Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АНАТОМИЧЕСКИЙ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ В ОТБОРЕ УСТОЙЧИВЫХ К СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЕ И КОРНЕВОЙ ГНИЛИ ФОРМ ПШЕНИЦЫ

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "АНАТОМИЧЕСКИЙ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ В ОТБОРЕ УСТОЙЧИВЫХ К СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЕ И КОРНЕВОЙ ГНИЛИ ФОРМ ПШЕНИЦЫ"

І

На правах рукописи

ДРОБЫШЕВА Елена Анатольевна

АНАТОМИЧЕСКИЙ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ В ОТБОРЕ УСТОЙЧИВЫХ К СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЕ И КОРНЕВОЙ ГНИЛИ ФОРМ ПШЕНИЦЫ

Специальность 06.01.11 - защита растений

Автореферат диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Курган 2004

Работа выполнена на кафедре семеноводства, технологии хранения и переработки продукции растениеводства Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева в 2001 - 2004 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.П. Голощапов

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

А.И. Широков

кандидат сельскохозяйственных наук Н.В. Плотников

Ведущая организация: Омский аграрный университет

Защита диссертации состоится 29 октября 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К 220.039.01 при Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева

Адрес: 641300, Курганская область, КетОвский район, с, Лесниково, КГСХА, зал заседаний Ученого совета

х ,

С диссертационной работой можно ознакомится в библиотеке Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева

Автореферат разослан «лУ » г.

Ученый секретарь диссертационного совета, /

кандидат биологических наук, доцент (¡¿'¡■^¿¿ЫЩ А.Н. Панфилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность, темы. Одной из причин, низкой урожайности пшеницы на протяжении многих лет является поражаемость ее такими вредоносными болезнями как стеблевая ржавчина и корневые шили, а также за счет снижения сортовых качеств и недостатка эффективных методов отбора, как в селекции, так и в системе первичного семеноводства. Последнее связано с тем, что основным методом селекции на иммунитет и улучшения семян в системе производства элиты является визуальный. В связи с этим новый метод позволяет сократить продолжительность, как селекционного процесса, так и первичного процесса, а также получить более продуктивные и ценные в иммунном отношение сорта пшеницы.

Цель исследований. Разработать анатомический экспресс-,анализ в отборе устойчивых к стеблевой ржавчине и корневой гнили форм пшеницы. Задачи исследований:

1. Сформулировать новый метод (объект-способ) отбора ценных по устойчивости к болезням и скороспелости сортов и селекционных образцов.

2. Усовершенствовать методику анатомо-структурного анализа в отношении деления на биотипы сортов и сортообразцов с целью отбора более ценных по ряду хозяйственно важных признаков форм пшеницы.

3. Проследить за характером наследования сортовых и анатомо-морфологи-ческих признаков пшеницы.

4. Определить эффективность экономических и биоэнергетических затрат, связанных с введением нового метода отбора.

На защиту выносятся

1. Экспресс-анализ в отборе устойчивых к стеблевой и корневой гнили форм пшеницы. "

2. Анатомо-структурный анализ в выделение ценных биотипов из популяций сортов пшеницы.

3. Характер наследования традиционных сортовые и анатомо-морфолошческих признаков пшениад.

Научная норизна. Впервые сформулирован, проверен и широко апробирован метод отбора пшеницы на устойчивость к стеблевой ржавчине и корневой гнили, выделения скороспелых биотипов из популяции существующих сортов и сортообразцов пшеницы. Метод обеспечивает точность отбора более ценных в отношении скороспелости, устойчивости к болезням форм пшеницы и одновременно позволяет делить популяцию на составляющие ее биотипы, что весьма важно в селекции на иммунитет.

Практическая ценность работы. Результаты исследований могут быть использованы в лабораториях научно-исследовательских учреждений, на станциях защиты растений и в системе первичного семеноводства.

Апробация работы. Основные положения работы доложены: на Региональной научно-практической конференции, посвященной 50-легию Курганского краеведческого музея (Курган, 2001г.); на IV Заураяьзком-фес-ттаале— научно-исследовательского, технического и приклад шго творЩыаваФКйодежи

И студентов «Новые горизонты» (КГСХА, 2002 г.); на VIII Всероссийской научно-практической конференции «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур» (Пенза, 2004 г.); на Международной научно-практической конференции, посвященной, 60-летию Курганской ГСХА (КГСХА, 2004 г.)

Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 6 печатных работ, общим объемом 1,9 п.л.

