Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетические принципы создания ди- и тетраплоидного исходного материала картофеля для селекции нагетерозис

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Генетические принципы создания ди- и тетраплоидного исходного материала картофеля для селекции нагетерозис"

а АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ

! ИНСТИТУТ ГЕНЕТИКИ И ЦИТОЛОГИИ

п г-;-'- и- - - ......... -

УДК 631.527:635.21

Ермншин Александр Петрович

Генетические принципы создания ди- и тетраплоидного исходного материала картофеля для селекции на

гетерозис

03.00.15- генетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Минск - 1996

Работа выполнена а Институте генетики я «**ологни АН Беларуси

Научный консультант:

академик АН Беларуси, доктор бнологегчесхжх наук,

профессор Хотылева Л.В.

Официальны* оппоненты: докт.биол.наух, профессор Падхлова А.Н.

докт.биол.наух, профессор, член-корр. ААН Республики Беларусь Кмльчевсхий A.B. докт.с-х.наук, профессор Гончаров Н.Д.

Оппонирующая организация: Белорусский научно-исследовательский

Институт картофелеводства ААН Республики Беларусь

Заккта состоятся "¿S" июня 1996 года в "/V" часов на заседании совета по защите диссертации Д 01.31.01 на соискание ученой степени доктора биологических наук в Институте генетики и цитологии АН Беларуси по адресу: 220072, Минск, ул. *.Скарины, 2?.

С диссертацией иохио ознакомитьсл в вентральной научной библиотеке ли. Я.Коласа АН Беларуси.

Автореферат разослан "ЛЗШ мал 1996 года.

Ученый секретарь совета яо защите диссертаций кандидат биологических наук

Mi<

Z.B. Лобамок

ОБЕ$АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

AK^MbHac¿b_TeKM. Картофель является одной из ведущих сельскохозяйственных культур э Беларуси. Далеко за пределами республики известии сорта белорусской селекции. Однако современное производство предъявляет все более высокие требования s кх качеству, удовлетворять которые с помоаыз существующих методов селекции становится все слокнэе. Картофель в силу ссоих биологических особенностей (вегетативно размножаемый автотетраплоия) является c.roniiw осъектоя го«»^-цш, . 3 с *тон üoEiuieHHe ее з<"«уег?!?тшост11 требует новых подхо-

дов, основанных на глубоком изучении генетики культуры, использовании всего арсенала современных методов и биотехнологий.

Большие перспективы связывагэт с переводом части селекционной работы с картофелем ив диплоидный уровень, где намного проще комбинировать и аккумулировать гены ценных признаков, привлекать материал диких видов Solanua. -Продемонстрированы нирокие возможности этого подхода для использования эффектов гетерозис*. Одкгго практическая реализация премяупоств диплоидного уровня тробуат реяенкя ряда тео-ргтических и изтодичоскиг проблем: несоответствия оцег'сс генотипос на диплоидном и тетргшлокдном уровнях, стерильности ди.-аплоидов, недостаточного формирования фертильных нередуцирозанных ганот. Схемы отбора на диплоидном уроэне далеки от совершенства. С другой стороны, далеко не исчерпаны возможности улучаениа традиционные методов селекции на гетерозис, связанных, а частности, с выделением лучиих родительских форм, их гибридизацией, отбором гетерозискых гибридов в ранних поколениях и др. Решение проблемы повыпення эффективности селекции ггртофэля эидктся п оптимальном сочетании традиционных и ноль« генетических подходог.. , .

Связь работы с крупными научными програимаин. Диссертационная работа выполнена в рамках научно-исследовательских программ и тем: "Генетический контроль онтогенетического ряаамткг я уронайности растений при гетерозисе" ( N госрегистрацки 01.В5.0004575), "Генетический контроль развития растений и метаболических процессов, обеспечивал»!« реализация потенциальной продуктивности при гетерозисе" (N госрвгмстрацик 01890015830), проектов Фонда фундаментальных исследований Республики Беларусь Б 1S-333 "Генетическая концепция создания продуктивных экологически стабильных гибридов и популяций картофеля (И госрвгмстрацик 1994444) ) и Б 94-124 "Отбор на диплоидном уровне

7 картофеля: генетические аспекты создания исходного материала" (8 госрегистрации 19951040 ), договоров с БелКИИ картофелеводства "Разработка технологии получения дигаплоидов в культуре пыльников картофеля", с Гомельским облагропромои "Разработка технологии производства безвирусных клонов картофеля на безагаровых питательных средах" , с Институтом микробиологии АН Беларуси "Создание и поддержание генетической коллекции культур клеток сельскохозяйственных растений" .

Цель и задачи исследования. Цель исследования - разработка кон- • цепцни создания гетерозисных гибридов и популяций картофеля на основе оптимального сочетания генетических манипуляций на диплоидном и тетрапдоидном уровне. Для ее решения были поставлены следующие задачи :

- Предложить новые генетические подходы к решению ключевых проблем гетерозисной селекции тетраплоидных сортов картофеля - выделения лучших родительских комбинаций среди больших коллекций исходного материала и повышения эффективности отбора гетерозисных гибридов в ранних поколениях.

- Изучить влияние вегетативной репродукции на оценки комбинационной способности и показатели продуктивности отдельных сеянцев.

- Усовершенствовать методы гибридизации и кикроклокального размножения сортов и форм картофеля.

- Исследовать возможность повышения андрогенетической способности сортов картофеля с помочью экспериментальных воздействия на растения доноры-пыльников.

- На основе анализа фертцльностх дигаплоидов картофеля и изучения наследования соответствующих признаков предложить пути повышения эффективности гибридизации дигаплоидов картофеля.

- Изучить особенности формирования нередуцированных гамет в связи с фертильностью диплоидных популяций картофеля.

- Сформулировать генетические принципы создания исходных диплоидных популяций и разработать схему селекции картофеля с оптимальным сочетанием генетических манипуляций на диплоидном и тетрапдоидном уровне.

Научная новизна полученных результатов. В результате проведенных исследований предложены и научно обоснованы оригинальные подходы к решению важных проблем гетрозисной селекции тетраплоидных сортов картофеля: выделения лучших комбинаций среди больвих коллекций ис -

ходкого материала к отбора в ранних похолениях. Для решения первой из названных проблем последовательно используется оригинальная модификация поликросс-теста н нноготестерный топкросс, в котором в качестве тестеров берутся лучшие по общей комбинацнонной способности (ОКС) материнские формы, выделившиеся в полккросс?. это позволяет точно и с небольшими трудозатратами определить гибридные комбинации с оптимальным сочетанием ОКС обоих родителей и их специфической комбинационной способности (СКС). С целью повытеим» эф^ятпзносгк лик!)и>« я рання- поколениям впервые предложено до качала индивидуального отбора в течение нескольких лет применять естественный отбор по признаку количество товарных клубней. Это обеспечивает при минимальных трудозатратах элиминацию малоценных генотипов и одновременное повыиение доли в популяции наиболее продуктивных, экологически стабильных сеянцев.

Сформулированы генетические принципы создания исходных диплоидных популяций и разработана схема гетерозисной селекции с использованием отбора на диплоидном уровко у картофеля, которая, в отличив от существующих схем, учитывает эффекты ОКС как дкллсмдного, так и тетраплоидного родителей, из СКС, аоэмо.чмпсть применения разнмх методов полиплоидизации, довызания ОКС и СКС дкплсиднаг родителей в сочетании с комбинацией и аккумуляцией ценных Признаков.

С помощью методов микроклонального разиноаення и поддержания 1п vitro растений хартофеля получены новые сведения о природе фактора "репродукция". Показано, что размеры самого крупного клубня сеянца 1-го года сильно варьирует из-за неоднородности иикросредовых условий. Пр! сирацнванки первой репродукции одних м таг ко сеянцев из мелких клубней иогут выделяться одни гвнотипц. а из более крупных -другие (взаимодействие "генотип - фракция").

В результате ' изучения влияния ряда экспериментальных воздействия на растения- доноры пыльников установлены Аактор*, еугг-етвенно поглгаагзиб андрогенатнчосгуо способность генотипа: кспользочанио в качестве источника освещения ламп дуговых ртутим- с «одидакм метал-лоз, прканвка ка томаты, опрыскивание бутонов в фазу найоза растворами 6-бензиладенина или гяббереллина ( A.c. Я 1554363).

Разработаны эффективные методы гибридизации картофеля ( А.с.И 1597125 и N1621824), микроклонального размножения картофеля ( A.c. N 1792971), предложена структур* производственного цикла с оптимальным сочетанием кикроклонирования и получения иикроклубне*, выведены

формулы для расчета объемов питомников при производстве микрохлубней безвирусных клонов картофеля.

Практическая значимость полученных результатов. Несмотря на то, что работа в основном имеет фундаментальный характер, многие подходы, а такхе разработанные методы и технологии могут быть использованы в селекции и семеноводстве картофеля. Для выделения лучших комбинаций среди больших коллекций исходного материала целесообразно применять представленную в диссертации схему, используя комплексную селекционную оценку сеянцев (а не только данные об их продуктивности).

"Повышение эффективности отбора в ранних поколениях" - селекционная технология, которая может быть использована после производственных испытаний и "доводки" отдельных ее частей, в частности, метода идентификации сеянцев после "естественного отбора". Сформулированные в работе принципы "популяционного семеноводства" представляют интерес для исследователей, занимающихся вопросами повышения экологической стабильности картофеля.

