Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ОСОБЕННОСТИ АНАТОМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СТЕБЛЯ И КОЛОСОВОГО СТЕРЖНЯ СОРТОВ ТРИТИКАЛЕ В СВЯЗИ С ПРОДУКТИВНОСТЬЮ КОЛОСА И УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ПОЛЕГАНИЮ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ОСОБЕННОСТИ АНАТОМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СТЕБЛЯ И КОЛОСОВОГО СТЕРЖНЯ СОРТОВ ТРИТИКАЛЕ В СВЯЗИ С ПРОДУКТИВНОСТЬЮ КОЛОСА И УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ПОЛЕГАНИЮ"

На правах рукописи

КОМАРОВА ЕКАТЕРИНА АЛЕКСЕЕВНА

ОСОБЕННОСТИ АНАТОМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ СТЕБЛЯ И КОЛОСОВОГО СТЕРЖНЯ СОРТОВ ТРИТИКАЛЕ В СВЯЗИ С ПРОДУКТИВНОСТЬЮ КОЛОСА И УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ПОЛЕГАНИЮ

Специальность 06.01.05 — Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

„ (ус '

Москва 2007 * О

Работа выполнена на кафедре сетекции и семеноводства полевых кутьтур Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К А Тимирязева

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор В.В. Пыльнев

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАСХН АЛ1. Медведев, РАСХН

кандидат сельскохозяйственных наук А.В Сергеев, НИИСХ ЦРНЗ

Ведущая организация: Гтавный Ботанический Сад имени Н В Цицина Российской Академии Наук

Защита диссертации состоится « У»¿C&vitflJi 2007 г в часов на

заседании диссертационного совета J 220 043 10 при Российском государственном аграрном университете - МСХА имени К А Тимирязева ' 1 адресу 127550, г Москва, ут Тимирязевская, д 49, Ученый совет РГАУ-МСХл имени К А Тимирязева Факс (495)-976-0905

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библии i „им Н И Железнова РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева

Автореферат разослан «¿■L 2007 г

и размешен на сайте http '/www timacad ru

Ученый секретарь

диссертационного совета кандидат биологических наук

Г И Карлов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В селекционной работе наряду с применением классических методов оценок и способов отбора используются и дополнительные, одним из которых является анатомический метод, позволяющий более полно изучить и оценить селекционный материал. Изучению анатомической структуры растения тритикале до сих пор посвящено довольно мало исследований. Нами определялась возможность применения анатомического метода в селекции тритикале, так как эта культура нуждается в доработке по показателям продуктивности главного колоса и устойчивости к полеганию.

Цель н задачи. Цель исследований состояла в изучении характера взаимосвязи анатомического строения междоузлий стебля и колосового стержня с продуктивностью колоса и устойчивостью к полеганию для проведения отбора селекционного материала тритикале.

Исходя из этого были поставлены следующие задачи:

1. Провести сравнительное изучение анатомического строения междоузлий стебля, а также колосового стержня различных сортов тритикале.

2. Осуществить анализ продуктивности главного колоса тритикале.

3. Провести оценку устойчивости к полеганию и прочности стебля на излом.

4. Определить характер взаимосвязи анатомического строения междоузлий и колосового стержня с элементами продуктивности колоса..

5. Выявить критерии для оценки селекционного материала на повышенную продуктивность и устойчивость к полеганию на основе особенностей анатомического строения стебля и колосового стержня.

6. Разработать и применить метод определения объема выборки при проведении анализа параметров анатомического строения и элементов продуктивности главного колоса тритикале.

Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые проводится изучение анатомической структуры и характера взаимосвязи параметров анатомического строения междоузлий и колосового стержня с элементами продуктивности главного колоса тритикале для поиска новых методов оценок и способов отбора.

Апробация результатов работы. Основные материалы диссертации изложены на Международных конференциях молодых ученых и специалистов (РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2006, 2007 гг.), Международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со лня пожления

С.ИЖегалова (ВНИИССОК, 2006 г.),

технического творчества мотодежи (Москва, ВВЦ, 2007) Работа отмечена ¡0101 ой медалью ВВЦ

Публикации. По теме диссертации опубтакованы 4 печатные работы в т ч 1 - в журнале, рекомендованном ВАК

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на /¿^страницах машинописного текста, включает табчиц, рисунков и /ЦТ приложений Библиографический список включает т источников, в ч из них на иностранном языке

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

В эксперимент были включены 10 сортов гексаптоидной озимой тритикале, различающихся по продуктивности 1 АДМ 9, 2 Антей, 3 Виктор, 4 Воло ¡ей, 5 Гармония, 6 Кентавр. 7 Никлап, 8 Стрельна11,9 Талисман, 10 21406)96

