Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Методические аспекты седиментационной оценки и отбора высококачественных генотипов яровой мягкой пшеницы в Поволжье

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Методические аспекты седиментационной оценки и отбора высококачественных генотипов яровой мягкой пшеницы в Поволжье"

II:) npaiuiY рукописи

г Г г, Г> 1

1 : i) v* • 1

2 МЛР Го?

Круппова О.п,га Bacii.ii.cnna

METO/Ц ГЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ (' EJ UIMEI IT AI 1,1 IOIII ЮН ОЦЕНКИ II ОТБОРА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННЫХ ГЕНОТИПОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕППЦЫ в ПОВОЛЖЬЕ

(0(>.01 05 - селекция и семенонодсшо)

ДВТОРКФШ'АТ

дилт.рта! цш [ [д i \>[ i! 'клиш: умы юй стшып i

КАНДИДАТА 1'ЬЛЫ'К"( >.\< >.Щ1СП!ЫШЫХ НАУК

Гарлго» l'W

РаГчма выполнена в НИИСХ К ч о-1!остка.НПО «Элита Поволжья». Научный руководите'!!. - доктор биологических наук В.М. Бебякин

(>фицпачы!ми оппопсшм доктор ссчн.скохочянствснных наук ГН Веденеев1.

капдндат бмо.'югпчоскнх няук. доцсш Ю.В. Лобачев

Ведущая о|и ашпацпя Самарский НИИСХ им 'Гулайкова II.М.

Зашита диссертации юсюшся " 1997 г

в_______часов на часедании диссертационно! о совета К 020. 29,01

Научио-исследопан'чьско!о цистита сельског о хозяйства Юго-Ностока по адрссу

410020, г. С'аратов, ул Ту.чаикова 7, НИИСХ Ю/о-Ностока.

С диссертацией можно очнакомтпься в бнблисчеке института Автореферат рачослаи

// -

Учёный секретарь диссертационного совета.

кандидатсельскохозяйственныхнаук И.П. Моторьпии

(?) НИИСХ Юго-Пооока. 1997 ,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темц. Одной из главных задач селекции пшеницы является создание высокопродуктивных сортов, с высоки,! содержанием белка в сочетании с хорошими хлебопекарными свойствами. Чтобы ускорить их создание необходим объективный и систематический контроль качества зерна, начиная с самих ранних этапов селекции. Нужны новые более эффективные методы оценки и отбора высококачественных генотипов. Одним из них является метод цодецилсульфатной седиментации ( .Зо<иита ЦойосуХ ки1рЬа1:е вс^попЬоЪгог.-оиЛ-теБ^ДДС). В условиях Поволжья он не изучался.

Поэтому представляется важным изучить взаимосвязь между показателем додецилсульфатной седиментации ( ДДС-седиментации ) и основными характеристиками качества зерна и муки, а также оценить эффективность отбора по этому показателю в условиях селекционных питомников в сравнении с другими седлментационншга оценками и выявить индексы, обеспечивающие более надежную по сравнению с прямым отбором идентификацию генотипов по качеству хлеба.

Исследования проводились в 1983-1996 гг. в НШСХ Юго-Востока и представляют собой часть научно-исследовательской программы лаборатории биохимии и качества зерна.

Цель и задачи исследований. Цель исследований- изучить информативность и генотилическую обусловленность показателя ДЦС-седи-ментации и других седиментацкошшх оценок, широко используемых в процессе селекции мягкой пшеницы, а также оценить эффективность отбора высококачественных генотипов по данным седиментационного анализа при различных методиках и разработать на этой основа предложения и рекомендации для практической селекции.

Были поставлены следующие задачи:

1. Изучить сопряженность ДДС-оценок с основными признаками качества зерна.

2. Выявить информативность, фенотипическую изменчивость и наследуемость показателей седиментации.

3. Изучить характер действия генов, обусловливающих количественные различия по величине седиментации.

4. Оценить эффективность отбора высококачественных генотипов яровой мягкой пшеницы по селекционным индексам, построенным на основе седиментационной и миксографической оценок.

Научная новизна. Впервые в условиях Поволжья изучены информативность, генотипическая обусловленность и селекционная значимость показателя додецилсульфатной седиментации в сравнении с другими, широко используемыми в стране седиментационными оценками. Разработана минимальная система показателей, позволяющая при наименьших трудозатратах оценить качество зерна на самых ранних этапах создания сорта. Показана эффективность отборов ценных по качеству зерна генотипов в селекционных питомниках по селекционному дифференциалу и селекционным индексам, включающим нетрадиционные характеристики качества зерна и муки. Выявлены индексы, обеспечивающие более надежную в сравнении с прямым отбором на селекционный признак идентификацию высококачественных генотипов.

