Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Эколого-генетические исследования селекционных признаков яровой твердой пшеницы в различных регионах Казахстана

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Эколого-генетические исследования селекционных признаков яровой твердой пшеницы в различных регионах Казахстана"

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК им. В. И. ЛЕНИНА ВОСТОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

КАЗАХСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ имени В. Р. ВИЛЬЯМСА

На правах рукописи

Мухадиев Бауыржан Медерханович

УДК 633.11«327»:631.527:578

ЭКОЛОГО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕЛЕКЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ В РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНАХ КАЗАХСТАНА

06.01.05 — Селекция и семеноводство

А вторе фе ра т диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

и. Алмалыбак—1990

Работа выполнена в 1986-1990 гг. в отделе биотехнологии Казахского научно-исследовательского института земледелия имени. В.Р.Вильямса.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - кандидат сельскохозяйственных наук

111ЕГЕБАЕВ О.Ю. -

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор биологических наук

. БВДЕШЮ В.П.

кандидат сельскохозяйственных наук НУРПЕИСОВ И.

ВЕДУЩЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ - Казахский ордена Трудового Красного

Знамени сельскохозяйственный институт

Защита диссертации состоится пМ " 199@ г.

в . Щ часов на заседании специализированного совета К 020,39.01 в Казахском научно-исследовательском институте земледелия им.В.Р.Вильямса.

Отзывы на автореферат диссертации (в 2-х экземплярах)

просим направлять по адресу: 483133 Алма-Атинская область ,

Каскеленский район, п.Алмалыбак, Казахский НИИ земледелия.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КазНЖЗа. Автореферат разослан " " 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат с.-х. наук РАЫАЗАНОВА С.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы. Посевные площади твердой пшеницы в СССР составляют около 6-7 млн. га, или Ю £ всех посевов страны. Ценным в этой культуре является Еысокостекловидное янтарно-желтого цвета зерно. Этот цвет обусловлен желтыми пигментами, содержание которых в эндосперме высококачественной твердой пшеницы в среднем в два раза выше, чем в мягкой. Благодаря этим особенностям зерно твердой пшеницы - незаменимое сырье для изготовления высококачественных макарон и макаронных изделий.

Народнохозяйственное значение увеличения производства зерна твердой пшеницы в Казахской ССР особенно велико, где посевные площади занимают всего лишь около 1200 тыс.га, что далеко недостаточно при естественной благоприятности ее возделывания в республике.

Одним из путей увеличения производства зерна твердой пшеницы является создание и внедрение в сельскохозяйственное производство высокопродуктивных сортов, устойчивых к стрессовым факторам раз -личных экологических регионов республики. Згого требует постоянное совершенствование методов и приёмов селекции яровой твердой пшеницы применительно к конкретным агроэкологическим регионам республики на основе исследования ее основных признаков'продуктивности.

т

Цели и задачи исследований. Оскоеной целью настоящей работы явилось изучение особенностей изменчивости, наследования, наследуемости и комбинационной способности основных хозяйственно ценных признаков яровой твердой пшеницы в Зависимости от генотипа и резко-контрастных экологических условий Центрального, Западного и Юго-Восточного регионов Казахстана и создание на этой основе исходного материала для биотехнологии и практической селекции.

для достижения этой.цели поставлены следующие задачи:

1.' Исследование особенностей проявления и варьирования основных количественных признаков продуктивности у гомозиготных генотипов яровой твердой пшеницы в различных агроэнологических условиях Казахстана.

2. Изучение особенностей наследования и наследуемости количественных признаков мексортовыми топкроссными гибридами провой твердой пшеницы в зависимости от экологических условий Казахстана.

3. Оценка по комбинационной способности ( ОКС и СКС) районированных и перспективных сортов яровой твердой пшеницы по количест-

венным признакам в системе топкроссных скрещиваний.

Выявление из гомозиготных генотипов по степени варьирования их количественных признаков исходного материала для биотехнологии и практической селекции яровой твердой пшеницы.

5. Изучени е эффективности отбора в гетерозиготных гибридных популяциях.

о. Выделение гомозиготных хозяйственно ценных линий по гене-тико-статисгическим показателям количественных признаков яровой твердой пшеницы.

7. Выявление гетерозигстных генотипов для биотехнологии и практической селекции яроЕой твердой пшеницы.

Научная новизна работы. В результате проведенных исследований в различных условиях Казахстана определена следующие особенности, отличающиеся локально-экологической новизной:

- наследование и наследуемость количественных признаков продуктивности яроЕой твердой пшеницы;

- общая и специфическая комбинационная способность районированных и перспективных сортов по признакам продуктивности;

- роль аддитивных эффектов действия генов на наследование признаков продуктивности в зависимости ,рт резко-контрастных условий среды;

- эффективность отбора гомозиготных и гетерозиготных генотипов на основе селекционно-генетических параметров по большинству количественных признаков;

- принцип отбора локально адаптивных и экологических пластичных гомозиготных и гетерозиготных генотипов;

- создан исходный материал для их использования в исследованиях по биотехнологии и'практической селекции яровой твердой пшеницы.

