Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗУЧЕНИЕ СОРТОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ НА ОТЛИЧИМОСТЬ, ОДНОРОДНОСТЬ B СТАБИЛЬНОСТЬ ПРИЗНАКОВ И СОЗДАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МАРКИРОВАННОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО (TRIFOLIUM PRATENSE L.)

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ СОРТОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ НА ОТЛИЧИМОСТЬ, ОДНОРОДНОСТЬ B СТАБИЛЬНОСТЬ ПРИЗНАКОВ И СОЗДАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МАРКИРОВАННОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО (TRIFOLIUM PRATENSE L.)"



На правах рукописи

МАТВЕЕВА Ольга Сергеевна

ИЗУЧЕНИЕ СОРТОВОГО РАЗНООБРАЗИЯ НА ОТЛИЧИМОСТЬ, ОДНОРОДНОСТЬ И СТАБИЛЬНОСТЬ ПРИЗНАКОВ И СОЗДАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИ МАРКИРОВАННОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО (TRIFOLIUM РRATENSE L.)

Специальность 06.01.05 —- селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2004

Работа выполнена в ГНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт кормоз имени В. Р. Вилъямса" в 1999-2002 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных нате Новоселов Михаил Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Образцов Александр Сергеевич

доктор биологических наук, профессор Оедороз Александр Константинович

Ведущая организация - ГНУ Зональный научно-исследавателъскяЙ институт сельского хозяйства Северо-Востока им, Н, В, Рудницкого

заседании диссертационного совета Д 006,019.01 при ГНУ "Всероссийский каучно-исследозательский институт кормов имен;: В. Р. Вильям с а" по адресу; 141055, г. Лобня, Московская обл., г[/о Луговая, Научный городок.

Просим Вас принять участие в работе совета г.тл прислать письменный слыв о данном автореферат (в двух экземплярах, заверенных гтеча-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ "Всероссийский научно-исстедовательсклй институт кормов именн В. ?. Вильямса""

Зажита состоится

2004 г. в 13 ч.ЗС мин. на

тьк;).

Автореферат разослав

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Трофимова Л. С.

/ /

ОВЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. В реализации закона Российской Федерации о селекционных достижениях большое значение приобретают метода идентификации сортов и гибридов растений, на основании которых дается заключение об их новизне и правовой защите.

Государственной комиссией Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений утверждены частные методики проведения испытаний на отличимость, однородность и стабильность для родов и видов сельскохозяйственных культур, за основу которых взяты соответствующие методики Международного Союза по охране Новых Сортов (УПОВ), что облегчает международное сотрудничество в данном направлении.

Эти методики в качестве одной из главных частей содержат информационную базу данных по морфологическим признакам растений, И хотя эти признаки подвержены значительной модификационной изменчивости, сопоставление растений приблизительно по 30 параметрам дозволяет достоверно различать уже существующие сорта. Система описания морфологических признаков включает их ранжирование для введения результатов з компьютерные базы данных. В настоящее время в системе государственного сортоиспытания России апробируются сотни сортоэ, в тон числе, десятки по клеверу, которые гетерогенны. В связи с этим, с сортами клевера есть проблемы и сложности их идентификации, особенно при патентовании новых сортов, так как в основу положены морфологические признаки зарубежных сортов клевера, не согласующиеся по главным параметрам с отечественными сортами клевера.

Это обстоятельство и обусловило необходимость разработки методов идентификации отечественных сортов клевера, с использованием морфологических признаков и их параметров.

Разработанные методы в процессе исследований должны позволить достаточно надежно идентифицировать сорта, гибриды, сортообразцы клевера и обеспечить достоверность заключения об их новизне и правовой защите.

Цель и задачи исследований. Цель нашей работы - изучение сортового разнообразия на отличимость, однородность, стабильность признаков и создание генетически маркированного селекционного материала клевера лугового.

В задачу исследований входят следующие вопросы:

1. Выделить отечественные сорта - эталоны по системе УПОВ;

2. Изучить влияние длительного репродуцирования сортов на ста-

бильность морфологических признаков, используемых в системе

УПОВ

¡.а':«

■ы» А

3. Выделить морфологические маркерные признаки, пригодные для маркирования;

4. Создать и изучить диплоидные нзогенные популяции по маркерным признакам;

5. Изучить влияние изоляции на сохранность маркерных признаков в из о ген пых популяциях клевера лугового;

6. Создать и изучить тетраплоидные аналоги изогенных популяций по маркерным признакам;

7. Создать генетически маркированный селекционный материал клевера лугового.

