Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование метода клонирования с применением физиологически активных веществ при репродуцировании гибридов риса

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Использование метода клонирования с применением физиологически активных веществ при репродуцировании гибридов риса"

ГОСКОМИССИЯ ПРИ СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ И ЗАКУПКАМ

КУБАНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

К.П.АТУЛА РОХИТА КУМАРА КАРУНАНАЯКЭ

| //. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА КЛОНИРОВАНИЯ С ^' ПРИМЕНЕНИЕМ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ . ВЕЩЕСТВ ПРИ РЕПРОДУЦИРОВАНИИ ГИБРВДОВ РИСА

Специальность 06.01.05 - селекция и

семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар - 19У0

Диссертационная работа выполнена на кафедре тропического и субтропического растениеводства кубанского ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйствеиного института в 1987-1990гг Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Сметанин А.П.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

Ведущее предприятие - Украинская научно-исследовательская

станция по рису

З&цита состоится 28 ноября 1990 г. в 10 час. на заседании специализированного совета Д 120.23.02 при Кубанском сельскохозяйственном институте.

Адрес: 350044, г.Краснодар, ул.Калинина, 13,

Кубанский сельскохозяйственный институт Специализированный совет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского сельскохозяйственного института.•

Автореферат разослан " 3/ " октября 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета,

профессор Мятсушко Ю.П.

кандидат сельскохозяйственных наук Лось Г.Д.

канд. с.-х.наук, доцент

А.Е.Ефремов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАВОШ

Акт2альн0сть_исследований. На современном этапе развития сельского хозяйства возрастает роль селекции в удовлетворении потребностей питания быстро растущего населения. В результате постоянно повышающихся требований, увеличивается число признаков, которые должны быть присущи новым сортам, что делает вы -ведение новых сортов более трудным и длительным. В связи с этим Ье всех странах стоит задача по ускорению селекционного процесса. Для достижения поставленной цели селекционеры применяют разнообразные приемы - получение двух и более поколений ва календарный год в естественных или искусственно созданных контролируемых условиях; ивдуцированный мутагенез и полиплоидию; широкое использование закономерностей наследования;метод культуры тканей и получение гаплоидов. Однако, несмотря на большую или меньшую развитость этих способов гибридизация остается ведущим методом создания сортов риса. Ввиду, низкой за -вязываемости и шсокого количества псевдогибридов, осложняет -ся проблема создания исходного материала, а в. конечном счете -создания сортов.

Кроме того, значительное влияние на ускорение селекции оказывает также обмен гибридным материалом между научно-исследовательскими учреждениями, что стало возможным в результате использования методов вегетативного размножения риса. Следует отметить, что еще не все возможности вегетативного размножения риса изучены и используются в ускорении его селекции. В последние года при вегетативном размножении многих культур все шире применяются различные физиологически активные вещества (регу -ляторы роста).Весьма важным является изучение генетической сто-

роны вегетативного размножения риса и его влияние на после -дущуо селекционную работу.

Кроме того, в ряде рисосеющих стран получают дополни -тельшЯ урожай за счет отавы, после уборки основного урожая. В связи с этим в настоящее время активизируются работы как в этих странах, так и в международном институте риса на Филип -пинах по разработке агротехники и созданию сортов риса спо -собдах при отаве давать более высокий урожай чем сейчас.

Ц§2Ь^_задавд_исследований. Цель настоящих исследований состояла в разработке способов увеличения объема популяции гибридов первого поколения риса для повышения вероятности возникновения форм, сочетающих желательные признаки и сопостав -.лении характера расщепления популяций гибридов второго поколения, полученных при различных способах размножения.

Согласно сформулированной цели были поставлены следующие задачи по установлению:

1. Эффективности внутривидовой гибридизации риса,

2. способности ряда форм и сортов риса к различным способам вегетативного размножения,

3. возможности повышения продуктивности гибридов через клонирование и получение отавы,

4. эффективности физиологически активных веществ при вегетативном размножении с использованием черенков,

5. характера расщепления гибридов в последующих после клонирования поколениях и получения отапы.

8§ХНЗ§2_но§изна_исследований. Изучена способность к вегетативному размножению различных форм, сортов и гибридов риса, а также эффективность способов размножения и влияние физиоло -

гически активных веществ на приживаемость черенков из стеблей риса. Изучен характер расщепления некоторых популяций гибридов второго поколения, полученных при различных способах размножения.

