Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ В СЕЛЕКЦИИ ПРОСА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ГОЛОВНЕ В ПОВОЛЖЬЕ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ В СЕЛЕКЦИИ ПРОСА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ГОЛОВНЕ В ПОВОЛЖЬЕ"



МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ТИХОНОВ Николай Петрович

ч

УДК 633.171 : 631.527: 631.524.86

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ В СЕЛЕКЦИИ ПРОСА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ГОЛОВНЕ В ПОВОЛЖЬЕ

06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1995

- ¡- I

I ,

Работа выполнена в НПИСХ Юго-Востока НПО «Элита Поволжья-) в 1980—1994 1г

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных

на\к, профессор 1В. А. Ильин!«. „ _

'--' ! ШП.^ТПЯ'ЧПН

Официальные оппоненты ду/б*- н , про-<| ессор, Смолин В. П., к с -х н

Ведущее учреждение — Всероссийский научно исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур НПО «Орел.»

Защита диссертации состоится « уу » <мал 1995 г. в /(5 — часов на заседании специализированного совета Д 120 35 04 в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А Тимирязева

Адрес: 127550, г Москва, ул Тимирязевская, 49 Ученый совет ТСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан « г- л 1995 г

Ученый секретарь / /

специализированного совета с / ^ Р. Р. Усманов

<~ г-'-и ^

......

• ^ » , ■ '' • ■■ ' -1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из основных факторов, снижающих урожайность и качество зерна проса, является поражение посевов головней. Большинство сортов, полученных в результате селекции на устойчивость к местным популяциям возбудителя болезни, генетически идентичны по данному признаку, поскольку созданы путем использования, одного и того же гена от "дикой" линии * 1843 (к-8763) (В.А. Ильин, Н.П. Тихонов, 1984).

Актуальность проведенных исследований обусловлена их направленностью на создание нового исходного материала, генетически различающегося по устойчивости к головне.

Цель и задачи исследований, Цель данной работы - создание нового исходного материала в селекции проса на устойчивость к головне. • • •

Для её достяяэния решались следующие задачи:

- скрининг видовогогенофонда проса обыкновенного по устойчивости к различным расам возбудителя болезни;

- разработка генетико-иммунологической базы для изучения коллекционного и селекционного материала на искусственных инфекционных фонах; ■* -

- выделение новых доноров неидентичных генов устойчивости и ооздание признаковой коллекции; * -

- изучение наследования устойчивости к головне гибридами проса;

- идентификация и исследование на аллельность генов резистентности;

- создание и изучение нового селекционного материала, устойчивого к различным расам головнич :

На защиту выносятся следующие основные положения:

- генетические особенности устойчивости проса к головне; '

- фитопатологические и методические основы изучения коллекционного и селекционного материала на устойчивость к ■ болезни; ' '

- результаты поиска доноров неидентачных генов резне- • тентности; _ __

юнного материала.

хара ктфиетик^в8В«ЯбДАЯре.*екц Н*УЧ;-!,чЯ БИБЛИОТЕКА 1Лвсч. овльС!»хоз ачадемии

Научная новизна. Впервые установлено, что устойчивость к головне у гибридов проса обыкновенного проявляется как доминантный, промежуточный или рецессивный признак, контролируемый у всех изученных сортообразцов одним из неидентяч-шх генов (Sph 1 , Sph 2 , Sph За и др.). Установлена их принадлежность к одной группе сцепления в транс-положе-няи. Выявлена существенная зависимость результатов гибридологического анализа от патогенных свойств рас возбудителя болезни и генофона восприимчивых компонентов различных скрещиваний.

Впервые создан банк доноров генов устойчивости к соответствующим расам головни.

При исследовании фено- и морфогенетичеоких особенностей сортообразцов и гибридов проса, зараженных соответствующими расами головни, впервые выявлено образование карликовых устойчивых, восприимчивых или "химерных" (частично пораженных) растений, обусловленное особенностями генов резистентности и патотипов гриба (H.H. Тихонов, 1989, 1991).

Созданы новые сорта проса, устойчивые к широко- и (или) локальнораспространенным расам возбудителя болезни.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. '

В селекционной работе используется разработанная автором система генетико-фитопатологического скрининга исходного материала по устойчивости к патогену.

С участием диссертанта в НИЙСХ Юго-Востока созданы новые сорта проса, генетически неидентичные по устойчивости к головне. Один из них - Ильиновское (доля соавторства 1Ъ%) находится на государственном сортоиспытании с 1994 г.

Основные результаты исследований изложены в "Методических рекомендациях по селекции проса на устойчивость к головне" СМ.: 1989,- 45 е.).

