Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ХАРАКТЕР НАСЛЕДОВАНИЯ И КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СОРТОВ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПРИИРТЫШЬЯ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ХАРАКТЕР НАСЛЕДОВАНИЯ И КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СОРТОВ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПРИИРТЫШЬЯ"

¿дат

На правах рукописи

КИРЬЯКОВА

Марина Николаевна

ХАРАКТЕР НАСЛЕДОВАНИЯ И КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СОРТОВ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО ПРИИРТЫШЬЯ

06.01.05 - селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Тюмень - 2005

Работа выполнена б ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства СО РАСХН"

Научный руководитель; кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Козлова Галина Яковлевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Заушинцена Александра Васильевна кандидат сельскохозяйственных наук, Дюкова Наталья Николаевна

Ведущая организация: Алтайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Зашита диссертации состоится Г 8 июля 2005 г. в _12°°_ часов на заседании. диссертационного совета ДМ 220.064.02 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 625003, г. Тюмень, ул.Республикн 7, тел./факс:(3452) 46-87-77.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской -государственной сельскохозяйственной академии

Автореферат разослан мая 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Ч^Ш/ Грсхова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сибирь традиционно относится к зоне вырашиваиия кормового ячменя, а запросы пивоваренной промышленности удовлетворялись, в основном, за счет ввоза сырья из европейской части страны, ближнего и дальнего зарубежья. Сложившиеся за последние годы социально-экономические отношения в стране, в том числе и сельскохозяйственном секторе, привел» к тому, что импорт сырья для пивоварения из других регионов стал экономически невыгодным. Проблема пивоваренного ячменя в местных условиях довольно сложная и требует комплексного подхода к ее решению. В основе ее должен быть сорт, характеризующийся высокой урожайностью, адаптивностью к экстремальным условиям, со стабильным армированием качества зерна, удовлетворяющего требованиям пивоварения.

Для этого необходима разработка научно-обоснованных селекционно-' генетических программ по созданию сортов, в которых предусматривается комплексная оценка как генетических, так и физиолого-биохимических закономерностей по наследованию качественных показателей зерна и хозяйствен неценных признаков, определяющих продуктивность растений ячменя. При этом надо иметь в виду тот факт, что показатели, характеризующие качество зерна ячменя, относятся к категории количественных признаков; они обусловлены полигенами, эффекты которых значительно изменяются под влиянием условий среды. Работа выполнена в лаборатории физиологии и биохимии СибНИИСХ в соответствии с программой по заданию СО РАСХН " Разработать теорию и совершенствовать изучение мировых генетических ресурсов для всесторонней оценки генетического разнообразия растений с и елью выделения новых эффективных источников селекционных признаков" и администрации Омской области на 1999-2003 гг. по выращиванию пивоваренного ячменя.

Цель работы — провести селекционно-генетическую оценку сортов и гибридов ячменя по биохимическим показателям качества зерна и элементам проективности растений.

Задачи исследований:

- изучить характер изменчивости и наследования основных биохимических '.указателей зерна и элементов продуктивности растений ячменя;

- на основе анализа комбинационной способности сортов выявить системы генетического контроля признаков. Предложить сорта-доноры для включения в селекционные программы;

- определить коррелятивные взаимодействия между биохимическими показателями и элементами продуктивности растений;

- создать новый исходный материал для селекции пивоваренного ячменя в условиях Среднего Прииртышья.

Научная новизна результатов исследований. Получены новые экспериментальные данные по генетическому потенциалу сортов ярового ячменя в условиях лесостепи Западной Сибири. Впервые в местных условиях изучена генетика качества пивоваренного ячменя, установлена амплитуда измеччрвос-щ и доля влияния генетических и средовых факте ров на х^^с^г^яудо-ценные и

3 фонднрой литерат

технологические показатели ячменя. Выделены доноры по хозяйственно-иен-ным и биохимическим показателям для использования в селекционных программах.

