Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Комбинационная способность стерильных линий озимой ржи в Среднем Поволжье

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Комбинационная способность стерильных линий озимой ржи в Среднем Поволжье"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА им. Н. И. ВАВИЛОВА

На правах рукописи

ПОНОМАРЕВ Сергей Николаевич

УДК 633.14 : 631.523(576.3)

КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СТЕРИЛЬНЫХ ЛИНИЙ ОЗИМОЙ РЖИ В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖЬЕ

Специальность: 06.01.05 — селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1093

Экспериментальная работа выполнена в Научно-пронзводствепном объединении «Нива Татарстана» г. Казань в 1988—1992 гг.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор В. Д. Кобылянский.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор 3. В. Абрамова, кандидат биологических паук Н. Г. Пугач.

Ведущее учреждение — Научно-производственное объединение «Срсдневолжское».

Защита диссертации состоится «//» 1993 г.

в часов на заседании Специализированного Совета К 020.18.01 по присуждению ученой степени кандидата наук во Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу: г. Санкт-Петербург, ул. Герцена, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета,

доктор сельскохозяйственных наук Е. М. Мажоров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В последние годы в мировой селекционной практике все больше внимания уделяется проблеме использования гетерозиса у озимой ржи. В результате исследований, проведенных в России, на Украине, в Германии и Польше, установлена принципиальная возможность производства гибридных семян ржи на основе форм с ЦМС. Успехом этого метода явилась передача в сельскохозяйственную практику первых немецких гибридных сортов Аккорд, Актион, Форте, отличающихся еысоким уровнем продуктивности.

Проявление гетерозис, зависит от многих причин, но в первую очередь от комбинационной способности исходного материала. При скрещивании подобранных по комбинационной способности родительских компонентов получаются более продуктивные гибриды, которые могут быть рекомендованы для производства. С этой целью изучается возможность использования в селекции озимой ржи мужс-кистерильных форм отечественного и зарубежного происхождения, позволяющих существенно повысить продуктивность этой культуры.

Исследования выполнены в соответствии с программой НИР НПО "Нива Татарстана" по теме 0.51.03 (03.02.01.35.08) "Создать и внедрить зимостойкий сорт озимой ржи со стабильной урожайностью, устойчивый к полеганию и болезням, обладающий высокими технологическими качествами" (ДО госрегистрации 01826000557).

Цель и задачи исследований. Основная цель Исследований состояла в оценке исходного материала озимой.ржи, обладающего ЦМС, на комбинационную способность, а также в выявлении особенностей проявления гетерозиса у этой культуры. В соответствии с этим были определены задачи исследований:

1. Оценить стерильные формы озимой ржи как материнские компоненты по общей и специфической комбинационной способности для ряда хозяйственно ценных признаков;

2.' Изучить комбинационную и информативную способность тестеров и выявить их ценность для оценки исходного материала;

. 3. Определить уровень и частоту проявления гетерозиса у "гибридов;

4. Провести сравнительную оценку различных типов гибридов 'В'связи с .задачами гетерозисной селекции;

5. Выявить зависимость проявления комбинационной способнос-

*

ти и гетерозиса от условий внешней среды;

6. Вццелить практически ценные родительские компоненты и гетерозисные комбинации.

Научная новизна. Впервые в Среднем Поволжье изучены ОКС и СНС 15 ые-линий, 8 мс-гибридов, 4 мс-популяций озимой ржи по важнейшим хозяйственно ценным признакам. С учетом соотношения этих оценок определены пути их дальнейшего селекционного исполь-т эования. Экспериментально обоснованы принципы подбора тестеров для оценки комбинационной способности исходного материала по топкроссной схеме. Изучена информативность тестеров в зависимости от их числа, генотипических особенностей, собственной комбинационной способности, количества лет испытания топкрос-сиых гибгридов. Прослежен характер изменчивости ОКС, СКС и гетерозиса в различных экологических условиях. Установлены уровень и частота проявления истинного и конкурсного гетерозиса по урожаю зерна и показаны особенности его формирования у разных типов гибридов. Проведено исследование хозяйственно ценных признаков у гибридов на основе ЦлС Я- и Р-типов.

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований выделены и размнокены ыс-формы с высокой комбина- ■ цлонной способностью, представляющие интерес для селекции на гетерозис. Выявлены практически ценные комбинации, значимо и ' стабильно превышающие стандартный сорт по урожаю зерна и отличающиеся высокими технологическими и хлебопекарными качествами. Они изучаются в контрольном питомнике, а наиболее перспективные включены в конкурсное сортоиспытание и переданы в другие селекционные учреждения (НПО "Среднеролжское", НПО "Башкирское"). В ходе работы были совершенствованы принципы подборапар для гибридизации с использованием ЦМС, обеспечивающие наиболее высокий эффект гетерозиса. Показана возможность использования в качестве одного из тестеров закрепителя стерильности неродственного происхождения для одновременной оценки мс-линий на ком. бинационную способность и их размножения.