Практическая ценность работы. Доказана эффективность использования додецосулъфатной седиментации в селекции на высокое качество зерна яровой мягкой пшеницы в Поволжье. Определено его место среди других методов. Показана целесообразность использования селекционных индексов.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на научно-практической конференции молодых ученых "Повышение эффективности агропромышленного производства" ( Саратов, 1989 г.), научной конференции профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов Саратовской государственной сельскохозяйственной академии им. Н.И. Вавилова ( Саратов, 1995 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано семь работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, приложений. Текст изложен на 151 машинописных страницах и иллюстрирован 29 таблицами. Список использованной литературы содержит 121 источник, в том числе 38 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал, методика и условия проведения исследований

Для изучения сопряженности между результатами седиментацион-ной и хлебопекарной оценок привлекали 35 сортов и линий яровой мягкой пшеницы, различающихся по твердозерности и содержанию белка. Сорта и линии выращивали в селекционном севообороте НИИСХ Юго-Востока в 1988-1989 годах с рендомизированным размещением их в опытах при площади питания 100 см2 ( 20 х 5 ).

В опытах по изучению взаимосвязей между показателями седиментации и признаками качества зерна на фенотипическом и геноти-пическом уровнях использовали 25 разнокачественных сортов из разннх эколого-географических зон, которые выращивали в условиях Поволжья ( Саратов-1983, IP87-I988 года) и Казахстана ( Алма-Ата -1983 года). Повторность опытов трехкратная, площадь питания растений 150 см2. Для апробации седиментационных оценок на типичном для Саратовского селекцентра материале, анализу подвергли 30 сортов и линий из предварительного (1988 г.) и конкурсного (1989 г.) сортоиспытаний лаборатории селекции и семеноводства яровой мягкой пшеници НИИСХ Юго-Еостока.

Наследуемость показателя ДДС-седиментации оценивали в Pj -F3 ( 1987-1989 гг.), получвнкх от скрещивания сорта Новосибирская67 с сортами саратовской селекции! С2Э, 042, 052, 064, С55 ). Сорта и гибриды выращивали в бесповторных опытах, площадь питания растений- 100 см2. Вклад генотипа в определение ДДС-псказателл и генетический сдвиг (лй ) при отборах в Р3, Р4, Р5 оценивали в популяциях от скрещивания сорта Безостая! ( Б1 ) с сортами саратовской селекции ( С29, C4S, С54 ).

Для выявления величины селекционного дифференциала, обеспечивающей эффективный отбор высококачественных генотипов, сорт Са-ратовская46 высевали в течение двух лет ( 1ЭЙ8-1Э89 ) в 25 повторениях по типу селекционного питомника первого ( СП-1 ) и второго ( СП-2 ) года испытаний. На этом же участке по типу СП-2 размещали 53 семьи Р4 ( 1988 г.) и Fc ( 1989 г.), случайно отобранные из четырех гибридных популяций: Бердд Сидз Io02 х С52, С55 х 052, 052 х РюБ^АтласБб х С295), 055 х РГ0В4(Атлас66 х 0295). Опыты в СП-2 проводили при двух нормах высева: 192 и 384 зерновки на I м2, междурядье -15 см.

Для построения селекционных индексов и экспериментальной проверки их эффективности использовали 40 линий (1988 г.) и Р^ (1989 г.), полученных от скрещивания контрастных по качеству зерна сортов ( С52, С55). Делянки четырехрядковые, повторность трехкратная, площадь питания растений 100 см2.

Показатель додецилсульфатной седиментации оценивали по методике Бебякина В.М. и Бунтиной M.B.(I9SI) - ДДО-показатель.

Бездодецилсульфатную седиментацию проводили по модификациям метода Зелени (1947), разработанным в Bid? А.Я. Пумпянским -^Пу , в ШЖХ Юго-Востока Е.М. Бебякиным и Л.Я. Беспятовой — |/о, 15

и во Всесоюзном селекционно-генетическом институте- ^всГИ« Воздухопроницаемость (твердозерность) оценивали по микромодифн-кации, разработанной в HiW'JX Юго-Востока ( Бебякнн В.М., Писку-нова Г.В., Романова O.A., 1976). Содержание белка в зерне оценивали на анализаторе фирмы "-...«».miron " (CUÄ) в соответствии с прилагаемой инструкцией. Количество и качество клейковины, а также реологические свойства теста определяли по методикам, изложенным в Методических рекомендациях по оценке качества зерна. Физические свойства теста оценивали на гаринографе и миксографе.

Анализ хлебопекарню: свойств проведен сотрудниками лаборатории технологической оценки зерна Н/ГЛСХ Юго-Воотока.

Фенотипическу» изменчивость показателей седиментации и эффективность отбора по ним в условиях селекционных питомников оценивали по методике Всесоюзного селекционно-генетического института ( Созинов A.A., Парфэктьев М.Г., Хейфец A.M., 1973).

Информативность седиментацпонных оценок определяли методом главных компонент с последуй:;!::« вращением системы полученных факторов методом варимакс ( Харман Г., 1972). Наследуемость в широком смысле (Н^) определяли по формуле Махмуда и Крамера, Вклад генотипа в определение ДДС-значений определяли по реализованной наследуемости признака (K2D) и По коэффициентам корреляции ( г ) и регрессии ( ь ) между оценками различных поколений. Генетический анализ проводили по двутестерному методу Керск-Перккнса- Джинкса ( Драгавцев В.А., 1977, Калашник К.А., 1977). Ганотшшческис коэффициенты корреляции С г ) оценивали в факторном эксперименте, а генетические ( г..) -с помощью феноменологического коэффициента кросс-корреляции.

