Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРАМ ГЛИАДИНА И МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРАМ ГЛИАДИНА И МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ"

На правах рукописи

С М Е Л И К Надежда Леонидовна

ИЗМЕНЧИВОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИМ СПЕКТРАМ ГЛИАДИНА И МОРФОБЙОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ

Специальность 06.01,05. - Селекция и ссменч>водство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных »¡яук

СЛМКТ'П£ТЕРВУП

Работа вы подоена и Санкт-Петербургской (осударстьенном шрарном университете н в» Всероссийском научно-исследовательском институте расгелиеводпва им.Н.И,Вавилова,

Научный руководитель:-

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор 3. В. Абрамоьа

Официальные оинонешы:

доктор сел ьско* оз яЙсгвенных наук,

профессор В, И. Пыжснков

доктор биологических наук,

профессор И. Л. Гй ври люк

Ведущее учреждение:

Северо-Западныйнаучно-исследовательский циститу: сельского хозяйства.

Защита состоится • ''2.9^' ^¿¿.И.-Я -ООО г. в./Л. чао. на заседании диссертационного совета К 020, 18.01, по присуждению ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук во Всероссийском научно-нсЬледоьательском институте

растениеводства им. Н. И, Вавилова но адрес): 190000. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская , 44,

С диссертацией можно ошакомпться в библиотеке Всероссийского научно - исслслоиатсльскою института растениеводства им,Н.И Вавилона.

Ученый секретарь

диссертационного совета, Л.И.Костик;!

доктор биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность - темы. Сорта пшеницы как популяции характеризуются определенной генетической структурой. Наряду с изучением структурных элементов сортовых популяций пшеницы традиционными ■ методами в настоящее - время интенсивно . используется элекзрофоретический анализ запасного белка эндосперма зрелой зерновки - глиадина. Одно из важных достоинств белковых систем как генетических маркеров -стабильность компонентного состава многих белков, значительно меньшая их модификацистная изменчивость. Генетическая специфичность глиадина проявляется на уровне вида, сорта, биотипа. Благодаря этому, у . пшеницы - установлена широкая внугрисоргоаая изменчивость глиадина, идентифици рован и ая методом электрофореза в ПААГе (Конарев, 1998; Созинов, 1985),

Использование электрофоретического спектра глиадина как фактора идентификации генотипа позволяет выделйгь на сортовых популяций определенные генетические система (биотипы, линии) и проводить их дальнейшее изучение по различным признакам. Представляется , актуальным рыявленне соотношения белкового полиморфизма и фежттической гетерогенности внутри сортов пшеницы, определение той части ■ морфобиологической изменчивости, которая . может быть маркирована элекзрофоретическими спектрами глиадина,. , Цель ^ задачи исследований. Цель работы - выявить гетерогенность сортов пшеницы, полученных разными ; методами, по электрофоретическим спектрам глиадина и морфобнологнческим признакам.

В задачи исследований входило:

- установить фенотнпическое разнообразие спектров глиадина у сортов Мироновская 808, Кинельская 5 в Альбндум 114; ,

- на основе эле ктрофоретических спектров глиадина выделить глиадиновые биотипы у сортов пшеницы и изучить Их биологические .особенности;

- изучить изменчивость глиадшювых биотипов сортов пшеницы по морфобнологическим признакам и элементам продуктивности. Научная новизна исследований, i Впервые изучена внутрипопуляционная изменчивость сортов озимой пшеницы Мироновская 808, Кииельскзя S и ''Альбндум 114 по электрофоретическим спектрам —италн на-jyp и у Г Х/ЙЙЧ |«ёксу морфобиологических признаков. . *

имени К.А. I JL*3

ЦНВ имени Н.и. л-. зновг Фонд научнчй литературы

У каждого ni изученных сортов и де н ги фицнро ваны основные типы спектра глналнна, частота встречаемости которых в сортовой популяции составляла от 0,62 до 0,05 и редкие типы спектра с частотой менее 0,05.

Установлена стабильность сортовых популяций пшеницы по основным типам спектра глиаднна, которые воспроизводятся в потомстве в' процессе репродуцирования copra. Частоты встречаемости как основных, так и редких типов спектра глиаднна могут меняться в зависимости от условий произрастания сорта. При неблагоприятных зимних условиях редкие типы спектра глцадина могут элиминироваться, что показано на сортах Мироновская 808 н Альбидум 114.

У сортов Мироновская 808, Кииельская 5 и Альбидум П4 выделены соответствующие . основные и редкие глиадииовые биотипы (состоящие из нескольких идентичных по спектру глиаднна линий), и ¿пучено их сходство и различие по зимостойкости, фенофаэам, ' морфобиологическим признакам и элементам продуктивности колоса главного побега.

Некоторые основные и, особенно, редкие глиадииовые биотипы сортов пшеницы Мироновская 80S, Кинельскзя 5 н Альбидум U4 характеризуются различной степенью

зимостойкости.. :

Основные, глиадииовые биотипы сорта Альбн-дум 114, созданного методом индивидуального однократного отбора н наименее полиморфного по глиадину, не имеют различий между собой tro изученным морфобиологическим признакам.

