Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетическая изменчивость сортов озимой пшеницы, березина, надзея в процессе репродуцирования

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Генетическая изменчивость сортов озимой пшеницы, березина, надзея в процессе репродуцирования"

ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛОРУССКОЙ ССР Институт генатики и цитологйи

На правах рукописи

ПЕТРОВА Надежда Николаевна

УДК 575:633Л1"324"

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ ШЕНИШ БЕРЕЗИНА, НАДЗЕЯ В ПРОЦЕССЕ ЕЕПЮДУЦИРОВАШЯ

03.00.15 - генетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Минск ~ 1990

Работа выполнена на кафедре генетики к ботаники Белорусской сельскохозяйственной академии

•йаучиый руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.З.Латыдов

Официальные оппоненты:, доктор биологических наук И.П.Гаврилюк ,

кандидат биологических наук А.П.Савченко

Будущее учревдение: Белорусский научно-исследовательский институт земледелия и кормов Госагропроыа БССР

, - Г

Задата щ:г)сертацж состоится сл-нтЯс^я 1990 г.

в 14-00 часов на заседании специализированного совета К 006.02.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.15- генетика в Института генетики и цитологии АН БСОР по адресу: 220734, г. Минск, ул. Ф. Скорины,27

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотека им. Я. Колеса

Автореферат разослан " ^ " 1990 г>

Учвгай секретарь специализированного;, _ /

совета К 006.02.CI, н.б.н. Е.ВДобанок

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность проблемы«. Рост урожайности зерновых культур определяется комплексом мероприятий „ среди которых важная роль принадлежит внедрению наиболее продуктивных сортов н улучшению семеноводства. Большинство современных сортов озимой пшеницы, возделываемых в производстве, имеет сложную генетическую природу. Многие из них имеют гибридное происхождение, характеризуются допулятквностью при относительной морфологической однородности. Поэтому исследование генетической структуры популяции сортов озимой пшеницы является одним из важных факторов з совершенствовании селекции и разработке новых подходов в семеноводстве этой культуры«

Наибольшие успехи по выявлению внутрисортовой генетической . неоднородности достигнуты в результата применения методов злекгрофоретического анализа запасных белков. Использование этого метода для выявления полиморфизма глиадинов зерна двга-юнщ позволяет по-иному осуществлять процесс отбора в селекционно-семеноводческой работа.

До настоящего времени в процессе семеноводства оценка и отбор проводятся, главным образом, по легко наблюдаемым признакам и свойствам конкретно отбираемых особей. Однако при этом не учитывается разнокачествекносгь растений н их особенности, обеспечивающие воспроизводимость структуры сорта. В связи с этим исследование генетической неоднородности сорта озимой пшеницу в процессе репродуцирования имеет важное значение. Особенно оно актуально для вновь создаваемых сортов, так как позволяет в процессе семеноводства обеспечивать их продуктивность на внсоком уровне. Таким образом, экспериментальное обоснование метода отбора и оценки растений, позволяющих в наилучшей степени сохранять и восстанавливать структуру сорта в процессе его репродукции является важной задачей селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур.

Целью работы являются исследования закономерностей проявления генетической внутрисортовой изменчивости у озимой пшеницы на основе зльктрофоретического анализа полиморфизма запасных белков-глиадинов и разработка новых приемов первич- ' него семеноводства для районированных в БССР сортов Березина и Надзея. 4

. Исходя из этого ь задачу исследований входоо:

г- изучить внутрнсортовой полиморфизм глиадшюв зерна и ооаряЕошшо шрфологические признаки сортов;

- установить характер цветения и генетический полиморфизм растений по степени автофертильности;

- выявить генетическую структуру сорта при различных способах оаилват и ра?мпожешт растений;

- изучать характер 'изменчивости количественных признаков при Елутрисорюиа; скрещиваниях бг.отшшых групп;

- с существ:; и, оценку элементеь продуктивности и опре долить урошйпоеть сортов при различных методах отбора н приемах, первичного семеноводства. .

Научная ковизка рвботн. У новых районированных сортов озимой мягкой Ешешэды Еорозкна и Надзея выявлена шутрисортовая изменчивость и установлена ео генетическая природа. По результатам совокупного эдзктррфоретического анализа в различных гашзше носителях при использовании экстракта одного анализируемого а орла юффо ронщ'.ровзнно виде лени биотгапше группы в прадедах иавдого сорта. Установлены роль в значение бкоткшшх групп в воспроизведении популяции сорта. Изучены генетические параметра вадтрисоргоинх гибридов. Исслодоаанц некоторые новиа приема 'в первичном •сэдановодс*вв .'озимой' шпешщы.

Практическая пониость. Продлоксн пюш:.: в звене первичного семеноводства дат сортов озимой шюница Березина и Надзея, сс-новашшйка, использовании результатов совокупного электрофэ-ретического анализе запасшие белков зерна гяиодшюв, сбеспечива-''щий воаичжкссть'иоддврзшвать сорт'в чистоте и позволкащнй проводить отбор,; сохраняя его мнетЕческш полиморфизм. По' сравнению .с сущастхдтаам 'способом первичного. сствоводства, основан' ном на шдаэкдуалъно:,? отборе, иреддагвошй прием сокращает срок 'создания шкн из 1-2. года.:

•".•.Оовокутшй электрофорез зкешришкгактлю проверен л рзко-'ыеэдет&н дац практического использования как надежный я обь-вкиаиий негод ¿•екетшеокого контроля сортошх семеноводческих поелвов (семенных фондов) озимой шенвцм.

