Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Изменчивость по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов у ярового рапса

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Изменчивость по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов у ярового рапса"

РГ6 од

На правах рукописи

МАЗЯРКИНА Татьяна Вячеславовна

ЗМЕНЧИВОСТЬ ПО СОДЕРЖАНИЮ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И ГЛЮК03ИН0ЛАТ0В У ЯРОВОГО РАПСА

06.01.05. - селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Новосибирск, 1997

Работа выполнена в Институте цитологии и генетики СО РАН.

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Денисова Э.В.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Першина Л.А.

кандидат биологических наук Осипова Г.М.

Ведущая организация: Сибирский научно-исследовательский институт кормов СО РАСХН

Защита состоится "_//_" /с&^уу 1997 г. в /0_ часов на заседании диссертационного совета Л-120.32.01 при Новосибщ: ком государственном аграрном университете.

Адрес: 630039, г.Новосибирск, 39, ул. Добролюбова, 160

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирср го государственного аграрного университета.

Автореферат разослан "09" \_ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.В.Токарев

Актуальность темы. В России всегда был дефицит растительного часла и кормового белка. В 1996г. масла произведено 6,6 кг на человека, в 2 раза ниже медицинской нормы (Шевелуха,1997), дефицит 5елка составил 10-15% (Бенц,1996). Во многих странах мира эти троблемы решены за счет расширения объёмов производства рапса, и з общем объёме производства масла он занимает в настоящее время 3-е место после сои и пальм (Information FOSFA Internatio-ial,1996). Дешевый растительный белок его составляет основу ком-5икормовой промышленности.

Для производства масла и кормов используются только безэру-гавые и низкоглюкозинолатные ("00") сорта рапса, которые не содержат специфичных для крестоцветных эруковой кислоты в масле и "люкозинолатов в шроте. Первые такие сорта созданы в Канаде в ?0-х годах (Varietal trials of selected farm crops,1991). В Poc-:ии работы по селекции ярового рапса были начаты значительно поз-<е. Первый беззруковый сорт создан во Всероссийском НШ масличных культур (ВНИЙМК) и районирован с 1983 г. и двухнулевой с 1985 г. ;Шлота, 1984). Использовали в качестве исходного материала зару->ежные сорта, методы инбридинга и гибридизациия, в том числе и <ежвидовой. Основное внимание уделяли созданию безэруковых и низ-, соглюкозинолатных сортов. Но для разного направления использова-1ия масла ещё очень важно вести селекцию на определенный состав шрных кислот, содержание которых взаимно обусловлено. Такое напыление в селекции имеет свои трудности, так как вопросы генети-1еской изменчивости жирных кислот освещены в литературе слабо и зрагментарно. Не изучены генетические ресурсы для отбора желаемых ¡ризнаков в используемом материале; есть сведения об эффективности использования экспериментального мутагенеза и отдаленной гиб-шдизации для повышения генетического разнообразия и дальнейшего 'лучшения этих признаков (Roy,Тагг,1987), есть сообщения о сниже-[ии эруковой кислоты и глюкозинолатов у сомаклонов (Rogozinska, )rozdowska,1980)„ но не приводится при этом изменчивость по со-1ержанию других жирных кислот; данные о влиянии факторов внешней :реды на содержание жирных кислот противоречивы. Все эти сведе-1ия. однако, очень важны для выбора стратегии селекции, реального шределения лимитов отбора, оценки его эффективности.

Цели и задачи исследований. Цель - изучить изменчивость по удержанию жирных кислот и глюкозинолатов в исходном материале, созданном разными методами, и оценить эффективность использования ix в решении задач селекции на улучшение качества масла и шрота.

Для этого необходимо было решить следующие задачи:

- выявить долю влияния условий года в общей изменчивости по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов в разных популяциях рапса;

- изучить изменчивость по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов в инбредных линиях из популяций, гибридов и сомаклонов;

- изучить стабильность сохранения отобранных биохимических признаков в последующих поколениях;

- отобрать наиболее ценный исходный материал и передать его селекционным учреждениям.

Йаучная новизна. Впервые использован комплексный подход к изучению изменчивости по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов в материале, созданном разными методами селекции, и проведена сравнительная оценка эффективности методов на одном и том же генетическом материале.

Разработана оригинальная методика проведения оценки влияния условий внешней среды на изменчивость по содержанию жирных кислот в семенах ярового рапса,позволяющая в значительной степени исключить из общей изменчивости по годам долю генотипической изменчивости, обусловленную гаметофитным типом наследования признаков.

Впервые показана изменчивость в потомстве сомаклонов по содержанию всех жирных кислот и глюкозинолатов.

