Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Генетический анализ количественных признаков хлопчатника в разных агроэкологических условиях

ВАК РФ 03.00.15, Генетика

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Вентура Марте, Рафаэль Андрес

Введение 3

Глава I. Обзор литературы 5

Глава П. Условия, исходный материал и методика проведения опыта

2.1. Почвенно-климатические и агротехнические условия 34

2.2. Исходный материал 36

2.3. Методика проведения опытов 39

Глава Ш. Генетический анализ сортов хлопчатника в разных агроэкологических условиях

3.1.1. Генетический анализ продуктивности и его компонентов в разных агроэкологических условиях 47

3.1.2. Генетический анализ по крупности коробочки в разных агроэкологических фонах76

3.1.3. Генетический анализ сортов по накоплению коробочек 82

3.2. Генетический анализ показателей скороспелости растений на разных агроэкологических фонах 84

3.3. Генетический анализ сортов по длине волокна в разных агроэкологических фонах95

3.4. Генетический анализ компонентов выхода волокна

3.4.1. Выход волокна 103

3.4.2. Индекс волокна 107

3.4.3. Масса 1000 семян 116

3.5. Генетический анализ высоты растений на различных агрофонах 128

3.6. Наследуемость признаков в гибридных поколениях как показатель эффективности отбора 135 ~

Выводы 142

Предложения

Введение Диссертация по биологии, на тему "Генетический анализ количественных признаков хлопчатника в разных агроэкологических условиях"

Академик Н.И.Вавилов писал, что "конечной целью растенивод-ства является создание сортов, сочетающих высокую продуктивность с адаптивными способностями". Селекция с незапамятных времен ориентировалась на повышение хозяйственной части урожая в искусственно созданных агроэкологических условиях, что шло в ущерб приспособительным способностям организмов.

Узкая специализация сортов к высокой культуре земледелия привела к тому, что они, как правило, плохо адаптированы к некоторым недостаточно контролируемым факторам среды, в частности, дефициту почвенной влаги, воздействию вредителей, болезней и др. факторов, что тормозит развитие сельскохозяйственного производства.

Для создания продуктивных сортов с хорошими адаптивными способностями к конкретным факторам среды, соответствующих современному высокому уровню сельскохозяйственного производства необходимо изучение генетической детерминации хозяйственно ценных признаков в различных агроэкологических условиях, что отражает степень адаптивности генотипов. Необходима разработка механизмов генетической и онтоогенетической адаптации в зависимости от типов размножения; правильные представления в этой области позволят правильно ориентировать стратегию и тактику селекционных работ.

За последнее десятилетие в количественной генетике широко используются математические модели генетических процессов в популяциях (полигенные модели), которые дают ценную информацию о генотипе, используемых в гибридизации форм, позволяют обоснованно подобрать родительские пары и построить эффективную схему отбора, сокращающую селекционный процесс и повышающую его эффективность. Однако, нередко при проведении исследований в разных условиях среды генетико-математические модели дают неоднозначную информацию. Это понятно, посколькукшчественные признаки управляются системами взаимодействующих полигенов, эффекты которых подвергаются огромной изменчивости под влиянием условий среды.

Детальное изучение условий, способствующих получению стабильной информации с помощью генетических моделей имеет большое практическое значение для развития количественной генетики и ее практических аспектов - разработки эффективной стратегии селекции.

Целью представленной работы является проведение генетического анализа важнейших хозяйственно-ценных признаков хлопчатника на разных агротехнических фонах, выявление степени изменчивости генетико-статистических параметров в зависимости от влияния факторов среды и условий, способствующих получению стабильной информации о генотипе сортов хлопчатника. В задачи исследования входило: а) оценка комбинационной способности сортов в системе диаллельных скрещиваний на разных агротехнических фонах; б) проведение генетического анализа по модели Хеймана на разных агротехнических фонах; в) оценка вариансы взаимодействия комбинационной способности сортов с условиями агрофона; г) изменчивость показателей наследуемости признаков и эффективности отбора в зависимости от условий выращивания.