результатов исследований. Дрешгеу.етмй прппм •использован * первичном езкэководстзе, апробирован на опитной егшшиз 1'СХА и прохода испытании в экспериментальной базе

"Меяево" Витебской облает (по сорту Надэея) и на опытной станции "Дашковка" Могиловской области (до сорту Березина).

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на научной конференции преподавателей БСХА (Горки, 1988, 1989» 1990), Свердловского СХИ (Свердловск. 1988) и молодых ученых при Московской сельскохозяйственной акадевди ни. К. И.Тимирязева (Москва, 1989), на производственном совещании лаборатории гетерозиса и генетики количественных признаков Института генетики и цитологии АН БССР (Минск, 1988, 1989).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 научных работы.

Структура и объем работы, диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и предложений для производства, списка цитируемой Л15тературы и приложения. Объем работы 157 страниц, включая 17 таблиц и 9 рисунков. Список литературы включает 178 наименований, в том числе 56 иностранных авторов.

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 1986-1989 гг. на опытных полях кафедр генетики и ботаники,селекции и семеноводства Белорусской сельскохозяйственной академли(г„ Горки, Могиловской обл.).

В качестве исходного материала использовали новые районированные в Белоруссии сорта озимой пшеницы Березина-и Надзея,.различающиеся по.происхождении, выведенные в Белорусском НИИ зеи-леделия и кормов методом двухкратного индивидуального отбора из гибридной популяции сортов Мироновская 608 х Безостая I (Березина) и Мироновская 808 х Аврора (Надзоя).

О внутрисортоБОм полиморфизме судили по типам злвктрофоро-тического спектра глиадина в полкакриламидном и крахмальном гелях. За период исследований проанализировали более 10 ткс. особей.

Электрофорез глиадидов проводила в столбиках 7,5^-ного по-лиакриламидного геля в ацетатном буфере (РН 3,1)- и в вертикальной пластине 6,5^-ного геля по методике, разработанной в ШРз /1972/. Электрофоретический анализ в, 13^-ном крахмальном гело в присутствии ЗМ мочевшш проводили по модификации, разработанной в ВСШ /1974/.

Биотипы исследуемых сортов выявлялись по результатам сово-

куяиого йлоктрофоротического анализа в различных гелевых носителях при одновременном использовании экстракта одного анализируемого зерна.

Дня изучения генетической внутрисортовой изменчивости использовали разные способы опнлешш, растений: естественное одн-ленке, контролируемое саиоодшшяко (инцухт) и перекрестное оякй ление. Потомство последних по их генетической структуре сравнивали с Рр палучешшм от скрещиваний биотипов в пределах сорта.

Для сбеслечения контролируемого самоопыления (инцухта) как-' дкй колос помещали под пергаментный изолятор. В варианте перекрестного опкления колосья подопытных растений кастрировали к оставляли баз изоляции, что обеспечивало завязывание ссмлн только за счет перекрестного одылекия.

Способность сорхов озимой пшеницы к перекрестному опияеют определяли по величине коэффициента автостерашюсти ( г^ ), зачисленного как отношение озернепности СБободноцветудох колосьев к озернепности изолированных.

Для изучения характера цветения биотипных групп сорта использовали методику Л.П.Горина (1950) в модафикяцви Э.Д.Кетте-ш?а л Л.й. Эзрохина (1968).

Виутрксортовне скрещивания проводок путем ограниченно-свободкого и принудительного одилеиия 30-50 кастрированных колось св каждой биотышой группы, используемой в качестве материнского компонента.

При изучении характера наследования и наследуемости признаков у гибридов применялся метод дисперсионного анализа.

Б годи исследований для закладки питомников первичного звена семеноводства еде годно прозюдяли-индивидуальные к. массовые отборы согласно методическим указаниям по производству семян •элиты зерновых культур /1282/. Из каждого отобранного растения ¿зкдсляли по 2-3 зерна с последующим их электрофоретическпм анализом для определения пранадьедаости исследуемых генотипов к блотипккм груша.*,?, состааляэдшс структуру популяции сорта. При таком подхода к индивидуально!,<у отбору из каждого сорта выделяли ь питомники испытания 1-2 года (П-1, П-2) не кенее 100-300 потокств. В результате кассового отбора а питомнике размножения первого года'(Р-1) высевали семена не мэиев 2.тис. объоди-

неншх колостев,

В период вегетации определяли степень выраженности сопря- ■ женных морфологических признаков у биотипных групп изучаемых сортов на основе методики Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур /1984/.

Погодные условия в года проведения опытов были разнообразны, отличались от сродаелшоголетних значений, что позволило наиболее полно и всесторонне оценить изучаемый материал,

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили на ЭВМ "Мир-1", "Мир-2П и ЕС 1020 /Рокицккй, 1961, 1973, 1978; Доспехов, 1979; Снедекор, 1961/.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ I. Внутрисортовой полиморфизм глиадинов зерна и сопряженные морфологические признаки сортов. Одним из путей получения информации о генотипе сорта растений является исследование полиморфизма белков. Электрофоретическии анализ запасных белков зерна д различных голевых носителях позволил наиболее четко выявить внутрисортову» генетическую неоднородность озимой пшеницы Беоо-зина и Надзея. По совокупным различиям электрофюрвтического спектра в полиакриламидном и крахмальном гелях, изучаемые сорта дифференцированы на биотипные группы. Их оказалось по три в каждом сорте (Рис, I), .