Построение селекционных индексов я экспериментальную проверку их эффективности проводили по схеме и методике, разработанным С.П. Мартыновым и З.М. Бебякшшм ( 1984, 1989 гг.) Экспериментальные данные обработаны на ЗКЛ "0-1630"(Германия).

Погодные условия в годы проведения исследований были контрастными по температурному режиму и количеству осадков. В период вегетации растений количество выпавших осадков было выше нормы в 1985-1987 гг., ниже - 19S8-J.S89 гг. Особенно засушливыми оказались 1995 и 1996 годы.

Результаты исследований и их обсуждение Информативность, фенотппнческая изменчивость и генотышческая обусловленность показателя ДДС-сед;:мен?аш:и

Установлена достаточно высокая точность ДДС-анализа, о чем свидетельствует коэффициент корреляции ( 0,й4:сх) между 25 независимыми определениями одного :: того не материала. Тесная сопряженность наблюдалась и меллу даншт однократной и двукратной оценок (г=0,97ххх1, что позволяет использовать метод при анализе селекционного материала в одноразов::.! исполнен:!::. Значения ДЦС-седиментации коррелируют и с показателями обычной ссдлиента-ции ( гп =0,ССХХ -0,ВЗхх).

Данные ДДС-акалкза на геноткпичсскии уровне обратно связаны с содерханн-зм белка в зерне (г,., =-0,Т5хх,..~0,55хх). ДДС-пока-затель значило коррелирует с результатам:: фар:шограф::чеексй и миксографической оценок (гп -0,о7хх...-0,у1хх, г. =-0,77хх ... -О,92хх), что позволяет рекомендовать его прежде всего для характеристики физических свойств тзота. Значимая связь прослеживается и с качеством клейковины ( г. =-0,66хх...-0,87хх), однако в отдельные годи ( 1962) она недостаточно вкра-хенаСг . —0,32хх) Сопряженность показатели! ДдС~зедпмента:;.:н с результатами оценок консистенции эндосперма в большинстве случаев также достоверна ( г^ =-0,23хх ...-0,54хх). Следовательно, тестирование качества зерна яровой мягкой пшеницы в процессе селекции но будет противоречить отбору твердозернкх генотипов, характеризующихся высоким качеством теста и клейковины. Что же касается содержания белка в зерне, то оно должно контролироваться независимо от ДДС-анализа, так как в отдельные годы по ДДС-седимента-ционной оценке могут быть выбракованы высокобелковые генотипы.

Сопоставление данных обычно:': седиментации с признаками качества зерна показало хорошую согласованность ^ Д5 и КбСГЛ с характеристиками фарпнограюк и оксограшя ( г,- =0,30ХХ-С,90ХХ г„ =0,71х.,.0,95хх). Сопряженность с тзердозерностью и показателем КДК-1 выражена менее четко ( :•.. =-0,24хх.. .-0,74хх). Показатели бездодедалсульфатнок седиментации отрицательно коррелируют с содержание?:, клейковины е мухе ( гг, =-С ,17хх.. .-0,4охх).

При оценках зерна, сформированного неконтрастными по качеству урожая сортами, выраженными в условиях острозасуллишх лет ( 1988-1989), эффективность седиментациокных сценок всех без исключения снижается. Наиболее приеияедами оказались: ДДС-анализ

и оценка показателя V) д5 .Б первом случае объективно могут быть протестированы твердозерность и качество клейковины, во-втором - физические свойства теста по его разжижению.

Е итоге можно констатировать, что для тестирования качества зерна яровой мягкой ппенщщ в Поволжье, ДЦС-показатель в модификации Е.т. Вебякина и JJ.E. Бунткной гложет быть использован.

Компонентный анализ признаков' качества зерна, измеренных в разные годы показал следующее. При оценке разнокачественных сортов ( 1983, 1987 гг.) наибольший вклад в суммарную дисперсию внес первый фактор, связанный с показателями седиментации и характеристиками реологических свойств тсота ( табл.1).

Ео втором по значимости факторе нагрузки показателей седиментации оказались низкими. Этот фактор определяли, главным образом, содержание белка и клейковины, а также некоторые параметры мик-сограммы ( высота миксограммы, площадь миксограммы после 7 юш замеса теста).

В условиях 1988 года факторная структура несколько изменилась. Максимальные нагрузки в первом факторе имели ДДС-показатель, показатель ИДК-I и характеристики фаринограммы и миксограммы. Второй же фактор обусловливали, в основном, содержание белка в зерне, водопоглотительная способность, высота миксограммы, площадь миксограммы после 7 мин замеса теста, то есть те признаки, которые прямо или косвенно оценивают питательную ценность зерна.

Итак, по данным факторного анализа ( табл.1) в основу минимальной системы признаков, определяющих качество зерна в связи с селекцией, могут быть положены показатель ДДС-седкментацик и содержание белка в зерне. Компонентный анализ показателей качества, измеренных при оценках сортов саратовской селекции ( 1988-1989 гг.) показал, что для получения необходимой селекционеру информации, достаточно определить ДДС-показатель к сопротивляемость теста по фаринографу. При широком вовлечении в гибридизацию инорайонного материала необходим анализ и белковости зерна.