Эксперимент проводим на по 1ях селекционной станции РГАУ-МСХА имени К А Тимирязева в 2005-2007 гг Посев осуществляли сеялкой СКС-6-10 плошадь делянки в 2004-2005 1г доставила 1м2, в 2005-2007 гт - 1.5 м-, повторвость опыта трехкратная, размещение систематическое

В фазу цветения на рядках каждой делянки, исключая крайние, были отмечены 10 морфологически сходных пар растений По одному из каждой пары растений срезали в эту фазу для фиксации котоса, подхотосового и второго нижнего междоузлий с целью проведения дальнейшего анатомического анализа Вторая половина отмеченных растений являлась контрольной, и в фазу полного созревания эги растения были использованы для определения урожайности и проведения анализа структуры урожая

Анатомический анализ проводили недующим образом На ручном микротоме опасной бритвой получали тонкие поперечные срезы из средних частей зафиксированных междоузлий и на участке колосового стержня между уступами 7 и 8 колосков (середина 8 членика) Окрашивание полученных срезов и изготовление временных препаратов проводились по Барыкиной и др (2004) С помощью окуляр-микрометра подсчитывли и измеряли число, радиальный и тангентальный диаметры проводящих пучков паренхимы (ППпар), проводящих пучков первичной коры (1111пк) и островков хлоренхимы (ОХ) ТОЛЩИНУ склеренхимного кольца, толщину стенки сотомины и диаметр медултярной такуны междоузлий (рис 1,2а) На препаратах срезов колосового стержня анализу подвергали чисто, радиальный и тангентальньш диаметры ГОТ, радиальный и тангентальный диаметры фюэмы, чиненные размеры срезов в радиальном и

тангентальном направлениях (рис. 26). Остальные анатомические показатели, использованные при обсуждении полученных результатов, являются расчетными.

Рисунок 1. Поперечные срезы середины подколосового и второго снизу междоузлий тритикале: а) толщина стенки соломины; б) диаметр медуллярной лакуны; в) диаметр соломины

Рисунок 2. Фрагменты поперечных срезов подколосового междоузлия и колосового стержня: а) кольцо склеренхимы; б) островок хлоренхимы; в) проводящий пучок первичной коры; г) проводящие пучки паренхимы

Прочность второго междоузлия на излом измеряли с помощью специально сконструированного прибора посредством измерения массы груза, при которой происходит излом отрезка данного междоузлия контрольного растения (Дждиед,

2006) При математической обработке данных использовали методы дисперсионного и корреляционного анализов (Доспехов 1985, Смиряев, Кильчевсхий, 2007)

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Элементы продуктивности i ланкою колоса изучаемых сортов тритикале

Анализ показал, что Никяап обладает максимальным чис юм колосков в колосе, хотя и отличается самым коротким, но очень плотным колосом Таклс высокое число колосков у Виктора и Антея

Цветки и плоды образуются не во всех сформировавшихся колосках, поэтому потенциальная продуктивность оказывается ниже реальной В итоге чиста развитых колосков составляет 86,4-93,9% о г общего чиста сформировавшихся коте ко в

У изучаемого набора сортов озерненность I колоска составила 1,8-2,0 ьгг Самым озерненным колосом характеризуются Виктор (52.3), Никлал (48 8) и Антей (47,0), существенно превысившие по данному показателю АДМ 9 (42,0), Кентавр (41,4) и 21406/96 (41,0)

Выяснилось, что высокая масса зерен а колосе тритикале в большей степени связана с числом зерен в колосе (г"0,72*), чем с их крупностью (г~0,37) По данному показателю лидирующими оказались Виктор (2,49 г) Гармония (2,35 г) Минимальной среди изучаемых сортов оказалась масса зерен в колосе 21406/96 (1,93 г)

2. Анализ анатомического строения подколосового и второго нижнего междоузлий в связи с продуктивностью колоса

По нашим данным, количество ППпар второго междоузлия тритикале находится в пределах от 28,8 у 21406/96 до 39,8 у Никлапа (табл 2) К подколосовому междоузлию значение данного показателя уменьшается в 1,70-2,10 раза и составляет от 15,2 у Водолея до 20 8 у Никлапа По средней пшшади ППпар разных междоузлий не значимо отличаются друг от друга Общая плошадь поперечного сечения проводящей системы паренхимы второго междоузлия вдвое превышает плошадь проводящей системы паренхимы верхнего междоузлия Наиболее развита проводящая система паренхимы междоузлий у Виктора, Никлапа, Гармонии и Стрслыга 11 У лтих сортов формируется также и наиболее

1. Структура продуктивности главного колоса тритикале (2005-2007 гг.)