Основные положения, выносимые на защиту:

- возможность получения пивоваренного ячменя в условиях Среднего Прииртышья;

- характер наследования и комбинационная способность качественных и хозяйстве нно-цеиных признаков сортов и гибридов ячменя;

• выявление доноров для включения в селекционные программы.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Установленные закономерности по вопросам изменчивости и характеру наследования качественных и хозяйственно-ценных признаков ярового ячменя могут быть использованы в селекционной практике для получения более продуктивных форм. Создан перспективный селекционный материал, который проходит оценку в селекционных питомниках лаборатории селекции ячменя и проса СибНИИСХ.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на иа-учно-технических советах селекционного центра СнбНИИСХ (2000-2003 гг.), на научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов СибНИИСХ, посвященной 30-летню селекцентра СибНИИСХ (2000 г.), на региональной конференции молодых ученых в Омске (ГНУ СибНИИСХ, 2003 г.), на межрегиональной конференции молодых ученых, посвященной 50-летию освоения целинных и залежных земель (ГНУ СибНИИСХ, 2004 г.) и опубликованы в шести научных работах общим объемом 1.38 печатных листов.

Объем н структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 148 страницах печатного текста, состоит из введения, шести глав, выводов, практических рекомендаций, содержит 38 таблиц, 13 рисунков и 27 приложений. Библиографический список включает 174 источника, в том числе 33 иностранных авторов.

Условия, исходный материал и методика исследований

Экспериментальная работа проводилась на опытном пате лаборатории цитологии и генетики СибНИИСХ С (999 по 2002 гг. Почва опытного поля - чернозем обыкновенный слабо выщелоченный, среднесугл и» истого гранулометрического состава.

Агрометеорологические условия периодов вегетации в годы исследований были довольно контрастны. 2000 г. был умеренно засушливым, с недобором осадков в июне и июле, что отрицательно сказалось на продолжительности вегетационного периода. Ускоренное созревание привело к высокому содержанию белка в зерне. 2001 г. был наиболее благоприятным по тепло- и влагообес-печенности. Прохладная погода в июне, июле и достаточное количество осадков создали наилучшие условия для формирования высокой урожайности ячменя. 2002 г. характеризовался дефицитом тепла в течение всей вегетации и

обилием осадков в июле и августе. Такт: условия неблагоприятно отразились на качестве зерна ячменя.

Объектом исследований служили 5 сортов и 20 диаллелькых гибридов F^ Омский 87 - СибНИИСХ, Сигнал - АНИИСХ, Одесский 100 - Украина (ВСГИ Одесса), Maresi - Германия и Viva — Бельгия.

В 1999 и 2000 гг. проведена гибридизация методом принудительного опыления, схема скрещиваний диаллельная (5x5). В 2000-2002 гг. закладывался полевой опыт, высевались сорта и гибриды Fi, повторность трехкратная, площадь питания 10x20 см, длина рядка 2 м, предшественник - чистый пар, посев - ручной сажалкой в оптимальные для зоны сроки на глубину 5 см.

После уборки проводился сфуктурный анализ растений по основным хозяйственно-ценным признакам, в соответствии с указаниями Государственной комиссии по сортоиспытанию (1971). Биохимический анализ проводился ло основным показателям качества зерна ячменя по общепринятым методикам.

Данные индивидуального анализа растений были обработаны на ПК по программам обеспечивающим проведение дисперсионного анализа и получение следующих параметров; средней арифметической, стандартного отклонения, ошибки средней, коэффициента вариации. Степень доминирования рассчитывали по формуле F, Pctr и К. Frey (1966), комбинационную способность - по методическим указаниям P.A. Цильке и Л.П. Присяжной (1979), коэффициенты корреляции - по пособию Б.А. Доспехова<1908).

Материал для изучения в контрольном питомнике с целью выделения перспективных линий высевался в двух экологических пунктах (Омск, Барнаул) на делянках плошадью 10 м% сеялкой ССФК-7 в оптимальные для зоны сроки на глубину 5 см. Позторность двухкратная. Предшественник - зерновые. Норма высева - 4,5 млн. всхожих зерен на гектар.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Изменчивость основных хозяйственно-ценных признаков у сортов н гибридов пивоваренного ячменя

Прн создании сортов пивоваренного направления необходимо изучить характер изменчивости и наследования качественных свойств зерна.