Каждая биогапная группа имеет свой спектр глиадинов отличный от других, что отражает определенное аллельноо состояние генов, выявляемое при электрофорезе в полиакриламидном гэле. Электрофорез в крахмальном геле характеризует блок компонентов глиадааов я их аллельных вариантов, контролируемых кластерами генов, локализованных в хромосомах 1А, 1В, 1Д, 6А, 6В и 6Д согласно генетической классификации глиадинов по Созинову/1965/.

На рис. I видно, что результаты электрофореза в полиакриламидном геле до количеству и степени выраженности спектров глиадинов позволяют выявить сходства и различия мевду биоткшш-ми группами. Сходство их отражает принадлежность к популяции сорта Березина или Надзея, а различия констатируют наличие внутрмсортового полиморфизма. Биотипные группы значительно различаются электрофоретическии спектром зон Х- > _

у сорта Березина и -Л , - и) у Кадзеи. Изменяется содержа-

5

Ктладдрпие Березина надэе я

I длз « спе ктры ВИОТИПНДЯ ГРУППА по глиадкну

глиадинов 4 П Е Р 0 <\Я ВТОРАЯ ТРЕТЬЯ первпя е гор/? а ТРЕТЬЯ

1466' ЫбЭ Ю86 1937 1939 198& 1987 1983 1986 1937 .эгз ¡9ЬЗ 19ЙТ 1088 1986 1987 19ЙЙ

14 X * X X X X X X У. X X X Я X X X X X

9 X X ■X X X X X X X. я X А X X X * * х;

8 X X X X * -. X. ъ * к X X й X X й й * 5<

. 7 X »: X X X X А X X

а) Ь x. X X * X X X X X X £ X X X X X X

5 ' X X X X X X X X X X

« x x X X а « £ * л X X x X X А

э

2 4 x X X а X X X 4; X X X у. X x X * X

1

с* 3 X X X X « . x. X X X X X х X X X

у- и к X X к. X X X X X x X x X X X X X X

«Г э X % X X X & X X х X X x x £ £ X X X

< 2 я я X X x x X x X а * X X X X x X

1

5 x X X _X X ■х. x * X X X X X X ' X x X x

< 13 X X X X Й X £ x X X X X X X X X X X

* г 3 X X X X X X x X X X X * » й x X x

о 2 X \ X X X X X x X X x х 7 < X X X x

с. 1

7 X X X X X X * ч X х> X X X x X x x x

е X X > X X. X X x X X X x я X x x X

г1. 5 * X. X 1 X X X X X £ X x X

X X. X X x x X X X X X X

3

2 x x X X X X X x X, X x X

1

1 а 3 з 3 3 ' 5 э 3 3 3 3 3 3 3 1 3 3

< 1 В 1 1 1 ч 1 1 < 1 1 1 1 1 ( 1 1 1 1 1

1 0 1 1 < 1 +5 ч 1 1 +5 ^ ( ) 1 + 2 1 1 1 + 2 1 1 1 +2 (

6 А 1 1 < 3 3 + < 3+1 3+ 1 3 3 3 3+ ( 3 3 3 3 + 1 1+3 1 + 3 1+3

0 6 1 1 1 » 1 1 1 1 ( 1 1 < -1 1 1 1 <

¿с 60 1 +г 1 1 + 2 1+2 ( +2 1 2 + 1 г+( 2-м г+1 г+1 2+1 2 + ) 2+1 2+) 1 1+2 1 + 2

Рис. 1. ЭЛЕКГРОФОРЕТИЧЕСКИЕ СПЕКТРЫ ГЛИАДИНОВ ЗЕРНА СОРТОВ БЕРЕЗИНА, НАДЭЕЯ. х-интенсивный компонент; х- слабый компонент; х-сдвоенный компонент.

ние спектров глиа.динов, наряду с интенсивными кошоненгами имеются слабовыраженные, а также сдвоенные, представленные двумя близко расположенными субкомпонентами в пределах одной позиции. Это относится к спектрам зон ~ f, - и) у биотипов сорта Березина и к -и) зоне у Надзел. Что касается других зон, характерных для каждой биотипной группы, то их количество и интенсивность проявления не изменяется*

Анализ электрофореза глиадинов в крахмальном геле показывает , что биотипные группы изучаемых сортов содержат гетерогенные блоки по хромосомам 1Д, 6А и 6Д (рис. I). При этом 1Д1+5 и 6АЗЧ обнаруживаются во второй и третьей биотипной группе, 6Д1+2 оказывается характерным догя первой и второй, а 6Д2+1 установлен у третьей биотипной группы сорта Березина.

Все биотшшые группы сорта Надзея содержат гетерогенный блок 1Д1+2, вторая и третья биотипные группы имеют глиадинко-дирующие локусы 6A3+I и 6Д2+1, а третий биотип - 6AI+3 и 6Д1+2.

Таким образом, на основе совокупного электрофореза выявлен широкий внутрисортовой полиморфизм у озимой пшеницы Березина и Надзея. Факторами, определяющими внутрисортовой полиморфизм являются множественный аллелизм и межбиотшхные скрещивания.

