Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изменчивость и селекционная ценность различных генераций самоопыления гибридов кукурузы в условиях орошения южной зоны Степи Украины

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Изменчивость и селекционная ценность различных генераций самоопыления гибридов кукурузы в условиях орошения южной зоны Степи Украины"

^ ІНСТИТУТ ЗЕРНОВОГО ГОСПОДАРСТВА

% „^УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

№

УДК: 633.15: 631.03: 631.6 (833)

ЗІНЧЕНКО ВОЛОДИМИР ОЛЕКСАНДРОВИЧ

МІНЛИВІСТЬ ТА СЕЛЕКЦІЙНА ЦІННІСТЬ РІЗНИХ ГЕНЕРАЦІЙ САМОЗАПИЛЕННЯ ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ В УМОВАХ ЗРОШЕННЯ ПІВДЕННОЇ ЗОНИ СТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.05 - селекція і насінництво

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Дніпропетровськ - 2000

Дисертацією с рукопис.

Робота виконана в лабораторії селекції кукурудзи Інституту землеробства південного регіону УААН у 1995-1999 рр.

кандидат сільськогосподарських.наук, старший науковий співробітник Лавриненко Юрій Олександрович,

Інститут землеробства південного регіону УААН,

завідувач лабораторії селекції кукурудзи.

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Козубенко Леонід Васильович,

Інститут рослинництва ім. В.Я.Юр'сва УААН, завідувач відділу селекції і насінництва кукурудзи.

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Бєліков Євген Ілліч,

Синельніківська селекційно-дослідна станція УААН,

завідувач відділу селекції кукурудзи.

Провідна установа: Селекційно-генетичний інститут УААН,

відділ селекції та насінництва кукурудзи, м. Одеса

Захист відбудеться “ -/ 2000 р. о годині на

засіданні спеціалізованої вченої 'ЬбМ Л 08.353.01 в Інституті зернового господарства УААН, за адресою 49027, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту' зернового господарства УААН, за адресою 49027, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14.

Автореферат розісланий “ ¿'У_____________________2000 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, доктор сільськогосподарських наук

Науковий керівник:

Офіційні опоненти:

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми досліджень. Створення та впровадження гібридної кукурудзи у виробництво загальновизнане як видатне досягнення біологічної науки XX століття. Проте, сучасні високоврожайні гібриди, що витіснили генетично різноманітні сорти-популяції, відрізняються високою ядерною та цитоплазматичною однорідністю. Ось чому так необхідно синтезувати нові вихідні форми, які відрізняються перш за все генетичним складом і пристосованістю до умов вирощування, та на їх основі отримувати продуктивні та пристосовані до конкретних умов гібриди. Тому проблема створення нового вихідного матеріалу кукурудзи з певними показниками специфічної адаптивності є актуальною, а розробка нових методів і удосконалення існуючих залишається в центрі уваги селекціонерів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у лабораторії селекції кукурудзи Інституту землеробства південного регіону УААН на протязі 1995 - 1999 рр. згідно з тематичним планом лабораторії “Розробити методи селекції та створити гібриди кукурудзи різних груп стиглості, адаптовані до вимог зрошення південного Степу України” (номер державної реєстрації 0197 и 015757). Вона також виконувалась за державною комплексною науково-технічною програмою “Зернові і олійні культури”; підпрограмою “Селекція і технології вирощування кукурудзи і сорго”, за темою: “Створити новий вихідний селекційний матеріал кукурудзи і на його базі синтезувати гібриди різних груп стиглості (ФАО 150600) для зон кукурудзосіяння.”

Мета і задачі досліджень. Основна мета роботи - удосконалити методи створення нового вихідного матеріалу кукурудзи і на його основі синтезувати гібриди кукурудзи для умов зрошення Південного Степу України.

Для виконання цієї мети були поставлені такі завдання:

1. Вивчити характер і тип мінливості ознак продуктивності в різних

інцухт-поколіннях (Бз - ) різних за генотипом гібридів кукурудзи, створених

на базі сестринських та відпалених гібридів,

2. Вивчити особливості успадкування адаптивних і якісних ознак в залежності від покоління самозапилення та генетичних особливостей вихідних гібридів.

3. Визначити характерні особливості взаємозв’язку ознак продуктивності, адаптивних ознак у гібридів кукурудзи, вихідних батьківських форм та спряжену мінливість у різних поколіннях добору.

4. Визначити комбінаційну здатність нового вихідного матеріалу в Бз -86 генераціях.

5. На базі нового вихідного матеріалу створити гібриди кукурудзи різних груп стиглості для умов зрошення, які за показниками продуктивності і стійкості до стресового впливу перевищують стандарти.

Наукова новизна роботи. Вперше в умовах зрошення південного Степу України були визначені особливості успадкування ознак та властивостей, які є складовими адаптивного та урожайного потенціалів нових ліній в послідовних генераціях самозапилення. Вивчена мінливість господарсько-цінних ознак в залежності від ступеня самозапилення і генетичного складу вихідних гібридних комбінацій. Створені нові генетичні джерела цінних

кількісних показників, доведена перспективність їх застосування в синтетичній селекції. Визначені кореляційні залежності між окремими ознаками і показана ефективність добору вихідних форм за показниками: висота рослин, висота прикріплення качана, стійкість до основних хвороб, ознаки продуктивності.

Практична значимість роботи. Створено ряд ліній кукурудзи, які характеризуються високою комбінаційною здатністю, високою стійкістю до впливу факторів середовища. Виділено нові генетичні джерела цінних властивостей та ознак. Найбільш цінний селекційний матеріал передано для використання в програмах Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр’єва (м. Харків), Інституту зернового господарства (м. Дніпропетровськ). На гібрид Борисфен 380 МВ, який створено з участю однієї з виділених ліній (Х-403), отримано авторське свідоцтво України. Нові гібриди Борисфен 600 СВ і Борисфен 250 МВ передано до державного сортовипробування.