: У ' сортов .Мироновская 808, полученного методом многократного ' группового и массового отбора, а также у сорта Кииельская 5, созданного методом сложной гибридизации, основные глиадииовые биотипы дифференцируются между собой по одному -двум признакам, таким как высота растений, длина колоса главного побега, число колосков в колосе и масса 1000 зерновок. Редкие глиаднновые биотипы сортов Мироновская 508, Кииельская 5 й Альбидум 114 характеризуются большим феиотнпическим разнообразием по морфобдологическим признакам. Практическая значимость работы. Выделены и изучены по некоторым признакам основные и редкие глиадииовые биотипы на основе элметрофоретических спектров глиадина у сортов пшеницы Мироновская 808, Кииельская 5 й Альбидум 114. Наличие основных глнадиновых биотипов, их стабильность в процессе репродуцирования сорта позволяет четко осуществлять контроль за основой -генетической структуры, сорта " при сортовой

идентификации, определении сортности семян, а ' также в семеноводстве пшеницы,

Выделенные глиаяиновые биотипы MOiyr быть использованы в селекционно программах при подборе родительских форм-для гибридизации с учетом ifx фенотип ичсских особенностей, таких как зимостойкость, скорость,прохождения фенофаз выхода в трубку .и колошения, высота растений, длина колоса, число колосков и зерновок в колосе и масса 1000 зерновок.

Апробация работы. Основные материалы работы доложены на научной конференции молодых ученых и специалистов J1CXH ■ (Ленинград, 1986), на заседании секции генетики и селекции растений Ленинградского ..отделения ' Всесоюзного общества генетиков и селекционеров им. Н-И.Вавилова ¿ЛенинтраД-^б), на межвузовской научно-методической конференции (Ярославль, 1994), на 1-ом съезде В ав и лове ко го общества reuet и ков и селекционеров (ВОГИС) (Саратов, 1994).

Публикации. По теме диссертации опубликовано б научных работ. Обьем и структура диссертации, Диссертация изложена на' 146 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения, выводов,, списка литературы (115 отечественных И - 2? зарубежных источников) ■ и приложения, Работа содержит 28 таблиц и иллюстрирована 3 рисунками. , * >

материалы, методы и условия проведения

исследований:.

Работа выполнена на кафедре генетики и биотехнологии СИбГЛУ, во Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им.' НИ.Вовнлова на кафедре селекции и плолоовошеводства Оренбургского госагроуниверситета в 1984 -1987 годах. "■."■■'-,]'.

Объектами ' исследований являлись сорта' озимой мягкой пшеницы ; различного происхождения, имеющие . широкое селекционно-производственное значение — Мироновская 808 (получен методом многократного фуппового к массового отбора), Кинельская 5 (метод сложной гибридизации) и Альбндум 114.(метод индивидуального однократного отбора), ■' Сорта, взятые для исследований, выращивали иа делянках , конкурсного сортоиспытания на ' : овытном поле Оренбург кого rocaгроунйпсрейте ra. LI I984j-. у сорта : Мироновская 808 было

отобрано 93, у КнкельскоЙ 5 - 101 и Альбидума ) l-i - 95 типичных растений,

Для электрофоре ri i ч ее ки го анализа глиаднна or каждого отобранного растения было взято но 10-20 зерновок. Электро<}>орез » ПЛАГе проводили в пластинах (Губарева, Гайденкова, 1987) в ВИРе. Электрофоретнческий спектр глиаднна записывали и виде белковых формул по номенклатуре В.Г. Конарева{1980). Растения, имевшие один и тот же тип спектра глнадинз, объединили в одну группу, которую называли в соответствии с предложением Ю.В. Перуанского и Б Т. Надировз .(1981) ' глиади новым биотипом, Гл над и новые биотипы, содержание которых в сорте составляло более 5%,'были названы иами основными. Глнадшювые биотипы, . объединяющие незначительное число растений (1-5%), названы редкими.

. В 1985 г. в условиях Ленинградской области на опытном поле СПбГАУ был заложен питомник размножения глнадиновых биотипов, каждыИ из. которых состоял из линий, идентичных но спектру глиаднна. Всего но трем сортам пшеницы в питомнике было высеяно 289 лнний, что составило около 6000 растений. В 1987г. анализировали по 30 - 40 растений каждой линии соответствующего г лиадинового биотипа.

Линии глиадиновых биотипов сортов пшеницы были изучены по зимостойкости, высоте растений, длине колоса, числу колосков, числу и массе зерновок, массе 100U зерновок главного колоса. Фенологические наблюдения, оценки и учеты, лабораторный анализ растений проводили на кафедре геиетикн и биотехнологии СПбГАУ по общепринятой методике (Попова и др.,1963)-.Статистическую обработку полученных результатов проводили по И.Ф. Рокицкому . (1973). ;

Внутрипопулящюнное разнообразие, сортов пшеницы по типам спектра глиаднна оценивали с помощью показателей, предложенных Л.А. Животовским(1982). '

Днфференштацию глиаяиновых биотипов осуществляли одним из методов многомерной статистики - кластерным анализом. Для количественных признаков наиболее используемой мерой сходства объектов является обычное евклидово расстояние d, определяемое iio формуле

где x, и у/, хг и V, н ур -значения признаков сравниваемых

особей (или их средние значения для популяций).' ' :

Данная формула модифицирована доктором физико-

математических иэук С.А. Вакуленко в усредненное евклидово расстояние:

14 « .

£<>(*.'. Л )

й-'-*-.