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Вентура Марте, Рафаэль Андрес

ВЫВОДЫ

1. Двухфакторный дисперсионный анализ показал достоверность различий изучаемых генотипов по продуктивности и ряда других хозяйственно-ценных признаков и достоверность их изменчивости под влиянием агротехнического фона.

У всех сортов и гибридов на неблагоприятном фоне продуктивность снизилась, однако, реакция сортов и гибридов на ухудшение условий выращивания была неоднозначной, на что указывает достоверность вариансы взаимодействия генотип х фон.

Из изученных сортов наиболее продуктивными на обоих фонах был сорт 175-Ф и его гибриды. Вследствие их лучших адаптивных способностей к дефициту влаги.

2. Анализ комбинационной способности продуктивности за два года показал достоверность различий сортов по общей и специфической комбинационной способности, достоверность вариансы взаимодействия СКС х фон и недостоверности вариансы взаимодействия ОКС х фон. Это показывает, что аддитивные эффекты генов, контролирующие общую комбинационную способность более стабильными, чем эффекты неаддитивные, ответственные за специфическую комбинационную способность и явление гетерозиса.

Лучшие эффекты общей комбинационной способности на обоих фонах имели сорта 175-Ф и 108-Ф. Самой низкой была ОКС сорта С-9063.

3. Выборочное изучение характера развития корневой системы растений сортов и гибридов обнаружило их различия, определяющие приспособление растений к дефициту почвенной влаги. Высокие адаптивные способности сорта 175-Ф и его высокая ОКС на неблагоприятном фоне обуславливается мощной корневой системой, унаследуемой его гибридами.

Характер развития корневой системы можно рассматривать как морфофизиологический механизм адаптации растений к условиям ограниченного водоснабжения.

4. Полигенный анализ выявил изменение генетических параметров в зависимости от условий выращивания. В частности изменяются показатели, характеризующие соотношение доминантных и рецессивных полигенов в генотипе сортов. Это обусловлено включением в работу в неблагоприятных условиях других генов, обеспечивающих адаптивные функции и характер их взаимодействия. В условиях дефицита почвенной влаги это могут быть гены, контролирующие развитие корневой системы и изменение графиков Хеймана в зависимости от условий среды.

5. У сорта 175-Ф расположение на графиках регрессии Хеймана на обоих фонах не меняется, поскольку доминантными оказались обе группы генов - контролирующие плодоношение на оптимальном фоне и развитие мощной корневой системы на неблагоприятном фоне. Неизменным оказались также генетические параметры сорта С-9063, указывающие на рецессивный характер генов, контролирующие плодоношение и буферные способности сорта.

6. Способность к онтогенетическим адаптациям у хлопчатника как самоопылителя, не связана с явлением гетерозиготности и усиливается при гибридизации лишь в отдельных случаях. Она у сорта является генетически закрепленным свойством за счет тех или иных морфофизиологических механизмов. У наиболее буферных сортов переход в гетерозиготное состояние при гибридизации приводит к ослаблению адаптации.

Это положение имеет принципиальное значение для разработки оптимальной стратегии создания сортов с высокими адаптивными возможностями и сохранение этого свойства в процессе воспроизводства сорта.

7. Анализ показателей других хозяйственно-ценных признаков у сортов и гибридов (скороспелость, длина и индекс волокна, масса 1000 семян, крупность коробочки, высота растений) показал ухудшение признаков на неблагоприятном фоне, но в разной степени в зависимости от адаптивных способностей сорта.

8. Ранжировка сортов по эффектам ОКС в зависимости от фонов изменяется слабее, чем по эффектам СКС (варианса СКС х фон всегда достоверна, а ОКС х фон недостоверна, что подтверждает большую стабильность аддитивных эффектов).

Полигенный анализ по большинству признаков выявил изменение генетико-статистических параметров. Изменения расположения сортов на графиках Хеймана по всем хозяйственно-ценным признакам, включая продуктивность, объясняется переопределением генетических формул (по выражению В.А.Драгавцева), т.е. в измененных условиях среды полигенный анализ отражает характер взаимодействия совершенно другой группы генов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Вентура Марте, Рафаэль Андрес, Ташкент

1. Алиходжаева С. Гетерозис при скрещивании эколого-географи- чески отдаленных форм хлопчатника.- Автореферат канд.дисс., Ташкент; I97I.