Принципы создания исходных диплоидных популяций и схема селекции на диплоидном уровне у картофеля, результаты изучения генетики фертильности дигаплоидов, формирования у них нередуцированных гамет, ряд выделенных селекционно-ценных диплоидных форм (источники мутации самосовместимости, мейотических мутаций и др.), богатая коллекция диплоидного и тетраплоидного картофеля - основа для развертывания селекционных исследований с использованием отбора на диплоидном уровне. Это позволит на качественно новом методическом уровне создавать сорта картофеля, существенно превосходящие существующие.

"Способ выращивания растений картофеля для получения гибридных семян" (A.c. Н 1597125) в течение многих лет успешно используется в Институте генетики и цитологии АН Беларуси. Определенные перспективы для получения особо ценных гибридных комбинаций в селекции картофеля мохет иметь и "Способ выращивания растений картофеля для гибридизации " ( A.c. N 1621824).

Технология микроклонального размножения картофеля, в основе которой "Способ микроклонального размножения картофеля" (A.c. Н 1792971), применяется в ИГиЦ AHB с 1990 г. В это жв время заказчику - Гомельскому облагропрому - были переданы "Методические рекомендации " с ее подробным описанием.

Экономическая значимость полученных результатов определяется возможностью повышения эффективности селекции и семеноводства карто-

феля в случае использования разработок, перечисленных в предыдущем пункте. Если повышение эффективности селекции можно прогнозировать в отдаленном будущей (селекция - длительный процесс), то применение предложенной технологии микроклонального размножения в семеноводстве может иметь значительный экономический эффект уже в ближайшее время.

Основные прложония__^ЗИСсертации^._выносимые_на_. защиту.

- Последовательное использование поликросс-теста и многотестер-ного топкросса, в котором в качестве тестеров берутся лучкме по ОКС натеринские формы, выделившиеся в поликроссе, позволяет точно и с небольшими трудозатратами определить гибридные комбинации с оптимальным сочетанием ОКС обоих родителей и их СКС.

- Для повышения эффективности селекции в ранних поколениях до начала индивидуального отбора следует в течение нескольких лет применять естественный отбор по признаку количество товарных клубней. Это обеспечивает элиминацию малоценных генотипов и одновременное повышение доли в популяции наиболее продуктивных, экологически стабильных сеянцев. Описанный принцип монет быть использован в семеноводстве для создания продуктивных, экологически стабильных популяций картофеля.

- Размеры самого крупного клубня сеянцев 1-го года сильно варьируют из-за неоднородности микросредовых условий. При выращивании первой репродукции одних и тех же сеянцев из мелких клубней могут выделяться одни генотипы, а из более крупных - другие ( взаимодействие "генотип- фракция").

- Взаимодействие "ОКС - репродукция" имеет место лишь в некото-рыз условиях среды. Это означает, что последовательное испытание сеянцев 1-го года и первых двух репродукций гибридных популяций позволяет получить объективные оценки ОКС родителей.

- .С помощью экспериментальных воздействий на растения доноры пыльников (специально подобранный источник освещения, обработки бутонов физиологически активными веществами, прививка на томаты) кожио существенно повысить андрогенетическую способность сортов картофеля.

- Низкая мужская фертильность дигаплоидов картофеля является одним из основных лимитирующих факторов для отбора на диплоидном Гровне. Вероятная причина стерильности дигаплоидо» - и» столько ЦМС, сколько переход * гомозиготное состояние генов "генетического гру- . эаи.

- Исходная популяция для отбор« на диплоидном у рожне домна

- б -

создаваться путем перекреста геноисточников ценных признаков и высоких агрономических показателей, доноров генов самосовместимости, формирования нередуцированных яйцеклеток и пыльцы. В ходе предварительной селекции, осуществляемой по принципу "колонн", целесообразно применять инбридинг для эффективной комбинации и аккумуляции ценных генов, повышения ОКС и фертильности популяции.

- Схема селекции картофеля с использованием отбора на диплоидном уровне, которая учитывает эффекты ОКС как диплоидного, так и тетраплоидного родителей, их СКС, возможность использования разных методов полиплоидизации, повышения ОКС и СКС диплоидных родителей в сочетании с комбинацией и аккумуляцией ценных генов.

Личный вклад соискателя. Основные теоретические разработки, представленные в диссертации, выполнены лично соискателем. Компьютерное моделирование изменения показателей продуктивности сеянцев в ходе "естественного отбора", а также программа анализа разнообразия Б-аллелей дигаплоидов картофеля выполнены Б.Ю. Аноаенко. Экспериментальные данные получены совместно с сотрудниками руководимого автором коллектива: В.Е. Подлисских, Е.В. Воронковой, А.В. Савчук, Н.В. Калашниковой, И.О. Шуралевой, В.Л. Подлисских, Н.А.'Анохиной.

Апробация результатов диссертации. Основные результаты работы доложены: на конференции молодых ученых "Вклад молодых ученых Украины в интенсификацию сельскохозяйственного производства" (Харьков, 1986), V съезде ВОГиС (Москва, 1987), международной конференции "Биология культивируемых клеток и биотехнология'' (Новосибирск, 1988), конференции молодых ученых и специалистов "Основные направления научно-технического прогресса в картофелеводстве, плодоводстве и овощеводстве (Самохваловичи,1989), VI съезде БелОГнС (Горки, 1992), VI съезде ВОГиС (Минск, 1992), республиканской конференции "Современны* проблемы генетики и селекции" (Минск, 1995).

• Опубликованность результатов. . Основные результаты' диссертация опубликованы в двух коллективных монографиях , энциклопедическом справочнике, 17 статьях, 4 описаниях изобретений и 10 тезисах докладов научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 316 стр. машинописного текста и состоит из введения, 10 глав, заключения, выводов, списка использованных источников, который включает 427 наименований, в том числе 302 иностранных, и приложения. Материал представлен в 59 таблицах и 13 рисунках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

ПРИНЦИПЫ ПОДБОРА РОДИТЕЛЬСКИХ ФОРМ КАРТОФЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА

Обоснование программы выделения лучших родительских пар среди больвих коллекций исходного иатериала

Программа включает последовательное выделение лучвих по общей комбинационной способности (ОКС) материнских форм и опылителей из числа анализируемых генотипов (рис.1). На первом этапе эксперимента для оценки ОКС материнских форм используют оригинальную модификацию поликросс-теста. Взятые в анализ сорта опыляют смесью пыльцы как минимум 5-6 Форм изучаемого набора генотипов. Причем в нее не должна входить пыльца опыляемого образца. Смесь составляют таким образом, чтобы доля пыльцы каждого из опылителей была обратно пропорциональна ее жизнеспособности (определенной, например, простым пцетокарминовым методом). Таким образом, генетическая база "тестера" достаточно широкая, она содержит генетический материал, который предполагается использовать для получения искомой гибридной комбинации, исключается возможное влияние на оценки ОКС ннбредной депрессии.

На втором этапе анализа оценивается комбинационная способность изучаемых форм при использовании их в качестве опылителей. Для этого предлагается применять метод многотестериого топкросса (нерегулярная схема), в которой тестерами служат лучшие по комбинационной способности материнские формы, выделенные на первом этапе. Применение тестеров с высокой ОКС позволяет получать и изучать наиболее ценные комбинации.

Из математической модели анализа комбинационной способности продуктивность комбинации 1ц тем выае, чем больое сумма д1 + <ц + 81), где 91 и д) - эффекты ОКС соответственно 1-й и 1-й родительских форм, шч - их константа СКС. Для лучвих гибридных комбинаций эта сумма может, вероятнее всего, складываться следующим образом:

1) высокие положительные значения 91, Я), »и;

2) высокие положительные дх н дц »ч - назначим (около нуля.

- в -

1 ЭТАП

1. Опыление п образцов смесью пыльцы фертильных

опылителей (С ) N1 N3 Из N4 N5 ____ N. ..... Мп

Смесь пыльцы (С)

2. Испытание п полигроссов, выделение лучших по ОКС материнских форм

N1

X

С

N4

X С

N5

X

С

N.

X С

X

2 ЭТАП

1. Скрещивания выбранных к тестеров с сортами -опылителями (кп - к комбинаций).

N1 N2 Из N4 N5 N. ---- Ип

N1 х^

N4 X

N5 IX

N. X

2. Испытание кп - к топкроссов. Выделение лучших комбинаций. Определение КС опылителей"

ЯгхИз

X

НгхЯ*

X • -

ИНН»

N4X1)1

Н4ХИ5

Ндяс^ ^ис^Т

Н5ХН4

... ...

1Е5

Н.хМа

^йа*«^ ..

Пр.

* - еи.ск на содержит пыяьцу опмя а•мо го обряэда;

** - прям•мя атс ж иатод расч.9* дяя я.рагуяяряой матряц. еяра.явакяа

Рис. 1. Программа выделения лучших родительских комбинаций

среди больших коллекций исходного материала картофеля

или несколько выше);

3) высокие положительные gi и sij; gi- положительная, но невысокая ;

4) высокие положительные gj и вц; gi- положительная, но невысокая .

Обсуждаемая программа после проведения двух этапов анализа представляет полную информацию о селекционной ценности гибридных комбинация, относящихся к первнм трем типам сочетаний ОКС и СКС родителей. 3 многотестерном топкроссе используют в качестве тестеров лучшие по ОКС (gi) материнские формы. Следовательно наиболее продуктивные комбинации 2-го этапа анализа должны иметь наибольшие суммы gj и sij. Данные об ОКС опылителей (gj) позволяют разделить эти комбинации на такие, у которых эта сумма высокая за счет высохих значений gj, и комбинации, оказавшиеся среди лучших благодаря большим константам СКС. Как правило, на этом анализ можно закончить и рассматривать конбииации четвертого типа (высокие значения gj и sij при умеренном gi) в качестве резервных. По необходимости они могут быть получены и проанализированы.