Сортообразец* Общее число колосков в колосе, шт. Число развитых колосков, шт. Реализация потенциала продуктивности (по числу колосков в колосе), % Число зерен в колосе, шт. Масса зерен в колосе, г Озерненность одного колоска, шт. Масса 1000 зерен, г Длина главного колоса, см

1.АДМ9 26,8 23,3 86,9 42,0 2,14 1,8 51,4 9,8

2. Антей 28,3 25,5 90,2 47,0 2,02 1,8 42,7 8,9

3. Виктор 29,6 27,7 93,9 52,3 2,49 1,9 47,7 10,6

4. Водолей 25,2 22,3 88,8 43,8 2,22 2,0 50,5 9,8

5. Гармония 26,6 23,9 89,7 44,7 2,35 1,9 52,9 8,9

6. Кентавр 25,5 23,6 92,7 41,4 2,00 1,8 48,4 10,6

7. Никпап 32,3 28,8 88,5 48,8 2,24 1,7 45,8 8,8

8. Стрельца 11 26,3 24,3 92,2 46,3 2,18 1,9 47,3 10,5

9. Талисман 27,0 23,7 87,6 46,3 2,21 1,9 48,2 10,4

10.21406/96 24,-9 21,7 87,3. . , 41,0 1,93 1,9 47,1 10,2

НСР05 2,2 2,6 3,4 5,5 0,40 0,2 4,6 0,7

* - в табл. 2 и 5 номера сортообразцов соответствуют приведенным в табл. 1

2 Характеристика проводящей системы изучаемых междоузлий (2005-2006 гг )

ППпар ППпк

Сорто-ооразец ►.отечество суммарный диаметр мм оощая пчощадь мм2 количество суммарный диаметр мм оищая птошадь ммi

подкол псовое междоузлие

I 16 7 1,77 0 243 24 2 I 26 0 059

-> 186 1 88 0 235 199 1 07 0 047

| 3 20 0 0 309 23 7 1 23 0 055

4 152 1 78 0 23^ 20.7 1 18 0 060

5 142 2 04 0 288 24 6 1 22 0 058

6 162 1.77 0 247 20 8 1.15 0 059

п / 20 8 2 04 0 296 28 6 151 0 072

8 195 1 96 0 264 22 1 1 08 0 049

9 165 1.76 0 260 28 0 1 49 0 078

10 162 1 64 0 210 18 6 0 9> 0 044

НСРо< 2.1 0.22 0.023 3.1 0.20 0.015

второе междоузлие 1

1 29 7 3 77 0 511 174 1 20 0 053 1

2 32 0 4 00 0 <00 1X7 1 40 0 063

3 34 7 4 75 0 598 23 1 1 61 0 069

4 31 2 3 98 0 490 22 4 1 46 0 062

5 37 3 4 42 0 553 27 1 1 74 0 075

6 24 8 3 85 0 505 '78 1 27 0 0*57

7 39 8 4 85 0 598 22 1 1 0 068

8 33 2 н02 0 510 185 1 32 0 060

9 30 6 4 08 0 551 160 1 16 0 034

10 28 8 3 54 0 449 19 2 I 32 0 057

НСР05 2.9 0,39 0.069 3.0 0.17 0,008

продуктивный котос (габл 1)

Количество ППпк варьирует у различных сортов от 18 6 у 21406/96 до 28,6 у Никлапа в подколосовом междоузлии и от 16,0 у Талисмана до 27,1 у 1 армонии во втором междоузлии Лидир>ют по общей тощади ППпк пожолосового междоузлия Виктор и Никлап, существенно превысившие лишь сортообразец 21406/96, имеющий минимальное значение данного показатетя Во втором междоузлии Гармония, Виктор и Никлап существенно превысили Стрельну 11,

Кентавр, 21406/96, Талисман и АДМ 9. Как ППпар, так и ППпк в подколосовом междоузлии более удлиненной формы, а во втором нижнем — более округлой.

Количество всех ГПТ представляет собой сумму числа ППпар и числа ППпк. Второе междоузлие, по сравнению с подколосовым, характеризуется более высокими числом всех 1111 (в 1,05-1,49 раза) и их общей площадью (в 1,79-1,99 раза).

Между параметрами анатомического строения, характеризующими проводящую систему междоузлий, к элементами продуктивности главного колоса были найдены коэффициенты корреляции, оказавшиеся во многих случаях значимо отличными от нуля (табл. 3).