Научная новизна результатов исследований. Впервые в наших исследованиях используются методики и руководства системы УПОВ для оценки сортов отечественной селекции клевера лугового по однородности, стабильности л выравненное™ признаков. На этой основе впервые проведено комплексное изучение и дана опенка по системе УПОВ 14 отечественных сортов и 2 коллекционных сортообразцов. Выделены 3 сорта и один сортообразец как сорта-эталоны отечественной селекции.

С использованием методов внутривидовой гибридизации, инбридинга, полиплоидии в сочетании с отборами создан новый селекционный материал клевера лугового с маркерными признаками, который может использоваться б процессе идентификации сортов.

Впервые разработаны селекционные схемы маркирования сортов и сортообразцов клевера лугового на разных уровнях плоидности Практическая ценность и реализация результатов:

• создан генофонд (гибриды, полиплоиды, сложногибрвдные популяции) с новыми селекционными признаками, используемыми в селекционном процессе;

* разработана эффективная схема селекционного процесса, обеспечивающая повышенную результативность при маркировании селекционного материала;

* впервые в России применена система УПОВ по клеверу луговому и выделены сорта-эталоны отечественной селекции;

• создан широкий исходный материал для гибридизации и экспериментальной полиплоидии.

Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы, разработанные автором, вошли в "Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера" (2002), были доложены на ежегодных отчетах научно-технического совета селекционного центра и Ученого совета ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса; на отчетных сессиях ТОО "'Клевер" - ВНИИ кормов, 1999-2001гг.; на международных научно-методических совещаниях, конференциях (Пущино, Россия, 1959-2000 г.; НИИСХ Северо - Востока, Киров, Россия, 2000г.; Мальхо, Германия, 2002 г.).

Объем работы и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на !63 страницах машинописного текста, состоит из введения, шесгл глав, выводов, предложений селекционной практике и производству, содержит 25 таблиц, 36 рисунков, 21 приложение. Список литературы включает 199 наименований, в т. ч. 22 на иностранных языках.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ. Доля авторства в совместных публикациях составляет 50 - 70%.

Условий, материал и методика исследований. Экспериментальная работа выполнена в ¡999-2002 гг. на экспериментальной базе ВНИИ кормов ни. В.Р.Вильямса в полевых условиях и при широком использовании селекционно-тепличного комплекса.

Почвенно-климатические условия проведения исследований типичные для лесной зоны. Метеорологические условия в годм проведения исследований различались как по температурному режиму, так и по количеству выпавших осадков, что позволило в достаточной мере оценить селекционный материал.

Полевые опыты проводили в селекционно-клеверном севообороте на дерн oso-подзолистой почве с содержанием в пахотном слое гумуса 1,42,5%, РА 16,1-36,5 мг/100 г почвы, К20 8,6-jS,? мг/S 00 г почвы, рК солевой вытяжки 5,4-6,5.

Исследования по селекции клевера лугового проводили по полной схеме селекционного процесса. Общая схема селекционных исследований представлена на рис. 1. Закладку опытов, наблюдения, оценки и умета проводили согласно методикам ВИРа, ВНИИ кормов и Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.

Методы и методики, используемые в работе: многократные массовые и и иди зи дуальные отборы лучших генотипов и гибридов; внутривидовую гибридизацию; создание сложиогибридных популяций, инбредных линий; полиплоидия; фенотипнческое маркирование; приемы ускорения выполнены на основе "Методических указаний по селекции и первичному семеноводству клевера"(1995,1996,2000).

Селекционные опыты, наблюдения и учеты проводили по "Методическим указаниям по селекции и первичному семеноводству многолетних трав "(1986).

Химические анализы растительных и почвенных проб проведены в лаборатории физико-химических методов исследования во ВНИИ кормов им. В.Р.Вильямса.

Математическую обработку экспериментальных данных проводили статистическими методами (Доспехов Б.А., 1985).

Испытание перспективного | селекционного материма ; 2п, 4п

Рис. ]. Общая схема исследований (1999-2002 гг.)