Практическая значимость работы. На основании проведенных исследований выявлены генетические особенности изменчивости наследования и наследуемости, комбинационной способности основных элементов продуктивности, которые позволяют научно-обоснованно планиро-. вать перспективные планы гибридизации, отбора ценных гомозиготных, дигаплоидных и селекционных линий. По результатам изучения гене-

тико-селекционных параметров количественных признаков со'ртообраз-цов и их топкроссных гибридов - Рд создан и выделен ценный исходный материал в количестве* 1939 генотипов для их использования в биотехнологических исследованиях и экологической селекции яровой твердой пшеницы в условиях Западного, Центрального и Юго-Восточного Казахстана. Этот материал проходит испытание, в селекционных питомниках в различных регионах Казахстана и научно-исследовательских учреждениях ( Казахский НИИ земледелия имени В.Р.Вильямса, Актюбинская СХОС, Карагандинская СХОС, Семипалатинская СХОС и др.) и используйгся в биотехнологических ис- ■ следованиях в Казахском научно-исследовательском институте земледелия имени В.Р.Вильямса и Институте молекулярной биологии и биохимии АН Казахской ССР им. М.А.АЙтхожина.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы доложены -на конференции молодых ученых Казахского НШ земледелия им. В.Р.Вильямса -( п.Алмалыбак, 1986) , на научно-практической конференции, посвященной ХХП съезду ЛКСМ Киргизии ( г.Фрунзе, 1987), на сессии Института ботаники АН Казахской ССР, посвященной ЮО-легию со дня рождения Н.И.Вавилова ( г.Алма-Ата * 1987 ), на Всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур ( п.Алмалыбак,1988) и на заседании отделов биотехнологий и селекции пшеницы Каз. НИИ земледелия им. В.Р.Вильямса ( п.Алмалыбак, 1990).

Публикация работы. По материалам диссертации опубликовано пять научных работ.

Обьем и структура диссертации.

Диссертационная работа изложена ша 129 страницах машинописного -текста и состоит йз введения, семи глав, выводов и предложений селекционной практике, содержит 31 таблицу.

Список использованной литературы включает 142 отечественные, и 65 зарубежных публикаций.

I. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Условия и место проведения эксперимента

Экспериментальная -работа проводилась в I98S-IS90 гг. в четырех резко-контрастных агроэкологических зонах Казахстана:

1. Предгорная зона Алма-Атинской области (КазНЖЗ)

Высота над уровнем моря 740 м. Почвенный покров представлен светло' каштановыми суглинкаш, реке супесчаными почвами. Содержание .гумуса - 3 %. Сумма положительных температур 2500-2700°С , средне' годовое количество осадков 414 мм.

Климат-характеризуется сравнительно мягкой зимой, прохладной и влакной весной, жарким и сухим летом, теплой и сухой осенью.

2. Сухостепная зона Алма-Атинской области ( Карой)

Почвенный покров представлен малокарбонатными обыкновенными сероземами с небольшим гумусным горизонтом доЗ£ . Климат отличается крайней сухостью и резкой континентальностью, с большими суточными и годовыми колебаниями температур Еоздуха, небольшими и неустойчивыми количествами осадков 150-230 мм." Сумма полояситель -• ных температур 2700-3900 °С.

3. Акгюбинская сельскохозяйственная опытная станция (СХОС)

Климат зоны характеризуется засушливой весной, сухим и жарким летом. Длина вегетационного периода сокращается за счет весенних и осенних заморозков. Сумма положительных температур 2500-2700°С, водообеспеченность яровых культур 30-60 % (105-220 мм).

4. Карагандинская сельскохозяйственная опытная станция (СХОС)

Расположена в центральной части ыелкосопочника с характерными для нее обособленными возвышенностями и грядами. Колебание осадков по годам весьма значительное - от 120 до 420 мм. Распределение осадков в течение года неравномерное. Больше их выпадает в теплый период. Высокие летние температуры воздуха доходят до 41°С, вы- . зывая сильное испарение.

Исходный материал и методика исследования

В качестве исходного материала для исследования были исполь-юваны районированные в Казахстане сорта и перспективные номера ¡елекции Казахского НИИ земледелия им.В.Р.Вильямса яровой твердой шеницы ( Накат, Алтайка, Алмаз, Харьковская 46, Антей-, Саратовская 40, Луганская 7, Актюбинская 75, Безенчукская 139, 15306, [5307, 15096, 15097, 15057, 15290, 14979), а также их топкроссные гибриды Fj-Pg поколений, полученные с тестерами Безенчунская 139 и 14979. Получение гибридных зерен осуществлялось в полевых условиях по схеме топкроссных скрещиваний. Кастрация проводилась общепринятым методом, а опыление осуществлялось "твелметодом", разработанным мексиканским ученым Борлаугом и модифицированным Уразалиевым P.A. и Шегебаевьш О.Ш. (1981).