2. Бей Амаду. Влияние длительного инбридинга на хлопчатник и эффективность его использования в селекции.- Автореф.канд. дисс., Ташкент, 1983.

3. Беляев Д.К. О некоторых проблемах корреляционной изменчивости и ее значение для теории эволюции и селекции животных.- "Известия СО АН СССР" № 10, 1962.

4. Беляев Д.К., Евсиков В.И. Генетика плодовитости животных. Со- общ.1. Влияние мутации окраски меха на плодовитость.- Генетика № 2, 1967

5. Брюбейкер Дж.Л. Сельскохозяйственная генетика.- М.: изд-во "Колос", 1969.

6. Вавилов Н.И. Теоретические основы селекции растений.- М-Л т. 2, 1935.

7. Гесос К.Ф., Алимова А., Полотебновой Т. Комбинационная способность сортов хлопчатника.- Журн.Хлопководство, № 9, с.22-24, I98I.

8. Гесос К.Ф., Пулатов М. Комбинационная способность и гетерозис yGoss. Barbadense L по длине волокна.- Науч.труды ВНИИССХ,вып. 18, Ташкент, с.17-21, 1980.

9. Губанова Н.Г., Пулатов М., Горбатовская А.П. Комбинационная способность сортов по масличности семян.- Журн.С/х биология, т.16, № I, I98I, с.74-76.

10. Гуляев Г.В. Генетика.- М.: изд-во Колос, 1977.

11. Дарвин Ч. Происхождение видов.- под ред.Вавилова Н.И., М-Л, 1937.

12. Даскалов X. Доклад на заседании о-ва ЕЙСАРПИА „ Пловдив, I97I.

13. Даскалов X. Вестн.с-х науки, № 3, 1967.

14. Даскалов X. Вопросы продуктивности и качества овощных культур.- София, 1967. 1^' Доспехов Б.А. Методика полевого опыта.- М.: изд-во Колос, 1979.

15. Драгавцев В.А. Зависимости генетического контроля признаков ячменя от предпосевной обработки семян электрическим полем.-Журн.Генетика, т.XIX, № 9, 1983.

16. Драгавцев В.А. Переопределение генетических формул количественных признаков пшеницы в разных условиях среды,- Журн.Генетика № II, 1983,а) C.I8II-I8I7.

17. Драгавцев В.А. Механизмы взаимодействия генотип - среда и го- меостаз количественных признаков растений.- Журн.Генетика № II, 1983, б) C.I806-I8I0.

18. Жученко А.А. Экологическая генетика культурных растений.- Кишинев: Штиница, 1980.

19. Каталог сортов хлопчатника.- Фан, 1979, MGX.

20. Косба 3. Гетерозис и наследуемость признаков у гибридов длинноволокнистых сортов советского хлопчатника. 1973.

21. Конопля СП., Фурсов В.П. Определение селекционной ценности сортов хлопчатника,- В кн.: Генетические и селекционные исследования в Туркменистане.- Ашхабад, 1979, с.21-59,

22. Конопля С П , Оценка комбинационной способности родительской линии в системе диаллельных скрещиваний.- Сб. Итоги селекционной работы по тонковолокнистым сортам хлопчатника в Туркменской ССР за 50 лет. Вып.15, изд-во Ылым, Ашхабад, 1977.

23. Кирпичников B.C. Общая теория гетерозиса.- Генетика № 10, 1967.

24. Курепин Ю.М. Анализ генотипической выровненности элит сортов хлопчатника по хозяйственно-ценным признакам.-Автор.канд.дисс. Ташкент.,1980

25. Лернер И.М., Дональд Х.П. Современные достижения в разведении животных.- М.: изд-во Колос, 1970.