Апробация работы. Результаты исследований долохшш па Всесоюзных координационных, научно-методических и научно-практических совещаниях и конференциях по проблемам селекцли, семеноводства и технологии возделывания зернобобовюс !• крупяных культур (Харьков, 1983; Орел, 1987, 1990, 193^); .и

Всесоюзных: совещаниях по иммунитету растений (Рига, 1986; Минск, 1991); на научно-практической конференции по физиоло-го-биохимическим и генетико-селекционным основам иммунитета растений к грибным болезням (Уфа, 1990); на научно-практических конференциях по проблемам развития сельского хозяйства и производству экологически чистой продукции (Саратов, 1992, июнь и декабрь); на научно-практических и научно-теоретических конференциях молодых ученых и специалистов (Саратов, 1983, 1984, 1968, 1989; Волгоград, 1984; Шортавды, / 1987; Казань, 1988);'на заседаниях Ученого совета, методических комиссий и Совета молодых ученых и специалистов ■ НИЙСХ Юго-Востока ШО "Еяита Поволжья" (1985, 1986, 1990).

Публикация- По материалам диссертации опубликовано двадцать четыре работы, три находятся в печати.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена аа 165 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, основных выводов, практических рекомендаций, списка литературы, включающего 211 наименований <в том числе 33 на иностранных языках) и приложения. Текст иллюстрирован 24 таблицами иь I рисунком.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ: .

' Условия, материал я метода проведения исследований

Экспериментальная часть работы выполнена на опытных полях и в тепличном комплексе НШСХ Юго-Востока.

За период проведения исследований погодные условия характеризовались контрастностью по температурному режиму и количеству осадков, что способствовало выявлению наиболее ценного и пластичного селекционного материала. Неблагоприятными или крайне неблагоприятными для проса из-за жаркой и засушливой погоды были 1984, 1987, 1988, 1989 и 1991 гг. Нацротив, в 1982, 1990, 1993 и 1994 гг. наблюдался недостаток тепла в сочетании с умеренной или избыточной (относительно средне-многолетних данных) влагообеспеченностью.

Материалом для исследований служили различные сортооб-разцы и гибрида проса, популяции и расы возбудителя головни. Скрещивание подобранных в соответствии с целями опытов форм проса проводили в полевых л тепличных условиях. При изуче-

щш генетического контроля устойчивости к головне в качестве материнских компонентов в большинстве случаев использовали оортообразпн, обладающие генами резистентности, поскольку по пораженным растениям в Р]; ухе невозможно установить, были ли они гибридными или "лжегибридными".

Изучение гибридов и Рхвс1 осуществляли в теплич-

ных условиях путем заражения соответствующими расами головни. О характере проявления признака у гибридов судили по соотношению устойчивых и пораженных растений. Степень расхождения теоретически ожидаемых и фактических результатов расщепления гибридов ?2 и Р^ВС^- оценивали по щштерию (Б.А. Доспехов, 1985). Оценку селекционного материала на устойчивость к болезни проводили в полевых и тепличных условиях на расоспецифнческих инфекционных фонах. Посев селекционных питомников проводили механизированным способом. Вруч-нув высевали питомники гибридизации и часть материала СП-1. Сортообразцы питомников СП-2, КС и КСИ с соответствующими генами резистентности к головне параллельно изучали на инфекционных фонах.

В полевых условиях проводили фенологические наблюдения и оценки селекционного материала. В лабораторных условиях определяли маооу снопа и зерна о делянки (пробной площадки), высоту растений и длину метелки Су сортов КСИ), число растений я стеблей, массу 1000 зерен, степень желтизны Сяркость) и стекловидность ядра, устойчивость к меланозу Спроцент зерен с подоленочшм поражением'ядра). У всех номеров КСИ и лучших форм из КП в лаборатории анализа почв и растительных остатков определяли содержание в зерне каротиноидных нягментов и белка. В лаборатории технологической оценки зерна определяли шюнчатость, выход пшена и мучели, вкус каши, разваримость и привар.

Математическая обработка результатов исследований выполнена в вычислительном бюро НИИСХ Юго-Востока.

Результаты исследований и их обсуждение

I. Генетический контроль устойчивости к головне

Первое поколение гибридов. За период с 1982 по 1992 гг.

изучено IIS гибридов Fi и впервые для проса установлено, что ' устойчивость к головне проявляется как доминантный (в большинстве случаев), промежуточный или рецессивный признак (табл. I).