3. Коэффициенты корреляции параметров анатомического строения проводящей системы подколосового (1) и второго (2) междоузлий и элементов продуктивности _главного колоса (2005-2006 гг.)_

Параметр анатомической структуры Междоузлие Элемент продуктивности главного колоса

общее число колосков в колосе число зерен в колосе масса зерен в колосе

Число ППпар 1 0,75* 0,79** -0,16

2 0,74* 0,67* 0,68*

Суммарный диаметр ППлар 1 0,59 0,79** 0,08

п 0,79** 0,81** 0,83**

Общая площадь ППлар 1 0,66* 0,77** 0.18

2 0,77** 0,80** 0,81**

Число ППпк 1 0,67* 0,57 0,61

2 0,18 0,26 0,62

Суммарный диаметр ППпк 1 0,64* 0,47 0,48

2 0,39 0,43 0,64*

Общая площадь ППпк 1 0,40 0,25 0.30

2 0,42 0,50 0,68*

Число всех ПП 1 0,82** ' 0,76* 0,75*

2 0,50 0,51 0,74*

Суммарный диаметр всех ПП 1 0,77** 0,80** 0,84**

2 0,70* 0,74* 0,82**

Общая площадь всех ПП 1 • 0,67* 0,72* 0,83**

2 0,76** 0,80** 0,83**

Среди параметров проводящей системы междоузлий, тесно связанных с

элементами продуктивности главного копоса, были выделены наиболее интегральные (результирующие) Для этого были вычислены коэффициенты корреляции между самими параметрами анатомического строения проводящей системы каждого междоузлия В подколосовом междоузлии чисто всех проводящих пучков, их суммарный диаметр и пчошадь тесно связаны со всеми представленными в табл 3 параметрами анатомического строения проводящей системы Во втором междоузлии к таким параметрам можно отнести число и суммарный диаметр проводящих пучков паренхимы и суммарный диаметр вссх проводящих пучков

Таким образом, при анализе проводящей системы в качестве критериев продуктивности можно испотьзовать три представленных выше параметра анатомической структуры каждого междоузлия Формы с высокими абсолютными значениями >тих параметров будут характеризоваться хорошим развитием проводящей системы в цепом

Ассимиляционная паренхима первичной коры (хторенхима) на поперечном срезе стебля имеет вид парных островков (рис 2а) Наибо /ее крупные островки хлоренхимы находятся в подколосовом междоузлии (7азаревич 1999) В нашей работе именно это междоузлие использовалось для анализа числа и размеров ОЧ (табт 4)

4 Характеристика параметров ассимиляционной ткани (2005 2006 гг )

Сортообрачец Ко тичестно ОХ Средняя н тощадь ОХ чкм^ Общая п оша-ь ОХ мн'

АДМ9 40 8 7991 0 326

1 Антей 58 3 6781 0 260

Виктор 43 5 S062 034

Водолей 35 1 8473 0 298

Гармония 43 5 7М1 0 326

Кентавр 36 8 7621 0 281

Ник пап 48 5 6775 0 328

Стречьла 11 41 8 5926 0 248

Талисман 43 3 6818 0 296

21406/96 34 9 5493 0 192 |

НСР05 4.8 2950 0,093 |

По количеству ОХ некоторые сорта существенно отличаются друг от друга

Максимальным проявлением данного признака характеризуется Никлап. Следующую группу образуют сорта, не имеющие существенных разлитой между собой (Виктор, Гармония и Талисман) и достоверно превысившие Кентавр, Водолей и 21406/96. Средняя площадь островка хлоренхимы находится в пределах ошибки опыта. Лишь Водолей по данному показателю достоверно превышает 21406/96. В итоге Виктор характеризуется максимальной общей площадью островков хлоренхимы, а 21406/96 - минимальной.

Значимо отличные от нуля коэффициенты корреляции получены между числом островков хлоренхимы и общим числом колосков (г=0,82**), числом зерен (г=0,77**) и массой зерен в колосе (г=0,75*), а также между общей площадью островков хлоренхимы и массой зерен в колосе (г=0,68*).

На поперечном срезе междоузлий тритикале выделяется выполненная часть и медуллярная лакуна. На основе диаметра поперечного среза соломины и толщины его составных частей рассчитывались их площади (табл. 5). Периферическое кольцо склеренхимы у тритикале состоит из плотно сомкнутых толстостенных волокон с сильно одревесневшими стенками.

Толщина стенки соломины и площадь выполненной части соломины обоих междоузлий почти у всех изучаемых сортов находятся в-пределах ошибки опыта. , В подколосовом междоузлии наибольшим размером-- медуллярной лакуны отличаются АДМ 9, Талисман, Виктор и Никлап, а наименьшим - 21406/96. Во втором междоузлии по размерам медуллярной лакуны существенно превысили остальные сорта Никлап и Виктор; ниже всех оказались размеры данного показателя у 21406/96.