Содержание белка - это один из наиболее важных биохимических показателей, от уровня которого зависят многие технологические особенности зерна. Содержание белка согласно требованиям ГОСТа на пивоваренный ячмень должно быть от 9 до 12 %. Сложность селекции на пониженное содержание белка в зерне ячменя определяется полигенной природой признака и его значительной изменчивостью под влиянием условий внешней среды.

Результаты наших исследований показали, что в условиях умеренной засухи (2000 г.) ростовые процессы снизились в большей степени, чем биосинтез органических веществ, вследствие чего сорта и гибриды Fi формировала высокобелковое зерно (табл. I). В относительно благоприятных условиях 2001 г. показатель у сортов снизился на 1,3 %, у потомков на 1,8 %. В этих условиях низ-

кое содержание белка отмечено у сорта Одесский 100 и 15 гибридных комбинаций, что составило 75 % от изучаемых комбинаций.

Таблица 1 - Содержание белка в зерне ячменя, %

Сорт 2000 г. 2001 г. 2002 г. Среднее

Р Fi Р F, Р F, Р F,

Омский 87 13,1 13,0 12,2 11,7 14,0 11,9 13,1 12,3

Сигнал 13,9 13,4 12,9 11,3 13,3 12,2 13,3 12,3

Одесский 100 14,0 13,5 11,2 П,5 10,8 12,4 12,0 12,5

Maresi 13,5 13,3 12,6 11,6 10,2 11,9 12,1 12,3

Viva 12f8 13,3 12,2 11,5 12,3 12,2 12,4 12,4

Среднее 13,5 13,3 12,2 11,5 12,1 12,1 12,6 12,3

V,% 3,0 2,8 5,2 4,6 9,3 6,4 5,8 4,6

HCPoi 0,39 0,27 0,82 1,06 1,00 0,67

Иная ситуация сложилась во влажном и прохладном 2002 г,: размах изменчивости между сортами составил 3,8 %. Повышенная белковость, прежде всего, наблюдалась у генотипов, склонных к полеганию (Омский 87, Сигнал), у низкорослых форм и 10 гибридных комбинаций содержание белка колебалось от 10,2 до 11,9 %. В целом за годы исследований два сорта (Одесский 100 и Maresi) н четыре гибрида (Сигнал х Viva, Одесский 100 х Омский 87, Maresi х Омский 87 и Maresi х Сигнал) удовлетворяли требованиям ГОСТа.

Результаты двухфакторного дисперсионного анализа подтвердили, что накопление белка в зерне ячменя в большей мере определяется условиями периода вегетации (93,3 %), чем генотипическими особенностями исходного материала (2,8 %). Взаимодействие генотип-среда было достоверно, но доля его незначительна (3,5 %).

Сопряженность продуктивности растений ячменя с содержанием белка в зерне в неблагоприятных условиях слабая, отрицательная (г = -0,21-0,3 i), в благоприятных — отсутствует.

Крупность зерна. Одним из основных физических признаков качества пивоваренного ячменя является его крупность, которая в сильной степени зависит от условий выращивания. Крупность зерна для первого класса должна быть не менее 85 %, для второго - 60 % (ГОСТ 5060-86). Слишком крупное зерно нежелательно, так как характеризуется длительным периодом проращивания.

В наших исследованиях в условиях засухи 2000 г. высокую крупность зерна имел сорт Viva (89,5 %), низкую - Омский 87 (76,4 %); у гибридов признак варьирует от 80,7 (Сигнал х Одесский 100) до 92,7 % (Viva х Одесский 100). Групповые средние потомков достоверно превысили родительские формы (88,8 против 81,6 %), что предполагает наличие гетерозиса и доминирования сорта с лучшей выраженностью признака. Наибольший размах изменчивости между сортами отмечен в благоприятных условиях 2001 г. (V = 10 %), в оптимальных и прохладных лучший показатель имел сорт Омский 87 (89,4-92,7 %).

Дисперсионный анализ показал, что на изменчивость крупности зерна наибольшее влияние оказывают условия года — 93,9 %, доля генотипа составила всего 3,9 %, а взаимодействие этих факторов - 1,8 %. Корреляционный анализ между продуктивностью растения и крупностью зерна выявил, что в контрастных условиях связь достоверная, положительная (г = 0,47-0,67).