Личный вклад соискателя. Работа выполнена на базе КГСХА имени Т.С. Мальцева в 2001-2004 гг. Все лабораторные и полевые исследования и их обработка выполнены автором диссертации самостоятельно в рамках плана НИР. Помер госрегистрации 01.99.0 08778.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 159 страницах печатного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций производству, содержит. 25 таблиц, 17 рисунков и 5 приложений. Список использованной литературы включает 218 источников, в том числе 18-иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Объекты, условия й методы исследований

Исследования выполнены в период с 2001 по 2004 гг. путем постановки лабораторных и полевых опытов на кафедре семеноводства, технологии хранения И переработки продукции растениеводства Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева.

Объектами исследований были взяты различные сорта яровой мягкой пшеницы: Фора, Лютесценс 70, Икар, Фортуна, Вера, Ария, Новосибирская 89, Терция, Курганская I, Шадрииская, а также распространенные и злостные заболевания, симптомы поражения, вредоносность которых связана с анатомическим строением соломины и ее подземной части. Это стеблевая ржавчина (Рисстиа ¡тгагшшэ Г МПс!) и обыкновенная корневая пшль (В1ро1ап5 зогокннапа ЗЬоет.).

Метеоусловия периода исследований складывались не совсем благоприятные для роста и развития яровой пшеницы. Весна и лето 2002 года были исключительно дождливыми и холодными, а 2003-2004 гг. —засушливыми.

Учет корневой гнили на сортах пшеницы и селекционном материале проводили с выделением трех баллов поражения и расчетом критерия адаптивности. Показатель декетральносги определяли по методике М.Д. Велибекова, Н А. Кузьмина (а.с, № 731933, 1980). Визуальную оценку сортов-по сортовым признакам: форма колоса, колосковой чешуи, плеча колосковой чешуи, килевого зубца. Качество клейковины оценивали методом Пелыпенке с учетом времени брожения теста из цельносмолотого зерна.

Из аналогов и прототипов метода отбора были взяты изобретения Л.В Амелина, Л.В. Грлышкнна, А.П. Лаханова, Ю.Ф. Киричек (а.с. Л® 1380685, № 791343), И.Д.Шапиро, Н.А Вилковой, Л.И. Нефедовой (1989).

Выделение скороспелых форм проводили на основании црямой зависимости между числом хлорофиллоностиых тяжей и скороспелостью (а.с. №113546).

Биотипы, выделенные из популяций сортов пшеницы высевали на экспериментальном участке кафедры квадратно-гнездовым способом («в трубу») по схеме 45 *45 см. Технология возделывания пшеницььобщепринятая в данной зоне.

Для определения количества продольных полос хлоренхимы применяли микроскоп Laboval 4. Микрофотографирование проводили с помощью микро-фотонасадки с фотоаппаратом «Зоркий», макрофотосъемку—фотоаппаратом «Зенит ET» с насадочиыми кольцами.

Обработка экспериментальных данных проведена с применением метода оценки достоверности различий между средними независимых выборок, криволинейной корреляции и регрессии с применением компьютерных программ.

Энергетическую оценку экспресс-метода проводили по методике, опубликованной И. В. Дюрягиным и Н.И. Цензай.

2. Результаты исследования

2.1 Экспресс-анализ анатомоструктур в отборе на скороспелость, резистентность и его совершенствование

При совершенствовании экспресс-апализа в отборе ценных биотипов за основу был взят в качестве прототипа метод по авторскому свидетельству №1135466, опубликованный в БИ за 1985 год. Это способ отбора скороспелых растений, преимущественно пшеницы, основанный на анализе поперечных срезов стебля по морфолого-анат омическим признакам при этом выделение скороспелых растений-проводят на основании' прямой■ зависимости между количеством свободных от хлорофилла полостей н скороспелостью. Чем меньше хлорофиллбноскых полостей под эпидермисом, тем продолжительнее вегетационный период.. При малом количестве мощность тяжа хлоренхимы бывает большой, такие биохимические структуры дольше не прекращают своих функций, а стебель долгое время остается зеленым.

Методика осуществляется следующим образом. После созревания растений пшеницы делают пшерсчпые срезы на междоузлии под колосом с помощью лезвия бритвы. Предварительно проводят окрашивание соломины в растворе йодистого калия в течение 3-4 секунд. Раствор красителя поднимается по хлорофиллоноспым полостям и прокрашивает стенки емкости в коричневый цвет. Склеренхима окрашивается в коричневый цвет. После этого при малом увеличения микроскопа проводят подсчет количества полостей по периметру, и группируют растения по этому показателю.

Экспресс-метод дифференцирования сортов по скороспелости не связан напрямую с хлорофиллом. О количестве судят только по емкости, которую он ранее занимал. Серьезным недостатком является то, что анализировать поперечные срезы бывает технологически трудно, в случаях разрыва эпидермиса, что характерно для некоторых сортов и в связи с неудобством анализа срезов.