Установлена сопряженность гетерогенности белков с изменчи~ восгью морфологических признаков. Детальное изучение 26 морфологических признаков, выходящих за пределы, определяемых при апробации сорта, позволило установить, что биотшшые группы в пределах сорта имеют свои характерные особенности. У сорта Березина биотипы достоверно отличались между собой по признакам: опушенность нижнего листового влагалища, восоковой налет листовых пластинок, внутреннее опушение колосковой чошуи в средней трети колоса, стекловидная консистенция зерна. При этом первая группа достоверно отличалась от двух других такнз и по цвету листьев.

У сорта Надзея морфологическая изменчивость оказалась шире: обнаружены достоверные различия между биотипами по опушен--ности нижнего листового влагалища, восковому налету на листовых дласгинах, внутреннему опушению колосковой чещуи, опушенж наружной и выгнутой поверхности верхней и всей поверхности членика стержня. Все это позволяет маркировать биотипные группы

с помощью морфологических признаков растений и является дополнением х определению генетической структуры сорта на основе электрофоретического анализа глиадинов.

2. Характер цветения и генетический полиморфизм растений по степени автофертильности. Выявлен тип цветения у дифференцированно выделенных на основе электрофореза биотилных групп изучаемых сортов. Установлено преобладание открытого типа цветения. Показатель его варьировал от 88,1 до 62,7%. При этом количество дылышеов. вышедпих из цветков составило от 79,3 до 55,6$!, что создает значительную концентрацию пьльцн в воздухе. Учитывая известный факт о том, что открытое цветение у пшеницы коррелирует с перекрестным опылением, можно говорить о реальных факторах, обусловливающее естественное скрещивание биотипных групп между собой.

Наш также определялся коэффициент автостерильности ( г^ ) для каждой биотипной группы. По данным ряда авторов /Палилов, Корлусекко и•др., 1981/ большая величина может служить показателем более высокой степени перекрестноопшшемости сортов или биотипов. У последних ^ варьировал в широких пределах: с? С1,7 до 1,9 в пределах сорта Березина и от 0,3 до 2,1 у Надзеи. Более подробные сведения об анализируемых признаках приведены в табл. I. .

На основании вышеизложенных материалов можно констатировать о том, что тип цветения и козффиицент автостерилыюсти являют -ия объективными показателями внутрисортового полиморфизма и от-, ража»? процессы, происходящие в популяции сорта у пшеницы.

3. Генетическая структура сорта при различных способах опилония и размножения растений. Для сравнительного изучения использовали естественное опыление, инцухт, свободное перекрестное опыление и скрещивания биотипов между собой. При выполнении отих исследований в качестве изучаемых объектов использовал г. как популяции сортов, так и дифференцированно выделенные биотипнна группы. Кроме того, опыты с популяциями сортов при еет&ствсшном опылении зроводыш на посевах питомников первичного семеноводства с применением индивидуального и массового отборов не основе показателей электрофоретическсго анализа.

УстенсБЛРНо, что формирование определенного соотношения Сио1'япшх групп в гопуллши сорте озимой пшеници процесс сложны?..

Б

Таблица I

Показатели открытого цветения и коэффициента ввтостзрильностн ( ^ ) бкотипных групп сорта Березина и Надзея

Сорт !Элита ! Количество, % !и оио-!открыто- 'вышедших .'тшные.'цветуда ¡пыльников !готапы!цветков ! Г п ¡мЯмСп-т*

1988-198? гг.

Березина 9х 72,0+2,8 63,1+1,8 1,04+0,04 0,9-1,5

I 70,0+1,5 59,4+3,2 0,98+0,11 0,9-1,3

2 72,3+1,3 65,9+2,9 ■ 0,99+0,11 0,6-1,2

3 74,5+1,9 71,3+2,1 0,98+0,12 1,0-1,3

Надзея Э 71,0+1,4 62,6+2,2 1,01+0,05 0,9-1,7

I 70,2+1,1 63,9+2,3 1,08+0,13 0,9-1,3

2 62,7+2,1 55,6+1,4 1,07+0,11 0,8-1,2

3 71,6+1,2 65,5+1,3 1,09+0,08 1,0-1,3

1987-1988 гг.

Березина э 79,6+3,5 71,4+1,5 1,1510,04 0,8-1А

I 76,8+1,8 67,2+1,4. 1,19+0,1? 0,6-1,7

2 £6,6+1,6 76,9±1,7 0,99+0,15 1,0-1,3

3 83,5+2,3 69,6±1,8 1,17+0 Д1 0,8-1 ,о

Надзея э 81,8+2,5 73,7+2,1 1,26+0,04 0,9-1,6

I 87,0+1,9 69,9±2Д . 1,18+0,09 0,6-1/^

2 78,9+2,6 60,5+1,9 1,35^,13 1,о-:. >

3 84,5+3,2 72,5+2,3 1,12+р ,09 о ,е-1

1988-1989 гг.

Березина э 84,9+2,4 77,6+1,3 1,2010,04 0,7-1,9

I 80,3+1,1 63,411,9 1,21+0,03 I,0-119

2 79,0+2,2 65,7+2,2 1,13+0,05 0,9-1,?