Для анализа количественных признаков из средней части делянки были взяты по 30-100 растений. Каждое растение анализировали по 8 количественны^ признакам.

Среднеарифметическую ее ошибку и коэффициент вариации определяли по Б.А.Доспехову (1979,1985). Характер исследования определяли по (формуле степени доминирования В.Ф.'Дорофеева, Г.А. Пушкина (IS74). Наследуемость вычисляли по формуле & J-Maid^ (1965), К.Млкйг, , ¿JJmIs (1971).

Комбинационную способность вычисляли по методу Савченко В. (I96ô). Статистические расчеты выполнялись на ЭВМ.ВЦ ВАСХНИЛ.

. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ КАЗАХСТАНА

Испытание сельскохозяйственных культур в различных экологических зонах свидетельствует, что изменение условий среды по разному влияет на выраженность признаков у изучаемых генотипов, то есть, наблюдается взаимодействие генотипа среды ( Мартынов и др., 1984).

"б

Фенотипическое проявление количественных признаков зависит не только ..от генетических особенностей организма, но и в значительной мере от внешней среды.

Выделение лучших генотипов путем отбора затрудняется из-за сильного модифицирующего влияния факторов внешней среды. Поэтому выявление закономерностей модификационной изменчивости количественных признаков имеет первостепенное значение для повышения эффективности отбора ( Гужов, Патирина, 1990).

В задачу наших исследований входило изучение изменчивости количественных признаков продуктивности у сортов яровой твердой ' пшеницы и их гибридов Р^., Рд поколений в четырех различных г.очвенно-клиштических условиях Казахстана. •

Анализ экспериментальных данных изучаемых количественных признаков показал, что наиболее стабильным является признак -"высота растения", (табл.1).

Более всего варьируют такие признаки.как "Продуктивная кустистость", ■ "Масса зерна с"одного колоса" , "Масса зерна с растения" вследствие модифмкационной изменчивости.

Признаки "Длина колоса", "Число'колосков в колосе" ."Число зерен в колосе" средневарьирующие.

По большинству элементов продуктивности и по их степени изменчивости выделен и рекомендуются для использования в биотехнологических исследованиях и в практической селекции следующие сорта и гибриды для различных следующих экологических регионов: "

I. Каз.НИИЗ. а. Сорта - Беэенчукская 139, Алмаз, 15306, Луганская 7, Антей;

б. Гибриды - Алмаз х Беэенчукская 139, 15307 х Бёзенчукская 139, Саратовская 40 х 14979 , Луганская 7 х Беэенчукская 139 , Накат х 14979.

2. Карой

а. Сорта - Беэенчукская 139«Саратовская 40,

Изменчивость признаков у сортообразцов яровой твердой пшеницы и их топкроссных гибридов по экологическим пунктам

Генотипы и

годы

!

КазНШЗ

Экологические пункты 1

Карой

!

Т^!

Актюбинская

! СХОС т

HÎ

Карагандинская СХОС

I

К*

т~т

v, 4Л

I. Высота растений (стабильная )

Сорта 1987 1988 Гибриды

1987

1988 Р

I

98 ¡9 10,8 88,4 10,8 44,6 15,4 55,9 13,7

96,7 9,1 73,1 9,1 54,0 11,3 5 0,0 12,1

95,6 10,8 90,6 10,2 40,9 13,4 51,0 12,2

94,2 12,8 89,1 Ю,4 42,9 12,9 53,4 23,5

99,7 7,7 75,3 9,1 51,1 10,4 52,3 12,1

98,0 8,5 74,6 8,6 51,4 11,2 51,6. ГО,7

97,3 9,3 75,4 9,5 51,7 9,6 4&,5 11,4

2. Масса зерна с I растения

Сорта 1987 1988 Гибриды 1987 Рт

(сильно-варьирующий )

1988

г2

2,9 44,2 3,2 38,9 0,3 60,4 1,0 61, г

4,1 41,2 2,2 40,2 0,4 49,4 0,5 51,8

2,9 45,0 3,1 38,5 0,2 51,4 0,9 62,2

3,0 48,0 3,1 39,Г- 0,2 58,8 1,0 56,6

4,6 42,6 2,7 40,5 0,5 47,3 0,6 50,1

4,9 36,6 2,8 41,1 0,4 46,8 0,5 '48,1

4,3 39,1 2,5 44,8 0,5 50,0 0,5 51,1

3- Число зерен в колосе ( слабогарьирующий )

Сорта 1987 • 33,5 35,6 35,3 31,2 7,3 53,5 20,7 47,2

1988 38,5 33,7 24,0 30,2 12,6 37,2 12,6 • 44,7

Гибриды

1987 Pj 30,5 30,7 30,8 26,2 7,4 42,7 18,4 53,4

F2 33,1 35,8 31,3 27,7 7,5 54,4 20,8 44,6

1988 Fj 44,0" 33,0 25,0 25,6 14,2 39,6 16,7 • 45,6

Р2 44,6 29,5 22,9 30,6 14,1 39,1 13,6 47,4

F3 39,1 33,6 23,6 26,9 14,5 40,0 13,8 53,7

Алтайка, Луганская 7 ; б) Гибриды - Саратовская 40 х Безенчукская 139, Антей х Безенчукская 139, 15306 х Безенчукская 139, 15290 х Безенчукская 139, Накат х Безенчукская 139, 15306 х 14979.