Отличия усовершенствованного метода от указанного выше прототипа заключаются в том, что анализируются не поперечные: срезы, окрашенные йодистым калием, разворот соломины до плоскости.-

При рассмотрении препарата под микроскопом в фазе полной спелости можно обнаружить только чередующиеся - полости хлоренхимной ткани, а хлорофилл к этому времени уже исчезает. Однако более удобно способ применить, когда соломина под колосом еще зеленая, или когда видны отдельные зеленые участки. В это время вырезают цилиндр под колосом высотой 5-6 см, разворачивают его до плоскости, расправляют между двумя предметными стеклами и фиксируют их с помощью резинового кольца (рис. 1).

2 3

Г

I

>

5*6 си

1 — предметное стекло; 2 - резнноеое кольца; 3 разворот счхюмчны

Рис. 1. Модернизация способа подсчета числа тяжей хлоренхпмы на плоскости разворота соломины

При малом увеличение микроскопа на развороте соломины, со стороны эпидермиса видны хлоренхимные тяжи, которые чередуются с клетками склеренхимы (рис. 2).

о) б)

Рис. 2. Различия сортов и биотипов пшеницы по скороспелости и устойчивости к корневой гнили а) позднеспелая, восприимчивая; б) скороспелая, устойчивая

□ - склеренхима;

^хлоренхима

Модернизированный вами способ отбора позволяет выделить формы с различной длиной вегетационного периода, устойчивые к стеблевой ржавчине и корневой г гнили на основании прямой зависимости между числом тяжей хло-ренхимьгі скороспелостью и устойчивостью. Поскольку габариты тяжа не соответствуют габаритам уредопустулы, то такая структура является устойчивой к стеблевой ржавчине. - '

2,2 Использование экспресс-анализа в аналитической селекции с отбором ценных биотипов в структуре популяции сор топ местной селекцнн

Для апробации нового метода использовали известные сорта Фора Фортуна, Ария, Вера, Шадринская, Курганская 1 и отборы Кг-13, Кб-П , Ио-23, Ил-З?, Ко-21 местной селекции КНИИСХ.

На рисунке 3 представлены частоты биотипов в гибридных комбинациях, Курганских сортов и их аизтомические параметры. При этом границы биотипов установлены расчетным путем с доказательством различий между средними в выборках подтвержденных фактическим критерием (Ц,).

_ 10

ТО-£3-ЕВ-

Коли честно тяжей, шт.

40 80 «0

Количество 1ММЙ, ют.

35 40 90 во

70 Количество тяжей, шт.

я

30

35 40 45

Количество тяжей, V

Рис. 3. Состав биотипов у сортов и отборов коллекции КНИИСХ а) Фора (Я5-51); б) Фортуна (¿я-19); в) Ария (Но-28); г) Шадринская д) Вера (Кп-48); е) Курганская 1 (145-16)

Анализ анатомо-морфологических признаков показал, что из всех известных селекционных образцов можно выделить двух-, трех- а четырехбиотишше формы (табл. !)•

Таблица 1. - Соотношение биотипов в гибридных комбинациях и отборах селекции КНИИСХ (2001-2004 гг.)

Гибридная комбинация № по каталогу КНИИСХ Биотип Количество тяжей, гот. Доля биотипов в популяции, %

Курганская 1 113-16 1;2 36-38; 45 75; 25

Отбор из Л-1889 Нг>-13 1;2 39 - 34; 40-44 50; 50

Отбор из 7234 Ео-23 1;2 32'-34; 40 60; 40

Шадр» некая Нз-1 1;2;3 ' 38-40; 42-4«; 50-54 65; 15;20

Отбор из Д -1279 ■ 8^-11 1;2;3 34-36;42 - 48; 50-54 11; 39; 50

Фортуна 1?з-19 1;2;3 34-40; 44 - 48; 56 37;57;6

Фора 422 115-51 1; 2; 3 28-30; 34-38; 40-45 94; 72; 19

Фора 427 Яв-52 1; 2; 3 30 - 34; 36-40; 45-50 21; 70;9

Отбор из 6713 Кп-39 1;2;3 38; 40 - 42; 46-48 9; 48; 43

Ария Яо -28 1;2;3 36; 40-46; 56 2; 81; 17

Отбор из 6709 *и>-21 1;2;3 32-38; 42-48; 52 13; 83; 4

Вера Ил -48 1;2;3;4 34;40-48; 52-58;60-68 3; 13; 67; 17

Достоверно: и^ 4,04 - 53,5

Данные таблицы I показывают, что в двухбиотипном селекционном материале соотношение биотипов колеблется в пределах 1:1, 1:3,1:5. Так, у известного сорта Курганская 1 биотип 1 (36-38) составляет 75%, биотип 2 (45>-25. Наиболее интересным в анатомо-морфологическом отношении является биотип 2, количество хлоренхимных тяжей, у которого равно 45 шт. Такая характеристика анатомии указывает на высокую степень скороспелости и устойчивости к корневой гнили. Отбор Из-13 представлен биотипами 30-34 и 40-44 в равных долях (50%). Гибридная комбинация Яо-23 характеризуется незначительным колебанием анатомических структур в пределах 32-40 штук, что говорит о небольшом размахе варьирования нормы реакции биотипов. Отбор в этих популяциях малоэффективен, что указывает на хорошую отселектированность форм. При более строгом подходе к отбору из Яо-23 можно выделить биотип 32-34, а биотип 40 исключить из популяции.

