Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исходный материал для селекции зернофуражных сортов вики посевной с улучшенным химическим составом семян в условиях Молдовы

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Исходный материал для селекции зернофуражных сортов вики посевной с улучшенным химическим составом семян в условиях Молдовы"

^ 4 С

3 —1 А О.

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК им. В. И. ЛЕНИНА

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ НЛУЧНО-ИССЛЕДОВЛТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА им. Н. И. ВАВИЛОВА

На правах рукописи

ГУТМАН

Фейга Нехемивна

УДК 633.35:631.527

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ЗЕРНОФУРАЖНЫХ СОРТОВ ВИКИ ПОСЕВНОЙ С УЛУЧШЕННЫМ ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ СЕМЯН В УСЛОВИЯХ МОЛДОВЫ

Специальность: 06.01.05 — Селекция и семеноводство 03.00.04 — Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1991

Диссертационная работа выполнена в 1987—1990 гг. в НИИ полевых культур Республики Молдова.

Научные руководители: кандидат биологических наук Бенкен И. И., кандидат сельскохозяйственных наук Репьев С. И.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. А. Дебелый; кандидат биологических наук Н. П. Ярош.

Ведущее учреждение — НПО по зернобобовым и крупяным культурам «Орел».

Защита диссертации состоится « б » 1992 г.

в -час. на заседании Специализированного совета К 020.18.01 при Всесоюзном ордена Ленина и ордена Дружбы народов научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу:

190000, г. Санкт-Петербург, ул. Герцена, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного НИИ растениеводства имени Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан

1991 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор с.-х. наук

Е. В. Мажоров

.¿¡¡г Ait1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 'уальность темы. Вика посевная является одной из цеи-

:с¥йй^1йцЬркобвлковых кормовых культур. К её достоинствам относятся хорошая урожайность и высокая питательная ценность зеленой массы, сена, семян и соломы, возможность разностороннего -использования, положительное последействие в севооборотах. Селекция »той культуры была направлена, в основном, на. повышение урожая зелёной массы. Однако, высокий потенциал семенной продуктивности (до 4 т/га и выше) дает основание для осуществления селекционных программ по созданию сортов зерно1}у-ражного типа (Кукреш Л.В., 1982, 1984; Измайлов В.И. и др., 1984; Дебелый Г.А., 1985; Прокофьева И.В.. 1985, 1987, 1990 в ДР.).

Известно, что в семенах вики накапливаются такие антиметаболические вещества, как ингибиторы трипсина, химотрипсина, цианогенннй гликозид вицианин, избыточное количество которых сдерживает использование семян на корм (Бенкен И.И., Репьев С.И., Макаров Б.И., 1985 и др.). Поэтому, одной из главных задач в создании сортов зернофуражного типа является поиск источников с улучшенным химическим составом семян и высокой семенной продуктивностью, а также разработка методов использования атих источников в селекционном процессе.

Задачи исследований. В соответствии с отраслевой научно-технической программой и тематическим планом института (тема 03.0I.H5) перед нвми стояли следующие задачи:

- изучить образцы вики посевной коллекции ВИР и селекционные линии, включенные в конкурсное сортоиспытание Молдавского НИИ полевых культур, выявить источники с высоким содержанием белка в семенах, пониженным - антипитательных веществ, с высокой семенной продуктивностью;

- иэучить различные аспекты изменчивости биохимических показателей, определяющих качество семян вики, и выявить образцы с различными типами изменчивости признаков с целью подбора родительских пар для трансгрессивной селекции;

- изучить возможности повыйвния качества семян агротехническими приемами;

- разработать модификацию микрометода определения циаво-генных гликозидов для »кспресс-анализа семяп вики на ранних »тепах селекции;

- изучить возможности методов отбора, внутривидовой гибридизации и индуцированного мутагенеза в селекции на качество, создать новый селекционный материал и выделить перспективные линии с повышенной семенной продуктивностью и улучшенным химическим составом.

Научная новизна и практическая ценность исследований. Впервые в условиях Молдовы дана оценка образцов вики посевной коллекции ВИР по основным биохимическим компонентам, определяющим качество семян, и выявлены источники ценных признаков для создания сортов зернофуражного типа;

- выявлены образцы с разными типами фенотипической изменчивости биохимических и хозяйственно ценных признаков в различных условиях вырвщиввния, получен исходный материал для трансгрессивной селекции на качество; уточнены методика подбора родительских пар для скрещиваний с целью повышения выхода трансгрессивных форм и методика отбора перспективных гибридных линий;

- на основе корреляционного анализа элементов семенной • продуктивности и биохимических показателей качества семян

определена возможность совмещения в одной селекционной форме высокой семенной продуктивности и улучшенного химического состава;

- модифицирован метод определения содержания цианоген-ных гликозидов с помощью ион-селективкого электрода для вкспресс-оцеики гибридного материала вики на ранних втапах селекции;

- выявлены методические особенности отбора, гибридизации, мутагенеза для создания форм с улучшенным химическим составом семян вики; получен новый исходный материал с повышенной семенной продуктивностью, улучшенным химическим составом; ряд лучших линий передан в коллекцию ВИР, а также селекционерам Московской селекционной станции ВНИИ кормов,Винницкого ШО "Элита" для изучения и использования в селекции.