М'П

где xt, уу •показатели признака у каждого растения попарно сравниваемых биотипов, ■ '

результаты исследований

ГЕТЕРОГ ЕННОСТЬ СОРТОВ ПШЕНИЦЫ ПО ТИПАМ СПЕКТРА

глиадинл

Фенотипичсское ра-щообрачие спектров глиаднна v сортов пшеницы, В результате злектрофоретнчсскогоанализа глиаднна у Мироновской 808 обнаружено 13 типов спектра, у КинельскоЙ 5-8, у Альбилума 114 - 6 (таСд.1). Основными типами спектра глиаднна (частота встречаемости р>0,05) у Мироновской 808 являются типы 1, 4 н 8, у Кйнельской 5 - 1, 7, 2 н 8, у Альбидума 114 — 1 и 2, Остальные типы спектра глиаднна являются редкими. На основе расстояния Хэммкнга (чмсяо несовпадающих значений) была проведена кластеричаиия тшгов спектра гянаднка. Но результатам которой построены дендрограммы (puc.J). У сорта Мироновская 808 выделяется' несколько кластеров (групп ' наиболее сходных спектров). Кластер наиболее сходных между собой спектров включает в себя типы I(основной) и 9 (редкий) (показатель сходства г =0.960), другой кластер - тип 4 (основной) и 2 X 11 (редкие) (г =0,840-0,880). Редкий тип спектра 13 имеет значительные отличия от псех типов спектра глиаднна дайной сортовой популянии Мироновской В08 (г -0,240-0,5(>0), что достаточно четко проявилось в морфоГшологических особенностях фенотипа потомства, полученного на основе данного растения. ; .

У сорта Кинельская 5 основу лендрограммм составляет кластер, обраюпаниыП всеми основными типами спектра 1,7,2 и 8 и редким тиком 4 (г =0,600-0,880). ■ . . \ -

(Тснопу депдрофаммы сорта Альбидум 114 составляют' основные чины I и 2 н редкий тип 5 (г =0,840-0,880), I Цмсм'Ш пость состава __ сор го в пнюн'ины : - п процессе ре ч I w ду щ tponai и | я. ЭлекгрофоретичсекнН au ал tu глиаднна copia Мнрпноиская КОВ урожая 1978г. к сравнении с 1 ">$4г. ноклмл

Таблица 1

Полиморфизм сортов пшеницы по электрофоре шческим спектрам

глиодниа

№ типа Формула глиадчна 4iwt

спектр ' » а Р y (Ü от». thilu спекг

Mitportoocia» SOS

1 . "34Й7 "îiîïîjrfi, 2,2t2i M,

2 -4 S. 0,01

î '4 • «,T -9,-10,. 0,0}

4 2 1 - 0,17

S-- ■ S 7 0,04

6 . ■ ■ 2} -4 ■

7 2¿,Jf ïi Í ? 10,- 0,0î

í 1S5 0,14

0.04

10 - 1 ■ - -2,

II Si S <!L!!Í_

ti' -4 Í 7 -9¡- 10,- 0,01

13 "Í4ÍÍT ... —3, - 2,1,^6....... 0TU

Кинельская í

î, 2,4 ii lïtf.fci.î^.o, 10, 0,29

ï Ii-. -S,-9î-I0i 0,19

í 2,2, 34S, î,2j •î -7 0,01

. 4 7. ■ 2i -8Г9И0, 0,02

■ 5 2, 3, 4 - ÍMi-V10' "" 0.02

6 ■ ,., h . 0,02

7 - -67, ь 0,27

8 - -íTiZi 4 - -Ïj-Îi-K»,- 0,19

Лльбкзум|Н

■ 1 2í€7, Í,2,4,4^1 Îft^S^g^, 9, 10, 0,63

3" ■ î. la 0,27

3 2, 3,2, 4 0,03

4 -i 2,2, î 0,05

■s 0,01

6 ■ 4 % . ï- . --- 0.02

Примечаний: дня спектра 1. формула приведет' иошкктыо, дли , осгальиых1 г только, отличающие« от него компоненты; минусами (•) обозначены ÓTCjTCTEyiiiiii»é компоненты спектра гшаднна.

изменен не состава типов спектра и их частот (рис.2), К 1984г. частота основного типа I уменьшилась, а частота основньцс типов 4 и 8 — увеличилась,тогда как редкие типы 14, 15 к 16 исчезли, но появились типы 5, 6, 7, 9 и 13. По частотам общих типов спектра спектра г. (злина сравниваемые репродукции Мироиоиской 808

iiiii

Рис. í. Дендрограммытиповспектра(1 - 13) глиадинау сортов Мироновская 808 (а), Кинелъская 5 (Ь> и Альбилум 114 (с)

С 4И

<ttt

ил

-13 п м .. I . t

í i ío /I II I t . t » «

T»"V рвРИП*- ■

Рис- 2. Динамика частот (p) типов спектра rm гадин а у сортовой популяции Мироновской 808 ,' 1978г, __ 1984г. ■/

различается достоверно {l'i O,<JÛl), на'что уюгшвает показатель их сходства 1 "0,787 ±0,0312, Степень полиморфизма Мироновской 808 в 19В4г, составляла р = 9,43 iô.602, что превышало степень полиморфизма данного copia в 1978г. (р = 8,15 *0,473). К 1984г. увеличилась и доля редки к типов систра (h = 0,259 ± 0,0424 в 1978г. и h = 0,275 ± 0,0458 в 1934г.). •

Условия суровой перезимовки 1984 - 85 г, (г. Оренбург) обусловили значительную гибель исходною материала всех трех сортов. Исключение составили несколько растений сорта Альбидум 114. 'Дальнейший электрофоре гическ и й анализ сохранившихся растений Альбидума 114 показал наличие только двух типов 1 н 2 спектра глиаднна (табл.2).