Практическая_цетость_работы. При проведении исследований увеличены популяции гибридов первого поколения, которые переданы в гибридный питомник отдела селекции риса Донского селекцент-ра г.Пролетарека для их дальнейшего изучения.

_Апробация_работы. Основные положения диссертационной ра -боты доложены на заседаниях кафедры тропического и субтропического растениеводства Кубанского сельскохозяйственного института.

Публикация_работы. На основе полученных результатов исследований опубликованы две статьи.

Объем_работы. Диссертационная работа изложена на 1оЗ стра -ницах машинописного текста. Содержит 35 таблиц и 12 прижата -ний. Список использованной литературы включает 189 наименований, в том числе 83 т иностранных языках.

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИМ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная часть работы выполнялась в 1987-1990 гг. Вегетационные и лабораторные опыты проводились в КСХИ, а теп -личные и полевые опыты - в помещениях Донского селекцентра (г.Зерноград) и на его опытных полях в ОПХ "Пролетарское'Чг.Про-летарск Ростовской области).

Наиболее распространенными на территории хозяйства почвами являются темно-каштановые в комплексе с солонцами. (5-8,5 % ). Климатические условия за годы проведения исследований в целом были оптимальными для роста и развития растений риса.

Исходным материалом явились 5 гибридшх коийикаций и их

родительские формы, которые отличались по раздам морфо-физиологическим признакам друг от друга и НО образцов коллекции ВИРа отдела селекции риса Донского селекцентра ЩО "Дон".

Лабораторные и вегетационные опыты закладывались согласно общепринятой в рисосеянии методике. Клонирование проводили по методике предложенной А.П.Сметаниным и С.Б.Мосиной. Сущность этого метода заключалась в том, что при достижении растениями полной фазы кущения (в возрасте 8-9 листьев) растение извлекалось из почвы и боковые побеги отделялись от материнского срезом лезвия безопасной бритвы. Отклонированные побеги высаживались в вегетационный сосуд с почвой, залитой водой.Двойное (повторное) клонирование растений проводили таким же путем при достижении фазы полного кущения растениями от первого клонирования материнских растений. Отделенные клоны регистрировались через нумерацию самих растений.

Черенкование проводили путем разрезания стеблей (соломины) на куски, состоящие из узла и верхней и нижней части стебля в фазу выметывания и восковой спелости. При посадке черенков в почву сосуда, залитую водой соблюдали условия,чтобы нижняя часть междоузлия и сам узел находились в почве при погру -жении узла на глубину 1-2 см,-но верхний срез не покрывался водой. В качестве физиологически активных веществ использовали ИУК и оС -НУК. Обработка черенков ИУК и «С -НУК проводилась путем частичного погружения черенков узла соломины в раствор с заданной концентрацией и выдержанней различное время. Учет корней проводился на 14 день после посадки. Повторность 10 - • кратная.

Отавные растения получали в тепличных условиях после срезания основных стеблей и последующего внесения азотное удобре-

ний в почву. В полевых условиях образование отавных побегов изучали после срезания основных стеблей через 7 и 14 дней.

Всхожесть семян, полученных при различных способах размножения, определяли в лабораторных и вегетационных условиях при объеме выборки 50. Повторность 4-х кратная.

При изучении популяций второго поколения, полученных после клонирования растений гибридов первого поколения общая выборка состояла из семян взятых пропорционально количеству семян каждого растения или клона в варианте.

Популяции второго поколения от семян основного и отавного размножения гибридных растений состояли из семян от 20 гибридных растений по каждой комбинации.

Посев проводился ручным способом на делянках с площадью в зависимости от количества семян при. размещении их по схеме 15 х 10 см. Для биометрического анализа выборка устанавливалась из 100 растений, а для качественных признаков из 200 растений. Родительские формы анализировали по 50 растений.

Изменения в характере расщепления определяли по критерию 2 2 у. по данным биометрического анализа. Значение J- определяли по Лормуле :

J р

где : J - фактические частоты признака, Р - теоретические частоты признака.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Результаты гибридизации В исследованиях использованы данные гибридизации за 1988 и 1989 гг. отдела селекции риса Донского селекцентра НПО "Дон".