Таблица I

Факторные нагрузки седиментационных и других технологических оценок зерна яровой мягкой пшенивд

Приз- \ 1983 г. : 1987 г. 1 1988 г.

нак 1 Главные факторы ( компоненты )

! I ! 2 ! 3 ! I ! 2 ! 3 ! I ! 2 ! 3

ТВ -0,60 0,?9 0,04 0,33 0,51 -0,49 - - -

СБ 0,05 0,73 -0,03 0,10 0,82 -0,22 -0,32 0,71 -0,04

ДЦС-пока-

затель 0,68 -0,25 0,44 -0,84 -0,15 0,15 0,93 0,25 0,01

^БСГИ 0,87 -0,62 -0,26 -0,83 0,28 -0,18 0,74 0,22 0,50

Уду 0,83 -0,35 0,36 -0,84 0,33 -0,10 0,47 0,31 0,74

*0Д5 0,87 -0,31 0,15 -0,79 0,34 -0,13 0,66 0,30 0,58

ск -0,18 0,74 0,53 .0,33 0,83 -0,07 -0,79 0,35 0,26

КК -0,49 0,64 0,25 0,88 0,39 0,11 -0,91 0,20 0,16

ВПС 0,68 -0,07 -0,45 -0,28 0,10 0,85 0,33 0,64 -0,63

ВОТ(ф) 0,80 0,44 0,07 -0,90 0,04 -0,15 0,94 -0,02 0,07

ст 0,79 0,44 -0,15 -0,91 0,04 -0,21 0,93 -0,02 0,11

РГ 0,73 0,23 -0,43 0,84 0,19 0,19 -0,82 -0,14 -0,05

ВЧ 0,91 0,35 0,06 -0,95 -0,03 -0,14 0,94 0,08 0,13

Б0Т(М) 0,79 -0,38 -0,23 -0,88 -0,40 -0,14 0,96 -0,23 -0,07

и 0,56 0,73 -0,23 -0,62 0,55 0,35 -0,19 0,94 -0,05

ь7 0,89 0,31 -0,13 -0,93 0,10 0,23 0,73 0,61 -0,19

5 0,88 -0,11 -0,29 -0,97 -0,11 -0,03 0,97 -0,06 0,02

37 0,53 0,76 -0,05 -0,56 0,58 0,36 -0,21 0,93 -0,05

Диспер-

сия, % 50,8 21,3 7,7 57,3 16,4 8,6 56,7 18,5 10,4

Примечание. ТВ-твердозерность, СБ-соцержание белка в зерне, СК-содвржаяиэ клейковины, КК-качество клейковины по ВДК-1, ЕПС-водопоглотительная способность, ВОТ^^-время образования теста по фарннографу, СТ-сопротивляемость теста, РГ-разжижение теста, БЧ-валориметрическое число, В0Т(м)-время образования теста по миксографу, ь -высота миксограммы, Ьг, -Еысота миксограммы после 7 мин замеса теста, о -площадь миксограммы, ¡Зг, -площадь миксограммы после 7 мин замеса теста.

Значения ДДС-седимектации в условиях селекционного питомника первого года ( СП-1 ) варьируют в широких пределах (табл.2).

Таблица 2

Изменчивость показателей седиментации е СП-1(Саратовская46), мл

! 1988 г. I 1989 г.

Признак ¡Пределы ва- ! ! 'Пределы ва-! ^ !

рьирования ! ! V ¡рьирования ! ! у

ДЦС-показатель 71-91 4,5 5,6 66-78 3,7 5,1

У О.М 51-69 4,7 7,9 63-84 6,5 9,0

УПу 46-56 2,9 5,7 60-76 4,2 6,2

V всгл 60-74 3,7 5,6 55-85 5,9 7,6

Наименьшая вариация ( V ) в пределах селекционного блока наблюдалась по ДЦС-величине, наибольшая - по Уф }г.

Изменчивость седиментационных оценок в посевах по типу СП-2 также весьма существенна, причем размах колебаний одноименных значении седиментации существенным образом не зависит от густоты стояния растений (табл.3).

Таблица 3

Изменчивость показателей седиментации в СП-2(Саратовская46), мл

Загущенный посев

Разреженный посев

Признак ¡Пределы ва- 1 ! ¡Пределы ва- : ч ! ! у

рьирования Т V рьирования

1988 г.

ДЦС-показатель 66-84 3,9 5,5 65-82 4,2 5,7

^0.15 36-52 4,4 9,9 42-63 5,0 9,8

36-55 4,9 12,0 42-52 1,9 3,8

*ВСГИ 38-48 2,5 5,7 39-55 3,2 6,7

1989 г.

