Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исходный материал для селекции подсолнечника на короткостебельность и высокое содержание олеиновой кислоты в масле

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Исходный материал для селекции подсолнечника на короткостебельность и высокое содержание олеиновой кислоты в масле"

На правах рукописи

Коваленко Анна Владимировна

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ПОДСОЛНЕЧНИКА НА КОРОТКОСТЕБЕЛЬНОСТЬ И ВЫСОКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных

растений

1 2 МДР 2012

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов-2012

005015090

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока» РАСХН и Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова».

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лобачёв Юрий Викторович

.Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Маркелова Тамара Сергеевна

кандидат сельскохозяйственных наук, Дорогобед Алексей Алексеевич

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский научно-исследовательский и проектно-технологический институт сорго и кукурузы «Россорго»

Защита состоится «22» марта 2012 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.050.01 при Государственном научном учреждении «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока» РАСХН по адресу: 410010 г. Саратов, ул. Тулайкова, 7, зал заседаний. E-mail: raiser_saratov@mail.ru, diss-uv@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Государственного научного учреждения «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока» РАСХН, а также на сайте: http:www.ariser.narod.ru

Автореферат разослан «/V» февраля 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат сельскохозяйственных наук

Демакина И.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Подсолнечник (НеИапАш аппния Ь.) является ведущей масличной культурой России. Дальнейший рост урожайности маслосе-мян и повышение их качества возможны на основе внедрения в сельскохозяйственное производство сортов и гетерозисных гибридов с рациональной архитектоникой растений и оптимальным жирнокислотным составом.

За сто лет саратовской селекции подсолнечника не было создано доноров генов короткостебельности и высокого содержания олеиновой кислоты в масле, приспособленных к условиям региона, использование которых позволило бы создавать сорта и гетерозисные гибриды с контролируемой высотой растений и высоким качеством маслосемян.

Исследования выполнены по государственным темам ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН:

04.07.02. «Создать высокоурожайные сорта и гибриды масличных и эфи-ромасличных культур, устойчивых к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам среды» (2001-2005 гг.);

04.07.01. «Разработать и усовершенствовать новые биотехнологические и биохимические методы создания и идентификации генотипов масличных культур с комплексом хозяйственно-ценных признаков» (2006-2010 гг.).

Работа выполнена в ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН и ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» в 2001-2010 гг.

Цель и задачи исследования. Целью исследований являлось создание исходного материала для селекции подсолнечника на короткостебельность и высокое содержание олеиновой кислоты в масле.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1) создание и селекционное изучение короткостебельных линий подсолнечника;

2) создание и селекционное изучение линий подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле;

3) создание и селекционное изучение гибридов подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле.

Методы исследования. В исследованиях использовали полевой, вегетационный и лабораторный методы анализа. Селекционную оценку сортообразцов подсолнечника провели по методике ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН, устойчивость растений подсолнечника к заразихе - по модифицированному методу В.Ф. Кукина (1960), к ложной мучнистой росе - по методу Е.М. Долговой, З.К. Аладьиной и В.Н. Михайловой (1990). Статистическую обработку материала провели по методикам Б.А. Доспехова (1985) и А.И. Седловского, С.П. Мартынова, Л.К. Мамонова (1982).

Научная новизна. Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в регионе создан исходный материал для селекции подсолнечника на короткостебельность и высокое содержание олеиновой кислоты в масле.

Практическая ценность работы. Созданы новые линии подсолнечника со сниженной на 35-50% высотой растений и содержанием олеиновой кислоты в масле на уровне 73-86%.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1) исходный материал для селекции подсолнечника на короткостебельность; 2 исходный материал для селекции подсолнечника на высокое содержание олеиновой кислоты в масле;

3) селекционная ценность гибридов подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследований внедрены в селекционный процесс в ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН и в ООО фирма «Иловля», а также в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова» при подготовке студентов по специальности 110204.65 - Селекция и генетика сельскохозяйственных культур.

Доля участия соискателя в диссертационной работе. Соискатель принимала участие в планировании и проведении экспериментов, анализе результатов исследований. Доля личного участия соискателя в диссертационных исследованиях составляет не менее 80%.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены или представлены на четырнадцати научных форумах: научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2000 год (Саратов, 2001 г.); научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2001 год (Саратов, 2002 г.); научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященная 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2002 г.); научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2002 год (Саратов, 2003 г.); 2-я конференция МОГиС «Актуальные проблемы генетики», посвященная 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Москва, 2003 г.); 2-я Международная конференция молодых ученых. Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений (Харьков, 2003 г.); Межрегиональная научная конференция молодых ученых и специалистов системы АПК Приволжского федерального округа «Ва-виловские чтения - 2003» (Саратов, 2003 г.); Научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2003 год (Саратов, 2004 г.); Международная научно-практическая конференция «Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата» (Саратов, 2004 г.); научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2004 год (Саратов, 2005 г.); Международная научно-практическая конференция «Вавиловские чтения - 2008», посвященная 95-летию Саратовского гос-агроуниверситета (Саратов, 2008 г.); Международная научно-практическая конференция «Вавиловские чтения - 2009» (Саратов, 2009 г.); научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2009 год (Саратов, 2010

г.); IV Всероссийская научно-практическая конференция «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2010 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 научных работ, в том числе 2 научных статьи в рекомендуемых ВАК РФ издании.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Работа изложена на 178 страницах компьютерного текста (без приложений), иллюстрирована 27 рисунками, 57 таблицами и 23 приложениями. Список литературы включает 238 научных работ, из которых 79 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении диссертационной работы раскрыты актуальность, новизна, цель и задачи исследований, практическая ценность работы, основные положения, выносимые на защиту, доля личного участия соискателя, апробация работы, информация о публикациях по теме диссертационной работы, структура диссертации.

ГЛАВА 1. СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПОДСОЛНЕЧНИКА (обзор литературы)

В главе рассмотрены основные направления, проблемы и достижения селекции подсолнечника. Проведен анализ отечественной и зарубежной литературы по генетическим исследованиям подсолнечника, в частности короткосте-бельности и высокого содержания олеиновой кислоты в масле.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1. Изучаемый материал

Для решения поставленных задач провели серию полевых, вегетационных и лабораторных экспериментов.

Короткостебельные линии (КЛ) подсолнечника создавали методом бек-кроссов линии-реципиента ЮВ 28Б (Р) с донорами (Д) генов короткостебельно-сти (гены сКу 1, 2, с^ 3, с!уу 4, сЗ\у 5, 6, <1\у 7) с последующим изучением по типу конкурсного сортоиспытания (КСИ) по следующей схеме:

2001 г. (поле) Р хД

2002 г. (теплица) ?!