Способность прорастания - показатель, характеризующий пригодность зерна ячменя для получения солода. В пивоваренном производстве пригодно выравненное зерно с высокой прорастасмостью (90-95 %). Для условий Западной Сибири он является одним нз лимитирующих факторов. Основная причина зачастую — холодная и дождливая погода во время вегетации, и особенно в период уборки - повышенная влажность.

В наших опытах 2000 и 2001 годы оказались благоприятными для формирования высококачественного зерна ячменя. Способность прорастания у сортов составила 98,4 %, у гибридов — 98,6 %, то есть все copra и гибриды соответствовали первому классу ГОСТа (табл. 2).

Таблица 2 - Способность прорастания зерна ячменя, %

Сорт 2000 г. 2001 г. 2002 г. Среднее

Р F, Р F, Р Fl Р F,

Омский 87 99,4 98,7 96,5 97,6 94,4 89,5 96,8 95,2

Сигнал 98,3 98,8 99,1 98,7 80,0 85,1 92,5 94,1

Одесский 100 97,1 98,6 98,8 98,6 92,0 89,6 96,0 95,6

Maresi 98,5 98,6 99,3 98,6 96,0 87,8 98,6 95,0

Viva 98,7 98,2 99,2 98,7 78,0 78,4 92,0 91,8

Среднее 98,4 98,6 98,6 98,4 88,1 86,1 95,0 94,3

V,% 0,9 0,6 1,2 1,3 9,7 9,9 4,0 4,0

HCPoí 0,95 1,10 1,70 1,60 3,10 2,80

Дождливая погода в августе и недобор положительных температур заметно снизили способность прорастания в 2002 г. у сортов на 10,5 %, у потомков -12,3 %. В среднем за годы исследований высокую прорастаемостъ имели сорта Омский 87, Одесский 100 и Maresi, а также их гибриды.

Результаты дисперсионного анализа показали, что более 97 % вариации признака детерминировано условиями выращивания и только 1,1 % генотипом сорта.

Достоверная положительная взаимосвязь выявлена между продуктивно' стью растения и способностью прорастания в неблагоприятных условиях вегетации. Коэффициент корреляции составил 0,49.

Крахмал — служит основным экстрактивным веществом в пивоварении, чем больше его содержится в зерне, тем выше экстрактивность. Хороший пивоваренный ячмень должен содержать не менее 60 % крахмала. Основным фактором снижения крахмалистости является полегаемость растений и засуха.

По нашим данным, условия периода вегетации 2000 г. сложились благоприятно, разреженный посев и высокий агрофон снизили влияние засухи. Содержание крахмала у сортов варьировано от 63,4 (Maresi) до 64,8 % (Viva); у гибридов размах составил 1,8 %. В благоприятных условиях вегетации групповые средние у сортов и потомков были высокие (64,5 и 65,3 %), лучшим был сорт Viva. В 2002 г. наблюдалось полегание растений, содержание крахмала у сортов и гибридов снизилось до 59,0 %. В этих условиях особый интерес для селекции представляют сорта Одесский 100 и Viva (63,2 %) и их гибридные комбинации. Взаимосвязь между содержанием крахмала и продуктивностью растения во все годы изучения отсутствовала.

Известно, что урожайность ячменя определяется такими показателями, как продуктивная кустистость, озерненность колоса, масса 1000 зерен и масса зерна растения. Поэтому нами проведен анализ элементов структуры продуктивности растений.

Продуктивная кустистость. Уело сия периода вегетации 2000 и 2001 гг. благоприятно сказались на формировании продуктивного стеблестоя. Сорт Омский S7 имел до 10 стеблей, сорт Maresi - 11. Средние по сортам и гибридам равновелики. В неблагоприятном 2002 г. продуктивная кустистость снизилась у сортов и потомков на 40 % (6,4-6,7 шт.). Лучшие показатели имели сорт Maresi (10,5 шт.) и гибриды с участием Омского 87.

