Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изменчивость, наследуемость и экологическая стабильность количественных признаков иммунных форм озимой ржи и их использование в селекции

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Изменчивость, наследуемость и экологическая стабильность количественных признаков иммунных форм озимой ржи и их использование в селекции"

ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

Скорик Володимир Вікторович

УДК:631.52:631.14.

Мінливість, успадкування і екологічна стабільність кількісних ознак імунних форм озимого жита та використання їх в селекції

Спеціальність: 06.01.05. - селекція та насінництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

ОД

Київ-1998

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в лабораторії' селекції озимого жита Носівської селекційної дослідної станції Інституту агроекології та біотехнології УААН гга в лабораторії круп’яних культур Інституту землеробства УААН в 1994-97рр.

Науковий керівник. Тараненко Любов Калинівна,

доктор біологічних наук, професор

Офіційні опоненти: Чучмій Іван Петрович, доктор с.-г. наук, професор, зав.кафедрою рослинництва та селекції Уманської сільськогосподарської академії,

Жемонда Віталій Леонідович, кандидат с.-г. наук, доцент кафедри генетики, селекції та насінництва Національного аграрного університету

Провідна установа: Інститут рослинництва ім.В.Я.Юрьєва (м.Харків)

Захист дисертації відбудеться 26 травня 1998 року о 10 годині па засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.0]. при Інституті землеробства УААН.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту землеробства УААН.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: Україна, 255205, смт.Чабани Киево-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

Автореферат розісланий 24 квітня 1998 року.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради кандидат с.-г. наук

Актуальпість теми

Озиме жито - цінна зерпова культура. Серед зернових злаків воно характеризується високою зимостійкістю та невибагливістю до умов вирощування, є цінним попередником під просапні культури, особливо картоплю, забезпечує ранній зелений корм для худоби. Житній хліб має високі смакові якості, повноцінний амінокислотний склад і за багатьма показниками не поступається пшеничному. Генетичний потенціал урожайності існуючих сортів жита становить близько 10 т/га, але реалізується він лише в межах до 80%. Це пов’язано з недотриманням технологій вирощування та низькою стійкістю сортів до біотичних та абіотичних чинників.

В сучасних умовах для забезпечення стабільності врожайності озимого жита вирішальним Створення сортів та гібридів, стійких до несприятливих факторів середовища, хвороб та шкідників. У зв’язку з залучепням в селекційні програми донорів домінантної короткостеблості озимого жита, змінилася архітектоніка рослин, і, як наслідок, надзвичайно загострилась проблема пгкодочинності грибкових захворювань. Найбільш поширеними хворобами озимого жита є снігова пліснява, борошниста роса, бура листова та лінійна стаблева іржа, фузаріози. Ці хвороби вражають листки, стебла, листкові піхви, колос, що позначається на продуктивності фотосинтезу та врожайності зерна озимого жита. Шкодочинність грибкових хвороб досить висока і досягає 60%. Не зважаючи на дослідження в цьому напрямку у Польщі, Німеччині, Чехії, Білорусі, Росії, Україні, проблема генетичної стійкості домінантно-короткостеблого жита до грибкових хвороб залишається актуальною. Особливості генетичної мінливості, успадкування, взаємообумовленості кількісних ознак і врожайності зерна та стабільності їх прояву в різних умовах вирощування вивчені недостатньо, тому актуальним залишається визначення генетичних параметрів селекційних ознак в динаміці протягом поколінь.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Досліди по темі дисертаційної роботи проводилися відповідно до завдання 1.01 (0194у006041): «Розробити методи генетичного вдосконалення озимого жита на основі створення донорів короткостеблості, крупності зерна, імунітету до борошнистої роси, бурої та стеблевої іржі, створення донорів та гібридів з врожайністю 7-8 т/га на диплоїдному та тетраплоїдному рівні», яке входить до проекту «Зерно»: Розробити і освоїти комплексні системи виробництва зерна на основі створення високопродуктивних імунних сортів та освоєння екологічно чистих технологій вирощування зернових культур.

Мета досліджень.

Метою досліджень було вивчення особливостей генетичної мінливості, успадкування, кореляцій та екологічної стабільності кількісних ознак та врожайності зерна; виявлення джерел стійкості до снігової плісняви, борошнистої роси, бурої та стеблевої іржі; створення принципово нового вихідного матеріалу з комплексом ознак стабільності і врожайності, та нових високопродуктивних імунних сортів жита.

Завданнями досліджень передбачалося:

- вивчити особливості генетичної мінливості, успадкування та кореляцій кількісних ознак і врожайності синтетичних популяцій озимого жита;

- створити новкй вихідний матеріал у вигляді генетичних джерел комплексної стійкості до снігової плісняви, борошнистої роси, бурої та стеблевої іржі і стабільним проявом цих ознак;

- виявити особливості параметрів стабільності, екологічної пластичності, генотип-серсдовшцної взаємодії кількісних ознак і врожайності жита в різних екологічних умовах вирощування;

- порівняти існуючі методики визначення параметрів екологічної пластичності і рекомендувати кращі з них для практичного застосування в селекції культури;

- вдосконалити методи селекції жита на високу врожайність та стабільність.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в:

- виявленні особливостей мінливості, успадкування, генетичних взаємозв’язків і екологічної стабільності кількісних ознак, що обумовлюють урожайність у імунних форм озимого жага;

- вдосконаленні методів селекції на покращення кількісних ознак та врожайності;

- виявленні переваг методів оцінки екологічної пластичності й стабільності та придатності їх для застосування в селекції озимого жита;

- створенні принципово нового вихідного матеріалу у вигляді генетичних джерел стійкості до грибкових хвороб з високою їх врожайністю;

- створенні патентоздатного короткостеблого диплоїдного сорту озимого жита Арфа.