2002 г. (поле) Р2 (отбор короткостебельных генотипов) х Р

2003 г. (теплица) Р,ВС,

2003 г. (поле) Р2ВС] (отбор короткостебельных генотипов)

2004 г. (теплица) Р3ВС,

2004 г. (поле) Р4ВС, (КСИ)

2005 г. (поле) Р5ВС, (КСИ)

2007 г. (поле) Р6ВС, (КСИ).

Высокоолеиновые линии (ВОЛ) подсолнечника создавали методом бек-кроссов линии-реципиента ЮВ 28Б (Р) с донорами (Д) гена высокоолеиновости (ген 01) с последующим изучением по типу конкурсного сортоиспытания (КСИ) по следующей схеме:

2001 г. (поле) РхД

2002 г. (теплица)

2002 г. (поле) Р2 (отбор высокоолеиновых генотипов) * Р

2003 г. (теплица) Р,ВС,

2003 г. (поле) Р2ВС| (отбор высокоолеиновых генотипов)

2004 г. (теплица) Р3ВС,

2004 г. (поле) Р4ВС1

2005 г. (поле) Р5ВС, (КСИ)

2006 г. (поле) Р6ВС1 (КСИ)

2007 г. (поле) Р7ВС1 (КСИ)

2008 г. (поле) Р8ВС, (КСИ).

Для изучения селекционной ценности высокоолеиновых гибридов (ВОГ) подсолнечника использовали одиннадцать простых гибридов, полученных в результате скрещивания ряда стерильных высокоолеиновых линий (ген 01) с низкоолеиновыми восстановителями фертильности.

В конкурсном сортоиспытании линий и гибридов стандартами служили сорт Скороспелый 87, высокоолеиновый гибрид Кубанский 341 и фертильная реципиентная линия ЮВ-28Б.

2.2. Методы исследований

Короткостебельные линии, а также стандарты сорт Скороспелый 87 и линию ЮВ 28Б изучали по методике конкурсного сортоиспытания ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН в четырехкратной повторности в 2004-2005 и 2007 гг. Норма высева - 40000 растений на 1 га.

Высокоолеиновые линии, а также стандарты высокоолеиновый гибрид Кубанский 341 и низкоолеиновую линию ЮВ 28Б изучали по методике конкурсного сортоиспытания ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН в четырехкратной повторности в 2005-2008 гг. Норма высева - 40000 растений на 1 га.

Высокоолеиновые гибриды, а также стандарт высокоолеиновый гибрид Кубанский 341 изучали по методике конкурсного сортоиспытания ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН в четырехкратной повторности в 2006-2008 гг. Норма высева - 40000 растений на 1 га.

Фенологические и морфологические признаки определяли по методике государственного сортоиспытания (1985). Урожай семян с делянки пересчитывали на 1 га. В фазу полной спелости брали 20 растений для лабораторного анализа элементов структуры урожая. Количество семян с корзинки (шт.) учитывали с помощью автоматического счетчика семян «АСС», массу 1000 семян (г)

определяли по ГОСТ 12042-80, натурную массу семян (г/л) - по ГОСТ 10840-64, лузжистость семян - по ГОСТ 10855-64, панцирность семян - по ГОСТ 1204388.

Содержание масла в семенах в опыте № 1 определяли при помощи экспресс-анализатора АМВ-1002 (Аспиотис Е.Х., 1986), а в опытах №2 и №3 - по ГОСТ Р 8.620-2006. Содержание олеиновой кислоты в масле определяли рефрактометрическим методом по ГОСТ 28238-89.

Оценку изучаемого материала на устойчивость к местным расам заразихи проводили по модифицированному методу В.Ф. Кукина (1960), на устойчивость к местным расам ложной мучнистой росы - по методу Е.М. Долговой, З.К. Аладьиной и В.Н. Михайловой (1990).

Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с последующим сравнением частных средних по тесту Дункана (Седловский А.И., Мартынов С.П., Мамонов Л.К., 1982; Доспехов Б.А., 1985).

23. Условия проведения исследований

В разделе дана подробная характеристика почв и климата Саратовской области, а также подекадная характеристика погодных условий вегетационных сезонов 2005-2008 гг. Разнообразно-типичные для Саратовской области погодные условия позволили объективно оценить биологические и хозяйственно-ценные признаки у изучаемых сортов и линий подсолнечника.

ГЛАВА 3. СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА КОРОТКОСТЕБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПОДСОЛНЕЧНИКА

3.1. Морфологические и фенологические признаки

Короткостебельные линии КЛ 4, КЛ 6 и КЛ 7 в среднем за три года наблюдений (2004, 2005 и 2007 гг.) по продолжительности вегетационного периода достоверно не различались с линией ЮВ 28Б. Достоверно более коротким вегетационным периодом обладали КЛ 2, КЛ 3, КЛ 5, а КЛ 1 - значимо более продолжительным периодом.

В среднем за три года высота растений КЛ по отношению к линии-стандарту ЮВ 28Б (100%) составила соответственно 65,7, 54,0, 50,6, 53,3, 56,4, 55,0 и 53,2% (рис. 1).

В среднем за три года по диаметру корзинки только линия КЛ 3 достоверно уступила линии ЮВ 28Б, а остальные короткостебельные линии значимо не различались по этому признаку со стандартной линией.

28Б

Рис. 1. Высота растений изучаемых линий (2004, 2005 и 2007 гг.), %.

I

3.2. Урожайность семян и ее компоненты

I

На протяжении трёх лет исследований сорт-стандарт Скороспелый 87 достоверно превышал по урожайности семян с 1 га и массе семян с корзинки линию-стандарт ЮВ 28Б и все короткостебельные линии. Урожайность семян с 1 га и масса семян с корзинки у линий К Л 1, КЛ 3 и КЛ 4 была на уровне линии-стандарта ЮВ 28Б, остальные короткостебельные линии существенно уступали этому стандарту (табл. 1).

Таблица 1

Урожайность семян и ее компоненты, 2004, 2005, 2007 гг.

Сортообразец Урожайность семян, т/га Количество семян в корзинке, шт. Масса семян с корзинки, г Масса 1000 семян, г

Скороспелый 87 б! 2,43Г 796,76е 60 № 75, И

ЮВ 28Б 2,00с-е 832,7е 50,0с-е 65,2с-е

КЛ 1 с!™ 1 2,04е 739,0Ь-е 50,8е 70,6еГ

КЛ 2 2 1,58Ь 585,6а 39,6Ь 62,7Ьс

КЛ 3 с!™ 3 1,78Ьс 785,0<1е 44,4Ь-а 56,8аЬ

КЛ 4 4 2,03<1е 781,9с-е 50,4с1е 64,6с-е

кл 5 а™ 5 1,65Ь 566,4а 41,2Ь 70,4d-f

КЛ 6 с!\у 6 1,70Ь 668,8а-с 42,5Ь 62,5Ьс

КЛ 7 с1\¥ 7 1,20а 599,1а 30,0а 52,4а

^ факт. 21,148* 6,513* 20,515* 10,669*

НСР05 0,23 120,5 5,8 6,5

В среднем за три года количество семян в корзинке на уровне стандартов имели линии КЛ 1, КЛ 3, КЛ 4, остальные короткостебельные линии существенно уступали стандартам. Линии КЛ 3 и КЛ 7 достоверно уступили линии-стандарту по массе 1000 семян, а остальные КЛ значимо не различались с этим стандартом (табл. 1).