Определено, что количество родительских пар, по которым проведено скрещивание значительно изменяется по годам, а средняя завя -зываемость составила 30 % в 1968 г. и 20 % в 1989 г. Количество зерновок получаемых при гибридизации позволяет сказать, что по некоторым комбинациям вообще не образуется семян, а по другим получают ничтожное их количество, к тому же, неизвестной зигот -ностигибридные или псевдогибридные. Эффективность гибридизации определяется не только количеством прокастрированных колосков,, но и составом родительских пар, направленностью скрещива -ния т.е. в качестве какого компонента - материнского или отцовского участвует тот или иной образец при скрещивании и года проведения гибридизации.

Все это позволило заключить, что для создания необходимого количества исходного материала и повшения эффективности селекционного процесса следует применять вегетативное размножение растений - гибридов первого поколения.

3.2. Способность риса к вегетативному размножении

Среди всех способов вегетативного размножения наиболее распространенным и практически удобным в селекционных целях явля -ется клонирование боковых побегов риса. При практическом использовании метода существенное значение имеет приживаемость побегов на которую влияет наличие или отсутствие корней у побегов-клонов. Исследования показали, что наличие или отсутствие корней у боковых побегов при одно- и двукратном клонировании не оказывает существенное влияние на приживаемость отклонированных побегов /клонов/.

Установлено, что эффективность вегетативного размножения ао многом обусловливается генотипом растений.

Нами была изучена способность к образованию отавы у 110 форм и сортов мировой коллекции ШРа. В изучение включено 86 форм подвида japónica разных разновидностей и 24 формы подвида indica различных разновидностей. Кроме того,формы обоих подвидов представлены образцами с разным вегетационным периодом : скороспелые, среднеспелые и позднеспелые.

Прохождение отавного побегообразования в условиях г.Проле-тарска Ростовской области в 1988-1989 гг. представлено в табл.1.

Таблица I

Способность форм риса к образованию отавы

Вегетационный : :Всего : Образовало отаву :Не образовало период образца, .Год :в опы-:на . день готаву, %

Дней __________1_______ÜJZT_ !__14 ZjP_s_____________

95-105 1988 34 31 3 0,0

1989 34 30 4 0,0

I06-II5 1988 49 34 14 2,0

1989 49 30 18 2,0

II6-I25 1988 27 2 21 14,8

1989 27 2 16 33,3

х Формы обоих подвидов

Из данных табл.1 видно, что практически все формы мировой коллекции, несмотря на разное их происхождение и подвид, могут образовывать отавные побеги,или через 7 или через 14 дней' после уборки основного урожая. У ранне- и среднеспелых форм побегообразование проходило лучше, по сравнению с поздними. Это может служить основанием для заключения, что появление отавных побегов зависит не только от генотипа, но и внешних условий. Особенно это ясно прослеживается на позднеспелых формах, когда количество форм без побегов отавы в 1989 году увеличилось до девяти вместо четырех в 1988 г. Вероятно, это связано с запаздыванием в сроках посева в 1989 году, что в конечном счете удлинило вегетацион-

ные периоды на 5-10 дней (посевы в 1988 году были проведены 19 мая , а в 1989 году - 29 мая).

Установлена отрицательная корреляционная связь между отав -ным побегообразованием и длиной вегетационного периода растений.

В условиях умеренного климата, когда созревание форм,сортов завершается в поздне-осеннее время (октябрь),в период значительного понижения температуры, получение отавного урожая в полевых условиях невозможно. Но такая возможность существует при наличии в отделах селекции теплиц.

Проведенные исследования показали, что после уборки основного урожая гибридные растения, выращенные в осенне-яимнее время в условиях теплицы обладают высокой способностью к образованию отавы (92,5-95,0%).

В силу того, что стебель риса к моменту созревания зерновок остается живым, т.е. функционирующим в определенных своих час. тях, то эти части, будучи отделенными от других междоузлий и узла способны формировать новое растение. Однако, в пределах одного растения размеры узла и междоузлия различны в зависимости от расположения на стебле. Кроме того, они оказываются разными по возрасту, так как образование их происходит не одновременно в онтогенезе растения.

Результаты черенкования в фазе выметывания материнского растения показали, что многие формы риса могут давать черенки высокой способности к приживаемости. В тоже время она не в меньшей мере зависит от места расположения узла на стебле взятого для черенкования. Так, черенки с самым верхним узлом практически не приживаются или их приживаемость не превышает 10 %. Черенки с последующими узлами имеют приживаемость в пределах от 70 до 100 %.