■ . . Таблица 2

■ Изменчивость состава сорта Альбидум 114 по спектрам ■",'.. глиаднна

■ (Оренбургская обл., 1984 -85 г )

ife * ■ типа Часгота.тнпов спектра глиадииа, %

спектра до перезимовки- после перезимовки

I 62,1 58,9

2 26,3 41,1

3 3,2 0

4 5,3 0

5 1,0 0

6 2.1 • 0

Сохранились растения с основными тинами спектра I и 2. Полностью погибли растения, имеющие редкие типы спектра гдиадщга. Причем, частота растений с типом 1 снизилась, но возросла частота растений, имеющих, тип - 2 спектра глиаднна. Следоиа гельно, наиболее зимостойкими были растения, имеющие тнн 2 спектра глиадина;

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГЛПАДИНОВЫХ БИ01ИП0В ПШЕНИЦЫ

Линии с идентичными спектрами глиадина были объединены а соотвеилвуюший основной или редкий глиадиновый биот ип.

3 и крутой косjb,. Некоторые основные и редкие ' глиадиновыс биотипы в пределах каждого сорта характеризуются одинаково стабильным и высоким уровнем зимостойкости. У, сорта Мироновская 808 не различаются но зимостойкости основные биотипы I (в среднем 93%), 4 (92%) и редкий биотип 9 (92%), тогда как редкий биотип 10 характеризуется наиболее высоким уровнем знмостойкос.ти(98%), а редкий биотип ) 1 - наиболее низким (87%),

У сорта Кннельская 5 одинаковый уровень-зимостойкости характерен для основных биотипов 1 (93%), 8 (93%) и редкого биотипа 4 (93%). :

У сорта Лльбидум. 114 имеют высокий уровень зимостойкости н не различаются между собой основной. биотип 2 (96%), редкие биотипы 3 (97%) и 4 (98%). Хотя при экстремальных условиях , перезимовки 1984-85К биотипы'3 и ,4 не сохранились, вероятнее всего но причине малочисленности их растений в данной сортовой популяции. Однако растения сословным типом спектра! в тех же суровых условиях перезимовки такж« оказались более зимостойкими, чем растения с- типом спектра I (табл.2). У Сорта Лльбидум 114 редкий глиаднновый биотип 5 имеет наиболее низкую зимостойкость (92%). Для всех остальных глиадмновых биотипов изученных сортов характерна значительная изменчивость по зимостойкости. ' . ■

Фенологические фазы.' Визуально различимая дифференц над и я глиаднновых биотипов пшеницы в пределах каждого сорта проявляется в фазы выхода в трубку я колошения. У сорта Мироновская 808 основные глиадиновые биотипы 1 и 4 одновременно вступают-в фазу колошения, однако у основного биотипа 4 фаза выхода в трубку наступает на 1 день раньше. ..У редкого биотипа 9 фаза выхода в трубку наступает на 1 день раньше, а колошение — на 1 день позже, чем у основного биотипа 1. Растения редкого биотипа 13,\не отличаясь от основного биотипа I в фазу выхода в трубку, на 2 дня позже последнего-колосятся. . .

У сорта Кипольская 5 основные глиадн новые биотипы I и 7 сходны между собой по данным фенофазам. Гедкнй. Глиадиновый биотип 4 весьма изменчив по фазе выхода в трубку, однако в фазу колошения стабильно вступает на 2 дня раньше ■ основ ¡го го биотипа!. " . ' .

Основные глнадшювые биотипы 1 и 2 сорта Лльбидум V14 практически не дифференцируются между собой по фазам выхода в трубку и колошения. Псе остальные . глиадиновые -биотипы изученных . сортов • характеризуются . определенной степенью изменчивости по годам по дпгт^ч наступления дачных фенофаз.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ОСНОВНЫХ ГЛИАДИНОВЫХ БИОТ1ЩОВ ПО МОРФОБИрЛОТКЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ

Морфологические признаки. Высота растений и длина колоса у глнаднновых биотипов изученных сортов пшеницы характеризуются незначительным коэффициентом вариабельности (табл.3). [ - ■' ■ ■ .. Таблица 3

■Мофологнческие признаки основных глиаднновых биотипов пшеницы

№ Высоте рчстеьшАлм . Дшна полоса, LM

..Сорт ' IfUMUIHHObO» . ГЭФиотйш . v,% X±S; V,%

Миромдакы - 19«г,

80» 1 103;4Ю,»1 7.61 9,11 ±0,07 7M

4 104.tft;í2 10,lt 9.S9W.I7 11.99

» I02,7i±l,23 6,ti» . 9.»*<Ш 7,29 .

- -, l«7r.

1 ' 6,27 »,33*0.0» 9,4» .