3.3. Показатели качества семян и масла

Короткостебельные линии КЛ 1, КЛ 4 по содержанию масла в семенах в среднем за три года не имели существенных различий со стандартами и достоверно превосходили остальные короткостебельные линии, которые значимо уступили стандартам (табл. 2).

Сорт-стандарт Скороспелый 87 в среднем за три года значимо превосходил по сбору масла с единицы площади как линию-стандарт ЮВ 28Б, так и все короткостебельные линии. Короткостебельные линии КЛ 1, КЛ 4 по сбору масла с единицы площади не имели существенных различий с линией-стандартом ЮВ 28Б и достоверно превосходили остальные короткостебельные линии, которые значимо уступили линии-стандарту (табл. 2).

Таблица 2

Качество семян и масла, 2004, 2005, 2007 гг.

Сортообразец Содержание масла в семе- Сбор масла, т/га Содержание олеиновой кислоты в масле, % Лузжи-стость семян, % Натурная масса семян, г/л

нах, %

Скороспелый 87 50,1 Г 1,228 24,8 Ь-<3 22,0а-с) 327,1аЬ

ЮВ 28Б 49,5с-Г 0,99(1^ 28,7с1 20,8а 336,7Ь

КЛ 1 с!\у 1 49,7М 1,01Г 21,ЗаЬ 20,4а 390,9с

КЛ2дш2 37,8а 0,62аЬ 27,7с<1 23,4<1 332,6аЬ

КЛЗ С1\УЗ 45,ЗЬ 0,81с 20,7аЬ 22,6М 305,1аЬ

КЛ 4 (ЬУ4 49^ 1,01еГ 22,6 аЬ 21,8а-а 335,ЗаЬ

КЛ 5 5 44,ЗЬ 0,73 Ьс 24,2а-с 21,6а-с 297,9а

КЛбс^б 43,8Ь 0,73Ьс 21,1 аЬ 22,9сд 302,6аЬ

КЛ 7 (1\у 7 45,0Ь 0,54а 20,3 а 23,1са 310,0аЬ

^Факт. 13,752* 36,513* 6,168* 4,743* 6,253*

НСР05 3,3 0,11 3,7 1,4 34,1

По содержанию олеиновой кислоты в масле в среднем за три года линия КЛ 2 была на уровне линии-стандарта ЮВ 28Б, а остальные короткостебельные линии были достоверно ниже стандартной линии. Все КЛ, за исключением КЛ 7, достоверно не различались по содержанию олеиновой кислоты в масле с сортом-стандартом Скороспелый 87 (табл. 2).

Линии КЛ 1, КЛ 4, КЛ 5 в среднем за три года по лузжисгости семян значимо не различались с линией-стандартом ЮВ 28Б, а остальные КЛ достоверно превосходили по этому показателю линию-стандарт. Все КЛ достоверно не различались по лузжисгости семян с сортом-ставдартом Скороспелый 87 (табл. 2).

Линии КЛ 2, КЛ 3, КЛ 4, КЛ 6, КЛ 7 в среднем за три года по натурной массе семян значимо не различались со стандартами, а линия КЛ 1 достоверно превосходила оба стандарта. Линия КЛ 5 значимо уступила по этому показателю линии-стандарту и не различалась с сортом-стандартом (табл. 2).

3.4. Устойчивость к паразитам и вредителям

Изучаемые стандарты и КЛ в годы исследований имели 100%-ю панцир-ность семян, что обеспечивает устойчивость к поражению подсолнечниковой огневкой (Нотоеовота пеЬи1е11а НЬ.).

Ежегодно стандарты и линии К Л 2-КЛ 5 имели 100%-ю устойчивость к местным расам ложной мучнистой росы (Маяторага кеНапМ Ыоуо1). У остальных КЛ устойчивость к ложной мучнистой росе варьировала от 12,1 до 86,2%.

В годы исследований стандарты и все КЛ, за исключением линии КЛ 2, имели 100%-ю устойчивость к местным расам заразихи (ОгоЬапсИе ситапа Wallr.). Короткостебельная линия КЛ 2 была устойчива к заразихе только на 8384%.

ГЛАВА 4. СЕЛЕКЦИОННАЯ ЦЕННОСТЬ ЛИНИЙ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ ПОДСОЛНЕЧНИКА

4.1. Фенологические морфологические признаки

По продолжительности вегетационного периода изучаемые высокоолеиновые линии можно отнести к трем группам спелости: ультраскороспелая -ВОЛ 21-ВОЛ 24; скороспелая - ВОЛ 25-ВОЛ 28; раннеспелая - ВОЛ 29-ВОЛ 32.

В среднем за четыре года изучения (2005-2008 гг.) высота растений составила (см): гибрид-стандарт Кубанский 341 - 165, линия-стандарт ЮВ 28Б - 99, изучаемые ВОЛ - 107-132. Все ВОЛ были достоверно ниже гибрида-стандарта Кубанский 341 и выше линии-стандарта ЮВ 28Б.

Линии ВОЛ 25-ВОЛ 28 в среднем за четыре года изучения по диаметру корзинки достоверно превосходили линию-стандарт ЮВ 28Б, а остальные ВОЛ значимо не различались с ней.

4.2. Урожайность семян и ее компоненты

В среднем за четыре года изучения гибрид-стандарт Кубанский 341 достоверно превосходил по урожайности семян с 1 га и массе семян с корзинки все изучаемые линии (табл. 3).

Урожайность семян и ее компоненты, 2005-2008 гг. ^

Сортообразец Урожайность семян, т/га Количество семян в корзинке, шт. Масса семян с корзинки, г Масса 1000 семян, г

Кубанский 341 б! 2,60{ 909,3Г 64,9Г 66,5Ы

ЮВ 28Б 1,97е 775,42еГ 49,Зе 63,8а-с1

ВОЛ 21 1,22а 330,8а 30,4а 93,111

ВОЛ 22 1,26а 372,1а 31,6а 87,6е-Ь

ВОЛ 23 1,33а 359,2а 33,1а 93,0ЙЬ

ВОЛ 24 1,25а 354,4а 31,3а 88,7^

ВОЛ 25 1,80е 759,9еГ 45,1е 60,7а-с

ВОЛ 26 1,77Ь-е 671,9Ь-е 44,2Ь-е 70,4с1

ВОЛ 27 1,79с1е 679,8с-е 44,7(1е 66,2Ь-6

ВОЛ 28 1,87е 793,4ef 46,7е 59,9а -с

ВОЛ 29 1,78с-е 783,4еГ 44,5с-е 56,8а

ВОЛ 30 1,83е 788,8еГ 45,8е 58,2а

ВОЛ 31 1,83е 750,1е£ 45,8е 61,9а-с

ВОЛ 32 1,83е 743,7(1е 45,8е 61,8а-с

Р(Ьахт, 34,969* 16,830* 34,877* 31,083*

НСРС5 0,17 139,9 4,3 6,8

Линии Вол 25-ВОЛ 32 по урожайности семян с 1 га, массе семян с корзинки и количеству семян в корзинке значимо не различались с линией-стандартом ЮВ 28Б, а остальные ВОЛ существенно уступили ей. Линии Вол 25-ВОЛ 32 по массе 1000 семян достоверно не различались с линией-стандартом ЮВ 28Б, а остальные ВОЛ значимо превосходили ее (табл. 3).