В подколосовом междоузлии по толщине и площади склеренхимного кольца лидируют Гармония и Виктор. Минимальными значениями данных показателей характеризуется 21406/96 и Стрельна 11. Во втором междоузлии толщина склеренхимного кольца оказалась ниже, чем в подколосовом, что, очевидно, обусловлено наличием в подколосовом междоузлии хорошо развитой ассимиляционной ткани, повышающей величину измеряемого показателя. Несмотря на это, площадь кольца склеренхимы у многих сортов оказалась выше во втором междоузлии, чем в подколосовом, что объясняется большим диаметром нижнего междоузлия, по сравнению с верхним. Максимальной площадью склеренхимного кольца второго междоузлия среди изучаемых сортов тритикале обладают Виктор, Никлап и Гармония, минимальной - 21406/96.

Тесная связь наблюдается между элементами продуктивности главного колоса (общим числом колосков, числом зерен и массой зерен в колосе) и

5 Характеристика поперечных срезов междоузлии (2005-2006 гг )

Сорто-гюразец ! Срез соломины і Стечка соломины Мед\пярная лакуна Кольцо склеренхимы

диаметр чч пюш аль мм2 гоицина, 1 мм .-пошаль диаметр мм I ппщазь, ' мм2 тотщина, мм тошадь мм1

подколосовое чезшоуз -1НЄ

1 2 75 5 93 0 434 1 3 15 1 88 ' 2 79 1 0 116 0 962

2 2 44 4 68 0 529 3 18 1 38 1 51 0 111 0815

3 2 87 6 47 0 602 1 4 29 1 67 2 18 0 121 I 048

1 2 60 5 18 0 542 1 Я 45 1 49 1 73 1 0 112 0 463

< 2 80 6 15 0 62* I 4 26 1 <5 1 88 0 146 1 137

6 2 52 4 97 0 <76 і 4 51 1 36 1 46 0 116 0 878

/ 2 6] <34 0518 3 40 1*7 1 94 0 117 0916 |

8 2 49 4 87 0 494 3.10 1 50 1 77 0 098 0 736 1

9 2 78 6 07 0 542 3 81 1 70 2 26 0 106 0 887 |

10 2 24 3 95 0 536 2 87 : 17 1 08 0 103 0 695 1

НСР05 0,32 иг 0.08 0.78 0.33 0,77 0.017 0,174

второе МежЛОУЗЛИе

1 3 89 11.90 0 747 7 38 2 40 4 52 0 073 0 88

2 3 93 12 10 0 781 2 '4 4 28 0 088 1 057

3 4 43 1*40 0 79^ 9 05 2 84 6 45 0 084 1 146

4 3 84 , 11 56 0 818 7 75 2 20 3 81 0 09 1 053

5 4 15 13 51 0 848 8 79 і 2 45 4 72 0 086 1 041

6 3 77 1! 17 0 850 7 80 і 2 07 4 47 0 074 0 857

7 4 20 і 13 82 0 6<6 7.29 і 2 88 6 53 0 088 | 1 132

8 3 81 1 11 41 0 692 6 78 1 2 43 4.63 0 084 ' 0 979

9 3 95 1 12 23 0 772 1 7 69 1 2 40 4 54 0 076 ( 0 924

10 3 42 1 8 67 0 744 6 03 1 84 2 64 0 069 . 0,702

НСР05 1 0,23 1 1,48 0,110 0.88 1 0.39 1,51 0,011 ; 0,112

диаметром медухіярной такуны, птощадью медул іярной чакуны, диаметром сочомины, площадью поперечного среза соломины, площадью кольца склеренхимы второго междоузлия (г*0 67* 0 87**), между массой зерен в ко юсе и шюшадыо выполненной части Соломины, диаметром сотомины и площадью поперечного среза сотомины (г=0,70* 0,72*) подколосового междоузлия Таким образом, данные параметры составных частей изучаемых междоутши также могут

с тужить критериями при проведении оценки се іекционного материала тритикале на продуктивность ко юса

Не обнаружено тесной связи между длиной главного колоса, озернеиностью одного ко тоска, массой 1000 зерен и описываемыми параметрами анатомического строения подколосового и второго междоузлий

2. Анатаз анатомического строения колосового стержня в связи с продуктивное! ью колоса

Проводящая система кокосового стержня представлена двумя тинами пучков довочьно крупными пучками кругового расположения и пучками значите 1ыю меньших размеров, находящихся бтиже к периферии боковых частей стержня Строение провоіящих пучков котосовою стержня сходно со строением ППпар стебая Помимо -шнейных размеров среза, чиста и размеров пучков интерес представляют и размеры входящей в их состав фчоэмы, являющейся павным пчаем для продуктов фотосинтеза (табл 6)

6 Характеристика параметров анатомического строения колосовою стержня

(2005-2006 гг)

1 Проводящие тгчки Флоэма Поперечный среч

і CopTcxjpaaeu і 1 ко "и- ЧЄСТБО cvMMap кыи диамер мм общая I! ощадь мм1 сучмар ный диаметр мм общая пющаль мм2 радналь ны1 размер мм і ганген | тальныи размер мм