Черенкование стеблей растений, еще находящихся в восковой спелости зерновок (через 20-25 дней после выметывания) не дало положительные результатов, так как черенки не возобновляют жизни и не образуют новых побегов на 14 день после посадки.

3.3. Применение физиологически активных веществ при черенковании риса

Стимулирование придаточного корнеобразования экзогенными ростовыми веществами позволяет ле только повышать процент укоренения - приживаемости многих культур, но и значительно ускоряет процесс самого корнеобразования, улучшает рост и развитие черенковых растений. Поэтов наш были изучены возможности повышения числа укореняемых (особенно верхних) черенков риса с помощью ИУК и -НУК . Диапазон концентрации их растворов, применяемых для укоренения черенков зависит от способа и длительности обра -ботки, культуры, сорта и качества черенков. Исходя из этого,нами было включено в изучение использование водных растворов с концентрацией 5 мг/л с экспозицией 2, 4 и б часов. В качестве контроля использовали черенки замоченные в воде с такой же продол -жительностыо (табл.2).

Данные табл.2 показывают отсутствие существенного влияния растворов в концентрации 5 мг/л и трех экспозициях замачивания на среднее число и длину самого развитого корня черенков сорта При-кубанский. Как видно, данный прием обработки оказался неэффективным для всех черенков из разных частей стебля изучаемого сорта.

Отсутствие влияния физиологически активных веществ может быть обусловлено как низкой концентрацией раствора испытуемых веществ, так и недостаточной экспозицией. Кроме того, это может быть свя -зано с сортовой принадлежностью.

Таблица 2

Влияние ИУК и оС -НТК на число и длину корней у черенков из разных: частей стебля сорта Прикубанский

(на 14 -день после посадки, опыт 1987 г.)

: Число корней, шт.____: Длина корня, см

обпаботки°час :___-_____

^ ' : I : 2 : 3 : I : 2 : _ 3

ИУК - 5 мг/л

2 (вода) 5,-7 20,4 18,0 6,1 13,4 13,8

2 6,6 21,0 17,2 5,5 12,3 14,2

4 (вода) 5,9 20,0 17,7 6,5 12,7 13,6

4 6,8 20,8 18,6 5,7 12,1 13,1

6 (вода) 6,3 19,8 17,1 6,7 13,5 13,3

6 5,5 19,6 . 18,1 5,7 13,0 14,3

Жр05 1,4 3,8 2,2 1,2 2,3 1,6

оС - Н УК - 5 мг/л

2(вода) 5,7 20,4 18,0 6,1 13,4 13,8

2 6,0 20,8 18,5 5,9 12,5 13,1

4 (вода) 5,9 20,0 17,7 6,5 12,7 13,6

4 6,3 19,5 18,2 5,6 12,4 14,1

6 (вода) 6,3 19,8 17,1 6,7 13,5 13,3

6 6,4 20,1 17,5 6,5 12,7 13,0

нср05 1,6 3,9. 2,1 1,2 2,3 1,9

Проведенные исследования с применением водных растворов ИУК иоб-НУК в концентрациях 25 . 50 и 75 мг/л и экспозиции 2, 4, б часов каждого раствора у сортов Пролетарский -2, Ортикон и К-75Н также показали отсутствие существенного влияния на процесс корнеобразования этого приема.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что развитие корневой системы у черенков риса после пересадки их зависит не только от внешних, но и внутренних факторов и требует дальнейшего изучения.

1Т

Исследования выявили наличие сортовой особенности в образовании корней черенками риса.

3.4. Влияние способа размножения на продуктивность гибридных растений первого поколения риса

3.4.1. Влияние кратности клонирования гибридов риса на продуктивность клонов

Высокая способность риса к регенерации используется как основной метод для увеличения числа клонов. Однако,установлено , что возраст побега , взятого для клонирования и запаздывание в клонировании, оказывает большое влияние на продуктивность. Оптимальным считается клонирование боковых побегов при наступлении' у материнского растения фазы полного кущения. Изменение продуктивности клонов при одно- и двукратном клонировании гибридов при выращивании в естественных условиях показано в табл.3.