. .* ' Таблица I

Реакция некоторых родительских форм и гибридов Fj на заражение расами головни *

'' ' • ■■ • ' ..'■ Раса ¡голов-fffil • Поражение, % 12 о' ! РТ

Саратовское 6/ к-8128 I - 0,0 88,0 0,0

3 96,2 0,0 0,0

Сангвинеум 95-88/ СУ-1 7 100,0 0,0 0,0

7А 91,7 0,0** 90,9**

к-9219/ Оренбургское 3 3 0,0 100,0 89,3

8 5,9 94,7 66,7

к-9126/ Коричневое 2 3 6,3 100,0 51,7

. \ 8 0;0 94,7 37,5

х - приведены данные, полученные в одном из опытов; же - карликовые, сильно кустящиеся растения.

Второе и беккросоное поколения. Расщепление гибридов £¡2 и FjBCx на здоровые и пораженные головней растения в тепличных условиях в большинстве случаев соответствовало признаку, контролируемому одним доминантным геном. Вместе с тем в различных «фещиваниях и сочетаниях "гибрид ßj - раса головни" наряду с типичными для моногенного расщепления (3 : I, 1:3) получены иные пропорции здоровых и пораженных растений - 9 : 7, I : I, 7:9, 1:2 (табл. 2). При этом отчет- : ливо обозначилась зависимость результатов гибридологического анализа от патогенных свойств рас головни и генофона чувствительных к болезни родительских форм (В.А. Ильин, Н.П. Тихонов, E.H. Золотухин и др.,1989). Аналогичные факты известны и в других системах "хозяин - паразит"; (A.A. Воронкова, 1980; А.К. Gupta, G.a. Saini, S. Gupta е.'a., 1984; H.H. Co-цков, 1994 и др.). В работе B.C.,Соляника (1989), яспольэо- . вавшего полученные от нас расы головни и сортообразцы проса, соотношения здоровых и пораженных растений 9 : 7 описаны

Таблица 2

Расщепление некоторых гибридов проса ?2 по устойчивости к головне (теплица! 1989 г.)

I ¡Соотношение здоро- 1 !

(Раса 'вых и пораженных ! !

Гибрид [голо-!растений________1 2 ! р >

¡вни 1фактическое¡теоре- ! !

| | |коо8С~ | I

к-783/Коричневое 2 3 93 : 35 3 : I 0,37 > 0,э0

8 99 : 39 3 : I 0,79 >

к-9130/Корячневое 2 3 58 : 75 7 г 9 0,00 0,95

6 102 : 200 I : 2 0,03 >0,75

8 133 : 115 I : I 1,31 0,2b

как случаи контроля признака двуга комплементарными гонами. Однако результаты наших исследований и даюше других авторов (Б.Г. Рейтер, 1979; к.P. Singh, H.A. Мс Intosh, 1967 и др.) показывают, что "слабые" гены резистентности С неполностью доминантные, рецессивные) могут служить источникои ошибочных выводов, хотя и подтвержденных математически. Так, в тех комбинациях, в которых расщепление гибридов цроса 3?2 проходило не на 2, а на 4 фенокласса - здоровые (типичные и карликовые) и пораженные (типичные и карликовые, в т. ч. - "химерные") - получено самое различное их соотношение. Однако доля типичных пораженных растений во всех случаях однозначно подтверздала, что устойчг^нооть к головне у проса - моногенный признак.

Идентификация генов. В качестве базового нами использован символ Sph , присвоенный И.В. Яшовоким (1975) гену от "дикой" линии Jf 1843 (к-8763) и у созданных на ее основе сортов. В связи с моногенностью признака для идентификации у сортообразцов проса факторов устойчивости к головне нами предложен набор из 4-х тестирующих рас возбудителя болезни (табл. 3).

Результаты теста на аллельность Sph-генов (19ь5-19оЗ гг. показали, что они принадлежат к одной группе сцепления. Доля пораженных растений при этом составила O.ü-O.üaI (при скрещивании форм с доминантными генами). Следовательно, ус-

- 7 -

. Табливд 3

Идентификация генов устойчивости к головне у проса

¡женил тестирующими растя головни|устойчивости

! Реакция сортообразцов при зара- ! рен

-i-__1—J__2___!___§___1__8

1 Е S R R Sph 1

2 R R . R ' S Sph 2

5 S S R H Sph 3* ^ R r s r Sph 45 Rdw S ; S . rdw Sph 5a

6 R S S r Sph 5b

7 s . S S.... r Sph 6a a adw Bdw , s • . r Sph 6b,

Примечание: R и S - устойчивость и восприимчивость; dw -от англ. dwarf - карликовость; * - локус имеет не менее 3-х аллеломорфных состояний.