Особистий внесок здобувача. Автор безпосередньо виконував дослідження за темою дисертації в польових і лабораторних умовах, приймав участь в розробці програм, плануванню експериментальних дослідів. Здобувачем сформульовані основні положення та висновки роботи. У співавторстві створені гібриди Борисфен 191 МВ, Борисфен 380 МВ (занесені до Державного реєстру з 1999 та 2001 років), Борисфен 250 МВ, Борисфен 600 СВ (передано до держсортовипробування).

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на конференції молодих вчених і спеціалістів, присвяченій 50-річчю Інститугу захисту рослин (Київ, 13-14 березня 1996 р.); міжнародній конференції “Онтогенез рослин в природному та трансформованому середовищі” (Львів, 1-4 липня 1998); конференції молодих вчених і спеціалістів “Актуальні проблеми ефективного використання зрошуваних земель” (Херсон, 1-2 квітня 1999); міжнародній конференції “Фальцфейнівські читання” (Херсон, 21-23 квітня 1999); міжнародній конференції “Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва”, присвяченій 90-річчю Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр’єва (Харків, 6-9 липня 1999 р.); міжнародній науково-виробничій конференції "Наукове забезпечення агропромислового виробництва" (Одеса, 18 червня 1999); Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів “Наукові проблеми виробництва зерна в Україні” (Дніпропетровськ, 10-11 лютого 2000 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 37 наукових робіт, в т.ч.: 12 робіт в фахових виданнях, що затверджені ВАК; 2 авторські свідоцтва України на гібриди кукурудзи; 3 брошури методичних рекомендацій; дві монографії.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 147 сторінках машинописного тексту, містить 24 таблиці, 25 рисунків. Текстова частина складається із вступу, п'яти розділів, основних висновків. Список використаних джерел нараховує 177 найменувань, у т.ч. 11 іноземних авторів.

АГРОКЛІМАТИЧН1 УМОВИ, МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові та лабораторні досліди проводили на протязі 1995-1999 рр. в лабораторії селекції кукурудзи Інституту землеробства південного регіону УААН. У селекційно-генетичних дослідах використовували технологію

вирощування кукурудзи, що рекомендована для умов зрошення південного Степу України.

Метеорологічні умови у роки досліджень суттєво відрізнялися за градацією дефіциту сумарного випаровування у вегетаційний період рослин кукурудзи. Роки досліджень розподілялись таким чином: 1995 р. -

середньосухий, 1996 р. - сухий, 1997 р. - вологий, 1998 р. - середньосухий, 1999 р. - сухий.

Для вивчення показників мінливості господарських та біологічних ознак були використані прості гібриди, створені за участю ліній різного походження, різних гетерозисних груп та різних груп стиглості. Віддаленість ліній у гібридах коливалась від сестринських до альтернативних гетерозисних груп. В Її! гібридів проводили перезапилення сібсів в межах приблизно 10% особин (50 рослин) і проводили фенотипний добір за показниками стійкості до хвороб та загальними показниками. З кожного вихідного гібриду відбирали по 30 рослин. Після лабораторного бракування залишки насіння змішували і знову висівали в другому поколінні. Починаючи з другого покоління проводили самозапилення 15-20 рослин кожної родини. Тестові схрещування з чотирма тестерами (дві лінії та два прості гібриди) починали з третього самозапилення. Тестери були підібрані з альтернативних гетерозисних груп. Вивчення мінливості та успадковуваності ознак починали з Бз. Добір проводили з інтенсивністю 10-15 % як в межах сібсів (ліній); напів-сібсів (родин), так і серед самозапилених качанів в усіх поколіннях інбридингу від 83 до 86 Таким чином, вдавалось стримувати геометричний ріст числа нащадків в наступних поколіннях і видержувати щорічну кількість ліній у вивченні і топкросних випробуваннях в межах 500-600 генотипів. Фенотипний добір проводився в основному за показниками стійкості до хвороб, показниками архітектоніки рослин, стійкості до температурних стресів, продуктивності качана. Біометричні параметри, стійкість до хвороб і фенологію генерації вивчали на протязі 1995-1996 років; генерації - 1996-1997 рр.; генерації 35 - 1997-1998 рр.; генерації Б6 - 1998-1999 рр. Гібридні рекомбінантні лінії (в ранніх інцухт-поколіннях - родини), що проявили високу комбінаційну здатність включались до додаткового сортовипробування і додаткового самозапилення за окремими програмами. Кожна родина (неповністю гомозиготна лінія) підлягала біометричним дослідженням в польових та лабораторних умовах. Вибірка складала 20-30 особин.

Схема проведення дослідів була розроблена з урахуванням методичних рекомендацій Л.Н.Каминской (1971), Р.У.Югенхеймера (1979), П.Ф.Рокицкого (1974), В.Г.Вольфа, П.П.Литуна (1980), П.П.Домашнева, Б.В.Дзюбецкого, В.И.Костюченко (1992), М.Я.СагІопе, \У.А.ІІа53е11 (1988,1989). Статистичний аналіз проводився за допомогою комп’ютерних програм "МЭТАТ" та "А^оВаБе".

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Успадкування та мінливість адаптивних ознак кукурудзи в умовах зрошення. Під впливом інцухту відбувається глибока диференціація популяції на біотипи з різною стійкістю до вилягання. Найбільш стійкими до стеблових гнилей у селекційному розсаднику були отримані лінії від самозапилення середньостиглих і середньопізніх форм. В залежності від

скоростиглості батьківських форм вихідного гібриду проявлялась по різному стійкість до цієї хвороби (табл. 1).

Таблиця 1.

Стійкість інцухт-поколінь в Бз - Б5 до стеблових гнилей в залежності від

вихідного матеріалу ( 1995-1998 pp.)