Апробация работы. Результаты исследований' доложены на юбилейной научно-практической конференции - 70 лет НПО "Нива Та-' • •тарстана" (Казань, 1990), на конференции молодых ученых и аспирантов ВИР (Ленинград, 1991), на научно-производственных совещаниях отдела серых хлебов ВИР (Ленинград, 1989-1993), на заседании Ученого Совета НПО "Нива Татарстана" (Казань, 1993).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи. •

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 124 страницах машинописного текста, содержит 35 таблиц в тексте и 6 в приложении, состоит из введения, пяти глав, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 106 наименований, в том числе 46 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная работа выполнена в отделе селекции-НПО "Нива Татарстана" в 1988-1992 гг.

Погодные условия в годы испытания гибридов характеризовались многоснежными и мягкими зимами. Весенне-летняя вегетация озимой ржи имела следующие особенности: 1990 г. был влажным и прохладным, 1991 - засушливым и жарким, 1992 - благоприятным для развития растений.

Исходным материалом для исследований служили 29 мс-форм, 26 двойных гибридов на основз отечественных и польских стерильных форм и 7 немецких гибридных сортов, присланных из ВИР, а также 70 двойных и простых гибридов, полученных нами в результате топкроссных скрещиваний. Гибриды, полученные за один цикл скрещиваний, называли простыми, а за два цикла - двойными. Из стерильных форм 24 обладали ЦЫС И-типа и 5 - Р-типа. Большинство из них были маркированы геном компакту»» "съ", который обуславливает рецессивную карликовость и пшеницеобразную форму колоса, три имели доминантную короткостебельность, три - рецессивную и три были длинностебельными. В качестве тестеров использованы сорта Саратовская 5, Чулпан и Ильмень, короткосте-бельные аналоги Беняконская Н1 и Петка Н1, штаммы Россиянка шт.171/76 и Беняконская шт.147/78.

Полевые испытания гибридов в сравнении со стандартным сортом Чулпан и отцовским родителем проведены в контрольном питомнике в 1990-1992 гг., в 2-3 кратной повторности, на делянках 2,5 м^ с нормой высева 300 зерен на I Общее увеличение мощности развития признака у гибридов по сравнению со стандартом называли конкурсным гетерозисом, по сравнению с лучшей родительской формой - истинным.

Средовая изменчивость комбинационной способности и гетерозиса изучена у 20 гибридов в 1990-1992' гг. в Казани и у 16 в

1990 г. в трех экологических зонах (Казань, Душкин, Михнево).

Математическая обработка экспериментальных данных методами вариационного, дисперсионного и корреляционного'анализов проведена по Б.А.Доспехову (1979), П.Ф.Рокицкоыу (1973), Г.Ф. Дакину (1990). Согласно В.К.Савченко (1973) проводили анализ комбинационной способности по первому экспериментальному методу математической модели I и расчет коэффициентов наследуемости в узком смысле. Стабильность и пластичность гибридов оценивали по С.Эберхарту и В.Расселу (1966).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ СТЕРИЛЬНЫХ ФОРМ ОЗИМОЙ РЖИ -

Оценка комбинационной способности мс-форм позволяет вцце-лить материнские компоненты, дающие высокий гетерозисный эффект у гибридов первого поколения.

Из общего числа стерильных форм значимые эффекты ОКС по урожаю зерна имели 42,1% мс-линий и мс-полуляций и 37,3$ мс-гибридов. Высокой ОКС среди них обладали Л29, Л8, ПЗ, Л43, Л8 х Л18 (в порядке убывания эффектов) (таблЛ). Анализ эффектов, ОКС по каждому тестеру в конкретные годы показал, что величина данного параметра не совпадала в 1991 и 1992 годах по знаку у 30% изученных мс-гибридов и 24% мс-линий и популяций, а по величине - у 15 и 37$, соответственно. Наибольшей изменчивостью вф|ектов ОКС характеризовались Л37, Л64, Л43 х Л18. ■ При этом порядок расположения мс-форм с высокой ОКС (т.е. их ранги) оказался относительно стабильным.

Поскольку в каждом конкретном.году на формирование урожая зерна влияют различные г.енотипические и средовые факторы, то для более точной оценки ОКС у исходного материала необходимо проводить испытания топкросскых гибридов по крайней мере два года.

Установлено, что Л8, Л43, Л<;9, ПЗ и Д8 х Л18 в наших исследованиях имели несущественную в&риансу СКС (меньше варианте случайных отклонений) и значительную ОКС.-В связи с этим иог;ио утеервдать, что преобладающая роль аддитивных эффектов в генетическом контроле урожая зерна у названных стерильных ффрн 'позволит получать гетероэиснос .потомство на их основе при скрещивании с шрот! набором сортов. Для Л37, Д64, П4, Л27 х Л18, Л37 х ЛШ, Л43 х Л18 отмечена несущественная или

Комбинационная способность и коэфициент наследуемости у мс-форм по урожаю зерна, 1991-1992 гг.