■ 4. ■ 11 »,10* 1.04 4,91 9.4410,09 11.16

Я . iii.sftti.iT i.ii 9.21±0,0» B.54

КИНСДЬОАЯ 5 ■ . ■ IVÍ6r. ' '

1 I04.14t0.96 7.41 . 9.21«. 10 ».47

1 - 9»,6±0.97 «Л1 ».61*0.09 ».И

2 102,23^1.26 »,94 9,2410,14 11,1

* 92.ÍW0.96 6.66 ».T4Í0.12 9.03

■■ ■ ? - !9S7r

1 11».90tl,25 5,(4 *,97t0,1) 12,11

7 iio.iott.ir ÍJÍ »,6210,11 9.04

.1 110, JOt 1,23 5.Í0 9.5210,(4 ».29

t 103. Wt 1,04 4.S2 1,64±0.1J 7,17

Лльбкдум 114 ■ 1986г. ■■..■■■.

1 '107,(141).« . 1.6« 9,7010,07. »,07

2 ios.: sí i.io 9,6910,14 9,61

19Мг. i

1 Ш.40М.64 ' . 3,16 9.90 t0.lt • 9.19

J . II9.ÍO±I.OS 4,14 10,5110,21 9,79

- и .i < ■ v "ч ■ - ■ , ■ ,

' У Мироновской 808 основные глиаднаовые; биотипы 1(32 .линии), 4 (13 линий) и 8 {11лнний) практически не различаются . (P¿0,1) по средней высоте растений, хотя биотип ! I; достаточно изменчив Í по 1х>дам. ' Более' длинный . колос главного побега характерен для сходных :между собой (Р^ 0,1) основных биотипов 4 ц8 в сравнении с биотипом ((['¿О,)).

. У сорта Кинельская 5 растения основного глиадинового биотипа 1 (29 линий) наиболее высокорослы среди основных биотипов,'однако у них отмечается некоторая степень изменчивости длины колоса no t одам. Л

Таблица 4

Элементы продуктивности колоса у основных глиаднновых биотипов пшеницы

Сорг • Число Число • ■ Масса Масса 1000

гпналиново • колосков. зерновок, зерновок, г зерновок, Г

го биотипа шт шт

Миромокедя Ш

1 17. НО. II - «пол 47,4*10,«

17,1*0.17 «.9*0,91 г.ол0.07 4», 1 »10.«

14. »10. И 44.110.94 «1,3410.7»

г 1987г.

ЖШ.11 гмтлч 12.5711.17

4 16.li0.ll 41.И1.00 1,10±0.07 50.1911.0« .

1 11.710,17 ja.9to.ii . 3.11Ю.0) Л,1610.71

Кюииш 5 1984Г- -

13,110.11 Ш» мио.м . Ш110.17.

У 11410. |1 Н.911.00 - . :.(Л±о.об 47.1111(^4«

19.11», и ■«.7*1,11 • 3,4910,»»

44.WtO.6i

■ »»*7г.

' 50. Л 1,21 . 10010.07 3», 3911.(4.

I7.3t0.37 . 47.3tl.9i., 14210.09 10.941 и'

17,(510.2« 49,7» иг ши 43,1011.1»

1 М.4|1|,М 2,1519.07 46.9411.0)

Альбидуи 114 -1*В6г.

1 . 11.710.09 48.110.11 1,92*0,04 39,11 ±0.1)

- 2- 17,»10 Л 44,311 : 37.i4xO.49

1917г, , ■

1 17.310,11 4Ч.41Ш 1,«10.0в 40,2110,39

3 ii.ljO.S3 ) 1.411.11 . 1.040.6» 39,4310,63

Для основного биотипа 8 (19 линий) характерны наименьшие' высота растений и длина главного колоса. Основной биотип 7 (27 линий) занимает промежуточное положение по высоте растений среди основных биотипов, имея такую-" же наименьшую длину главного колоса ( Р = 0,1) как н основной биотип 8. У основного биотипа 2 (19 линий) отмечалась изменчивости по годам ПО высоте .растений, однако длина колоса стабильно оставалась наибольшей (Р = о,1). .';■.-";. ■■;':.■■■ ^.

- Основные глнадиновыебиотипы I (57 линий) и 2 (23 линии)

' сорта Альбидум 114 сходны между собой по -данным морфологическим признакам (Р = 0,01-0,1). •' . Элементу продуктивности главного колоса, Степень - варьирований

элементов .продуктивности у изученных основных глиадиновых

> -

биотипов была незначительной по числу колосков (V » 4,64 -10,69%) и массе 1000 зерновок ( V = 5,73- 14,49%), средней - по числу зерновок ( 1,84 — 18,62%) и массе зерновок ( V и 7,98 -24,88%Хтабл.4). Основные глиадиновые биотипы 1, 4 и 8 сорта Мироновской 808 сходны между собой (Р » 0,05 - 0,001) по числу колосков и зерновок, а также массе зерновок колоса. Растения биотипа 8 характеризуются наибольшей массой 1000 зерновок, отличаясь от биотипа 4 при Р ** 0,05. ■ " ^

У copra- Кипел ьская 5основной' глнадиновый биотип I характеризуется наибольшим числом колосков в колосе, основной глиадиновый биотнп 7 имее^ большую - массу зерновок колоса (Р => 0,1) и наибольшую массу 1000 зерновок (Р 0,001). Основной биотип 2, проявляя сходство С основным биотипом.7 по массе зерновок колоса, характеризуется однако меньшей массой 1000 зерновок (Р ™ 0,02), Основной биотип 8 проявляет стабильность по числу колосков в - колосе (18, Р=0(|) н характеризуется , наибольшим числом зерновок в колосе (Р ы0,02).