Гібрид Г рупа стиглості Інцухт- ПОКОЛІІІНЯ Кількість родин Ураженість вихідних форм (?/(?), % Розподіл родин за групами ураженості

Група ураженості, % уражених

0- 5.0 5.0- 10.0 10.0- 30.0 >30.0

ДКЗбб/Іх ДК366 Ср X Ср S, 54 5/10 - - 25,0 75,0

S4 49 10/20 - - 30,0 70,0

s5 34 10/20 28,8 2,9 5,9 62,4

F2 х 346 Рс X Ср S3 32 30/10 - 2.5 30,0 67,5

Sj 26 40/10 - - 33,3 66,7

S3 16 40/10 - 18,8 50,0 31,2

MV4 х ДК325 Сс X Ср S3 108 5/5 20,5 7,8 23,2 48,5

S4 91 5/5 33,3 11,1 25,0 30,6

S5 44 10/5 11,1 12,3 50,6 26,0

ДІ-С513 х ДК437 Сії X Сп S3 20 5/5 21,3 12,5 35,0 31,2

s4 16 5/5 33,3 33,4 33,3 -

Si 14 5/5 64,3 - 35,7 -

ДК437хН2 Сп X Рс S3 19 5/30 10,0 45,8 42,6 1,6

S4 15 5/40 25,0 50,0 25,0 -

s5 9 5/40 66,7 33,3 - -

AK427xF2 Сп X Рс S3 22 5/30 22,5 - 43,6 33,9

s* 18 5/40 25,0 - 75,0 -

Si 14 5/40 28,6 - 35,7 35,7

Примітки: Рс - ранньостиглі; Ср - середньоранні; Сс - середньостиглі; Сп -середньопізні.

Із збільшенням числа поколінь інцухту в результаті доборів з бракуванням малоцінних у селекційному відношенні рослин підвищився процент ліній стійких до вилягання. Найбільше їх виявилося в Б5 у популяції отриманої від генетично різнорідного вихідного матеріалу різних груп стиглості ДК437 х Р2 (Аиодент х Лакауне). Ця популяція показала високу стійкість на протязі усього процесу інцухту' аж до 85. Лінії отримані на базі гібридної популяції ДК513 х ДК437 теж були високо стійкими. Значно менший вихід таких ліній був при самозапиленні у гібрида ДК427 х ?2 (Ланкастер х Лакауне), і до того ж, значна частина серед них були сприйнятливими до враження гнилями. Слід відмітити, що найбільша мінливість за цією ознакою спостерігалась серед самозагшлених родин одержаних з використанням гібридів

створених при схрещуванні середньопізніх і середньоранніх ліній з ранньостиглими (ДК427 х ¥2, Р2 х 346), хоча значна диференціація спостерігалась і при самозапиленні більш пізніх обох батьківських форм.

Висота рослин є особливо важливим показником у насінництві, коли необхідно створити оптимальне співвідношення за висотою рослин материнських та батьківських форм. Від третього до шостого самозапилення висота рослин поступово знижувалась майже у всіх популяцій, що пов’язано з депресивним впливом гомозиготизації, але в деяких випадках висота рослин знаходилась на постійному рівні та навіть дещо підвищилась до 86. Такі комбінації більш характерні для середньоранніх та середньостиглих вихідних форм, які мали близько-родинне походження та належали до однієї гетерозисної групи, тому в ранніх інцухт поколіннях ефект домінування у них був в більшій мірі вичерпаний, що призвело до стабільності прояви цієї ознаки (рис. 1).

250.0

200.0

2

0

1 150’°

5

о

а.

| 100,0

о

5

и

50,0 0.0

83 Б4 Б5 $6 .

Інцухт-покоління

Рис.1. Динаміка висоти рослин кукурудзи в 5*...56

Період “сходи-цвітінпя” відіграє важливу роль в процесі розвитку рослин кукурудзи та формування урожаю зерна. Незважаючи на те, що в умовах південного Степу при зрошенні є достатня кількість ефективних температур для росту пізньостиглих гібридів (понад ФАО 600), все ж таки пізньостиглі форми часто потрапляють під дію суховіїв. Найбільш часті вони в липні і на початку серпня і по часу дії співпадають з процесом запліднення та формування зернівки.

Показники генотипової та фенотипової мінливості цієї ознаки варіювали у залежності від комбінації гібриду та покоління інцухту. Коефіцієнт варіації фенотиповий і генотиповий знаходився на порівняно низькому рівні, але коефіцієнт успадковуваності в більшості випадків був на середньому рівні. Характерно, що у родин, виділених з деяких гібридних комбінацій, взагалі не вдалось встановити генотипового різноманіття в четвертому-шостому поколінні самозапилення, хоч потенційно такі комбінації мали велику амплітуду мінливості (табл. 2). Це стосується в першу чергу комбінації ДК 427 х Р2, яка створена за участю ранньостиглої та середньопізньої форми і, безперечно,

“Середньостигла х середньорання — “ Середньопізня х ранньостигла Середньопізня х середньостигла -----Середнє

повина при самозапиленні забезпечити формування контрастних за стиглістю форм, але генотипової мінливості у одержаних родин 84- 86 не було виявлено. Таке явище, можливо, пов’язане з тим, що наведені дані з четвертого інцухт-покоління, а основний етап цілеспрямованого добору пройшов в другому -третьому поколінні. Тому в четвертому циклі самозапилення родини були представлені вирівняним матеріалом, що вкладався у параметри суб’єктивної моделі адаптованого фенотипу.

Таблиця 2

Мінливість періоду “сходи - цвітіння качанів” у родин кукурудзи 84...86

в залежності від типу вихідного гібриду (1996-1999 рр.)

Вихідні форми і група стиглості Інцухт- покоління Яд» 5х, дні УрЬ, % V0 % 1ІГП, дні Н2, %

шіп тах

54 58.2 0,75 3,2 1,5 56 61 46,9

П х 346

(ранньостиглах 55 56,0 0,45 3,2 2,1 50 57 65,6

середньорання) 55,2 0,95 4,2 2,3 53 59 54,8

Э4 56,6 0,51 2,0 0,0 55 58 0,0

ДК427 х VI

(середньопізня X 5.. 55,0 0,86 4,4 0,0 52 58 0,0

ранньостигла) 56,0 0,65 2,3 0,0 54 57 0,0

Успадкування та мінливість ознак продуктивності. Однією з

основних ознак продуктивності кукурудзи є маса зерна з качана. Ця ознака зазнає найбільшого впливу від коливання зовнішнього середовища. В таблиці З показана мінливість маси зерна з качана у інцухт-поколінь різних вихідних гібридів. В залежності від типу схрещувань та групи стиглості батьківських вихідних форм процес мінливості проявлявся по різному.

