 1.2* 0.03 15.0

С 59 21.1 1.1 0.18 12.7 19.0 0.4 0.23 14.0

X 46 - 0.7*' 0.05 11.5 - 1.4 0.08 11.3

Б 139 29.5 1.6* 0.18 8.3 23.9 0.9* 0.04 9.5

Ор 10 12.9 0.6* 0.03 18.0 21.2 0.8* 0.09 12.0

Свт 27.9 2.3** 0.14 12.5 38.9 2.5** 0.24 10.4

X 17 8.6 0.4 0.04 33.0 26.2 1.3* 0.18 12.7

Алт 9.7 0.4** 0.02 21.3 21.7 0.7* 0.07 10.6 4

Ел 22.3 1.1* 0.09 10.3 22.8 0.8* 0.08 10.2

ХЗ 17.6 0.9* 0.06 13.5 27.3 1.0* 0.21 9.5

Ц85 15.7 . 1.0 0.14 20.3 32.9 1.8** 0.13 10.5

Г 2946 16.6 0.8* 0.03 13.1 14.8 0.3 0.08 13.6

М 69 17.3 -0.4 0.22 14.9 18.4 0.6 . 0.12 14.1

Алт Н 28.7 2.1** 0.06' 10.4 35.4 1.9* 0.19 9.4

+ — 1'-критерий значим, *" — Р- и «-критерии значимы.

выращивания показала Алтайка. По стабильности (S2d,) признака (1'Т) лучшими оказались Саратовская 57, Оренбургская 10, Алтайка и Елшь. Экологически неустойчивы Безенчукская 139, Мелянопус 69 и Харьковская 3.

Наиболее ценными компонентами для скрещиваний, целью которых является улучшение реологических свойств теста, являются Саратовская 57 и Светлана.

По совокупности же показателей реологических свойств теста, измеряемых на миксографе (время образование, высота миксограммы, эластичность, разжижение), наиболее адаптированы Саратовская 57, Светлана, Целиноградская 85, Елань и Харьковская 17.

В процессе исследований установлено, что сорта яровой твердой пшеницы, как правило, не сочетают пластичность и стабильность по признакам технологического качества зерна. Поэтому при подборе исходного материала родительские пары должны дополнять друг друга по отдельным компонентам адаптивных свойств и, в первую очередь, по пластичности и гомеостатичности. Наиболее ценными по адаптивным ' свойствам сортами являются Саратовская 57, Целиноградская 85 и Харьковская 17.

Комбинационная ценность сортов по признакам, обусловливающим технологические свойства зерна.

Эффекты общей и специфической комбинационной способности по показателям качества зерна.

Носителями ценных аддитивных комплексов генов по натурной массе зерна являются Гордеиформе 2946 и Харьковская 46 (табл.7). Низкая комбинационная способность обнаружилась у Харьковской 17, Алмаза и Луганской 7. Наибольшую селекционную ценность представляет сорт Гордеиформе 2946, сочетающий повышенные эффекты ОКС с низкой вариаисой СКС. Наибольшее количество аддитивных аллелей по содержанию белка в зерне несут сорта Vic и Medora (табл.7).

Таблица 7

Эффекты ОКС у сортов яровой твердой пшеницы по признакам качества зерна.

Красный Кут (1990г.) Ершов (1991г.)

Натурная Содер- Содер- Содер- Содер- Показа-

Сорт масса жание жание жание жание тель SDS-

зерна белка кароти- белка кароти- седимеп-

поидов П01ЗД0В тацнп

Краснокутка 6 -0.4ab -0.8a 20.2Ьс -О.баЬ -61.1а 1.7ab

Саратовская 57 11.9ab -1.0a 11.8Ьс -0.2ab 44.6Ьс -2.7аЬ

Харьковская 17 -33.2ab -0.4a -37.5аЪ 0.4abc 3.3 аЬс -0.5ab

Алмаз -17.5ab 0.5ab 3.2Ьс 0.5abc -17.4аЬс 4.2ab

¡VTrdora -О.баЬ 0.6ab 19.4Ьс 1.5с 8.4аЬс 0.9ab

Гордснфорче 2946 26. lb -0.5a -10.2Ьс -0.9а . -13.4аЬс -5.2а

Алтайская Huna 4.2ab 0.0a -87.7а -0.1 ab -52.1аЬ 1.6ab

Луганская 7 -22.6ab -0.3a 47.3с O.Oab -12.1аЬс -0.1 ab

Vic -5.2ab 1.7b 42.9с 0.5bc 46.3 Ьс -4.9а

Алтайка 7.9ab -0.2a 22.9Ьс O.Oab 22.9аЬс -1.7ab

Елань -5.4ab -0.2a -19.3Ьс -О.баЬ 77.6с 0.5ab

Харьковская 46 25.3b 0.5ab -13.4аЬс O.Oab -47.1аЬ -1.8ab •

Целниогралскал 85 4.3ab -0.1a 11.1Ьс О.ЗаЬс -7.6аЬс 6.1Ь

Саратовская 59 5.0ab 0.2ab Ю.бЬс -0.7ab 7.9аЬс 1.9ab

Безснч) кская!39 (с?) 13.2b -0.1a -40.9а 0.1a -18.5а -1.4а

Светлана fJ ) -13.2a 0.1a 40.9Ь -0.1a 18.5Ь 1.4Ь

16.7 0.5 22.9 0.4 29.7 3.2

Примечание. Одинаковой латинской буквой обозначены незначимо различающиеся значения эффектов по критерию множественных сравнений Дункана.