Практическая значимость работы. Получен оригинальный исходный материал ярового рапса для селекции на качество масла и шрота. Высокопродуктивные, отобранные в зстремальных условиях Сибири линии ярового рапса с более коротким периодом вегетации, хорошим составом жирных кислот и низким содержанием глюкозинолатов переданы во Всероссийский НИПТИ рапса (г.Липецк), Всероссийский НИИ масличных культур (ВНИИМК, г.Краснодар), Сибирский филиал ВНИИМК (г.Исилькуль,"Омская обл.). Сибирский НИИ кормов (г.Новосибирск).

Апробация работы. Результаты исследований доложены на проблемном совете по растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству сельскохозяйственных культур в Сибири (г.Омск. 1995).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы три работы.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста. Состоит из введения, трех глав, заключения, выводов, рекомендаций, приложения и содержит 68 таб- 2 -

лиц, 12 рисунков. Список литературы включает 174 наименования, в том числе 121 иностранных.

Материал, условия и методика исследований. Экспериментальная часть работы проводилась в течение 1989-1992г.г. в Новосибирске. В работе использованы высокопродуктивные "00" популяции ярового рапса разного происхождения: Tower (Канада), Nora (Дания), Erglu (Германия), Niklas (Швеция), Hja 81081 (Финляндия), Эввин (ВНИ-ИМК, г.Краснодар) и Новосибирская (ВДГ, г.Новосибирск).

При изучении изменчивости по содержанию жирных кислот и глю-козинолатов в зависимости от условий среды температуры воздуха в период вегетации растений за годы проведения эксперимента были выше средних многолетних на 1-2°С, незначительно различаясь по годам. Существенно различались годы испытаний по увлажненности: 1989 был острозасушливым с почвенной засухой, 1990 - переувлажненным, 1991 - засушливым. Чтобы исключить из общей изменчивости по годам генотипическую вариансу,сделав переопыление более контролируемым, все годы в посевах использовали семена одной и той же репродукции и одну и ту же схему размещения делянок, которые в разные годы на поле смещались незначительно, и технология выралда-вания растений существенно не менялась. Площадь делянок была 10мА\ ширина междурядий 30 см. расстояние в рядке 10 см. Для биохимических анализов брали среднюю пробу семян (5 г) с 300 растений.

Для получения инбредных линий по 50 растений из каждой популяции изолировали пергаментными изоляторами 100x75 см.

Для получения гибридов брали по 10 материнских растений. Гибридизацию проводили с кастрацией цветков и изоляцией их до и после опыления. Опыляли 20-25 цветков на одном растении на второй день смесью пыльцы с отцовских растений. Гибридные семена собирали с каждого растения отдельно, F2 получали в теплице. Последующие поколения гибридов (до F4) получали в поле при свободном переопылении. Гибриды Erglu х Новосибирская, Tower х Новосибирская, Hju 81081 х Новосибирская, Эввин х Новосибирская до Fz получены Э.В.Денисовой. В 1989 г. получены гибриды, где в качестве материнских были растения популяции Эввин, а в качестве отцовских -популяции Зефир, Rebro, Altex, Brongoro и Hju 95527. По результатам биохимических анализов в Fz отобрали 3 семьи из Erglu х Новосибирская,2 из Tower х Новосибирская и 2 из Hju 81081 х Новосибирская с содержанием эруковой кислоты 0.0 и глюкозинолатов <.0,35%.

- 3 -

Семена разделили на 2 партии, которые высевали с интервалом в год на делянках 10 м2, расстояние между рядами 30 см и в рядке 10 см.

Для получения сомаклонов использовали линию из популяции Новосибирская, безэруковую, с содержанием глюкозинолатов до 13-20 Ммоль/г (0,6-0,9%) . Полученные пробирочные растения-регенеранты высаживали в теплице. Семена от самоопыления Ri высевали в поле и изолировали по 60 лучших растений из потомства сомаклонов и исходной материнской линии.

Биохимические анализы проводили во Всероссийском НИИ масличных культур (ВВДШМК), г.Краснодар. Содержание жирных кислот определяли методом ГЖХ (Харченко, 1986), содержание общих глюкозинолатов - с использованием PdCl2 (Thies,1979; Осик,Швецова, 1995).

Статистическая обработка данных выполнена по общепринятым методикам (Лакин, 1990), коэффициенты повторяемости по методике, разработанной в ИЦГ (Никоро и др., 1968).

Результаты исследований Изменчивость по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов под влиянием условий внешней среды. Использованы популяции Новосибирская, Эввин, Nora, Niklas , Hja 81081. В таблице 1 приведены данные по трем популяциям, у которых разница в реакции на изменения условий года была типичной.