результаты исследований

Результаты оценки сортов клевера лугового по системе У ПО В. Для характеристики сортов клевера лугового по морфологическим признакам была использована методика системы УЛОВ с помощью индексов (табл. I). Все изучаемые сорта и сортообразцы по ряду признаков оказались очень близкими: окраска соцветш (индекс 3); окраска семян (индекс 2); высокая частота встречаемости растений с белыми метками на теговой пластинке (индекс 7); полное отсутствие опушения (индекс 1). Всё это говорит о неприемлемости применения эпос признаков для отличия отечественных сортов клевера лугового, то есть по этим показателям не удалось выявить сорт - эталон,

В результате проведенных исследований по отдельным признакам выделены сорта;

- по сроку цветения - ультрараннеспелые (индекс 3) - Ранний 2 и Марс; среднеспелые (индекс 5) - Топаз и сортообразец №862;

- по высоте стебля - средняя высота (Ранний 2 - 64 см - индекс 5); длинный стебель (№862 - 88 см - индекс 7);

- по толщине стебля - все диплоидные сорта имеют среднее значение толщины (менее 4,0 мм - индекс 4), а все тетраплоидные относятся к толсто стебельным (более 4,0 мм - индекс 6);

- по числу междоузлий - все изучаемые отечественные сорта клезе-ра лугового имеют среднее число междоузлий (от 6,1 до 8,0 штук - индекс

5);

- по ширине листовой пластинки все сорта относятся к узколистовым (6,0-15,0 мм -индекс4) со средней длиной листовой пластинки (26,0-35,0 мм - индекс 5).

По нашим наблюдениям все изучаемые тетраплоидные сорта клевера лугового можно отнести к толстостебельным (индекс 6), в то время как среди сортов иностранного происхождения нет сорта-эталона по этому признаку.

Стабильность отличительных признаков сортов клевера лугового по системе УЛОВ. Изучение морфологических признаков сортов (ВИК 7, Ранний 2, Марс) и сортообразца №862, посеянных семенами урожая 1988 и 2000 гг., не выявило достоверных различий ни по одному из анализируемых показателей.

Сорта Ранний 2 и Марс обладают стабильностью признака "высота стебля" и имеют высокую степень его выраженности (индекс 9), что соответствует длинностебельности растений. Остальные сорта по этому признаку менее стабильны. Варьирование этого показателя у сортообразца №862 составляет от 58,1 см до 67,5 см, а у ВИК 7 - от 59,4 см до 69,2 см.

Таблица 1. Отличительные признаки отечественных сортов-эталонов клевера лугового по системе УПОВ

Признак Учет Степень Сорт- Индекс

выраженности етандарт

I. ПлОИДНОСТЬ С ДИП.ТОНД Ранний 1 2

! тетрагслонд Марс 4

2 Время цветения (когда зацве- Л очень раннее Ранним 2, Nîapc i

тут 3 головки на растении) равнее Barfioía 3

среднее Топаз 5

позднее S riña 7

очень позднее Кота 9

Стебель: высота {¿амын рисо- Л очень короткий 1

кий. 5кл»чая головку: спустя 1-2 короткий Renova 3

недели после средней даты цве- сре.1н;:й Ранний 2 i

тения) длинный таг 7

очень длинный 9

■1 ( 'лчхт.ь толшина (как для п.З) А от тонкого Ранний 2 4

до среднего

средний Топаз 5

от среднего Марс, № Ш

до толстого 6

5 Стебель: число междоузлий А от малого Rénova 4

(как для п. 3; самое нижнее до среднего

междоузлие С;5' см) средний Ранний 1, № Ш 5

1 1 от среднего до

! большого Кгапо Ь

16, Стейель: плотность опушения А отсутствует Mcrviot 1

слабое Patavíura 3

среднее Redman 5

сильное Sabîoron 7

очень сильное Korstim 9

7 Листочек: длина {центральный А от короткого .4; S62 4

листочек верхнего нормально до среднего

ра'.Еиггего листа год конечным средний Ранний ; 5

цастком: время определения гак от среднего

для пЗ) до длинного Barfio!a,Triton (>

К. Листочек, ширина (как д,тя п.7) А огузке го Mateom 4

до среднего Astra,Brioa i

от среднего Barfiola, Triton 6

ДО широкого

У. Листочек: частота растений с А отсутствует 1

бельки мопсами мало Marco» 3

средне Noe 5

много 7

очень много Britta 9

10. Семена: окраска кожуры А желтая Lutea 1

(Оцеинэастсх по семенам, многоцветная Renova 2

-•-оранным с опыта) Фиолетовая AtoiUa 3

! 1, Сс'Цаотие' окраска í А белое ï

! розовое 2

i красное 3

1 фиолетовое 4

Все сорта клевера лугового имели среднюю длину листовой пластинки (26-35 мм), что соответствует индексу 5, то есть по признаку "длина листовой пластинки" существенных различий не выявлено.