Среди отборов и сортов, перечисленных ранее, имеются и трехбиотипные. К ним отнесены К5-1> Кз-11,115-19,1^-51,1^-52, Лп-ЗЯ, Яо-28, Ко-21.

В гибридной комбинации 1Ъ-19 четко выделяются биотипы-34—40, 44-48 и 56. При этом 1-й биотип занимает 37%, 2-Й-57 и 3-й-б. Особый интерес в этом материале представляет биотип 56, который можно использовать в автономном варианте^ или скомбинировать с биотипами 44 и 48, в результате чего будет получена синтетическая трехбиотшшая пластичная популяция. Биотип 35-40 представляет наименьший интерес в иммунологическом отношении к позднеспелости. Индивидуальные отборы из сорта Фора разновидности лютес-ценс (Кз-51 и 118-52) в нашем эксперименте представлены трехбиошшшми формами. Так, в биотип 28—30 составляет доминирующим является

биотип 34—38 хлоренхимных тяжей, который в популяции сорта занимает 72%. Что касается Кз—52, то у нее биотип 45—50 является скороспелым и более устойчивым к болезням, поэтому его можно отобрать для дальнейшего размножения в качестве перспективной формы.

Гибридная комбинация Ш1-39 более выровнена по составу биотипов, однако и здесь имеется возможность дальнейшего обора. Выделенный биотип 38 (9%) следует считать минус-вариантом как позднеспелый и восприимчивый. Второй и третий биотипы можно объединить в синтетическую популяцию, что делает ее более отселе ктиро вал ной н ценной.

В популяции сорта Шадринская биотип 38-42 представлен 65%, а два других (46-48), (52-56), соответственно 15 и 20%, и они являются более скороспелыми, и одновременно устойчивыми к стеблевой ржавчине и корневой гнили. Если направить селекцию именно в этом направлении, то следует увеличить долю биотипов 52-56 с 20 до 60-70%, а биотип 38-40 уменьшить до 20%, что очень легко сделать, добавив биотипы, из любой другой гибридной комбинации или сорта в пределах одной разновидности. При индивидуальном отборе можно создать сорта-линии^ которые затем рекомендовать для возделывания в первой зоне Курганской области.

Сорт Ария представлен биотипами 36, 40-46 и 56, а в структуре популяции они занимает соответственно 2, 81 и 17%. Что касается отборов из гибридной комбинации 115-11 и Ко-21, то они также до конца не отселектированны и из них можно отбирать ценные биотипы, или расчленять популяцию на отдельные биотипы с четко различающимися признаками устойчивости к болезням. ■ ■:■■■

Исключительно мультилинееп и представлен четырьмя биотипами сорт Вера (Ил—48). Биотип с количеством анатомоструктур 34 является минус-вариантом как позднеспелый и менее устойчивый к стеблевой ржавчине и корневой гнили, а поэтому подлежит выбраковке. Если в составе популяции оставить только биотипы 52-58 и 60-68, то сорт Вера будет улучшен, и при этом принцип мультилинейности не сдвинется в сторону чистолннейкостя.

Одновременно с сортами местной селекции был проведен анализ биотипов сортов из других областей, но районированных в Курганской области. К их числу относятся Лютесценс 70, Икар, Новосибирская 89. Анализ проводили в сравнение с сортом Терция (табл. 2).

Таблица 2. - БиотипныЙ состав различных сортов в сравнение с сортом Терция (Курган, 2001-2004 гг.)

Сорт Биотип Количество тяжей, шт. Доля биотипа в популяции, %

Терция 1;2;3 32-33; 34-39; 40-45 40; 28; 30

Новое ибирская 89 1;2 32 - 40; 42 - 50 55; 45

Лютесценс 70 1; 2; 3 32; 40 - 44; 52 4; 68; 2В

Икар 1;2; 3 30; 36-40; 48-50 10; 37; 53

Достоверно: 1*001 6,56-23,74

Данные таблицы 2 показывают, что в популяции сорта Люгесценс 70 четко выделяется три биотипа. Доля первого биотипа с количеством анатомоструктур 32 составляет 4%, второго-68%. Что касается биотипа 52, то доля его в популяции 28%, но именно он представляет для нас наибольший интерес, поскольку является более устойчивым к болезням.