Апробация работу. Основные результаты исследований доложены на Всесоюзных совещаниях по вике (г.Михнево, 1988; ' »Дотнува, 1990 г.), на конференциях молодых ученых в ВИРе (1988, 1989 гг.), на методических советах по проблеме Я 4 (кормопроивводотво) в Молдавском НИИ полевых культур (1987-

-1990 гг.), па научно-производственных совещаниях отделов зернобобовых культур и биохимии в ВИРе (1988-1990 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 195 страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы в тексте и 13 таблиц в приложениях. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов и практических рекомендаций. Список литературы содержит 192 наименования, в том числе 40 иностранных.

Материал и методика исследований. Экспериментальная работа проводилась в 1987-1990 гг. в отделе кормовых культур Молдавского КИИ полевых культур (г.Бельцы).

Исходным материалом для исследований олужили 76 образцов вики посевной из коллекции ВИР различного »колого-геог-рафического происхождения и 9 селекционных линяй конкурсного сортоиспытания Молдавского НИИ полевых культур. Изучение коллекции проводили по методике ВИР (1983). Стандартом служил районированный в республике сорт Молдавская 82. Новый селекционный материал создавали методами внутрисортового от-Зора, внутривидовой гибридизации и мутагенеза. Внутрисорто-зуп изменчивость биохимических показателей качества и эле-1ентов семенной продуктивности изучали на 50 растениях квж-юго из сортов Молдавская 62, Флора и Лиана.

Изучили гибридное потомство J^-^ комбинаций, создан 1ых с участием сортов Молдавская 82, Лиана, Куршяй, Флора, 1олдавская 85, Бархатная, Богородицкая 800 и образцов -35415 (Сирия) и к-33976 (Болгария).

Для создания нового исходного материала методом мутаге-еза облучали Семене сортов Молдавская 82, Флора и Лиана амма-лучэми на установке "Стебель-ЗА" дозами 10, 15, 20, 5, 30, 40 кр. Биохимические показатели у мутэнтов опредвля-я, начиная со второго поколения.

Биохимические анализы проводили в отделе кормовых куль-Молдавского НИИ полевых культур и в отделе биохимии ВИР. эдержание общего азота определяли по Кьельдалг, цианогенных 1ИК03ИД0В - меркурометрическим ыетодом (Ермаков АЛ., 1987). ¡мена отдельных растений анализировали экспресс-методом с ¡пользованием ион-селективного цианидного »лектрода (Проко-^ва И.В., Бвнкен И.И., Гутмап Ф.Н., 1990). Трипсин- и хи-'трипсинингибирующую активность (ТИА и ША) определяли мо-

дифицированним казеинолитическим методом (Ярош Н.П., Бенкен И.И., 1984).

Статистически» обработку данных проводили на ЭВМ-НАИРИ--К и Роботроне-1715М (Лакин Г.Ф., 1973; Литун П.П., 1973; Доспехов Б.А., 1985). Степень и частоту трансгрессии рассчитывали по Г.В.Гуляеву, В.В.Мальченко (1975).

РЕЗУЛЬТАТУ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗРАБОТКА(МЕТОДИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ В СВЯЗИ С СЕЛЕКЦИЕЙ ВИКИ ПОСЕВНОЙ НА КАЧЕСТВО СЕМЯН

Модификация метода определения цианогенных гликозиров. Для массовой оценки селекционного материала на содержание цианогенных гликозидов в семенах необходим ускоренный микрометод. Известные методы (меркурометрический, спектрофотоыет-рический, колориметрический) не пригодны .для втой цели из-за необходимости большой навески семян, трудоемкости. Потонвдо-метрические методы определения содержания синильной кислоты отличаются достаточной чувствительностью, но хорошо воспроизводимы лишь при анализе высокоцианистых культур. Нашей задачей было модифицировать потевцаометрический метод для определения вицианина в семенах вики. Методическая работа заключалась в подборе оптимальных условий аналива с целью получения линейной зависимости между показателями иономера и содержанием синильной кислоты, образующейся при гидролизе вицианина. Это гарантировало получение воспроизводимых результатов. В процессе аксперимента были найдены оптимальное соотношение навеоки и буферного раствора при вкстракции и гидролизе, оптимальное значение рН для проявления максимальной чувствительности цианидного »лектрода, подобраны условия для автолитического расщепления вицианина. Образовавшу-, вся синильную кислоту определяли путем измерения нсн-потен циала ион-селективным электродом и находили бе содержание по калибровочному графику. Все разнообразие образцов по содержанию вицианина при использовании нашей методики укладывается в область линейной зависимости. Результаты разработанного микрометода хорошо коррелируют с данными меркуроыет-рического метода ( г = о, 98 ± 0,07). Для определения доста- . точно 300мг семян, т.е. в 17 рвз меньше, чем при меркуромет-рическом методе. Производительность его значительно выше -

70 образцов в день, исключена необходимость работы с токсичными соединениями ртути, применяемыми в меркурометрии.