По признаку "ширина листочка" наибольшее варьирование установлено у сорта ВКК 7 (11,8 мм-12,9) к у сорта Марс (13,11 мм-33,57 мм).

Наибольшей стабильностью признака "число междоузлии" обладают: сорт клевера лугового Ранний 2 и образец №862, которые имеют индекс 5, что соответствует средней степени его выраженности (6-7 шт.),

В питомниках первичного семеноводства наибольшей стабильностью изучаемых признаков после 12-ти летнего пересева обладали сорта Ранний 2 (2п) и Марс (4п), что, по-видимому, обусловлено лучшей проработкой исходного селекционного материала и соблюдением сортовой технологии.

Таким образом, проведенные исследования на отличимость, однородность и стабильность сортов по системе УЛОВ позволили выявить отечественны^ сорта-эталоны - Ранний 2, Топаз, Алтын (диплоидные), Марс к сортообразец №562 (тетраплоидные) по следующим признакам: сроку цветения - ультрараннеспелые - Ранний 2 и Марс (индекс 3); среднеспелые - Топаз и сортообразец №362 (индекс 5); толщине стебля - тонкостебельные - Ранний 2 и ВКК 7 (индекс 4) и толстостебельные - Топаз и Марс (индекс 5); длине листочка - Ранний 2 (индекс 5),

Создание и изучение изогенных популяций клевера лугового с маркерным» признаками. Как показывают исследования, оценка сортов клевера на отличимость по системе УЛОВ очень трудоемка и не всегда даст убедительные результаты, поэтому необходимо использовать феноти-инческие маркеры, что значительно упростит идентификацию сортов.

Для маркирования вновь созданных и уже существующих сортов клевера лугового необходимо правильно выбрать признак - маркер. Предпосылками для выделения таких признаков являются несколько основных требований: рецессивный характер наследования; малое число генов, контролирующих этот признак; положительный вклад в общую доминанту признаков, на которую ведется селекция.

В наших исследованиях создавались изогенные популяции по отдельным маркерным признакам, то есть гомозиготные по маркерным локусам.

Установлено, что встречаемость биотипов в сортовых популяциях с признаками "белоцветкозость" составила 0,17%; с признаком "сильная о пушен н ость" растения отсутствовали; растений с чисто зелеными листьями, то есть с признаком "отсутствие треугольного пятна на листовой пластинке" - 5% (табл. 2).

Проведенные исследования позволили установить, что все выделенные маркерные признаки являлись рецессивными, так как при реципрок-ных скрещиваниях проявление признака в Р] отсутствовало. Насыщающее скрещивание в Р3, ^ поколениях показали, что эти признаки контроля-

руются малым числом генов, так как к Рд поколению удалось создать по ним изо генные н ера оцепляющиеся популяции.

Таблица 2. Встречаемость маркерных признаков в сортовых популяциях клевера путового (1999 г.)____

Маркерный грданзд Количество растений, шт. % от общего количества растений Количество растений с отсутствием лризнака, шт. % от общего количества растений

всего с наличием признака

Белоцвсткокость 1200 л 0,17 И98 99,3

Onviueh-fmcîb 1200 ■3.0 0,0 1200 100

Тягальное ¡ шо пятно ; ms 94,83 62 5,17 i

Сравнительная характеристика изо генных популяций клевера лугового по морфологическим и биологическим показателям. Анализ данных за 2 года исследований, проводимых с целью изучения морфологических и биологических характеристик по маркерным признакам, позволил выделить'.

а) растения раннеспелого типа развития с маркером "отсутствие треугольного пятна на листовой пластинке" (Бп), которые превышали раннеспелый стандарт Ранний 2 на 3 дня по количеству дней от всходов до цветения и на 13 дней зацвели раньше, чем среднеспелый стандарт ВИК 7;

б) растения среднеспелого типа развития:

- растения с маркером "опушенность" (Оп), которые были позднеспе-лее раннеспелого стандарта ка 18 дней и на 2 дня среднеспелого стандарта;

- растения с маркером "белоцветковостъ головок" (Б/цв), которые зацветали на 19 дней позже раннеспелого к нз 3 дня раньше среднеспелого стандарта.