Таблиця З

Мінливість ознаки ’’маса зерна з качана” у самозапилених ліній 83 -

створених на базі різних гібридів кукурудзи (1995-1999 рр.)

Вихідні форми Г рупа стиглості батьківських форм Інцухт- покоління Масса зерна з качана

X, г 8^ г УрІ„ % V* %

78,5 6,0 20,4 9,5

?г х 346 ранньостигла х 5, 56,6 5,7 17,3 9,1

середньорання в, 64,3 4,7 14,2 10,8

5 г, 54,2 3,7 13,8 11,2

Эз 107,0 7,2 26,0 2,1

ДК427 х 290 середньопізня X середньостигла 69,4 65.3 8.3 7.4 16,3 14.6 6,9 7.3

64.5 6.1 12.7 9.5

Б! 111,2 7,1 33,3 5,1

ДК474 х 092 середньопізня X середньостигла 54 5, 117,4 98,6 4,2 5,8 26,6 18,4 7,2 9,5

5 6 89,9 6.2 16,8 8,7

В шостому інцухт-поколінні у більшості вихідних комбінацій фенотипова мінливість була значно менша ніж у попередніх генераціях, а генотипова у деяких зросла внаслідок того, шо еамозапилені родини з кожною

наступною генерацією поступово вирівнюються, тобто наближаються до гомозиготного стану і диференціація їх стає більш чіткою.

Загальний вигляд динамічного прояву основних статистичних показників ознаки “маса зерна з качана” можна спостерігати на рис. 2. За даними діаграми, по абсолютному прояву цього найбільш важливого компоненту урожайності спостерігається поступове зменшення маси зерна качана від третього до шостого самозапилення.

% Г

Рис.2. Динаміка прояву маси зерна, фепотипової та генотипової МІНЛИВОСТІ В поколіннях

Найбільшою масою характеризувалась шоста група (середньопізні х середньопізні), у якої були більші потенційні можливості за рахунок подовженого вегетаційного періоду, але зниження продуктивності качана у даному випадку також було найбільш послідовним. Фенотипова та генотипова мінливість були значно більшими по другій (середньоранні х середньоранні) та

третій групі вихідних гібридів (середньостиглі х середньоранні). Але до шостого самозапилення коефіцієнти фенотипової та генотипової мінливості різко знижувались. Особливо чітко це явище спостерігається з четвертого до п’ятого поколінь.

Кореляційні зв'язки між кількісними ознаками. На урожайність гібридів, які створені з участю родин третього та п’ятого інцухт-поколінь, більш стабільно впливали висота рослин, кількість зерен в ряду, вихід зерна (рис. 3).

-0.20 0,00 0,20 0.40 0,60 0,80 1.00

п

Збиральна вологість

Маса 1000 зерен

‘ сг:

висота прифшлення гачаиа

[ І Кількість рядів

Кілі ясть зерен а ряду

Рис. 3. Кореляційна залежність урожайності зерна гібридів кукурудзи від морфологічних ознак ліній і 85.

Збиральна вологість мала зворотній зв’язок, що цілком закономірно. Характерно, що з підвищенням рівня гомозиготності родин зменшується зв’язок висоти вихідних ліній і урожайності похідних гібридів. Можливо, це свідчить про існуючий “оптимум” висоти інцухт-ліній, який детерміновано явищем гібридної депресії, тому як високий ріст (менш депресованих), так і низький ріст (значно депресованих) особин в обмежених популяціях може призводити до втрати комбінаційної здатності. Такі ознаки, як діаметр качана, довжина качана, кількість рядів зерен, маса 1000 зерен, висота кріплення качана значно впливали на продуктивність самозапилсних родин в ранніх генераціях і майже

не впливали в пізніх генераціях. Таке явище може призвести до добору в ранніх самозапиленнях гетерозиготних форм. які в подальшому будуть розщеплюватись зі зміною рангу за комбінаційною здатністю.

Селекційна цінність нового вихідного матеріалу та створених на ного базі гібридів кукурудзи. При визначенні показників генотипової мінливості за ознаками урожайності тесткросних гібридів (табл. 4). що були створені на базі ліній третього та п’ятого інцухт-покоління було з’ясовано, що коефіцієнт генотипової мінливості був на середньому рівні і дещо збільшився до

Таблиця 4

Урожайність тесткросних гібридів, похідних родин Яз та ________

Родини вихідного гібриду х тестер X * 5х, ц/га V0 у % % гібридів, що перевищили стандарт Ьіт, ц/га

Родини Бз (середнє за 1995-1996 рр.)

(ДК366/1 х ДК 366) х ДК 365/3 108.6 ±3.9 11.5 58.3 88.0-126.1

(Р2 х 346) х ДК 365/3 100.2 ±9.8 17.1 33.1 86.4-119.3

(ДК 502/17 хДК325)х 346 96.9 ± 6.4 17.4 28.6 71.5-115.6

(МУ4хДК325)х ДК 502/17 103.8 ±2.8 8.2 20.2 88.8-118.0

(ДК 437 х Р2) х 346 99.9 ±5.1 8.8 30.3 93.2-109.8

(ДК 427 х Р2) х ДК365/3 115.5 ±9.0 13.5 48.7 102.0-132.4

Середнє 104.2 ±62 12.8 36.5

НІРоі 5.3

Родини Бз (середнє за 1997-1998 рр.)