3) Актюбинская СХОС a)Copsa— Саратовская 40, Антей, Накат,

Алмаз, Харьковская 46; б) Гибриды - Саратовская 40 х Безенчукская 139, Накат х 14979, Антей х 14979, Саратовская 40 х 14979, Антей х Безенчуксная 139, Накат . х Безенчукская 139.

4) Карагандинская'СХОС.

а) Сорта - Харьковская 46, .АнтеЙ, Накат, 15097;

б) Гибриды - Харьковская 46 х Безенчукская 139, Антей х Безенчукская 139, 15306 х 14979, Алмаз х Безенчукская 139, Харьковская 46 х 14979, .. Алтайка х Безенчукская 139, Харьков екая 46 х 14979, Накат х Безенчукская 139, Антей х 14979.

2. НАСЛЕДОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦУ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ КАЗАХСТАНА

При подборе пар для гибридизации важно знать, отмечают В.Г. Вольф (1973), Р.А.Уразалиев, О.Ш.Шегебаев (1981 ), какую наследственную информацию о развитии того или иного признака несут материнский и отцовский компоненты. Это позволит перейти к плано мерному прогнозированию результатов гибридизации на основе учета наследования признаков, развитие которых предопределяет уровень продуктивности гибрида ( Кирьяя, 1985, Пыльнев, 1983).

Изучение характера наследования количественных признаков межсортовыми топкроссныыи гибридами яровой твердой пшеницы в различных экологических зонах Казахстана показали, что в большинстве случаев элементы продуктивности в Pj наследуются по типу сверхдоминирования , депрессии.и яроме»уточного наследования (табл.2).

Изменчивость типов доминирования в определенной степени определяется иодификационныи эффектом особенности годов и экологических условий выращивания.

Таблица 2'

Наследование количественных признаков топкроссными гибридами яровой твердой пшеницы

Тип доминирования

Экологические пункты

ХазШЗ

I

Карой

1987 ¡1988 ¡1987 Г1988 |

Актюбинская СХОС

11987'¡1988

Карагандинская СХОС

1987 | 1988

3

4

5

б ! 7

Высота растений

Ир=±

Ц-1

к/><-1

-/< кь<1

Цн

й>1 к^-1

кь-1 кГ1 кь>1

50 42,8 57,1 32,1 32,1 53,5 21,4 21,4

■ - - 3,5 - 3,5 3,5 -

- - - 7,1 3,5 7,1 7,1

32,1 50,0 21,4 46,4 25,0 14,2 17,8 42,8

17,8 7,1 21,4 17,8 37,7 25,0 57,1 28,5

Число зерен с одного колоса

17,8 14,2 46,4 32,1 39,2 37,5 '21,4 39,2

- - - 3,5 3,5 7,1 - 3,5

3,5 - - 7,1 - 3,5 - -

32,1 67,8 25,0 25,0 • 35,7 50,0 17,8 39,2

46,4 17,8 28,5 32,1 21,4 3,5 60,7 17,8

Масса зерен с одного колоса

32,1 3,5 64,2 64,2 64,2 46,4 35,7- 35,7

3,5 - - - 17,8 28,5 10,7 10,7

10,7 7,1 7,1 3,5 - - 14,2 7,1

28,5 57,1 7,1 10,7 "17,8 25,0 7,1 35,7

25,0 32,1 .21,4 21,4 - - 32,1 10,7

Масса зерен с одного ; растения

10,7 3,5 32,1 60,7 67,8 46,4 25,0 36,4

- - 3,5 - 7,1 17,8 3,5 14,2

3,5 - 10,7 3,5 17,8 7,1 10,7 -

39,2 53,5'' 32,1 35,7 7,1 25,5 17,8 39,2

46,4 42,8 21,4 - - .42,8 г

I

Продолжение таблицы 2

1 _2_ I _3_

7 ! 8 !

_4_ i _5_ i _ б

Масса 1000 зерен

-i<L<i L'i

U>i

(lf, <-i > 32,1

Отмечено, что у'некоторых гибридов уровень гетерозиса устойчиво сохраняется, а иногда усиливается от Fj до Fg поколения.

Однако в большинстве случаев во всех экологических зонах эффект гетерозиса от поколения в поколение суцественно затухает.

