Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ В РАННИХ ИНБРЕДНЫХ ПОКОЛЕНИЯХ ПОДСОЛНЕЧНИКА

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ В РАННИХ ИНБРЕДНЫХ ПОКОЛЕНИЯХ ПОДСОЛНЕЧНИКА"

Л- 3306Г

На правах рукописи

БЯТЕЦ МАКСИМ ВИКТОРОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ В РАННИХ ИНБРЕДНЫХ ПОКОЛЕНИЯХ ПОДСОЛНЕЧНИКА

^легальность 06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание у .. степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2004

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте масличных культур им. В. С. Пусто войта в 1999-2002 гг.

Научный руководитель доктор биологических наук, . ■.

■ /

старший научный сотрудник Бочка рев Н. И.

Официальные оппоненты доктор сельскохозяйственных наук, .

профессор Беспалова Л. А. кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Ефремова В. В.

Ведущая организация Кубанская опытная станция Всероссийского

НИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова

Защита состоится - «25» марта 2004 г. в 9 часов на заседании диссертационного совета Д 220. 038. 03 при Кубанском государственном аграрне университете по адресу: 350044 г. Краснодар, ул. Калинина, 13.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государе пенного аграрного университета.

Автореферат разослан « » фёЛ/ЬОлХЛ 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. с.-х. наук, доце -

Ефремов А. Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время в Российской Федерации происходит переход на широкое производственное возделывание гибридов подсолнечника. Так, в Краснодарском крае за период 1999 - 2002 гг. доли гибридов в производственных посевах выросла с 27 до 62 %. Гибриды подсолнечника, по сравнению с сор га ми-популяциями, обладают более высоким потенциалом урожайности, дружно циетут и созревают, выравнены по высоте, наклону корзинки и другим морфологическим признакам. Кроме того, возделывание гибридов в условна)!, рыночной экономики позволяет надежно обеспечить защиту авторских прав селекционера.

Учитывая реальные преимущества гибридов по сразиснию с сортам и -популяциями, большую актуальность приобретают работы, направленные на создание конкурентоспособных отечественных гибридов подсолнечника. Одной из основных проблем при этом является селекция и семеноводство инбредных линий. В немалой степени это объясняется сложностью биологии цветенш, в процессе которого нормальному оплодотворению препятствует протоандриче-ская дихотомия, гетероешлия и генетическая система самонесовместимоети. Эти факторы лимитируют процессы самоопыления линий на всех этапах их создания и размножения. Разработка системы мероприятий направленных на оптимизацию селекция мнбредчых линий, совмещающих хозяйственно ценные признаки и высокую автоферт ильность, в значительной степени предопределит успехи гетерозисной селекции подсолнечника в будущем. Работа выполнялась по тематическому ллану ВНИИМК (номер государственной регистрации темы -01,9.70006330).

Цели н задачи исследования. Целью наших исследований являлось повышение эффективности селекции инбредных линий подсолнечника на этапе выбора исходного материала для их закладки и в ранних инбредных поколениях. Для достижения этого нами было предусмотрено решение следующих задач:

' -г. чЛ „лі^Л . -... - .—^

о9-Здваг

А

— оценить степень самосовмести мости у различных групп исходного материала подсолнечника и сё влияние на эффективность селекционных мероприятий в ранних поколениях инбридинга;

— изучить влияние погодных условий в период цветения на степень проявления самосовмести мости у подсолнечника;

- определить пути повышения самосовместн мости подсолнечника;

- провести сравнительную оценку эффективности выделения ценных селекционных линий из различного исходного материала;

- выявить с иелью косвенного отбора высокоурожайных линий в процессе селекции признаки, коррелирующие с урожайностью константных линий подсолнечника,;

— изучить степень н характер зависимости между признаками родительских форм, простых и трехлинейных гибридов.