Использование окраски семян вики в качестве критерия отбора низкоцианистых гибридов. В селекции на качество важное значение имеет выявление возможной связи отдельных биохимических признаков с морфологическими, которые могут быть использованы в качестве маркерных при отборе из гибридных популяций. Для этого проведен внализ 258 гибридов 3?2 четырех гибридных комбинаций, полученных с участием высокоцианистого сорта Богородицкая 800, имешего розовые семена. Другие родительские сорта (Бархатная, образец из Сирии к-35415) имели темноокрашенные семена и низкий уровень цианистости по сравнении с сортом Богородицкая 800. При анализе гибридного потомство отмечали высокое содержание синильной кислоты лишь у гибридов с розовой окраской семян и, наоборот, у форм с темной окраской семян содержание нсн всегда было ниже. Ззаимо связь признаков характеризовалась коэффициентами корреляции г =0,91-0,97. Высокая степень сопряженности окраски семян и содержания вицианинзГу гибридов вики позволяет рекомендовать светлую (розовую) окраску семян в качестве критерия выбраковки внсокоцианистых форм, созданных с участием сорта Богородицкая 800.

ЛМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СЕМЯН ВИКИ ПОСЕВНОЙ КОЛЛЕКЦИИ ВИР И ЕГО ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ сРЕда

Содержание^белка. Амплитуда сортовых различий по содержанию белка у изученных образцов составила 29,5-33,9$ (по средним трехлетним данным). У основной части образцов средний уровень белковости не превышал 32%. Выявлены также образцы с низким (28-29^) и высоким (до 34^) содержанием белка в семенах. Сортовые различия, а твкже изменчивость, связанная с метеорологическими условиями разных лет (1967-1989 гг.) характеризовалась невысокими коэффициентами вариации, соответственно 3,7$ и 3,3%.

Разные образцы неодинаково реагировали на изменение условий вчоащивания. Выявлено 5 групп, кавдая из которых имела свой тип изменчивости признака (рис.1). Все выявленные типы изменчивости свидетельствуют о различиях в аллельном состоя-*

1_

ш ж т

Лв I Типы ижнчикстц секрЛашйбшй ! смет 1им Iрвзничт гци I\maim Шцойы'

г. /Цюйша, Юя/снеуранскя 153, Яно$екы 23 и ¡р. г. и/у ¡Впери»), и-ззэт(Чтарм)*^

3. 1цг¡¡ЧСФР), и-хэе2/рс<?се1

4. Ша/ЧСфР). *• 21235 (ГС9Се].к-33053[к.щи1

5. Цтхш 1, Яшм и ¡р.

нии генов, контролирующих признак белковости у образцов иэ разных групп и о примерно одинаковом - у образцов внутри каждой группы (Мережко А.Ф., 1984; Репьев С.И., 1989). Образцы с разными типами изменчивости могут служить родительскими формами для получения трансгрессивных высокобелковых

Значительный интерес представляют образцы с высоким и относительно стабильным значением содержание белка в различных условиях выращивания. Среди изученного набора образцов выявлено 6 высокобелковых, представленных, в основном, сортами зарубежной селекции; содержание белка у них составило 32,8-33,9$, что превышает стандарт на 4,1-7,6$ (табл.1). Незначительная изменчивость признака по годам (V =0,4-5,3$) „позволяет рекомендовать их в качестве источников высокой

белковости.

Таблица I

Образцы вики посевной с высоким содержанием белка в семенах (среднее за 1987-1989 гг.)

Н по ката Название Пронсхож Содержание белка. % Коаффи циент

логу Б11Р денив сроднее + к стан дэрту вариации, у

36375 Молдавская 82 (стандарт) Молдова 31,5 3,6

35262 Monica Франция 32,8 4,1 1.8

35581 Нега ЧСФР 33,0 4,8 1.9

35087 Опух Германия 33,2 5,4 3,2

35274 lora ЧСФР 33,4 6,0 0,4

35291 - Венгрия 33,6 6,7 5,3

33122 Du Puy Венгрия 33,9 7,6 3,9

НСР0,05 2,1

Для селекции и производства необходима также информация об изменчивости белковости под воздействием различных агротехнических приемов возделывания. При внесении минераль пых удобрений HjgQ Pj^g Kj^q у всех сортов - Молдавская 82, Ълора, Лиана содержание белка повысилось от 31,4-33,0$ до 33,7-37,1^. При изучении влияния различных сроков посева установлено, что поздние сроки (вторая половина апреля-начало <ая) способствовали повышению содержания белка в семенах зортов Молдавская 82 и Лиана на 1,8-2,1%. Для сорта Флора оптимальным был обычный срок посева (конец марта-первая декада апреля).

Существенным резервом повышения питательной ценности сормов являются смешанные посевы вики со злаковыми культура-1И. В наших исследованиях сбор белка с единицы площади в ¡мешанных посевах увеличивался на 1,8-4,9 ц/га за счет повы-аения урожая. Наибольший выход белка обеспечили викоовсяная ;120 кг/га овса + 50 кг/га вики) и вико-ячменная смеси (210 сг/га ячменя + 50 кг/га вики).