\дмч і 18 1 1 80 0 164 0 94 | 0 029 0 7S 2 13

\нтей 1 175 I 60 0 143 0 84 0 024 0 75 2 0"*

Виктор | 18 0 1 70 0 1оЗ 0 8S 0 026 0 79 2 18

Во то іеи j 1^8 1Л? U 134 0 82 0 022 0 68 1 94

Гармония | 198 1 88 0 168 0 96 0 026 0 77 2 28

1 Кентавр | 14 6 1 41 0 127 0,74 0 024 071 2 08

Никлап 1 22 0 2 18 0 214 1.09 0 034 0 81 211

Сгрельпа 11 1 17 ■> і 73 0 156 0 81 0 023 0 68 2 00

Талисман ' 16 9 1 66 0 147 0 82 0 023 0 70 2 01

2140b чл j 140 1,2 0 134 0 68 0 023 0 67 1 43 1

HCPos 1 1,9 0.18 0.022 олз 0.004 0.07 0.11 1

Koppeтяшготгый анализ позволил установить, что основными критериями котосового стержня по которым можно судить о продуктивности главного котоса

тритикале, являются количество, суммарный диаметр и общая площадь проводящих пучков, линейные размеры среза (табл. 7).

7. Коэффициенты корреляции параметров анатомического строения колосового стержня и элементов продуктивности главного колоса (2005-2006 гг.)

Элемент продуктивности главного колоса Параметр анатомической структуры колосового стержня

проводящие пучки флоэма поперечный срез

количество суммарный диаметр, мм общая площадь, ммг суммарный диаметр, мм общая площадь, мм1 радиальный размер, мм тангентальний размер, мм

Общее число колосков в колосе 0,85** 0,86** 0,88** 0,77** 0,84** 0,84** 0,38

Число зерен в колосе 0,68* 0,69* 0,64* 0,51 0,47 0,69* 0,51

Масса зерен в колосе 0,62 0,70* 0,61 0,52 0,46 0,60 0,71**

8. Коэффициенты корреляции параметров гомологичных структур _колосового стержня и межоузлий_

Параметр проводящей системы подколосового второго

Количество всех ПП 0,89** 0,74*

Радиальный диаметр ППпар 0,21 -0,23

Тангентальный дааметр ППпар -0,01 0,13

Средняя площадь ППпар 0,70* 0,74*

Суммарный диаметр ПП 0,82** 0,76*

Общая площадь ПП 0,71* 0,75*

Считается, что корреляционная связь между анатомическими признаками разных метамеров тем сильнее, чем ближе расположены метамеры друг к другу, поэтому следует ожидать, что признаки подколосового междоузлия будут теснее связаны с анатомическими признаками колоса, чем признаки других междоузлий (Лазаревич, 1999). Для доказательства или опровержения этого высказывания мы

провели анализ связи анатомической структуры второго междоухлия с анатомическими признаками колоса (табл 8)

Оказалось, что параметры проводящей сисяечы подкодосового и второго междоузлий тритикале примерно в одинаковой мере связаны с параметрами гомологичных структур колосового стержня Это дополнительно свидетельствует о целостности анатомического строения в пределах всего растительного организма

3. Особенности морфолого-анатомического строения стебля тритикале в связи с устойчивостью к полеганию

В 2005 году из всех изучаемых нами сортов полегание наблюдалось только у Никлапа (2,0 бгъиа) В 2006 году помимо Никлапа (2,4 балла) полегающими также оказались Антей (3,4 балла) Виктор (4 2 балта) Водолей (4,4 балла) и Талисман (4,0 балла) В 2007 году полегания не наблюдалось (все сорта 5 баллов)

Наши данные подтвердили мнение ря*.а исслеюваи; 1ей о том, что высота растения и длина междоузлий не всегда сопряжены с устойчивостью к полеганию (табл 9)

9 Морфологические показате"и соломины тритикале (2005-2007 гт )

1 Длина Длина чеждоулий см Критическая масса излома |

Сортоооразец соломины, см второго гре-ье-о Второю ЧежДО\ }- 1Я кг (Л)0< 2006 'г 1 '

АДМ Ч 82 0 64 102 2.15 1

Антеи 94 6 67 11 7 2 05 1

Виктор 96 1 76 133 2 70

Водолей 97 6 64 11.3 2 88

Гармония 78,6 60 99 3 03

Кентавр 66 7 56 98 1 95 1

Никлап 1165 9 5 176 2 43 ,

Сгрельна 11 ¡05 8 7.3 154 3 03

Талисман 93 5 71 119 2.20

21406 96 88 4 69 123 2 27 1

НСР05 9.6 14 1Л 0.95 |

Так, устойчивый к полеганию сортообразец Стрельна 11 (5,0 бал гов во все годы исследовании) не является короткостебельным Неполегающие и полегающие в средней и слабой степени изучаемые сорта имеют примерно

одинаковую длину второго междоузлия. Исключение составляет неустойчивый к полеганию сортообразец Никлап, существенно превысивший остальные сорта по длине этого междоузлия. Самое длинное третье междоузлие также у Никяапа. Довольно высокая длина третьего междоузлия и у устойчивых к полеганию Стрельны 11 и 21406/96.