Научная новизна исследований. В результате проведенных исследования доказано влияние уровня самосов мести мости исходного материала на эффективность селекционных отборов в ранних поколениях инбридинга у подсолнечника, Выявлена ценность синтетических популяций как исходного материала для селекции инбредных линий на хозяйственно ценные признаки и высокую автофертильноеть, Установлена неэффективность отбора у подсолнечника на высокую автофертильноеть в исходных селекционных популяциях и в первом инбреаном поколении. Показано, что применение капроновых изоляторов позволяет проводить отбор растений непосредственно по результатам анализов семянок, получаемых при самоопылении. Установлено, что основные хозяйственно ценные и морфометрические признаки растений инбредных линий подсолнечника не имеют положительной корреляции с их продуктивностью. Выявлена возможность прогноза признаков простых гибридов подсолнечника: продолжительности периода всходы - цветение, масличности семянок и числа листьев на растении - по их проявлению у родительских линий.

Практическая ценность работы и реализация результатов исследований, Проведенные исследования позволяют рекомендовать для сокращения объема работ в ранних поколениях инбршшнга использовать в качестве исход-

ноп> материала синтетические популяции, созданные на основе инбредных линий подсолнечника с высоким уровнем хозяйственно ценных признаков. В качестве материла для индивидуальных изоляторов растений необходимо применять капроновую сетку. Использование капроновых изоляторов позволяет оценивать изолированные растения по признакам масли чностн, лутжнстосги и массы 1000 семянок, не прибегая к косвенной оценке по свободноцветущим растениям. Выделено 16 инбреаных линий подсолнечника различного происхождения, перспективных для оценки в гибридных комбинациях. На зашиту выносятся следующие положения:

- обоснование влияния уровня самосовмсстимости исходного материала на эффективность проведения селекции пиний а ранних поколениях инцухта;

- влияние минимальной суточной температуры воздуха в период цветения растений подсолнечника на их самосовместимость при самоопылении;

- проведение отборов на высокую самосовместимость семян под изоляторами в исходном материале и в первом ин б редком поколении;

- проявление самосовместимости константных линий ¡зри использовании различных изоляторов;

- использование синтетических популяций как исходного материала для создания линий, совмещающих значительное число ценных признаков;

- влияние величины хозяйственно значимых признаков: масличность, лузжи-стости, высоты растений, диаметра стебля, диаметра корзинки, количества листьев и продолжительности периода всходы - цветение - на продуктивность константных линий;

- корреляционные зависимости между проявлением признаков; продолжительности периода всходы - цветение, масличности семянок и количества листьев у родительских линий подсолнечника с одной стороны и простых межлинейных гибридов, полученных на их основе - с другой.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на I и II международной конференции молодых ученых «Современные проблемы генетики, биотехнологии к селекции растений» (Харьков, 2001, 2003), II международной конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные вопросы

селекции, технологии и переработки масличных культур» (Краснодар, 2003), ежегодных заседаниях методической комиссии ВНИИМК (2000,2001,2002 гг.).

Публикации результатов исследований. По материалам исследований опубликовано 4 печатные работы, общим объемом 0,66 печатного листа, в которых отражено основное содержание диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация итожена на 12? страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 разделов, выводов, практических предложений производству, списка литературы и приложений, В тексте содержится 26 таблиц и 4 рисунка. Список литературы включает 174 источника, в том числе 120 на иностранных языках.

Условия, исходные материал и методика проведения исследований. Исследования проводились в J 999-2002 гг. в полевых и лабораторных условиях во Всероссийском НИИ масличных культур (г. Краснодар),

Почвы опытных полей представлены черноземом выщелочным слабогу-мусным сверхмощным (Симакин А. И,, 1983). Климат умеренно континентальный. Среднегодовая температура воздуха составляет 11,4 °С, среднемноголетпее количество осадков 643 мм (по данным метеостанции «Кругл и к»),

В годы проведения исследований отмечалась более высокая температура воздуха в период вегетации подсолнечника но сравнению со среднемноголет-нимн данными. Превышение температуры над среднем ногол отними колебалось от 0,8°С в 1999 г.; до 1,7°С в 2001 г. Однако, если в 1999, 2000 и 2002 гг. повышенные температуры сопровождались обильными осадками, то в 2001 г. высокие температуры в период с июня до середины августа совпали с засухой.

В качестве исходного материала для закладки линий подсолнечника использовали: 3 сорта-популяции, различающихся периодом вегетации (Р-453, Бе-резанский, Флагман); 2 синтетические популяции, полученные на основе 4 линий - закрепителей стерильности и 4 линий — восстановителей фертильности пыльцы, 2 коммерческих гибрида подсолнечника (Кубанский 930 и Кубанский 931) и 8 сортолинейных гибридов.