26. Максудов З.Ю., Епгалычев Q.X. Новый метод подбора родительских пар при внутривидовой гибридизации.- Науч.труды ТашСХИ, вып.93, Ташкент, I98I, с.14-22.

27. Майр Э. Экологический вид и эволюция.- М., 1968.

28. Мусаев Д.А. Изучение наследования волокнистого покрова семян у хлопчатника.- В сб.Генетика хлопчатника.- Ташкент, Фан УзССР, 1972.

29. Мусийко А . С , Мельник B.C., Трофимов В.А. Оценка комбинационной способности самоопыленных линий кукурузы в различных условиях выращивания.- Доклады ВАСХНИЛ, № 12, 1972.

30. Насыров Ю.С. Фотосинтез и урожай хлопчатника.- Душанбе, 1956.

31. Нгуен Ван Шуан. Генетические корреляции признаков риса.- Ав- тореф.канд.дисс., Ташкент, 1982.

32. Никоро З.С. Исследование генетической топографии локуса Scute у Drosophila raelonog. Журн.Генетика, Т.У, № б, 1969, С 72-85.

33. Носова П.П. Влияние условий выращивания на комбинационную способность табака.- Генетика, т.II, № 4, 1975, с.37-43.

34. Петров Г.И., Шендерюк В.А. Агротехнический фон и эффект гете- розиса.- Весник с/хоз.науки, № б, 1968, с.24-28.

35. Плохинский Н.А. Наследуемость. - СО АН СССР, 1964.

36. Попов П.В., Михайлов Л. и др. Изучение влияния витаминов при опылении цветков на потомстве Р т перца {Cf\?s\cкx\r^ c\vxnu^ \rn L. (. Статья из Софии. Генетика, I97I, т.7, № 9, с.31-35.

37. Пулатов М. Комбинационная способность по урожайности и ее компонентам у сортов и гибридов хлопчатника при топкросных скрещиваниях. -Генетика селекции и семеноводства хлопчатника. Вып. 17, 1979, с.3-7.

38. Рокицкий П.Ф. Биологическая статистика.- 3-е издание.- Минск: Вышэйшая школа, 1973.

39. Рокицкий П.Ф. Введение в статистическую генетику.- Минск,1974.

40. Саакова Г. Изменение комбинационной способности сортов, доминирования и наследуемости признаков хлопчатника в условиях разного поливного режима.- Автореф.канд.дисс., Ташкент, 1974.

41. Северцова А.Н. Собр.соч., т.З, М-Л, 1945.

42. Серебровский А.С. Генетический анализ.- М., 1970.

43. Сотченко B.C. Влияние внешних условий на изменчивость общей и специфической комбинационной способности линий кукурузы.-Доклады ВАСХНИЛ, № 2, 1970.

44. Симонгулян Н.Г. Комбинационная способность и наследуемость признаков хлопчатника.- Изд-во Фан, Ташкент, 1977.

45. Симонгулян Н.Г., Эль Агами А.И. Компоненты генетической вари- ансы и наследуемость признаков хлопчатника.- Генетика, т.XI, № 2, 1975.

46. Симонгулян Н.Г., Косба 3. Наследуемость и генетические корреляции хлопчатника.- Генетика, т.XI, № I, 1975,

47. Симонгулян Н.Г., Саакова Г. Комбинационная способность сортов хлопчатника в условиях разного поливного режима,- Науч. труды ТашСХИ, вып.40. Гетерозис хлопчатника, Ташкент, 1973, с.12-22.

48. Симонгулян Н.Г., Саакова Г. Комбинационная способность сортов хлопчатника в условиях разного поливного режима.- Журн. Хлопководство, № I, 1974.

49. Симонгулян Н.Г., Саакова Г. Изменчивость комбинационной способности сортов хлопчатника под влиянием условий выращивания.- Докл.ВАСХНИЛ, № 10, 1975, с.17-19.

50. Симонгулян Н.Г. Влияние отбора на наследуемость признаков в гибридных популяциях ?£ " f^«- В кн.: Генетика и селекция растений,- Т., 1975, с.73-79.