тойчивость к головне у проса обусловлена либо блоком тесно сцепленных аллелей, из которых только один обеспечивает защиту от определенных рас патогена, либо все идентифицированные факторы - аллеломорфы одного и того же базигена.

2. Фитопатологические основы селекции проса .

на устойчивость к головне •

В настоящее время на территории страны аз 17-ти идентифицированных рас у возбудителя болезни (Н.П. Тихонов, 1991) выявлены 13 ваготипов. Жлрокораспространенныа расы - I, 2,

5, 8 и 9. Остальные патотяпы (3, 4А, 6, 7,-7А, 10, II и 12) имеют, по нашим данным, локальное значение.,

С учетом патогенных свойств наиболее распространенных рас установлено, в селекции проса на устойчивость к болезни в условиях Поволжья наиболее перспективен материал о одним из генов резистентности - sph 2 , Sph 4 и Sph 6b .

В селекции растений на устойчивость к болезням инокулш паразитов обычно используют в виде местных популяций ' (Э.Э. Гешеле,, 1978; А.И. Широков, 1988;. М.П. Лесовой, А.И. ^ Парфешок, 1991.И др.). Однако в наших исследованиях установлено, что такой подход к оценке селекционного материала про-

тяворечит генетике признака. При слабом поражении сортооб-разцов проса популяциями головни (табл. 4) с неизвестными, как правило, расовым составом и структурой без дополнительных исследований невозможно установить, чем оно вызвано. ¿то может быть расщепление, механическое и (или) биологическое засорение, либо константные по признаку формы поражены присутствующими в спорообразце "второстепенными" расами, вирулентными по отношению к ним.

Таблица 4

Характер поражения сортообразцов проса некоторыми популяциями и расами головни (1985 г., поле)

I_Поражение сортообразцов, %__________

ь-9520 ~!к-9571 1К-8751 1К-9128 Гк^а18 ~~

!_Г^ш_усто^пвости_к_болезни_________

1 " I БрЬ 1 I ЭрЬ 2 I ЬрЬ 5Ь ! Бр1Г 5Ъ

Алтайская 62,6 3,8 67,2 56,2 69,4

Волгоградская 77,9 . 0,0 15,6 88,0 27,3

Оренбургская 66,0 1.9 17,7 70,5 16,4

I 77,9 0,0 0,0 87,9 0,0

2 82,6 81,8 0,0 90,1 83,5

6 77,5 0,0 0,0 0,0 77,0

8 64,4 0,0 65,0 0,0 0,0

В опытах с модельными популяциями головни нами установлено, что степень поражения сортов проса с одним из генов резистентности четко зависит от соотношения вирулентных и ави-рулентных рас (Н.П. Тихонов, 1991). Следовательно, для создания искусственных инфекционных а массовой оценки селекционного материала наиболее эффективно использование не случайных популяций, а рас паразита, причем не только из ч^сла наиболее распространенных, но и представляющих потенциальную опасность в эпифитотиологическом отношении.

Методика и техника репродуцирования, подготовки л использования спороыатериала соответствующих рас и популяций подробно описаны нами в "Методических рекомендациях по селекция проса на устойчивость к головне" (В.А. IUljh, И.Л. Т.хо-нов, E.H. Золотухин и др., 19ь9).

Популяции и расы головни

3. Изучение коллекции проса ВИРа на устойчивость к головне

Изучением мировой коллекции проса на устойчивость к головне занимались многие исследователи (А.Д. Масловский, 1959; H.H. Артемьева, 1963; С.А. Протасов, 1973; 3.3. Под-везько, 1978; А.Л. Широков, Л.И. Масленкова, 19а6 и др.).

Поиск устойчивых к болезни форм сводился к заражению коллекционного материала местными популяциями паразита, определению степени поражения а характеристике сортообризцов типа "высокоустойчивый", "устойчивый", "слабовосприимчивый" и др. (H.H. Артемьева, I9S3; Н.П. Агафонов с соавт., IS82).

Разработанная нами методика изучения генофонде! коллекции ВИРа принципиально отличается от существующем л включает: I - покомпонентное исследование стародавних сортообраз-цов-популяций; 2 - использование для заражения мггераала специфически вирулентных рас возбудителя головни; 3 - идентификацию генов резистентности у сортообразцов (или их компонентов - ботанических разновидностей).