4.3. Показатели качества семян и масла

В среднем за четыре года изучения линии ВОЛ 29-ВОЛ 31 по маслично-сти семян существенно превосходили стандартную линию ЮВ 28Б, остальные ВОЛ достоверно уступали ей. По сбору масла с единицы площади линии ВОЛ 29-ВОЛ 31 не имели достоверных различий с линией-стандартом, а остальные ВОЛ существенно уступали этому стандарту (табл. 4).

Содержание олеиновой кислоты в масле у всех ВОЛ было достоверно выше, чем у обоих стандартов и варьировало от 73 до 86% (табл. 4).

Низколузжистыми были оба стандарта и линии ВОЛ-28-ВОЛ 32, а показатель остальных ВОЛ превышал 24% (табл. 4).

Линии ВОЛ 29-ВОЛ 32 по натурной массе семян достоверно не различались со стандартами, а остальные ВОЛ значимо уступили стандартам (табл. 4).

Содержание олеиновой кислоты и других жирных кислот в масле у некоторых сортообразцов показано на рис. 2.

Качество семян и масла, 2005-2008 гг.

Сортообразец Содержание масла в семенах, % Сбор масла, т/га Содержание олеиновой кислоты Лузжи-стость семян, Натурная масса семян, г/л

в масле, % %

Кубанский 341 в! 46,4е^ 1,18к 67,9Ь 24,Ш 379,21

ЮВ 28Б 48,9Ь 0,964) 30,0а 23,0с-е 372,41

ВОЛ 21 40,5а 0,52а 27,ЗЬ^ 261,4а

ВОЛ 22 40,8а 0,52а 78,8(1-8 29,7к 262,0а

ВОЛ 23 42,0Ьс ОДба 81,9й-1 26,9«-! 264,9а

ВОЛ 24 42,1с 0,53а 81,4Г-1 28,6]к 253,5а

ВОЛ 25 40,3а 0,73 сё 86,2! 28,3! 318,3ае

ВОЛ 26 45,6сЦ> 0,81 (И 74,2сс1 26,(№ 298,7Ь-е

ВОЛ 27 40,5а 0,72Ь-а 84,31)1 28,Оц 318,4е

ВОЛ 28 0,87М 80,6е-Ь 24,2е 301,0с-е

ВОЛ 29 52Д|к 0,93?Н 74,3сс1 21,8Ьс 381,61

ВОЛ 30 53,2к 0,981 74,9сс1 20,9аЬ 364,6Ы

ВОЛ 31 50,9! 0,9311-1 73,3 с 21,9Ьс 363,014

ВОЛ 32 46,5ё 0,85 е-Ь 75,8с-е 20,2а 363,7я-1

^ факт. 124.103* 45,983* 68,1 И* 54,269* 45,176*

НСР05 1,1 0,08 4,6 1,2 20,7

ВОЛ 25 ВОЛ 31

Рис. 2. Содержание олеиновой кислоты и других жирных кислот в масле.

ЕЗОлеиновая кислота

□ Другие кислоты

Кубанский 341

13,8 86,2

ЮВ 28Б ее

4.4. Устойчивость к паразитам и вредителям

Изучаемые стандарты и ВОЛ в годы исследований имели 100%-ю пан-цирность семян, что обеспечивает устойчивость к поражению подсолнечнико-вой огневкой (Нотоеозота пеЬикПа НЬ.).

Ежегодно стандарты и линии ВОЛ 22-ВОЛ 32 имели 100%-ю устойчивость к местным расам ложной мучнистой росы (Р1алторага кеИапМ Моуо!.). Устойчивость к ложной мучнистой росе у высокоолеиновой линии ВОЛ 21 варьировала по годам от 90 до 98%.

В годы исследований стандарты и все ВОЛ, за исключением линии ВОЛ 21, имели 100%-ю устойчивость к местным расам заразихи (ОгоЬапсИе ситапа Wallr.). Устойчивость к заразихе у линии ВОЛ 21 варьировала от 97 до 99%.

ГЛАВА 5. СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ

5.1. Фенологические и морфологические признаки

По продолжительности вегетационного периода в среднем за три года изучения (2006-2008 гг.) все изучаемые ВОГ достоверно не различались с гибридом-стандартом Кубанский 341, за исключением ВОГ 1 и ВОГ 6, которые значимо уступили стандарту.

В среднем за три года по высоте растений гибрид ВОГ 2 не имел существенных различий со стандартом, а остальные ВОГ были достоверно ниже стандарта.

В среднем за три года по диаметру корзинки высокоолеиновые гибриды ВОГ 3, ВОГ 4, ВОГ 6 и ВОГ 8 не уступали стандарту Кубанский 341, ВОГ 9 существенно превышал стандарт, а остальные ВОГ значимо уступили стандарту.

5.2. Урожайность семян и её компоненты

В среднем за три года по урожайности семян и массе семян с корзинки высокоолеиновые гибриды ВОГ 4 и ВОГ 9 достоверно превышали стандарт Кубанский 341, высокоолеиновые гибриды ВОГ 2, ВОГ 3, ВОГ 7 и ВОГ 10 достоверно не различались со стандартом, а остальные ВОГ по данному признаку существенно уступали стандарту (табл. 5).

В среднем за годы исследований по количеству семян в корзинке гибриды ВОГ 5, ВОГ 6, ВОГ 8 и ВОГ 11 достоверно не различались со стандартом, а остальные ВОГ существенно превосходили стандарт. По массе 1000 семян стандарт Кубанский 341 значимо превышал все изучаемые высокоолеиновые гибриды (табл. 5).

Урожайность семян и ее компоненты, 2006-2008 гт.