Данные табл. 3 показывают, что продуктивность регенерантов гибридных растений изменяется в зависимости от кратности клонирования и наследственной природы материнского растения.Так, во всех случаях клонирование позволяет повысить семенную продук -тивность растений по сравнению с контролем, где растения нб подвергались клонированию. За исключением растений комбинации 03174 х 03453,во всех остальных случаях одноразовое клонирование по -вышает продуктивность по сравнению с двухразовым клонированием. При повторном же проведении клонирования, цветение метелок но -вых боковых побегов и даже главной метелки клонов второго порядка происходит при более низких температурах, чем метелок первого порядка, а это приводит к увеличению пустых колосков в метелке. Повышение продуктивности при двухразовом клонировании у растений комбинации 03174 х 03453 связано с формированием зерен

Таблица 3

Влияние кратности клонирования гибридных растений на их продуктивность

Вариант

: Исходное Получено Семян : количество,_шт. _семянА г__ на исходное

:расте-.ний

клонов :всего :от одного :растения

I______¿/клона _ '

растение,г

ПрикубанскиЯ х Лиман (1987 г.)

Контроль (без клонирования) 3 - 35^3 11,8 11,8

Клонирование :одноразовое 3 15 144,3 9,6 48,1

двухразовое 3 27 65,8 <¡,4 21,9

Прккубакский х Лиман (1988 г.)

рования) 25 - 133,1 5,3 5,3

Клонирование {одноразовое 25 66 336,8 5,1 13,4

двухразовое 25 82 272,2 3,3 10,9

30,8 4,4 4,4

71,2 3,5 10,6

92,6 3,2 13,2

г.)

33,0 5,5 5,5

62,1 4,1 10,3

53,4 2,5 8,9

03174 х 03453 (1989 г.)

Контроль (без клониро -вания) 7

Клонирование:одноразовое 7 21

двухразовое 7 29

Контроль (без клони -рования) 6

Клонирование -.одноразовое 6 15

двухразовое 6 21

у клонов второго порядка в более благоприятных условиях. Ве -роятно предположить, что это имело связь с коротким вегетационным периодом гибридных растений данной комбинации по сравнению с другими.

Поскольку вегетационный период предопределяет сроки наступления фаз вегетации и, в том числе, кущения, то из-за этого изменяется срок клонирования, по каждой конкретной гибридной комбинации.

Наблюдения также показали, что наступление сроков клони -рования гибридных растений зависит от вегетационного периода, от времени прохождения кущения растений каждой комбинацией ; чем длиннее вегетационный период, чем позже наступает кущение и на -оборот.

3.4.2. Получение отавного урожая гибридных растений первого поколения риса

Отавное побегообразование особенно может быть использовано там, где имеются теплицы и выращивание гибридных растений пер -вого поколения и получение отавы возможно в искусственных условиях, что позволяет ускорить селекционный процесс минимум на один год. Однако, выращивание гибридных растений первого поколения, с большой площадью питания, в условиях теплиц или кли -матических камер требует дополнительных затрат на отопление и освещение. Но получение дополнительного урожая после уборки материнских растений вполне возможно, так как весной побеги материнских кустов образуют отавные побеги, формирующие семена. В наших исследованиях была изучена возможность получения отавного урожая этим способом.

Опыты показали, что существует возможность получения дополнительного семенного материала гибридов первого поколения за счет отавы. В наших исследованиях оно составило 37,4...41,1 % от урожая материнских растений. При всех случаях получения отавного урожая он оказывается меньше урожая материнских растений.

3.4.3. Влияние способа размножения гибридных растений первого поколения на всхожесть репродуцируемых семян

Приемы повышения продуктивности, применяемые в семеновод-

стве.прямо или косвенно влияют на посевные свойства полученных семян. Известно,, что у риса существует матрикальная разнока -чественность семян (А.И.Апрод, В.В.Пташкин, 1973).связанная с порядком расположения метелок на материнском растении.Такое различие возможно и среди клонов, полученных от клонирования боковых побегов или отавного размножения. Разнокачественность семян разных клонов в первую очередь прослеживается в их всхожести. Данные о всхожести семян разного размножения представлены в табл.4.