Впервые установлено, что сортообразцы-поцуляции по устойчивости к головне являются смесями разновидностей, которые: I - не поражаются одними и теми же расами патогена а обладают одним и тем же геном резистентности (кк-2716, 2755, 4618 и др.) или разными аллелями одного из генов (к-768); 2 - устойчивы к разным расам и, соответственно, защищены не-идентичныш факторами (кк-П75, 7505); 3 - одни разновидности устойчивы к определенным расам, другие - универсально восприимчивы (кк-8405, 8686, 8909 и др.); 4 - все компоненты восприимчивы к болезни (кк-2858, 7939, 8750 и др.).

Сформированная нами- признаковая коллекция сортообриз-цов - доьоров генов резистентности к головне включает 165 форм различного географического происхождения, в т. ч.: 1-е геном Sph 1 - выделено 16 номеров (9,7$ ) - кк-980, 1175, 4618, 8630, 9109 а др.; 2-е геном Sph 2-27 номеров (16,3^) - кк-1661, 8ь58, 87Ы, 8783, 9490 и др.;

3-е разными аллелями гена Sph 3 - 9 форм (b,t>£) - к-783 и K-9I2J (uph 5а ), Шч-ICOö, 9128 ( Sph ЗЬ), к-5219 - с рецесс. ьчо i ^J'iB-iai ца"Ся _шлелем - Sph Зг ;

4-е 1\ чо • Cph •(- - 29 сортообразцов (I7,6,J) - цк-241, Зо?, ЛэЪ, Ь713, 8719, ösbü и др.;

5-о малоэффективными аллелями гена Sph 5 - наиболее часто'встречающиеся сортообразцы - выделено 3 формы с фактором Sph 5а (1,8$) - при заражении расами I, 8.и 10 образуются . карликовые устойчивые и "химерные" (частично пораженные) растения (кк-395, 432, 7052), а также 77 номеров (46,7$ от признаковой коллекции) с геном Sph 5Ъ - кк-518, 2713, 5014, 8525, 8713 а др. (устойчивы к этим же расам); 6 - коричневоэерный компонент к-768-устойчив только к раое 8 и имеет, по нашим данным, аллель Sph ба ; компонент к-768 о коричнево-серым зерном, к-5763 и к-8670 (серозерный компонент) несут, другой аллель гена - Sph 6Ь (табл. 3).

Оценка доноров генов устойчивости к головне по морфологическим, биологическим и хозяйственно-ценным признакам показала, что большинство из них малопродуктивны, мелкозерны, существенно различаются по высоте растений, длине метелки, вегетационному периоду, степени желтизны ядра, устойчивости к меланозу. Наиболее ценными по-комплексу признаков являются сортообразцы кк-367, 783, 2716, 8751, 8789 и к-9128.

4. Селекция проса'на устойчивость к головне

В селекции растений на устойчивость к болезням"основной метод работы - создание сортов линейного происхождения, защищенных одним (чаще всего), двумя и более генами резистентности (В.Т. Тихомиров, 1977, 1993; A.A. Воронкова, 1980; Л.Т. Бабаянц, Д.А. Дубинина, 1990 и др.). .

В 1980-1993 гг. нами на устойчивость к головне изучено 62 сорта проса', районированных в прошлом или в настоящее • время, а также проходивших испытание на сортоучастках Саратовской обл. Метод исследований - фитопатологическое тестирование (использовали от 4-х до 17-ти рас головни) в сочетании (для целого ряда сортов - Веселоподолянское (ВП) 38, БП 403, Орловское 82, Среднерусское и др.) с гибридологическим анализом.

Проведенные исследования показали, что сорта проса селекции различных НИУ по устойчивости к болезни представляют 3 группы генотипов:

I ~ восприимчивые ко всем идентифицированным расам го- , ловни - Белгородское (Б) I, Б 2, Благодатное, Веселоподолянское (ВП) 367, ВП 308, Волжское 3, Камское, Казанское 506, "

Камышнское 67, Липецкое 19, Мироновское (М) 51, У 94, Орловское 92, Оренбургское (0) 3, 0 42, Саратовское (С) 853, С 8, Скороспелое 66, Старт, Харьковское (X) 65, X 57, Удалое, Янтарное;

2 - сорта с геном резистентности ЗрЬ л - Байгорское 87, Барнаульское 80, Б 3, Быстрое, ВП 632, ВП 1296, Вольное, Горлинка, Донское, Иммунное 366, Киевское 87, Кгнелъское 92, Колоритное (К), К 28, Пожнивное (П) 84, П 86, Омское И, Омское 15, 0 9, Орловский карлик, Орловское 7, Самарское I, С 2, С 3, С 6, Солнечное, Среднерусское, X 22, X 72, X 86, Чегет;

3 - сорта с аллелями гена БрЬ 5 - Казанское (К) 2,

К 176 (ЗрЬ 5а - при заражении расами I, 8 и 10 Формируются карликовые устойчивые и частично пораженные - "химерные" растения), а также ВП 38, ВП 403, Крупноскорое, Ор^вское 82, Подолянское 24/273, Радуга - устойчивые к этим же расам и имеющие аллеломорфу БрЬ 5Ъ .