3 85,4+1,7 . 79,3+1,7 0,92+0,03 0,9-1 е3

Надзея э 86,2+2,3 75Д±1,4 . 0,90+0,06 0,3-2,1

I 82,0+2,7 72,8+1,6 1,1110,05 0,9-1,4

2 80,4+3,0 б4,9кЕ,5 1,20+0,09 1,0-1,7

3 88,1+2,1 78,3^2,9 1,ю5з,04 0,9-1,4

х Э - элита

9

Его направленность зависит от взаимодействия множества факторов (генетических, средовых) и приемов семеноводства (отбери, регулироваше типа опыления и.др.). Сказанное можно продемонстрировать на основе анализа биотипного состава популяций сортов в питомниках первичного семеноводства, где раз-мнокешю растений осуществляется, на основе естественного опыления. Здесь родоначальше колосья, полученные от учрезкдения-ориганатора ежегодно .содержали в популяции сорта Березина от 62 до 99% первой■ биопашой груглы, для элиты эти показатели составили 85-89/2. В питомниках размножения (Р-1 и Р-2), . сформированных о'.применением массового отбора, также преобладай! особи первой биотшшой группы (92-38%). При индивидуальном отборе (в питомниках П-Г и П-2) их оказалось меньше (77-85$).

У сорта Надзея соотиошешге биотипных групп оказалось разнообразнее и варьирование количественных показателей сильнее. Так, е 19В7 г. родоначадьный материал-содержал первой биотипной группы 53$,-второй. 40$, в. злите учреадения-оригинатора их было 42 и 43%, в посевах питомника размножения Р-1 это соотношение составило 61 и 14$, в питомнике оценки потомства 71 и 20$. Приведенные материалы интересны в том плане, что они свидетельствуют о возможности воздействия на формирование биотипного состава популяции сорта методами и приемами, применяемыми в первичном семеноводстве.

Что касается соотношения биотилных групп в популяции сорта, полученной от свободного перекрестного спыления, то они разнообразные , специфичны дещ каадого сорта и различаются по годам. В этом отношешш они проявляют сходства по биотипному составу с популяциями сортов, сформировавшихся при естественном опылении, что является еще одним-подтверздением постоянно происходящей внутрисортовой гибридизации У озимой пшеницы.

Изучение формирования и восстановления генетической структуры популяции сорта в потомстве дифференцированно размножаемых биотилных групп является важным дяя определения методов семеноводческой работы с озимой пшеницей. Эти процессы анализируются при репродуцировании растений на основе естественного 0ЛЫЛ91ШЯ я инцухта (табл. 2 и 3).

Как видно из табл. 2, каждая биотшгаая группа в потомстве 10

Таблица 2

Изменчивость потомства дифференцированно высеянных бкотшных групп при репродуцировании их на основе естественного опыления

Высеянная

Сорт Березина.___

Биотшный состав,' сформировавшиеся в потомстве,

группа ; 1986- -1987 ГГ. 1 1987- -1988 г.

I ! 2 ! 3 ! I ! 2 ! 3

Первая 72 16 12 64 9 7

Вторая 59 35 6 67 33 0

Третья 50 8 42 40 20 40

Элита учревдения- .6 85 9 6

орипшатора 91 3

Сорт Надзея

Первая 66 32 2 62 24 14 '

Зторая 20 80 0 31 38 31

Третья 38 31 31 44 33 23

Элита учраядеяия- 25

оригинатора 4.2 43 15 70 5

Таблица 3

Изменчивость потомства дифференцированно еыссянных биотшшнх групп при репродуцировании их ка основе инцухта

ВЬ'СййНННЯ

биотипная груша

Биоташшй состав княухировапного потомства.%

_^о _!_й_

1356-1987ГI 1867-1988Г!1967-1968гг!19В8-1989гг. I ! 2 ! 3! I ! 2 ' 3! I ! 2 ! 3 ! Г ! 2 ! 3

Сорт Березина

56 33 11 100 О С 44 33 23 60 27 13

56 44 0 44 56 0 0 100 0 0 100 0

63 0 37 57 14 29 0-0 Юи С 0 .100

Первая

Вторая

Третьи

Элита учпеждения-ори'Л'ч&тора

Первая Вторая Третья

йлй-а учреждения-ориг/.натора

О

92 6 2 91 9 0 100 0 0 5? Сорт Надзея

70 22 8 67 II 22 30 40 X 58 17 25

27 73 и 10 90 0 0 100 С С ЮО О

ЬО 0 50 20 22 58 0 0 1Ш О О КО

•55 30 15 5С 28 16 62 25 13 52 22 26

форшруег гекеямзекуа структурсорта, где имеются все биотипы (за исключенном двух: случаев). При этом прослеживается довольно четко, что дарвиз бкогшшш группы, особенно у Бэре зккы и менька у Нцдзеи воспроизведет потомство, близкое к исходному биотипному составу популяции сорта. Генетическая структура сорта в потомство, других биотипов значительно различается в зависимоети от сортовой принадлежности и года исследования..

. При размножении.биотипов в результате шщухта в юс потомство проявились болео контрастные различия (табл. 3). Здесь больше случаев, когда в'потомстве все биотипическое разнообразие сортов но возобновляется. Особенно это наглядно выступает яря действии двухкратного инцухта,:когда вторая и .третья био-т>шше группы репродуцировала, только собэ подобные.В-то же время грл ипцухте-первые биотшпше группы (за исключением одаого случая) проявили способность возобновлять все биотипы, составляющие структуру пояулядшг изучаемых сортов.