Экспериментальная проверка эффективности прогрзчмы показала следующее:

1. Использование для скрещиваний смеси пыльцы и простейших способов стимуляции цветения материнских форм позволяет без труда получить все необходимые для анализа поликроссные гибриды.

2. Предложенная модификация пояикросс-теста обеспечивает высокую точность оценок ОКС материнских форм. Коэффициенты ранговой корреляции с показателями ОКС 7 сортов картофеля, определенными с помощью многотестерного топкросса (6 опылителей) были: по массе клубней с растения - 0.75,. по количеству клубней с растения - 0.63, по средней массе клубня - 0.89 (Р=0.05), содержанка крахмала - 0.89 (Р=0.05). Аналогичные результаты были получены и по массе микроклубней с растения в хультуре In vitro (0.89, Р=0.05).

3. Многолетние испытания гибридов полной диаллельной схемы 7x7 (прямые и обратные комбинации, без самоопыления) показали, что продуктивность лучших гибридных комбинаций обусловлена в основном высокой ОКС обоих родителей (наибольшая сумма gi+gj). Гибриды с высокой СКС выделялись лишь а отдельные годм.

В диссертации приведен пример реализации программы для 23 сортов картофеля, подтвердивший ее высокую эффективность. 9 этом опыте

благодаря использованию широкого набора сортов отмечены гибридные комбинации, которые были среди лучших благодаря высокой ОКС одного из родителей м высокой СКС,

Описан способ проращивания незрелых семян картофеля, дающий возможность проводить испытания сеянцев ухе в год гибридизации, что позволяет сократить процедуру оценхи комбинационной способности материала на один год.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГИБРИДИЗАЦИИ СЕЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ КАРТОФЕЛЯ

8 этой главе анализируются возможности повышения скрещиваемости сортов картофеля путем оптимизации условий выращивания растений, применения специальных приемов. Показано, что предотвращение клубне-образования позволяет повысить интенсивность цветения практически любого сорта картофеля.

Посадка клубней в верхнюю часть гребня, выведение столонов из почвы, заполнение междурядий водой при недостатке осадков существенно повышают интенсивность цветения, завязываемость ягод при использовании фертильных опылителей. Способ (A.c. N 1597125) обеспечивает высокую эффективность гибридизации сортов картофеля в полевых условиях.

Выращивание растений в защищенном грунте с досветкой лампами дуговыми ртутными с иодидами металлов, например, ДРИ-2000-6, позволяет повысить количество пыльцы, дает возможность получить пыльцу у обычно не пылящих сортов- картофеля (A.c. N 1621824).

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТБОРА ГЕТКРОЗМСНЫХ ГИБРИДОВ В РАННИХ ПОКОЛЕНИЯХ Способ отбора в ранних поколениях у картофеля

В связи с невысокой эффективностью селекции на этой стадии рекомендуют использовать только браковку сеянцев с очевидными недостатками, а индивидуальный позитивный отбор начинать со второй-третьей клубневых репродукций [Tal, Young, 1984; Marls, 1988 и др.). В диссертации представлен способ, позволяющий при минимальных трудо-

затратах сохранить в популяции до начала индивидуального отбора наиболее продуктивные, экологически стабильные сеянцы, элиминировать малоценные формы.

Выращивание сеянцев первого года и отбор проводят по обычной технологии. Для последующего испытания оставляют по 2-3 клубня каждого сеянца. Клубни сортируют по размерам: колебания в пределах фракции не более 20%. В каждую фракцию включают не более одного клубня сеянца, а также по одному клубню соответствуяг/згс размера сортов-стандяртоз (от пробиротныг растений). Клубни разных фракций высаживают отдельно. Густота посадки - общепринятая для выращивания товарного картофеля. Уборку проводят механизированно, объединяя урожай сеянцев соответствующей группы (в зависимости от размера посадочного клубня). Покустная уборка и учет селекционных признаков отдельных образцов на этом этапе не применяются.

В ходе переборки собранного урожая оставляют на хранение только товарные клубни (70-100 г). Весной следующего года выбраковывают плохо хранящийся катерная. Случгйнуп выборку каждого варианта (фракции) высаливает и далее повторяют все селекционные мероприятич предыдущего года испытания. Аналогично поступают и на следующий год. Объем испытаний во все годы приблизительно постоянный. Разкер выборки для каждого варианта пропорционален общему количеству клубней, сохранившихся к коненту посадки. Желательно использовать средний по плодородию агрофон, или даже слегка пониженный, чтобы избежать получения слитком большого количества крупных клубней, устранить возможный эффект межгенотипической конкуренции.

Включение в испытания нескольких клубней каядого сеянца сникает зероятность утраты ценных генотипов по случайным причинам. Распределение посадочных клубней по фракциям в соответствии с их размерами создает, равные стартовые возможности. Объединение и перемешивание урожая всех растений популяции, проводимое в первые три года испытаний клоковых поколений, приводит к тому, что в популяции под действием естественного отбора увеличивается доля генотипов, стабильно образующих в различных условиям среды наибольшее количество клубней. Проводимая одновременно браховка мелких, больных и с плохой формой, глубокими глазками клубнай, уиеньиает долю в популяции мелкоклубневых, неустойчивых к болезням сеянцев с неудовлетворительной формой • клубней. Выбраковка слишком крупных клубней очевидно направлена против малоклубневых генотипов и форм с невыравненным гнездом. Повтор-

ная переборка материала накануне посадки позволяет уменьшить долю плахохранящихся сеянцев. Практически в течение трех лет реализуется программа естественного отбора по признаку количество товарных клубней. Этот признак тесно коррелирует с продуктивностью растения и общей селекционной оценкой генотипа.

Таким образом, задача редукции малоценных форм в предлагаемом способе решается объективно (естественный отбор, равные стартовые возможности, наличие ловторностей) и при небольших затратах труда (большинство процедур механизировано, не проводится индивидуальная оценка отдельных клонов).

Индивидуальный позитивный отбор среди сеянцев модифицированной описанным способ популяции начинают с четвертого клубневого поколения, используя общепринятую методику (однокустные делянки, разреженная посадка). Снижение ряда факторов случайной дисперсии (эффекта репродукции, размера посадочного клубня и др.) дает возможность применять высокую интенсивность отбора.

Среди выделенных форм иогут оказаться несколько растений одних и тех же генотипов, а также, очевидно/ сортов-стандартов. Идентификация клонов, т.е. отнесение образца к определенному сеянцу или сорту-стандарту, позволяет определить их доли среди отобранных форм. Это важнейший показатель, позволяющий судить о поведении сеянцев в предыдущие годы, об их экологической стабильности относительно сортов-стандартов, Идентификацию сеянцев иояно проводить с помощью анализа элекрофореграмм белковых маркеров, по комплексу апробационных признаков. Таким образом, отбор сеянцев на этом этапе осуществляется по двум критериям: общей селекционной оценке в тод испытаний и их доле среди отобранных форм.

Для экспериментальной проверки эффективности предложенного способа использовали модельную популяцию (СС-популяцию), образованную путем объединения равного количества клубней десяти сортов. "Естественный отбор" по признаку количество товарных клубней проводили в 1986-1989 гг. В 1990-1993 гг. осуществляли сравнительное испытание полученной популяции, исходных сортов и их смеси ( без отбора). В 1991-1993 гг. использовали два срока посадки. Идентификацию сортов в СС-популяции проводили с помощью кластерного анализа 25 апробационных признаков растений картофеля.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что предложенный метод отбора позволяет получить продуктивную, экологически стабиль-

-----яую популяция с гармоничным сочетанием количества и средней массы

клубней у сохранившихся в ней генотипов. СС-популяцня достоверно превосходила по массе клубней с растения пять из десяти исходных сортов, а также их смесь. Идентификация образцов популяции показала преобладание в ней трех лучших по результатам испытаний сортов. Доля худпих (с общей адаптационной способность» нике ну.-.я) составила в

1992 г. - 20%, а после неблагоприятного 1992 г. (при идентификации в

1993 г.) - лишь 5%. Четыре таких сорта в анализируемой выборке вооб-

на были ныя*- .

Результаты компьютерного моделирования "естественного отбора" подтвердили вывод о селективном преимуществе наиболее продуктивных генотипов с гармоничным сочетанием количества и средней массы клубня. -

Использованный в способе принцип естественного отбора по признаку количество товарных клубней может быть положен в основу т.н. "популяционного семеноводства". Синтетические жшуляцкя (или гкбрид-нме, для стран с неразвитой системой семеноводства картофеля), полученные путем объединения несколысиг: сортов, и прояедшке несколько циклоа "естественного отбора", нм^евт порчк^шгуга экологическую стабильность при относительно высокой уролайности.

В проведенном эксперимента не доказала значимость мезгеиотипи-ческой конкуренции. Следовательно, этот фактор не должен искажать результаты "естественного отбора" при использованпи густоты посадки, примятой для выращивания товарного картофеля. Отсутствие взаимодействия "генотип- разреженная посадка" свидетельствует о незначительном «,ичят>ч этого фактора на рачгн генотипов на первом этапе индивидуального отбора.

ВЛИЯНИЕ РЕПРОДУКЦИИ НА ОЦЕНКИ КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ СОРТОВ КЛРТОвНЛЯ И ПОКАЗАТЕЛИ

продуктивности отдельных езянцгз

I

ропрадугцпи на оценки комбинационной способности сортов н Счэрп ггртофаля

В 1985-1989 гг. в двух пунктах проведено изучение разных репро- * дукций 11 поликроссных гибридных популяций. Установлено, что по большинству признаков продуктивности имеется кордагяция между сеян-

цамн 1-го года и клубневыми поколениями. Между первой и второй репродукциями достоверная корреляция имеет место по количеству клубней с растения и по содержанию храхмала.