Таблица 1

Содержание жирных кислот и глюкозинолатов в популяциях ярового рапса за годы испытаний (1989-1991 г.г., г.Новосибирск) :Год : Содержание, %

: ИСПЫ-: __

Популяции :таний:С16:0: С18.-1: С18:2: С18:3: С22:1:Глюк-ты

1989 3.5 56.9 24.7 12.5 0.07 0.77

Новосибир- 1990 4.5 58.1 21.4 11.0 0.0 0.77

екая_1991 4.2 56.3 22.2 12.7 0.0 0.52

1989 3.6 60.1 22.7 9.3 0.81 1.20

1990 3.3 63.3 20.1 12.1 0.0 0.89 Эввин 1991 3.4 54.5 25.1 13.2 0.0 1.50

1989 4.3 57.7 22.5 12.1 0.54 2.11

1990 4.2 56.0 25.3 13.6 0.0 3.61 Niklas 1991 4.0 58.9 22.6 13.4 0.0 3.15

Из данных таблицы видно,что разница по содержанию жирных кислот в популяциях рапса в разные годы была небольшой: по пальмитиновой кислоте 0.1-1%, олеиновой 1.2- 3.2, линолевой 0.8 - 3.3 и линоле-новой 1.1- 2.8%. Самая небольшая разница у всех популяций была по содержанию эруковой кислоты: только в 1989 острозасушливом году 4 из 5 популяций содержали её меньше 1%,что соответствует данным некоторых авторов ( Harvey,Downey,1964; Canvin,1965; Appelgvist, 1969). Но изменения в 1% неоднозначны для оценки варьирования по содержанию, например, эруковой и олеиновой кислот. Чтобы представить вариабильность всех признаков в одинаковых единицах, использовали коэффициент вариации (cv), и выраженная через него степень изменчивости признаков показана в таблице 2.

Таблица 2

Коэффициенты вариации по содержанию жирных кислот и глюкози-нолатов в разных популяциях ярового рапса (1989-1991 г.г.)* Коэффициенты вариации по содержанию,%

Популяции :_

: Ci6:0 : Ci8:i : Ci8:2 : Ci8:3 = Глюк-ты

Новосибирская 12.3 1.6 7.5 7.4 20.5

Эввин 6.4 7.5 11.5 17.4 25.5

Nora 6.1 9.1 18.8 4.3 29.4

Niklas 3.8 2.6 6.8 6.1 26.0

Hja 81081 5.9 0.4 3.2 6.9 14.5

* по содержании*) эруковой кислоты обработку не проводили Как видно из приведенных данных, равные популяции по разному реагировали на изменения условий среды: в популяции Новосибирская наибольший коэффициент вариации был по пальмитиновой, у Эввин по линоленовой, у Nora по линолевой кислотам. Но в основном варьирование по содержанию жирных кислот было слабым (cv до 10%).В отличие от жирных кислот варьирование по содержанию глюкозинолатов было значительным: в 4-х популяциях коэффициент вариации был выше 20% и в одной - 14.5%.

Эти данные соответствуют общепринятому мнению о существенном влиянии условий на содержание глюкозинолатов (Wetter.Craig,1959; Josefsson,Appelqvist,1968;Josefsson,Jonsson,1969; Шавло,1981; Kraling et al.,1991). Коэффициенты вариации по содержанию глюко-

- 5 -

зинолатов в большинстве случаев достоверно отличались от коэффициентов вариации по содержанию жирных кислот (р=0.95),но на содержание отдельных жирных кислот у некоторых популяций условия года, как и на содержание глюкозинолатов, оказывали значительное влияние.

Данные этих исследований по изменчивости жирных кислот и глюкозинолатов из-за небольшой выборки были статистически недостоверными, но правильность сделанных на их основе выводов подтверждают аналогичные данные,полученные на линиях Да из популяции Новосибирская и из Гз гибридной комбинации Ег&1и х Новосибирская, где эта популяция была одной из родительских форм, полученных в разные годы (табл.3 и 4)

Таблица 3

Средние содержания жирных кислбт и глюкозинолатов в линиях из популяции Новосибирская, полученных в разные годы

Признаки Содержание(X), год, число линий

: : Разница

1990 1992 : tф Р

п=26 : п=33 :(%): % от средних

Пальмитин. 4.4 4. 2 0.2 0.4-0.5 1. 67 *

Олеиновая 59.6 52. .5 7.1 12-13 4. 55 0.999

Линолевая 22.0 24. 1 2.1 9-9 3. 1 0.99

Линоленовая 9.7 13. .0 3.3 34-25 8. 0 0.999

Эруковая 1.1 2. .0 0.9 82-45

Глюкозинол. 1.1 0. .68 0.42 38-62 1. 5 *

*- разница несущественная.