Сортообразец Урожайность семян, т/га Количество семян в корзинке, шт. Масса семян с корзинки, г Масса 1000 семян, г

Кубанский 341 2,59Гё 919,9а 64,8fg 65,6g

ВОГ1 2,21а 1020,7Ь 55,1а 38,9a

ВОГ 2 2,54сН 1039,7Ь 63,7d-f 50,1b

ВОГЗ 2,73ё-1 1047,2Ь 68,2g-i 60,9ef

ВОГ 4 2,77Ы 1169,4с<1 69,4hi 60,0ef

ВОГ 5 2,21аЬ 1005,1 аЬ 55,4ab 61,lef

ВОГ 6 2,32а-с 1004,ЗаЬ 58,la-c 57,3cd

ВОГ 7 2,45с-Г 1030,8Ь 61,3c-f 61,0ef

ВОГ 8 2,38Ь-с1 989, ОаЬ 59,5b-d 61,7f

ВОГ 9 2,821 1231,2(1 70,4i 60,4ef

ВОГ 10 2,58е-8 1052,4Ь 64,6e-g 58,7de

ВОГ И 2,38а-«1 981,ОаЬ 59,4b-d 55,5c

Р факт. 14,811* 7,943* 14,801* 71,684*

НСР05 0,15 86,9 4,0 2,4

5.3. Показатели качества семян и масла

В среднем за три года по содержанию масла в семенах гибриды ВОГ 2, ВОГ 6, ВОГ 7, ВОГ 8 достоверно не различались со стандартом Кубанский 341, остальные ВОГ существенно превосходили стандарт (табл. 6).

В среднем за три года по сбору масла с единицы площади гибриды ВОГ 3, ВОГ 4 и ВОГ 9 достоверно превосходили стандарт Кубанский 341, а остальные ВОГ существенно не различались со стандартом (табл. 6).

В среднем за три года высокоолеиновые гибриды ВОГ 3, ВОГ 4, ВОГ 8-ВОГ 10 по содержанию олеиновой кислоты в масле были на уровне стандарта Кубанский 341, а остальные гибриды по этому показателю были достоверно ниже стандарта (табл. 6).

В среднем за три года по натурной массе семян все изучаемые ВОГ достоверно превосходили гибрид-стандарт Кубанский 341 (табл. 6).

В среднем за три года по лузжистости семян высокоолеиновые гибриды ВОГ 1, ВОГ 3, ВОГ 4, ВОГ 6 и ВОГ 9 были существенно ниже стандарта Кубан-ский-341, остальные гибриды достоверно не различались с ним (табл. 6).

Качество семян и масла, 2006-2008 гг.

Сортообразец Содержание масла в семенах, % Сбор масла, т/га Содержание олеиновой кислоты в масле, % Лузжи-стость семян, % Натурная масса семян, г/л

Кубанский 341 я! 47,4а-с 1,22аЬ 69,18 24,2{ 363,3а

ВОГ 1 50,2(1^ 1,10а 58,ЗаЬ 21,0а 552,0]

ВОГ 2 46,7аЬ 1,19аЬ 63,5 сс1 24^ 436,2Ы

ВОГЗ 51,0е-ё 1,40с-е 69,2ё 22,1а-с1 415,6(1

ВОГ 4 52^ 1,44с1е 70,7ё 20,6а 422,7еГ

ВОГ 5 51,7% 1,15а 57,8аЬ 23,9М 432,4111

ВОГ 6 49,1с-е 1,14а 54,8а 21,9а-с 410,8с(1

ВОГ 7 45,8а 1,14а 63,9<1 24,0еГ 429,9§Ь

ВОГ 8 48,4Ь-а 1,16а 61,Щ 23,4с-Г 437,51

ВОГ 9 53,08 1,49е 69,0Й 21,1а 405,8с

ВОГ 10 49,8<М 1,29Ь 67, 23,ОМ 423,

ВОГ 11 50,4с1-£ 1,20аЬ 59,0Ь 24,15 396,1Ь

Рфакт. 10,743* 11,910* 21,486* 6,282* 415,082*

НСР05 2,0 0,11 3,5 1,6 6,4

5.4. Устойчивость к паразитам и вредителям

В среднем за три года изучения у гибрида-стандарта Кубанский 341 и ВОГ 1, ВОГ 3, ВОГ 4, ВОГ 6, ВОГ 8 и ВОГ 9 была100%-я панцирность семян. Остальные ВОГ имели панцирность семян на уровне 98-99% и достоверно не различались со стандартом.

В среднем за три года изучения 100%-ю устойчивость к местным расам ложной мучнистой росы имели стандарт Кубанский 341 и высокоолеиновые гибриды ВОГ 3, ВОГ 4 и ВОГ 9. У остальных изучаемых ВОГ устойчивость к ложной мучнистой росе ежегодно и в среднем за три года варьировала от 86,0 до 100%.

Гибрид-стандарт Кубанский 341 в годы изучения имел 100%-ю устойчивость к местным расам заразихи. По устойчивости к заразихе гибриды ВОГ 1, ВОГ 3, ВОГ 4, ВОГ 8 и ВОГ 9 достоверно не различались со стандартом, а остальные гибриды значимо уступали стандарту.

выводы

1. Создан исходный материал для селекции подсолнечника на короткостебель-ность. Высота растений у короткостебельных линий генетически снижена на 35-50%.

2. По результатам селекционной оценки выделена устойчивая к полеганию ко-роткостебельная линия КЛ 4, которая достоверно не различается с линией-стандартом ЮВ 28Б по урожайности семян с единицы площади и ее компонентам, содержанию масла в семенах, сбору масла с единицы площади, луз-жистоста семян, натурной массе семян, имеет 100%-ю панцирность семян и 100%-ю устойчивость к местным расам ложной мучнистой росы и заразихи.

3. Создан исходный материал для селекции подсолнечника на высокое содержание олеиновой кислоты в масле. Содержание олеиновой кислоты в масле у высокоолеиновых линий составляет 73-86%.

4. По результатам селекционной оценки выделены линии ВОЛ 29, ВОЛ 30 и ВОЛ 31, которые по содержанию олеиновой кислоты в масле достоверно превосходят высокоолеиновый гибрид-стандарт Кубанский 341, достоверно не различаются с линией-стандартом ЮВ 28Б по урожайности семян с единицы площади и ее компонентам, содержанию масла в семенах, сбору масла с единицы площади, лузжистости семян, натурной массе семян, имеют 100%-ю панцирность семян и 100%-ю устойчивость к местным расам ложной мучнистой росы и заразихи.

5. Созданы гибриды подсолнечника с содержанием олеиновой кислоты в масле на уровне 55-71%.

6. По результатам селекционной оценки выделены гибриды ВОГ 4 и ВОГ 9, которые по содержанию олеиновой кислоты в масле достоверно не различаются с высокоолеиновым гибридом-стандартом Кубанский 341, но достоверно превосходят стандарт по урожайности семян с единицы площади, массе семян с корзинки, количеству семян в корзинке, содержанию масла в семенах, сбору масла с единицы площади, натурной массе семян, имеют существенно низкую лузжистость семян, 100%-ю панцирность семян и 100%-ю устойчивость к местным расам ложной мучнистой росы и заразихи.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В селекции подсолнечника в качестве донора короткостебельности использовать линию КЛ 4.