Трехфакторный дисперсионный анализ показал достоверное влияние факторов "генотип" и "пункт испытания" на вариацию всех изученных признаков.• Влияние фактора "репродукция" доказано для признаков масса клубней с растения, количество клубней и содержание крахмала. Особо следует обратить внимание на достоверное влияние взаимодействия "генотип - репродукция" на вариацию признаков масса клубней с растения и количество клубней, а также взаимодействия "генотип репродукция - пункт испытания" на количество клубней с растения. Наличие таких взаимодействий может изменять ранги исследуемых гибридных комбинаций в зависимости от репродукции и условий среды.

Двухфакторный дисперсионный анализ результатов испытаний по каждому пункту в отдельности показал, что взаимодействие "генотип -репродукция" по массе клубней с растения было достоверным в условиях Биологичесхой опытной станции ИГиЦ АНБ (БОС ИГиЦ) и недостоверным в БелНИИ картофелеводства (БелНИИК) . Следовательно, взаимодействие "ОКС - репродукция" имеет место лишь в некоторых условиях среды. Последовательное испытание сеянцев 1-го года и первых двух репродукций гибридных популяций позволяет получить объективные оценки ОКС родителей.

Влияние репродукции на показатели продуктивности сеянцев картофеля

В качестве материала использовали 21 случайно выбранный сеянец гибридной комбинации сортов Ирис х Огонек. В марте 1990 г. гибридные семена прорастили in vitro. Полученные пробирочные растения прошли два цикла микроклонального размножения. В мае 1990 г. часть пробирочных растений каждого сеянца (по 5-7 шт.) была высажена в горшочки с торфом. Оставшиеся пробирочные растения сохраняли в культуре, раз в 2 месяца перенося черенки на свежую питательную среду. Описанную процедуру повторяли ежегодно. В результате, начиная с 1993 г., в полевых условиях (БОС ИГиЦ, г.Минск) одновременно испытывали первую, вторую и третью (четвертую) клубневые репродукции названных гибридов. В каждом из вариантов количество повторностей удовлетворяло требованиям методики полевого опыта.

Дисперсионный анализ результатов одновременного испытания пер-

... вой и .третьей- клубневых репродукций гибридов Ирис х Огонек показал весьма существенное влияние (около 20%) эффекта репродукции и взаимодействия "генотип - репродукция" (около 14%) по признахан количество и касса клубней с растения. Н то же время показатели средняя масса клубня и количество товарных клубней от этого фактора не зависели, т.е. отдельные генотипы не меняли своих рангов при смене репродукции. Выявленное взаимодействие "генотип-репродукция" очевидно обусловлено вариацией размеров посадочных клубней первой pennnnyv-нии. дал иппапги нчда брать. ¿лцСни одинакопого р»эяе~

ГЯ (равиыа стартовые возможности).

При анализе полученных результатов особое внимание было обращено на данные, касающиеся размеров и массы самого крупного клубня сеянцев 1-го года. С одной стороны, представляется привлекательной идея существенного сокращения объема исходного материала уже на стадии сеянцев 1-го года путем отбора образцов, имеющих особо крупный (более-4 см в диаметре) первый клубень [Гончарова, 1992J. Однако, хотя коэ*фкц;тс>:;т корредяц:!;; неяду »тин прнзчакон и продуктивностью второй и третье/; репродукций достоверный и стабильно воспроизводятся в широком сьэ.чтре условий среды, гелнччна <?го зее.-т^и недостаточно высока ( О.45-0.50), чтобы уверенно зссти отбор. О срвдиеполохитель-пой корреляции мэяду названными похазателяии сообщает такие B.Maris (1988) .

Имея возмонность выращивать по несколько растений каждого сеянца, мы не могли не заметить весьма существенную вариацию размеров и нассы самого крупного клубня. В селекционной же практике имеют дело с одним растением. Поэтому ве.и*кя вероятность опиРки при оценке этого показателя и необоснованной браковки пстрнцчально ценных генотипов . По .Ч£.Е:ему мнении, следует оставлять для последующего испытания сеянцы и с более мелкими клубнями.

С другой стороны возможна ситуация, что даже если для посадки tiaz сеянцев будут использованы хлубни одинакового размера (одной фракции), то ногут быть получены разные результаты по сравнению о теми, когда для посадки будут взяты бол<за крупные или более мелкие клубни. При выращивании первой репродукции из посадочных клубней, разбитых на фракции в соответствии с их размерами, ранги одних и тех же генотипов существенно различались (взаимодействие "генотип-фракция"). Следовательно, для точной оценки недостаточно создать равные стартовые возможности. Необходимо испытывать несколько растений как-

дого сеянца из клубней разных фракций. В рамках традиционной селекционной технологии эта рекомендация была бы практически невыполнима (для этого пришлось бы по крайней мере вдвое увеличить объем испытаний). Для технологии, описанной в предыдущей главе, она вполне приемлема.

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МИКРОКЛОНАЛЬНОГО РАЗМНОЖЕНИЯ ЦЕННЫХ ГЕНОТИПОВ КАРТОФЕЛЯ

В этой главе диссертации представлено описание разработанной нами технологии микроклонального размножения картофеля. Предложено, в частности, последовательно использовать в годовом цикле производство микроклубней и микроклонирование безвирусных клонов картофеля, что позволяет более равномерно распределить загрузку оборудования и технического персонала по сравнению с применением только одного из этих методов микроклонального размножения картофеля. Разработаны структура питомников для производства микроклубней и формулы расчета их оптимальных размеров.

Ключевой элемент технологии - использование ваты гигроскопической в качестве субстрата для микроклонального размножения картофеля (A.c. N 1792971), что обеспечивает экономию материальных и энергоресурсов, повышение производительности труда (около 40%), лучшую приживаемость растений после высадки в грунт по сравнению с известными способаии микроклонирования картофеля на агаровых питательных средах. При использовании ватного субстрата имеется возножность замены питательной' среды без извлечения растений из пробирок. Это создает благоприятные условия для индукции микроклубней,' так как позволяет выращивать растения на питательных средах, оптииальных для определенного этапа их развития.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТБОРА НА ДИПЛОИДНОМ УРОВНЕ В СЕЛЕКЦИИ КАРТОФЕЛЯ

В представленном в этой главе обзоре литературы подробно обсуждаются важнейшие проблемы отбора на диплоидном уровне у картофеля. В частности, рассматриваются преимущества этого подхода по сравнению с традиционной селекцией, способы получения дигаплоидов и ресинтеза тетраплоидов, вопросы гетерозиса и инбридинга у автополиплоидов в связи с теорией тетрааллелизма, влияние уровня плоидности на прояв-

ление различных признаков. Особое внимание уделено проблемам реализации отбора на диплоидном уровне в селекции картофеля. Обсуждены тякие вопросы, как выбор способа полиплоидизации, обязательно ли достижение максимальной гетерозиготностн для максимального селекционного результата, целесообразно ли использование моноплоидов, каким образом можно учесть несоответствие оценок диплоидое и их тетрапло-идного потомства, какие имеются подходы к решению проблемы стерильности дигаплоидов к*рго*<»."«т. Отменено, чм существующие ст»»« cnr.cz.-ции с использованием отбора на диплоидном уровне требуэт существенного улучшения. Для них характерны применение только какого-то одного способа полиплоидизации, нерациональные методы подбора родителей. Они ориентированы в основном на природный уровень мейотнческих мутаций и не учитывают обычно низкий уровень функциональной мужской фер-тильности дигаплоидов картофеля.

ПОЕИЗЕШП: АНЛРОГ^НЕТНЧЕС^С!? СГТОСОБНОСгК СОРТОВ КАРТОГ-ЧйЯ

Г, с отбором нл диплоидном уровне 01-.ра/-г-ле1'н' Л научный ин-

терес икеьот прзультзт!: изучения возмокностк псеыг-йния андрогенет.ч-ческой способности генотипа пут «»«с экспериментальных воздействий на рзстения-доноры пыльников. В литературе по культуре клеток и ткгией растений этому аспекту проблемы не уделяется достаточно вникания.

Проведенные исследования показали, что изменение условий выращивания растений-доноров пыльников, экспериментальны« огрр^еленних стадиях ьор^ог^нвэ'1 сувн'-ггоинс гяччть на "¿ндпо-

способность сортов ччргефела. В частность, воздействие коротким днем на растения приводит х сдвигу полового бгланса в женс-куя сторону, повышению концентрации эмбркогснчих и абортивных пыльцевых зерен. Однако происходя"**»? тг»: зтег ен.л ли-ьцо^о;- яро-дуктчвностн, вероятно, является одной из лрмчьн более низкого, чем з контроле, выхода лаллвса и культуре пыльников. Холодов?»* обработка, растений картофеля сопровождается повышением пыльцевой продуктивности и увеличением концентрации морфогенных Р-зероа.

В качестве эффективного приема повышения выхода каллюса в культуре пыльников можно рассматривать прививку картофеля на томаты. Ее применение особенно оправдано для форм с низкой андрогенетической способностью, слабым цветением. Эффективность прививки зависит от

генотипа подвоя, его физиологического состояния.