Популяция сорта Новосибирская 89 двухбиотипна. Доля биотипа 32-40 у него достигает 55%, а 42-50-45%. Такое соотношение биотипов существенно затрудняет отбор минус-вариантов. То же самое можно сказать и о Курганском сорте Терция, у которого не проявляется доминирование, какого либо биотипа.

23 Анатомо-морфологический метод оценки сортов и отборов на корневую гниль

Что касается влияния анатомомических структур на устойчивость к корневым гилям, то в научной литературе сведений в этом отношении не имеется. Известно только, что симптомы гнили на подземном междоузлие и узле кущения можно обнаружить в конце фазы кущения-начале выхода в трубку. Именно в этот период болезнь достигает максимального развития и наиболее вредоносна. При этом поражаются первичные и вторичные корни, подземное междоузлие, эпикотиль и основание стебля. Мы отмечали, что на подземном междоузлии прослеживается характерное размещение некротических тканей в виде тонких штрихов. Это дает основание судить о том, что побурение тканей приурочено не к проводящим сосудам, а к воздушным полостям, расположенным по периферии подземного междоузлия, куда совсем недавно поступали продукты фотосинтеза. Это может быть связано с тем, что проникшие в междоузлия гифы находят необходимую газовую среду, ускоряющую патологический процесс. Чаще всего штрихи сливаются в сплошной некроз, охватывающий всю периферию подземного междоузлия, а грибница в воздушных пустотах развивается исключительно быстро.

В таблице 3 приведены данные изучения роли анатомии в патологическом процессе по биотипам сортов: Шадринская, Курганская I, Ария, Люгесценс 70 и отборов из 1279. 6709, 7234. Из таблицы следует, что высокоадаптивными являются сорта Курганская 1, Шадринская, Ария и отбор ■ Ио-23. Они менее ослаблены, о чем говорят критерии адаптивности в пределах 2,0-3,0. Максимальная адаптивность к корневой гнили была отмечена только у биотипа 36-38 сорта Курганская 1. Гибридные комбинации* Яз-! I и К.о-21 находятся в группе минус-адаптивных, поскольку критерии адаптивности их колеблются. в пределах;'1,5-2,0. В составе популяции сорта Шадринская высокоустойчивым был биотип 42-48^ критерий адаптивности которого составил 2,7.

На рисунке 4 приведены эмпирические данные криволинейной зависимости между .развитием корневой гнили и количеством хлореыхимных тяжей, которые указывают на тесную зависимость при корреляционном отношении /~=0,78±0,17, фактическом; критерии 1=4,6 у селекционного образца 1 и /-=0,95*0,1,1 =7,7-у сорта Шадринская.

Таблица 3. — Параметры корневой гнили по биотипам сортов яровой пшеницы

(Курган, 2001-2004 гг.)

Параметры корневой гннли

Сорт, гибрндаая комбинация Биотип развитие, % - распространенность, % критерий адаптивности (Ка)

Шадринская (іи-і> 38-40 42-48 24 22 53 61 « 2,7

52-56 32 61 1,9

Курганская 1 (¿5-16) 36-38 45 27 21 82 47 3,0 2,3

Ария (Ко - 28) 40-46 56 24 . . 31 43 75 1,8 2,4

Лютесценс 70 40-44 52 45 44 75 73 1,7 1,7

Отбор из 1279 (Ля-11) 34-36 42-48 50-54 20 16 21 36 31 42 1,8 1.9 2,0

Отбор га 6709 (Ко-21) 32-38 42-48 52 47 38 38 71 70 63 1,5 1,8 1.7

Отбор из 7234 (Ко-23) 32-34 40 33 30 66 64 2,0 2,2

Примечание - Критерий адаптивности (Ка) »'это отношение максимальной тяжести гнили к фактической, Ка=б*3/ (а*б), где б - число больных растений; а - балл поражения

а)

б)

* 301 і

І 20

I ю-

п £

т>ЧЗ,7в±0,17

34-36 42-43 50-54

Количество тяжей, 11/Г.

40 3020 ■ 10 0

гго«»аі

ТгТ7

ЗВ-40 42-40 52-60

Количестве тажвй, шг.

Рис. 4. Зависимость развития корневой .гнил и от числа хлорсн-химных тяжей у сортов Й отборов пшеницы а)11з-11; б) Шадринская

На рисунке 5 показана прямолинейная зависимость между развитием корневой гнили и количеством хлоренхимных тяжей у сортов Лютесценс 70, Курганская 1, селекционного образца її.о-21.

а)

^ 60 п

40 ■

20

г^авмив

32 52

Количество тяжей,

ав

60,-п

25

б)

г-4,ТИ ll.lt

40-44 52

Количество тяжвА шг.

I

I

3 10

0 -I-,-,

Эв - 38 46

Количество тяжей, шг.