2. В селекции подсолнечника в качестве донора высокого содержания олеиновой кислоты в масле использовать линии ВОЛ 29, ВОЛ 30 и ВОЛ 31.

3. Провести производственные испытания высокоолеиновых гибридов ВОГ 4 и ВОГ 9.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Лекарев, В.М. Изменение климата и стратегия селекции подсолнечника в Поволжье / В.М. Лекарев, В.Ф. Пимахин, В.П. Графов, A.B. Коваленко // Достижения науки и техники АПК, 2010. № 5. - С. 20-21.

2. Лобачёв, Ю.В. Селекционная оценка гибридов подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле / Ю.В. Лобачёв, A.B. Коваленко, С.П. Кудряшов // Вестник Саратовского агроуниверситета им. Н.И. Вавилова, 2011. №9.-С. 3-5.

Публикации в прочих изданиях;

3. Лобачёв, Ю.В. Создание генетической коллекции подсолнечника / Ю.В. Лобачёв, В.Ф. Пимахин, В.М. Лекарев, С.П. Кудряшов, Е.А. Константинова,

A.B. Коваленко // Репродуктивная биология, генетика и селекция. Сб. науч. тр., посвященный 90-летию со дня рождения профессора С.С. Хохлова. - Саратов: Изд-во Саратовского университета, 2002. - С. 102-107.

4. Коваленко, A.B. Создание исходного материала для селекции низкорослых сортов и гибридов подсолнечника / A.B. Коваленко // Тезисы докладов науч. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова. - Саратов, 2002. - С. 63.

5. Константинова, Е.А. Изучение генетически маркированных самоопыленных линий подсолнечника / Е.А. Константинова, A.B. Коваленко // Актуальные проблемы генетики. Материалы 2-й конф. московского общества генетиков и селекционеров им. Н. И. Вавилова, посвященной 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова. - М.: Изд-во МСХА, 2003. - С. 102-103.

6. Коваленко, A.B. Создание и изучение коллекции низкорослого подсолнечника / A.B. Коваленко // Сборник тезисов 2-й Международной конф. молодых. -Харьков, 2003.-С. 159.

7. Пимахин, В.Ф. Изучение коллекции самоопыленных линий подсолнечника /

B.Ф. Пимахин, Ю.В. Лобачёв, Е.А. Константинова, A.B. Коваленко // Вави-ловские чтения - 2003. Материалы межрегиональной науч. конф. молодых ученых и специалистов системы АПК Приволжского федерального округа. -Саратов, 2003.-С. 18.

8. Лобачёв, Ю.В. Использование разных генетических систем в селекции высокопродуктивных и высококачественных сортов и гибридов подсолнечника в условиях глобального изменения климата / Ю.В. Лобачёв, В.М. Лекарев, Е.А. Константинова, A.B. Коваленко, С.П. Кудряшов // Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата. Сб. науч. тр. по материалам Международной науч.-практ. конф. - Саратов, 2004. - С. 350-352.

9. Пимахин, В.Ф. Направления и основные результаты работ по частной генетике и селекции подсолнечника / В.Ф. Пимахин, В.М. Лекарев, Ю.В. Лобачёв, Е.А. Константинова, A.B. Коваленко // Повышение эффективности использования агробиологического потенциала юго-восточной зоны России / ГНУ НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии. - Саратов: ООО «Сателлит», 2005.-С. 97-110.

10. Коваленко, A.B. Характеристика короткосгебельных линий подсолнечника / А.В.Коваленко, Ю.В. Лобачёв // Вавиловские чтения - 2005. Материалы конференции, посвященной 118-й годовщине со дня рождения академика Николая Ивановича Вавилова. - Саратов, 2005. - С. 27-28.

11. Пимахин, В.Ф. Исходный материал, направления и основные результаты работ по селекции подсолнечника в Поволжье / В.Ф. Пимахин, В.М. Лекарев, Е.А. Константинова, С.П. Кудряшов, A.B. Коваленко, Ю.В. Лобачёв II Современные проблемы научного обеспечения производства подсолнечника. Сб. докл. Международной науч.-практ. конф., посвященной 120-летию со дня рождения академика B.C. Пустовойта. - Краснодар: ВНИИМК, 2006. - С. 25-37.

12. Лобачёв, Ю.В. Использование морфологических признаков в селекции и семеноводстве подсолнечника / Ю.ВЛобачёв, Л.Г. Курасова, Е.К. Барнашова, Е.А. Константинова, С.П. Кудряшов, A.B. Коваленко // Вавиловские чтения -2008: Материалы Международной науч.-практ. конф. - Саратов: Научная книга, 2008.Ч.З.-С. 145.

13. Коваленко, A.B. Изучение линий подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле / A.B. Коваленко, С.П. Кудряшов, Ю.В. Лобачёв // Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы. Материалы IV Всероссийской науч.-практ. конф. / Под ред. И.Л. Воротникова. - ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов: ООО Издательство «КУБиК», 2010. - С. 142-143.

Подписано в печать 08.02.2012. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Печать RISO. Объем 1,0 печ. л. Тираж 100 экз.

Заказ №115.

Отпечатано с готового оригинал-макета Центр полиграфических и копировальных услуг Предприниматель Серман Ю.Б. Свидетельство № 3117 410600, Саратов, ул. Московская, д. 152, офис 19, тел. 26-18-19,51-16-28

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Коваленко, Анна Владимировна, Саратов

61 12-6/328

Государственное научное учреждение

«Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Коваленко Анна Владимировна

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ПОДСОЛНЕЧНИКА НА КОРОТКОСТЕБЕЛЬНОСТЬ И ВЫСОКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ

06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

РАСХН

На правах рукописи

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Ю.В. Лобачёв

Саратов - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................4

ГЛАВА 1. БИОЛОГИЯ, СЕЛЕКЦИЯ И ГЕНЕТИКА ПОДСОЛНЕЧНИКА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)...................................................................8

1.1. Биология и хозяйственное значение подсолнечника....................8

1.2. История, направления и достижения саратовской селекции подсолнечника ......................................................................................16

1.3. Генетика подсолнечника.....................................................25

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ...................................................................................50

2.1. Изучаемый материал.........................................................50

2.2. Методы исследований.......................................................60

2.3. Условия проведения исследований.......................................64

ГЛАВА 3. СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА КОРОТКОСТЕБЕЛБНЫХ ЛИНИЙ ПОДСОЛНЕЧНИКА......................................................................71

3.1. Фенологические и морфологические признаки........................71

3.2. Урожайность семян и ее компоненты.....................................80

3.3. Качество семян и масла......................................................84

3.4. Устойчивость к паразитам и вредителям.................................90

ГЛАВА 4. СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА ЛИНИЙ ПОДСОЛНЕЧНИКА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ........93

4.1. Фенологические и морфологические признаки........................93

4.2. Урожайность семян и ее компоненты.....................................99

4.3. Качество семян и масла....................................................104

4.4. Устойчивость к паразитам и вредителям...............................119

ГЛАВА 5. СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ......122

5.1. Фенологические и морфологические признаки......................122

5.2. Урожайность семян и ее компоненты...................................128

5.3. Качество семян и масла....................................................134

5.4. Устойчивость к паразитам и вредителям...............................146

ВЫВОДЫ..................................................................................150

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ..............................................152

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.................................153

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................179

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Подсолнечник (.НеНаШкт аппиш Ь.) является ведущей масличной культурой России. Дальнейший рост урожайности мас-лосемян и повышение их качества возможны на основе внедрения в сельскохозяйственное производство сортов и гетерозисных гибридов с рациональной архитектоникой растений и оптимальным жирнокислотным составом.