мс-формы

Э^ект

Варианса

ОКС

СКС

' Коэфициент - наследуемости

Л 8 Л 37 Л 43 Л 29 Л 64 П 3 . П 4

Л4 х Л18 Л8 х Л18 Л27 х Л18 Л37 х Л18 Л43 х -Л18

83,5 18,9 у 73 2х* 98,7х* 2 7

77|2ХХ 11,3 17,0 57 5ХХ 20,9 57 ■19,3

6508,8

4824,3

9278.3

5496.4

364,9 3078,7 209,3

152,7

913,3'

80,2

1159,6 102,7

347,0 259,9 3083,5

0,869

0,833 0,906

0,847

0,206 0,703 0,113

0,033

Примечание: (-)

варианса ОКС и СКС мс-форм меньше, чем варианса случайных отклонений.

низкая варианса ОКС и значительная СКС. Эта ситуация является результатом значительного преобладания неаддитивного действия генов с эпистатическими и сверхдоминантными эффектами над аддитивным. Такие стерильные линии могут давать как высоко- так и низкоурожайные гибриды, и для получения наибольшего гетерозиса необходим тщательный подбор отцовского родителя.

Очень важно, что Л8, Л43, Л29, П 3, Л8 х Л18 наряду с высокой ОКС обладали наибольшими значениями коэффициента наследуемости в узком смысле (0,703 - 0,905). Это указывает на■ значительную генетическую обусловленность высокого урожая зерна гибридов первого поколения.

В результате изучения комбинационной способности материнских форм по хозяйственно ценным признакам выделены с высокой ОКС по продуктивному стеблестою - Л8, Л29, Л63, Л64,; ПЗ, Л8 х Л18; по массе 1000 зерен - Л8, Л24, Л43, Л29, Л49, Л57, Л8 х Л18; по натуре зерна - Л8, Л24, Л43, Л18, Л29, ПЗ, Л8 х Л18, Л43 х Л18; по числу зерен с колоса - Л4, Л27, П1, ПЗ, П4; по высоте амилограммы - Л8, Л27, Л37, ПЗ, П4, Л37 х Л18; а также с низкой ОКС по длине стебля - Л27, Л49, Л57, ПЗ, 114.

Особый интерес представляют мс-формы, сочетающие высокую> ОНО по комплексу признаков. Так, в наших исследованиях с высокой ОКС по урожаю зерна ассоциировались у ПЗ высокие ОКС по продуктивному стеблестою, натуре зерна, числу зерен с колоса и высоте амилограммы, а также низкая ОКС по длине стебля; у Л8, Л29 и Л8 х Л18 - по продуктивному стеблестою, массе 1000 зерен и натуре зерна. Со средней ОКС по урожаю зерна сочетались низкая ОКС по длине стебля и высокая ОКС по высоте амилограммы у Л4, Л37 и Л37 х Л18. Это указывает на то, что гибриды на их ochoes будут характеризоваться низкорослостью и повышенным качеством эерна.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ

Комбинационная способность, как любой другой признак, модифицируется под влиянием условий внешней среды (табл.2). По продуктивности в 1991 и 1992 гг. у Л8, Л29 отмечена высокая ОКС, у Л49 - средняя, у польских мс-гибридов Л1838-14 х. Л1644-2 и Л1838-14 х Л4-83 - низкая. У тестера Саратоьская 5 в 1990 г. была низкая ОКС, а в остальные годы высокая. Ильменьнаоборот, при избытке влаги и недостатке тепла (1990) показал высокую ОКС, в более теплые последующие годы- среднюю.

При изучении СКС обнаружена низкая изменчивость в зависи- . мости от условий года. Так, оценки СКС совпадали по годам-у Л8 х Россиянка шт.171/76, Л29 х Саратовская 5, Л49 х Саратовская 5. К числу комбинаций с неустойчивой СКС следует отнести Л29 х Беняконская .шт .147/78. Отметим также, что в 1991 и 1992 гг. тестер Россиянка тт. 171/76, а в. 199% г. тестер Саратовская 5 не дифференцировали исследуемые-мс-формы по эффектам СКС. ■

Оценка ОКС в различных экологических зонах показала, что Л8 характеризовалась"средней, Л49 - низкой, а Л18 - высокой комбинационной способностью. Среди тестеров высокую ОКС имели Ильмень (Казань), Беняконская шт.147/78 (Пушкин), Россиянка шт. 171/76 (Михнево).

Изучение. СКС выявило высокую изменчивость ее оценок. Полное несовпадение групп СКС по пунктам.испытания отмечено у 50% , гибридов, частичное совпадение - у 37,5$. При этом установлено, что в'Казани и Михнево гибриды чаще получали сходную оценку. Сравнивая точки испытания, можно сказать, что в 1990 году пункт Михнево лучше остальных характеризовал исходный материал по СКС.

Изменчивость ОКС по урожаю зерна в зависимости от условий года и места испытания, 1990-1992 гг.