Рис. 5. Зависимость развития корневой гнили от количества хлоре нхимных тяжей у сортов и отборов пшеницы а) К.о-21; б) Лютесценс 70; в) Курганская 1

Прямолинейная обратная корреляция между развитием гнили и количеством анатомоструктур у селекционного образца Яо-21 доказана при г=-0,85±0,15 и уравнении регрессии у=67,9-0,63х.

У сорта Лютесценс 70 закономерность развития гнили подчиняется обратной прямолинейной корреляции при т=-0,78±0,31, уравнении регрессии у=47,9 0,07х, а у сорта Курганская 1 при г=-0,74±0,4; у=4б,б-0,54х, что указывает на тесную зависимость.

2.4 Лнатомо-морфологнческин метод оценки сортов и отборов на стеблевую ржавчину Р. йгагаШз Г- 1гШс1

В 1970 году Э.Э. Гешеле и Л.Т. Бабаянц впервые установили, что устойчивость к стеблевой ржавчине зависит от толщины тяжей хлоренхимы в стебле. Это дает возможность дальнейшего совершенствования их методики. Методика была трансформирована в экспресс-анализ на скороспелость, экспресс-анализ по выделению биотипов из популяций и современный экспресс-анализ по приборному определению. устойчивости к стеблевой ржавчине путем денситометрии. Денситометр с записывающим устройством дает возможность изучения большого числа сортообразцов пшеницы. Прибор

хорошо улавливает различия в оптической плотности хлорофилла у устойчивых и восприимчивых образцов. Мощные тяжи хлорофилла дает пик па записывающем устройстве в пределах 50-60 ед., тогда как тонкие-70-80 ед. Поскольку мощность тяжей коррелирует с числом их, то в любом случае показания прибора' могут быть пересчитаны на число тяжей. Следуя логике вышеупомянутых ученых и по показаниям денситометра определили степень устойчивости сортов и отборов, что представлено в таблице 4, из которой следует, что у перечисленных форм проявляется средняя и высока устойчивость к стеблевой ржавчине.

Таблица 4. - Устойчивость отдельных биотипов у различных сортов и отборов яровой пшеницы к стеблевой ржавчине (Курган, 2001 - 2004 гг.)

Сорт, отбор №по каталогу Биотип Доля биотипа в популяции, % Устойчивость к стеблевой ' ржавчин«

Курганская 1 45 25 средняя

Шадринсхая 50-54 20 высокая .

Фора 422 40-45 19 средняя

Фора 427 Кл-52 45-50 9 средняя

Ария Яо-28 56 17 высокая

Вера Кл-48 52-58 60-68 67 17 высокая высокая

Терция • 40-45 30 средняя

Новосибирская 89 - - 52 . 45 высокая

Лютесценс 70 - 52 28 высокая

Отбор 6709 ао-21 52 4 высокая

Отбор 6713 Нп-39 46-48 43 средняя

Отбор 1889 113-13 40-44 50 средняя

Отбор 7234 Яо-23 40 40 средняя

Самые цепные формы могут быть представлены биотипами от 50 до 68. Лучшим донором генов устойчивости является сорт Вера (Нп—48), в котором 17% представлен биотип 60-68. В этой связи здесь необходим отбор для улучшения сорта Вера с точки зрения иммунитета к ржавчине. Такие растения характеризуются индуцибел ьн остью оперона и представляют большую ценность. Вместе с тем иммунный сорт Терция требует пристального внимания потому, что число тяжей у него колеблется 'в пределах 40-45 шт., а показания денситометра значительно уступают сортам Вера и Ария. В этой связи следует опасаться, что сорт Терция со временем может стать восприимчивым.

2.5 Характер наследования анатомических параметров у яровой пшеницы

Для доказательства эффективности новой методики был поставлен специальный палевой и лабораторный эксперимент по наследуемости. Сравнивали наследуемость традиционных сортовых признаковой' анатомии соломины. В таблице 5 представлена наследуемость сортовых признаков пшеницы.

Таблица 5. - Наследуемость традиционных сортовых признаков в структуре популяции сортов пшеницы (Курган, 2001—2003 гг.)

Кол-во тяжей, шт. Наследование сортовых признаков,%

Сорт 1 килевого зубца колосковой чешун плеча колоса

РІ Ь И,

Ария 1 46 68 31 50 48 44 41 58 31

2 56 85 42 50 48 50 47 53 27

Лютесценс 70 1 2 40 52 92 93 60 58 47 52 45 50 51 37 48 34 58 55 32 29

Фора 1 30 90. 52 44 44 34 32 67 40

2 40 80 42 30 30 49 47 62 36 '

Из данных следует, что высокий процент наследуемости в Р] был отмечен по килевому зубцу у сорта Лютесценс 70 (92-93%). V сорта Ария он колебался в пределах 68-85% в зависимости от биотипа. Наследуемость килевого зубца у сорта Фора составила 80%-у биотипа 40 и 90%-у биотипа 30.