Из приведенных в табл.4 данных видно, что всхожесть семян, полученных тем или иным способом размножения неодинакова.Лабо -раторная и полевая всхожесть семян,полученных при обычном семенном размножении гибридов первого поколения оказывается самой высокой .Повышение кратности клонирования существенно понижает полевую всхожесть семян во всех случаях изучения.Семена,полученные при одноразовом клонировании растений имеют лабораторную всхожесть очень близкую к всхожести семян материнского обычного размножения. В полевых же условиях, с ухудшением условий для произрастания, всхожесть таких семян оказывается значительно меньшей. Такое расхождение объясняется скрытой разнокачест -венностью семян, сильнее проявляющейся при менее благоприят -ных условиях. Оно показывает необходимость учета не только лабораторной, но и полевой всхожести при оценке семян. Скрытые качественные различия семян являются одной из основных причин несоответствия лабораторной и полевой всхожести. Семена же отавных побегов существенно отличаются от материнских во всех случаях как в лабораторных, так и полевых условиях. Это указывает на то, что физиологическое состояние семян отавных побе -

Таблица 4

Всхожесть семян в зависимости от способа размножения гибридных растений, % ( опыт 1990 г.)

Размножение Лабораторная :Полевая

Прикубанский х Лиман (1988 г.)

Семенное (без клонирования) 88,0 64,0

Клоновоеодноразовое клонирование 85,0 59 9 5

двуразовое клонирование 79,5 55,0

жр05 5,4 3,9

03174 х 03453 (1989 г.)

Семенное (без клонирования) 97,5 74,0

Клоновое: одноразовое клонирование 97,5 74,0

двуразовое клонирование 91,0 63,5

нср05 3,2 3,9

Обсидион х Ортикон (1989 г.)

Семенное (без клонирования) 98,0 73,5

Клоновое: одноразовое клонирование 94,5 68,0

• двуразовое клонирование 89,5 62,5

ЖР05 3,9 4,9

К-75Н х Пролетарский-2 (1988 г.)

Семенное 86,0 66,0

Отавное 82,0 59,0

нср05 2,8 6,2

К-7511 х Ортикон (1988 г.)

Семенное 85,0 64,0

Отавное 82,0 57,0

НСР05 2,8 5,5

гов значительно хуже материнских и его следует учитывать при

практическом использовании семян.

Уменьшение всхожести семян клоновых растений может быть

обусловлено следующими причинами: нарушением равновесия между

функционированием корневой системы и вегетирующими надземными органами, а также формированием семян в относительго неблаго -приятных условиях, в конце вегетационного периода. Это особенно сильно проявляется при формировании семян растениями от второго клонирования. Отавные побеги образуются материнскими кустами и в заключительном периоде вегетации их цикл развития значительно короче цикла развития и вегетации материнского растения. Все

: о и

это создает условия образования и формирования семян худших по физиологическому состоянию. '

3.5.Изменчивость гибридных растений первого поколения при вегетативном размножении риса

Растения, полученные путем клонирования или отавы.после срезания материнских побегов риса .проявляют изменения в росте и развитии.

Полученные результаты показывают,что самые высокие расте -ния образуются при семенном размножении,клоновые имеют меньшую высоту,причем увеличение кратности клонирования увеличивает эту разницу в высоте клоновых и семенных растений риса.

Изучение отавного побегообразования показывает,что при наличии достаточного количества света и тепла отавные растения могут быть выше семенных растений,выращенных в теплице в зимнее время.

Кроме высоты растений нами были изучены и изменения в проявлении признаков, происходящие при клонировании. Биометрический анализ показал, что клоны из боковых побегов и исходные расте -ния в основном не различаются по многим морфологическим признакам, - таким как окраска цветковых чешуй, форма зерновки и принадлежности к разновидности и т.д. Но среди клоновой попу -

ляции были обнаружены "ненормальные" растения, которые отлича -ются по проявлению некоторых признаков в побегах пт исходных растений. Частота появления таких растений редкая и в опытах составляла всего лишь I %. Это явление может быть обусловлено такими причинами, как'почковые мутации, химеры или модификацией иные изменения.

3.6. Влияние способа размножения гибридов риса на характер раацепления второго поколения

3.6.1. Влияние кратности клонирования гибридов

на характер расщепления второго поколения

Урожайность риса зависит от развития большого числа коли -чественных и качественных признаков. Особенно важный вклад в формирование продуктивности вносят количественные признаки,выраженность которых у риса характеризуется значительной ампли -тудой изменчивости при различных условиях выращивания.