Низкие эффекты ОКС характерны для сортов краснокутской селекции (Гордеиформе 2946, Красиокутка 6). Большинство же сортов слабо различалось по эффектам ОКС. Изменение условий выращивания, как правило, не оказывало существенного влияния на комбинационную способность. Для селекции на белок наибольший интерес представляет Medora — сорт, сочетающий высокое содержание белка с повышенными эффектами ОКС.

Высокой ОКС по содержанию каротиноидов в зерне обладают Medora, Vic и Саратовская 57, низкой — Гордеиформе 2946, Алтайская Нива, Харьковская 46 и Красиокутка 6 (табл.7). Очень сильная зависимость эффектов ОКС от условий выращивания наблюдалась у Краснокутки 6, Еланн и других сортов. Повышенные эффекты ОКС по СКП сочетаются с низкой вариансой СКС у сорта Vic. Таким образом, отбор потомств, полученных с участием этого сорта, может быть достаточно эффективным.

Носителями ценных аддитивных комплексов генов по величине SDS-' седиментации являются Целиноградская 85 и Алмаз. Низкие (отрицательные) значения эффектов ОКС выявлены у сортов Гордеиформе 2946, Vic и некоторых других (табл.7). Сорт Целиноградская 85 сочетает повышенные эффекты ОКС с низкой вариансой СКС, поэтому отбор потомств, полученных с участием этого сорта, может дать положительные результаты.

В итоге можно констатировать следующее. Высокой комбинационной способностью по натурной массе зерна обладают Гордеиформе 2946 и Харьковская 46, содержанию белка в зерне — Medora, количеству каротииоидных пигментов — Medora, Vic, Луганская 7 и Саратовская 57, показателю SDS-седиментации — Целиноградская 85 и Алмаз. Низкая комбинационная способность по совокупности признаков качества (содержание белка и каротиноидов, SDS-показатель) характерна для сорта Гордеиформе 2946.

Генетический контроль признаков, определяющих технологическую ценность зерна.

Натурная масса зерна контролируется генами как с аддитивными, так и с неадднтнвными эффектами, причем вклад в детерминацию признака последних значительно больше. Обработка данных по методу Керси-Перкинса-Джинкса показала, что в генетическом контроле признака «натура зерна» участвуют гены с доминантными эффектами, следовательно, отбор по данному признаку в ранних поколениях нежелателен из-за неизбежного расщепления.

Содержание белка в зерне обусловливается в основном генами с аддитивными эффектами. Имело место проявление и неаллельных взаимодействий (Красный Куг, 1990г.). Эффекты доминирования по белковости зерна не выявляются, что доказывается иезначимостыо Р-критерия. Условия внешней среды оказывают существенное влияние на проявление генных взаимодействий.

Генетические системы, контролирующие содержание каротиноидных пигментов, включают как аддитивные, эпистатическне, так и доминантные эффекты. Основную роль при этом играют гены с аддитивным действием, причем степень проявления генных взаимодействий не подвержена влиянию факторов внешней среды.

За показатель додецилсульфатиой седиментации ответственны . гены как с аддитивными, так и с неаддитивными эффектами, причем первые играют преобладающую роль.

Таким образом, генетические системы, контролирующие признаки качества зерна твердой пшеницы, включают аддитивные, эпистатическне и доминантные эффекты. Проявление генных взаимодействий зависит от условий выращивания генотипов, в связи с -этим генетический анализ контролируемых в селекции признаков должен проводиться применительно к конкретной селекционной точке.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Условия года оказывают сильное влияние на содержание белка в зерне, показатель SDS-седиментации и эластичность теста, место произрастания - на показатели миксограммы. Доля влияния генотипа в общей сумме всех действующих на качество зерна факторов в зависимости от признака колеблется от 2,8 до 32,4%, года - от 0,1 до 57,6%, зоны - от 0,3 до 51,3% и агрофона - от 0,4 до 18,0%. Испытание яровой твердой пшеницы в различных пунктах и на разных по уровню питания фонах, как правило, не позволяет получать информацию, равноценную той, которая выявляется при испытании материала в условиях разных лет.

2. Экспериментально обоснована минимальная система критериев адаптивности яровой твердой пшеницы, включающая оценки пластичности (Ь,), стабильности (S2d,) и гомеостатичиости (НОМ) генотипа.