Как видно из приведенных данных, влияние условий года на содержание жирных кислот и глюкозинолатов в основном было достоверным и в той же степени слабым (до 10%). Но по некоторым кислотам данные о влиянии на них условий года для популяции Новосибирская. линий из этой популяции и линий из гибридов были разными, как и для популяций .По-видимому, в общую изменчивость признаков значительный вклад вносила ещё генотипическая изменчивость по аллелям, контролирующим синтез жирных кислот.

- 6 -

Таблица 4

Средние содержания жирных кислот и глюкозинолатов в линиях ,11 из Рз гибридной комбинации Ег(?1и х Новосибирская, полученных в разные годы

Признаки Содержание(%), год, число линий

: : Разница

1989 1990 : t® Р

П=36 : п=40 :(%): % от средних

Пальмитин. 4.3 3.9 0.4 9-10 2.9 0.99

Олеиновая 56.6 58.3 1.7 3-3 2.0 0.95

Линолевая 24.4 22.6 1.8 7-8 3.6 0.999

Линоленовая 12.5 12.1. 0.4 3-3 0.9 *

Эруковая 0.14 0.20 0.06 43-30

Глюкозинол. 0.73 0.60 0.13 18-22 1.9 *

*- разница несущественная Изменчивость по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов в инбредных линиях Ji из популяций. Инбредные линии получены из популяций Новосибирская, Зввин, Nora, Erglu, Tower, Hju 81081. В таблице

5 представлены данные для линий из 3-х популяций, у остальных они аналогичны. Как можно видеть из этих данных, все популяции имели, примерно, одинаковый уровень содержания пальмитиновой кислоты с незначительной вариансой. Отклонение от среднего содержания в ту или другую сторону в 0.5% имели в популяции Новосибирская 65%, Эввин 74% и Nora 86% линий. Немного выше, чем у других популяций, было содержание пальмитиновой кислоты у линий из' популяции Новосибирская: 3 линии содержали её больше 5%.Самое высокое содержание этой кислоты среди инбредных линий из всех 6 популяций имела линия из популяции Tower - 5.8%. По уровню содержания олеиновой кислоты популяции имели больше различий. Наиболее высокий уровень её содержания имели линии из популяций Новосибирская и Nora,самый большой размах изменчивости по её содержанию (45.9-70.5%) имела популяция Эввин, а линия с наиболее высоким содержанием олеиновой кислоты (72.6%) выделена из популяции Nora. Популяция Эввин имела

- 7 -

Таблица 5

Средние содержания жирных кислот и глюкозинолатов в инбред-ных линиях .11 из популяции

Содержание, %, популяция, число линий, дисперсия и лимиты

Признаки

Новосибирская :

Эввин

Nora

п=26

s2 : п=31

s2 : n=22 : s2

Пальмит.к-та 4.4 0.25

lim. 3.5-5.5

Олеиновая 59.6 33.2

lim. 52.5-71.1

Линолевая 22.0 8.1

lim. 16.8-27.4

Линоленовая 9.7 4.3

lim. 4.8-14.3

Эйкозеновая 2.7 3.3

lim. 1.0-7.7

Эруковая 1.1 4.4

lim. 0 -7.8

Глюкозинолаты 1.1 0.5

lim. 0.4-3.2

4.0 0.24 3.9 0.13

3.0-5.1 3.3-4.7

56.1 21.3 59.5 44.4

45.9-70.5 49.7-72.6

25.2 6.4 21.1 9.6

17.7-29.9 13.9-25.1

12.5 5.7 12.6 9.0

6.4-16.8 7.5-16.6

2.1 0.7 2.4 2.3

0.9-4.5 1.3-6.0

0.04 0.01 0.5 1.3

0 -0.3 0 -4.0

1.3 0.7 0.8 0.7

0.4-3.6 0.3-3.3

большие,чем у других популяций, и среднее содержание, и лимиты по содержанию линолевой кислоты. Из неё выделена линия с наибольшим её содержанием - 29.9%. Наименьшее среднее содержание линоленовой кислоты имели линии из популяции Новосибирская, и из неё выделена линия с самым низким её содержанием - 4.8%. Большинство полученных линий (73-100%) содержало от 0.0 до 1.0% зруковой кислоты, но

2 линии в популяции Nora имели её содержание выше 3%, в популяции Новосибирская 3 линии имели её 5-8%,и 2 линии с содержанием 6.5 и 10.4% эруковой киблоты были в популяции Иja 81081.