ДЦС-показатель 73-88 3,8 4,8 64-78 3,9 5,4

V 0,15 66-90 7,3 9,2 48-75 5,6 8,6

Упу 36-69 7,4 13,0 40-56 3,9 7,8

Увсги 65-83 5,6 7,3 62-74 4,3 6,5

Условия года оказывают большее влияние на изменчивость седимен-танионных оценок при выращивании гомозиготного сорта в загущенном посеве. Показатель ДЦС-седиментации по сравнению с традиционными оценками в меньшей степени модифицируется и в СП-2.

Исследования показали, что отбор генотипов в СП-2, уклоняющихся от средней по стандарту шш от средней по опыту в направлении отбора (плюс-варианты) на величину б , как правило, не дает положительных результатов (табл. 4).

Таблица 4

Эффективность отбора по показателям седиментации в СП-2 при величине селекционного дифференциала равной <о , 2 С ( 3(5 и более, %

Признак 1 ? ХР4( Р5)

! СГ ! 26- ! ЗСГ • (5 ! 2(3 ! ЗС5

Загущенный посев

ДЦС-показатель 44,0 74,0 95,0 52,3 87,0 97,6

Ьль 38,0 60,6 68,9 48,1 87,5 100,0

% 28,0 36,6 57,6 55,1 94,2 100,0

^ВСГИ 20,6 50,0 70,7 38,1 70,3 88,6

Разреженный посев

ДЦС-показатель 22,2 56,2 92,1 39,2 85,1 94,1

^/о ,15 36,8 85,7 100,0 61,3 93,7 94,8

^Пу 5,0 26,3 85,7 20,0 44,0 80,5

Увсги 23,0 50,0 90,6 39,1 76,1 89,7

Примечание. Х^ц, Хр^ц рд) -среднее значение показателей седиментации в опыте соответственно у сорта Саратовская46 и семей

ЗЗД).

Отбор генотипов по показателям седиментации, за исключением Уд у» достаточно эффективен при сравнении со средней по опыту при селекционном дифференциале равном 2 С? .В практической же работе гибриды удобнее отбирать по отношению к средней стандартного сорта. Если исходить из этого, то эффективным при 2(о может быть отбор только по двум показателям: ДЦС-кригерий {загущенный посев) и -[§(разреженный). Для отбора высококачественных генотипов по ДДС-показателю на практике могут быть использованы селекционные дифференциалы, равные величине 2б (загущенный посев) и 3<э (разреженный).

При выборе критерия для тестирования качества зерна в процессе селекции необходимо руководствоваться не только его инфорлатив-ностью с точки зрения объективного отображения им качества зерна как талового, но и его селекционной значимостью.

Обработка данных седиментанионной оценки 14 гибридных популяций яровой мягкой пшеницы показала, что наследуемость ДДС-пока-зателя в ранних поколениях зависит от комбинации скрещи-

вания ( Н2=0,01-0,74, Н2р(г2-Рз) =0,01-0,38). Следовательно, при отборе генотипов в 3?2 рассчитывать на положительные результаты можно далеко не во всех популяциях. В более поздних поколениях вклад генотипа в определение ДЦС-значений более ощутим, что доказывается достоверностью коэффициентов корреляции ( г ) и регрессии ( ь ) между оценками семей £4 и Р5 (табл. 5).

Таблица 5

Наследуемость показателей седиментации в СП-2 в зависимости от площади питания растений и интенсивности отбора

' ! Н2П ~

ПРизнак ! г ! Ь ! Цо ! Ц5

Загущенный посев

ДЦС-показатель 0,75^ 0,70х* 0,65 0,81

/о, 15 0,66хх 0,41»!: 0>78 0г80

/Пу О.Ы™ 0,4ЭХХ 0,60 0,75

УВСГИ 0,71х1 0,42хх 0,76 0,97

Разреженный посев

ДЦС-показатель О.бО3« О.бО^ 0,56 0,85

1/0,15 О.б!*2 0,53х* 0,47 0,59

УПу 0,52х* 0,51х* 0,55 0,50

УВСГИ 0,51х* 0,39^ 0,26 0,42

хх- Значимо на 1%-ном уровне.

Реализованная в условиях СП-2 наследуемость (Н2р) показателя ДЦС-седиментации подтверждает его генотипическую обусловленность. С точки зрения селекционной значимости ДДС-показатель предпочтительнее традиционных характеристик (Уо.Тб.^Пу . &СГИ )• Неадекватность генетических параметров по ДДС-показателю в зависимости от поколения очень четко просматривается и в популяциях, полученных от скрещивания яровой пшеницы с озимой ( табл. 6). Из приведенных данных видно, что реализованная наследуемостьШ^р) ДДС-значений в системе ?з-?4 и Р3- Р5 существенно варьирует в зависимости от комбинации скрещивания и интенсивности отбора. Вклад генотипа в определение ДЦС-величин в более поздних (сопредельных) поколениях (Р4 -Щ) оказался больший.