За время выполнения работы нами использовались многие формы, выделенные из мировой коллекции и несущие соответствующие гены резистентности - кк- 1464, 2716, 2755, 5763, 8751, 8789, 9128, 9129, 9219 и др. В настоящее время в качестве исходного материала применяются сорта, прошедшие конкурсное испытание.

Селекция проса на устойчивость к головне осуществляется в полевых и тепличных условиях. Используются различные схемы скрещиваний селекционного материала из всех питомников, включая гибридные популяции - Р6 (В.А. Ильин, 1991). При создании новых сортов проса, устойчивых к головне, осуществляется синтез результатов предшествующей селекционной работы по различным направлениям - потенциально высокой продуктивности растений, характерной для местного материала засухоустойчивости, высокого качества зерна и устойчивости к меланозу. В этой связи одной из особенностей селекции проса в НИИСХ Юго-Востока является параллельное совершенствование материала как устойчивого, так и восприимчивого к головне. Последний позволяет за более короткий срок освободиться от нежелательных признаков, полученных гибридами при скрещивании с выделенными из мировой коллекции донорами генов резистентности.

Характеристика созданного селекционного материала

I. Сорта с геном Брь 2. За время выполнения работа в КСИ изучено 24 сорта. Первый из них - Сангвинеум 37-66 -получен от сложного скрещивания к-8751 с сортами Сангвинеум 26, Мироновское 51 и Саратовское 6. За 2 года изучения • (1987-1988 гг.) в засушливых и острозасушшвых условиях показал превосходство над стандартом Саратовское 3 практически по всем показателям, а по содержанию каротиновдов, массе 1000 зерен был одной из лучших форм. Широко использовался в скрещиваниях: при выведении новых сортов. .

Сорт Ильиновское (доля соавторства - 15%) получен индивидуальным отбором из гибридной популяции 3?з Сангвинеум 3786/ Саратовское 8// Сангвинеум 6-84. Выделяется крупнозер-ностью, ярко-желтым пшеном, высоким содержанием каротянои-дов и др. признаками. На искусственном инфекционном фоне за -5 лет изучения в КСИ (1990-1994 гг.) поражение расой 2 составило 1,25? (при ,42,6: и 51,0$ у ст-та и Саратовского 8). В 1993 г. новый сорт испытнвался.на'3-х сортоучастках Саратовской обл. я уступил по урожайности только Саратовкому 8. По комплексу признаков Ильиновское - один из лучших сортов (табл. 5). С 1994 г. проходит государственное сортоиспыта-4 ^ ние. ; -'■" <-

В 1993-1994 гг.. в КСИ изучались новые сорта с этим же геном устойчивости к головне - Сангвинеум 8-94, Сангвинеум 14-94 и др., достоверно превзошедшие ст-т Саратовское'3 и Ильиновское, а Сангвинеум 17-94 в среднем за 2 года по урожайности зерна равноценен Саратовскому 8, но созревал при этом на 6 дней раньше (табл. 5).

2. Соота с геном ЭрЬ^ь. За время работа в КСИ изучено 4 сорта - Сангвинеум 91-85 (1986-1987 гг.), Сангвинеум 6-89 (1989 г.), Сангвинеум 22-89 (1989 г.) л Сангвинеум 20-91 (1991-1992 гг.). По биологическим и хозяйственно-ценным признакам и свойствам новые формы равноценны лучшим сортам и используются в дальнейшей, селекционной работе. В связи с неустойчивостью к широкораспространенным расам головни (I» 2» 5 и 9) сорта с этим геном резистентности неперспективны дам использовашш в производстве, однако являются ценным исходным материалом. . ,*

Таблица 5

Результаты изучения некоторых сортов проса (Саратов, 1993-1994 гг.)

Ген Твеге-!Уро- Шасса|Пора-1Содер-устой-} таци-!яай 1000 1аение!яаняе чивоо-1онный! зер- зерен»мела- каро-

Сорт

чивоо-■онный!зер-тя к ¡пери-!на, голов-;од, |Ц/га не { дна 1

зерен}мела г |позом

I * !