По содержанию глюкозинолатов среди популяций были небольшие различия. Большинство (60-86%) полученных линий из всех популяций содержало их 0.5-1.5%, и только единичные до 0.4%. Линия с наи- 8 -

[еныпим содержанием глюкозинолатов (0.27%) выделена из популяции 'ora, у которой и средний уровень их содержания был самый низкий, полученные данные согласуются с имеющимися в литературе сведения-и о небольшой генотипической изменчивости по содержанию жирных ислот и глюкозинолатов в популяциях рапса (Appelgvist, 1969), собенно на низких уровнях содержания для линоленовой кислоты Racow, 1973; Jonsson, Uppstrom, 1986) и глюкозинолатов (Josefs-on, Jonsson, 1969). В изученных нами популяциях среди индивиду-льных растений действительно легче было найти генотипы с более ысоким, чем с низким их содержанием.

Изменчивость в линиях разной глубины инбридинга и эффектив-ость отбора по важнейшим биохимическим признакам. С глубиной ин-ридинга содержания пальмитиновой и олеиновой кислот в семействах дних линий снижались, у других повышались. Были линии, у которых ни не изменялись в разных поколениях. Среднее содержание линоле-ой и, особенно, линоленовой кислот чаще повышалось, но у некото-ых линий низкое содержание линоленовой кислоты мало изменялось и аже снизилось к J4. Содержания эруковой кислоты у 3 из 10 линий Ji (в острозасушливом 1989 году) было 2.0-2.6%, но линии Jг из их были безэруковыми, а в более глубоких поколениях инбридинга дни оставались безэруковыми, а у других появлялись растения с одержанием эруковой кислоты ниже 1%. Сравнения средних содержа-ий глюкозинолатов по поколениям не проводили с учетом большей их зменчивости под влиянием условий среды. Варьирование этого приз-ака в потомствах было значительно большим, чем изменчивость по одержанию жирных кислот. Но все же, если родительская линия име-а относительно высокое содержание глюкозинолатов (2-3%), то оно охранялось и у части растений в потомстве, но выщеплялись и рас-ения с более низким (до 1%) и более высоким их содержанием.

Расщепление по содержанию отдельных жирных кислот было прак-ически во всех поколениях, но в одних сетях с небольшими коле-аниями вокруг среднего содержания, возможно обусловленными влия-ием условий среды, у других - с резкими различиями этих призна-ов у разных потомков. У некоторых линий содержание какой-либо ирной кислоты однозначно повысилось или снизилось у всех погом-db, у других весь состав жирных кислот оставался практически не-зменным. Дисперсия у сестринских линий в J3 и J4 была меньшей, ем в J2, У одних линий она возросла, у других снизилась.

- 9 -

Среди линий разной глубины инбридинга были отобраны линии < составом жирных кислот, оптимальным для фритюрного жира:высоки содержанием олеиновой кислоты и низким линолевой и линоленовой, i линии с относительно хорошим составом жирных кислот для производства маргарина: высоким содержанием пальмитиновой и почти равным олеиновой и линолевой кислот. Но у большинства из них был< относительно высокое содержание линоленовой кислоты.

Изменчивость по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов i разных гибридных комбинациях. Получены гибридные комбинации: Erg-1и х Новосибирская, Tower х Новосибирская, Я ja 81081 х Новосибирская, Эввин х Новосибирская, Эввин х Зефир, Эввин х Rebro, Эв-вин х Altex, Эввин х Brongoro, Эввин х Hju 95527. Данные приведены по комбинации Эввин х Новосибирская (табл.6).

Таблица (

Содержание жирных кислот и глюкозинолатов у гибридов с разных материнских растений в гибридной комбинации Эввин х Новосибирская

N мате- : Содержание, %

ринского:_

растения:Ci6: о: Ci8:i: Cie:2-- Cl8:3: С20:1: C22:i: глюк-ты

1 4.7 56.4 22.1

2 2.2 45.6 19.0

3 2.8 53.1 23.8

4 3.5 60.3 24.6

5 3.6 54.7 22.4

6 2.0 54.9 21.1

7 4.6 57.2 21.4

8 4.9 53.6 20.9

9 4.8 49.9 2,1.7

10 6.1 43.2 22.0

13.6 2.5 0.0 0.59

8.3 12.3 11.8 0.20

9.0 4.7 2.8 0.80

9.9 1.7 0.0 0.98

8.9 6.5 4.0 0.65

8.9 7.5 5.5 0.30

13.4 2.9 0.0 0.43

8.2 5.3 4.4 0.44

8.4 8.8 4.4 0.51

10.3 8.2 8.1 0.30

Хотя родительские популяции этой комбинации были безэруковыми, только 3 гибрида с разных материнских растений из 10 были безэруковыми, 5 содержали до 5% и 2 - до и выше 10% эруковой кислоты. Результаты были неожиданными. Родительские популяции Эввин и Новосибирская были снова проверены на содержание эруковой кислоты 1,