Результаты дисперсионного анализа подтвердили доминирующую роль в изменчивости признака условий года (96,6 %); доля влияния генотипа достоверна, но незначительна (2,1 %), Данный показатель является важным в селекционной практике, так как проявляет значительные взаимосвязи с продуктивностью растений (г •* 0,44-0,87).

Число зерен в колосе. В формировании величины урожая значительная роль принадлежит этому признаку. Анализ полученных данных показал, что в условиях умеренной засухи озерненность колоса у сортов колебалась от 22,7 (Viva) до 26,9 шт. (Сигнал), у гибридов от 24,2 (Одесский 100 х Viva) до 27,7 (Сигнал х Омский 87). Средние у потомков превысили родительские формы (26,2 против 24,2). Одинаковая озерненность колоса наблюдалась в благоприятных условиях 2001 г. (23 и 24 шт.), однако размах изменчивости у сортов и гибридов значительно выше на 3-4 зерна.

В условиях избыточного увлажнения (2002 г.) озерненность колоса возрастает, но при этом продуктивная кустистость снижается. Относительную стабильность в годы исследований проявил сорт Сигнал (26,2 шт.) и его гибриды: Сигнал х Омский 87, Viva X Сигнал (27 шт.) Условия периода вегетации оказывали наибольшее влияние на развитие признака (95,0 %), чем генотип (3,0 %).

Отмечена достоверная взаимосвязь озерненности колоса с продуктивностью растения только в благоприятном 2001 г. (г = 0,47).

Масса 1000 зерен - важный агрономический показатель, вносящий высокий вклад в продуктивность растений. За годы изучения самым крупнозерным оказался сорт местной селекции Омский 87 (57,4 г), низкий показатель имели сорта зарубежной селекции - Maresi и Viva (49-47 г). В условиях умеренной за-

сухи различия у родителей составили 6,4 г, у потомков - 5,9 г. В относительно благоприятных - у сортов 15,8 г, у гибридов Р| - 7.6 г.

При дефиците тепла и избытке влаги показатель возрастает у сортов и гибридов на 2-3 г, при этом размах изменчивости у гибридов возрастает до 14,0 г.

Масса 1000 зерен - наиболее стабильный показатель по сравнению с другими элементами продуктивности растений (рис. I). Об этом говорят результаты дисперсно иною анализа. Достоверное влияние на выраженность признака оказывали как условия года, так и влияние генотипа, взаимодействие генотип х среда достоверно, но незначительно. Тесная взаимосвязь с продуктивностью растения проявляется в контрастных условиях вегетации (г =0,682-0,696).

6,0% 1,0%

□ Год ■ Генотип

□ Год х генотип

51,0% □ Случайное отклонение

42,0%

Рнс.1 Доля вклада факторов в изменчивость признака масса 1000 зерен

Масса зерна растення отражает конечный результат реализации диетической информации. Результаты анализа позволили отметить, что норма реакции исходных форм неодинакова. Если масса зерна растения у сорта Сигнал в прохладных и влажных условиях 2002 г. снизилась более чем на 50 %, то у сорта Одесский 100, наоборот она увеличилась до 10 г. Продуктивность растений при засухе и оптимальных условиях у сортов равновелика- 9,5-9,6 г, а во влажном снизилась до 7 г. Продуктивность гибридов Р) несколько превышает исходные формы (11,5-10,6 г), а в 2002 г. снизилась на 4 г. Основная причина тому - снижение продуктивного стеблестоя. Высокую массу зерна растения в целом за годы опытов имели сорта: Омский 87 (9,8 г) и Одесский 100 (9,4 г), а также гибриды с их участием — Омский 87 х Одесский 100, Одесский 100 х Омский 87. На формирование продуктивности растений наибольшее влияние оказывают условия периода вегетации. Доля этого фактора составила 93,3 %, доля вклада генотипа незначительна (рис. 2).