Влияние материала, изолятора на завязываем ость семян при самоопылении изучали на 3 гомозиготных линиях подсолнечника: линии - восстановителе фертилыюсти ВК 541 и лнниях - закрепителях стерильности ВК 653 и ВК 678.

Корреляционные связи между признаками линий, простых н трехлинейных гибридов оценивали в 2000-2001 гг. на 16 инбредных гомозиготных линиях, 16 простых гибридах, на 32 трехлинейных гибридах в 2000 г. и 30 трехлинейных гибридах в 2001 г.

В период вегетации отмечали даты посева, наступление полных всходов, полного цветения (75%) и созревания. Биометрические измерения выполняли на 10 растениях каждой повторности. Измеряли высоту растений, диаметр корзинки и стебля, подсчитывали число листьев на главном стебле.

Масличность определялась методом ядерномагнитного резонанса на приборе АМВ 1006 М, лузжистость - как отношение массы абсолютно сухой лузги к сумме масс ядра и лузгн (%), массу 1000 семян по ГОСТу 14042-80.

Завязываемость семян во всех опытах определяли как отношение количества завязавшихся семян к количеству цветков в соцветии (в процентах). Индекс фертильности (Пикмаль Ж., 1978) находили по формуле п/<12, где п - количество семян, полученных с изолированной корзинки, шт.; () - диаметр корзинки, см.

Результаты исследования обрабатывали с помошью методов дисперсионного и корреляционного анализа (Доспехов Б. А., 1979).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЯВЛЕНИЕ САМОСОВМЕСТИМОСТИ У ПОДСОЛНЕЧНИКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРОИСХОЖДЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И СТЕПЕНИ ИНБРИДИНГА

Корреляции между различными показателями автофертнльности подсолнечника. Уровень самосовместн мости растений полсолнечника определяют по отношению числа семянок, полученных под изолятором, к числу трубчатых цветков, равному сумме выполненных и невыполненных семянок в соцветии. Подсчет количества выполненных н невыполненных семянок весьма трудоемкий процесс. Для упрощения определения самосовместимости у подсолнечника

Ж. Пикмаль ( 1978) предложил использовать индекс фертильности. Ряд исследователей (Lofgen J. R„ Nelson L., 1977; Fernandez-Marti nez L, Knowks P. F„ 1978) оценивали самосовместимость напрямую по количеству семян, получаемых под изоляторами. Однако в литературе не обнаружено сведений о том, насколько обосновано применение упомянутых показателей и насколько оценка самосовместимости на их основе достоверна.

В результате проведенных нами исследований у различных групп исходного материала и у инбредных линий с различным уровнем гомозиготноети было установлено наличие достоверной корреляционной зависимости (табл. 1) между завязываемостью семян при изоляции (%), количеством семян (тт.), получаемых при самоопылении растения, и индексом фертильности (по Мнкмалю).

Таблица 1

Корреляция завязываемости семян (г) под изоляторами с показателями с амосовмести mocti i подсолн еч ника

Краснодар, ВНИИМК, 1999-2001 'гг.

Образец Показатели самосовместимости

Количество семян при самоопылении, шт./раст. Индекс фергильности

Сорта 0,94 0,93

Синтетические популяции 0,93 0,77

Межлинейные гибриды 0,91 0,88

Первое и второе инбредные поколения 0,96 0,96

1 Константные инбредные линии 0,92 0,89

Однако определение индекса фертильности требует дополнительного измерения диаметра корзинки, кроме того, индекс имеет пониженную достоверность при оценке самосоеместимости отдельных образцов, различающихся формой семянки и плотностью их расположения в корзинке и не дает четкого представления об объемах семян, полученных под изоляторами. Поэтому нами рекомендуется » селекционной практике использовать количество семянок, по-

лучасмых под изолятором, как показатель для оценки самосовместим ости селекционного материала подсолнечника.