Практичне значення одержаних результатів.

- створений новий короткостеблий сорт-синтетик жита Арфа, який забезпечив переваги за рівнем врожайності на 0,29т/га, характеризується високою стійкістю до борошнистої роси та снігової плісняви і толерантний до іржастих грибів;

- виявлені 8 джерел стійкості до снігової плісняви, борошнистої роси, бурої і стеблевої іржі є принципово новим вихідним матеріалом для створеїшя нового покоління імунних до хвороб з стабільною врожайністю сортів;

- наукова інформація про особливості мінливості, успадкування та кореляцій кількісних ознак рекомендується для вдосконалення методів добору озимого жита на врожайність;

- вдосконалені методи селекції озимого жита забезпечують підвищення її ефективності.

Особистий внесок здобувана.

Здобувач приймав участь в розробці програм та проведенні польових і лабораторних дослідів, імунологічних оцінок. Автором виділено новий вихідний матеріал з груповою стійкістю до грибкових хвороб та комплексом господарсько-цінних ознак; створено провокаційно-інфекці йиий фон; проведено статистичний аналіз експериментальних даних, узагальнені результати досліджень. Співавторство у створенні сортів Воля та Арфа - відповідно 5% та 30%.

Апробація результатів дисертації

Основні результати проведених досліджень доповідались на Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених та спеціалістів «Наслідки наукових пошуків молодих вчених-аграрників в умовах реформування АІЖ», (Чабани, 1996) та на Міжнародному симпозиумі «Методологические основі

формирования, ведения и использования коллекций генетических ресурсов растений”, (м.Харків, 1996).

Публікації По матеріалах дисертаційної робота опубліковано 12 наукових праць у фахових виданнях, б з яких тези доповідей, та отримано 1 авторське свідоцтво на сорт озимого жита.

Обсяг і структура дисертації Дисертаційна робота викладена на 216 сторінках машинописного тексту, містить 43 таблиці, б рисунків, 50 додатків. Складається із вступу, 8 розділів, висновків і рекомендацій для практичної селекції та виробництва. Список використаних джерел літератури включає 344 назви, в т.ч. 54 англійського мовою.

Положення, які виносяться на захист

1. Новий вихідний матеріал генетичних джерел стійкості до грибкових хвороб.

2. Особливості мінливості, успадкування та кореляцій кількісних ознак і врожайності після добору на імунітет.

3. Методики визначення параметрів екологічної стабільності та генотип-середовищної взаємодії.

4. Визначення напрямку селекції на врожайність методом дивергентних доборів.

5. Новий патентоздатний сорт Арфа.

Зміст роботи

Розділ 1. Сучасний стан селекційно-генетичних досліджень в озимого жита

В розділі наведено короткий аналіз результатів досліджень вчених по імунітету рослин та застосуванню інфекційних фонів в селекції сільськогосподарських культур, в тому числі і жита; по вивченню мінливості, успадкування і кореляцій кількісних ознак рослин; викладено деякі особливості та застосування в селекції різних методик визначення параметрів екологічної пластичності і стабільності; наведено приклади застосування дивергентного добору в селекційно-генетичних дослідженнях.

Розділ 2. Умови та методика проведення дослідів.

Носівська селекційна дослідна станція (НСДС) та дослідне господарство “Чабани” (ДГЧ) де проводилися досліди, знаходяться в північній частині Лісостепу України. Клімат зони помірно м’який, теплий, з достатнім зволоженням - до 550-600мм опадів на рік. Грунтові та кліматичні умови даних господарств відрізняються мало.

Імунологічні оцінки селекційних зразків проводилися на провокаційно-інфекційному фоні з літніми строками посіву - схема розміщення рослин 30 х 5 см., а застосування мінеральних добрив та хімічних засобів захисту рослин виключене.

Рослини з симптомами враженім борошнистою росою та іржастими грибами видалялися до цвітіння, а з реакцією надчутливості до іржі - перезапилювалися вільно, після чого підлягали повному структурному аналізу по ознаках висоти рослин (см.), продуктивної кущистості (шт.), довжини колоса (см.), числа квіток та

числа зерен в колосі (пгг.), озерненості (%) та щільності колоса (шт/см.), маси зерна з колоса та рослини (г), маси 100 зерен з рослини (г), числа зародкових корінців -ЧЗК (шт.). Рослини без симптомів враження пересаджувалися на окремі клумби, де перезапилювалися обмежено під бязевими ізоляторами.

В 1995-97рр. було проведено екологічне випробування аналогів популяцій озимого жиіа після добору на стійкість до хвороб та без нього в трьох екологічних точзсах: 1 - на провокаційно-інфекційному фоні з літнім строком посіву (НСДС), 2 -на звичайному фоні (НСДС), 3 - на звичайному фоні (ДГЧ). Для визначення параметрів екологічної стабільності та генотип-середовшцної взаємодії, застосовано такі методики: Соболева Н.А.(1980) - і/2, ЕЬеіііаЛ, Иш5е1(1966) -5^ Ьі, 55, Трошина Л.Щ1973) - г„ Хотылева Л.В., Тарутина Л.А.(1982) - Ж. Статистична обробка експериментальних даних проведена на ПК методами варіаційної статистики по Рокицькому П,Ф.(1973), Фолконеру Д.(1985).