Группа ОКС

Родители Казань : 1990

С в в с с с

— _ _ _ в в

с в. в с с в

н с с н н •н

_ ' н н _ _

_ н н _ _ —

с с с с с в

н н. н н в н

н в в н С • с

в с с в с с

1990 1991 1992 : Казань Пушкин Михнево

Л8 Л18 Л29 • Л49

Л1838-14хЛ1644-2 Л1838-14 х Л4-83 ^ Россиянка шт.171/76 Беняконская шт.147/78 Саратовская 5 Ильмень

Примечание: группа ОКС. В - высокая, С - средняя, Н - низкая.

Таким образом, установлено, что комбинационная способность обладает значительной изменчивостью в зивисимости и от года и, от места испытания. В целом, ОКС больше модифицируется под . действием условий года, а СКС более изменчива при испытании в различных экологических зонах. Поэтому в связи с задачами селекции на гетерозис целесообразнее проводить экологические испытания гибридов в различных почвенно-климатических условиях.

БУБОР ТЕСТЕРА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ

Выявление и подбор наилучших тестеров является важной задачей как при оценке КС исходного материала, так и при создании гетерозисцых гибридов. Для определения информативности по ОКС были вычислены коэффициенты парной корреляции меяду урожаем гибридов, полученных на основе стерильных форм с одним тестером и их средним урожаем по пяти тестерам.

Установлено, что Саратовская 5 показала высокую информативность в оба года испытания гибридов, тогда как Чулпан и Беняконская Н1 - только в 1992 г. Однако, анализ того, же материала по средним значениям за-два года показал высокодост.оверныэ

коэффициенты корреляции для всех трех вшенедванных тестеров • (г=0,634, г=0,863 и г=803, соответственно) (табл.3). Поэтому для получения надежных оценок ОКС необходимо, по меньшей мере, двухлетнее испытание топнроссных гибридов.

Анализ урожайности высокоинформативных тестеров показал, что максимальный урожай зерна имела Саратовская б (561 г/ы^), несколько-уступал ей Чулпан (529 г/м^) и саыый низкий был у Беняконской Н1 (486 г/ы^). В результате можно констатировать, что уровень урожайности тестеров в наших исследованиях не был связан с информативной способностью. Так же нами не было обнаружена тесной связи между информативностью тестера и величиной межпопуляционной изменчивости гибридов по урожаю верна. Для Саратовской 5 коэффициент вариации гибридов равнялся 10,7$. а для Беняконской Ш - СУ = 6,7%.

Хорошим критерием выбора тестеров является предварительная оценка их комбинационной способности. Высокой ОКС по урожаю зерна обладала Саратовская 5, а низкой - Петка Н1 (табл. 3). Остальные тестеры характеризовались средней ОКС. Изучение СКС позволило вццелить Саратовскую 5, Ильмень и Петку Н1, имеющих существенно высокие вариансы СКС. Сравнение информативной и комбинационной способностей тестеров по урожаю зерна и' хозяйственно ценным признакам показало, что: Чулпан со средней ОКС по всем изученным признакам одновременно обладал и высокой информативностью по ним. Саратовская 5 сочетала высо-. кие ОКС с высокой информативностью по урожаю зерна (г=0,834) и массе 1000 зерен (г=0,825). У Беняконской НГ высокодосто-, верные коэффициенты корреляции по урожаю зерна (г=0,803), продуктивному стеблестою (г=0,778), числу зерен с. колоса (г= 0,836) и высоте килограммы (г=0,855) были, связаны со средней и высокой ШС оо этим признакам. Петка Н1 с низкими оценками' ОКС по урожаю зерна и продуктивному стеблестою показал низкую информативность по этим признакам (г=0,318 и г=0*389, соответственно).

Чтобы определить информативность тестеров по специфичес- ' кой комбинационной способности, нами проведено сравнение уров-Ш1 ее эффектов, определенных в топкроссах: с использованием 2-тос©еров с уровнем эффектов, полученных с участием 5 тестеров, с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмана. На-кбольыгаш показателями корреляции рангов обладали Саратовская 5, Ильмень и Петка Н1 (г=0,76-0,96, г=0,70г0,90 и г=0,72-0,93,

соответственно). Лучшим в паре с Саратовской 5 (высокие ,0КС и варианса СКС) показала себя'Беняконская Н1 (средняя ОКС и несущественная варианса СКС) - г '= 0,95; с Петкой Н1 (низкая ОКС и высокая варианса СКС)- Беняконская Н1 (г=0,95) и Чулпан (г= 0,93), с Ильменем - Чулпан (г=0,90) и Саратовская 5 (г=0,86). В случае, когда в качестве анализируемого тестера выбрана Беняконская Н1, отмечаются недостоверные коэффициенты корреляции, что указывает на низкую информативную способность по СКС для данного набора мс-форм независимо от подбора второго тестера.