каро-тиноя-

мг/кг*

Саратовское 3 (ст-*) БрЬ 1 92 22,6 8,6 6.6 12.5

Саратовское 8 - 109 29,4 8,5 3,0 14,5

Ильяновское вРь г 104 25,2 9,0 3,8 16,0

Сангвинеум 12-94 8рЬ 1 96 27,0 9,0 4,0 13,8

Сангвинеум 17-94 8рЬ 2 103 29,4 9,2 4,2 15,5

Сангвинеум 11-94 ЗрЬ 4- 106 25,2 9,2 4,3 15,9

НСРо.05 1.4 0,2 1.2 1.3

к данные лаборатории анализа почв я растительных остатков за 1993 г.

3. Сорта о геном Врь ». В КСИ изучено 3 сорта: Сангви-неум 24-88, Сангвинеум 5-90 я Сангвинеум 12-93 (Сангвинеум 11-94, табл. 5). Последний сорт выделяется высоким качеством зерна, устойчивостью к широкораспространенным расам головни и представляет собой перспективную форму для дальнейшего изучения я использования в селекционной работе.

Селекционный материал с другими генами резистентности в настоящее время изучается в СП-1, СП-2 я КП. Многие сорта проса представляют собой ценный исходный материал, генетически неидентичный по устойчивости к головне.

вывода

1. Устойчивость к головне у гибридов проса Р^ проявляется как доминантный, промежуточный или рецессивный признак я обусловлена как особенностями доноров генов резистентности, так и патогенными свойствами рас возбудителя болезни.

2. Расщепление гибридов и Р^ВС^ в большинстве случаев соответствует моногенной схеме. Другие пропорции здоровых я пораженных растений (9 : 7, I : I, 7 : 9, I : 2) в Р2 при монотонном контроле признака обусловлены сильно варьирующей экспрессией "слабых" генов резистентности, обеспечивающих в

гетерозиготном состоянии устойчивость 8 ¿3-31,35? растений и патогенными свойствами рас возбудителя головни.

3. Для идентификация у сортообразцов проса генов устойчивости к головне, принадлежащих к одной группе сцепления в транс-положении, необходимо использовать набор из 4-х рас -I, 2, 6 я 8. Однако выявление разных по эффективности в гете розяготном состояния аллелей локуса Sph 3 возможно только путем гибридологического аналяза.

4. В прососегощих регионах страны широкое распространение имеет расы возбудителя головня I, 2, 5, 8 я 9. Другие па тотипы (3, 4А, 6, 7, 7А, 10, II я 12) имеют локальное значение. В этой связи в Поволжье перспективны сорта с генами резистентности Sph.2 , Sph 4 , Sph 6b ..■„. . "Г

5. Для создания инфекционных фонов наиболее эффективно .использование не популяций, а рас возбудителя головни.

6. При использовании в селекция доноров "слабых" генов устойчивости, обусловливающих в гетерозиготном состоянии про межуточное•яля рецессивное проявление признака, заражение ги бридов соответствующими расами головня следует проводить не ранее Ig - Р4.

- 7. * Мировая коллекция проса ВИРа является ценным источником генов устойчивости к головне.

8. Районированные в разное время и новые сорта проса по устойчивости к головне представляют 3 группы генотипов: I -восприимчивые ко всем идентифицированным расам; 2 — защищенные геном Sph 1 и 3 - имеющие малоэффективные аллели одного из генов - Sph 5а и Sph 5b. , v v

9. В результате проведенных исследований с участием автора диссертации создан ценный селекционный материал, устойчивый к соответствующим расам возбудителя головни.,

10. Новый сорт Ильиновское, находящийся на государственном испытания, характеризуется крупным зерном; высокой урожайностью, ярко-желтым пшеном о повышенным содержанием ка ротиноидов, устойчивостью к меланозу я широкораспространенным расам головни. ."

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКСШЦДАЦИИ

I. Выявленные закономерности наследования устойчивости к головне гибридами проса необходимо учитывать в селекционной работе..

2. В качестве доноров генов устойчивости рекомендуем использовать созданный нами селекционный материал.

3. Рекомендуем использовать в производстве и в селекционной работе новый сорт Ильиновское, сочетающий продуктивность, высокое качество зерна, устойчивость к головне и меланозу.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертаций

1. Ильин В.А., Тихонов Н.П. Идентификация генов устойчивости проса к головне// Физиолого-генетические основы интенсификации селекционного процесса: Тез. докл. Всесоюз. конф./ Саратов, 4-6 июля 1983 г.- Саратов.- 1984,- Ч. 2.- С. 73-74.