Кроме изменения количественных признаков, внешние условия на ранних этапах могут привести к изменениям в рекомбинации при мейозе. Это может произойти как за счет прямого влияния на мо -лекулярные механизмы, либо косвенного - через эффекты метаболических изменений в целом организме. Можно предположить, что в случае косвенного влияния на процесс рекомбинации (через общие изменения метаболизма) существенное значение имеет состояние среды на протяжении всего онтогенеза.Формирование метелок у клоновых растений риса происходит с отклонениями от нормального прохождения их онтогенеза. Это может быть причиной изме -нения уровня рекомбинации их, что может повлиять уже на характер расщепления второго поколения. Такое изменение, скорее всего, может коснуться количественных признаков, так как их проявление обеспечивается мультигенными системами.

Характер расщепления особей во второй поколении представлен в табл.5.

Таблица 5

Распределение особей в популяции Прикубанский х Лимад по признаку масса 1000 зерен (1988 г.)

: Количество особей в классе ..., г

Вариант, форма :26,0-:2в,1-:28,0 :ЗСГ,0 :30,1-:32,0 : 32,1 : 34,0 - : 34,1 - : : 3б|0 : 36, 38!

Контроль (без клонирования), 2 27 44 22 5

Одноразовое клонирование, (2) _ 30 42 21 7 _

Двойное клониро -вание, (3) 3 28 42 26 I

Прикубанский, ^ - - 2 20 21 2

Лиман, 0 - 20 .28 2 - -

£ =3,23 ; ? =4, 1-3 ,53 ; .£=9,49

Данные табл.5 показывают, что распределение особей в сохраняет характер нормального распределения по признаку массы 1000 зерен.

При 5 степенях свободы наблюдаются несущественные изменения по признаку масса 1000 зерен в расщеплении популяции второго поколения от одно- и двухкратного клонирования, в сравнении с вариантом без клонирования ( " К. -?о5 )• При этом вероятность составляет 0,50...0,75 и 0,25...0,50 соответственно длл и . Поэтому нулевая гипотеза об изменении характера расщепления по признаку масса 1000 зерен в зависи -моста от кратности клонирования отвергается.

Такие же результаты получены по признакам высота растений и отношение длины к ширине зерновок.

3.6.2. Влияние отавного размножения растений Р^ на характер расщепления второго поколения

Появление отавных побегов риса и формирование у них мете -лок происходит с сильными отклонениями от нормального прохождения онтогенеза. Из-за отсутствия собственных корневых систем в начальный период побеги отавы растут за счет питательных ве -ществ обрезанного куста. Образование побегов отавы из разных мест узла кущения приводит к изменению их вегетационного периода. Как правило, отавные побеги созревают в разное время.Кроме того, для них характерен укороченный вегетационный период по сравнению с длительностью вегетации материнских растений. Такое необычное прохождение онтогенеза у них может влиять на процесс рекомбинации в мейозе, а это приводит к изменению характера расщепления во втором поколении.

В наших исследованиях для изучения характера расщепления второго поколения использованы семена от семенного и отавного размножения растений первого поколения двух гибридных комбинаций: К-7511 х Ортикон и К-7511 х Пролетарский - 2.

Родительские формы данных гибридов отличаются не только по количественным, но и качественным признакам, таким как окраска некоторых органов отцовских форм. Распределение особей в по наличию или отсутствию этой окраски представлены в табл.б.

Данные табл.б показывают, что фактическое здачение крите -рия соответствия меньше теоретического при двух степенях свободы с вероятностью 0,10...О,25 для признака окраска стеблевых узлов. Это говорит о том, что семена, полученные от материнских и отавных растений первого поколения создают во втором поколе -нии примерно одинаковые популяции по составу особей, по приз -наку окраска стеблевых узлов у особей.

В отличив от этого, популяции полученные от семян мате -ринских и отавных растений первого..поколения существенно отли -чаются по окраске апикулюса ( у ^ ^ ^ _ ).

Таблица б

Распределение особей в по окраске стеблевых узлов и апикулюса колосковых чешуй (1989г.)

Признак,состояние

$

* :Семена от растений Р^ : 2

• материн - : отавных.: -Л ____ских1С1)-_

отавных,:

(2)_____Л!.

К-75Н х Ортикон Узел:фиолетовый

25

зеленый 25

К-7511 х Пролетарский - 2 Апикулюс: фиолетовый - 25

25 -

соломенно-желтый

136

64

153 47

144 56

138 62

1,47

6,26.

Лг 3>84

Но следует отметить, что фиолетовая окраска апикулюса может проявляться с различной Интенсивностью пигментации в зависимости от действия аллелей генов, контролирующих этот признак, Кро -ме того, у некоторых форм окрашенный апикулюс является нестабильным признаком, даже в течение вегетации.