Содержание вицианинз. Амплитуда сортовых различий по удержанию вицианинз в семенах вики составила по средним ■рехлетним данным 0,8-6,7 мг hcn на 100 г. Этот признак сказался более вариабельный, чем белковость. Сортовые разли-

чия характеризовались коэффициентом вариации 35,7?, изменчивость, связанная с влиянием условий года, также была значительной (у=21,9%). Выявлено II низкоцивнистых образцов, в семенах которых накапливалось не более 2,6 мг нем на 100 г. Эти образцы представляют интерес как исходный материал для селекции на пониженное содержание синильной кислоты.

При изучении образцов в различные годы выявлено 5 типов изменчивости признака. Образцы с различными типами могут служить родительскими формами для создания низклцианис-тых трансгрессивных линий.

Изучение влияния различных условий выращивания на' накопление вицианина в семенах показало, что минеральные удобрения в дозе к^о ?14о ^140 незначительно увеличили содержание вицианина (на 1,0-1,4 мг нсы ) по сравнению с контролем. Разные сроки посева не оказали общего закономерного влияния на изменение содержания вицианина в семенах вики.

В процессе созревания происходит накопление синильной кислоты в семенах вики, хотя относительное содержание ее при атом снижается в связи с интенсивным синтезом основных запасных веществ. Различия между высоко- и низкоцианистыми сортами проявились в темпах накопления вицианина, начиная с самой ранней стадии формирования семян. Наиболее интенсив но вицианин синтезировался у сорте Лиана, 'отличавшегося более высоким его содержанием в зрелых семенах.

Активность ингибиторов протеиназ в семенах вики. Амплитуда сортовых различий трипсинингибирующей активности (ТИА) составила 0,9-2,1 мг/г при среднем уровне 1,4 мг/г муки, химотрипсинингибирующей активности (ХИА) - 2,3-4,9 при среднем значении 3,3 мг/г. Сортовые различия по ХИА в 1987, 1988 и 1989 гг. характеризовались коэффициентами вариации 20,5; 21,5 и 10,1%. Отмечена более высокая вариабельность ТИА (V =27,8; 31,8 и 31,1$).

Нами выявлены образцы о различными типами изменчивости трипсин- и химотрипсинингибирующей активности, которые могут быть использованы в трансгрессивной селекции на пониженное содержание »тих веществ. Выделены образцы с пониженной ХИА (не более 2,3-2,8 ыг/г). К ним относятся сорта Молдавская 85, Зазерская, Южноуральская 153, линия ВИР (Л-433-4), образцы из Болгарии (к-33978), Грувии (к-35505'

Эти образцы могут служить генетическими источниками пониженной згимотрипсинкнгибирующей активности.

Семенная продуктивность. У изученных образцов семенная продуктивность в среднем за 3 года была в пределах 17,0 -129,6. г/м2. У ряда сортов: Надежда, Омичкв (FCíCP), Reina, V3-96 (Испания), Carrmsi (Венгрия), Biuna (Франция) и образца к-29731 из Болгарии семенная продуктивность была выше, чем у стандарта на 4,3-33,0$, а сбор белка с I м2 на 6,8-29,СЙ. Эти образцы представляют интерес для селекции на повышенную семенную продуктивность.

Образцы, сочетающие ряд ценных признаков. Нами установлена слзбая связь белковости семян с продуктивностью (г = 0,17-0,18), а также с содержанием знткпитателышх веществ: вяцианина ( г =0,02-0,15), ингибиторов трипсина (г =-0,20) и химотрипсииа ( г=о,23). Эти данные свидетельствуют о возможности создания в процессе селекции высокопродуктивных генотипов с улучшенными биохимическими показателями семян. По -атому, выделенные из коллекции образцы можно рекомендовать в качестве генетически источников для улучшения качества семян вики в селекции сортов зернофуражного типа (табл.2).

Та блица 2

Характеристика образцов вики посевной, сочетающих ряд ценных признаков (среднее за 1987-1989гг.)

N по 'Семен- Содержание_

ката -Название Проис- нал б пек мг тод тал логу сорта хокде- про.дукйе^-./а1и^ ™Уг мгУг ВИР ' низ тивндаь " "агхш мг/г мг/г _г/м£___

36375 Молдавская 82 Молдова 97,4 31,5 3,2 3,8 2,1

(стандарт)

35761 Reina . Испания 129,6 30,6 4,3 - -

34761 camasi Венгрия 124,1 .30,4 2,7 - -

35318 Bruna Франция 104,6 32,0 1,5 - -

35262 Monica Франция 65,6 32,8 2,2 3,4 1.8

33122 Du Puy Венгрия 73,5 33,9 2,4 3,5 1.9

35291 - Венгрия 67,3 33,6 2,6 4,0 1.6

36256 Л-433-4 PCÍCP 34,5 33,2 1,5 2,3 1.0

НСР0,05 33,9 2,1 0,8 0,8 0.4

СОЗДАНИЕ НОВОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА В И] СИ ПОСЕВНОЙ С УЛУЧШЕННЫМ ХИМИЧЕСКИМ СОСТАВОМ СЕМЯН РАЗЛИЧНЫМИ СЕЛЕКЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ

Внутрисортовой отбор. Для выявления аффективности внут-рисортового отбора изучали популяционный состав у сортов Молдавская 82, Лиана, Флора по биохимическим признакам и »ле-ыентам семенной продуктивности. В результате исследований вы явлено популяциовдое разнообразие »тих сортов. Тек, содержа-. ние белка у них было соответственно в пределах 26,1-34,1?, 26,1-33,3$, 26,9-33,6$. Двухкратным внутрисортовыы отбором выделены линии, у которых высокое содержание белка (32,835,2$) сохранялось в последующие годы (табл.3).

Таблица 3

Высокобелковые линии, полученные двухкратным ртбороы из сорта Молдавская 82

Селекционный

Содержание белка в семенах

1988 г.

1,989 г.

1990 г.

Среднее

номер $ + к стан да рту ^ % стан да % рту.% + к станд£ рту ^ . $ + к станда рту .$

Стандарт 31,9 30,9 30,6 30,8

1978 33,4 4.7 32,8 6,1 34,1 11,4 33,4 8,4

1980 33,0 3,4 34,5 11,6 31,8 з;9 33,2 7.8

1982 33,4 4,7 34,4 11,3 31,7 й 3,6 33,0 7.1

1986 33,8 6,0 34,5 11,6 33,0 7,8 33,8 9,7

1989 33,8 6,0 34,0 10,0 34,1 П.4 34,0 10,4

1991 32,1 0,6 35,2 13,9 32,6 6,5 33,9 10,1

1992 32,1 0,6 35,6 15,2 31,9 4,2 33,8 9,7

2012 34,2 7,2 35,4 •'14,6 35,0 14,4 35,2 14,3

2013 34,2 7,2 33,1 7Д 32,6 6,5 32,8 6,5

НСР0,05 3,6 3,3 2,7 • 1,7

х) - 1988 г. - показатели «литных растений

Получены также низкоцианистые формы (Я 1975, 1978, 1991 и др.) с содержанием синильной кислоты 1,7-2,5 мг на 100 г, что ниже, чем у стандарта на 10,7-39,3$.Некоторые высокобелковые линии (К 1978, 1980, 1982 и др.) отличались низким уровнем цивнистости, а линии Н 1975, 1978, 1991, кроме того,

превышали стандарт по семенной продуктивности на 14,8-67,0$.

Особенности создания .форы вики с высоким качеством семян методом гибридизации. Для выявления возможности использования внутривидовой гибридизации в селекции на качество оемян вики нами было изучено гибридное потомство ^

комбинаций по содержанию белка, вицианина, а также по семенной продуктивности. У родительских сортов Молдавская 82, Лиана, Флора, Молдавская 85 и Куршяй (скрещивания 1986 г.) в среднем sa три года содержание белка было в пределах 29,431,1%, у гибридных линий второго поколения 23,0-35,3$, третьего - 22,8-35,0??. У родителей Богородицкая 800, Бархатна^, Молдавская 82, к-33976 из Болгарии, к-35415 из Сирии (скрещивания 1987 г.) среднее содержание белка находилось в пределах 29,8-32,2$, у гибридов второго поколения - 22,8-36,9$. Наиболее результативными по числу высокобелковых особей в Р2 оказались гибридные комбинации Молдавская 82 х Куршяй и обратная, Богородицкая 800 х Бархатная. В этих комбинациях выделено 40,3; 42,5 и 33,3$ высокобелковых трансгрессивных форм. Степень трансгрессии у отдельных линий в скрещиваниях 1986 и 1987 гг. была в пределах 4,0-16,8 и 4,5-23,1$.

Иввестно, что имеется связь типов изменчивости признаков у родительских компонентов с выходом трансгрессивных форм (Репьев С.И., 1989). В серии скрещиваний 1986 года родительские сорта имели 3 типа изменчивости признака: I -Куршяй и Флора, 2 - Лиана и Молдавсквя 85, 3 - Молдавская 82. Нвми получены ценные высокобелковые трансгрессивные линии (Р3 и Р4) из гибридных комбинаций, в которых родители имели разные типы изменчивости признака (Моддавская 82 х х Лиана, Молдавская 82 х Куршяй). В серии скрещиваний 1987 года наиболее контрастные типы изменчивости признака имели сорта Богородицкая 800 и Бархатная,, Богородицкая 800 и образец к-35415 из Сирии, в гибридных комбинациях которых отмечена также высокая частота трансгрессии.

Изучение гибридного потомства по содержанию вицианина показало, что наиболее ценными по числу низкоцианистых трансгрессивных линий явились комбинации к-35415 х Богородицкая 800, Богородицкая 800 х Бархатная и обратная. Особую ценность представляют формы, сохранившие низков содержание вицианина в поело ад r«!iHX поколениях. В »том плане преимущество

имели гибридные комбинации Богородицкая 600 х Бархатная и обратная, из них ввделены гибриды, сохранившие и в третьем поколении степень трансгрессии от 20,8 до 100$ (табл. 4).