— - Ю -

одтвердили безэруковость. Была проведена повторная гибридизация, : снова на 7 материнских растениях было получено только 2 беззру-;овых гибрида, а 4 содержали её выше 10%. Последние сохраняли её последующих поколениях: в F3 содержание было, примерно, на том .е уровне , в F4 у некоторых выше, у других ниже. Поколение безэ-укового гибрида с 4-го материнского растения в F3 было безэруко-ым, в F4 имело 2.5%, в F5 - 0.9% зруковой кислоты. С остальными езэруковыми гибридами Fz дальнейшая работа не проводилась.Анано-ичная картина получена и в других гибридных комбинациях, но доля руковых гибридов была меньшей, и только в комбинации Tower х Но-осибирская все полученные с 7-ми материнских растений гибриды ыли беззруковыми.

Когда в качестве материнских были использованы растения из опуляции Эввин, а отцовских - растения из популяций Зефир, Reb-о, Altex, все полученные гибриды были беззруковыми, при опылении ыльцой растений популяции Brongoro гибриды всех 4-х материнских астений имели от 2 до 5% зруковой кислоты, а в комбинации Эввин Hju 95527 3 гибрида были беззруковыми, а 3 содержали около 2% руковой кислоты. Таким образом, гибридизация только определенных езэруковых популяций давала эруковые гибриды.

Гибриды с разных материнских растений различались и по со-ержанию других жирных кислот. Различия сохранились и в последую-их поколениях.

Изменчивость по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов в нбредных линиях Ji чз разных поколений гибридов. Популяции F2-F4 ыли получены от 1-ге и 3-го материнских растений гибридной ком-инации Erglu х Новосибирская. В таблице 7 представлены данные ля гибридов с 1-го материнского растения.

Разные поколения гибридов имели небольшие различия по сред-им содержаниям жирных кислот в линиях Ji, хотя они были статис-ически достоверными (кроме различий по содержанию эйкозеновой ислоты и глюкозинолатов).

Сравнение средних содержаний разных жирных кислот в линиях 1 из гибридов F2 и F3, F3 и F4, rz и F4 показало, что от F2 к F4 одержание пальмитиновой,линолевой.линоленовой кислот достоверно низилось.а олеиновой возросло.Так как большинство линий были бе-эруковыми,статистическую обработку по содержанию зруковой кисло-ы не проводили. Но к F4 снизилось и число растений в потомствах,

- И -

Таблица '

Средние содержания жирных кислот и глюкозинолатов, лимиты ; дисперсия в линиях ,11 из гибридов с 1-го материнского расте ния гибридной комбинации х Новосибирская

Среднее содержание, поколение, число линий лимиты, дисперсия

Признак

Fz

F3

F4

n=47 : s2 : n=33 : s2 : n=39 : s2

Пальмит.к-та 4.7 1.4 4.5 1.1 4.2 0.1

lim. 2.8-9.6 2.5-7.8 3.2-6.3

Олеиновая ёз. .6 28.1 53.6 39.0 57.0 8.'

lim. 36.1- •61.8 38.2-71.4 47.4-63.3

Линолевая 25. 6 12.1 26.5 19.8 23.6 3.(

lim. 20.0- •33.4 17.5-39.6 20.8-28.0

Линоленовая 12. 9 2.5 13.2 2.9 12.2 2.:

lim. 9.4- ■15.7 7.6-15.7 9.4-18.1

Эйкозеновая 2. 4 3.1 1.9 0.3 2.3 0.«

lim. 1.5- ■10.6 1.0-4.4 1.4-6.2

Эруковая 0. 56 5.6 0.15 0.5 0.10 0.:

lim. 0 - 15.8 0 -4.0 0 -1.4

Глюкозин-ты 0. 72 0.4 0.65 0.3 0.82 0.:

lim. 0.28- 3.04 0.07-2.26 0.13-1.82

содержащих эруковую кислоту, и максимум её содержания у отдельны) потомков.

Аналогичные данные получены для линий 31 из Гг^ гибридов с 3-го материнского растения, но лимиты и дисперсия у них были значительно ниже.

Дисперсия и лимиты по всем изученным признакам, как и следовало ожидать,были наиболее высокими в и наиболее низкими в В Р4 они приблизились к показателям для линий из популяций, но пс пальмитиновой и линолевой кислотам уровень содержания и лимиты 5 линий из гибридов были выше, а по олеиновой кислоте ниже , чем } линий из популяций. Так как гибриды были в Рг отобраны как безэ-

- 12 -

>уковые и низкоглюкозинолатные, сравнение с популяциями по содержанию эруковой кислоты и глюкозинолатов не проводили.