Исходя из полученных результатов установлено, что тестеры, используемые в топкроссных скрещиваниях, должны дополнять ДРУГ друга по компонентам собственной комбинационной способности. ■

Использование в качестве тестера закрепителя стерильности неродственного происхождения удобно тем, что одновременно с оценкой комбинационной способности у мс-линий происходит их размножение. В результате проведенных скрещиваний мс-линий с родственными (Рзс) и неродственными (Нзс) закрепителями стерильности, а затем с сортами-восстановителями шли получены 4 сочетания тестерных комбинаций: Рзс + Саратовская 5, Рас + Чулпан, Нзс + Саратовская 5, Нзс + Чулпан.

При изучении информативности по ОКС получены высокодостоверные коэффициенты корреляции для урожая зерна у всех 4 тес-терных комбинаций (г=0,87-0,95). Кроме того., в наших опытах обнаружено, что замена одного из сортов-тестеров на Нзс позволяет получать довольно надежную информацию об эффектах СКС исходных ис-линий (г=0,55-0,93). Наибольший коэффициент корреляции получен в паре тестеров Рзс + Чулпан и Нзс + Чулпан (г= 0,93). Это говорит о том, что при использовании одного сорта-восстановителя и одного неродственного закрепителя стерильности происходит хорошая дифференциация мс-линий по СКС.

■ ГЕТЕРОЗИС У Р: ГИБРИДОВ ОЗИМОЙ РЖИ '

Испытания, проведенные в 1991 и 1992 гг. показали, что продуктивность простых гибридов составляла 420-690 и 524-794 г/м^, а у двойных - 445-694 и 501-793 г/м2, соответственно. В то время как у районированного сорта Чулпан в те же годы она равнялась 503 и 560 г/м . В оба года стабильные преимущества наблюдали '.у 16 простых и 12 двойных гибридов. В благоприятном 1992 году число гетерозисных комбинаций и прибавки урожаев

возросли.

При испытании простых гибридов уровень конкурсного гетерозиса колебался в пределах 13,8-35,1$, а у двойных'- 15,739,5% (табл.4). Частота его проявления у первых равнялась 34,8$, а у вторых - 30,0%. Истинный гетерозис в 2 раза чаще встречался у двойных гибридов (37,5%) по сравнению с простыми (19,0*). •

Сопоставление простых гибридов, полученных на цитоплазмах й- и Р-типов показало, что у первых частота конкурсного гетерозиса была несколько ниже (34,2$), но уровень его проявления был больше, достигая величины 35,1$ по сравнению с 23,7$ у Р-типа. Истинный гетерозис отмечен только у гибридов* созданных с участием ыс-форм Я-типа.

Наиболее урожайными были гибриды с Саратовской 5 (623,8 г/ы^) и с Ильменем (595,1 г/м^). С участием первого сорта конкурсный гетерозис отмечался значительно чаще (52,6$) и был большим по величине эффектов (до 35,1%), чем в комбинациях с Ильменем и Чулпаном. Частота и уровень истинного гетерозиса были наибольшими при использовании в качестве родительской' формы сорта Ильмень (25$ и около 30$, соответственно).

При оценке двойных гибридов средний урожай зерна был выше • при использовании сортов Саратовская 5 (639,3 г/ы г), Чулпан ■ (602,3 г/ы^) и Ильмень (599,3 г/ы^), чем с участием короткосте-бельных аналогов. Высокий уровень конкурсного гетерозиса (20,939,5$) отмечался у 50$ гибридов с Саратовской 5. В комбинациях с Ильменем и Чулпаном частота была одинаковой и равнялась 37,5$,. .Частота истинного гетерозиса была наибольшей у гибридов с Беня-конской Н1 (62,5$) и Чулпаном. (50,0$).

Сопоставляя результаты исследований по уровню и частоте гетерозиса у простых и двойных гибридов, установлено, что оцениваемые типы гибридов не проявили существенных различий ки по уровню, ни по величине встречаемости гетерозиса- по урожая зер-• на. Отмечена лишь большая частота проявления истинного гетерозиса у двойных гибридов и несколько большая амплитуда гетерозис-'ных эффектов. . _ _ . '

, ХАРАКТЕРИСТИКА. ШСОКОГЕТЕРОЗИСНЫХ Рг ГИБРИДОВ НА • ' ' ОСНОВЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МС-ФОРМ •

Уровень продуктивности высокогетерозисных комбинаций равнялся 651,0-741,5 тМг (122,5-139,5$ к стандарту) (табл.5). Сле-

Частота и уровень гетерозиса по урожаи ■' ридов ржи, 1991-1992 гг.