Среди исследуемых сортообразцов наибольшим сопротивлением второго междоузлия излому характеризуются Гармония и Стрельна 11, что, очевидно, обусловливает их высокую устойчивость к полегашпо.

В качестве дополнительного метода оценки устойчивости растения к полеганию может быть использован анализ анатомического строения второго междоузлия стебля, так как данное междоузлие в наибольшей мере страдает от изгибов и переломов. Из всех анатомических показателей проводящей системы, придающих прочность соломине, следует отметить высокое число ППпк (г=0,69*) и всех ПП (г=0,64*) (табл. 10).

10. Коэффициенты корреляции параметров проводящей системы, механической ткани и показателя прочности соломины тритикале в районе второго междоузлия

стебля (2005-2006 п\)

Параметр анатомического строения Критическая масса излома междоузлия, кг

Пучки паренхимы количество 0,50

суммарный диаметр 0,39

обшая площадь 0,22

Пучки первичной коры количество 0,69*

суммарный диаметр 0.60

общая площадь 0,60

Все проводящие пучки количество 0,64*

суммарный диаметр 0,48

общая площадь 0,29

Механическая ткань толщина склеренхимного кольца 0,56

площадь склеренхимного кольца 0,73*

площадь всей механической ткани 0,78**

Площадь склеренхимного кольца в значимо большей степени определяет прочность соломины (г=0,73*), нежели его толщина (1=0,56). Площадь всей механической ткани, включающая в себя площадь склеренхимного кольца и

площадь всей проводящей системы также тесно связана с критической массой излома второго междоузлия (г~0,78**)

4. Влияние объема выборки растений на точность сравнения генотипов в полевом опыте

Проведение анатомического анализа требует больших затрат труда и времени, поэтому приходится ограничивать чисто анализируемых растений каждого образца на делянке Совместно с А В Смиряевым и В В ГГыльневым разработан метод опредетения влияния объема выборки растений, измеряемых на делянке (в повторении), на размер доверительного интервала для парного сравнения генотипов, одновременно испытываемых в почевом опыте с повторениями Данный метод применен для построения графиков зависимости относительной точности опыта от объема выборки растений на делянке (рис 3) Нами были рассмотрены 12 параметров анатомического строения подко юсового междоузлия, являющихся первичными резутьтатами измерений Представленные пары графиков (I и II, III и IV) формируют верхние и нижние границы »начений степени изменения доверительного интервала при гом или ином объеме выборки растений В пределах границ I и II расположены графики каждого из 12 анатомических показателей при анализе о шолетних данных, а в пределах границ III и IV - графики тех же показате шй при анализе двухлетних данных как пример парного сравнения сре.шемноготетних данных За 1 на оси ординат принят доверительный интервал при выборке в 10 растении

Уменьшение объема выборки растений, по сравнению с 10, приветит к резкому увеличению степени изменения доверительного интервала, например при выборке в 5 растений доверитетьныи интервал для парного сравнения генотипов увеличивается в 1,2-1,3 раза ити на 20-30% при анализе однопетних данных и в 1,02 1,07 раза или на 2-7% при анализе двухлетних данных Увеличение же выборки растении от 10 до 20 приводит к небольшому снижению доверительного интервала - на 1-18%, особенно при анализе двухлетних данных, те относительная точность опыта при увеличении выборки растении возрастает незначительно

Объем выборки растений при анхзизе двухлетних данных в меньшей степени влияет на относительное изменение доверительного интервала, чем при анализе однолетних данных Это обуставлено тем, что основную часть дисперсии ошибки сравнения срсднемноготетних значений составляет дисперсия взаимодействия генотип-среда

о

1 5

10 15 20 25

Величина выборки растений

Рисунок 3. Влияние объема выборки растений в повторении при л=3 на степень изменения доверительного интервала при проведении анатомического анализа

ВЫВОДЫ

1. Выявлена тесная взаимосвязь между элементами продуктивности главного колоса (числом колосков, числом зерен и массой зерен в колосе) и некоторыми параметрами анатомического строения междоузлий и колосового стержня, которые могут быть использованы как критерии для оценки селекционного материала тритикале на продуктивность:

- интегральными (результирующими) параметрами проводящей системы в подколосовом междоузлии являются количество, суммарный диаметр и площадь всех проводящих пучков; во втором: количество и суммарные диаметры проводящих пучков паренхимы и всех проводящих пучков; в колосовом стержне:

количество, с>ммарный диаметр и площадь проводящих пучков,

параметры отдельных анатомических структур в подколосовом междоу гши размеры среза в целом, количество и общая площадь островков хлоренхимы, во втором междоузлии размеры среза в целом, медуллярной икуны и кольца склеренхимы, в колосовом стержне линейные размеры среза

2. Устойчивость к полеганию тесно связана с большим количеством проводящих пучков первичной коры удлиненной формы, высокими площадями кольца склеренхимы и всей механической ткани второго нижнего междоузлия

3. Изучаемые междоузлия тритикале имеют следующие количественные различия анатомических структур

- второе междоузлие превышает подколотовое по размерам медуллярной лакуны, стенки соломины,

- проводящая система более развита во втором междоузлии, нежели в подколосовом Как проводящие пучки паренхимы, так и проводящие пучки первичной коры в подколосовом междоузлии более удлиненной формы, чем во в юром,

- более толстое кольцо склеренхимы в подколосовом, а его площадь, $а исключением некоторых сортов, выше во втором междоузлии

4. В развитей гомологичных структур междоузлий обнаружены следующие закономерности

- размеры среза в целом, его выполненной части и медуллярной "ак\пы количество, средний тангентальный диаметр и площадь проводящих пучков паренхимы, площадь всех проводящих пучков находятся в тесной взаимосвязи

- число всех проводящих пучков колосового стержня, и\ суммарный диаметр и тощадь тесно связаны с аналогичными параметрами как подколосового, так и второго междоузлий

5. Разработан и применен биометрический метод оценки влияния размера выборки на относительную точность сравнения генотипов в потевом опыте, предназначенный аля анализа параметров анатомического строения и элементов продуктивности главного колоса растений В случае анализа однолетних данных сокращение числа растений менее 10 приводит к значительному увеличению доверительного интервала, а увеличение объема выборки - к незначительному его снижению В случае анализа данных за несколько лет изменение объема выборки в меньшей мере отражается на доверите чьном интервале

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Анатомический метод анализа использовать в качестве дополнительного для получения полной оценки исходного материала и в случае повреждения посевов.

2. Рекомендуется проводить отбор на повышенную продуктивность колоса форм с увеличенным, по сравнению с остальными сравниваемыми сортообразцами, количеством всех проводящих пучков в колосовом стержне или в подколосовом междоузлии, количеством проводящих пучков паренхимы — во втором междоузлии. При отборе форм с повышенной прочностью соломины предлагается оставлять растения с увеличенными плошадью склеренхимного кольца и количеством проводящих пучков первичной коры второго междоузлия.

3. Для проведения анатомического анализа предлагается использовать 10-20 растений с каждой делянки при получении однолетних данных и 5-10 растений при получения данных за несколько лет.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Е.А.Комарова, В.В.Пьшьнев, В.С.Рубец. Выявление связи элементов анатомического строения подколосового междоузлия и продуктивности колоса различных сортов тритикале // «Инновационные технологии в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур». Международная научно-практическая конференция, посвященная 125-летию со дня рождения С.И.Жегалова 7-9 августа 2006 года. Материалы конференции. Т.1. - ВНИИССОК, Москва, 2006.-С. 138-141.

2. Е.А.Комарова, В.ВЛыльнев, В.С.Рубец. Изучение анатомической структуры подколосового междоузлия с целью выявления ее связи с продуктивностью колоса различных сортов гексаплоидной озимой тритикале // Сборник статей Международной конференции молодых ученых и специалистов «Приоритетный национальный проект «Развитие АПК» - новые возможности для молодых ученых. - М., 2006. - С. 351-354.

3. Е.А.Комарова, В.В.Пыльнев, В.С.Рубец. Проводящая система подколосового междоузлия стебля тритикале // Сборник статей Международной научной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 120-летию академика Н.И.Вавилова. - М.: ФГОУ-ВПО РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, 2007. - С. 255-258.

4 Е А Комарова, Л В Смиряев, В В Пыльней Влияние объема выборки растений на точность сравнения i енотипов в полевом опыте // Известия ТСХА, 2007 - Вып 2-С 73-78

Отпечатано с готового оригинал-макета

Объем 1,25 печ. л._Зак. 721._Тираж 100 экз.

Центр оперативной полиграфии ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

у », // —■

Cïf.^T-?- J^'f-y'-- dlF.C.Á.;.

У — >*<■

JA' • . /3? - j-J; res ъ y r ' ~

y л^гг

^ / o ¿ 7. ^ ' - - ^ ° '

/?<г ----J-1 ' ' -c S' - t

' ' '/• V * r-K-' '.'y r/f - S? 'Л"«УЇ*

IK . - -J / 1 ' l-

О у

J I ' •