При скрещивании биотипов между собой электрофоретический анализ зерновок Р0 я выявил их большое разнообразие. Результаты скрещиваний отразили процессы, происходящие.в популяции сорта к формирующие его генетическую структуру.

4. Характер изменчивости количественных признаков при ¿¡нутрисортовнх скрещиваниях бкотшннх групп. На оокоЕе двух-факторного дисперсионного анализа выявлена доля генотипа сортов (фактор : А) и доля генотипа гибридов (фактор Б) в изменчивости количественных признаков у , подученных на основе скревдавания биотипов 'между собой. При анализе высоты растений у. элементов структур!'/.урожая выявлено, что влияние доли фактора А было достоверно по шести признакам из семи проанализи-ровашшх (1988-1989 гг.). Б предыдущем году (1237-1988 гг.) таких признаков оказалось только .два: высота растений и число колосков главного колоог. Что кзоается фктора В, то ого влияние достоверно проявилось в указанные годы соответственно по четырем при.жакам (высота растений, продуктивная кустистость, масса зерча с растения и масса 1000 зерен) и по двум признакам (¡фо.лултивная кустистость и масса 1000 зерен). При совместном взаимодействии факторов А+Б гдаяияе их проявилось достоверно практически на псах анали^ир./сшгг. признаках (1958-1969 гг.).

Исключение з;;есь составил признак "число колосков". Е другой год (19&7-19Ь8 гг.) достоверное влияние сказалось только на двух признаках (высота растений и число колосков главного колоса) .

Подробная информация об изменчивости количественных'признаков при внутрхсортоЕых скрещиваниях блотипных групп приведена б табл. 4. Представленные здесь материалы интересны дал сравнительного анализа гибридов, полученных при вг.утрксортоЕых скрещиваний как одноименных: (1x1, 2x2,3x3), так ж разных биоткпных групп ( 1x2, 1x3, 2x3). Здесь проявляется широкая амплитуда изменчивости по каждому конкретному признаку и различия между вариантами оказывается от существенных до незначительных. Внутриоортовые скрещивания выявили, что биотипше группы характеризуются генетическими различиями, которое проявились в формировании гибридов, существенно отличающихся между собой по комплексу хозяйственно ценккх признаков. Слозшэя генетическая природа биоткпных групп доказывается результатами однотипных скрещиваний, когда возникают гибриды, превышающие по своим показателям гибриды, полученное на основе скрещивания разных биотшгаых групп. Экспериментальная гибридизация биотшпшх групп мевду собой интересна еще и в том плане, что она имитирует процессы естественного перекрестного опыления, происходящие в популяции сорта между биотипами.

В диссертационной работе обсуждаются данные наследуемости признаков к коэффициенты фекотипического доминирования у гибридов .

Результаты внутрисортового скрещивания и гибридологический анализ также подтвердили популяциенную природу сортов Берез/на и Надзея и дали обоснование для некоторых рекомендаций по использованию генетических особенностей сортов в семеноводство.

5. Оцзнка элементов продуктивности и урожайность сортов при разных методах отбора и приемах семеноводства. Практическое щжлотенир выполняемых нами исследований было, направлено на повышение эффективности первичного семеногодства районирова;шых сортов озимо!: лизяща Березина и Надзея. Сущность предлагаемого приема заклы«ав'ля в выделении по результатам совокупного олекаро-форотвческого анализа белков зерна родсиач&шшх ссобей сеао-яозоу.тва из 'г:<-.::а растзнкй, отобранных по кодексу вп-зуз-" г них

доь-ппгеэ. ¿с.»»« рмтонуя могут бить асполъ&окшь щ./. рг<0ГЛ

13 '

Таблица 4

Характеристика гибридов- от скрещивания биотипних групп в пределах сорта

Сорт

I

I и и

; го я

! и м

!-Ш-Ш,

I О) и " сцо

¡^г

'Я

I го 5 ! • ен о » о _

• о ос

; к к о,; я

| ОХЭ £ч

«

Я Л К Еч

§8 и н к о

>¡15 И Н О о

а,>> к м

:1 о !о О Н

1ч м а •р и ¡к го -I Ч Го Ьйо 14 о £>« Ч 4з о о

О1!««

! ! ! Рч

а »ел I со *

ф 6-« ! ес ! к «

о, а Ю) о,3

<в о ¡о о : ш м

гасц -!пРч - !сош

о СО | о со | Ен

омо ;вко ; и о

мо Юяо ¡ого

о со ч ;о сп ч оц

кчо /га ч о .' го

¿н рч к св м 13 о

I

|в

0 Рч

г .

1 го вз ;о о |о о, ;сп си 13 ст

Березина

Надзея

НСР,

05

ъерезина

Надэоя

1987-1988 гг.