Анализ проведенных исследований показывает, что количество семян с 1 головки было больше у белоцветкового образца клевера лугового по сравнению с красноцветшвыми формами, что в последствии отразилось на увеличении (на 8,1%) зазязываемости семян при свободном опылении. Это можно объяснить повышенной посещаемостью пчелами белоцветко-вых головок клевера лугового.

В литературе имеются данные о повышенной кислотности клеточного сока белоцветковых форм, которая приводит к обесцвечиванию пигментов, что получило подтверждение в наших исследованиях. Кислотность клеточного сока у белоцветковых форм клевера была наибольшая (рН 6,82), Установлено, что у белоцветковых растений клевера лугового также была и белая окраска семян, что позволяет маркировать не только само растение, но и семенной материал.

Был проведен сравнительный анализ клевера лугового с отсутствием и наличием маркерного признака "опушенноеть" по пораженностк растений мучнистой росой, В меньшей степени поражены мучнистой росой растения с маркерным признаком "опушенностъ". Их количество составило всего 6% от общего числа анализируемых растений. По степени выраженности болезни это слабое (5%) или очень слабое (1,6%) поражение.

Исследованиями установлено, что растения клевера лугового раннеспелого типа развития отличались наименьшей высотой и наибольшим количеством листьев, стеблей и головок на одном растении (табл. 3) по сравнению с более позднеспелыми замаркированными формами.

Таблица 3. Результаты оценки изогенных популяций клевера по хозяйствен но-биологичееким признакам (в среднем за два года исследований, вегетационный опыт, 2001-2002 гг.)______

5 6 5 £ « н г 1 5 я 2 " | Сорт, маркер Параметры

Л 5 ** * § * - р ■А £ ю количество, шт. надземной массы, г о 3 & § а ^ 1 е « |5С и с сыро" протеин

га и ^ ш ё а 6 £ * с « о 2 5 X <1 Я Й § 1 ^ £ * ^ й м 3 а о! £

Стандарт БИК7 82 4 92 7 109 20,3 52,8 2,59

Стиядарт Ранний 2 71 4,5 99 И | 70 14,0™ 20,1 13,5 1,59

' НзГП-1 | Б/цв | ■ 82 4,5 82 6 1 82 14,4 17,4 12,5 2,76

; ИзГП-З : £п 64 6 130 12 92 16,3 18.3 12,9 2,17

| МзГП-2 Оя 73 1 5,5 91 9 99 16,6 16,3 К,6 2,42

1 НСРо) 18,5 | 1,2 | 22,6 ■ ' V 22 ; 1

Кроме того, растения клевера лугового с маркерным признаком "отсутствие треугольного пятна на листовой пластинке" отличались повышенным содержанием сухого вещества по сравнению с другими вариантами за счет большей площади листовой пластинки. Это в свою очередь существенно повысило среднюю продуктивность зеленой биомассы одного растения изогенной популяции Бп по сравнению с Ранним 2 (92 г против 70 г на растение).

Проведенные исследования позволили установить, что выделенные фенотип шее кие признаки "беяоцветковостъ головок", "сильная опушен-ность1', "отсутствие треугольного пятна на листовой пластинке" носят рецессивный характер наследования и контролируются малым числом генов и вносят положительный вклад в общую доминанту признаков, на которую ведется селекция.

Таким образом, созданные изогенные популяции ИзГП -1 - Б/цв, ИзГП-2 - Оп, ИзГП-3 - Бп клевера лугового с маркерными признаками могут использоваться для маркирования перспективного селекционного материала и в генетических исследованиях.

Влияние изоляции на сохранность маркерных признаков у клевера лугового- Учитывая рецессивный характер наследования этих признаков, возникает проблема их сохранения в популяции. Эта задача усложняется, если приют, во внимание, что клевер является перекрестно опыляющейся культурой. Проведенные исследования показали, что ни пространственная, ни кулисная изоляции на малых расстояниях не могут полностью обеспечить защиту от случайного переопыления при размножении замаркированных селекционных образцов.

Устойчивость изогенной замаркированной популяции клевера лугового можно достичь путем перевода клевера на тетраплоидный уровень, то есть созданием биологической изоляции, тогда будет возможен посев на небольшом расстоянии диплоидных и тетраплоидкых форм изогенных популяций клевера .тутового с любыми маркерными признаками. Нами проведен опыт по определению завязываемости семян тетраллоидов в сплошном посеве диплоидов (сорт Топаз). В результате при анализе 756 цветков тетраплоидных растений завязалось всего ! семя, что составило 0,13% завязываемости.