Розділ 3. Застосування літніх посівів у селекції озимого жита на імунітет

За три цикли спрямованих доборів на імунітет до грибкових хвороб з ЗО синтетичних популяцій озимого жита на штучному провокаційно-інфекційному фоні було виділено 7 популяцій, які не вражалися сніговою пліснявою взагалі та 15, які вражалися цим патогеном менше ніж на 5%. Відібрано 8 синтетичних популяцій різного генетичного походження, які поєднували в собі ознаки стійкості та відносно високої врожайності, які залучені для більш поглибленого вивчення, а саме: Рз_ 5Струна х Кобра, Імунер 76, Інтеркрос(розеточний кущ), 1нтеркрос(еректний кущ), ВПК(Н1), Рп-іяДеснянка 22 х Чернігівське, Г^ьРйка х (РгРйка х /Р2Вапае х [Р2(Г2КиМго х Ралсете)] х [Р^Ки^о х ^Болгарське низькостебле х Саратовське 4)]/} та Кобра. Аналоги цих популяцій вирощувалися на просторово ізольованих ділянках з оптимальними строками посіву, де проводилися спрямовані добори на покращення кількісних ознак структури врожаю.

Таблиця 1.

Характеристика джерел та донорів стійкості озимого жита до грибкових хвороб.

Назва популяції Наявність стійкості до

РиБапшп піуаіе ЕіувірЬе КгатіпІБ Рнссіпіа (Іізрегеа Риссіпіа ягатіїш

Р І нгеркрос( розет. кущ)х Кобра *

Р5Струна х Кобра *

РбАёашз х Струна * * * *

РбЕров х Струна * *

Р6НУР х Струна *

РізРеІка х (РгКшНо4 х Імунер 76) *

Р,8Верхшчське 322 х Імунер 76 * *

Рі9Десііянка 22 х Чернігівське * *

Імунер 76

Кобра * * * *

Жорсткі умови провокаційно-інфекційного фону впливати на зимостійкість рослин та сприйнятливість їх до снігової плісняви. Субпопуляції, які пройшли попередню селекцію на імунітет зимували краще, хоча різниця між аналогами неістотна. Також встановлено збільшення числа стійких до борошнистої роси рослин після добору на комплексну стійкість до хвороб. Внаслідок проведених доборів створено 8 нових джерел стійкості до грибкових хвороб та відновлено втрачену стійкість донорів Імунер 76 та Кобра (табл.1).

Створені джерела стійкості використовуються в лабораторії селекції озимого жита Носівської селекційної дослідної станції для створення нового покоління синтетичних сортів з високою стійкістю до хвороб. Вихідний матеріал пропонується для використання в селекційних програмах інших науково-дослідних установ.

Розділ 4 . Мінливість та успадкування кількісних ознак озимого жата при селекції на комплексну стійкість до грибкових хвороб

Найбільш мінливими виявилися ознаки продуктивної кущистості, маси зерна з рослини та маси зерна з колоса. Інші вивчені кількісні ознаки були середньоміпливими з коефіцієнтами варіації до 20% (табл.2.). Штучно створені субпопуляції після добору на імунітет змінили свою генетичну структуру та середнє значення кількісних ознак. Встановлено, що мінливість та розмах варіювання вивчених ознак зростали під впливом спрямованого добору на стійкість до грибкових хвороб.

Таблиця 2.

Середні та мінливість кількісних ознак озимого жита, 1995-97рр.

Кількісні Добір на стійкість до Добір на врожайність

хвороб і врожайність

ознаки X У,% X У,%

Висота рослин, см, (1) 116,49 10,18 110,08 8,09

Продукт. Кущистість,шт (2) 18,73 54,57 13,00 37,50

Довжина колоса, см. (3) 11,16 14,39 10,82 12,24

Число квіток в колосі, шт (4' 69,59 14,10 68,59 11,39

Число зерен в колосі, шт (5) 59,00 18,70 60,93 13,82

Озерненість колоса,% (6) 85,31 12,67 88,96 8,30

Щільність колоса, шт/см. (7) 3,17 14,35 3,09 11,03

Маса зерна з колоса, г (8) 1,62 28,84 2,13 20,81

Маса зерна з рослини, г (9) 30,30 57,18 26,78 39,68

Маса 100 зерен,г (10) 3,53 19,34 4,27 13,30

При цьому середні значення ознак висоти рослин, продуктивної кущистості, довжини колоса, числа квіток в колосі, щільності колоса та маси зерна з рослини збільшилися, а знизились - число зерен в колосі, озерненість, маса зерна з колоса та маса 100 зерен з рослини.

Коефіцієнти успадкування кількісних ознак в широкому розумінні переважно знижуються під впливом такого добору. Найвищі коефіцієнти успадкування в вузькому розумінні встановлені у ознак висоти рослин та крупності зерна, а інші

кількісні ознаки вивчених синтетичних популяціях мають диференційовані показники успадкування.

В цілому спрямовані інтенсивні добори на імунітет на провокаційно-інфекційному фоні з літніми строками посіву сприяли збільшенню мінливості кількісних ознак та створили умови для проведення ефективних доборів стійких до хвороб рослин за елементами структури врожаю.

Розділ 5. Кореляції кількісних ознак у короткостеблого озимого жита

В наших дослідах застосовано метод кореляційних плеяд для визначення взаємообумовленості між кількісними ознаками та врожайністю зерна в синтетичних популяціях озимого жита. Кореляції між ознаками рослин одного покоління визначалися як фенотипічні, а між ознаками батьків та ознаками їх нащадків - як генетичні.