^амосов местам ость исходного материала подсолнечника и влияние самоопыления на ее проявление в поколениях инбридинга. Изучали четыре группы исходного материала: с орта-п он уля цпи, синтетические популяции, трехлинейные гибриды, а также сортолинейные гибриды. Для изоляции использовали изоляторы из технического пергамента, в каждом образце изолировалось по 100— 150 растений.

Нами были выявлены значительные различи* по завязываем ости семян под изоляторами у изучаемых rpymi исходного материала (табд. 2). Так в синтетических популяциях при самоопылении практически не встречалось полностью самостерильных растений, У сортов около 50% растений были самостерильными. Межлинейные и сортолинсйные гибриды по сравнению с сортами показали более высокий процент самосовместимых растений (58%), тем не менее значительно уступали синтетическим популяциям. Среди сортолинеикых гибридов наблюдались существенные различия s проценте самосовместимых растений от 86% у гибрида ВК 464 * Р-453, до 7,9% у гибрида ВК 276 X Бере-занский.

У сорго» завязываем ость автофертильных растений в среднем составила 5,2%, изменялась от 6,7% у Р-453 до 2.2% у copra Флагман. Сортолинейные и трехлинейные гибриды показали в среднем близкий уровень с амос »вместимости - 13,J% у трехлинейных гибридов и 12,8% у сорто.шценных гибридов. Однако, как видно из табл. 2, если завязываемость семян у межлинейных гибридов различалась на 6,9%, то у сорт оли ней ¡шх гибридов она изменялась от 49,2% у гибрида ВК 653 х Флагман до \,S% у ВК 464 х флагман. При этом не наблюдалось связи между высокой самосовместимостью гибрида и выбором в качестве родителя определенной линии или copra. 'Гак, константная линия ВК 653, в гибриде с сортом Флагман показала наивысшую завязываем ость (42,9%), а при скрещивании с сортом Березанский самосо вместимость гибрида была на уровне 11,0%. Сорт Флагман, обеспечивая высокую завязываем ость при скрещивании с

линией ВК 653, в гибриде с линией ВК 464 дал наименьшую завязываемость семян (1,8%).

Таблица 2

Самосовместимость сортов, гибридов и синтетических популяций подсолнечника

Образец Растений, завязавших семена, % Завязываемость семян автоферт нль- кьех растений, %

Сорт Р 453 Сорт Березанский Сорт Флагман 58.0 57,6 43.1 6,7 6,7 2,2

Среднее по сортам 52,9 5,2

ВК 653 X Флагман ВК464 X Флагман ВК 464 х Березанский ВК 678 X Березанский ПК 653 х Березанский ВК 276 X Березанский ВК 464 X Р-453 ВК 678 х р-453 60,0 30,0 83,3 62,5 56,5 7,9 85,7 76,7 49,2 1.8 5,3 10,5 11,0 4,9 7.2 12,4

Среднее по сортолинейным гибридам 57,8 12,8

Си¡ггетик - закрепитель i стерильности [ Сшггетик - восстановитель | фертильности пыльцы 100,0 97,9 20,7 33,0

i Среднее по синтетическим j популяциям 98,9 26,8

Кубанский 930 1 Кубанский 931 51,1 65,1 16,6 9,7

Среднее по трехлинейным I гибридам 58,1 13,1

¡ НС Pos (к средним) - 0,5

Высокая автоферти л ьность синтетических популяций по сравнению с сортами-популяциями объясняется элиминацией из популяции полностью самостерильных растений еще на этапе получения родительских линий. Более высокая самосовместимость по сравнению с межлинейными гибридами обусловлена большей гетерогенностью синтетических популяций и, следовательно, более высокой вероятностью рекомбинации генов, влияющих на самосовмесгкмость.

В следующие 3 года (2000-2002 гг.) нами были заложены питомники, в которых методом педегрн изучалось потомство, полеченное при самоопылении растений, выделенных в исходном материале.

Выделенные из синтетических популяций линии превосходили по количеству семян, завязавшихся при самоопылении и по проценту самосовместимых растений, другие линии, полученные из сортов и сорто л кнейных гибридов во всех изучаемых поколениях. Линии, заложенные на межлинейных гибридах, начиная со второго инбредного поколения, показали самосовместимость на одном уровне с линиями, выделенными из синтетических популяций. При этом, как видно из табл. 3, по мере перехода линий различного происхождения в гомозиготное состояние происходит их сближение как по количеству семян получаемых при самоопылении, так и г.о проценту самосовместимых растений.