51. Симонгулян Н.Г. Актуальные вопросы генетики количественных признаков хлопчатника.- В кн.: Генетика и селекция количественных признаков хлопчатника.- Изд-во Фан, Ташкент, 1980, с. 3-II.

52. Симонгулян Н.Г., Ходжа-Ахмедов Е. Генетика хозяйственно-ценных признаков хлопчатника.- Журн.Хлопководстзво, № 2, 1982, с.27-28.

53. Симонгулян Н.Г., Хассан Т. Генетический анализ сортов хлопчатника по хозяйственно-ценньм признакам.- Журн.Генетика, т. 16, № 3, 1980, с.509-517.

54. Симонгулян Н.Г. Новые данные по генетике количественных признаков хлопчатника.- В кн.: Вопросы биологии и технологии возделывания полевых культур.- Ташкент, 1980, с.3-7.

55. Симонгулян Н.Г., Ходжа-Ахмедов Е. Диаллельный анализ сортов хлопчатника и пути оптимизации селекции на качество волокна.-Журн.Генетика, т.XIX, № II, 1983, с.1851-1860.

56. Симонгулян Н.Г., Бей Амаду. Дифференциация генотипов под действием длительного самоопыления.- Научные труды ТашСХИ, 1983, Ташкент, вып.107 (в печать).

57. Симонгулян Н.Г., Шафрин А.Н., Мухамеджанов Генетика, селекция и семеноводство хлопчатника.- Ташкент, Укитувчи, 1980.

58. Симонгулян Н.Г. Проблемы скороспелости и селекции.- Ташкент, изд-во Фан, I97I.

59. Силис Д.Я., Федин М.Я., Горбачев А.Я. Изменчивость комбинационной способности сортов пшеницы.- Доклады ВАСХНИЛ, № 5, 1973.

60. Страумал Б.П. Селекция сортов хлопчатника с природно окрашенным волокном.- Автореф.канд.дисс., Ташкент, 1962.

61. Турбин Н.В., Хотылева Л.В., Тарутина Л.А. Изменчивость оценок общей и специфической комбинационной способности у линий кукурузы под влиянием внешних условий.- В кн.: Проблемы экспериментальной генетики.- Минск, Наука и техника, I97I.

62. Турбин Н.В., Хотылева Л.В., Тарутина Л.А. Диаллельный анализ селекции растений.- Минск, Наука и техника, 1974.

63. Турбин Н.В. Генетические методы в селекции растений.- М.: изд-во Колос, 1974.

64. Турбин Н.В. Гетерозис- В кн.: Актуальные вопросы современной генетики.- М., изд-во МГУ.

65. Уильяме У. Генетические основы и селекция растений.- М., изд- во Колос, 1968.

66. Хотылева Л.В., Тарутина Л.А. Использование математических моделей при анализе комбинационной способности и других генетических свойств инбредных линий.- С/х биол., т.8, № I, 1973.

67. Халматов X. Изучение взаимосвязи и наследования количественных признаков при скрещивании линий генетической коллекции хлопчатника G. hirsutum L. .- Автореф.канд.дисс., Ташкент, 1982.

68. Хасани Т. Генетический анализ сортов хлопчатника по количественным признакам.- Автореф.канд.дисс, Ташкент, 1979.

69. Ходжа-Ахмедов Е. Генетический анализ сортов хлопчатника вида G. hirsutum L по компонентам качества и выхода волокна.- Автореф.канд.дисс. , Ташкент, 1983.

70. Ходжаев И. Гетерозис внутривидовых гибридов тонковолокнистого хлопчатника.- Автореф.канд.дисс., Ташкент, 1973.

71. Цильке Р.А. Изменчивость генетических параметров при диаллель- ном анализе количественных признаков мягкой яровой пшеницы. Сообщение I. Число колосков в колосе.- Журн.Генетика, 1978, т.14, № 8, C.I409-I42I.

72. Шмальгаузен И.И. Пути и закономерности эволюционного процесса.- М-Л, 1940.

73. Шмальгаузен И.И. Интегрирующие факторы эволюции.- Журн.Природа, № б, 1938, с.36.