Порівняшіям коефіцієнтів фенотипічних кореляцій у кожній з вивчених гібридних популяцій встановлено, що скорельованість кількісних ознак під впливом добору на стійкість до грибкових хвороб зменшилася. Загальними для всих вивчених популяцій незалежно від спрямування доборів буди високі позитивні фенотитчні кореляції між ознаками колоса (довжини, числа квіток, числа зерен, озернепості), між масою зерна з рослини та продуктивною кущистістю, а також негативні кореляції між довжиною та щільністю колоса. Зниження істотності кореляцій між кількісними ознаками в результаті дії' добору на комплексну стійкість до хвороб, пояснюється загальним збільшенням їх мінливості та розмаху варіювання, а це сприяє проведенню незалежних ефективних доборів по кількісних ознаках у бажаному для селекціонера напрямку серед рослин з високою стійкістю до ірибкових хвороб.

Генетичні кореляції визначалися для субпопуляцій, які по стійкості до хвороб на провокаційно-інфекційному фоні не добиралися. Для кожної вивченої популяції визначена стратегія подальшого покращення кількісних ознак та збільшення врожайності зерна з одиниці площі (табл.З).

Таблиця 3.

Генетичні кореляції (Ге) батьків (1995р.) з урожайністю зерна з ділянки нащадків (1997р.).

Популяції Кількісні ознаки

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Р5Струна х Кобра -0,57 0,27 -0,81 0,21 0,19 0,04 0,67 -0,16 0,06 -0,29

Імунер 76 -0,05 0,42 -0,06 0,07 -0,44 -0,53 0,12 0,01 0,41 -0,19

Інтеркрос(розеточний кущ) -0,24 0,09 -0,26 -0,34 -0,28 0,04 0,11 -0,47 -0,15 -0,25

Ьггеркрос(еректшш кущ) 0,10 0,15 0,16 0,06 0,17 0,22 0,21 0,03 0,11 -0,14

ВПК(Н1) 0,02 0,01 -0,16 0,10 0,19 0,12 0,16 -0,23 -0,16 -0,24

РізДесняика 22 хЧернігівське 0,02 0,00 -0,03 -0,15 -0,11 0,05 -0,12 0,29 0,18 0,44

РібРеИса... -0,03 0,62 0,26 0,18 0,20 0,03 -0,07 -0,17 0,55 0,12

Враховуючи характер генетичних кореляці й між кількісними ознаками та врожайністю зерна з одиниці площі встановлена недоцільність проведення доборів на подальше зниження висоти рослин та збільшення маси 100 зерен, оскільки це генетично обумовлює зниження врожайності зерна в нащадків.

Спрямовані добори в наступних поколіннях по висоті та масі 100 зерен, необхідні лише для створення нових генетичних джерел короткостеблості та крупності зерна. Для підвищення врожайності зерна в наступних поколіннях у вивчених популяціях озимого жита найбільш ефективними будуть добори на поєднання в генотипі стабільного прояву висоти рослин та крупності зерна і збільшення щільності колоса вихідних батьківських рослин.

Однією з важливих ознак є якість зерна озимого жита, яка визначалася “числом падіння”. У гібридів Б4 генетично різних сортів озимого жита з короткостеблим донором стійкості до грибкових хвороб Кобра, де останній виступав у ролі донора пилку, а сорти - реципієнтів, встановлено, що ознакяа ЧІТ маломіюшва (У= 8,67%), а вивчені гібриди мають високу якість зерна та стійкі до проростання на пні (ЧП>200 сек.). Встановлена істотна негативна кореляція між урожайністю та ЧП (г=-

0,335***), а генетичні кореляції кількісних ознак з урожайністю та ЧП протилежні за знаком. Тому в селекції озимого жига необхідно спрямовувати добори на поєднання в генотипі ознак врожайності та високого значення числа падіння.

Розділ 6. Вивчення параметрів екологічпої пластичності врожайності та кількісних ознак короткостеблого озимого жита

Дій достовірної оцінки врожайності селекційних зразків застосовують їх випробування протягом кількох років у різних екологічних точках. Проведено порівняльне випробування субпопуляцій після одно- і дворазового доборів по стійкості до хвороб та їх аналогів у трьох точках (табл.4.).

Незалежно від умов вирощування субпопуляції після добору на стійкість до хвороб формували вищий від аналога врожай зерна з ділянки, хоча ця різниця на звичайних фонах НСДС та ДГЧ переважно не істотна. Значпо виша від стандарта врожайність в 1996 році була сформована популяціями Ьггеркрос(еректний кущ) та ВПК (НІ) після добору на стійкість. В умовах жорсткого провокаційно-інфекційного фону з літнім строком посіву в 1997 р. виявлені істотні відмінності по врожайності зерна між аналогами популяцій Імунер 76, Інтеркрос(розеточний кущ), Р19Деснянка 22 х Чернігівське та Кобра. Отже, спрямований добір озимого жита на комплексну стійкість до грибкових хвороб сприяв підвищенню врожайності зерна з одиниці площі прямих нащадків.

В наших дослідженнях застосовано дві методики визначення параметрів екологічної стабільності для кількісних ознак та врожайності зерна з ділянки: по Соболеву Н.А.(1980) та ЕЬегЬаЛ, Шх38е1(1966), (табл.5).

Таблиця 4.

Врожайність популяцій озимого жита в різних пунктах випробування, 1996-97рр.

Урожайність, кг/Зм .

Назва популяції Інфекційний Звичайний фон Звичайний фон

фон, НСДС НСДС ДГЧ

1997р. 1996р. 1997р. 1996р. 1997р.