1x1 85,5 4,4 20,7 43,3 2,00 5,5 44,9

1x2 87,3 7,6 17,4 37,7 1,65 6,5 45,9

1x3 83,3 5,5 20,7 42,4 1,90. 6,7 41,8

2x2 84,8 5,4 21,3 37,4 1,51 6,1 46,7

2x3 89,0 4,9 22,3 38,2 2,00 5,9 48,2

3x3 87,0 4,3 21,5 37,7 1,93 5,9 48,4

1x1 93,8 5,1 19,8 42,0 2,25 5,9 42,1

1x2 94,0 7,3 19,4 38,5 2,03 9,2 46,0

1x3 90,3 5,8 18,1 36,2 1,65 5,4 45,3

2x2 93,5 5,6 19,3 39,1 1,48 6,8 44,2

3x3 88,5 4,7 16,3 30,6 1,35 4,6 43,3

А 3,1 0,9 1.0 3,2 0,3 1.0 1,2

В 5,4 1.2 1.7 5,6 0,5 1,8 2,1

частных 7,7 1,6 2.4 7,9 0,7 2,5 3,0

различий

1988-1989 гг •

I :<: I 107,0 4,5 18,7 48,2 2,42 7,3 47,8

1x2 104,0 4,2 18,1 46,2 2,15 7,5 48,1

1x3 103,5 4,4 17,8 43,0 2,00 5,9 45,2

2x2 109,3 4,2 19,1 37,4 2,03 9,7 52,4

2x3 117,3 6,6 19,2 41,1 1,95 10,1 47,6

3x3 106,5 5,6 18,2 .41,6 1,85 8,3 41,8

1x1 121,0 3,7 17,1 39,2 1,90 4,8 43,7

1x2 123,5 3,9 17,2 41,2 2,20 5,4 47,0

1x3 127,5 4,9 16,9 52,7 2,75 7,2 45 ,0

2x2 112,3 5,4 17,5 47,0 2,60 8,2 42,9

2 х ^ 123, Г 3,6 7 / 15,9 52,1 2,48 5,2 41,7

Продолжение табл. 4

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

Надзея 3x3 ПО ,5 5,5 17,7 54,1 2,90 8,9 41,5

НСР05 А 2,2 0,5 0,5 3,4 0,2 1Д 1.6

Б 3,9 0,8 0,9 5,9 0,3 1,8 2,8

частник 5,5 1,1 1.3 8,3 0,5 2,6 3,9

различий

методами индивидуального и массового отборов, как это осуществлено в наших опытах. Считаем, что электрофорез целесообразнее применить при методе массового отбора. При таком подходе повышается качественный уровень работы, так как отбор производится на основе генетического содержания каждого выделенного растения. Это дает основание массовый отбор по результатам электрофореза приравнивать к индивидуальному отбору, где принята двухлетняя оценка по потомству. Поэтому тлеетея возможность сократить производство элиты на 1-2 года, не снижая ее качества.

Нами в процессе работы еще не создана элита на основе нового подхода, но сравнительное изучение урожайности питомников размножения по сравнению с элитой учреждения-оригинатора дает обнадеживающие результаты (Табл. 5).

По сорту Березина во все годы исследования урожайность питомников размножения достоверно оказалась выше элиты учреждения-оригинатора (исключение составляет один случай). Как показали данные 1988-1289 гг. проявилось существенное превосходство питомников Р-1 и Р-2 (результат массового отбора) по урожайности по сравнению с Р-1, сформированным на основе индивидуального отбора.

По сорту Надзея более высокая урожайность питомников размножения по сравнению с элитой является достоверной. Однако разница по этому показателю между разными питомниками оказалась в пределах НСР.

Установлено, что по элементам структуры-урожая дифференцированно анализируемые биотипы изучаемых сортов проявляет различил от существенных дс незначительных. При этом более высоки.'« показателями продуктивности выделились первая биотипная группа у Березины и вторая у Нэцзг.и. Они показам урожайность, в среднем за три года соответственно 636,2 гД^ л 567,3 г/;,«2. Згл датше ¿ызп, чем у вдута биотилиых груяь.

15

Таблица 5

Урожайность элиты и посевов питомников размножения при разных методах отбора (полевые опыты в "Тушково")

Методы отбора и ! изучаемый материал-

Урожайность в года исследования Т 1966-198? ! 1987-1988 ! 1988-1989

Элита учрекдения-ормгкнатора размножения

Питомккк ра змноженкя Р-1 637,7

кассой.'.' отбор Гттомник размножения Р-2

Индивидуальный отбор Р-1 -

Сорт Березина 362,6

Элита учревдения-орилшатора

Массовый отбор

П-к размножения

Р-1

1Г-к размножения Р-2

*!ндивядуалышй отбор Р-1

50 ,2

Сорт Надзея 632,9

752,7

44,3

340.0

352.1

397,1 42,5

355.4

462.5

506.6

56,2

355,1

547,7

569,9 475,9 27,7

350,4

488,7

465,4

463,2 25,4

Интересными оказались результаты сравнительного изучения популяции сорта от анутрисортового скр<" >двания с потомсявами бкоткшшх групп ОаГ инцу ста по величине урожайности. Последние ч большинстве случаев оказались достоверно ниже урожайности первых. Отрицательное влияние шшухта на формирование урожайности пглмшляотсл во всех вариантах, хотя не всегда эти различия постоаюрни.

I:-:. оспоьиннл сказанного следует констатировать, что кс-иользеыьи.б совокупного электрофореза открывает пути доя даль-

нойшего угду>ленн<яю изучают сложной генетической природа сортов озимой пшеницы и создает кареяектиш дая совершенствования и повышения эффективности первичного семоисводетва .этой культуры.