Среди линий из гибридов выделены линии с более высокими, чем реди инбредных линий из популяции, уровнями содержания пальмити-овой (до 9.6%) и линолевой кислоты (39.6%), и с минимальным со-ержанием глюкозинолатов - 0.07%.

Отбор гибридных комбинаций на уровне содержание эруковой ислоты 0.0% и глюкозинолатов ниже 0.35%, по результатам испыта-ий одного года носил случайный характер. Отобранные по содержа-ию глюкозинолатов ниже 0.35% линии не сохранили этот низкий уро-ень в последующие годы испытаний, но одна линияя имела самое изкое, по сравнению с остальными линиями, содержание глюкозино-атов за все годы истытаний: 0.35, 0.62, 0.56, 0.71, 0.41, 0.70%.

Изменчивость по содержанию жирных кислот и глюкозинолатов в нбредных линиях .Ь из сомаклонов. Целью исследований было выя-ить возможность использования сомаклональной изменчивости для овышения содержания пальмитиновой и линолевой и снижения линоле-овой кислот с учетом изменения остальных биохимических призна-ов. Исходным материалом для получения сомаклонов была линия из опуляции Новосибирская. Выход регенерантов составил 18.8%. Средне содержания жирных кислот и глюкозинолатов в инбредных линиях 1 из потомства сомаклонов }?1 и линиях 3-1 из исходной популяции редставлены в таблице 8. Как видно из приведенных данных, гене-ическое разнообразие (лимиты и дисперсия) в линиях из сомаклонов ыло значительно ниже, чем в линиях из популяции. Сомаклональная зменчивость не обеспечила получения линий с более высоким содер-анием пальмитиновой и линолевой кислот и более низким линолено-эй, чем оно было у линий из коллекции. Содержание эруковой и эй-эзеновой кислот действительно значительно снизилось. Среди 49 иний из сомаклонов 45 были с нулевым содержанием и 4 имели её до I, тогда как в линиях из исходной популяции только 24 линии из 3 не имели эруковой кислоты, остальные содержали её до 10% и 4 лнии выше 10%. Но проблемы получения безэруковых линий с низким удержанием эйкозеновой кислоты не стояло: они составляют все же усолютное большинство среди линий полученной нами коллекции. Но уобенно нежелательным было резкое (почти в 4 раза) повышение в -шиях из сомаклонов содержания глюкозинолатов. Факт повышения удержания глюкозинолатов при использовании методов клеточной се- 13 -

Таблица

Средние содержания жирных кислот и глюкозинолатов у линий Л из сомаклонов и из исходной популяции Новосибирская

: Средние уровни содержания,%, число линий, : лимиты, дисперсия

Признак из сомаклонов п=49 ! S2 из популяции п= 33 s2 ; t(j> Р

Пальмитиновая 3.8 0 14 4.2 0.34 4.0 0.99

lim. 3.0-4.8 2.7-5.4

Олеиновая 55.1 7 1 52.5 45.4 2.4 0.95

lim. 47.6-61-9 33.2-63.7

Линолевая 24.3 3.7 24.1 10.0 0.4 *

lim. 20.3-30.5 16.4-34.6

Линоленовая 15.0 1 4 13.0 2.6 6.4 0.99

lim. 10.4-16.9 10.5-19.4

Эйкозеновая 1.7 0 4 3.9 15.7 3.8 0.99

lim. 0.7-3.7 0 -18.1

Эруковая 0.05 0 03 2.0 16.3 3.4 0.99

lim. 0 -0.9 0 -14.3

Глюкозинолаты 2.97 0 4 0.68 0.16 16.4 . 0.99

lim. 0.42-3.77 0.36-1.99

* - разница несущественная

лекции отмечен и другими авторами как у сомаклонов (Рожанская Клеблеева,1994), так и у андрогенных линий рапса (Hoffmann е al.,1982).

ВЫВОДЫ

1. В результате исследования выявлено,что климатические ус ловия играли в общем достоверную роль в изменчивости по содержа нию жирных кислот у ярового рапса,но это влияние было слабым (cv 0.4-9.1%), доля его в общей изменчивости не превышала уровень ге нотипического разнообразия в популяциях.В зависимости от исходнс го материала условия года по разному влияли на содержание разны жирных кислот:в популяции Новосибирская наибольшее влияние он

- 14 -

называли на содержание пальмитиновой кислоты (cv=12.3%),b попу-яции Nora линолевой (cv=18.8%), в популяции Эввин линоленовой ислоты (cv=17.4%). Низкие коэффициенты вариации у всех популяций ыли по содержанию олеиновой кислоты (0.4-9.1%). Популяции Niklas Hja 81081 имели самые низкие коэффициенты вариации по всем жир-ым кислотам. Влияние условий внешней среды на содержание глюко-инолатов было значительным для всех популяций (cv=14.5-29.4%).