р4-5 Струна х Кобра л.п, 0,97 1,42 1,59 1,58 1,68

- 0,94 1,39 1,69 1,45 1,62

Імунер 76 л.п. 1.04 1.43 1.69 1.48 1.74

- 0,67 1,45 1.63 1,36 1,61

Інтеркрос (розеточний кущ) л.п. 0.88 1.44 1.53 1.50 1.81

- 0,46 1,39 1,48 1,44 1,70

Інтеркрос (еректний кущ) л.п. 0.82 1.61 1.64 1.63* 1.55

- 0,80 1,52 1,53 1,19 1,62

ВПК(НІ) л.п. 1.07 1.60 1.61 1.66* 1.84

- 0,92 1,55 1,55 1,35 1,44

Різ-ізДеснянка 2і х Чернігівське л.п. 0,82 1,47 1,53 1,41 1,60

- 0,48 1,41 1,50 1,27 1,53

Рі5-іб РєїКз... л.п. 0,46 1,41 1,58 1,47 1,58

- 0,80 1,38 1,51 1,23 1.51

Кобра л.п. 1.22* 1.29 1.58 1.14 1,77

- 0,88 1,23 1,53 1,12 1,50

Боротьба (стандарт) 0.97 1.56 1.76 1,39 2,00

НІРс.05 0,15 0,20 0,12 0,22 0,20

* - істотно при Ро,о5, л.п. - популяція після добору на стійкість до хвороб та врожайність на провокаційно-інфекційному фоні, літній строк посіву; - - аналог «л.п.», після добору на врожайність в польових умовах з оптимальним строком посіву.

Таблиця 5.

Параметри екологічної стабільності врожайності зерна озимого жита, 1996-97рр.

Популяції Параметри стабільності, визначені за методиками

Соболева Н.А., si2 Eberhart,RusseL, b.

Р'4.5 Струна х Кобра л.п. 0,962 0,95

- 0,960 0,95

Імунер 76 л.п. 0,963 0,87

- 0,916 1,31

Інтеркрсс (розеточний кущ) л.п. 0,941 1,09

— 0,862 1,60

Інтеркрос (еректний кущ) л.п. 0,938 1,23

- 0,932 1,05

ВПК (НІ) л.п. 0,967 0,97

- 0,962 0,88

Деснянка 22 х Чернігівське л.п. 0,952 1,07

- 0,876 1,46

л.п. 0,953 1,03

- 0,946 0,96

Кобра л.п. 0,976 0,39

- 0,955 0,78

Боротьба (стандарт) - 0,937 1,12

Встановлено, що під впливом спрямованого добору на комплексну стійкість до грибкових хвороб у прямих нащадків збільшувалася стабільність прояву ознак висоти рослин, довжини колоса, числа квіток і зерен в колосі та озерненості колоса, а екологічна стабільність продуктивної кущистості, щільності колоса, маси зерна з колоса, з рослини та крупності зерна навпаки знижувалася. Найбільш стабільною кількісною ознакою в різних грунтово-кліматичних умовах виявилась озерненість колоса.

Внаслідок кореляційного аналізу між показниками екологічної стабільності 10 кількісних ознак та врожайності зерна, які визначали за двома методиками, виявлено, що найбільше стабільність урожайності обумовлена стабільним проявом висоти рослин та ознак колоса (довжини, числа квіток та зерен, маси зерна), оскільки між показниками st2 та Ь/ цих ознак існують помірні позитивні кореляції. Вивчені методики придатні для практичного використання в селекції озимого жита, призводять до аналогічних результатів, але більш інформативним є регресійний аналіз, запропонований Eberhart, Russel (1966).

Визначення взаємодії генотипів і середовица вирощування дозволяє виділяти сорти чи гібриди з більшою пристосованістю до дорізних умов. Частка фенотшгічної варіації, яка виникає через невідповідність генетичних та негенетнчних ефектів складає генотип-середовшцну взаємодію. Застосування трьох методик визначення таких взаємодій дозволили зробиш висновок про можливість проведення випробувань селекційного матеріалу короткостеблого озимого жита в

один рік у кількох екологічних точках, причому однією з них повинен бути провокаційно-інфекційний фон з літнім строком посіву. Про це свідчить не висока варіанса гснотип-середовище та геногип-рік (табл.6). Це також дає змогу проводити добори генотипів з певними параметрами ознак в одній місцевості та очікувати такої ж інформації про них в інших середовищах вирощування.

Таблиця б.

Аналіз варіанс урожайності озимого жита, по Хотылева Л.В., Тарутина Л.А. (1982),

1996-97рр.

Джерело варіюванім # 8Б Мв

Загальна 407 21,1153 -

Генотипи 16 2,9132 0,1821

Середовище 1 0,0130 0,0130

Рік вирощування 1 3,9570 3,9570

Генотип х середовище 16 0,8737 0,0546

Генотип х рік 16 1,3658 0,0854

Середовище х рік 1 0,3412 0,3412

Генотип х середовище X рік 16 0,6761 0,0423

Не враховані відхилення 340 10,9753 0,0323

Найвищу варіансу мають випадкові відхилення (10,9753) та року вирощування (3,9570), тобто врожайність зерна в озимого жита сильно залежить від метеорологычних умов року вирощування, та не врахованих в досліді факторів (післядія добрив, різна водоутрямуюча здатність грунту і т.д.). Встановлено, що оцінка параметрів пластичності по коефіцієнтах регресії найбільш об'єктивна та інформативна із розглянутих методик, оскільки дозволяє оцінити вклад кожної вивченої популяції в загальну варіацію ознаки..

Розділ 7. Дивергентний добір по кількісних ознаках у короткостеблого озимого жита.

Проведено вивчення ефективності дивергентних доборів за ознаками висоти рослин, числа квіток в колосі, маси зерна з колоса, маси зерна з рослини, маси 100 зерен та числа зародкових корінців. Інтенсивність доборів становила ±2,5$.