В и В О Д H

1. Районированные в Белоруссии сорта озимо;; якенады Березина и Надзея яри огнссителънсй фднотипкчесвой одкородаоста проявляют генетический полиморфизм ' Не ccucsfum различий компонентов слэктров совокупного электрофореза глиадмнов зерна в п<шшкркяам/.дком и крахмальном гелях генетическая структура популяции сортов дифферешдарозеяа кз бкотипнне группы.

Их выявлено по три а каздек сорте.

2, В результате да^зретдеровшюго изучения (Зиотяпных групп установлена их гетерогенность к характерные. отлкчитвлышв сЕоиства.Они четко лооявлшотся г. леодалакопоХ способности бяо-тшш; грухш восстанавливать в потомстве структуру популяции. сорта, б разной рейкцкк но подужт, гкбр?щ«гацмо, в различной их продуктивности и гр.

3. При дий$ереядаро но гош&яшаа урожайное роззпа м второй у Надзе*

4, Выявлено ОТ 1 i лезЕй на продуктивность способность ЖХ x5ücct0 j яке потомства бкои^о1 о во пх не возобновляло t

5, В процессе tin. i и i л и Надзея на cchobc i1 j. о г ващм фактором, одре -П"" sos цзетение (88,1-е ков (73,3-55,6$) со я ' перекрестного опкж i сгоргльлости у бхбипнь'у гг рекрветяоездт*1 сстк гл л> изучаемых сорго» озимой п;';""'?-;.

6. L логулдщ сортг г ,i rr ггко гг^ С"ctitjü.g грунт.;; определят., с„. ■ ч; ' хагс»'"< р iVfc-jctí чд о^укТ/р: ссгл"; в гтг:о х^ссе рсл. - V- ; - т.t. v- i" его c'y, г.-.-н'п-л-

I'/

ус тапо&яека дос товер, -il и ой группы У сорта He-

le

г

П;

>. т -а: f тур; т t i е : icoî

зар\»

jc1 члг льб'с'р к0лг5

етелыгун F

С8МООШ1-

п ru ¡упи и

С 11. 1 J '.pOïiSH-

рок

vri! (

Березина Лейсгву-тся ■ открытое яклыга-

Д1.м

» -.л * еъто-

q д-з 1,9! крес&гащшс пе-ïcfî < г \ croi. 5Х БССР дгя

i" г г д-ц

/

l п J

ческими факторами (способ опыления и размножения и др.)» условиями среда и приемами первичного семеноводства (виды отбора, изоляция и др.). Экспериментально доказана возможность изменения соотношения биотипного состава сорта в результате инцухта гибридизации, отбора и др. .

7. Внутржзортовые скрещивания показали s что биоишшз грушш характеризуются пшетаческими различиями, которые проявились в формировании гибридов, существенно отличающихся между собой по комплексу хозяйственно-ценных признаков. Экспериментальная гибридизация биотипных групп между собой представляет также интерес в том плане, что она имитирует процессы естественного перекрестного опыления, происходящие в популяции сорта между '.'¡иотипами.

Ь. О перспективности использования совокупного электрофореза запасных белков в первичном семеноводстве озимой пшеницы свидетельствует более высокая урожайность питомников размножения по сравнению с элитой учреждения-оригинатора. Считаем обоснованным в семеноводстве акцентировать внимание на методе массового отбора с одновременным использованием электрофореза.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА Предлагается доступный и надежный способ генетического контроля сортовых семеноводческих посевов (семенных и страховых фондов семян) озимой пшеницы по результатам совокупного электрофореза запасных белков.

Для повышения эффективности массового отбора в первичном семеноводство озимой пшеницы сортов Бере-зина и Надзея рекомендуется прием, основанный на использовании результатов совокупного электрофореза белков зерна,глиадинов, обеспечивающий возможность поддерживать сорт в чистоте и позволяющий проводить отбор с генетическим контролем. По сравнению с существующим способом первичного семеноводства„ основанном на индивидуальном отборе, предлагаемой прием сокращу:т срок создания элиты на 1-2 года.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННОЕ ПО ТЕМЕ ДЦССЕРТАШИ I. Петрова H.H. Биотшный состав сортов озимой пшеницы Березина, Надзея и его оценка по элемннтам продуктивности // Агрохимия на слукбе урожая: Тез.науч.-практ.конф. (21 марта 19ЬЬ г.).- Овордаовск, I9L3. - С» 64-65.

2. Яатщтов А.З., Петрова Н.Н. Злектрсфорогатескзя характеристика глиадаиоЬ зерна соргов озимой лшвщи Березина и Нэдзея // Селекция сортов с.-х. культур интенсивного здша.-Горкл,- БСХА» 1989. - С. 48-4.7.

3. Петрова Н.Н. Енутрнсорговой ноявмчрфигм гяяэдииов зерна

и морфологическое разнообразие у озимей отюиицн // Акгуалышв проблемы развития АПК: Тез. дакя. и соебп. науч.-практ. кагф. молодых ученых н специадяетоз поовщзшгей 1.50-лота® БСХА. -Горки, 1990« - С. 75-76.

4о Латыпов А.З., Потрогж Н.Н. Вяутрисортовой тяиморфизм озимой диенида я его значоаие для. сеяогашя п секеаоводстга // Достняения л нови© пагода селении с.-х. культур: Тез. докл. науч. конф. лосвяцашой 150-лзтгд БСХй. - Горки, 1990. - С. 21-25.