2. Анализ всех данных, полученных в результате исследований, оказывает,что различия по содержанию жирных кислот и глюкозино-атов в разные годы не может быть однозначно объяснено только лиянием условий внешней среды: степень влияния была разной для опуляций. инбредных линий из популяций, инбредных линий из гиб-идов, инбредных линий разной глубины инбридинга и гибридных по-уляций, полученных из одного исходного материала в разные годы.

3. Показано, что изученные популяции ярового рапса имеют не-ольшой генетический потенциал изменчивости по содержанию жирных ислот и глюкозинолатов, но имеющаяся внутрипопуляционная измен-ивость позволила выделить линии с соотношением жирных кислот, птимальным для разных направлений использования рапсового масла, екоторые выделенные в J2 линии с оптимальным соотношением жирных ислот для использования масла в качестве фритюрного жира и про-зводства маргарина, сохранили его в последующих поколениях.

4. Гибридные популяции имели больший генетический резерв для тбора по содержанию пальмитиновой и линолевой жирных кислот, чем эртовые популяции: лимиты 9.6 и 39.6% и 5.8 и 34.6%, соответс-венно, максимальное содержание олеиновой и минимальное линолено-эй кислот у них было, примерно, одинаковым: 71.4 и 72.6%, 4.7 и .8%, соответственно. Линия с самым низким содержанием глюкозино-атов (0.07%) выделена из гибридов. Минимальное содержание их в иниях из сортовых популяций было 0.27%.

5. Выявлено, что при самоопылении растений безэруковой попу-¡щии или при гибридизации безэруковых сортов в потомстве отдель-э1х материнских растений могут появляться потомки или гибриды, эдержаддае достаточно высокий процент зруковой кислоты.

6. В результате проведенных исследований показано, что средне содержание зруковой и зйкозеновой кислот в линиях из сомакло-эв достоверно более, чем в 2 раза, снизилось, по сравнению с ис-эдной популяцией, содержание других жирных кислот мало измени^

- 15 -

лось,хотя различия и были достоверными, а содержание глюкозинола тов достоверно возросло более, чем в 4 раза.

Рекомендации для практической селекции.

Для создания исходного материала в селекции на повышени' олеиновой и снижение линоленовой кислот рекомендуется использовать как инбридинг, так и гибридизацию. Для повышения содержали: пальмитиновой и линолевой кислот лучше использовать генетически: потенциал гибридных комбинаций.

При использовании для создания исходного материала методо: клеточной селекции рекомендуется обязательно вести контроль з. изменением всех биохимических признаков на всех стадиях работы.

При использовании гибридизации в селекции рапса на улучшена качества масла для разных направлений его применения рекомендуется следующая схема селекционной работы : опыление как можно большего числа материнских растений смесью пыльцы отцовских растени - сбор гибридных семян отдельно с каждого материнского растения • размножение Fi индивидуально в теплице - разделение потомств F-на 2 или 3 партии с посевом их в разные годы - отбор или объединение лучших семей по составу жирных кислот и содержанию глюкози-нолатов .

Рекомендуется использовать в дальнейшей селекционной работ* отобранные в экстремальных условиях Сибири высокопродуктивные линии с более коротким периодом вегетации, низким содержанием глю-козинолатов и стабильным оптимальным составом жирных кислот длз разных направлений использования рапсового масла: для фритюрногс жира - NB-10-2-1-2;NB-10-2-1-3;NB-10-2-1-5;NB-10-2-2-1 и для производства маргарина - NB-8-4-10; NB-8-9-3; NB-9-2-3; NB-9-8-1-2.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Денисова Э.В., Овчинникова Т.В. Перспективные линии ярового рапса // Селекция и семеноводство.-М.,1992.-N4-5-C.27-29.

2.Денисова Э.В., Мазяркина Т.В. Использование внутрипопуля-ционной изменчивости в гибридизации у рапса для улучшения составг жирных кислот // Селекция с.-х. культур на адаптивность и особенности семеноводства в Сибири: Тез. докл. проблемного совета ш растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству с/> культур в Сибири (г. Омск, 1-2 августа 1995 г.).- Новосибирск, 1995. - С. 33-34.

З.Денисова Э.В., Мазяркина Т.В. Эффективность отбора по содержанию важнейших биохимических признаков у ярового рапса и пути ее повышения // Селекция с.-х. культур на адаптивность и особенности семеноводства в Сибири: Тез. докл. проблемного совета по растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству с/х культур в Сибири (г. Омск, 1-2 августа 1995 г.).- Новосибирск, 1995. - С. 35-36.

Заказ 139. Тираж 100

Отпечатано в Издательстве СО РАН 630090. Новосибирск - 90, Морской пр., 2