4,1%- 2,5%_. --0,4%

□ Год

М Генотип

□ Год х генотип

□ Случайное отклонение

Рис.2 Доля вклада факторов в изменчивость признака масса зерна

растения

Наследование и комби на икон на я способность хозяйственно-ценных признаков зерна ячменя

В наследовании хозяйственно-ценных признаков (в том числе и показателей качества зерна) могут иметь место различные типы: от сверхдоминирования до депрессии. Долевое их соотношение может изменяться в зависимости от генотилических особенностей исходного материала л гидротсрмических условий Е;нешкей среды в период вегетации растений

В наших исследованиях в среднем за годы изучения в наследовании признаков: крупность зерна, содержание крахмала, масса 1000 зерен и масса зерна растения преобладало сверхдоминирование (табл. 3). Гетерозисный эффект по массе 1000 зерен наблюдался у 45 % гибридных комбинаций, по массе зерна растения достигал 65 %.

Таблица 3 • Характер наследования хозяйственно-ценных и качественных

Признак Тип наследования

промежуточный доминирование гетерозис депрессия

Белок 30 22 3 40

Крупность 23 13 52 12

Способность прорастания 13 22 33 I 32

Крахмал 22 13 48 1 17

Продуктивная кустистость 30 20 30 20

Число зерен в колосе 27 22 28 23

Масса 1000 зерен 22 28 45 5

Масса зерна растения 8 7 65 20

В контрастных условиях по содержанию белка в зерне преобладал промежуточный тип наследования и депрессия, а в оптимальных - депрессия (60 %). Способность прорастания наследовалась по типу сверхдоминирования и депрессии. В наследовании признаков продуктивная кустистость и число зерен в колосе весомый вклад вносят гетерозисный эффект и промежуточный тип. В благоприятные годы по большинству показателей возрастает число гетерозис-ных комбинаций.

В результате анализа комбинационной ценности исходных форм по их гибридам Г] было установлено, что у большинства признаков выявлены разные системы генетического контроля. Судя по долевому соотношению варианс ОКС и С КС, отмечено некоторое превалирование аддитивных эффектов генов, экспрессия которых наблюдается в благоприятные годы. В жестких условиях выращивания (засуха, дефицит тепла и обилие осадков) основополагающее значение в детерминации признаков вносят неаллельные взаимодействия генов (доминирование, эпнетаз). Достоверным являются и ядерно-плазменные взаимодействия, особенно по продуктивной кустистости; в благоприятные годы ва-рианса РЭ составила 50 % от общей изменчивости признака.

Таблица 4 - Долевое соотношение варианс комбинационной способности сортов ячменя (в среднем за 2000-2002 гг.), %

Признак ОКС СКС РЭ

Белок 42,9* 35,2* 21,9*

Крупность 49,8* 34,0* 16,1*

Способность прорастания 49,1* 34,2* 16,6*

Крахмал 60,7* 27,6* 11,6*

Продуктивная кустистость 50,3* 21,4* 28,0*

Число зерен в колосе 57,0* 29,3* 13,7*

Масса 1000 зерен 77,0* 17,5* 5,6

Масса зерна растения 39,2* 40,3* 20,5*

* Рй0,05

Несмотря на разную систему генетического контроля показателей качества зерна, отбор желаемых генотипов обычно проводится в более поздних поколениях гибридов (F4-F6). Это объясняется двумя причинами: состоянием гомози-готности анализируемого материала и наличием необходимого количества зерна.

Выявлены родительские формы имеющие достоверные положительные эффекты ОКС по следующим признакам: по крупности зерйа, массе 1000 зерен, массе зерна растения - Омский 87; по натуре зерна и числу зерен в колосе -Сигнал; по способности прорастания - Одесский 100; по крупности и крахмалистое™ - сорт Viva. Высокие отрицательные эффекты ОКС по содержанию белка в зерне пивоваренного ячменя имели сорта Maresi и Одесский 100 (табл. 5).

Таблица 5 - Донорские способности сортов ячменя

Признак Омский 87 Сигнал Одесский 100 Maresi j Viva

Белок - -

Крупность + +

Способность прорастания + +

Крахмал +

Продуктивная кустистость + + i

Число зерен в колосе +

Масса 1000 зерен - -

Масса зерна растения + +

+ -увеличение признака; - ~ снижение признака

Селекционная оценка перспективных гибридных комбинаций В результате проводимых исследований создан перспективный исходный материал, как по урожайности, так и по качеству зерна ячменя, который проходит селекционную оценку в лаборатории селекции ярового ячменя и проса.