■Тип гибрида Число Средний

—-!—:-изучен- урожай -

ных гиб- зерна, Мать* Отец ридов гДв.ы -

Простые гибриды 46 599,2

в том числе:

ыс-формы й-типа Сорта 38. 602,4

ыс-форгы Р-типа Сорта 8 583,8

ые-формы В.-' и Р- Саратовская. 5 19 623,8

типов ' Чулпан 19 577,3

П £1 Ильмень 8 595,1

.Двойные гибриды 40 590,8

в том числе:

ыс-гибриды Н-типа Саратовская 5 е . 639,3

п _ и Чулпан • . 8 602,3

и п Ильмень 8 599,3

п п Беняконская Н1 8 584,6

п . п Петка Н1 8 528,9

Таблица 4 зерна у различных гиб-

Гетерозис, % Конкурсный Истинный

частота уровень частота уровень

34,8 13,8-35,1 19,6 22,0-30,0

34,2 14,8-35,1 , 23,7 22,0-30,0

37,5 13,8-23,7 0,0 0,0

52,6 14,8-35,1 16,8 25,3-28,0

15,8 22,5-27,8 21,1 22,0-28,3

37,5 13,8-30,4 25,0 29,7-30,0

30,0 15,7-39,5 37,5 13,6-32,2

50,0 20,9-39,5 25,0 27,8-32,2

37,5 • 20,0-23,6 50,0 20,5-24,1

37,5 16,1-26,8 37,5 13,6-26,5

25,0 15,7-20,4 62,5 16,9-31,7

0,0 0,0 12,5 19,6

дует отметить, что наиболее урожайные гибриды были получены при использовании JI8, Д29, ПЗ, ЛВ х Л18, Л43 х Л18, показавших в наших опытах высокую комбинационную способность. Предварительная оценка исходного материала на КС позволяет, отбирать материнские формы, обеспечивающие гибридам с их участием мощный и стабильный репродуктивный гетерозис.

Среди выоокогатероэисных гибридов имелись достоверно превосходящие стандарт по высоте растений (Л8 х Саратовская 5, Л29 х Саратовская 5, (Л8 х Л18) х Саратовская 5 и (Л43 х Л18) х Саратовская- 6), а так же уступившие ему по этому признаку (Л67 х Ильмень, ПЗ х Саратовская 5, ПЗ х ^лпан, (Л8 х Л18) х Ильмень).. Все гибриды значимо превзошли-Чулпан по густоте продуктивного стеблестоя, который изменялся в пределах 433-534 шт/м**. Анализ элементов продуктивности растений не выявил значительных преимуществ ¡высокогетерозисных гибридов по сравнению со стандартом. Наиболее часто у всех высокогетерозисных комбинаций встречается гетерозис по продуктивному стеблестою, достаточно часто по массе 1000 зерен, натуре зерна, содержанию сырого протеина, реже - по высоте растений, высоте амилограм-мы, числу зерен с колоса. -

ХАРАКТЕРИСТИКА Pj ГИБРВДОВ НА ОСНОВЕ • . РОДИТЕЛЬСКИХ ФОРМ ЗАРУБЕЖНОЙ СЕЛЕКЦИИ

■ В настоящее время наиболее интенсивные исследования по гибредной ржи проводятся в Германии и Польше. Нами в I990-I99I гг. проведена оценка 10 гибридов, полученных на польских мс-формах с участием сорта Ильмень и 7 гибридных сортов немецкой селекции (ЩС Р-типа).

Гибриды с участием польских мс-форм имели более короткую, чем у стандарта соломину и не полегали. По массе 1000 зерен и высоте амилограммы приближались., к Чулпану. Гетерозис по урожаю зерна проявился только у 5/88 2257 х 2256) х Ильмень и dun равен 10$. Отсутствие гетерозиса по урожаи зерна у остальных было связано с тем, что практически все испытанные гибриды' име- ' ли значимо меньший продуктивный стеблестой, чем у районированного сорта. Гибридные сорта имели слабую зимостойкость и низкий урожай зерна, но ввделялись отселекгированностью и гетерозисом по отдельным элементам продуктивности растений. Наилучшими- значениями по комплексу признаков обладали зг и ЗлюЬз . Кроме

Характеристика лучших гетерозисных гибридов озимой ржи по хозяйственно ценным признакам; м»

1991-1992 гг.

—г Формула гибрида Урожай зерна, г/кв.м Продуктивный стеблестой Масса 1000 зерен, г Высота растений, см Сырой протеин, Высота аыило-граммы, е. А

Чулпан (ст.) 531,5 314 31,1 104,7 11,5 375

Л8 х С.5 716,0х 515х 35,9х 121,0х 12,3 ' * 370

Л8 х Ч. 651,0х 445х. 32,8 106,3 13,4х 460х

Л29 х С.5 718,0х '481х 36,5х 115,2х 13,0х 350

Л29 х Ч. 679,5х 472х 33,3х 110,1 13,1х 375

Л29 х И. 691,5х 438х 33,2х 98,9 11,6 435

Л67 х И. 693,0х 456х 34,1х 100,3 12,5х 365

ПЗ х С.5 703,0х 534х 31,7 95,9 12,4х 375

ПЗ х Ч. 651,5х 433х- 30,0 96,7 11,6 465х

(Л8хЛ18) х.С.5 :717,0х 434х 35,5х Н9,3Х 11,8 305х

(Л8хЛ18) х И. 674,0х 468х 34,2х 105,7 II, 4 420

(Л43хЛ18)х С.5 741,5х 484х 34,6х 118,0х 12,6х 305х

НСР05 65,0 68 2,5 9,7 . 0,6 70

этого,- к числу положительных характеристик можно отнести их ниэкорослость. Отрицательным свойством являются низкие технологические качества зерна.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕТЕРОЗИСА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ГОДА И МЕСТА ИСПЫТАНИЯ ГИБРВДОВ