В большей степени в пределах одного колоса модифицирует форма плеча. Наследуемость этого показателя составила от 34 до 51% в зависимости от сорта и биотипа. Меньше всего наследуется форма колосковой чешуи. Она сохраняет свою константность в пределах колоса 30-52% случаев, поэтому идентифицировать по колосковой чешуе практически невозможно. Наследуемость формы колоса занимает промежуточное положение между килевым зубцом и колосковой чешуей , в отношении изменчивости. Так, у сорта Фора форма колоса наследовалась в пределах 62-67%; у сорта Ария-53-58% и у сорта Лютесценс 70 55-58%, Форма колоса достаточно сильно варьирует в пределах одной семьи.

Идентифицируя, сорта до количеству хлорофиллоносных тяжей, мы отметили, что данные по наследуемости их у сортов являются более постоянными. Наследуемость анатомоструктур соломины представлена в таблице б.

Таблица 6. - Наследуемость анатомии соломины у биотипов сортов яровой ' пшеницы (Курган, 2001 -2004 гг.)

Количество Наследуемость анатомии в популяциях, %

Сорт Биотип тяжей в биотипе, шт. Ъ Рз

Ария 1 46 100 93 61 59

2 56 100 : 62 58 55

Лютесценс 70 1 40 100 100 78 61

2 52 • 100 89 71 64

Фора 1 2 30 40 100 100 95 90 77 66 68 50

Достоверно: 1^к>1 6,5- -59,5

Данные показывают, что в наследуемость анатомоструктур у сорта Ария достигла 93% и 55-59% в У сорта фора биотип 30 унаследовал в Р, 90-95%,

а в Рз 68%. Высокий процент наследуемости анатомии отмечается и у сорта Лтесценс-70^-100% в и 61-64 в .

Общепринятая схема производства элиты методом индивидуального отбора включает следующие звенья: питомник отбора (ПО) родоначальных растений; питомник испытания потомств 1-го года (ПИ-1); питомник испытания потомств 2-го года (ПИ-2); питомник размножения 1-го года (ГТР-1); питомник размножения 2-го года (ПР-2); суперэлита; элита. Первичное семеновода ство согласно этой схеме пролангировапна па 7 лет и любое сокращение ее чревато потерей качества элитных семян. Нами усовершенствована схема первичного семеноводства. Модернизированная схема предусматривает сокращение сроков производства семян суперэлиты и элиты за счет оценки потомств в зимний лабораторный период с помощью точных анатомо-морфологических критериев. При этом определяется количество хлоренхимных тяжей под микроскопом или с помощью денситометра. Это позволяет отменить субъективные двухлетние наблюдения в ПИ-1 и ПИ-2. Идентифицированный материал поступает в ПР-1, высевается в семеноводческих севооборотах на участках с высоким агрофоном и по лучшим предшественникам, сеялкой СН-16 с разбросными сошниками. В течение вегетационного периода проводят визуальный просмотр ПР-1 и выбраковывают минус-варианты. Начиная с питомника размножения второго года, все работы, проводят механизированно. Элиту, полученную на пятый год выращивания, можно пересевать и проводить при этом обязательный экспрссс-анализ. Если не допускать пересева в элитном питомнике, то в целом схема производства элиты может быть реализована в 4 года в случае отбора большого числа родоначальников элиты в ПО. Все это становится возможным благодаря применению разработанпой экспресс-методики.

ВЫВОДЫ

1. Иммунологические параметры пшейицы зависят от анатомоструктур, что является формой проявления пассивного иммунитета, однако т разнообразие приурочено к определенным возбудителям. Так, анатомия соломины и подземного .междоузлия детерминирует разную устойчивость к стеблевым и корневым заболеваниям, а опушенность листьев и восковой налет-к листовым инфекциям.. ,

2. Популяции многолинейных сортов пшеницы обычно представлены различным сочетанием биотипов, у которых соотношение хлоренхимы и склеренхимы бывает самым различным: у одних лучше развиты склеренхимные, а у другях-хлоренхимные ткани. Степень выравненное™ этих параметров в биотипах мультилинейного сорта не является положительным его характеристикой.

3. Для идентификации сортовых признаков традиционные параметры фенотипа, такие как формы колоса, плеча, килевого зубца, зерна и другие, используемые в семеноводстве н сортоведении, является недостаточно эффективными в связи с их изменчивостью и субъективностью, а поэтому не обеспечивают высокой точности определения сорта.