(ДК366/1 х ДК 366) х ДК 365/3 98.5 ±2.2 21.3 48.6 71.1-115.4

(Е2 х 346) х ДК 365/3 94.9 ±2.4 13.6 39.6 76.3-111.5

(ДК 502/17 хДК325)х 346 90.3 ± 1.3 17.9 14.8 66.4-108.7

(МУ4хДК325)х ДК 502/17 57.8 ± 2.1 24.4 56.5 67.0-120.3

(ДК 437 х Р2) х 346 86.5 ± 2.5 12.5 31.7 72.1-119.8

(ДК 427 х Р2) х ДК365/3 77.8 ± 1.4 10.0 2.1 67.3-92.3

Середне 84.3 ± 1.9 16.6 32.2

НІР 05 6.2

Середній відсоток гібридів, які перевищили стандарт, був майже на одному рівні (36.5 і 32.2 %). Середня урожайність зменшилась у гібридів, похідних родин 85. Але більш переконливими були дані по тесткросах, які одержані на базі окремих вихідних гібридів. Так, число тесткросів ліній 83, виділених із гібрида ДК 427 х Р2, що перевищили стандарт, сягало 48 %, а у ліній п’ятого самозапилення відсоток таких гібридів знизився до 2.

В гой же час лінії, які походять з гібриду МУ4 х ДК 325, забезпечили кількість гібридів з високим стандартним гетерозисом відповідно 20 (лінії 83) і 56% (лінії 85). Цс свідчить про те, що ефективність добору кращих за комбінаційною здатністю ліній може бути високою як на ранніх так і на пізніх етапах самозапилення, і в значній мірі залежить від генотипу вихідних гібридів.

Характеристика кращих створених гібридів кукурудзи. Основним показником формоутворення є створення нового вихідного матеріалу, що дає можливість синтезувати гібриди кукурудзи з високим конкурсним гетерозисом.

Загальна комбінаційна здатність “обмежених “ гібридних популяцій була більш визначеною при третьому самозапиленні (таблиця 5). Істотна різниця між окремими гібридними популяціями свідчить про те. що гібриди з більш чіткою визначеністю належності до конкретної гетерозисної групи дають більш прогнозовані результати схрещувань в ранніх інцухт-поколіннях. Так у родин виділених із сестринського гібриду МУ4 х ДК325 ефекти загальної комбінаційної здатності були значно вищими ніж у родин 85. Специфічна комбінаційна здатність підвищилась у більшості вихідних гібридних комбінацій від третього до п’ятого самозапилення.

Таблиця 5

Комбінаційна здатність самозапилсних родин Б3 та Б; по урожайності зерна

Вихідна комбінація 5, в.,

1995-1996 рр. 1997-1998 рр.

ефекти ЗКЗ варіансп СКЗ ефекти ЗКЗ варіансп СКЗ

ДК 366/1 х ДК 366 0.5 131.8 -2.7 126.0

¥2 х 346 -12.1 0.8 -1.3 32.1

ДК 502/17 хДК325 -3.8 2.8 -177 23.4

М\'4 х ДК 325 15.5 17.3 1.9 162.7

ДК 437 \Р2 -4.6 110.3 1.4 31.5

ДК 427 х П 4.5 57.8 2.4 20.9

НІР,,, 3.7 4.2

Лінія Х-403-5-5813 (виділена з Б3 гібриду ДК502/17 х ДК325), що проявила високу комбінаційну здатність і адаптивні ознаки, була залучена до складу нового гібриду Борисфен 380 МВ, який було передано до державного сортовипробування в 1998 році. Гібрид кукурудзи Борисфен 380 МВ належить до середньостиглої групи, визначається високим рівнем урожайності і основних господарських ознак. Він характеризується високою стійкістю до основних грибних захворювань, високою стійкістю до вилягання, збиральна вологість

зерна у нього значно нижча стандарту. За результатами державного випробування гібрид Борисфен 380 МВ було занесено до Державного реєстру сортів рослин України на 2001 рік. За основними показниками якості зерна цей гібрид не поступався стандарту, а за показниками вмісту протеїну в стиглому зерні перевищував стандарт на 0.9 % (табл.6).

Таблиця 6

Господарські та біологічні властивості гібриду Борисфен 380 МВ

Показник Дніпровський 310 МВ (стандарт) Борисфен 380 МВ

1997 р. 1998 р. середнє 1997 р. 1998 р. ссреднс

Урожайність зерна при 14% вологості, ц/га 98.1 87.3 92.7 115.4 104.0 109.7

Довжина періоду від сходів до цвітіння, дні 56 61 58 59 61 60

Вологість зерна, % 35.0 26.2 30.6 32.0 23.5 27.8

Вміст протеїну у стиглому зерні, % 9.2 9.5 9.4 9.9 10.6 10.3

Ураження пухирчатою сажкою на штучному фоні, % 3.1 1.3 2.2 2.2 1.1 1.7

Гібрид Борисфен 380 МВ належить до групи помірно інтенсивних гібридів. Вивчення його реакції на зміну рівня агрофону показало, що він реагує дещо слабкіше, ніж такі гібриди як Перекоп СВ та Борисфен 433 МВ, але цілком адекватно.

ВИСНОВКИ

1. Самозапилення гібридів кукурудзи, що створені на основі різного за походженням і ступенем генотипової віддаленості лінійного матеріалу, призводить до характерних відмінностей в успадкуванні ознак та формотворчому процесі. На прояв мінливості і успадковуваності значно впливає інцухт-покоління створюваних ліній.

2. Серед адаптивних ознак велике значення в умовах зрошення має стійкість до грибних захворювань. Найкращу групову стійкість показали лінії, що були отримані на базі селекційного матеріалу, де вихідними формами були середньостиглі зразки. Ступінь стійкості до хвороб одного з батьківських компонентів вихідних гібридів визначає межі формоутворення по цьому показнику в наступних інцухт-поколіннях.

3. Ефективність відбору стійких до стеблових гнилей генотипів більша в пізніх інцухт-поколіннях. Відбір на стійкість до пухирчастої сажки необхідно проводити в ранніх генераціях самозапилення. Жорстке бракування з ранніх поколінь дає змогу підвищити частоту стійких форм до пухирчастої сажки.