В 2004 г. ряд линий изучалось в двух экологических пунктах (Омск, Барнаул). Лучшие из них представлены в таблице 6;

Таблица б - Характеристика лучших гибридных комбинаций, КП, 2004 г.

Сорт, гибрид Урожайность, т/га Масса 1000 зерен, г Крупность, % Способность прорастания, % Белок, (Nx 6,25), % Крахмал, %

Омск

Омский 90 - St 5,29 55,0 86,0 90,0 12,5 63,3

ОдЛООх Сигнал 5,54 54,4 59,0 90,4 12,6 63,8

Viva х Mares i 5,27 48,5 88,6 90,2 12,3 63,4

Сигнал х Viva 5,48 5t,0 87,0 95,2 12,7 61,4

Viva x Сигнал 4,50 52,0 88,7 95,0 12,4 63,9

Sx 0,14 0,97 2,19 0,94 0,11 0,20

Барнаул

Омский 90 - St 3,00 46,4 68,0 90,0 11,6 60,0

Од.МОх Сигнал 3,36 47,6 86,4 95,6 11,7 60,2

Viva х Омский 87 4,04 47,0 74,0 91,2 12,7 59,6

Viva х Сигнал 3,36 48,8 75,4 90,0 12,5 59,3

Maresi х Сигнал 3,92 42,4 75,0 95,2 10,6 61,1

Sx 0,15 0,68 1,93 0,92 0,82 0,28

В Омске сложились благоприятные условия в период вегетации растений, тогда как в Барнауле дефицит осадков в период кущения и созревания зерна,

негативно повлиял на урожайность н качество зерна, однако белковость была ниже на 1 %.

Гибридные комбинации Одесский i 00 х Сигнал и Сигнал х Viva превысили стандарт Омский 90 на 0,2-0,3 т/га; пониженное содержание белка отмечено у Viva х Maresi - 123 % » Viva х Сигнал - 12,4 %. Испытание в АНИИСХ показало, что наибольшая прибавка урожая у гибридной комбинации Viva х Омский 87 составила 1 т/га, а у Maresi х Сигнал - 0,9 т/га.

В условиях Среднего Прииртышья по продуктивности заслуживают внимания две лннин: Одесский 100 х Сигнал и Сигнал х Viva, в условиях Алтая -Maresi х Сигнал н Viva х Омский 87. Остальные линии можно использовать в качестве компонентов скрещивания для улучшения показателей качества пивоваренного ячменя.

ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что формирование зерна ячменя, отвечающего требованиям ГОСТ для пивоварения, возможно в условиях Среднего Прииртышья, близких к оптимальным; в засушливые годы возрастает белковость зерна, а во влажные при дефиците тепла снижаются способность прорастания, содержание крахмала и экстрактивность.

2. Установлено, что на изменчивость показателей качества зерна н основных элементов продуктивности ячменя наибольшее влияние оказывают гидротермические условия периода вегетации, на долю которых приходится 93 -98 %; доля генотипа варьирует от 0,6 до 42 %, вклад взаимодействия генотип х среда незначителен - от 0,5 до 6,0 %.

3. В наследовании биохимических и хозяйственно-пенных признаков выявлены все известные типы наследования - от сверхдоминирования до депрессии, Количество гибридных комбинаций проявивших гетерозис варьировало от 45 % (масса 1000 зерен) до 65 % (масса зерна растения). Депрессия была отмечена по пленчатостн (30 %) и белковости зерна (40 %).

4. В детерминации качественных к хозяйственно-ценных признаков установлен весомый вклад аддитивных эффектов генов, экспрессия которых в большей мере наблюдалась в благоприятные годы.

Доля варианс ОКС составила по крупности и пленчатостн зерна 56 %, натуре зерна и крахмалнстости 78 %, по числу зерен в колосе 76 %, по массе 1000 зерен 88 % от общей изменчивости признаков.

В неблагоприятных условиях периода вегетации в изменчивости признаков возрастают эффекты аллельного (доминирование) и неаллельного взаимодействия генов (эпистаз). Доля варианс СКС по натуре, пленчатостн зерна, продуктивной кустистости и озерненностн колоса варьировала от 43 до 50 %.