Создание тетраплоидных аналогов изогенных популяций клевера лугового. Для маркирования селекционного материала нами проведена работа по переводу всех изогенных популяций с маркерным признаком на тетраплоидный уровень, т. е, создания их тетрапяоидных аналогов.

При создании тетраплоидных аналогов изогенных популяций клевера лугового использовался метод вакуум-ннфильтрации раствором колхицина с последующим отбором миксоплоидных генотипов по форме и размеру пыльцевых зерен. В Со поколении получен выход миксоплоидов от 0,2% до 29-% в зависимости от конкретной изогенной популяции. Вместе с этим в С| и С: поколениях отмечена экспрессия признака опушенности растений. Выделенные тетраплоидные аналоги имели более сильное опушение, Перевод на тетраплоидный уровень изогенных популяций с маркерными признаками обеспечил: высокий выход истинных тетраллоидов в С] - с маркером "белоцветковости" - 63,6%, "опушеиности" - 42,4%, маркером "отсутствие треугольного пятна на листовой пластинке" - 59,3%. 3 третьем поколении (С}) была подучена 300% сохранность маркерных признаков в изогенных популяциях.

, Данные, представленные в таблице 4, показывают, что большой процент выхода и "дефектных", и миксоплоидных растений клевера лугового выявлен у гибридов с маркером "отсутствие треугольного пятна на листовой пластинке". Возможно, что этот маркерный признак более восприимчив к колхицинироваияю, чем маркер "белоцветковость головок". Такая

же закономерность наблюдается и при переводе на тетраплоидный уровень гибридов, состоящих из 3-х компонентов (сортообразец х маркер! х маркер^. Следовательно, при переводе клевера лугового с маркерными признаками на тетраплоидный уровень необходимо обращать внимание на используемый маркер.

Таблица 4. Выход миксоплоидных растений (Со) и влияние колхицина на выживаемость и морфологические признаки клевера лугового (2001 г., камера искусственного климата)__

: Показатели Схема гибридизации

1217 хБп 1217 хБ/цв 1217хБ/цвхБп 26 х Оп х Б п

Всего выездили рзет,, т. 105 34 105

Погибло, шт. - 3 6 | 3

Осталось, шт., в том числе' 55 102 73 [ 102

- карликовые формы 18 8 8 15

- с гофр яро в. листьями - 5 г 6 5

- с хлорозами ! 3 4 5

- израсгакие | ^ 1 - *

Всего "дефектных" [ 25 гастений. шт. I 14 ¡8 30

] % "дефектных" | растений 29,43 13,72 23,07 29.40

1 У,нксопио(1Днь:е | растения, игг. ' 9 3 - 1!

I % миксоплоидных растений 10,58 2,94 - 10.75

Заеязываемость семян, % 1,78 0 - 0,42

Таким образом, в процессе исследований в были получены не-расщегляющиеся тетраппондиые аналоги замаркированных сортообразцов клевера лугового.

Создание генетически маркированного селекционного материала клевера лугового. В целях выполнения поставленной задачи, то есть получения селекционных популяций с определенными маркерными признаками, были проведены специальные исследования по маркированию сортообразцов № 26 и № 1217.

Наибольший процент завязавшихся семян был у гибрида (Б]) №1217 х Б/цв. Установлено, что беяоцветковость головок клевера лугового, не только не снижает процент завязываемости семян, а наоборот, повышает

его, даже при принудительном опылении, который составлял в среднем по опыту не менее 55%,

Также было проведено маркирование других сортообразцов клевера лугового: Ка№ 404, 411, 416 (4п); №№ 227 и 226 (2п) теми же маркерами: Б/ц, Он, Бп (табл. 5).

Таблица 5. Завязываемость семян у гибридов от прямых и обратных скрещиваний при использовании маркеров (Б/ц и Бп), (2000 г., вегетацион-ныйопыт)____