4, Идентификация сортов по анатомо-морфологическим признакам, в частности по числу хлорофиллоносиых тяжей является более точной: чем больше таких тяжей и выше оптическая плотность хлорофилла в них, тем более скороспелой является форма. Доказано, что сорт с такой характеристикой меньше поражается не только стеблевой ржавчиной, но и корневой гнилью. Вместе с тем у разных сортов эта зависимость проявляется по-разному.

5. Наследуемость традиционных сортовых признаков является незначительной, но наиболее надежными признаком является форма килевого зубца.

6, Наследуемость анатомо-морфологнческих признаков зависит от сорта в незначительной степени. В целом по сортам она существенно превышает известные сортовые признаки и находится в пределах 61-100%.

7. Сформулированный анатомо-структурный анализ хлоренхимы позволяет успешно отбирать более скороспелые биотипы, с последующим выявлением более урожайных, высокоустойчивых к стеблевой ржавчине и корневой гнили.

8. Биотопы с незначительно различающимся числом и мощностью тяжей хлоренхимы можно объединить в синтетическую резистентную к корневой гнили и стеблевой ржавчине популяцию. МультшшнсЙность может быть представлена любым числом биотипов. При .этом предпочтение следует отдавать наиболее устойчивым из них. ,

9, Чем больше в популяции мулитилинейного сорта устойчивых биотипов, тем скороспелее сорт. Такой сорт будет считаться более цепным в иммунологическом отношении.

10.Экспресс-анализ популяции является наиболее экономичным методом современной селекции и системы первичного семеноводства, исключающим субъективную оценку при введение точных математических критериев. Это резко сокращает сроки создания скороспелых, устойчивых к болезням сортов И снижает энергоемкость.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. В аналитической селекции необходимо выделение большого числа биотипов. Самым точным методом для реализаций мультилинейности является анатомо-морфологический. Его необходимо шире применять не только в селекционных учреждениях, но и на станциях защиты растений при разработке оценочных критериев.

2. Селекционным учреждениям рекомендуется удобный и эффективный экспресс-метод отбора на скороспелость, и устойчивость к стеблевой ржавчине и корневой гнили сортов пшеницы.

3. Анатомо-морфологический метод следует применять для идентификации родоначальников элитных растений в системе первичного семенно-водства, что позволяет в дальнейшем на 2-4 года сократить сроки выдачи суперэлиты и элиты за счет исключения питомников испытания потомств и других мероприятий.

Слисок работ, опубликованных но теме диссертации

1, Голощанов А.П., Дробышева Е.А. БиотипныЙ состав сортов-популяций яровой пшеницы в зоне радионуклидного загрязнения // Музей-ты мир!: Материалы региональной науч.-практ. конф. посвященной 50-летию Курганского областного краеведческого музея—Курган, 2001 .-С. 268272.

2, Голощапов А.П., Дробышева Е.А., Порсев И.Н. Анатомия соломины и продолжительность вегетации пшеницы в зоне радиационного загрязнения // МузеЙ-ты мир!: Материалы региональной науч.-практ. конф. посвященной 50-летию Курганского рбластного краеведческого музея.-Курган, 2001.-С. 260-262.

3, Дробышева Е.А., Семизельннкова O.A., Порсев И.Н, Защитные технологии реабилитационной зоны Курганской области Н Музей-ты мир!: Материалы региональной науч.-практ. копф. посвящещюй 50-летию Курганского областного краеведческого музея,-Курган, 2001.-С. 258-260.

4, Голощапов А.П., Семизсльникова O.A., Дробышева Е.А. Методические указания и задания по сортоведению для студентов агрономического факультета.-Курган, 2002.—10 с.

5, Дробышева Е.А. Модернизация способа отбора скороспелых растений И Новые горизонты-2002 IV Зауральский фестиваль научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов: Тез. докл. облает, науч.-практ. конф.-Курган, 2002.-С. 30-31.

6, Дробышева Е.А. Результативность аналитической селекции пшеницы // Новые горизонты-2002 IV Зауральский фестиваль иаучно-исследова-тельского, технического и прикладного творчества молодежи и студентов: Тез. Докл. облает, науч.-практ. конф-Курган, 2002.-С. 31-32.

7, Дробышева Е.А, Метод отбора в популяциях мягкой пшеницы П Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: Сб. материалов VIII Всероссийской науч.-прак. конф.-Пенза: РИО ПГСХА, 2004-С. 27-29.

ЛИЦЕНЗИЯ ЛР Ла 021298 от 18 июня 1998 г.

Подписано в печать 21.09.2004 Формат 60x84'/)« Бумага офсетам. Гарнитура Times. __Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 1214_

Федерально« государственное образовательно« учреждение высшего профессионального образования «Кургаяскак государственная сельскохозяйственная академия им. Т. С .Мальцева» 641300 Курганская облаете, Кетовский район, с. Лесниково, КГСХА