4. Середня висота рослин кукурудзи під впливом самозапилення поступово знижується, і особливо це явите характерне для генетично-віддалених компонентів схрещування. Для більшості гібридних комбінацій генотипічна мінливість істотно вичерпується від Б; - 54.

5. Мінливість періоду “сходн-цвітіння’' тісно пов’язана з загальною адаптивною здатністю генотипів кукурудзи. Під впливом добору генотипова

мінливість швидко вичерпусться і вже в інбредних родин четвертого покоління може бути повністю вичерпана.

6. Маса зерна з качана - ознака досить проста в біометричній оцінці та легко підлягає візуальному і аналітичному добору. По цьому показнику необхідно проводити добори в більш пізніх генераціях самозапилення. Ранні інцухт-поколіния мають високі показники мінливості, але частка генотипної мінливості в загальній варіації вагомо зростає до шостого самозапилення.

7. Ознаки “довжина" та “діаметр качана” досить стабільно проявляли мінливість і успадковуваність в різних інцухт-поколіннях. Коефіцієнти варіації і успааковуваності знаходились на середньому і низькому рівнях. На прояв цих ознак більше впливали генотипи компонентів схрещування вихідних гібридів. За кількістю рядів і кількістю зерен в ряду качана більша різноманітність форм спостерігалась у ранніх поколіннях самозапилення.

8. Кореляційні зв’язки кількісних ознак самозапилених родин в більшій мірі пов’язані з інцухт-поколінням, ніж з генетичними особливостями вихідних гібридів. Особливу увагу при доборі необхідно приділяти висоті рослин, діаметру качана, масі 1000 зерен, кількості рядів зерен.

9. Загальна комбінаційна здатність самозапилених ліній, виділених із “обмежених” гібридних популяцій, була більш значною в ранніх поколіннях інбридингу. Істотна різниця між окремими гібридними популяціями свідчить про те, що гібриди з більш чіткою визначеністю належності до гетерозисної групи дають більш прогнозовані результати схрещувань в ранніх інцухт-поколіннях. Специфічна комбінаційна здатність збільшується від третього до шостого самозапилення.

10. Проведені відбори дозволили виділити лінії з рядом цінних господарських ознак (Х-403, Х-407 та ін.). Прискорена і комплексна оцінка ліній можлива при ранніх доборах. Отримані лінії з ранніх інбредних поколінь раніш залучаються до широкого циклу схрещувань і до конкурсних випробувань, що дає змогу в короткий термін отримувати гібриди з високим конкурсним гетерозисом.

11. Створені на базі нового вихідного матеріалу гібриди кукурудзи характеризуються високою продуктивністю і адаптованістю до умов зрошення. Гібрид Борисфен 380 МВ, що включає в родовід лінію Х-403, успішно пройшов державне випробування і занесений до Державного реєстру сортів рослин України. Він належить до помірно інтенсивного типу і його рекомендується вирощувати в умовах зрошення Південного Степу. За основними показниками якості зерна він не поступається стандарту, а за показниками вмісту протеїну в зерні - перевищує стандарт.

12. Занесений до Державного реєстру сортів рослин України ранньостиглий гібрид Борисфен 191 МВ рекомендується для виробництва в умовах зрошення і суходолу Південного Степу. Збирання його на зерно проходить в третій декаді серпня, що дозволяє висівати після його збирання озимі культури.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ ТА ВИРОБНИЦТВА

1. З метою створення нового вихідного матеріалу кукурудзи доцільно проводити добори з ранніх генерацій самозапилення за ознаками: стійкість до пухирчастої сажки, висота кріплення качана, тривалість вегетаційного періоду,

довжина зернівки, кількість рядів зерен, кількість зерен в ряду. З пізніх інцухт-поколінь (S5 - S6 ), більш ефективними будуть добори за ознаками: стійкість до стеблових гнилей, маса зерна з качана.

2. Вивчення комбінаційної здатності необхідно проводити з ранніх генерацій самозапилення (S3 ), що дає змогу більш прискорено отримувати новий цінний матеріал. Вихідні гібриди з чіткою визначеністю належності до гетерозисної групи дають більш прогнозовані результати схрещувань.

3. В селекційній роботі рекомендується використовувати нові лінії X 403, X 407, що характеризуються високою комбінаційною здатністю, високими адаптаптивними властивостями і які передані до Національного центру генетичних ресурсів України.

4. Для більш ефективного використання біокліматичного потенціалу південної частини Степу України виробництву рекомендується до впровадження нові гібриди кукурудзи Борисфен 191 MB і Борисфен 380МВ, які мають певні показники високої пристосованості до грунтово-кліматичних умов і технологічного забезпечення на даному рівні розвитку агропромислового комплексу.

СПИСОК ОСНОВНИХ ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Сорти та гібриди сільськогосподарських культур Інституту зрошуваного землеробства / Писаренко В.А., Орлюк А.ІІ., Лавриненко Ю.А., Зінченко В.О., Бондаренко В.В., Колот В. В., Тищенко О.Д., Свиридов О. В., Воєвода Н.В., Немоловська Т.Б. - Херсон: Нічлава, 1998. - 95 с.

2. Селекция и семеноводство кукурузы на орошаемых землях / Ю.А. Лавриненко, В.В. Бондаренко, В.А. Зинченко, В.Я. Польской. - Херсон: Айлант, 2000,- 115 с.

3. Зінченко В.О. Мінливість господарсько-цінних ознак в інцухт-поколіннях гібридів кукурудзи в умовах зрошення півдня України // Збірник наукових праць Інституту зрошуваного землеробства. - 1997. - №1. - С. 122-126.

4. Зінченко В.О. Стійкість гібридів кукурудзи до ураження пухирчастою сажкою та стебловими гнилями в залежності від скоростиглості // Збірник наукових праць Інституту зрошуваного землеробства. - 1997. - №1. - С.127-129.