У сорта Альбидум 1! 4 основные глиадиновые биотипы 1 и 2 не . имели достоверных и .стабильных по - подам различий' по изученным элементам продуктивности главного колоса:

МОРФОБ КОЛОП1ЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РЕДКИХ ГЛИЛДИНОПЫХ БИОТИПОВ ПШЕНИЦЫ

Мнроновская 808. Варьирование морфобиологнческих признаков у редких гкиадиновых биотипов сорта Мироновская 808 характеризовалось незначительной степенью по' высоте растений (V = 5,! 5 - 9,65%), длине колоса ( V •• 5,49 -/10,81%) и числу колосков в колосе (V =» 6,43 —9,62%), средней — по' числу зерновок в колосе (V =»' 10,91 - 20,18%), массе зерновок колоса ( V » 12,67 -26,57%) и массе 1000 зерновок , (V » 5,65 - 17,23%) (табл.5). Растения редкого глиадиновогог биотипа 9 (4 линии) имеют относительно среднюю длину главного колоса, наименьшее число колосков и зерновок в колосе. Для редкого биотипа 10 (3 линии) Мироновской 808 характерны самые, высокорослые растения с длинным колосом и наибольшей массой 1000 зерновок (Р<0,001)., Растения редкого биотипа II (4 линии) имели наибольшее число колосков ( Р<0,001) при наименьшей длине колоса. - * 'Растения биотипа 13 (1 линия) при такой же, как и у биотина 10 максимальной . длине колоса, имели1 наибольшее число

U -

Таблица 5

Изменчивость признаков у редких глиаднновых - биотипов пшеницы

СОрТ глэдэшеоэого Biicur* Колос главного побега Mticcft

&»T*imt pacr, cu juana, cu ЧИСЛО* r.>0.IUÍ числа / зерноО* КО*, UIT. {VUKLll 3tpri0-t 1000 icpvl, г

Мироновен®*

SOS lüCM0B№>fl IU3,4íO.« »,JW,07 17.1*0,11 44. »№79 3,l«ft01 47,9т 0.1)

9 |«,3г1.4 S.ltíi.n 17-310.24 4A,7*l,7í IfJtíll.lW 44. И 1.01

' 10 IIJ,3t3.l Í.J t«l,lt IT.ilO.JÍ Ш±М1. U2tO,U8 J),liL26

н 103,11}.? IS.ItO.» •U.7U.4S J4.Jll.Si

■ и ■ 101,(10 9,4 tú, 14 U.OtO.tl ÍÍ.StilJ uto, 13 4 i.ЯШ

WH'r. .... .

|0С«ШН0Й 112.113.7 t.iíD.ÜÍ 1Í.3H1.1J Jd.otl.u }1 611,17

9 [24. Sil.6 14.011)3 i 3i,i ±1.31 1.8110,0» 4V>il)4il

¡0 <34.111.6 is.iiim mu .41 IMtll.Ü» S4.Slfl.7b

ti 9.1Ю.1Э 17.bW.ll 44,3 tO.W 1 *Wt«.(H> 44.Jil.ll3

n ll.ílO.ll 46.»ti,71 t,4íig.oí «.ílUti

Кньсльсмм i . тбг, '

l основной ItW.St«,'» S.ltO.ll) ii.otii.ti »4,1 *>;« 1,61 í 0,06 48,1 IÜ, Л

4 1Í1J*Í.№ 9,11 tl.W И-lwl.íU *UtJ,71 1.1) »0 1)

IVKTr.

. locrntutoFl ».íttt.lí n.UWI.W sa.iti.is 2,lbM,(i? 41,1 ti,«

4 ш.ни 15 li.StP.» Í0.»i 1.1(1 I.IUD.ÍW 44 411,04

19В&Г.

114 1 1<г*мм 9.7t0,ú7 *»1<Í,16 4»;ti0.ll 111310,04 3V.StO.J3

i IWiO.IO 1.7ÍÍ0.I2 I*,! 10,4«

JOÍ.Ttl.S VÜtO.lJ io.im.i» 47.111.« i.tsis.w 3V110.W

s li5S.Ui2,í il.M.16 10.U4.1J ■M.HI.ÍNJ 1,9í>ri>.t4 JH.WO.H

t 99.711.41 m.jto.ji W Ite.lW «.íil.ífc 1,94 HM 2 3tUii>.W

I9»7r '

1 DCt№&Hi>tt H4.47»ü.ti '/,<>1.0. 16 n,!t0,21 ♦9,41 U* l.VJlO.Ob JO.llfll»

3 lllUit.3 lOJUUil ll.htejl ».Ш.04 1.01 «0» 37.8ili.79

1 W.4ll,4 líllrU.IÍ IT.ÍW.H tMil.U 3,0310.0» M.ltO.KU

' 4 • i 116.Ы0.7 <oi±»,is l7.JiU.il 10.1111,37 37.0t] .a!