Таблица 6

Генотипическая обусловленность ДЦС-показателя у гибридов от скрещивания озимой пшеницы Безостая! с саратовскими сортами

Гибрвд

яК

мо

20

БХ X С46 0,50 0,38 0,37х 0,44х

Е1 X С29 0,10 0,01 -0,12 -0,16х

Б1 X С54 0,51 0,76 0,26 0,27

Рз

Б1 X С46 0,35 0,27 0,26 0,36

Б1 X С29 0,23 0,11 -0,05 -0,06

Б1 X С54 0,77 0,87 0,55** О.бб^

Б1 X С46 0,60 0,43 О.б?^ О.бб^

Б1 X С29 0,85 0,99 0,40х 0,32х

Б1 X С54 0,85 0,50 О.бб3« 0,53^

ь

г

Примечание. х,хх-Значимо на 5 и 1%-яом уровнях, соответственно.

^-интенсивность отбора {%), Н2р-реализованная наследуемость, г ,ъ -коэффициенты корреляции и регрессии между ДЦС-оценками разных поколений.

Величина коэффициентов корреляции ( г ) и регрессии ( ь ) между ДДС-оценками, характеризующих уровень аддитивной генетической изменчивости признака в популяции, изменялась примерно в той же последовательности, что и Н2р.

Таким образом, ДЦС-показатель генетически детерминированный признак, однако, рассчитывать на положительные результаты можно лишь при отборе генотипов не ранее чем в Отбор же в более ранних поколениях не во всех популяциях может дать ожидаемый эффект, в системе тспкроссных скрещиваний установлено, что ДЦС-показатель контролируется в основном аддитивно-эпистатической системой генов. Проявление доминантных эффектов генов отмечено лишь в отдельных случаях.

Селекционные индексы и эффективность индексного отбора на хлебопекарные качества

Селекционные индексы могут быть использованы для повышения эффективности отбора по одному признаку за счет информации о других ( Гинвбург Э.Х., Никоро З.С., 1982).

Установлено, что разные знаки генетического(г„) и генотипи-ческого ( Гр.) коэффициентов корреляции могут привести к отрицательному эффекту в селекции. Ковариационный анализ показал, что данные ДДС-седиментации генотипически тесно сопряжены с характеристиками реологических свойств теста (г/Ю.бб^-О.ЭЭ^) и хлебопекарных качеств 1Г =0,68хх-0,81хх). Показатели Уду»^0,15 Л'БСГИ коррелируют с указании.« признаками в меньшей степени (г =0,II-0,97**, г =0,24хх-0,74хх). Значения г^ между данными седимента-циошшх оценок и Р5 варьировали от 6,47хх (,15 ) до О.бг301-( ДЦС-показатель). При отборах на объемный выход хлеба и его пористость по результатам седиментационного анализа максимальный эффект селекции может быть получен по ЛДС-показателю(г„ гО.ог^-О.бб3^). Прямой отбор по селекционному признаку! объемный вкход хлеба) мало эффективен ( табл. 7).

Генетический сдвиг ( л 0 ) за одно поколение и эффективность отбора (Еф) на объемный еыход хлеба (ОВХ) по признакам-компонентам селекционных индексов Показатель-компонент индексов •' л G , он? ! Еф к л Q по ОВХ, %

Таблица 7

Объемный выход хлеба ДЦС-показатель .

' ^ ' ^_Lili

25,0 22,1

45,6х 34,1х b2,6 54,4

39,6х 29,2х 5ь,6 32,3

11,6 16,8 -53,5 -23,9

39,6х ¿6,5 58,6 20,0

44,3х 32,3х 77,4 46,3

6,9 3,0 -72,4 -86,4

37,6х Л2,8Х 50,6 48,6 44,3х 39,ОХ 77,4 76,6

-3,7 28,3 ,6

-9,0 -114,8 -140,8 o0,Ix lo,4 36,3 31,9х 26,6 44,5

Примечание, х.-Значимо на урсгае. i -интенсивность отбора.

В то же время отбор генотипов по ДДС-показателю приводит к достоверному сдвигу селекционного признака в следующем поколении. Селекционный эффект при этом достаточно ощутим. Статистически доказанный сдвиг по селекционному признаку выявлен и при отборе по V[]у| а также по целому ряду других показателей, используемых для построения селекционных индексов (табл.7). Отбор в Е4 по 15 ь , г,7 не эффективен.

Экспериментальной проверке подвергли 96 селекционных индексов, сгруппировав их в блоки. Эффективность некоторых из них показана в табл. 8. Из приведенных в табл. 8 данных видно, что отбор семей по индексной оценке обеспечивает в потомстве достоверный сдвиг по объемному выходу хлеба, чего нельзя сказать в отношении прямого отбора по селекционному признаку( табл.7). Эффективность отбора при 15^-ной интенсивности по второму и двенадцатому индексам, включенным в ДЦС-блок, значительно выше таковой по ДЦС-показателю, как основному их компоненту. То же самое можно сказать и в отношения других индексов в /цу , 1*0,15 и &СГИ -блоках. Особенно резко возрастает эффективность отбора по индексам в сравнении с отбором по показателю 1{) 15 . Эффективность отбора по индексам, структуру которых определяли характеристики миксограм-мы, оказалась значительно ниже эффективности косвенного отбора на селекционный признак по величине з (табл. 7-8). Доказательством эффективности индексной оценки является и достоверность различий ( с1 ) по селекционному признаку в Рд между плюс- и минус отборами по индексам в Р4, а также высокая значимость коэффициента генотипической корреляции ( ) между индексной оценкой £4 и хлебопекарной ( ОВХ ) Р5 (табл.8).