В заключении можно сказать, что способ размножения растений гибридов первого поколения (семенное или отавное) не оказывает влияния на состав популяции второго поколения по таким признакам, как : высота растений, масса 1000 зеоен и окре.ска стеблевых узлов.

Выводы

I. Растение риса обладает высокой способностью к вегетативному размножению через клонирование, черенкование и образова -нае отавы, которое может происходить в различных условиях внеш-

ней среда. Степень проявления способности к вегетативному раз -ииоженню связано с генотипом особи.

2. Использование различных способов вегетативного размножения риса, в частности, клонирование и получение отавк позволяет увеличить гибридную популяцию даже первого поколения. Одноразовое клонирование гибридных растений первого поколения повышает семенную продуктивность растений по сравнению с . семенным размножением. Увеличение кратности клонирования до двух по -разному отражается да продуктивности, а его осуществление зависит от продолжительности вегетационного периода гибридных растений.

3. Наличие у побега - клона материнских корней способствует более быстрой и лучшей приживаемости, а скорость и мощность образования отавных побегов зависит от условий после скашивания материнских растений. Повшенная температура и нормальная освещенность способствует формированию отавы.

4. Черенки, взятые из разных частей стебля риса обладают разными способностями к регенерации. Из-за низкой приживаемости черенков верхних частей стебля, при размножении черенкованием рекомендуется использовать только нижние части стебля.

5. Обработка черенков физиологически актинными вещества!®, в частности водными растворами ИУК и <£ -НУК в концентрации 5, 25, 50 и 75 мг/л с длительностью обработки 2, 4 и б часов не влияет да корнеобразовательный процесс черенков, полученных от стеблей растений в фазе выметывания.

6. Черенки, взятые из разных частей стебля различных сортов риса отличаются по числу образуемых корней и длине самого развитого корня да 14 день после посадки. Метод обработки водными растворами ИУК и оС-НУК не сказывается на корнеобразовании черен-

каши разных частей стебля.

7. Жизнеспособность (всхожесть) семян, полученных от расте -кий после вегетативного размножения риса ниже, чем от растений семенного происхождения. Наибольшее снижение жизнеспособности семян происходит при отавном размножении и двукратном клонировании.

8. Вегетативное размножение изменяет у образующихся расте -ний проявление таких признаков как высота растений, окраска апикулюса и окраска остей и вызывает образование морфологически аномальных особей.

9. Увеличение кратности клонирования гибридов первого поколения уменьшает высоту клоновых растений по сравнению с семенными, а высота отавных побегов зависит от условий произрастания. Отавные побеги, формирующиеся после уборки основного урожая в «плице весной ниже семенных материнских растений, выращенных

в условиях теплицы в зимнее время. Отавныз побеги первой отавы, но произрастающие в летний период формируют более мощные побе -ги, превышающие по высоте оба материнских растения.

10. Характер расщепления гибридной популяции второго поко -ления при вегетативном размножении не зависит от кратности клонирования гибридных растений первого поколения по таким приз -накам как , отношение длины к ширине зерновки, масса 1000 зерен и высота растений.

11. Отавное размножение растений также не влияет на ха -рактер расщепления . по признакам масса 1000 зерен, высота растения и окраска стеблевых узлов.

Предложения к практической селекции риса

I. Джя увеличения объема гибридных популяций и повышения

эффективности селекционного процесса при получении малого количества зерновок ?0 , рекомендуется проводить одноразовое клонирование гибридных растений первого поколения.

2. При черенковании стеблей риса следует использовать черенки только нижней части стебля, с разделением стеблей мате -ринского растения в фазе выметывания.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Атула Рохита Кумара К.П., Сметанин А.П. Влияние крат -ности клонирования гибридов риса на продуктивность клонов /Ку-бан. СХИ. - Краснодар, 1989. - 7 с. - Библиогр.: 6 назв.- Деп. во ВНЙИТЭИ агропром 25.01.1990, № 89 Вс 90.

2. Атула Рохита Кумара К.П., Сметанин А.П. Использование метода клонирования при репродуцировании гибридов риса/Кубан. СХИ,- Краснодар, 1989. - 9 с. - Библиогр.: 6 назв. - Деп. во ВНИИТЭИ агропром 25.01.1990, № 88 Вс 90.