Таблица 4

Содержание синильной кислоты в семенах трансгрессивных линий вики посевной, I9B9-I99U гг.

Селвк цион-ный номер

ней мг но 100 г

Происхождение

лучший родитель

линия

сте- луч-■пень ший транс роди-грес- тель

линия

степень транс грес-сии,"'

2023 Бархатная х Богородицкая 800 2,7 2, ,4 , и, ,1 2,4 1.3 45,8

2026 2,7 I, ,9 29, ,6 2,4 1,9 20,8

2030 и 2,7 2, ,4 И, Д 2,4 1.9 20,8

2032 2,7 2, ,4 II, Д 2,4 1.5 37,5

2034 2,7 I, >7 37, ,0 2,4 следы 100,0

2044 БогородицкаяфОО х х Бархатная 2,7 I, .9 29, ,6 2,4 следы 100,0

2053 .2,7 2, ,4 и. д 2,4 1,7 29,2

2062 • _ п 2,7 2, .6 3, ,7 2,4 1.9 20,8

Родительские сорта Богородицкая 800 и Бархатная, Молдавская 82 и к-33976 имели разные типы изменчивости признака.в контрастных условиях разных лет, что определило появле нив в гибридном потомстве трансгрессивных форм (рис.2).

Нами получен ряд линий с комплексом ценных признаков. "Некоторые из них (К 1838, 2092) имели высокое содержание белка (32,2-33,250, пониженный уровень цианистости (2,0-3,4 иг hcn на 100 г), семенная продуктивность превышала стандарт на 64,I--I54,7/Ü, другие (Л 2030, 2062) - отличались повышенной белковостью и невысоким содержанием синильной кислоты. Линия Jf 2034.превышала стандарт по семенной продуктив ности на 37,и отличалась невысоким уровнем цианистости (0,8 мг hcn на 100 г).

Результаты применения гамма-облучения для улучшения химического состава семян вики. Результаты исследований выявили неоднозначную реакцию сортов на действие мутагенных факторов. Наиболее аффективным действие гамма-лучой оказа-

2

и-зягв(ирм) —.. — миуа1идя8г —»-х (ухдвпи

у* <>

\ч

т 1389

Ял. 2 трактир ишетиВати содержания атипышй кислоты у родительских ¡рорм I различные годы исследований.

лось для сорта Молдавская 82, у которого при всех дозах облучения количество высокобелковых растений (34,0$ и больше) было выше, чем в контрольном варианте. В потомстве Мд из «того сорта выделено 12 высокобелковых (33,8-34,8/5) линий Я 2357, 2358, 2383, 2384, 2401, 2403 и др.

Результаты оценки линий М2 по содержанию синильной кислоты показали, что при дозах, превышающих 15 кр, наблюдается тенденция к снижению уровня цианист.ости у всех сортов. Наибольшее количество низкоцианистых форм ^¿7-2,4 ыг ней ) выделено ия сорта Молдавская 82.

В результате изучения мутантов выделены линии, сочетающие повышенную белковость с низким содержанием синильной кислоты. Среди них линия Я 2383 превосходила стандарт в по се- . менной продуктивности на 70,2$ (табл.5).

Таблица 5

Характеристика лучших мутантных линий вики посевной из сорта Молдавская 82 (1989-1990 гг.)

■Семенная про- Содержание Содержание Селе к Доза дуктивность_..белка_цли

цион- гамма-ный облуче номер ния,кр г/растение отклоне ние от стендер та. % % отклоне ние от стандар та. ^ мг на 100 г отклоне нио от стандар та. %

Стандарт 14,1 31,2 3.3 -

2357 15 7,3 -48,3 34,2 +9,6 3,1 -6,1

2358 14,0 -0,7 34,0 +9,0 3,4 +3,0

2383 20 24,0 +70,2 33,8 +8,3 1,5 -54,5

2384 8,8 -37,6 34,4 +10,2 2,4 -27,3

2390 25 8,3 -41,1 34,0 +9,0 3,0 -9,1

2401. 30 7,8 -44,7 34,8 '+11,5 1.2 -63,6

2403 9,6 -31,9 34,8 +11,5 1.7 -48,5

2410 12,0 -14,9 32,3 +3,5 0,7 -78,8

НСР0,05 3,4 1Д 0,4

Основные влемевты методики селекции вики .на улучшенный химический соотзв. В результате применения отбора, гибридизации, гамма-облцчения для улучшения химического состава семян вики, нами разработаны основные »лементы методики селекции на качество.

■ В качестве стартового метода для улучшения существующих районированных сортов рекомендуется использовать внутри-сортовой отбор и выделять формы с улучшенным химическим составом, так как сорта чаще всего не отселектированы по биохимическим признакам.

В дополнение к известным методом подбора родительских пар для гибридизации рекомендуется изучение исходного материала в разных условиях, выявление образцов с различиями в генетическом контроле признаков и использование их в скрещиваниях. Установлено, что абсолютная величина признака у родителей не является определяющей для получения перспективного гибридного материала, более существенное значение имеют различия в генетическом контроле соответствующего признака у исходных форм. Для исключения из селекционного процесса малоценного материала целесообразно проводить отборы не ра-

нее, чем из Pg.