2. Золотухин E.H., Тихонов Н.П., Унгенфухт И.П. Новый исходный материал для селекции проса на устойчивость к вирулентным расам головни// Совершенствование селекции, семеноводства и технологии возделывания проса.- Орел, 1985,-

С. 78-83.

3. Тихонов Н.П., Тихонова Т.В. Изучение расового состава возбудителя головни проса и проблема выведения устойчивых сортов// Тез. докл. Всесоюз. совещ. по иммунитету растений к болезням и вредителям/ Рига, дек. 1986 г.- Рига.- 1986.Ч. I.- С. 203-204.

4. Ильин В.А., Унгенфухт И.П., Золотухин E.H., Кожемякина.Ю.Я., Тихонов Н.П. Проблемы селекции и генетики проса на Юго-Востоке// Вопросы генетики и селекции зерн. и зернобобовых культур на Юго-Востоке РСФСР: Сб. науч. работ/ Сарат. СХИ им. Н.И. Вавилова,- Саратов.- 1987.- С. 4-13.

5. Тихонов Н.П. Развитие генетико-фитопатологических аспектов селекции проса на устойчивость к головне// Тез. докл. У съезда Всесоюз. о-ва генетиков и селекционеров им. Н.И. Вавилова/ Москва, 24-28 нояб. 1987 г.- ГЛ.- 1987.- Т. 4.Ч. 1У.- С. 233-234.

6. Тихонов Н.П. Значение селекция болезнеустойчивых сортов зерновых культур на примере системы "просо - головня"// Результаты селекции полевых культур а новые методы создания исходного «итеррала: Сб. науч. тр./ НИИСХ Юго-Востока НПО "Элита Поьол.тья".- Саратов.- 1989.- С. 70-76.

7. Ильин U.A., Тихонов Н.П., колотухин E.H., Унген-

• ... , -16 -фухт И.П. Методические рекомендации по селекции проса на устойчивость к головне.-М.- 1989.- 45 с.

8. Тихонов Н.П., Тихонова Т.В. Методика и результаты генетической дифференциации популяций головни проса/'/ Теоретические основы селекции с.-х. культур в Сев. Казахстане: Cd. науч. работ/^НИЗХ им. А.И. Бараева.- Целиноград.- 1989.0. 128-132.

9. Тихонов Н.П. Фитопатологические и генетические основы селекции проса на устойчивость к головне// Селекция зерн. я крупяных культур: Cd. науч. тр./ НИИСХ Юго-Востока НПО "Зяита Поволжья".-Саратов,-1991.-С. III-I2I. .

10. Тихонов Н.П. . Тихонова Т.В., Попкова К.В. Взаимоотношение между сортами проса обыкновенного и расами возбудителя головни// Известия ТСХА.- 1991.- Вып. 3.- С. 95-101..

11. Тихонов Н.П. Гипотеза о природе и механизмах взаимоотношений между растениями и возбудителями болезней// Тез. докл. IX Всесоюз. совещ. по иммунитету растений к болезням

■ вредителя»^ Минск, сент. 1991 г.- Минск.- 199Г.- Т. I.-С. 7-8. Г .

12. Золотухин E.H., Унгенфухт И.П., Тихонов Н.П.', Алёшин А.Ф., Коробков С.Д. Основные направления и методы селекция проса// Аграрная наука - производству: Тез. докл."науч.-практ. гаиф./ Сама р. НИИСХ, 15-16 ишя 1993 г.- Безенчук.-1993.- С. 90-91. . ' / :

-13. Тихонов Н.П,.Тихонова Т.В. Возможности применения в селекции проса различных типов устойчивости к головне// Там же.- С. 91-93.

14. Ilyin V.A., Zolotukhin E.N., Ungenfukht I.P., Ti-khonov K.P., Martin B.K. Importance, Cultivation and Bree- , ding of Proso Millet in Povolzhye Province in Russia// Ad- , vanoes in ¡small Millets. X.V. Riley, S.O. Gupta, A. Seetha-гвя, I.N. Mushonga (eds.). Oxford &IBB Pub. Co. Pvt. Ltd., _ New Delhi— 1993— P. 109-116.

15. Ильин В.A. , Унгенфухт И.П., Золотухин E.H. . Алёшин А.Ф., Тихонов Н.П., Коробков С.Д. Просо// Селекция с.-х. культур: Сб. науч. тр./ К 80-летию НИИСХ Юго-Востока НПО "Элита Поволжья".-Саратов.- 1994.-С. II3-I39.

Объем 1 п т

Заказ 332

Тираж 100

Типогр ¡фия Московской с академии им К А Тичиря31аа иГ550 Мо ква И СО Тимирчзевская V 7 44