За сто лет саратовской селекции подсолнечника не было создано доноров генов короткостебельности и высокого содержания олеиновой кислоты в масле, приспособленных к условиям региона, использование которых позволило бы создавать сорта и гетерозисные гибриды с контролируемой высотой растений и высоким качеством маслосемян.

Исследования выполнены по государственным темам ГПУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН:

04.07.02. «Создать высокоурожайные сорта и гибриды масличных и эфиромасличных культур устойчивых к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам среды» (2001-2005 гг.);

04.07.01. «Разработать и усовершенствовать новые биотехнологические и биохимические методы создания и идентификации генотипов масличных культур с комплексом хозяйственно-ценных признаков» (2006-2010 гг.).

Цель и задачи исследования. Целью исследований являлось создание исходного материала для селекции подсолнечника на короткостебельность и высокое содержание олеиновой кислоты в масле.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

1) создание и селекционное изучение короткостебельных линий подсолнечника;

2) создание и селекционное изучение линий подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле;

3) создание и селекционное изучение гибридов подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле.

Методы исследования. В исследованиях использовали полевой, вегетационный и лабораторный методы анализа. Селекционную оценку сортооб-разцов подсолнечника провели по методике ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН, устойчивость растений подсолнечника к заразихе - по модифицированному методу В.Ф. Кукина (1960), к ложной мучнистой росе - по методу Е.М. Долговой, З.К. Аладьиной и В.Н. Михайловой (1990). Массу 1000 семян (г) определяли по ГОСТ 12042-80, натурную массу семян (г/л) - по ГОСТ 10840-64, лузжистость семян - по ГОСТ 10855-64, панцирность семян - по ГОСТ 12043-88, содержание олеиновой кислоты в масле - по ГОСТ 2823889. Статистическую обработку материала провели по методикам Б.А. Доспе-хова (1985) и А.И. Седловского, С.П. Мартынова, Л.К. Мамонова (1982).

Научная новизна. Научная новизна исследований заключается в том, что впервые в регионе создан исходный материал для селекции подсолнечника на короткостебельность и высокое содержание олеиновой кислоты в масле.

Практическая ценность работы. Созданы новые линии подсолнечника со сниженной на 35-50% высотой растений и содержанием олеиновой кислоты в масле на уровне 73-86%.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1) исходный материал для селекции подсолнечника на короткостебельность; 2 исходный материал для селекции подсолнечника на высокое содержание олеиновой кислоты в масле;

3) селекционная ценность гибридов подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты в масле.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследований внедрены в селекционный процесс в ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН, в ООО фирма «Иловля», а также в учебный процесс ФГБОУ ВПО

«Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова» при подготовке студентов по специальности 110204.65 - Селекция и генетика сельскохозяйственных культур.

Доля участия соискателя в диссертационной работе. Соискатель принимала участие в планировании и проведении экспериментов, анализе результатов исследований. Доля личного участия соискателя в диссертационных исследованиях составляет не менее 80%.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены или представлены на четырнадцати научных форумах: научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2000 год (Саратов, 2001 г.); научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2001 год (Саратов, 2002 г.); научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященная 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2002 г.); научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2002 год (Саратов, 2003 г.); 2-я конференция МОГиС «Актуальные проблемы генетики», посвященная 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Москва, 2003 г.); 2-я Международная конференция молодых ученых. Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений (Харьков, 2003 г.); Межрегиональная научная конференция молодых ученых и специалистов системы АПК Приволжского федерального округа «Вавиловские чтения - 2003» (Саратов, 2003 г.); Научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2003 год (Саратов, 2004 г.); Международная научно-практическая конференция «Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата» (Саратов, 2004 г.); научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по

итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2004 год (Саратов, 2005 г.); Международная научно-практическая конференция «Ва-виловские чтения - 2008», посвященная 95-летию Саратовского госагроуни-верситета (Саратов, 2008 г.); Международная научно-практическая конференция «Вавиловские чтения - 2009» (Саратов, 2009 г.); научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы за 2009 год (Саратов, 2010 г.); IV Всероссийская научно-практическая конференция «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2010 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 научных работ, в том числе 2 научных статьи в рекомендуемых ВАК РФ издании.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Работа изложена на 178 страницах компьютерного текста (без приложений), иллюстрирована 27 рисунками, 57 таблицами и 23 приложениями. Список литературы включает 238 научных работ, из которых 79 на иностранных языках.

Работа выполнена в ГНУ НИИСХ Юго-Востока РАСХН и ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова» в 2001-2010 гг.

ГЛАВА 1. БИОЛОГИЯ, СЕЛЕКЦИЯ И ГЕНЕТИКА ПОДСОЛНЕЧНИКА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Биология и хозяйственное значение подсолнечника

Культурный подсолнечник (.Helianthus annuus L.) относится к классу Dicotylédones (Двудольные), семейству Asteraceae (Астровые), трибе Helian-theae, подтрибе Helianthinae, роду Helianthus. Разные авторы включают в полиморфный род Helianthus от 10 до 254 однолетних и многолетних видов. Род Helianthus включает в себя диплоидные (2п=34), тетраплоидные (2п=68) и гексаплоидные виды (2п=102) (Гаврилова В.А., Анисимова И.Н., 2003).

По А.В. Анащенко (1974, 1979) род Helianthus включает в себя один однолетний вид - H. annuus L. и девять многолетних видов. Вид H. annuus L. делится на три подвида: annuus, lenticularis, petiolaris. Подвид annuus включает в себя четыре разновидности: annuus, australis, armeniacus, pustovojtii. Разновидность annuus включает в себя две формы: annuus и ornamentalis. Разновидность pustovojtii включает в себя три формы: pustovojtii, primigenius, ruralis.