Гамма-облучение способствует расширению границ изменчивости биохимических признаков и определяет достаточно высо- • кую вффективность отбора ценных мутантов. При дозах облучения 25 и 30 кр получено достоверное увеличение среднего содержания белка в семенах. Для получения высокобелковых и нва-коцианистых линий рекомендуется использовать дозы гамма-облу-. чения от 15 до 40 кр.

выводу

1. Впервые в условиях Молдовы проведена комплексная оценка 85 образцов вики посевной из коллекции ВИР по семенной продуктивности и основным биохимическим показателям качества семян: содержанию белка и антиметаболических веществ - вицианина и ингибиторов трипсина и химотрипсина. Выделена источники ценных признаков для селекции зернофуражных сортов:

- высокобелковые; сорта Du Puy (Венгрия), опух (Германия), Monica (Франция), Lyra и Нега (ЧСФР), образец из Венгрии (к-35291);

- низкоцианистые: сорта Льговская 28, Льговская 71 , Орловская I, Dy Puy (Венгрия), Monica и Bruna (Франция), Venus (Швеция), образцы из Украины (к-1175), Венгрии (к-35291), Португалии (к-34712, 35676);

- с пониженной активностью ингибиторов химотрипсина: сорта Зазерская, Молдавская 85, линия ВИР £-¡433-4, образцы из Болгарии (к-33978) и Грузии (к-35505);

- с повышенной или на уровне стандарта семенной продуктивностью: сорта Gamaai (Венгрия), Reina и VS-96 из Испании, Bruna (Франция), Надежда.и Омичка ив РСФСР, образец из Болгария (к-29731);

- сорта, сочетающие несколько ценных признаков: высокую белКОВОСТЬ И НИЗКУЮ ЦИЭНИСТОСТЬ: Du Puy, Monica,

Bruna, линия ВИР Л-433-4, образец из Венгрии (к-35291); повышенную семенную продуктивность и повышенный сбор белка с единицы площади: Gamaai В Reina.

2. В условиях Молдовы не выявлено существенной связи белковости семян у сортов вики с продуктивностью ( г= 0,17-0,18), а также с содержанием антиметаболнческах вв-

шести: вицианина ( r=0,02-0,I5), ингибиторов трипсина ( г= -0,20) и хиыотрипсина (г =0,23), что свидетельствует о возможности совмещения в процессе селекции в одном генотипе • высокой белковости и семенной продуктивности с минимальным количеством токсичных и антпгглтателышх вещестя.

3. В процессе созревания в семенах вики происходит накопление вицианина, процентное же его содержание при втом снижается в связи с интенсивным синтезом основных запасных веществ. Различия мевду высоко- и низкогликозидными сортами • проявляются в темпах накопления вицианина с начала формирования семян.

4. Установлена сильная корреляционная зависимость (г= 0,91-0,97) уровня цианистости с окраской семян гибридов^ полученных с участием сорта Богородиццая 800. Признак розовой окраски семян в гибридных популяциях о »тим сортом может быть использован в качестве критерия продварнтольной выбраковки высокоцианистых форм.

5. Для ускоренного определения вицианина в семенах вики модифицирован потонциометрический метод с использованном ион-селективного »лектрода. Результаты разработанного микрометода коррелируют с данными известного меркурометричес-кого методе (г=0,98±0,07), производительность же модифицированного в 12 рая выше.

6. Выявлено, что трансгрессивные линии по признакам качества получаются в комбинациях, где родители имеют рваные типы фенотйпической изменчивости »тих признаков. Из коллекции выявлены образцы с различными типами накопления белка, вицианина, трипсин- и химотрипсиипнгибирующей активности, которые могут быть использованы в трансгрессивной оелекции на качество.

7. Дозы гамма-облучения 15-30 кр увеличивают содержание белка в семенах отдельных мутантных линий на 2,6-3,6$. При облучении доявыи 20, 30, 40 кр получены формы, практически, не содержащие синильной кислоты.

8. В результате двухкратного отбора из сорта Молдавская 82 получен ряд перспективных линий, в том числе 9 высокобелковых (32,8-35,2$), 9 низкоцианистых (1,7-2,5 мг hcn на 100 г), ия них 6 линий превышают стандарт по семен-

ной продуктивности на 7,7-96,2$. Из гибридных комбинаций пот лучено 15 высокобелковых (32,8-34,9$), 8 низкоцианистых (0,8-2,2 мг нем на 100 г) селекционных форм £3-^4• Ряд линий выделился по комплексу полезных признаков, включая высокую семенную продуктивность. Выделено 12 высокобелковых му-тантных линий (33,8-34,8$) и 20 низкоцианястых (0,7-2,4 мг пен на 100 г), среди них ряд линий сочетает оба ценных признака, а линия Л 2383 превышает стандарт по семенной продуктивности на 70,2%.