С учетом особенностей типов доминирования всех изучаемых количественных признаков, т.е. по сумме большинства устойчиво наследуемых элементов продуктивности для практической селекции и биотехнологических исследований выделены следующие гибриды в условиях:

Каз.НИИЗ - Харьковская 46 х 14979, Антей х 14979, Луганская 7 х 14979, Актюбинская 75 х 14979;

Кароя - Харьковская 46 х 14979, Саратовская 40 х Безенчук-ская 139;

Актюбинской СХОС - Алтайка х Безенчукская 139, 15290 х Безенчукская 139, 15096 х Безенчукская 139, Антей х 14979, 15307 х Безенчукская 139;

Карагандинской СХОС - Антей х Безенчукская 139, 15306 х Безенчукская 139, Накат х Безенчукская 139, Харьковская 46 х 14979.

3. НАСЛЕДУЕМОСТЬ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ КАЗАХСТАНА

Результативность селекционной работы определяется правильным . подбором родительских пар, который во многом зависит от особенностей наследуемости элементов продуктивности в конкретных условиях Smdur SUM d at . .,1984; % ¡Ou^Mi. d. al ., 1984;

25,0 25,0 .. 42,8 35,7 14,2 39,2 10,7 39,2

- ' 21,4 - 3,5 - - 3,5 -

3,5 . - - 3,5 3,5 3,5 7,1 -

39,2 46,4 14,2 35,7 57,1 28,5 28,5 42,8

32,1 28,5 42,8 21,4 25,0 28,5 25,0 16,8

1986; V.7.Bla>Uj/bd.at1986; 1987; Б.Г.Рейтер, С.И.Леонтьева, 1972 ; Р.И.Рутц, Н.В.Храмцовой, 1976; В.Лонц, 1983; О.М.Милютина, В.К.Мовчан, 1988).

Нами изучены наследуемость основных элементов продуктивности яровой твердой пшеницы в четырех экологических зонах Казахстана, результаты которых приведены в табл. 3

Таблица 3

Наследуемость количественных признаков яровой твердой пшерицы по экологическим пунктам (%)

Экологические пункты

Количественные 1 признаки ! I I КазНИИЗ Карой А'нтюбинсная схос ¡Карагандинская 1 СХОС

1987 ; 1988 1987 j 1 1988 1987 1988 ¡1987 î 1988 i

I ! 2 ! 3 4 i 5 6 7 1 8 ! 9

Высота растения 0,46 0,49 0,44 0,44 0,42 0,42 0,50 0,44

Продуктивная кустистость . 0,57 0,45- 0,55 0,56 0,47 0,44 0,40 0,56

Длина колоса 0,36 0,55 0,41 0,45 0,46 0,50 0,27 0,57

Число колосков-в колосе 0,43 0,52 0,43 0,43 0,51 0,49 0,48 0,45

Число зерен в колосе 0,48 0,46 0,43 0,46 0,45 0,52 0,36 0,50

Масса зерен с колоса 0,39 0,50 0,30 0,40 0,42 0,35 0,37 0,49

Масса зерен с растения 0,51 0,47 0,44 0,47 0,40 0,40 0,45 0,40

Масса 1000 зерен 0,59 0,55 0,40 0,-56 0,46 0,53 0,43 0,42

В среднем коэффициент наследуемости всех восьми признаков по всем экологическим зонам находится в пределах 0,36-0,50 %. Однако она сильно зарьирует в разрезе отдельных гибридов,годов и условий выращивания.

4. КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ С0РТ00БРАЗЦ0В ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ КАЗАХСТАНА

Наиболее распространенный метод оценки исходного материала по комбинационной способности - это метод топкросса, предложенный Ж. . (1927) и он преимущественно применяется для выявления ОКС.

ОКС и СКС варьируют в зависимости от условий окружающей среды, зависят от места и года выращивания гибридоЕ, т.е. их изменчивость определяется взаимодействием генотипа и окружающей среды ( Носова, 1975; Шаманин, Петуховский, 1981; Уразалиев, Шегебаев, 1978; Кудайбергенов, 198*0.

Как отмечает А.И.Кныш и др. (1978) , сорт будет иметь высокую ОКС ло урожайности, если он обладает высокой ОКС как минимум * по трем признакам, её слагающим.

В табл.4 приведены сортообразцы выделившихся по показателям общей и специфической комбинационной способности в разрезе отдельных элементов продуктивности яровой твердой пшеницу.

Анализ полученных Еарианс по исследуемым признакам показал, что аддитивные гены оказали большое влияние на развитие количественных признаков,за исключением признака "Число зерен в колосе".

Но отдельным количественным признакам, как по общей, так и по специфической комбинационной способности по экологическим пунктам выделяются от двух до шести сортообразцов . При этом хорошие' результаты показывают сортообразцы Антей, Саратовская 40, Харьковская' 46, Накат, Алмаз, Актюбияская 75, Алтайка, 1509о, 15290.

. Следует отыемть, что по шести признакам высокую общую комбинационную способность одновременно в двух условиях КазНмЛЗа и Ка-роя показал сорт Антей, а по специфической комбинационной способности в ^арое - Антей и в Карагандинской СХОС - Накат. •

Максимальное количество сортов" как по ОКС, так и ло СКС выделились по четырем признакам, реке по готти и трем признакам.