Разновидность annuus относится к древним культурным формам, ставшим основой для становления культурного подсолнечника, куда входят и декоративные формы. Масличные сорта относятся к разновидности pustovojtii. Представителей разновидности armeniacus используют в селекции крупноплодных сортов кондитерского направления, а представителей разновидности australis можно использовать в селекции сортов кормового направления (Гаврилова В.А., Анисимова И.Н., 2003).

Разные формы подсолнечника делят на три группы:

1) грызовые - имеющие толстый высокий (до 3-4 м) стебель и большую корзинку с крупными слабо выполненными семянками от 15 мм и больше серого с полосами, или белого цвета. Грызовой подсолнечник - груболузжи-

стый, ядро семянки к стенкам околоплодника прилегает не плотно. Семянки обычно не имеют панцирного слоя в околоплоднике.

2) масличные - более мелкие по величине, с тонким стеблем, высотой 1,5-2 м, небольшой корзинкой с хорошо выполненными семянками до 14 мм длиной. Окраска семянок масличной группы преимущественно тёмно-серая со слабой полосатостью, черно-угольная, или серая с полосами. Семянки некрупные (масса 1000 штук - 35-75 г), с малой лузжистостью (25-35%) и высокой масличностью (38-56%). Все селекционные сорта масличного подсолнечника в околоплоднике имеют панцирный слой, предохраняющий семянки от повреждения подсолнечной огневкой.

3) межеумки - занимающие промежуточное положение между грызовым и масличным подсолнечником по характеристике стеблей, корзинок и семянок (Плачек Е.М., 1923; Пустовойт B.C., 1990).

Подсолнечник посевной - однолетнее растение со стержневым корнем, проникающим на глубину 2,5-4 м. Диаметр распространения корней достигает 1,2 м. Главный корень образуется из зародышевого корешка семени (Же-руков Б.Х., 2006).

Стебель высотой 0,5-4,0 м, мощный, прямостоячий с выполненной сердцевиной (Черномаз П.А., 1971).

Листья на длинных черешках, крупные, овально-сердцевидной формы с заостренными концами. Края у листьев зубчатые или пильчатые. Верхняя и нижняя поверхность листьев и стебель покрыты жесткими волосками. Число листьев на растении варьирует от 14 до 50 и более. Расположение 2-3 пар нижних листьев супротивное, а средних и верхних очередное (Черномаз П.А., 1971).

Соцветие - многоцветковая корзинка, состоящая из крупного цветоложа, окруженного по внешнему краю оберткой из нескольких рядов листочков, покрытых жесткими волосками. Листья обертки различаются по форме, линии края, окраске и расположению. Диаметр корзинки культурного под-

солнечника зависит от условий произрастания и варьирует от 10 до 26 см и более. Корзинка может иметь форму плоского, выпуклого или вогнутого диска (Перестова Т.А., Цухло Л.Г., 1992). По краям корзинки расположены крупные язычковые цветки желто-оранжевой окраски, а внутри трубчатые цветки. Язычковые цветки бесплодны, иногда с недоразвитым пестиком. Трубчатые цветки обоеполые, число их в одной корзинке составляет от 600 до 1200 и больше (Черномаз П.А., 1971). Венчик спайнолепестный, пятерного типа, трубчатый, с маленькими дольками или зубцами. Тычинок пять, прикрепленных к трубочке венчика. Нити тычинок свободные, а пыльники срослись в пыльниковую трубочку, окружающую столбик завязи. Пыльники открываются в полость трубки продольными щелями и выгружают пыльцу на рыльце, покрытое волосками. Нектарник кольцеобразный, окружает основание столбика. Растущий столбик, вынося рыльце, раскрывается лопастями на столбике, возвышающемся над зубцами венчика. Для сложноцветных характерна протерандрия (Жуковский П.М., 1982). Опыляются цветки подсолнечника в основном пыльцой соседних растений или пыльцой соседних цветков того же растения с помощью насекомых, реже с помощью ветра (Перестова Т.А., Цухло Л.Г., 1992).

Плод подсолнечника - семянка, принадлежит к нижним паракарпным плодам, односемянный, имеет кожистый или полудеревянистый перикарпий, который не срастается с семенной оболочкой и не вскрывается при созревании (Левина Р.Е., 1987).

У сортов и гибридов подсолнечника есть ценное свойство - наличие в околоплоднике между склеренхимной тканью и гиподермальным слоем клеток черно-угольного по окраске панцирного слоя, состоящего из нерастворимого в воде, кислотах и щелочах фитомелана. Этот слой повышает твердость околоплодника, защищает от проникновения гусениц подсолнечной огневки внутрь семянки и препятствует попаданию в нее мицелия плесневелых грибов (Долгодворова Л.И., 1990). Анатомический анализ перикарпия показал,

что панцирность характеризуется не только толщиной фитомеланового слоя, но и характером его протяженности. На основании чего выделяют семянки панцирные, слабопанцирные и непанцирные (Перестова Т.А., 1988).

Семя (ядро) семянки состоит из тонкой семенной оболочки и зародыша. Зародыш имеет корешок, почечку и две семядоли. При прорастании семени семядоли выносятся на поверхность почвы. Основные запасы питательных веществ сосредоточены в семядолях, в меньшей степени их содержат остальные части зародыша. Мезофилл семядолей дифференцирован на губчатую и палисадную ткани (Черномаз П.А., 1971; Перестова Т.А., Цухло Л.Г., 1992).

Родиной диких форм подсолнечника является Северная и Южная Америка. Подсолнечник окультуривали независимо друг от друга дважды. Первая доместикация произошла около 4600 лет тому назад в Мексике, а вторая - около 3200 лет назад в восточной части долины Миссисипи (Где же всё-таки впервые был одомашнен подсолнечник?, 2009).

При археологических раскопках в штате Северная Дакота были найдены семена, по размерам не отличавшиеся от современных. Семена таких размеров встречаются и в настоящее время в Армении (Синская E.H., 1969; Ка-лайджян A.A., Головин В.П., Петренко И.М. и др., 2003). Имеются археологические доказательства того, что подсолнечник выращивали на территории нынешних штатов Аризона и Нью-Мексико примерно в 3000 году до н.э. Некоторые археологи утверждают, что подсолнечник был одомашнен даже раньше пшеницы (Сельское хозяйство, 1998; Биология..., 1999).

В Европу подсолнечник попал из Америки после открытия её Колумбом. Первое упоминание о подсолнечнике в Мадридском ботаническом саду относится к 1510 году (Жуковский П.М., 1950).

В Россию семена подсолнечника попали в конце 17-го - начале 18-го века (Сельское хозяйство, 1998; Биология..., 1999).

В XIX веке производство подсолнечного масла из Воронежской губернии перешло в Саратовскую губернию. Маслобойное производство приносило хорошую прибыль, поэтому получало широкое распространение. Посевы под подсолнечником быстро росли. Одновременно происходило и окультуривание растений подсолнечника. Проводились работы по укорачиванию вегетационного периода, отбирались высокопродуктивные одно