Установлено, что выращивание растений картофеля в условиях искусственного климата с использованием в качестве источника освещения ламп дуговых ртутных высокого давления с иодидами металлов, например, ДРИ-2000-6, обеспечивает существенное повышение андрогенетичес-кой способности практически любого генотипа по сравнению с вариантом выращивания растений при естественном освещении. При этом наблюдается значительное увеличение концентрации Р-зерен и количества пыльцы. Эффект подсветки растений-доноров пыльников лампами ДРИ-2000-б можно усилить путем обработки бутонов в фазу мейоза водным раствором 6-бензиладенина или гиббереллина, с помощью прививки картофеля на томаты.

ГЕНЕТИКА ФЕРТИЛЬНОСТИ ДИГАПЛОИДОВ КАРТОФЕЛЯ

Прежде, чем начать работу по оптимизации селекционного процесса, необходимо было определить уровень фертильности реальных диплоидных популяций картофеля, используемых для отбора на диплоидном уровне. С этой целью использовали большую коллекцию (более 250 образцов) дигаплоидов S.tuberosum L., гибридов между дигаплоидами и некоторыми клубнеобразующими диплоидными видами картофеля (вторичные дигаплоиды), любезно предоставленную нам С.И.Лиореком (Украинский НИИ картофельного хозяйства. Киевская обл.).

Комплексная оценка фертильности образцов коллекции показала, что скрещиваемость дигаплоидов в основном лимитирована низким уровнем мужской фертильности. Около 10% изученных форм не образовывали пыльцу, а 35% образовывали ее ренее 0.5 мг/цветох, 65% дигаплоидов имели низкий уровень функциональной мужской фертильности (ФМФ) (менее 5% проросших in vitro пыльцевых зерен), а у 5% пылящих образцов пыльца была полностью стерильна.

Установлено, что при скрещивании фертильных дигаплоидов показатели фертильности наследуются ках количественные признаки. Большая вариация показателей мужской фертильности потомства по-видимому обусловлена наличием у картофеля значительного "генетического груза". Потомство некоторых мужски стерильных форн было практически стерильным, что свидетельствует о присутствии у них соответствующих доминантных генов, приводящих к ЦМС.

Результативность гибридизации дигаплоидов картофеля в основном

зависит от общей совместимости родителей. Варианса специфической совместимости (эффект"предпочтения") была незначимой. Общая совместимость опылителей определяется их ФМ4.

Для картофеля по-видимокому характерно неболызов разнообразив S-аллелей (генов, определяющих гаметофитную самонесоаместимость). У дигаплоидов, происходящих от двух неродственных тетраплоидных сортов имелось три общих S-аллодя. Следовательно, одним из путей повышения эффективности гибридизации дигаплоидов картофеля является выделение и испольчовяни«? s !tar;ecTSe доноров нутаций самосовчесттстгости (St-иу-таций). Представляется перспективным такле использование самосовиес-тимых форм для повышения фертильности диплоидных популяций картофеля с понощью инбридинга (элиминация генов "генетического груза"). Нам удалось выделить несколько самосовместнмых форм и изучить характер наследования St-мутации в Fi и Ii. Проводится работа по созданию вы-сокофертильного донора этой мутации.

#ОРМНРОВЛ1ЕК5 НгР2ДУЦНРОЗАШШ2 ГАНВТ ДНГАШЮИДАМИ КАРТОФЕЛЯ

Считается, что селекция диплоидного картофеля до определенного этапа мояот проводиться баз контроля за признаком формирование 2п-гамет. Учет этого показателя может осуществляться среди прояедаз-го предварительный отбор по другим критериям исходного материала. Такой подход может быть реализован вследствие относительно простого наследования признака и достаточно высокой частоты соответствующих мутаций в популяциях диплоидного картофеля fHok, Peloquin, 1975; Heraundstad, Peloquln, 1985; Warner, Peloquln, 1987, 1991 и др.]. При этом, однако, существует определенная вероятность того, что часть отвечающих необходимым требованиям диплоидных форм не будут продуцировать 2п-гаиеты. Нояет также оказаться, что н фертильность чх будот недостаточной для условной гибридизации с твтраплоидными сортами.

Ьолое плодотворным, по вмдннону, является другой подход. На начальны* стядилх селекционного процесса привлекает к гибридизации формы-доноры признака формирование 2п-гамет. Необходимые для проявления этого признака мутации "вводятся" теи самым а исходный матерная . При этом заранее известен механизм образования нередуцированных гамет у прошедвих селекцию форм, в связи с чем результаты интерпло-

идных скрещиваний (проявление необходимых признаков у 4х потомства) становятся более предсказуемыми.

Частота клонов, формирующих нередуцированную пыльцу в коллекции дмгаплоидов картофеля (128 образцов, тот же материал, что и в предыдущей главе), была достаточно велика - 28.9%. Выделены дигаплоиды, формирующие относительно большое количество жизнеспособной нередуцированной пыльцы (2-37%). Проявление этого признака было достаточно стабильным в различных условиях среды. Однако тот факт, что значительная часть продуцентов 2п пыльцы является потомками небольшого количества клонов- носителей соответствующих мейотических иутаций, подтверждает предположение о недостаточной естественной частоте этих мутаций в популяциях диплоидного картофеля. В пользу использования при формировании исходного материала специальных доноров свидетельствуют и данные о низкой фартильности продуцентов 2п пыльцы: из 15 проанализированных форм Только один образец обладал достаточно высокой ФМ5.

Обнарукена высокая положительная корреляция между показателями скрещиваемости опылителей-продуцентов 2п-пыяьцы на диплоидном и тет-раплоиднок уройнях. Таким образом, функциональная фертильность пыльцы по-видимому не зависит от ее плоидности. Повышение уровня фер-тильности диплоидной популяции одновременно должно повысить частоту фертильных Продуцентов 2й«йШгьцы, пригодных для использования в селекционных программах.

Частота встречаемости среди вторичных дигаплоидов коллекции клоноб, Продуцирующих 2п-яйцеклетки, составляет около 25%. Уровень проявления этого признака, однако, в целок недостаточен для их использования в селекционно-генетических исследованиях. Полученные результаты свидетельствуют О необходимости создания эффективных доноров мейотических мутаций, которые следует включать в гибридизацию в качестве обязательного компонента при создании исходных диплоидных популяций.

РАЗРАБОТКА СХЕМЫ СЕЛЕКЦИИ КАРТОФЕЛЯ, ОБЕСПЕЧИВАВШЕЙ ОПТИМАЛЬНОЕ СОЧЕТАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ МАНИПУЛЯЦИЙ С МАТЕРИАЛОМ НА ДИПЛОИДНОЙ И ТЕТРАШЮИДШМ УРОВНЕ

Основные положения и подходы, которые были использованы при разработке схемы:

1. Цель селекции - извлечение, аккумуляция, зомбинация и передача на тетраплоидный уровень от диких видов генов устойчивости к болезням, вредителям и стрессам, генов высоких технологических качеств при одновременном повышении продуктивности гибридов.

2. За основу взята схема с односторонней полиплоидизацией. В качестве главного критерия селекционной ценности диплоидного генотипа выступает характеристика его тетраплоидного потомства.

3. Гетерозис, - это, прежде всего, результат комплементации [Gallais, 19891- С математической точки зрения яучгггтЯ гибрид тот, у которого самая высокая сумка ОКС обоих родителей и их СКС. Следовательно, разрабатываемая схема должна учитывать все эти параметры и быть направлена на поиск наиболее экономичным путем форм с оптимальны« их сочетанием.

4. Вклад ОКС диплоидного родителя в общую вариацию потомства обычно превышает вклад ОКС тетраплоидного родителя. Возможности аккумуляции благоприятных аллелей на диплоидном уровне намного вьпве, чем на тетраплоидном. В сзязи с этим селекционная стратегия должна быть построена на совершенствовании генетического фона диплоидного родителя.

5. В теории селекции известен способ концентрации благоприятных генов и генных взаимодействий - рекуррентный отбор. Он навел иирокое применение для улучшения гибридных популяций, создания линий с высокой комбинационной способностью в гатерозксной селекции диплоидных растений. На наи взгляд, рациональное использование идеи рекуррентного отбора в селекции картофеля позволит комплексно решать задачу повышения продуктивности, концентрирования и передачи желаемых генов тетраплоидному потомству. Известно, что применение долгосрочных программ, включающих несколько циклов отбора с невысокой интенсивностью, обеспечивает максимальный селекционный результат [Gallais, 1989].

Описание схеки селекция

3 качяство исходного материала исподьзувт: 1) набор тэтраплонд-ных сортои, soTcpuo характеризуются относительной раннеспелостью (т.к. потомство диплоидов обычно очень позднеспелое), высокой ОКС по урожаю клубней, а также полевой устойчивостью к фитофторозу и (или) BCJIK, повышенной крахмалистостью и другими признаками с полигеииой

детерминацией; 2) образцы диплоидного картофеля, проведшие предварительную селекцию, фертильные, с высокой ОКС по урожаю, полигенным признакам устойчивости, комплексом признаков устойчивости с моногенной детерминацией и не имеющие "дикарских" признаков ( длинные стол-ны, плохая форма клубня, глубокие глазки, излишняя многоклубневость, отсутствие периода покоя, короткодневность и др.)- В диплоидной популяции должны быть представлены мутации, обеспечивающие формирование нередуцированных яйцеклеток (08) и пыльцы ({а) (большая часть образцов должна иметь эти гены & гомозиготном состоянии), генов самосовместимости (3 *).

. 1 этап. Выделение лучаей По комбинационной способности материнской формы. Наиболее ЭКОНОМИЧНЫЙ способ - модификация поликросс-теста, обоснование которого дано & первой главе диссертации. Способ включает опыление выбранных т&трапдоидмых сортов смесью пыльцы дигаплоидов, формирующих 2п пыльцу, и фертильных тетраплоидов, полученных путей митотического удвоения хромосом дигаплоидов, не формирующих 20 пыльцу. В ходе испытания подученных поликроссов по обычным селекционным критериям выделяют лучина по ОКС материнские формы.