По результатам комбинационной способности для биот.ехнологи-. ческих исследований и селекционного использования .наибольшую

Таблица 4

Выделившиеся сортообразцы по большинству элементов продуктивности по их комбинационной способности

Кол-во:

приз- КазНИИЗ наков |

Карой

Актюбинская СХОС

тт

, Карагандинская ; СХОС

I

б 5

По Антей

Саратовская 40

Накат.Актюбинская 75,

Алмаз,15306 15307

- (общая комбинационная способность) Антей

Накат - Алтайка

15307

Актбинская Алмаз, 75, 15290, 15290

15096

Саратовская 40

Алтайка, 15097

Антей, 15306, Алмаз, 15290

По б" - ( специфическая комбинационная способность)

Саратовск.40, 15097

Алтайка,

Алмаз,

15307

Антей

Харьковская Актбюин-4о, 15290, екая 75, Саратовск.40 15290

Алтайка, 15096

15096, 15057

Накат

Алмаз,

Антей

Харьковская 46, 15096

большую практическую ценность представляют в условиях

а) КазНИИЗ -Антей ', Саратовская 40,Нанат", Актюбинская 75, Алмаз, 15306, 15307 и Харьковская 46.

б) Кароя - Накат, Актюбинская 75, 15290, 15096, Харьковская

в) Актюбинская СХОС - Антей, Алмаз, 15290, Актюбинская 75.

г) Карагандинская СХОС - Алтайка, Антей, Накат,Алмаз,15307.

3

5. ВЫДЕЛЕНИЕ ГЕНОТИПОВ ДЛЯ БИОТЕХНОЛОГИИ И СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ В РАЗЛИЧНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПУНКТАХ КАЗАХСТАНА

Изучение изменчивости, характера наследования, наследуемости количественных признаков яровой твердой пшеницы показывает, что урожайность гибридов обусловливается сочетанием элементов продуктивности и степени их выраженности в конкретных комбина -циях.

Продуктивность родителей, как показали исследования, варь -ирует и зависит ет условий и года выращивания. Однако, у выдв -лившихся в ходе эксперимента гибридов продуктивность сохраняется на всем протяжении за годы проведенных работ.

Наиболее доступными признаками для проведения отбора в ранних поколениях являются высота растения, длина колоса, число колосков' в колосе , масса зерен с колоса.

В связи с ускорением селекционного процесса важным вопросом становится изучение эффективности отбора. Эффективность отбора по высоте растений в ранних поколениях выявило , что наибольший сдвиг при отборе достигнут в тех гибридных популяциях, у которых родительские формы значительно различаются мевду собой по высоте и эти различия контролируются небольшим числом генов. Так, в условиях КазНИИЗа при одинаковой интенсивности отбора наибольший прогресс достигнут по комбинации 15290 х Безенчукская 139 и Накат х Безенчукская 139 (табл. 5).

• По результатам изучения генетико-селекционных показателей элементов продуктивности для биотехнологических исследований и практической селекции выделены и отобраны следующие наиболее ценные генотипы (табл. 6 ).

Эти генотипы выявлены по большинству генетико-селекционных показателей основных элементов продуктивности яровой твердой пшеницы.

Таблица 5

Эффективность отбора у выделенных гибридных комбинаций по признаку "Высота растений" 1988-1989 гг.

Гибриды ! хРз! ! 1 1 Н2 IX отобранных 1растений ! Селекционный дифференциал ...... Теоретически ожидаемый прогресс 1 X тео- | ретичес-' КИ ОЕИ— 1 даемая ! ! X - фактическая

15290 х Безенчукская 139 99,8 0,70 ■ 86,7 -13,1 -9,1 ■ -9,1 90,4

Накат х Безенчукская 139 111,7 0,45 88,4 -23,3 -10,4 ' 101,3 92,0

Антей х Безенчукская 139 102,5 0,42 30,6 -11,9 -4,9 90,6 101,3 -

15307 х 14979 92,1 0,47 86,3 -5,8 -2,7 ■ 89,4 93,1

Харьковская 46 х 14979 75,4 0,73 7о;е -4,8 -3,5 . 71,9 , 70,4

Антей х 14979 93,4 . 0,41 80,3 -13,1 -5,3 88,1 90,3

Алмаз х 14979 99,5 0,50 89,4 -10,1 -5,0 94,5 95,4

Количество выделенных селекционно-ценных линий по генетико-статистическим показателям основных количественных признаков за 1590 год

: Признаки по х отобранных ¡Кпл

-- ■ растений-,-отобран-

высота длина;число ко- масса !ных

расте- коло-!лоское в! зерен !линий

ний , са [колосе | колоса )

I. 15290 X Б 139 86,7 ЭА 19,6 2,6 240

2. Накат х Б 139 88,4 8,6 • 21,0 2,3 180

3. Антей х Б 139 90,6 10,0 21,4 2,5 96

4. 15307 х 14979 86,3 У,2 19,3 1.7 120

5. X 46 х 14979 70,6 . 8,6 19,8 2,0 200

6. Антей х 14979 83,3 9,6 21,6 1,8 80

7. Алмаз х 14979 89,4 10,4 18,9 2,4 98

В таблице 8 приведен перечень сортообразцов и их толкроссных гибридов, выделившихся по селекционно-генетическим параметрам элементов продуктивности. По показателям изменчивости признаков по каждому экологическому пункту выделено по 7-9 сортообразцов и по 5-9 гибридных популяций.