Таблица 3

Автофертнльность линий подсолнечника различного происхождения в ранних поколениях инбридинга.

Краснодар, ВНИИМК, 1999-2002 гг.

1 * I, Ь Ь !

Происхождение линий растений завязавших семена, % І , 0 Н 3 в 3-е- 4 ^ £ 3 & £ 1 § Э я я 8 в <£ ¡5 я « о )Я ~ я а х, о >> д с. 1 X О ьт Л I! " ¡3 я Э а ^ и и * Б 3 а» л г> о ОЄ 50 то 5 Я п а ст Я в 4Л I Ч и 6 И С. * зг ж 0 кг 3 и У. С. с 1 и и П растений завязавших I семена, % 1 к я X н 3 с ^ II та » н с I к Е і>

Сорта 52,9 16 60,5 21 22.2 2 77,8 И

Сорта линейные гибриды 61,0 25 61,9 30 20,5 > 60,0 20

Синтетические популяннн 98,9 І 02 85,2 78 30,5 10 89,6 45

Межлинейные гибриды 58,1 30 66,7 16 26,9 9 83,3 47

1 НСРЙ< 1 - 25 - И 6 I - 14 __

Примечания; Р - исходный материал; [г1з - инбредные поколения

Это происходит за счет выбраковки самонесовместимых генотипов. Тем не менее самосовместнмость исходного материала оказывала влияние на проявление самосовместимости выделяемых линий на протяжении всех изучавшихся ин-бредных поколений.

Низкая самосовместимость сортов и сортоли н ей н ых гибридов привела к тому, что в третьем инбредном поколении удалось получить лишь по 6 линий из этих групп(табл. 4), несмотря на то, что в исходных образцах было изолированно значительное число растений, В тоже время, использование высокосамосов-местимого исходного материала, в первую очередь синтетических популяций, позволило значительно повысить количество линий выделяемых в ранних поколениях инбридинга. Таким образом, уровень самосовместимости исходного материала оказывает влияние на объемы селекционной работы не только в исходном материале, но и в ранних поколениях инбридинга.

Таблица 4

Влияние происхождения селекционного материала на эффективность выделения линий перспективных для селекции

Происхождение Количество растений, изолированных в исходном материале, шт. Количество линий изучавшихся »Ь, ШТ. Отношение числа линий, выделенных в Ь к количеству изолированных растений %

Сорта 352 6 1.7

Сортолннейные гибриды 240 6 2,5

Межлиней і г ые гибриды 155 12 7,7

Синтетические популяции 240 96 40,0

Характеристика линий различного происхождения в третьем инбрс,Зііом поколении, В третьем инбредном поколении нами были получены самоопыленные линии, достаточно выровненные по морфологическим признакам, для проведения оценки по ряду хозяйственно ценных признаков.

Весь исходный материал был разделен нами на две группы в соответствии с концентрацией генов восстановления фертильности пыльцы и типом цитоплаз-

мы. В группу исходного материала, ориентированного на создание линий — закрепителей стерильности нами были отнесены сорта, сортолннейные гибриды и синтетическая популяция, созданная на основе линии - закрепителей стерильности пыльцы. Промышленные гибриды н синтетическая популяция, полученная на основе линий - восстановителей фертильности, рассматривались нами как источники для получения линий - восстановителен.

Рассматривая изменчивость признаков в третьем инбредном поколении, у линий - закрепителей стерильности пыльцы (табл. 5), можно отметить, что более урожайными были линии, выделенные из синтетической популяции (средняя урожайность - 59,0 г/рас г.). Эта же группа линий в наименьшей степени поражалась фомопсисом (в среднем поражение 39,6%), Линии, выделенные из сортов, отличались более высокой масличностью семянок (в среднем 52,5%). Наиболее раннеспелые линии были выделены из сортов (продолжительность периода всходы - цветение 54 дня). Линии, полученные из сортолинейных гибридов, отличались еыеокорослоегью (высота в среднем 140 см). По другим признакам группа линий, полученных и* сортолинейных гибридов, по варьированию и среднему значению признаков была близка к группе линий, выделенных из сортов.