Для селекционных целей можно рекомендовать двухкомпонентный индекс, включающий ДДС-показатель и площадь миксограммы ( я ). Оценку селекционного материала по данному индексу южно проводить на любом этапе работы при наличии на анализ 25 г зерна и более.

Отбор по ДДС-показателю при 20 и 40%-ной интенсивности эффективнее прямого отбора по пористости хлеба( ПХ ). Отбор же по другим седиментационным оценкам менее эффективен. Что же касается показателей миксограммы, то отбор по большинству из них результативнее отбора по селекционному признаку. Отбор генотипов по индексам, вклвчашцим ДДС-показатель, как правило, эффективнее прямого отбора на пористость хлеба.

Таблица 8

Эффективность отбора генотипов яровой мягкой пшеницы на объемный выход хлеба ( ОВХ ) по селекционным индексам

Номер ! индек- ! Селекционный индекс ¡Генетический ¡сдвиг (Д ¿), см ! Эффективность,! , ,, \ % ! í¿ ( auó)

са ! ! !ожидае-!факти-!мый ¡ческий ! ! ¿15 !ожвдае-!факти- ! ! 'мая ¡ческая ! Р/ ! Рс ! ! !15 ! ! h

12

дДС-блок

1,29хДДС + 4,80х^ 49,1 53,6х 5,6

' 1,55хЛДС - 5,77хУТ 53,3 32,3х 14,5

1,02хДДС -4,91x^7+3,58x5-5,02хУТ 5-3,8 37,7х 22,2

Уцу -блок

-0,51хУПу + 2,16хЭТ 53,9 31,4х 15,9

-0,25хУду +4,61x1 -5,25хУТ 54,9 38,9х 18,1

Уо 15 "блок

1,57х/0 15 +7,07x71 50,8 32,7х 9,4

1,1Эх^0'15-98,09x11+6,69x5+6,77х^7 57,5 41,3х 23,7

Увспгблок

0,45хУвТИ ,62хЭТ 53,9 31,4х 15,8

0,42х\?всГИ +4,16x5 -5,31хУТ 55,0 38,9х 18,3

Миксограмма- блок

4.51x1 -5,25хУТ 54,9 38,9х 18,0

-86,26х/1+33,42х(17+5,59x5+4,40х?7 57,7 32,7х 24,1

143,6 46,2 70,8

52,1х 49,3х 0,64** 37,0х 54,8х 0,64хх 53,7х 57,4х 0,70х*

42.1 56,3х 55,5х 0,62^ 76,4 37,5х 43,4х 0,66х*

48.2 15,3 32,2х 0,45хх 86,9 68,7х 43,0х 0,63"

42.1 56,3х 55,5х О.бг3® 76,4 43,3х 49,1х 0,67х*

76,4 31,1х 53,3х О.об^

48.2 62,6х 48,4Х 0,67^

Примечание. х.хх-Значвмо соответственно на 5 и 1^-ном уровнях, ¿-различия между плюс- и минус вариантами до ОВХ при отборе линий по селекционным индексам^ -коэффициент генотипической корреляции между индексной оценкой Г4и ОВХ в Рз.

-интенсивность отбора, %,

Однако отклик на индексную селекцию по отношению к эффекту при отборе по одному признаку в большинстве случаев менее ощутим. Так в ДЦС-блоке, отклик на отбор был выше такового при отборе на эластичность теста только по одному индексу. Селекционный эффект при отборах по индексам, включающим Кду , по отношению к сдвигу по пористости хлеба достигал 121$. Причем наибольший сдвиг получен при оценке по индексу, компонентом которого кроме Кду , являются площадь млксограммы, эластичность и устойчивость теста. Отборы по индексам, включающим 16,15, в сравнении с отбором на пористость хлеба также более эффективны. Однако, в большинстве случаев они не имеют преимуществ перед отбором по одному признаку. Из этого блока можно рекомендовать индекс, включающий 16,15 » ь > э7 и эластичность теста. В УвсГИ -блоке индексы оказались неэффективными при 15^-ной интенсивности отбора. Во всех же других вариантах отбора индексная оценка оказалась результативной.

Таким образом, использование селекционных индексов, построенных на основе седиментационной и миксографической оценок, повышает надежность идентификации высококачественных генотипов.

В последнее время все шире используют чужеродные гена для придания новым сортам устойчивости к болезням, в частности от пырея удлиненного( Ьг19), тритикум дурум ( Ьг13, Ьггз) ( табл. 9).