2 »тай. Оценка комбинационной способности дигаплоидов. используют иетод тоМросСа. Ь качестве тестера выступает 4х форма, выделившаяся на первой этапе, считается, что аулши* тестеры в топкроссах должны удовлетворяв следующим требованиям: во-первых, быть неродственными испытуемому материалу, во-вторых, иметь наименьшую частоту благоприятных аллелей, чтобы лучое дифференцировать анализируемые образцы ( см. е( а!. 19ВВ). В настоящей схеме используетсс

тестер с высокой ОКС, поскольку конечная цаль наших исследований не просто оценка ОКС 2Х П0*о*ет»а, а получение дорм с оптимальным сочетанием ОКС Обаих роЛИТвАёЙ И СКС. Ь этой случае задача сводится к отысканию 2х родителей, имвьщиг наиболее высокую сумму ОХС и СКС в сочетании с конкретной 4х формой. Как показали наши исследования на тетраплоидном картофеле, использойанив тестеров с высокой ОКС позволяет достаточно четко ,дифференцир«эьа¥ь испытуемый материал.

Среди исходного диплоидного материала иогут быть следующие образцы:

1) мужски фертильные, формирующие 2п-гшльцу;

2) дигаплоиды, формирующие 2п-*Яцекл«ткм;

3) дигаалоиди, не формирующие ни 2л-1шльцу, ни 2п-яйцеклетки.

Топхроссы получают с учетом перечисленных особенностей диплоидных родителей. Образцы, формирующие 2п гаметы (1 и 2 группы), непосредственно схрес1иаа»т с тетраплоидным тестером, используя, соответственно, в качестве опылителя, либо материнской формы. У образцов, не образующих нередуцированные гамеТы (3 группа), предварительно производят митотическое удвоение хромосом (очевидно с помоцья хультуры тканей). Поскольку весьма вероятна низкая нузская фертильиость части полученных тетраплоидов, их скрещивают с 4х-тестерон, используя в качестве материнской формы. Оетальнуз татраадоии», полученные *ч як-гаплоидов третьей группы, зиступаат о качестве опылителей.

По результатам испытания трех групп топхроссов (в зависимости от способа получения) определяют лучпие по комбинационной способности диплоидные родители в рамках кахдой из групп.

3 этап. 1) Перекрест лучяих по комбинационной способности диплоидных родителей: получение исходного материала для следующего цикла рекуррентной селекции. 2) Воспроизведение лучших топкроссных комбинаций. Полученные 4х-гибриды используют в качестве исходного мата-риала в традиционном селекционном процессе.

Далее цикл повторяется: получение и испытание топхроссов, выделение лучших по КС диплоидных родителей, их перекроет к т.д. (рис.2).

Создание исходной диплоидной популяции

Б основа схемы создания исходной диплоидной популяции принцип "яолонн" [Негизеп, 1984, 1987], который рекомендуют использовать для предварительной селекции диких видов картофеля. Доноры селекционно-ценных признаков равномерно распределяют в соответствии с происхождением на 4 "колонны". В каядую "колонну" входят такхе доноры генов самофертильности, в две "колонны" включают доноры мутации "Га", а в две другие - мутации "оз", приводящие соответственно к формированию 2п пыльцу ;т 2ц яйцеклеток.

"сходный материал в пределах каждой "колонны" перекрокщиаают и проводят селекцию, направленную на гкгуауяяцкю и перакомбннацию гонов желаемых признаков. Регулярно нспользуэт инбридинг с последующи парикрестом лучинх по продуктивности и ферткяьности образцов, несущих селектируемые признаки. Этот методический прием должен, на иая взгляд, не только поднять эффективность аккумуляции и перехоибинацин нузных генов, но и повысить фертильность материала, его ОКС по про-

- 24 -

1 ЭТАП Вадеявюге лучкнх во 05ГС 4х-радитвлей

Получение вовккроссог

2 ЭТАП

1)

2)

3)

3 ЭТАП

Смесь 2п пыльцы (М)

А В С О . . . П Испытание поликроссов

Оценка КС дкпдокдов 1.1

Получение топкроссоз 1.2 1-3 1.4 1.5 2п-1шдьца х •

С (4х тестер)

2.1 2.2 2.3 2.4

2п-яйцехлетки *

С <4* тестер)

3.1 3.2

3.3

3.4

г.5

3,5

хктотяческое удвоение хромосом

3.1' 3.2' З.З1 3.4 * 3.5' * ■

С тестер)

Ясштеюсе тоахроссоэ

1.3

X

с

с

х 2.1

Перахрост лушмл то КС 2:-род:гтолсЛ

2х сГ 4х

Г

2х О

4х 5> 2х ^

4Х сГ 2х

4х в"?

4 X. О С?

С

X ,

3.4

1.3 1.5 ... 2.1 2.8 3.4

1.3 X

1.5 X

X

2.8 < X

3*,4 X

И т.д.

Этапы 2,3-1 аш рекуррентного отбора

Рис. 2. Схема селекции картофеля с использованием отбора на диплоидном уровне.

- дуктианостк, снизить уровень "генетического груза". Идентификация конкретных полулеталей, пригодных для селекции на гетерозис по В.А.Струнникову (1983), сделает этот процесс более эффективным. На всех этапах предварительной селекции во избезхание резкого снизения уровня фертнльности популяции не рекомендуется включать в гибридизацию муясхи стерильные формы.

Поаыпенне ОКС материала, входящего в "колонны" с мутацией "оз", возможно на основании оценок поликроссов, полученных в ипшеии" II с^гст/з гг^ъци татраплоидных сортои, которые пред-

полагают включить в схему основной селекции (на первом этапе). Такие скрещивания необходимо делать для контроля и поддержания в этих двух "колоннах" уровня "оз" генов. Уровень генов контролировать про-

ще - по формированию крупной пыльцы.

На завершающем этапе предварительной селекции генетический пул "колонн" объединяют. Для этого перекрещивают лучшие формы "колонн" 1 (оз) и 3 ^э), 2 (оз) и 4 (£з). Затем перекрещивают между собой к гибриды этих Д1зуг полученных групп. В розультато достигается максимально возмозный уровень гзтерозиготности материала ( сзоего рода дзоЛкыа гибриды) с достаточным количеством гомозигот по "оз" и 'Чз" гянам.

Возноазн вариант только с двумя "колоннами": одна с "Ез"' нута цией, другая - с "оз". При этом дзуцратные схресршания на заключительном этапе предварительной селекции с цель» поровода соответствующих нутаций а гомозиготное состояние будут сопровоидатьсз й некоторым снижением уровня гетерозиготности материала.

Таким образом, я работа представлены реаания с помопьа ганати-•!яс:шх подходов крупных проблей селекции картофеля: подбора родителей для гибридизации, повышения эффективности отбора а ранних поколениях н селекции с использованием отбора на диплоидном уровне. Получена новые сведения о природе эффекта репроду^:;^!, фортальностя я Лооинрозания нвредуцИрозанннз гаиет дигапяоидами картофеля, о воз-^о^ност.ч повышения гядрогснотичесхоЯ способности генотипа с покояьп охсперикентальнм;: воздействий на растения-доноры пыпьиияоя. В созо--.гупноети с тог.иологий:! получения ценных гибридных и слитатичвскиж популяций картофеля, методическими разработками, касахитамися повышения эффективности гибридизации и микрокленального размножения они представляют генетическую концепцию создания готорозисных гибридов и популяций картофеля.

ВЫВОДЫ

1. Последовательное использование оригинальной модификации поликросс-теста и многотестерного топкросса, в котором в качестве тестеров берутся лучшие-по ОКС материнские формы, выделившиеся в поликроссе, позволяет точно и с наименьшими трудозатратами определить гибридные комбинации с оптимальным сочетанием ОКС обоих родителей и их СКС.

2. Предложен способ селекции в ранних поколениях у картофеля. В основе способа принцип естественного отбора по признаку количество товарных клубней. Его применение обеспечивает экономичное решение задачи сохранения в гибридной популяции продуктивных, экологически стабильных форм и снижения доли малоценных до начала индивидуального отбора. При "естественном отборе" селективное преимущество имеют генотипы, дающие стабильно высокие урожаи, с гармоничным сочетанием количества и средней массы клубня. Идентификация, определение долей отдельных генотипов среди клонов, выделенных в ходе индивидуального отбора, сопоставление их с долями сортов-стандартов, дает важную информацию об общей Адаптационной способности сеянцев. Описанный принцип может быть использован в семеноводстве для создания продуктивных, экологически стабильных гибридных иди синтетических популяций.

3. взаимодействие "ОКС - репродукция" имеет место лишь в некоторых условиях среды. Это означает, что последовательное испытание сеянцев 1-го года и первых двух репродукций гибридных популяций позволяет получить объективные оценки ОКС родителей. При оценке продуктивности вегетативных клонов взаимодействие "генотип-репродукция" очевидно обусловлено вариацией размеров посадочных клубней первой репродукции, следовательно, для посадки надо брать клубни одинакового размера (равные стартовые возможности). Не совсем оправдано оставлять для последующего испытания только сеянцы, формирующие особо крупный первый клубемь. Этот признак сильно варьирует в зависимости от условий кккросрвды. Его корреляция с продуктивностью второй и последующих репродукций лишь среднеположительная (г= 0.4-0.5). При выращивании первой репродукции из посадочных клубней, разбитых на фракции в соответствии с их размерами, ранги одних и тех же генотипов могут существенно различаться (взаииодействие "генотип-фракция"). Следовательно, для точной оценки недостаточно создать равные

стартовые возможности. Необходимо исттгаать несколько растений жах------

дого сеянца из клубней разных фракций.