5. Зинченко В. А., Лавриненко Ю.А., Гудзь Ю.В. Изменчивость хозяйственно-ценных признаков в инцухт-поколениях гибридов кукурузы в условиях орошения юга Украины // Таврійський науковий вісник. - 1997. - Вип.

l.-C. 631-632.

6. Лавриненко Ю.О., Бондаренко В.В., Зінченко В.О. Зниження ресурсомісткості продукції при вирощуванні кукурудзи на зерно у Південному Степу України // Таврійський науковий вісник. - 1997. - Вип.2. - С. 39 - 42.

7. Зінченко В.О., Лавриненко Ю.О.. Польський В.Я. Формоутворчий процес в гібридах кукурудзи різних інцухт-поколінь // Таврійський науковий вісник. - 1997. - Вип. 2. - С. 43-47.

8. Лавриненко Ю.А., Зинченко В.А. Селекция кукурузы для условий. орошения южной Степи Украины // Бюлетень інституту зернового господарства. - 1997. - jY"3 (5). - С. 35-37.

9. Зінченко В.0., Лавриненко Ю.О. Кукурудза на зрошенні. Стійкість генотипів до ураження пухирчастою сажкою та гниллю стебла // Захист рослин. -1998. - №2. - С. 10-11.

10. Лавриненко Ю.О., Зінченко В.О. Динаміка параметрів генетичної мінливості висоти прикріплення качана кукурудзи в залежності від інцухт-поколінь та типу вихідних гібридів // Збірник наукових праць Інституту зрошуваного землеробства. - 1999. - Л» 2. - С. 130-134.

11. Лавриненко Ю.О., Зінченко В.О., Бондаренко В.В. Динаміка параметрів генетичної мінливості висоти рослин кукурудзи в залежності від інцухт-поколінь та типу вихідних гібридів // Таврійський науковий вісник. -

1999.-Вип. 10.-С. 11-15.

12. Шляхи зниження ресурсомісткості при вирощуванні кукурудзи на зерно у південному Степу України / Ю.О. Лавриненко, В.О. Зінченко, В.В. Бондаренко, В.Я. Польський // Аграрний вісник Причорномор’я. - 1999. -№3(6). -С. 67-72.

13. Лавриненко Ю.А., Зинченко В.А. Селекционные аспекты снижения ресурсоемкости продукции при выращивании кукурузы на зерно в южной Степи Украины // Сборник научных трудов Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. - Краснодар, 1999. - С.341 - 345.

14. Лавриненко Ю.О., Зінченко В.О. Напрями селекції кукурудзи для умов зрошення південного Стегіу України // Вісник аграрної науки. - 2000. - Спец, вип. - С. 11 - 13.

15. Борисфен 191 МВ: А. с. на сорт рослин. Кукурудза. Україна. / В.О. Зінченко, Б.В. Дзюбецький, В.І. Костюченко, Л.І. Волошина, В.Ю. Черчель, Ю.О. Лавриненко, Ю.В. Гудзь, М.1. Кліментьєва, Л.Г. Маслова, В.В. Бондаренко, Н.В. Дзюба - № 765; Заявлено 06. 12. 95 за № 98004001; Зареєстровано в Реєстрі сортів рослин України в 1999 році.

16. Борисфен 380 МВ: А. с. на сорт рослин. Кукурудза. Україна. / В.О. Зінченко, Б.В. Дзюбецький, В.Ю. Черчель, Ю.О. Лавриненко, С.М. Ангонюк, В.В. Бондаренко, В.Я. Польський - № 1175; Заявлено 25. 11. 97 за № 98004040; Зареєстровано в Реєстрі сортів рослин України в 2000 році.

17. Лавриненко Ю.О., Зінченко В.О. Вплив темпів розвитку батьківських форм кукурудзи на структуру генотипічної мінливості різних інцухт-поколінь кукурудзи // Матеріали міжнародної конференції "Онтогенез рослин в природному та трансформованому середовищі''. - Львів: Сподом. - 1998. - С. 63

- 65.

18. Лавриненко Ю.О., Зінченко В.О. Селекційно-генетичні аспекти підвищення стійкості виробництва зерна кукурудзи в умовах зрошення // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції ’’Землеробство XXI століття - проблеми та шляхи вирішення” (8-10 червня, Київ-Чабани, 1999).-Київ: «Нора-прінт». -1999. -С. 198- 199.

19. Бондаренко В.В., Зінченко В.О., Лавриненко Ю.О., Польський В.Я.

Агроекологічні проблеми зниження ресурсомісткості продукції при вирощуванні кукурудзи на зерно у південному Степу України //. Збірник наукових праць ХДПУ. Метода. Випуск “Фальцфейнівські читання”. - Херсон: Айлант. - 1999. - С.19-23.

20. Лавриненко Ю.О., Зінченко В.О. Мінливість селекційно-генетичних показників в залежності від вихідних гібридів та інцухт-поколінь кукурудзи в умовах зрошення // Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва: Тези доповідей Міжнародної конференції, присвяченої 90-річчю Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр’єва. -Харків.-1999. - С. 165 - 166.

21. Концепція збільшення виробництва зерна кукурудзи в Херсонській області / Гамаюнова В.В., Писаренко В.А., Філіп’єв І.Д., Малярчук М.П., Лавриненко Ю.О., Зінченко В.О., Писаренко П.В., Сіденко В.П., Касьянов І.П., Бондаренко В.В., Польський В.Я. -Херсон: Вид-во “Айлант”, 1999. - 18 с.

22. Лавриненко Ю.О., Зінченко В.О. Кукурудза // Методичні рекомендації по ефективному використанню зрошуваних земель в господарствах Херсонської області у 2000 році. - Херсон: Айлант. -С. 35 - 38.