Значительный реципрокный эффект выявлен по экстрактивности зерна и продуктивной кустистости (50 %).

5. В ходе проведенных исследований установлено, что лучшей комбинационной способностью характеризуются сорта: Viva — по крупности, натуре, крахмалнстости и экстрактивности; Maresi - по низкому содержанию белка в

зерне и продуктивной кустистости; Одесский 100 — по способности прорастания и тонкоплемчатости; Сигнал - по натуре зерна и числу зерен в колосе; Омский 87 — по крупности, массе 1000 зерен и массе зерна растения.

6. Обнаружена тесная взаимосвязь массы зерна растения с продуктивной кустистостью и массой 1000 зерен независимо от условий вегетации, а в благоприятные годы - с числом зерен в колосе. Во влажные годы обнаружена положительная взаимосвязь продуктивности растения с натурой зерна, крупностью и способностью прорастания. Крупность зерна достоверно связана с массой 1000 зерен и натурой зерна.

7. Селекционная оценка в двух экологических пунктах (Омск, Барнаул) исходного материала позволила выявить перспективные линии по урожайности и качественным характеристикам,

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В качестве доноров для включения в селекционные программы по созданию сортов ячменя пивоваренного направления рекомендуем использовать сорт Viva, характеризующийся высокой крупностью зерна, натурной массой, содержанием крахмала и экстрактивностью зерна; сорт Maresi - как источник низкой белковости зерна; сорт Одесский 100 - с высокой способностью прорастания и низкой пленчатостью зерна.

2. При отборе наиболее ценных генотипов необходимо учитывать разные системы генетического контроля изученных признаков, поэтому отбор лучше проводить в F^-Fs, когда большинство генотипов перейдет в гомозиготное состояние.

3. В качестве маркеров на высокую урожайность предлагаем признаки: продуктивная кустистость и масса 1000 зерен,

4. Для дальнейшего испытания и селекционной работы предлагаем высокоурожайные линии ячменя: Одесский 100 х Сигнал, Сигнал Viva, Maresi х Сигнал и Viva х Омский 87.

Список- работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кирьякова М.Н., Козлова Г.Я., Калашник H.A. Изменчивость качественных показателей пивоваренного ячменя // Сельское хозяйство Сибири на рубеже веков: итоги и перспективы развития: Мат. кон. молодых ученых СО РАСХН. - Новосибирск, 2001. - С.бЗ-64.

2. Кирьякова М.Н., Козлова ГЛ., Калашник H.A. Комбинационная способность сортов пивоваренного ячменя по крахмалистости И Селекция сельскохозяйственных культур на качество: Маг. науч.-метод. конф. объед. и пробл. советов по растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству с.-х. культур в Сибири. • Новосибирск, 2001. - С.87-88.

3. Кирьякова М.Н., Козлова ГЛ., Калашник H.A. Селекционная оценка сортов ячменя пивоваренного направления по способности к прорастанию зерна. // Повышение эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйствен-

ных растений: Докл.. и сообщ. VfH генетнко-селекдион. шк. (11-16 нояб, 2001 г.) / СО РАСХН СибНИИРС. - НГАУ Новосибирск, 2001. - С.215-217.

4. Кирьякова М.Н. Селекционная оценка сортов ячменя пивоваренного направления по крупности зерна // Молодые ученые Сибирского региона - аграрной науке: Мат. конф. мол. ученых СО РАСХН - Омск, 2003. -Вып.З,- С.59-63. -

5. Кирьякова М.Н., Козлова Г.Я. Изменчивость и характер наследования хозяйственно-ценных признаков ярового ячменя // Молодые ученые Сибирского региона - аграрной науке: Мат. межрег. конф. мол. ученых. СО РАСХН. - Омск, 2004. - Вып. 4. - С.121-127.

6. Кирьякова М.Н. Комбинационная способность сортов ярового ячменя по хозяйственно-ценным признакам .// Полвека целине:. Сб. науч. тр., лосвящ. 50-летию освоения целинных и залежных земель /СО РАСХН СибНИИСХ, - Омск, 2004. - С.229-236.

Подписано в печати. 17.05.2005 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 1978 Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

JM 3 6 5 9