6 lOTbil.i IU.IW.ot (6,310.« 1,4110,117 37.VJ 11,91

зерновок. Однако масса зерновок' колоса н масса 1000 зерновок (Р < 0,001) у редкого йнотнпа П оказалась наименьшей. Кроме.того, для бногцпй 13 характерно раннее усы хан не листьев, начинающееся к моменту цветения. А после цветения растения полегают сначала частично, затем полностью* Растения этого биотипа имеют зерновки с повышенным содержанием белка (на 2,6-

4,2%) в зависимости от условий выращивания) по сравнению с биотипом 1.

По совокупности морфрбиолошческих признаков и элементам продуктивности колоса (рис. 3) редкий биотип 9 наиболее сходен с основным биотипом 4, Редкие биотипы 11 и 13 завершают ветвление дерева, что свидетелмтвуе* об их значительных феногипическнх отличиях.

Рис.3, Декдрограммы глиадиповых биотипов сортов Мироновская 808 (а), Кйнельская З (Ь) и Альбидум 114 (с) по совокупности морфобиологнческих признаков и элементам продуктивности на основе евклидова расстояния (d).

К и вельская 5. Редкий глиадиновый . биотип 4 (2 линии) сорта Кннельская 5 являлся константным в процессе изучения (табл.5). Степень варьирования признаков для данного биотипа была незначительной по высоте ■ растенийг(У * 5,09 — 6,72%), длине колоса (V *» В,60 - 13,85%) и числу колосков (V = 4,23 - 9,0(%), средней - по числу зерновок в колосе (V. е 12,96 - 21,4S%), массе зерновок (V = 18,02 - 27,93%) и массе 1000 зерно во к( V = 12,37 ~ 12,82%). Для- редкого глиадинового . биотипа А характерна значительная стабильность при' формировании моментов продуктивности в рагчичных погодных услооняк; Редкий бношп 4

. te

сходен с основным биотипом 1 только по числу зерновок в колосе, несколько уступая последнему по массе зерновок (Р>0,05) и массе 1000 зерновок главного колоса (Р< 0,001),

Дендрограмыа глмалиновых биотипов данного сорта ■ по общей совокупности Морфобнслогнческкх признаков и элементов продуктивности колоса (рис.3) показывает, что редкий биотип 4 находится на некотором удалении от пары наиболее сходных между собой основных биотипов 1 и 2, а также основных биотипов 7 и 8, которые занимают промежуточное положение в данной днфференииаци и.

Альбидум 114. Незначительное варьро ванне редких гл пади новых биотипов сорта Альбидум 114 характерно по высоте растений (\г=2,82-8,39%), длине колоса (У=б,89-12,37%), числу колосков (У=4,62-13,01%) классе 1000 зерновок (У=3,54-12,29%) и среднее -по числу зерновок (У=13,83-19,93%) и массе зерновок (У=19,47-24,02%) (табл.5). Все редкие биотипы 3 (3 линии), 4 (5 линий), 5 (1 линия) и б (2 линии) сорта Альбидум 114 имеют меньшую массу 1000 зерновок ( Р>0,02) в сравнении с основным биотипом 1 . V растений редких глиадиновых биотипов 5 н б отмечалось более позднее наступление фазы ' цветения. Редкий биотип 6 характеризуется наименьшей высотой растений в данной сортовой -популяции.

Дендрограмма глиадиновых биотипов сорта Альбидум 114 по совокупности признаков (рнс.5) показывает, что редкий биотип 3 по фенотипу наиболее сходен с основным биотипом 1, Редкий биотип 6, завершая ветвление дерева, характеризуется наибольшей феноти ни ческой изменчивостью в данной сортовой популяции.

ВЫВОДЫ

1. Сорта пшеницы Мироновская 808, Кинельская 5 и Альбидум 114 полиморфны по электрофоретическим спектрам глиадина. У сорта Мироновская 808 выявлено 13 типов спектра, из которых преобладают, то есть являются основными Три: I (частота Oí 40), 4 (0, 17) и 8 (0, 14). Остальные типы спектра встречаются с незначительной (менее О, 05) частотой и .являются редкими - 2, 3, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12 и 13 . У сорта Кинельская 5 выявлено 8 типов I спектра, основными являются 1 (О, 29). 7 (О,27),'2 (0, 19) и 8. (0, 19), редкими - 3, 4, 5; б , В copre Альбидум 114 встречается б

t?

типов спектра глмадипа, m которых два - основные: 1 (0, 62) м 2 (О, 26), типы 3, 4, 5, и б - редкие.

2. Основные глиадиновые . биотипы изученных сортов пшеницы воспроизводят свой тип спектра глпадина в потомстве, что обеспечивает стабильность сортовой популяции. Это позволяет осуществлять контроль за генетической структурой сорта в процессе его семеноводства на основе спектров глиадина,

3. Одинаковый уровень зимостойкости у сорта Мироновская 808 имеют основные биотипы 1, 4 и редкий биотип 9.(92-93%), у сорта Кинельская 5 • основные биотипы 1, 8 и редкий биотип 4 (93%), у сорта Альбндум 114-основной биотип 2 и редкие биотипы 3 и 4 (96-98%). Редкий биотип 10 у Мироновской 808 характеризуется наиболее высоким уровнем зимостойкости (98%), а редкий биотип 11 — наиболее низким (87%). У copia Альбндум I )4 редкий биотип 5 имеет относительно низкую зимостойкость (92%).