9. Основные элементы методики селекции на улучшение химического состава семян вики включают изучение популяционно-го состава сортов и выделение линий с ценными биохимическими показателями; изучение исходного материала в разных условиях для выявления образцов с различным генетическим контролем биохимических признаков и включение их в скрещивания; применение высоких доз гамма-облучения (15-40 кр) для получения высокобелковых и низкоцианистых мутантных линий.

10. Выявлены агротехнические приемы, способствующие повышению белковости семян в условиях Молдовы на 0,7~4,IÍ без существенного повышения уровня цианистости. К ним.отно-сятся поздние сроки посева (конец апреля-начало мая), а также внесение полного минерального удобрения. Наибольший сбор белка (6,1-10,7 ц/га) обеспечивают смешанные посевы о овсом и ячменем при норме высева на I га 50 кг вики + 120180 кг овса и 25-50 кг вики + 180-210 кг ячменя.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

I. Для создания зернофуражных сортов вики посевной с улучшенным химическим составом семян рекомен,дуется использовать в качестве исходного материала:

а) источники высокого содержания белка - сорта Du Puy ИЗ Венгрии, Опцх из Германии, Monica из Франции, Lyra и Нега из ЧСФР; с пониженным уровнем цианистости - сорта Льговская 28, Льговская 71, Орловская I; с пониженной химотрапсинингибирующей активностью - сорта Зазерская, Молдавская 85, линия ВИР Л-433-4, образцы из Грузии (к-35505), Болгарии (к-33978); с повышенной семенной продуктивностью - сорта Gamas! ИЗ Венгрии, Reina И VS-96 из Испании, Bruna из Франции,,отечественные сорта На-

дежда, Омичка и др.;

б)создзнные в процесса исследований селекционные линии о повышенной семенной продуктивностью, высоким содержанием белка, низким уровнем цианистости: № 1638, 1975, 1978, 1982, 1986, 1989, 1991; с повышенным содержанием белка и пониженным вицианина : Н 2030, 2062, 2357, 2358, 2383, 2384, 2390, 2401, 2403, 2410.

2. Для получения высокобелковых трансгрессивных линий рекомендуется использовать в скрещиваниях образцы с разными типами изменчивости признака: к-1199 (Финляндия), к-29731 (Болгария), к-35290 (Венгрия), сорта Опух (Германия) и Напкп (Финляндия) б качестве материнских форм, сорт Нега (ЧСФР), образцы к-26295 (РСФСР), к-33053 (Болгария) и .другие в качестве отцовских форм; низкоцианистые трансгрессивные линии можно получить скрещиванием образцов к-1199 (Финляндия), к-35290 (Венгрия), сорта Opoionka из Польши в качестве одного из родителей и образцов к-1293, 34712 из Португалии, сортов Ей Гиу из Венгрии, Южноуральская 153

из РСФСР - в качестве второго.

3. Для улучшения химического состава семян вики по основным компонентам, определяющим их качество, рекомендуются следующие элементы методики селекции:

- изучение популяционного состава сортов и выделение линий о улучшенными биохимическими показателями качества;

- изучение исходного материала в разных условиях с целью выделения образцов с различным генетическим контролем биохимических признаков;

- гибридизация форм, обладающих различиями в генетиче-оком контроле признаков и отбор ценных линий из Р^;

- применение высоких доз гамма-облучения для получения ценных ыутантных линий.

4. Для экспресс-оценки селекционного материала рекомендуется применение модифицированного метода определения содер'жания цианогенных гликозидов; при рэботе с гибридами, созданными с участием сорта Богородицкая 800, признак светлой окраски семян может быть использован для выбраковки высокоцианистых линий.

5. С целью повышения сбора белка с единицы площади ре-

комендуется использовать смешанные посевы вики о овсом (50 кг/га вики + 120-160 кг/га овса) и о ячменем (25-50 кг/га вики + 180-210 кг/га ячменя),

СПИСОК РАБОТ.ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. О новых направлениях в селекции кормовых культур// Селекция и семеноводство полевых культур в Молдавской ССР.-Кишинев.-1987. (в соавторстве)

2. Качество зерна образцов яровой вики в связи с селекцией// Научно-техн. бюлл.ВНИИР.-Л.-1989,вып.188.

3. Возможности улучшения качества семян вики посевной в связи

с созданием сортов зернофуражного типа// Тр. по прикл, бот., ген. и сел.-1990.-Т.135 (в соавторстве)

4. Методика определения содержания цианогенных гликозидов в зерне яровой вики// НауЧно-техн. бюлл. ВНИИР.-Л.-1990,вып.202

(в соавторстве) >

5. Некоторые аспекты использования селекционных методов улучшения качества зерна вики яровой//Современные проблемы генетики и селекции сельскохозяйственных растений:тезисы докл. Всесоюз. научно-техн. конференции молодых ученых.-Одесса.-1991,

6. Селекция вики посевной// Методические указания.-Л.-1991 (6 соавторстве)

7. Некоторые аспекты селекции яровой вики на биохимические признаки// Научно-техн. бюлл. ВНИИР.-Л.-1991,вып.207.

ч^^сх/-—■