Внедрение гибридных сортов озимой ржи в большей степени зависит от того, насколько стабильными будут прибавки урожая по годам, особенно в годы с экстремальными погодными условиями. Необходимо также выявить комбинации, которые дают наиболее высокий и устойчивый эффект гетерозиса в различных экологических зонах. ■ 4

Анализ продуктивности гибридов показал, что частота гете-розисного эффекта может в 1,5-2,0 раза'изменяться под влиянием погодных факторов (табл.6).

Проявление гетерозиса по урожаю зерна в зависимости от условий года и места испытания {Казань, Пушкин, Михнево), 1930-1992 гг..

. Годы и , место испытания

Гетерозис,

конкурсный

истинный

частота уровень частота уровень

1990 41,7 • 12,5-22,5 50,0 14,1-24,5

1991 ■ 40,0 . .15,1-40,7 • 35,0 14,2-28,0

1992 60,0 ' 11,2-34,8 75,0 15,7-39,3

Казань 41,7 j 12,5-22,5 50,0 14,1-24,5

Пушкин 62,5 ■ 12,6-35,3 56,3 15,3-48,7

Михнево' 75,0 12,9-50,7. 43,7 14,4-61,3

Так, в благоприятном 1992 году конкурсный гетерозис отмечался у 60% комбинаций, тогда как в засушливом 1991 году лишь у 40%. Различия по частоте истинного гетерозиса были еще большими - 75 и 35%, соответственно. В 1990 г. прибавки урожая над стандартом и лучшим родителем были практически одинаковые, в 1991 г. выделились гибриды, показавшие преимущества над ■ стандартом, а в 1992 г. - над лучшим родителем.

Изучение географической изменчивости показало, что частота значимого проявления гетерозиса была достаточно высокой (выше 40%)'. При этом конкурсный гетерозис чаще отмечался в Михнево (75%), а истинный в Пушкине (56,3%) (табл.6). Уровень эффектов конкурсного и истинного гетерозиса был наиболее высоким в Михнево, изменяясь в пределах 12,9-50,7% и 14,4-61,3%, соответственно.

■ Оценка стабильности и пластичности гибридных комбинаций позволила выделить Д29 х Ильмень, Л8 х Саратовская 5 и Л29. х Саратовская 5 с наибольшим урожаем зерна в среднем за I99Q-I992 гг.(712,7; 691,3 и 686,0 г/м , соответственно) и достоверно.высокими значениями коэффициента стабильности (3,225, 3,007 и 3,241, соответственно)^ Высокой урожайностью в среднем по 3 пунктам испытания обладали Л£9 х Ильмень, Л8 х Ильмень и Л8 х

Россиянка шт.171/76. Из них первый гибрид, к тому же, характеризовался высоким значением коэффициента регрессии (1,301). Эту комбинации можно отнести к интенсивному типу, а гибриды Л29 х Саратовская 5 и Л8 х Саратовская 5 к экстенсивному, так как у них отмечены самые низкие значения коэффициента регрессии (0,368 и 0,585, соответственно).

вывода

1. Определены ОКС и СКС 27 стерильных форм по урожаи зерна и другим хозяйственно ценным признакам, из числа которых вьщеленн:

а) с высокой ОКС и низкой вариансой СКС по урожаю зерна и ряду хозяйственно ценных признаков - Л8, Л29, Л43, ПЗ, Л8 х Л18, которые целесообразно использовать в качестве материнского компонента скрещивания с широким набором сортов;

б) со средней ОКС и высокими вариансами СКС по урожаю зерна - Л2, Л37, Л64..П4, Л4 х Л18, Л27 х Л18, Л37 х Л18, Л43 х Л18, которые при скрещивании с подобранными сортами дают высокогетерозисные гибридные комбинации;

в) с низкой ОКС по длине стебля и высокой ОКС по высоте амилограмыы - ПЗ, Г14, Л37, Л37 х Л18 - для получения низкорослых высокоурожайных гибридов с улучшенным качеством зерна.

2. Установлено, что ОКС по урожаю зерна в большей степени изменяется в зависимости от условий года и генотипа материнской формы, а СКС - от места испытания и генетических особенностей отцовского родителя.

: 3. Выделены Л8, Л18, Л29 как материнские, компоненты, характеризующиеся стабильным проявлением высокой и средней ОЙС по урожаю зерна независимо от года и места испытания гибридов на их основе.

4. Выявлено, что Саратовская 5, Чулпан и Беняконская Н1, обладающие рысокой и средней ОКС по урожаю зерна, оказались наиболее информативными по этому признаку. Петка Н1 с низкой ОКС не проявил информативной способности. Уровень урожайности тестеров и вариабельность гибридов с их участием не были связаны с их; информативностью. Наилучшей информативной способностью по СКС обладали Саратовская 5 и Петка Н1, низкой - Беняконская Н1,

Установлено, что тестеры, используемые в топкроссных скрещиваниях, должны дополнять друг друга по общей и специфической комбинационной способности.