По уровню типа доминирования (наследования) выделены в условиях Казахского НИИ земледелия - 4 гибрида, Карое - 2, Актюбинском СХОС - 5, Каранадинской СХОС т 4 гибрида. По ОКС и СКС выделено от 2 до 6 образцов в кавдом экологическом пункте.

. По всем генетико-селекционным параметрам выделены и рекомендуются для ускоренного создания хозяйственно ценных сомаклональных и дигаплоидных линий и в практической селекции в условиях:

- КазНИИЗ ■....................8 сортообразцов и 13 гибридов;

- Карое ......................3 сортообразца и II гибридов;

- АктюбинскоЙ СХОС ... 7 сортообразцов и 13 гибридог;

-Карагандинской СХОС 7 сортообразцов и II гибридов.

Комбинации

х7

Количество отобранных селекционных линий по лучшим топкроссным гибридам, выделенных по генетико-статистическим параметрам элементов продуктивности ( 1988-1990 гг.). 1

. ]

| Экологические пункты

Гибриды \ КазНШЗ ! | ¡Актюбин-{ Карой!екая | \ СХОС Карагандинская . СХОС

15290 х Безенчукская 139 240 75 ;

Накат х Безенчукская 139 160 _ _

Антей х Безенчукская 139 96 _ 105 49

Актюбинска^ 75 х Безенчукская 139 - 48 65 -

15305 х 14979 120 - - -

Харьковская 46 х 14979 200 _ _

Антей х 14979 . 80 - 75 -

Алмаз х 14979 98 - 89 96

Актюбинская 75 х 14979 — - 90 —

15096 х 14979 - 20 - -

Накат х 14979 - 48 - ■ -

15290 х 14979 - - 46 -

Алтайка х 14979 - - 75

ВСЕГО : 1014 179 470 275

ИТОГО : 1939

Генотипы выделившиеся по совокупности генетико-статистических параметров ( V , Н , кр , д , 6 ) элементов продуктивности

Э к о л о

г и

ески е пункты ! АКТЮБИНСКАЯ СХОС I КАРАГАНДИНСКАЯ СХОС

КазНИИЗ

КАРОЙ "

Сортообразцы

Антей, 15306, Алмаз, Луганская 7, Безенчукская 139, Саратовская 40, Актюбинская 75, Накат

Безенчукская 139-Саратовская 40, Луганская 7, Алтайка,.Актюбинская 75, Накат, Харьковская 46, 15290, 15096

Саратовская 40, Харьковская 46, Актюбинская 75, Антей, Накат, Алмаз, 15290

Харьковская 46, Антей, 15097, Накат, Алтайка, 15307, Алмаз

Гибридные популяции-

Алмаз х Безенчукск.139, 15307 х Безенчук. 139, Саратовская 40 х Безенчукская 139, Луганская 7 х Безенчукская 139, Накат х 14979, Харьковская 46 х 14979, Антей х 14979, Луганская. 7'х 14979, 15290 х Безенчукс. 139, Накат х Еезенчукск. 139, 15306 х 14979, Антей х Безенчукская 139, Алмаз х . - ' 14979.

Саратовск.40 х Безенчук.139, Антей х Безенч. 139, 15306 х Безенч.. 139, 15290 х Безенчукская 139, Накат х Безенчукская 139, 15306 х 14979. Харьк.46 х 14979, Накат х 14979,

Актюбин.75 х Безенч. 139, 15290 х Без.139, 15096 х Без.139.

Сарат.40 х Безенчукск. 139, Накат х 14979, Антей х 14979, Сарат.40 х 14979, Антей х Безенч. 139, Накат х Без. 139,' Алтайка х Без.139, 15290 х Безенч.139, 15096 х Без. 139, 15307 х Без. 139, Алмаз х 14979, Актюб.75 х 14979, Актюб.75 х Без.139.

Харьковская 46 х Безенч.139, Антей х Безенч.139, Алмаз х Безенч.139, Харь-ковск.46 х 14979, Алтайка х Без.139, Накат х Без. 139, Антей х 14979, 15306 х Безенч.139, Алтайка х 14979, ; Алмаз х 14979.

19

ВЫВОДЫ

1. В условиях Юго-Восточного, Центрального и Западного регионов Казахстана степень изменчивости, характера наследования и наследуемости количественных признаков у гомозиготных генотипов яровой твердой пшеницы, комбинационная ценность варьирует и зависит от их генотипа и условий выращивания.