4. Низкая мужская ферткдьность дигаплоидов картофеля является основным лимитирующим фактором для отбора на диплоидном уровне. Установлено, что при скрещивании 'фертмльных дигаплоидов показатели фертильности наследуются как количественное признаки. Больаая вариация показателей мужской фертильности потомства по-видимому обусловлена наличием у картофеля значительного "генетического груза". Потомство некоторых мужски стерильных форм было практически стерильным, что свидетельствует о наличии у них соответствующих доминантных генов, приводящих к ЦМС. Для дигаплоидов картофеля характерно небольшое разнообразие S-аллелей. Выделение и использование доноров S<- мутаций позволяет улучвить скрещиваемость дигаплоидов картофеля. Представляется перспективным также использование самосовнестииых форм для повышения фертильности диплоидных популяций картофеля с помощью инбридинга.

5. В коллекции дигаплоидов картофеля с высокой частотой встречаются формы, образующие нередуцнрованныо гаметы. Однако значительная часть продуцентов 2п-пыльцы происходит от небольшого количества идонов-носителей соответствующих мейотическнх мутаций. Фертильность продуцентов 2п-пыльцы крайне низкая. Уровень проявления признака формирование нередуцированных яйцеклеток также недостаточен. Следовательно, применение мейотическоП полиплоидизации а селекции картофеля возможно только в случае использования диплоидных популяций, при формировании которых используется в♦♦активные доноры соответствующих мутаций. Эти популяции долгая» пройти прадзаритальнутэ сзлак-цмю не только по селекционно-ценным признакам, но и по фертильности, признакам, связанный с формированием нередуцированных гамет.

6. Предложена схема селекции картофеля с использованием отбора на диплоидном уровне, которая учитывает эффекты ОКС лая. диплоидного, так и тэтраплоидного родителей, их СКС, возможность использования разных матодоз полиплоидизации, пооьвзения ОХС n СКС диплондкых родителей а сочетании с хонбпнацией м агкунуляциой ценных генов.

7. Изменение условий выращивания растений-доноров пыаьникои, экспериментальные воздействия на определенных стадиях морфогенеза могут существенно влиять на андрогенетическую способность генотипа. Установлено, что выращивание растения картофеля в условиях искусственного климата с использованием в качестве источника освещения

дакп дуговых ртутных высокого давления с иодидаии металлов, например, ДРИ-2000-б, обеспечивает существенное повышение андрогенетичес-кой способности практически любого генотипа по сравнению с вариантом выращивания растений на естественном свету. При этом наблюдается значительное увеличение концентрации морфогенных пыльцевых зерен и количества пыльцы. Эффект подсветки растений-доноров пыльников можно усилить путем обработки бутонов в фазу иейоза водным раствором 6-бензиладенина иди гиббереллина, с помощью прививки картофеля на томаты.

8. Разработаны иетоды гибридизации сортов картофеля, позволяющие существенно повысить интенсивность цветения и завязываемость ягод в полевых условиях (A.c. N 1597125); повысить количество пыльцы у пылящих сортов, получить пыльцу у некоторых, обычно мужски стерильных, сортов картофеля (A.c. N 1621824).

Создана эффективная технология иикроклонального размножения картофеля, которая включает описание структуры производственного цикла к формулы расчета оптимальных размеров питомников, "Способ иикроклонального разииожения картофеля" (A.c. N 1792971), обеспечивающий экономию иатериалытх и энергоресурсов, повышение производительности труда, лучшую приживаемость растений после высадки в грунт по сравнению с известными способами.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ 00 ПРОМЯВ ДИССЕРТАЦИИ

1. Хатылева Л.В., Яри1вын А.П. Выкарыстанне нетадау матэматыч-нага планавання эксперимента з кэтай аптым1зацы1 пахнунага асяроддзя для культуры 1заляваных тканак ггаан1цы// Весц1 АН БССР. Сер. б1ял. навук.- 1979. - К 2.- С. 23-27.

2. Ярм1шын А.П. Аптыи1эацыя пажыунага асяроддэя для калюснай культуры жыта а дапамогай иетадау матэматычнага планавання эксперимента// Весц1 АН БССР. Сер. 61ял. навук.- i960.- К 2,- С. 28-33.

3. Генетический контроль иорфофизиологических и физиолого-био-химмческих процессов у яровой пшеницы: номография / Л.В. Хотыяева, Т.А. Во*елуха, В.П. Леевл, А.П. Ерииятн.- Минск: Наука и техника, 1984.- 149 с.

4. Ерюшии А.П., Анохина H.A., Подлисских В.f. Условия получения гаплоидов в культуре пыльников картофеля// Вклад иолодых ученых Украины в интенсификацию сельскохозяйственного производства: Тез.

докл. конф^ мол. ученых. - Харьков, 1986. - С. 122__________________

5. Ермишин А.П., Анохина Н.А. Обработка растения картофеля фи-зиологичесхи-активными веществами с целыэ повьшания гапяопродукции а культуре пыльников// V съезд ВОГиС им. Вавилова: Тез. докл. М.,1987 - T.IV, Ч. 3.- С. 136-137.

6. Хотылева Л.В., Еркипин А.П., Воронкова Е.В. Способы повышения частоты каллюсообразования в культура пыльников картофеля// Биология культивируемых клеток и биотехнология: Тез. докл. межд. конф,-Новосибирск, 1988. - С. 228.

7. Ермишин А.П., Подяисских В.Е. Способность к образовании микроклубней и продуктивность гибридных комбинаций картофеля// Биология культивируемых клеток и биотехнология: Тез. докл. межд. конф.- Новосибирск, 1988. - С. 304.

8. Ermishln А.P. The production of Solarium tuberosuo L. dlhap-loids in anther culture// 4th Int. Congress of cell biology: Abstr. - Montreal, 1988.- P. 208.

9. Бульба: Энцикл. спраз. so гырзчиванию, хранении, перорлб. и использ. картофеля/ Редколлегия ( И.П. Памяти - гл.ред).- Минск: БеяСЭ, 1988. - 574 с.

10. Ермишин А.П., Подлисских В.Е. Способ проращивания незрелых семян картофеля// Инф. лист. БелНИННТ и ТЭИ Госплана БССР.- 1989. -N4.- С.1-4.

11. Ермишин А.П., Воронкова В.В. Способ получения дигашюидов картофеля// Инф. лист. БолНИИНТ и ТЗИ Госплана БССР.- 1989,- N6,-С.1-3.

12. Подлисских В.В., Ермишин А.П. Эффективность оценки комбинационной способности сортов картофеля при нерегулярных скрещиваниях// Основные направления.научно-технического прогресса в картофелеводстве, плодоводстве и овощеводстве: Тез. докл.конф. мол. уч.- Самохва-ловнчи, 1989. - С. 18.

13. Ycrrsisftin А.P., Khotyljova L.V. Davolopnent of technology for dlhaploid production in potato anther culture.- Choise of study direction// Genet. Manip. in Plants.- 1989,- Vol.5, Я 1.- P.47-52.

14. Yarnishin A.P., Rhotyljova L.V. , Voronkova E.V. Davalopaeat of technology for dihaploid production in potato anther culture.XI. Treatment of flower buds with physiologically active chemicals // Genet. Manip. in Plants.- 1989.- Vol.5, N 1.- P. 57-62.

15. Ермишин А.П., Воронкова Е.В. Способ получения дигашюидов

картофеля Solanim tuberosum L.// A.c. К 1554368. Зарег. 1.12'. 1989.

16. Ермижин А.П., Подлисскмх В.В., Хотылева Л.В. Эффективность оценки комбинационной способности сортов картофеля с помощью поликросс-теста// Докл. АН БССР. - 1990.- Т. 34, N 8.- С. 758-762.

17. Ярм1шын А.П., Падл1ск1х В.Я. Шлях! паскарэння ацэнх1 хамб1-нацыйнаЯ здольнасц1 сартоу 1 форм бульбы// Весц1 АН БССР. Сер. с/г иавук.- 1990. - К 4. - С. 40-461

18. Ярм1вын А.П., Варанкова A.B. Уплыу ф1з1чных фактарау вся-роддзя иа андрагенетычнуж здольнасць сартоу бульбы// Весц! АН БССР. Сар. б1ял. кавук. - 1990.- N4. - С. 47-50.

19. SpKiBHK A.n., Падл1ск1х В.Я. Верагоднасць аценк1 камб1нацый-най здолькасЩ сартоу бульбы пры нерэгулярных скрыхаваннях// Весц1 АН БССР. Сер. с/г иавук.- 1990. - Н 3.- С. 52-55.

20. Ярм1шын A.n., Вурадева I.A. Арган1зацыя и1кракланальнага размнахзння аздароуленных расл1н бульбы// Весц1 АН БССР. Сер. б1ял. иавук. - 1990.- Н6. - С. 41-43.

21. Ермижии A.D., Подлисскмх В.Е. Способ вырацнвания растений картофеля для получения гибридных семян// A.c. N 1597125. - Бвл.- N 37 от 07.10.1990.

22. Криками А.П., Подлисскмх В.Е. Способ выращивания растений картофеля для гибридизации// A.c. К 1621824.- Бвл.- И 3 от 23.01.1991.

23. Селекция растений: новые генетические подходм N решения: монография/ Коллектив авторов; Под ред. H.H. Балашовой.- Кишинев: Ити-инца,- 1991. - 341 с.