4. Фенофазы выхода- в трубку у растений основною биотипа 4 сорта Мироновская 808 наступает lia I день раныне, чем у основного биотипа I, Четко отличается от основного биотипа I у сорта Мироновская 808 редкие биотипы 9 (выход в трубку наступает на 1 день раньше, колошение - на t день позже) и 13 (колошение — на 2 дня Позже), у Кииельской 5 - редкий биотип 4 (колошение — иа 2 дня шпже). .

5. Растения основною глиадиновою биотипа ) Мироновской 808 имеют меньшую длину главного колоса, основных гл и эдиповых биотипов 4 и 8 - большую длину колоса и основною биотипа 8 -наибольшую массу I ООО зерновок.

6. Растения основного . глиаднновою биотипа ! сорта Кинельской 5 имеют большую высоту растений и число кол ос коп главною колоса, чем основные биотипы 7, 2 и 8, Для основною глиадинового биотипа 7 характерна наибольшая мпсса 1(100 зерновок. Растения основного глиадиноною биотипа 2 имеют наиболее длинный колос. Основной глиадииоиыи биотип 8 ' выделяется наименьшей высотой растений и наибольшим числом колосков в колосе,

7. Растения основных глиадинопых бногнноо I и 2 сорта Альбидум 114 не имеют достоверных раилсшн но изученным морфобмологическим признакам.

8. Редкие глиади новые биотипы 9, to. Пи 13 copra Мироновская 808 и редкий глиади новый ■-; бпомш 4 copra .Кинельская S имеют значительные ||»енотипическж: отличия как между собой,.так и tn соответствующего основною глначн нового биотипа !. У сорта Альбидум 114 редкие глмалиновые оногшры 3,4.

hi

5 и 6 имеют меньшую массу 1000 зерио&ок, а растений биотипа б также И наименьшую высоту.

*Л Сорт Мироновская 808, созданный методом группового отбора н сорт Кинельская 5, полученный методом сложной гибридизации, характеризуются большим полиморфизмом по спектрам птиалина и фе по щ пи чес кой изменчивостью по изученным признакам. Сорт Лльбидум 114' , получен и ыЯ методом индивидуального однократного отбора имеет меньшую степень полиморфностн по глнаднну и изменчивость по морфобиолосическим признакам.

10. В качестве исходного материала для селекции определенную ценность представляют у сорта Мироновская 808 редкий гл и ад и новый биотип 10 (превосходит основной биотип 1 по уровню зимостойкости, высоге растений, длине колоса и массе 1000 зерновок), редкий биотип II (наибольшее число колосков в колосе При его наименьше!} длине), редкий биотип 13 (наибольшее число зерновок в колосе, повышенное содержание белка). В пронессе семеноводства сорта Лльбидум 114 целесообразен негативный отбор наименее зимостойких редких биотипов 5 и 6.

! Практические предложения по использованию научных выводов.

1. При регистрации вновь созданных сортов необходимо идентифицировать основные и редкие глиаднновые биотипы с указанием их частот в соответствующей популяции.-

2. В пронессе семеноводства сортов, пшеницы следует осуществлять контроль путем электрофорети чес кого анализа глиадина за наличием и соотношением основных и редких Глиаднновых биотипов с - последующим ■ негативным отбором наименее ценных редких биотипов как источника нежелательной изменчивости сорта.

3. В селекционных программах для улучшения сортов, а также при создании новых сортов рекомендуется тщательное изучение редких гл над и новых биотипов для наиболее полного сохранения генетического потенциала пшеницы, улучшения исходных сортов а также вовлечения их в селекционный процесс в качестве родительских форм при гибридизации.

■ ■ * . ■ Список работ, опубликованных по материалам Диссертации.

I. Деева НЛ. Основные гл и ад и новые биотипы сортов озимой пшеницы и их изменчивость по высоте растений и крупности зерновок//Сб. научных трудов ЛСХИ - Ленинград, 1986 - С.39-42.

if>

2. Деева Н.Л. Внутрнсортовой полиморфизм глнадина и фенотип и ческое разнообразие у озимой мягкой пшеницы // Белковые маркеры в сортовой, идентификации и регистрации генетических ресурсов культурных растений (Сб. научн. тр. по прнкл. бот.,ген, и сел.), Ленинград, ВИР, 1987, Т, 114, С.24 ~ 34.

3. Смел и к ИЛ. 'Использование кластерного анализа для дифференциации глиадиновых биотипов у озимой пшеницы I/ Морфогенетические показатели продуктивности растений и использование их в селекционно-семеноводческой работе - Ленинград, 1988 - С.29 - 33.

4. Деева Н.Л.,, Губарева U.K. О фенотипическом разнообразии основных . глиадиновых биотипов озимой мягкой пшеницы Мироновская 808// С.-х. биология, 1990, N5, С.53 - 58.

5. Смел и к HJ1.,. Вакуленко- С.Л. Дифференциация глиадиновых биотипов по морфобйологнческим признакам у.сортов пшеницы на основе кластер-анализа Я Тезисы докладов межвузовской научио-методической конференции - - Ярославль, 1994 - С.49.

6. Смелик ПЛ. К вопросу о скрытой генетической изменчивости сортов пшеницы -// Материалы 1-го съезда Вавилове кого общества. генетиков и селекционеров {ВОГИС),Саратов, 20-25 декабря 1994 г. - Москва, J994-C.I46-J47.

' Типография С-ПбГАУ Зек. iGOpn I гт.л. Tima ж 100 Подписано к печати 25.04<2000

Í0