2. Определено, что количественные признаки продуктивности яровой твердой пшеницы в сильной степени модифицируются условиями среды и условно делятся на: сильноварьирующие признаки как "продуктивная кустистость", "масса зерна с одного колоса", "масса зерна с растения" и слабоварьирующие - "Длина колоса", "число колосков в колосе", "число зерен в колосе".

3. Определено, что в различных экологических пунктах Казахстана основные элементы продуктивности межсортовыми гибридами яроЕой твердой пшеницы в ochoehom наследуются по типу сверхдоминирования, депрессии и промежуточного наследования. При этом изменчивость типов доминирования определяется модификационным эффектом экологических условий.

Признаки "длина колоса" , "число колосков в колосе", "число зерен с колоса" , "масса 1000 зерен" , "масса зерна с колоса" контролируются наряду с генами аддитивного действия генами, проявляющими доминирование и эпистаз.

5. Установлено, что наиболее стабильным является признак "высота растения". Высота растений в основном наследуется при аддитивном действии генов. Большой вклад в наследование этого признака вносят гены с эпистатическим эффектом. Урогень проявления признака определяется генотипами сортов и незначительной степени условиями внешней среды.

6. Эффективность отбора по высоте растений в ранних поколениях показала, что наибольший сдвиг при отборе достигнут в тех гибридных популяциях, у которых родительские сорта значительно различаются между собой по высоте. При одинаковой интенсивности отбора , наибольший прогресс достигнут в комбинации I52S0 х Бе-зенчукская 139.

7. На основании испытаний топкроссных гибридов яровой твердой пшеницы установлено, что показатели ОКС линий в целом более стабильны, чем показатели СКС.

При этом сортообразцы существенно различаются по количеству признаков, показывающих высокую общую и специфическую комбинационную способность.

По 5-6 признакам высокую ОКС.и СКС показывают сорта Антей, Саратовская 40, Накат, Алтайка и Харьковская 46.

8. Условия различных экологических регионов Казахстана существенно модифицируют неаддитивные действия генов (СКС) нежели аддитивные (ОКС) " контролирующие элементы продуктивности яровой твердой пшеницы.

9. Показана эффективность отбора гомозиготных линий и выделения генотипов для биотехнологии и практической селекции конкретно по показателям коэффициента'изменчивости, типа доминирования, наследуемости и комбинационной способности, а так же по их совокупности. Этим способом созданы и отобраны из гетерозиготных популяций 1953 генотипа, в том числе 1939 гомозиготных линии,

7 сортообразцов 4 и 7 гибридных популяций.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ .

I. Для использования в качестве родительских форм при гибридизации, создания самоклональных и изогенных дигаплоидных линий рекомендуется в условиях: • а) КазНИИЗ:

сортообразцы - Антей, 15306, Алмаз, Луганская 7, Саратовская 40, Накат и Актюбинская 75 и их топкроссные гибриды ■ р3 поколеиии с тестерами Безенчукская 139 и 14979;

б) Карой :

Саратовская 40, Алтайка, Луганская 7, Накат, Актюбинская 75, Харьковская 46, 15290, 15096 и их'топкроссные гибриды с двумя тестерами;

в) Актюбинской СХОС :

Саратовская 40, Антей, Накат, Алмаз, Харьковская 46, Актю -бинская 75, 15290 и их топкроссные гибриды;

г) Карагандинская СХОС:

Харьковская 46, Антей, Накат, Алтайка, Алмаз, 15097, 15307 и их топкроссные гибриды.

2. Отобранные 1939 гомозиготных линии рекомендуется для се -лекционного исследования в качестве родоначальников новых сортов.

3. Предлагается вести отбор, генотипов для использования в биотехнологических исследованиях и практической селекции с учетом изменчивости селекционно-генетических показателей элементов продуктивности в зависимости от резко-контрастных условий выращивания. .

Список научных работ,опубликованных по теме диссертации ; ._

1. Мухадиев Б.М. Изучение экологической пластичности сортов яровой твердой пшеницы для целей биотехнологии // Тезисы докладов научно-практической конференции .посвященной ХХП съезду ЛКСМ Киргизии. Фрунзе. 1987. С.69-70.

2. Абдуллаев К.К., Мухадиев Б.М. Эколого-генетические исследования количественных признаков и создание исходного материала для биотехнологии твердой пшеницы // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур. Алма-Ата. 1988. С.15.

3. Мухадиев Б.М. Создание топкроссных гибридов для получения дигаплоидных линий яровой твердой пшеницы // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур. Алма-Ата. 1988. С.16.

4. Жанбакин К.Ж., Мухадиев Б.М. Исходный материал для получения сомаклональных линий регенерантов твердой пшеницы // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур. Алма-Ата. 1988. С.74.

5. Мухадиев Б.М. Исследование изменчивости признаков исходного материала для биотехнологии яровой твердой пшеницы // Физиолого-генетические основы повышения устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных растений. Алма-Ата.1988_ С.135.