Количество опы- Количество завязав- %

Гибриды ленных цветков, шт. шихся семян, шт. завя?ыва-емостги

Бп х ,Vs 404 305 27 8,9

Ki 404 х En 307 30 9,8

Б/цв к № 404 375 9 2.4

404 х Б/цв 430 32 7.4

Бпх íiá 411 294 39 13,3

С Л» 411 х Бп 462 97 20,9

Б/цех**» 411 280 18 6,4

J6 411 х ЕЛш 260 60 33,1

Бп XÍ&416 3S3 42 11,9

Ä416xEn 370 76 20,5

Б/цв х >450 325 35 10,7

»¡ШхЪ/цв 36S 39 24,3

Всего 4126 554

В среднем 13,3

Бп х Na 227 790 211 26,6

•Va 227 х Бп 705 122 17,3

Б/цв х Ks 227 S20 115 14,0

с .Na 227 х Б/цв 725 100 13,8

гч Бп х № 226 606 151 24,9

№ 226 х Бп 537 93 17,3

S/ца х 226 655 103 16,4

Ха 226 х Б/цв 565 70 12,4

Всего 4613 970

В среднем „ 17.8

Анализируя процент завязываемости семян у гибридов Р] - тетрап-лоид х тетраплоидный аналог маркера, видно, что в том случае, когда в качестве материнской формы использовали маркируемое тетраплоидное растение, процент загязываемостн больше, чем, если использовали растение, несущее маркерный признак. Например, процент завязываемости семян у гибрида Б/цв х №411 равен 6,4% против 23,1% у гибрида Xs4.ll х Б/цв, Для диплоидных же гибридов, наоборот: 26,6% у гибрида Бп х №227 против 17,3% у гибрида №227 х Бп.

Установлено, что процент завязываемости выше у диплоидных гибридов, чем у тетраплоидных в среднем на 4,5%. То есть, на завязываемостъ семян у диппоидов неблагоприятные условия повлияли в меньшей степени, чем у теграплоидов.

Следовательно,"для закрепления маркерных признаков в популяции клевера лугового при выборе родительских форм необходимо учитывать плоидностъ растений,

выводы

1. 8 результате изучения по комплексу фенологических и морфологических признаков 19 сортов отечественной селекции клевера лугового на их отличимость по системе УЛОВ выделены сорта - эталоны:

• по сроку цветения - ультрараннеспелые (38-40 дней - индекс 3) -Ранний 2 и Марс; среднеспелые (56-60 дней - индекс 5) - Топаз и сортообразец №362;

• по высоте стебля - средняя высота (Ранний 2 - 64 см - индекс 5); длинный стебель (№862 - 88 см - индекс 7);

» по толщине стебля - тонхостебельные сорта (2,1-3,0 мм - индекс 4) -Ранний 2 и ВИК 7 и два со средней толщиной стебля (3,1- 4,0 мм -индекс 5) - Топаз и Марс;

• по длине листочка выделился сорт Ранний 2 (26,0-35,0 мм - индекс 5)

2. Тетраплоидный образец №862, согласно системе УЛОВ отличается от других сортов по 4 параметрам: высокостебельность (индекс 5), тол-стостебельность (индекс 7), среднее число междоузлий (индекс 3) и средняя ширина листочка (индекс 4).

3. Установлено, что сорт Ранний 2, обладает сортоотличигельным признаком - сдвоенное соцветие, который можно использовать при описании сорта по системе УЛОВ.

4. Стабильность отличительных признаков: высота растений, число междоузлий, длина и ширина листочка у сортов клевера лугового Марс, Ранний 2, и сортообразца №862 сохраняется в течение 12 лет.

5. Из 8 отечественных сортовых популяций выделены генотипы с 3 маркерными признаками: белоцветковые, опушенные, отсутствие треугольного пятна на листовой пластинке.

6. В изученных популяциях выявлена встречаемость генотипов с признаком "белсцветковоети" (БЛхв) - 0,17% или 2 растения на 1000; с признаком - "отсутствие треугольного пятка" (Еп) на листовой пластинке -5,2% или 51 растение на 1000.

7. Установлено, что выделенные маркерные признаки являются рецессивными, так как их проявление полностаю отсутствовало в Р| в результате рекипрокных скрещиваний.

8. Все маркерные признаки в выделенных генотипах контролируются малым числом генов, что установлено в результате проведенных насыщающих скрещиваний в Р; - ^ поколениях,

9. В поколении Е| созданы три изогенных нерасщешшющихся популяции: ИзГП-5 - белоцветковая (Б/ив); КзПП-2 - высокоопушенная (Оп); ИзГП- 3 - отсутствие треугольного пятна на листовой пластинке (Бп), характеризующиеся следующими биологическими особенностями:

- ИзГП-3 - раннеспелостью, высокой облиственностью, короткосте-бельностью, высоким содержанием сухого вещества (18,3%) и протеина;

- ИзГП-1 - повышенная завязываем ость семян (на 8,1% больше по сравнению с красноцветковыми аналогами), при равных показателях развития генеративной сферы;

- ИзГП-2 - наибольшей устойчивостью к мучнистой росе. Распространенность болезни составляла 6% против 23% у стандарта.