Таблица 5

Варьирование в Ь хозяйственно ценных признаков линий - закрепителей стерильности подсолнечника

Исходный материал Высота растений, см Период всходы -цветение, дней Урожай семянок, г/раст. Маслнч- НОСТЬ семянок, % Поражение росгений фомопсисом,

— 1 х : 5 X N X 5 X 5 X к

Сорта 122 к 54 3 52,5 1 23,2_ 48,5 3,1 54,5 ^29,3 25,8

Синтетическая популяция 124 18 55 3 | 59,0 27,4 41,6 5,4 39,6

Сорголинейные гибриды Е40 16 55 3 [ 52,5 } 15.8 47,3 3,2 42,8 34,3

Среди линий - восста ногате лей фертильиости пыльцы (табл. 6) наибольшая урожайность отмечена у линий, выделенных из межлинейных гибридов (42,0 г/раст). Линии, выделенные из синтетической популяции, отличались небо ль-

шой высотой (в среднем 108 см), а также были наиболее устойчивы к ложной мучнистой росе (ЛМР).

Таблица 6

Варьирование в I, хозяйственно ценных признаков линий -восстановителей фертильности полсолнечника

Исходный материал Высота растений, см Период всходы -цветение, дней Урожай семянок, г/раст. Масличпость семянок, % Поражение ВСХОДОВ ЛМР*, %

X s X s ЛЛ X s X s

Межлинейные ГИб£ИДЫ_ 145 15 57 3 42,0 1 19,2 45,9 5,0 56,5 32,1

Синтетическая популяция 108 16 55 2 18,2 j 6,4 48,3 2,6 9.7 24,2

Примечания: * при искусственном заражении

Приведенные данные показывают границы, в которыл изменяются изучаемые показатели, но не позволяют оценить возможность совмещения хозяйственно ценных признаков в одном генотипе. Для оценки возможности выделения линий с комплексом хозяйственно ценных признаков в селекционных питомниках нами были выбраны по две-три линии различного происхождения, совмещающие такие хозяйственно ценные признаки, как высокая урожайность, устойчивость к патогенам, высокая масличпость, раннеспелость (табл. 7). Необходимо отметить, что идеального соотношения признаков не было достигнуто к третьему инбредному поколению ни у одной линии. Тем не менее у селекционного номера Л 4922 - закрепителя стерильности, выделенного из синтетической популяции, удалось совместить высокие показатели по таким признакам как урожайность (92 г/раст,), масличпость семянок (44,9%), раннеспелость (период всходы - цветение 54 дня) и довольно высокий уровень толерантности к фомопсису. Следует отметить линию Л 4927, имевшую высокую урожайность (100 г/раст.) в сочетании с высокой масличностью (45,6%).

Таблица 7

Характеристика хозяйственно пенных признаков лучших линий выделенных в Ь

Осле к-ЦООН-иый | номер Про исхождение і і ( 1 Период ; ВСХОДЫ - цветение, дней Высота і растений, і см Диаметр корзинки, см і Урожай семянок, гУраст МаСЛЙЧ- { Поражение ЛМП семянок, у к , • Поражение фо мол си-сом, о/ ҐМ

Линии - закрепят ели стерильности

Л 4905 ! Р-453 (Родник) < 55 130,0 24,0 81 46,2 - 60,0

Л 4906 і Р-453 (Родник) 50 56 136,5 18,9 31 44,1 - 58,0

Л 4927 Синт. популяция 153,5 24,9' 100 45,6 - 37,5

Л 4922 Синт. популяция 54 1 155,7 26,3 23,7 92 44,9 - 27,3

Л 4943 Сит. популяция 57 | 126,7 62 44,8 - 0,0

Л 2742 ВК678 X р-453 55 { 143.6 \ 20,3 59 43,8 20,0

Л 2741 ВК678 X р-453 55 I 131,0 18,9 58 50,2 І ... _4-° '

[ Линии -- Босстацовэтели фе ртильиоета І

і Л 5038 Кубанский 930 60 130,0 25,0 65 41,0 24,3 1б,о і

Л 5042 Кубанский 931 60 160,0 15,2 63 41,0 26,0 о.о :