Таблица 9

Признаки качества зерна сортов и почти изогенных линий яровой мягкой пшеница ___

Сорт,! Ген !ДЦС-покаеа- ! Клейковина ! Показатель ¡Объем хлеба, линия! ы ! тель. ми !в муке, % \ ИДК-1_! см3_

С29 - 65 се 84ЬГ 43 39 аЬ 77 79Ьс 865 703 Ьс

С55 - 66 се 84 ь 42 42 ае 60 69 а 805 785 йе

С58 62 Ъс1 84 Ь 43 41 ас! 74 79 Ьс 800 720 Ьс

Л400У 23 67 г 90 еГ 48 44 Ьс 57 80 Ьс 805 795 е

Л400В - 65 се 77 ъ 48 44 с!е 81 85 с 805 750 ей

Л359У 19 61 Ьс 90 с^ 47 43 Ьс 77 82 Ьс 800 743 с<1

Л359В - 68 еГ 81 ъс '46 41 а<1 74 81 Ьс 765 710 Ьс

Л894 13 - 79 ь - 40 а<1 - 78 Ьс - 608 а

Л874 - - 81 ье - ' 39 а - . 80 с - 688 ь

Л503 19 61 Ъс 80 Ьс 50 44 ВО 91 825 855

Л505 19 72 о 91 Г 40 35 60 69 890 820

Примечание. Одинаковой латинской буквой обозначены незначимо "различающиеся сорта и линии по критерию множественных сравнений

Дункана.

Как видно из табл. 9, наблюдались значимые различия по ДДС-показателю у линии Л400У( несущей доминантный локус гена Lr23 от твердой пшеницы) и JI400B ( не имеющей данного локуса), а также у сортов JI5Û3 и JI505, имеющих пырейный локус ( Lri9 ), и Л359У и Л359В, различающиеся только по локусу ы'19 •

Таким образом, и при интрогрессии в генофон мягкой пшеницы от других видов, показатель ДДС-седиментации заслуживает использования. К такому же выводу пришли и зарубежные ученые( Castae;na,i995).

ВЫВОДЫ

1. Показатель виз-седиментации значимо коррелирует на геноти-пическом уровне с характеристиками физических свойств теста и клейковины. Сопряженность же его с содержанием белка в зерне, твердозерностью и объемным выходом хлеба менее выражена.

2. В основе минимальной системы признаков, оценивающих качество зерна яровой мягкой пшеницы в процессе селекции, лежат пока- -затель sns -седиментации, содержание белка в зерне и сопротивляемость теста,

3. Наследуемость показателя sds -седиментации в ?2 и ^3 невы~ сокая и зависит от комбинации скрещивания. В Р^ и более поздних поколениях вклад генотипа в определение величин додецилсульфат-ной седиментации резко возрастает, sus -показатель контролируется, в основном, генами с аддитивными и зпистатическими эффектами.

4. Обоснована величина селекционного дифференциала, позволяющая отбирать высококачественные генотипы в селекционных питомниках при разреженном и загущенном посевах как по sus -показателю, так и по другим седиментационным оценкам.

5. Использование селекционных индексов, построенных на основе седиментапионной и миксографической оценок, повышает надежность выявления перспективных по хлебопекарным качествам зерна генотипов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИЯ

1. Использовать -анализ в прописи В.Ы. Бебякина и М.В. Бунтиной (1991) в одноразовом исполнении при тестировании качества зерна яровой мягкой пшеницы в процессе селекции начиная с'Е^.

2. Отбор ценных по качеству зерна генотипов и линий в селекционных питомниках первого и второго года испытаний вести на основе

селекционного дифференциала, величина которого по sds -показателю в условиях разреженного посева равна 36 (12,6 мл) или 3v (17,1$), а загущенного 2<о (соответственно 7,8 мл, 11,0$).

3. Для отбора на хлебопекарные качества целесообразно использовать и селекционные индексы. Наиболее эффективен индекс, основу которого составляет показатель hds -седиментации и площадь миксограммы( s ).

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Крупнова О.В. Селекционная ценность седиментационных характеристик качества зерна яровой мягкой пшеницы.//Современные проблемы генетики и селекции сельскохозяйственных растений: Тез. докл. Всес. науч. конф. молод, уч. 0десса:ВСГИ,-1991.-С.25-26.

2. Крупнова О.В., Бебякин В.М. Изменчивость и наследуемость показателя ДДС-седиментации у гибридов мягкой пшеницы.//Селекция и семеноводство.-I99I.-JÎ6.-С.4-6,

3. Бебякин В.М., Крупнова О.В. Генотипическая обусловленность sds -показателя у яровой мягкой пшеницы.//Цитология и генетика.-1990. -Т. 24. -М. -С. 61-65.

4. Бебякин В.М., Крупнова О.В. Селекционная оценка показателя ДДС-седиментации.//Доклады ВАСШ'г1.-1991.-Ш.-С.17-21.

5. Бебякин В.М., Крупнова О.В. Эффективность индексного отбора на хлебопекарные качества пшеницы на основе седиментационных и миксографических оценок.//Генетика.-1992.-Т.28. — J46.— С. 91-102.

6. Бебякин В.М., Крупнова О.В. К индексной оценке хлебопекарных свойств яровой мягкой пшеницы в связи с селекцией.//Биологические науки. 1992.-Ш.-С.59-66.

7. Бебякин В.М., Крупнова О.В. Оценка качества зерна яровой мягкой пшеницы по показателям седиментации.//Сельскохозяйственн ная биология.-1994.-Jf6.-С.52-56.

СГПТ Ni 6 Зак Ml <■»,? Тир.