В результаті дворазового спрямованого добору в “плюс” та “мінус” напрямках встановлено, що мінливість селектовапих ознак в кожній субпопуляції знижується порівняно з стандартом Боротьба. Коефіцієнти успадкування вивчених ознак в широкому та вузькому розумінні вищі при “плюс” доборах і збільшуються з кількістю їх проведення, а в “мінус” доборах переважно знижуються. Коефіцієнти успадкування маси 100 зерен високі і мало змінюються залежно від напрямку добору. Виявлено, що “плюс” добори ефективніші по висоті рослин(39,75см.) та числу квіток в колосі(21,62шт.), а “мінус добори” - по масі зерна з колоса(-0,12г), масі зерна з рослини (-4,71г), масі 100 зерен (-1,19г) та числу зародкових корінців (-0,24іігг.).

Кореляційний аналіз між кількісними ознаками батьків і врожайністю нятятНи підтвердив раніше зроблене припущення про недоцільність подальшої зміни висоти рослин(Го~-0,34 та го=0,24 при “плюс” та “мінус” доборах відповідно) та збільшення

и

крупності зерна озимого жита(гс=-0,489), оскільки це сприятиме зменшенню врожайності зерна з одиниці площі.

Встановлено, що “мінус” добори по кількісних ознаках в батьківському поколінні сприяють зниженню врожайності зерна внаслідок позитивних генетичних кореляцій між ними, а “плюс” добори по числу квіток в колосі, масі зерна з колоса та рослини мало впливают па врожайність із-за низької скорельваності цих ознак. Генетична кореляція числа зародкових корінців з урожайністю істотна позитивна (г=0,337***), тобто є можливість паралельного покращення цих двох ознак.

Порівняльні випробування показали, що в 1996 році “плюс” субпопуляції істотно перевищили по врожайності відповідні “мінус” аналоги, крім субпопуляцій з добором по масі зерна з колоса, (табл.7).

Таблиця 7.

Урожайність озимого жита при дивергентному доборі по кількісних ознаках.

Субпопуляції від доборів по ознаках “плюс” добір “мінус” добір

1996 1997 1996 1997

Висоти рослин, см 5,91* 5,85* 5,45 4,90

Числа квіток в колосі, шт 5,42 5,27 5,03 5,50

Маси зерна з колоса,г 5,19 5,17 5,24 5,41

Маси зерна з рослини, г 5,58* 5,33 5,13 5,49

Маси 100 зерен з рослини, г 5,39 4,96 4,98 5,19

Боротьба (стандарт) 5,25 5,59 5,25 5,59

НІРо.05 0,29 0,26 0,29 026

“Плюс” добори по висоті рослин (1996 та 1997рр.) і по масі зерна з рослини (1996р.) забезпечили істотну прибавку врожаю порівняно з стандартом. Субпопуляції “мінус” доборів переважно знижували врожайність зерна.

Розділ 8. Результата порівняльного випробування селекційних зразків озимого жита.

В порівняльних випробуваннях виявлено 13 селекційних зразків різного генетичного походження, які істотно перевищили по врожайності зерна стандартний сорт Боротьба. З них при Р0,05 - 4, Р0>01 - 3 та Рода - 6 селекційних зразків. Загальною особливістю генетиченої структури вивченого селекційного матеріалу є наявність домінантного гена супресора короткостеблості НІНІ в гомозиготному стані та домінантних генів імунітету до борошнистої роси Ег та до бурої іржі РА Резерви насіння кращих зразків залучені до створення синтетичних популяцій з високим та стабільним рівнем урожайності.

За результатами проведених випробувань популяцію Інтеркрос(еректний кущ) передано до Державного сортовипробування в 1997 році під назвою Арфа. Сорт висоховрожайний(0,29т/га більше від стандарта), стійкий до борошнистої роси та снігової плісняви, диплоїдний, має високу масу 100 зерен (до 4,0 г), темний колір алейронового шару зернівки. Габітус рослини прямостоячий, з різко вираженою еректофільною орієнтацією листків та стебел в фазі трубкування-колосіння. Восковий наліт середній, колосоніжка малої довжини, висота рослин до 115-120 см. Сорт-синтетик рекомендується для вирощування в усих зонах України.

В 1996 році до Реєстру сортів рослин занесено високоврожайний короткостеблий круїшозерний сорт-сшггегак Воля.

Висновки:

1. Ефективність спрямованого добору короткостеблих популяцій озимого жига на комплексну стійкість до грибкових хвороб в умовах штучного провокаційно-інфекційного фону з літніми строками посіву підтверджена створенням 8 нових короткостеблих джерел, імунних до Рияагіит піуаіе, Егу^ірке $гатіп 'м, Риссіпіа (ііїрсгза, Риссіпіа ^гатіпія; відновлена стійкість раніше створених донорів Імунер 76 та Кобра, Число стійких до хвороб рослин збільшувалося в середньому на 3,7% за покоління, а стійкість до борошнистої роси за три роки -на 2,9% порівняно з аналогами, які по стійкості не добиралися.

Для підвищення ефективності селекції короткостеблого озимого жита рекомендується проводити добори при літніх строках посіву селекційного матеріалу на шіучно-створсних інфекційних фонах з провокацією ірибкових хвороб.

2. Добір на імунітет сприяв підвищенню врожайності зерна з одиниці площі при порівняльному випробуванні селекційних зразків озимого жита в трьох пунктах та збільшенню генетичної мінливості кількісних ознак вивчених синтетичних популяцій в середньому на 6,8% за три цикли доборів. Найбільш мінливими виявилися продуктивна кущистість і маса зерна з рослини (У->50%), а інші кількісні ознаки - середньомінливі (У<30%). Популяції ВПК(Н1) та Іїітеркрос(ерекгаий кущ) після добору на імунітет перевищили по врожайності зерна в звичайних умовах вирощування стандартний сорт Боротьба на 0,9т/га і на 0,8т/га відповідно, а донор Кобра в умовах провокаційно-інфекційного фону забезпечив вищий порівняно з стандартом урожай на 0,84т/га.