5. Замена одного из двух сортов-тестеров на закрепитель стерильности неродственного происхождения позволяет оценить ОКС мс-линий. При определенных сочетаниях сорта и зс-линии, а также при использовании 2-х генетически неоднородных тестеров и одного неродственного-закрепителя стерильности можно объективно оценить СКС исходного материала.

6. Для оценки эффектов СКС при использовании двух тесте-' ров в топкроссных скрещиваниях особую важность имеет их сочетание. Увеличение числа тестеров до трех значительно повышает точность оценки и даёт полное представление о специфической комбинационной способности.

7. Изучение проявления гетерозиса у простых и двойных Р| гибридов озимой ржи показало его зависимость от условий среды и дискретный характер. Гетерозис цо урожаю зерна в первую очередь определялся густотой-продуктивного стеблестоя, затем массой 1000 зерен и.натурой зерна. Очень важно, что с .повышением урожайности у гибридов наблюдается тенденция к повышению содержания протеина в зерне. Значительных преимуществ гибридов по элементам продуктивности колоса и растения не было обнаружено.

8. При сопоставлении уровня и частоты гетерозиса у простых и двойных гибридов не установлено между ними существенных различий. Отмечена лишь большая частота проявления истинного гетерозиса у двойных гибридов и несколько большая амплитуда гетерозисных эффектов.

9. Выделены 8 простых и 3 двойных гетерозисных гибридов, имеющих устойчивые по годам и значимые эффекты конкурсного и. истинного гетерозиса по урожая, зерна, представляющие практический интерес. Это следующие комбинации: Л8, Л29, ПЗ, Л8 х Л18, Д43 х Л18 с сортом Саратовская 5; Л8, Л29, ПЗ с сортом Чулпан; Л29, Л67, Л8 х Л18 с сортом Ильмень. , ■

10. Гетерозис по урожаю зерна проявился только у одного двойного гибрида на цКС Р-типа (ТА"' 5/88 2257 х 2256) х Ильмень. Гибридные сорта зарубежной селекции имели низкий урожай и качество зерна, но были низкорослые и выделялись гетерозисом по отдельным элементам продуктивности.

11. Установлено, что частота и уровень гетерозисного эффекта тесно связаны с природно-климатическими условиями выращивания гибридов и сходным образом изменяются в зависимости от года и места испытания. В условиях Среднего Поволжья гибриды с Саратовской 5 и Ильменем отличались высоким постоянством гетерозиса.

12. Выделены гибриды Л49 х Россиянка шт.171/76 и Л49 х Ильмень, обладающие высокой экологической пластичностью и характеризующиеся как интенсивные. Комбинации Л29 х Саратовская б и Л8 х Саратовская 5 сочетали стабильность высокого урожая в зоне Среднего Поволжья с низкой пластичностью и относящиеся к экстенсивному типу.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РШЮ1ЩДАцИИ

1. Предлагаем для расширенного испытания в зоне Среднего Поволжья гибридные комбинации Л8 х Саратовская 5 и (Л1838-14 х Л4-83) х Беняконская шт.147/78 с устойчивой по годам высокой . СКС.

2. В качестве материнских компонентов для создания пластичных гибридов "предлагаем использовать Л18, Л29 и Л8. Для получения высоког.етерозисных широко'адаптированных гибридов следует использовать родительские пары: Л8 и Саратовская 5; Л49 и Россиянка шт.171/76; Л8, Л49 и Ильмень.

.3. Для оценки ОКС и СКС стерильных форм в топкроссных скрещиваниях предлагаем использовать сочетание тестеров Саратовская 5, Ильмень и Петка Н1, а также закрепители стерильности неродственного происхождения.

4. В качестве сорта-опылителя для получения у гибридов высокого конкурсного гетерозиса целесообразно использовать С&ра- • товскую 5 и Ильмень. / «

5. Анализ комбинационной способности следует проводить либо в одном пункте в течение не менее двух контрастных лет, либо расширять число экологических зон испытания.

■ Но -материалам диссертации опубликованы следующие работы:

' ' I. Пономарев С.Н. Особенности цЫС-линнй озимой ржи // В сб.: 70 лет Научно-производственному объединению "Нива Татарстана" (материалы научно-практической конференции) - Казань, 1991.3.181-183. •

2. Пономарев С.Н., Кудряшева A.C. Гетерозис у Pj гибридов оизмой ржи, полученных с использованием ДМС // Бюлл.ВИР,-С.-П., 1992.- Вып.223.- С.24-26.

3. Пономарев С.Н., Ерошенко Т.Т., Кудряшева A.C. Географическая изменчивость комбинационной способности стерильных линий озимой ржи // Бюлл.ВИР.- С.-П., 1992.- Вып.226.