24. Ермижин A.D., Подлисскмх В.Е., Хотылева A.B. Влияние репродукции на оценки комбинационной способности сортов и форм картофеля// Цитология и генетика. - 1991.- Т. 25, Н 5.- С. 28-34.

25. Подлисскмх В.Е., Ериишин А.П. Прогнозирование урожая и комбинационной способности сортов картофеля по образованно микроклубней in vitro// Современные и*тоды и подходы в селекции растений,- Киви-нев, 1991.- С.76-82.

26. Ермихии А.П. Пути совершенствования селекции картофехя// VI съезд БелОГиС: Тез. докл. съезда.- Горки, 1992.- С.38.

27. Ериижик А.П. Рекуррентный отбор в селекции картофеля// Материалы VI съезда ОГкС им Вавилова: Авт. указатель. Ч.2.- Минск, 1992.- С.S0.

28. Ериишин А.П., Воронкова Е.В., Вуралева И.О. Способ иикрокло-

надьного размножения картофеля// S.c. Л" 1792971,- Sra. П 5 от ! 7.02.93.

29. Ермизхш А.П. О производстве ммжрокяубмсЯ бзззирусныз клоноа картофеля// Селекция и сзмвнозодство.- 1994.- н 4.- С. 47-49.

30. Ермивин А.П. Генетичес&аа концепция создания продухтязти

экологически стабильных гибридов и nonyastyfii картофеля// Соврем, проблемы гэнзтики и селекции: Таз. доал. р<зсп. гонф.- Минск, 1995.-С. 27.

31. Д.З.» Лвдд)с» 1» 5.S. Г13р1£иэацш1 бу-я^бм. 1. Яззп-зэнн-5 1;г?энс1унасц1 цз!ценнл/ / Иесц1 АкадэмИ аграрных навук Еелару-ci.- 1995.- N 2.- С. 50-53.

32. Выэучэннв фертыльнасц1 дыгапдо1дау бульба/ В.Я. Падл1ск1х, А.В. Варанкова, Н.В.Калави1кава, ... А.а. Ярн1еын// Зесц1 АН Веяару-cl. Сер. б1ял, навук.- 1995.- Н 2.- С- 43-49.

33. Фарм1раванне нерэдухаванмз гамет у дыгапдо1дау будьбы/ в.я. Падд1ск1х, Н.В. Калаан1кава, А.В. Саучук,... А.П. HphIquh// й»еч< ЛЯ Бед*русi. Сор. 51ял. нгзук.- 1995.- И 3.- С. 43-43.

34. Yensishln Л.P. Improvement of early generation selection ic potato breeding// Abstr. conf. рарегз and postara 13tii Triennial 2APH Conf.: Proc. int. conf.- Voldhoven, 1996.- P.

I

РЕЗЮМЕ. Ермикин Александр Петрович. Генетические принципы создания ди- и тетраплоидного исходного материала картофеля для селекции на гетерозис. Ключевые слова. Картофель, гетерозис, комбинационная способность, отбор в ранних поколениях, эффект репродукции, дигаплоиды, культура пыльников, отбор на диплоидном уровне, нередуцированные гаметы. Объектами исследования являлись 23 сорта тетраплоидного картофеля и гибриды, полученные с их участиеи, коллекция диплоидного картофеля (дигаплоиды S. tuberosum, гибриды с диплоидными видами картофеля, более 250 образцов), гибриды и самоопыленное потомство дигап-лоидов картофеля. Цель исследования: разработка концепции создания гетерозисных гибридов и популяций картофеля на основе оптимального сочетание генетических манипуляций .на диплоидном и тетраплоидном уровне. Методы исследования: генетические, цитологические,компьютерное моделирование, культура клеток и тканей in vitro. В результате проведенных исследований предложены и научно обоснованы оригинальные подходы к решению важных проблей селекции и семеноводства тетрапло-идных сортов картофеля - выделения лучжмх комбинаций среди больших коллекций исходного материала и отбора в ранних поколениях, создания продуктивных, экологически стабильных гибридных и синтетических популяций. Сформулированы генетические принципы формирования исходных диплоидных популяций к разработана схема гетерозисиой селекции с использованием отбора на диплоидном уровне у картофеля, С помощью оригинальных методических подходов получены новые сведения о природе фактора "репродукция". В результате изучения влияния ряда экспериментальных воздействий на растения- . доноры пыльников установлены факторы, существенно повивающие андрогенетическую способность гено- . типа. Разработаны эффективные методы гибридизации картофеля, микрох-лонального размножения, предложена структура производственного цикла с оптимальным сочетаниеи микроклонирования и получения иикрохлубней, выведены формулы для расчета объемов питомников при производстве иихрокдубней безвирусных клонов картофеля.

Материалы диссертация имеют фундаментальное и прикладное значение. Область применения - генетические основы селекции растений, селекция и семеноводство картофеля.

РЭЗшИЭ. ЯрмЛдын Ляякеаидр Пятров1ч. Гвнвтычныя прынцътм стзарэння ды- и тэтрапло1днага зыходнага матэр1ялу бульбы для селвкцы! на ге-тэроз1с. Хлючавыя слови. Еульба, гетэроэ1с, хамб1нацыЯная здоль-насць, адбор у ранн1х пакаленнях, эфект рэпрадукцыД., дыгапло1ды, культура пыльн!кау, адбор на дыпло1дным узроуи1, нерэдуказаныя гаметы. Аб'вхтам1 досладау з*яв!л1сь 23 гатунк! тэтрапло!днай буяьбы i г!брыды, атрыманыя з 1х удзелам, калекцыя дыпло1днаЙ бульбы (дыгап-ло1ды S.tuberosum, г1брыды с дыпло1дным1 в1дам! бульбы, больа за 250 уэорау), г!брыдц 1 саиаапмлонаа патоиства дыгаплогдчу буяьйм. Мэтз доследау: распрацоука канцэпцы1 стварэиня гатэроз1сных г!брыдау 1 папуляцый бульбы на аснове алтынальнага спалучэння генетычных ман1-луляцый на дыпло1дным 1 тэтрапло1дным узроун1. Метады доследау: ге-нетычныя, цыталаг1чныя, б!аметрычныя, камп'ютарнае мадэлараваннв, культура клетак 1 тканак in vitro. У вын!ку праведзеных даследванняу прапанаваны i навукова абгрунтаваны арыг1нальныя падыходы да выра-шэння важных праблем селекцы! 1 насенневодства тэтрапло1дных гатуи-кау бульбы - зидзяленнз найдепгых камб1нацыЯ сярод аял1к!х калокцыЯ зыходнага матэрыялу i адбора у ранн!х пакадоннях, стзарэнна прадук-тыуных экалаг1чна стаб1льных г1брыдных i с1нтэтычных папуляцый. Сфармул1разаны гзнатычныя прынцыпы фара1рааання зыходных дышюХдныз папуляцый i распрацааана схема гетэроз1снай селокцы1 з зыхарыстаннеи адбора на дыпло!дным узроун1 у бульбы. 3 дапамогай арыг1нальных мета дычныз падыходау атрыманы мозыя веды аб прыродза фактара "рэпра-дукцыя". У вын1ку аывучзкня уплыву иэрагу экспериментальных удзеян-няу на расл1ны-донары пыльн1кау, вызначаны фактары, значка павьгаав-чыя андрагенетычную здольнасць генатипа. Распрацаваны эфвктыуныя ив-тады г!брыдызацы1 бульбы, м1хракламалы<ага размнааэния, прапанавана структура аытворчага цыкла з аптымалькым спалучэннеи м1краклан1ра-вання 1 атрымання м1краклубняу, аыяедзекы формулы для разл!ку аб'ёмау гадазальн1кау пры вытпорчасц1 я1жракдубняу бязв1русных клона-/ бульбы. -

Матэрыяди дысартааы1 маячь фундаментальную 1 практмчнуи знач-насць. Гал1на - гсизтычиыа асновы солвкца1 расл1н, селекция

i насаниезодстза бульбы.

SDHKAHY, Teraishln Alexander Pyetrovlch. Genetical principles of creating d1- and tetraploid initial potato material for heterotlc breeding. Key words: potato, heterosis, combining ability, early generation selection, effect of reproduction, anther culture, breeding at diploid level, unreduced gametes, mlcropropagatlon. The objects for investigation were 23 tetraploid potato cultivars and their corresponding hybrids, the collection of diploid potato (S.tuberosum dihaploids, dihaplold-specles hybrids - sore than 250 samples), diploid hybrids and selfings. The purporse of the work was to develop the concept of creating heterotlc potato hybrids and populations on the basis of optimum combination of genetical manipulations at diploid and tetraploid level. Methods of Investigation were genetical, cytological, blomatrlcal ones, computer simulation, tissue culture techniques. As a result of the study the original approaches were advanced on the problems of revealing best hybrid combinations, early generation selection In potato breeding, on creating productivo, stable over different environments populations. The genetical principles of forming initial diploid populations and the scheme of potato breeding for heterosis with the use of selection at diploid level were elaborated. New Information about the nature of "reproduction" effect was obtained by means of original methodological approaches. As a result of studying the Influence of some factors on anther donor plants the factors Increasing essentially the androgenic ability of genotype were determined. The effective methods of potato hybridisation and mlcropropagation have been worked out. The structure of production cycle with optimum combination of Blcropropagatl-on and microtuber production was proposed. The formulae for calculating the nursary sises 1b virus free clones' microtuber production were developed.

Results are of fundamental and applied importance for genetical basis of plant breeding, potato breeding and seed production.