3. Виявлено зниження стабільних фенотипічних кореляцій між кількісними ознаками після добору популяцій жита на стійкість до хвороб в умовах провокаційно-інфекційного фону, (-0,35< г >0,35).

Встановлена висока істотна негативна фенотипічна кореляція між урожайністю та числом падіння зерна озимого жита (г=-0,335***), причому генетичні кореляції кількісних ознак з урожайністю та числом падіння протилежні за знаком. Для отримати високого врожаю якісного зерна необхідно в процесі селекції поєднувати в одному генотипі ознаки довгого колоса з високими значеннями числа квіток і зерен в колосі та щільності і маси зерна з колоса на фоні домінантної короткостеблості.

4. Генетичні кореляції, в залежності від селекційних зразків, по ознаках висоти рослин (г—0,57 - 0,11), щільності колоса (г=0,11 - 0,70), маси 100 зерен (г=-0,11

- -0,29), продуктивної кущистості (і=-0,01 - 0,62), озерненосхі колоса (г=0,03 -

0,38) з урожайністю зерна, свідчать про можливість її збільшення селекційним шляхом в кожній вивченій популяції окремо.

5. Показники екологічної стабільності врожайності позитивно залежать від прояву ознак висоти рослин (гр=0,185-0,226), довжини колоса (гр=0,261-0,295), числа квіток в колосі (гр=0,310-0,335), числа зерен в колосі (гр=0,120-0,315), маси зерна з колоса (Гр=0,188-0,271).

6. Оснивними факторами, які визначають врожайність жита в різних пунктах вирощування є метеорологічні умови року вирощування (близько 20%) та вплив не врахованих в досліді факторів (близько 50%). Вклад генотипів в загальну варіацію врожайності складає лише 11%. При наявності генетичної мінливості невисока взаємодія генотип-середовище (SS=0,87) та генотип-рік (SS=1,37) вказує на можливість достовірної оцінки селекційного матеріалу короткостеблого озимого жига за один рік при вирощування в кількох екологічних пунктах, одним з яких повинен бути штучний провокаційно-інфекційний фон з літніми строками посіву (rs=0.500* - 0,624**).

7.Для характеристики екологічної стабільності та генотнп-середовшпних взаємодій селекційного матеріалу озимого жита доцільніше використовувати регресійний індексний метод Еберхарта, Рассела (S2di, Ьі), який дозволяє оцінити вклад кожної популяції в загальну варіацію ознаки на відміну від дисперсійного аналізу (SS) Хотилевої JI.B., Тарутіної JI.A., методики Соболева H.A.fst2) і кореляційного аналізу по Спірмену (rs), які придатні переважно для попередньої оцінки селекційного матеріалу.

8. Під впливом інтенсивних (±2,5S) спрямованих «плюс» та «мінус» доборів за кількісними ознаками у короткостеблого озимого жита знижувалася їх мінливість та збільшувалися коефіцієнти успадкування порівняно з вихідними популяціями. «Плюс» добори ефективніші по висоті рослин (R=39,75cm) та числу квіток в колосі (R=21,62шт.), а «мінус» добори - по масі зерна з колоса (R=-0,12r), масі зерна з рослини (R=-4,71r), масі 100 зерен (R=-l,19r) та числу зародкових корінців (R=-0,24nrr.).

9. В результаті спрямованого дивергентного добору за кількісними ознаками, встановлені різниці між їх середніми значеннями та врожайністю зерна «плюс» та «мінус» субпопуляцій. Встановлено істотне збільшення врожайності зерна порівняно з стандартом Боротьба спостерігалось при «плюс» доборі по висоті рослин (1996р. - 0,66т/га, 1997р. - 0,26т/га) та по масі зерна з рослини (1996р. -0,33т/га). «Мінус» добори сприяли незначному зниженню врожайності зерна порівняно з стандартом.

Коефіцієнти генетичних кореляцій з урожайністю зерна вказують на недоцільність проведення подальших доборів на зміну висоти рослин короткостеблого озимого жига (при «плюс» доборі Го=-0,300 - -0,340; при «мінус» доборі Го=0,080 - 0,240) та крупності зерна (при «плюс» доборі rG=-0,109 - -0,489; при «мінус» доборі Го=-0,105 - 0,224), тобто в селекції короткостеблого озимого жига для підвищення врожайності зерна необхідно спрямовувати добори на стабільний прояв вксоти рослин (в межах 110-120см.) і маси 100 зерен (близько 4,0г) та збільшення інших ознак структури врожаю.

10. Ефективність селекції за кількісними ознаками та комплексною стійкістю до грибкових хвороб підтверджена створенням стійкого до борошнистої роси та снігової плісняви високоврожайного - до 6,04т/га - сорта-синггетика Арфа, який

перевищує стандарт на 0,29т/га і має ерекгну орієнтацію листків та стебел (заявка №97003001).

В 1996 році до Реєстру сортів рослин занесено новий короткостеблий крупнозерний сорт-сшітетик озимого жита Воля (авторське сідоцтзо №385), який забезпечує до 6,54т/га зерна і перевищує по врожайності національний стандарт Боротьба на Іт/га. Рекомендується для широкого впровадження у виробництво.

Список опублікованих праць.

\. Скорик В.В.,Скорик В.В., Сень О.В. Новые высокоурожайные сорта озимой ржи и приемы их выращивания// Информационный листок №14-97, Черниговский ЦНТЭИ, 1997,-Зс.