23. Зінченко В.О., Лавриненко Ю.О. Селекційно-генетичні аспекти створення вихідного матеріалу кукурудзи для умов зрошення Південного Степу // Наукові проблеми виробництва зерна в Україні та сучасні методи їх вирішення. Тези доповідей наук.-практ. конфер. мол. вчених і спеціалістів. -(Під ред. Є.М.Лебідя, Б.В.Дзюбецького, В.С.Цикова та т.). - Дніпропетровськ. —

2000. - С. 58 - 59.

Анотація

Зінченко В.О. Мінливість та селекційна цінність різних генерацій самозапилення гібридів кукурудзи в умовах зрошення південної зони Степу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 - селекція і насінництво.

- Інститут зернового господарства УААН, Дніпропетровськ, 2000.

В умовах зрошення південного Степу України було вивчено характер і тип мінливості ознак продуктивності в різних інцухт-поколіннях (З3 — 86) різних за генотипом гібридів кукурудзи, створених на базі сестринських та віддалених форм. Створені нові генетичні джерела цінних кількісних ознак, доведена перспективність їх застосування в синтетичній селекції. Визначені кореляційні залежності між окремими ознаками і показана ефективність добору вихідних форм за ознаками: продуктивності, висоти рослин, висоти

прикріплення качана, стійкості до основних хвороб. Створено ряд ліній кукурудзи, що характеризуються високою комбінаційною здатністю, високою стійкістю до впливу факторів середовища. На гібрид Борисфен 380 МВ, що створено з участю однієї з виділених ліній (Х-403), отримано авторське свідоцтво України. Визначено реакцію нових гібридів на вплив середовища та зміну рівня агрофону.

Ключові слова: кукурудза, самозапилена лінія, тестерний гібрид, успадковуваність, мінливість, зародкова плазма, адаптивність.

Аннотация

Зинченко В.А. Изменчивость и селекционная ценность различных генераций самоопыления гибридов кукурузы в условиях орошения южной зоны Степи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.05 - селекция и

семеноводство. - Институт зернового хозяйства УААН, Днепропетровск, 2000.

В условиях орошения южной Степи Украины изучен характер и тип изменчивости признаков продуктивности в различных инцухт-поколениях (S3 S6) различных по генотипу гибридов кукурузы, созданных на базе сестринских и отдаленных форм. Было определено, что признаки “длина" и “диаметр початка" стабильно проявляли изменчивость и наследуемость в различных инцухт-поколениях. Коэффициенты вариации и наследуемости находились на среднем и низком уровнях. На проявление этих признаков больше влияли генотипы компонентов скрещивания исходных гибридов. По количеству рядов и количеству зерен в ряду большее разнообразие форм наблюдалось в ранних поколениях самоопыления. Созданы новые генетические источники ценных количественных признаков, показана перспективность их применения в синтетической селекции. Определены корреляционные зависимости между отдельными признаками и показана эффективность отбора исходных форм по признакам: продуктивности, высоты растений, высоты прикрепления початка и устойчивости к основным болезням. Корреляционные связи количественных признаков самоопыления семей в большей мере связаны с инцухт-поколениями, нежели с генетическими особенностями исходных гибридов. Создано ряд линий кукурузы, которые характеризуются высокой комбинационной способностью, высокой устойчивостью к влиянию факторов среды. Общая комбинационная способность самоопыленных линий выделенных из “ограниченных” гибридных популяций была более значимой в ранних поколениях инбридинга. Существенная разница между отдельными гибридными популяциями свидетельствует о том, что гибриды с более четкой определенностью принадлежности к гетерозисной группе дают более прогнозируемые результаты скрещивания в ранних инцухт-поколениях. Специфическая комбинационная способность увеличивается от третьего к шестому самоопылению. Проведенные отборы позволили выделить линии с рядом ценных хозяйственных признаков (Х-403. Х-407 и др.). Ускоренная и комплексная оценка линий возможна при ранних отборах. Полученные линии с ранних инбредных поколений раньше привлекаются к широкому циклу скрещиваний и к конкурсному испытанию, что позволяет в более короткий период получать гибриды с высоким конкурсным гетерозисом. На гибрид Борисфен 380 MB, который создан с участием одной из выделенных линий (Х-403), получено авторское свидетельство Украины. Определена реакция новых гибридов на влияние среды и смену уровня агрофона.

Ключевые слова: кукуруза, самоопыленная линия, тестерный гибрид,

наследуемость, изменчивость, зародышевая плазма, адаптивность.

Summary

Zinchenko V.A. Variability and selection value of different generation families of self-pollinated corn hybrids in conditions of irrigation of a Southern zone of Steppe of Ukraine. - Manuscript.

Thesis is for a candidate of agricultural sciences degree by specialty

06.01.05 - Breeding and Seedproduction. - The Institute of grain farm of Ukrainian Academi of Agrarian Sciences, Dnepropetrovsk. 2000.

In conditions of irrigation of southern Steppe of Ukraine the character and type of variability of efficiency attributes in various inbred-generations (S3 - S6) various behind a genotype of the corn hybrids created on base sister and the remote

forms was investigated. The new genetic sources of valuable quantitative attributes are created up perspective of their application in synthetic selection is shown. Correlative dependence between separate attributes are determined and effectiveness of selection of the initial forms (behind following attributes: height of plants, height of fastening of cob, stability to the basic illnesses and attributes of efficiency) is shown. A number of com lines is created, that are characterized with high ability of combination, high stability to influence of the environment factors. The copyright certificate of Ukraine is received on a hybrid Borisfen 380 MR, which is created with participation of one of the allocated lines (X-403). The reaction of new hybrids to influence of environment and change of a level agricultural ground is determined.

Key words: com, inbred line, testcross hybrid, heritability, variability, germ plasma, adaptive ability.

Підписано до друку 17.11.00. Формат 60 х 84 1/16 Папір офсетний. Гарнітура літературна. Друк ізографія. Умовн.-друк. арк.1. Наклад 100 прим.

Друк здійснено з готових оригіналів макетів у видавництві “Айлант”. Технічний редактор С.Г.Дудченко

73000 Україна, м. Херсон, пров.Пугачова, 5/20