Пластичность, устойчивость и гомеостатичность сортоспецифичны. Сорта твердой, пшеницы, как правило, не сочетают пластичность и стабильность. Повышенная или высокая адаптивность у них проявляется чаще всего по отдельным признакам качества зерна и зависит от площади питания растений. Наиболее ценными компонентами для скрещиваний, целью которых является повышение пластичности и устойчивости по качеству зерна, являются Саратовская 57, Харьковская 17, Целиноградская 85 и Алтайка.

4. Межсортовые различия по эффектам ОКС выражены достаточно четко по натурной массе зерна и содержанию каротииоидных пигментов, менее четко — по SDS-критерию и слабо — по содержанию белка в зерне. Условия выращивания оказывают существенное влияние на оценки эффектов ОКС и СКС. Высокой комбинационной способностью по содержанию белка в зерне обладает Medora, количеству каротииоидных пигментов — Vic, Medora, Саратовская 57 и Луганская 7, величине SDS-седиментащш — Целиноградская 85 и Алмаз.

5. Содержание каротииоидных пигментов в зерне и показатель SDS-седиментации контролируются генами с эпистатическими, аддитивными и доминантнылм эффектами Генетические системы, ответственные за белковость зерна, включают аддитивные и эпистагнческне эффекты. Проявление генных взаимодействий в зависимости от условий выращивания генотипов не всегда однозначное.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ.

1. Экологические испытания селекционного материала проводить во времени и в пространстве с оценкой пластичности (bj), стабильности (SJdj) и гомеостаза (НОМ). Схема испытаний должна включать, как минимум, два контрастных по погодным условиям года.

2. При подборе родительских пар для гибридизации один из компонентов по улучшаемому признаку должен быть пластичным, другой — стабильным. В процессе селекции отбирать генотипы, сочетающие высокую пластичность и стабильносгь по совокупности основных критериев качества зерна.

3. В скрещивания, целыо которых является повышение пластичности и стабильности по натурной массе зерна, вовлекать Гордеиформе 2946 и Саратовскую 57, содержанию белка в зерне — Medora, Харьковскую 17, количеству каротиноидных пигментов — Саратовскую 57, Алтайку, Луганскую 7, Medora, Vic, по качеству клейковины и теста — Саратовскую 57, Целиноградскую 85, Алтайку, Харьковскую 17 и Алмаз.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Бебякин В.М., Злобина Л.Н. Экологическая устойчивость сортов яровой твердой пшеницы по содержанию каротиноидных пигментов в зерне. // Сибирский вестник с.-х. науки - 1993. - №1. - С. 37-40.

2. Бебякин В.М., Злобина Л.Н. Экологическая устойчивость сортов яровой твердой пшеницы по физическим свойствам теста. // Вестник Российской академии с.-х. наук. -1993. -№6.-С. 19-21.

3. Бебякин В.М., Злобина Л.Н. Адаптивные свойства сортов яровой твердой пшеницы по реологическим свойствам теста. // Сибирский Вестник с.-х. науки. - 1994. - №i-2. - С. 15-19.

4. Бебякин В.М., Злобина Л.Н. Информативность показателей адаптивности в селекции яровой твердой пшеницы. // Доклады Российской академии с.-х. наук. - 1994. -№4. - С. 4-6.

5. Бебякин В.М., Злобина Л.Н., Старичкова Н.И. Теоретические и прикладные аспекты

оптимизации ранних этапов селекции яровой твердой пшеницы на качество урожая. // (Докл.) I Съезд Вавиловского о-ва генетиков и селекционеров (ВОГИС), Саратов, 20-25 дек., 1994. - Генетика. - 1994. - 30 (прил.). - С. 14.

6. Бебякнн В.М., Злобина Л.Н. Двутестерный метод генетических эффектов по ¡ некоторым показателям качества зерна твердой пшеницы. // С.-х. наука Сев.-Вост. европ. части России, т.1. - Киров. -1995. - С. 189-195.

7. Бебякин В.М., Злобина Л.Н. Гэмеостаз сортов яровой твердой пшеницы по реологическим свойствам теста в связи с селекцией на адаптивность. // Сельскохозяйственная биология. -1996. - №3. - С. 26-31.

8. Бебякин В.М., Зяобшга Л.Н. Взаимосвязь между признаками качества зерна у твердой пшеницы: сезонные и региональные эффекты. // Селекция и семеноводство. -1995,-№4.-С. 10-13.

9. Бебякин В.М., Злобина Л.Н. Роль генотипа и факторов внешней среды в' ' определении качества зерна яровой твердой пшеницы. И Сельскохозяйственная биология.

- 1997,- №3.- С. 94-100.

10. Бебякин В.М., Злобина Л.Н., Германцев Л.А. Пластичность и стабильность сортов яровой твердой пшеницы ио содержанию белка в зерне. // Доклады Российской академии с.-х. наук. - 1997. - №3.- С. 4-5.

СГЛТ N. 6 За«. Ыа Тир. У0&