2. Скорик В.В., Скорик В.В. Селекція озимого жита імунного до борошнистої роси// Екологія та с.-г. виробництво.-К.-1992.-С. 116-122.

3. Скорик В.В. Мінливість і успадкування кількісних ознак озимого жита під впливом добору на стійкість до хвороб// Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН,-1991.- вип.2.- С. 113-115.

4. Скорик В.В. Озиме жито. Застосування інфекційного фону в селекції на імунітет// Захист рослин.- К.- 1997.- №12.- С.10.

5. Скорик В.В., Скорик В.В, Озиме жито. Нові джерела стійкості до снігової плісняви// Захист рослин,- К.-1998,- №2.- С. 12.

6. Скорик В.В., Скорик В В., Сень О.В. Не забуваймо про жито// Сільські обрії.-1997.-№4-6.- С.7-8.

7. Авторське свідоцтво №385 на сорт озимого жита Воля по завці №19870 від 5 жовтня 1991 року. Зареєстровано Державною комісією України по випробуванню та охороні сортів рослин в Реєстрі сортів рослин України в 1996 році.

8. Скорик В.В., Москалец В.И., Скорик В.В. Использование источника иммунитета к мучнистой росе в селекции озимой ржи// Тез. докл. IX Всесоюзного совещания по иммунитету растений. - Минск,- 1991.- Т.1.- С.59.

9. Скорнк В.В. Застосування літніх посівів при створенні нового вихідного матеріалу для селекції озимого жита з комплексною стійкістю до хвороб і високими показниками господарсько-цінних ознак// Наслідки наукових пошуків молодих вчених-аграрників в умовах формування АПК,- Чабани,- 1996,- Ч.І.-С.107.

10. Скорик В.В. Новий донор імунітету до бурої і етеблевої іржі озимого жита// Методологич. основы формирования, ведения и использования коллекций генетических ресурсов растений.- Харьков,- 1996,- С.76.

11. Скорик В.В., Скорик В.В., Сень О.В. Донор імунітету до борошнистої роси в селекції озимого жита// Методолог, основы формирования, ведения и использования коллекции генетических ресурсов растений,- Харьков.- 1996,-С.77.

12. Скорик В.В., Скорик В.В., Сень О.В. Генетичні особливості спадкування крупності зерна донора ВПК// Методолог, основы формирования, ведения и использования коллекции генетических ресурсов растений,- Хартков.- 1996,-С.78.

13. Скорик В.В., Скорик В.В., Сень О.В. Генетично-селекційні особливості гібридів з донором імунітету до бурої листової іржі озимого жита Кобра// Методолог, основы формирования, ведения и использования коллекций генетических ресурсов растений.- Харьков,- 1996.- С.79.

Анотація

Скорик В.В. Мінливість, успадкування і екологічна стабільність кількісних ознак імунних форм озимого жита та використання їх в селекції.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата сільськогосподарських наук по спеціальності 06.01.05,- селекція та насінництво. Інститут землеробства УААН, с.м.т.Чабани - 1998р.

Дисертант є співавтором сортів дигоіоїдного короткостеблого озимого жита Воля та Арфа. В результаті досліджень виявлено 8 нових джерел стійкості до грибкових хвороб та відновлена стійкість донорів Імунер 76 і Кобра Створено вихідний матеріал з комплексом господарсько-цінних ознак ознак та високою екологічною стабільністю.

На основі даних про генетичну мінливість, успадкування і кореляції кількісних ознак розроблена селекційна стратегія подальшого збільшешія та стабілізації врожайності зерна. Вивчено методики визначення стабільності та генотип-середовищішх взаємодій і рекомендовані кращі з них для практичного застосування в селекції озимого жита.

Ключові слова: озиме жито, стійкість, мінливість, успадкування, кореляції, кількісні ознаки, стабільність.

Аннотация

Скорик В.В. Изменчивость, наследуемость и экологическая стабильность количественных признаков иммунных форм озимой ржи и их использование в селекции.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06,01.05. - селекция и семеноводство. Институт земледелия УААН, п.г.т.Чабаны - 1998г.

Диссертант является соавтором сортов диплоидной короткостебельной озимой ржи Воля и Арфа. В результате исследований выделено 8 новых источников устойчивости к грибным болезням и восстановлен иммунитет доноров Имунер 76 и Кобра. Создан исходный материал с комплексом хозяйственно-ценных признаков и высокой экологической стабильностью.

На основе данных о генетической изменчивости, наследуемости и корреляциях количественных признаков разработана селекционная стратегия дальнейшего увеличения и стабилизации урожайности зерна. Изучены методики определения стабильности и генотил-средовых взаимодействий и рекомендованы лучшие для практического использования в селекции озимой ржи.

Ключевые слова: озимая рожь, устойчивость, изменчивость, наследуемость, корреляции, количественные признаки, стабильность.

Abstract:

Skoryk V.V. Variability, inharitance and ecological stability of quantitative characteristics of winter rye immune forms and their usage in selection.

Kandidat of Agricultural Sciences dissertation is a co-autor of the sorts of diploid shortstem winter iye Volya and Arfa. As a result of research there were selected eight new sources of stability before resistance againist diseases and was restored immunity of donor Immuner 76 and Kobra. There was created initial material with a complex of economically valuable characteristics and high ecological stability.

On the base of data about genetic variability, inharitance and correlations of quantitative characteristics there was worked out selection strategy of further increase and stabilization of winter iye populations productivity. There were studied the stability determination’s methods and genotype of enviromental interaction and were recommended the best ones for usage in selection of winter rye.

Keywords: winter iye, stability, variability, inharitance, cortelations, quantitative signs, stability.