!0. Методом экспериментальной полиплоидии созданы тетрашюид-ные нерасщепгшощиеся аналога (Сз) изогенных популяций клевера лугового по маркерным признакам, позволяющие маркировать тстраплоидные образцы.

11, Проведено маркирование 7 перспективных селекционных номеров на диплокдком и гетр алло идиом уровнях. Полнено 28 гибридных комбинация из них проведен отбор генотипов с проявлением маркерного признака.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ и ПРОИЗВОДСТВУ

1, На основе исследований по системе УЛОВ сортов клевера лугового рекомендуем использовать в практической селекции сорта-эталоны клевера лугового отечественной селекции (Марс, Рпнний 2, Топаз) и образец (№562);

2. Использовать при маркировании сортов клевера лугового признаки, отвечающие следующим требованиям: контролироваться малым числом генов и быть рецессивными; отличаться независимым наследованием; вносить положительный вклад ята быть нейтральными к комплексу признаков, на которые ведется селекция.

3. Принять следующую схему маркирования селекционного материала клевера лугового, в зависимости от плоидности маркируемых образцов:

♦ для маркирования диплоидных образцов использовать гибридизацию по схеме - образец и маркер с последующим отбором генотипов, несущих мзркерный признак в Fj и проведении насыщающих скрещиваний в F3 и F4;

• для маркирования тетраплоидных образцов клевера лугового использовать созданные нами тетраплоидные аналоги изученных популяций по маркерным признакам (ИзГП-1, ИзГП-2, ИзГП-3, (4п)).

4. При размножении замаркированных популяций клевера лугового одинаковой плоидности необходимо использовать любой тип изоляции, исключающий переопыления, которые могут привести к расщеплению признака.

5. При размножении замаркированных популяций разной плоидности наличие изоляций не обязательно, так как уровень завязываемости при опылении 2пх4п не превышает 0,13%.

6. У белоцветуовых форм растений клевера дугового отсутствует окраска не только цветков, но и семян, что позволяет маркировать не только растения, но и партии семян.

список работ, опубликованных по теме

диссертации

1. Матвеева О.С., Новоселов М.Ю. Изучение сортового разнообразия клевера лугового на отличимость и выявление сортов-эталонов по отдельным признакам // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: материалы III Международного симпозиума. М.: Пущино, 1999. Т.2. С. 436.

2. Матвеева O.C., Новоселов М.Ю. Морфо-биологическая оценка новых сортов клевера на отличимость, однородность и стабильность. // Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Экологически безопасные технологии в сельскохозяйственном производстве XXI века». Владикавказ: Иристон, 2000. С.242-243.

3. Новоселов М.Ю. Матвеева O.C. Выделение генотипов клевера лугового с маркерными признаками // Тезисы докладов международной научно-практической конференции «Экологически безопасные технологии в сельскохозяйственном производстве XXI века», Владикавказ: Иристон, 2000. С. 249-250.

4. Матвеева О.С., Новоселов М.Ю. Использование селекционно-значимых морфологических маркеров в селекции клевера лугового // Интродукция нетрадиционных и редких с.-х. растений: материалы IV конференции. Ульяновск, 2002. Т.]. С. 351-352.

5. Матвеева О,С., Новоселов М.Ю. Фенотнпическое маркирование сортов клевера лугового. Методические указания по селекции к первичному семеноводству клевера, М,, 2002, С. 20-21.

6. Новоселов М.Ю., Дробышева Л.В., Пайвин С.Р., Зятчина Г.П., Рябова И.Н„ Матвеева О.С, Основные направления селекции и эффективные методы создания адаптивных сортов клевера лугового II Адаптивное кормопроизводство: проблемы и решения. М.: ФГКУ «Ро-синформагротех», 2002. С. 252-271,

7. Novosiotova A.S., Ncvosiolov М. Yu„ Drobysheva L.V., Payvin S.G., Zyatchina G.P., Ryabova Г.Е., and Matveeva OS, Red Clover Breeding at the Williams Fodder Research Institute // International Simposium on Grass Breeding. Braunschweig, Germany. 22-25 September. 2002 P 156-160.

Усл. печ. л. 0,93_Зак. 71_Тир. 100 экз.

AHO «Издательство МСХА» 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

fjb