Л 5003 Синт. популяция 54 | 129,0 16,0 3! 5),7 0,0 55,0 |

Л 4965 Синг. популяция 52 і 128,5 10,0 21 49,0 | 0,0 41,0 і

НСР„ •:...:._ 13,0 .! ..... 4.0 ... - . __ А*_.....1.. . ^ ' - і 1

Примечания; * - при искусственном заражении

У линий, выделенных из синтетической популяции, полученной ira основе линий - восстановителей фертилы гости пыльцы, в наибольшей степени удаюсь совместить признаки необходимые для линий-восстановителей: устойчивость к ЛМР, наличие рецессивной ветвистости стебля, высокую м а сличи ость и скороспелость. Так, селекционная линия Л 4965 была на 100% устойчива к ЛМР, несла в гомозиготном состоянии гены рецессивной ветвистости и по скороспелости не уступала лучшим материнским селекционным линиям (период всходы -цветение 52 дня)- Однако не удалось выделить из синтетической популяции линии .толерантные к фомопснсу, тогда как обе линии, полученные из коммерческих гибридов, были высоко толерантны к этому патогену. Линии, выделенные из гибридов, были более урожайны (65 и 63 г/раст. соответственно). Лучшая из данной «руппы линия - Л 5042, происходящая из гибрида Кубшский 931, несмотря на высокую толерантность к фомопсису и относительную устойчивость к ЛМР (при искусственном заражении поражалось лишь 15% вс ходов), отличалась низкой масличностыо (41,0%) и позднеспелостью (период всходы - цветение 60 дней).

Полученные данные показывают высокую практическую ценность синтетических популяций как исходного материала для создания линий, совмещающих значительное количество ценных признаков. При этом нельзя отрицать важную роль сортов и гибридов как доноров многих важных показателей, таких как рагшеспелостц высокая маслнчность, устойчивость к патогенам.

Эффективность отборов В; исходном материале и в первом ин бреди ом поколении по признаку «высокая самосовместимость». Большая изменчивость исходного материала по признаку самосовместимость, а также фг.кт повышения самосовместимости линий по мере перехода в гомозиготное состояние в результате выбраковки самонесов мести мых растений побудили нас проверить возможность целенаправленного отбора на высокий уровень автофертильности в исходном материале и в первом поколении инбридинга. Приведенные в табл. S данные однозначно указывают, что как однократный отбор в «сходной синтетической популяции (ИС11) на повышенный уровень самосовместимости у создаваемых инбредных линий, так и двукратный отбор в исходном материале и в

первом инородном поколении не привели к увеличению сам ©совместим ости. Причиной низкой эффективности отбора, на наш взгляд, были, с одной стороны, сложная природа наследования признака самоеовместнмости, а с другой - влияние погодных условий на проявление данного признака. Выбраковка по данному показателю растений в исходном материале и линий, выделяемых в ранних инбредньтс поколениях, не имеет смысла. Поэтому на этом этапе создания линий все растения, завязывающие достаточное для пересева количество семян, должны подвергаться дальнейшей селекционной проработке.

Таблица 8

Изменение автофертильности подсолнечника в результате отборов

Краснодар, ВНИИМК, 1999-2001 г.

Вариант Завяз ываемость, % Количество выполненных семян в корзинки, шт.

ИСП I) I: йен ь Ъ

Однократный отбор в ИСП 46,9* 8,1 0,69 506* 125 7

Двухкратный _отбор в ИСП и ^ - 21,5* 1,65 | 268* 21

Контроль (самоопыление без отбора) 19,7 8,0 2,57 242 | 136 38

Примечания; * Сиднее значение показателя у отобранных растений ИСП - исходная синтетическая популяция

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ САМООПЫЛЕНИЯ НА ПРОЯВЛЕНИЕ УРОВНЯ САМОСОВМЕСТИМОСТИ У ПОДСОЛНЕЧНИКА

Стабильность показателя «ззвязываемость семян пол изоляторами») у гомозиготных линий подсолнечника но голам. Влияние погодных условий года на самосовместимость подсолнечника подтверждается результатами анализа количества ссмяп, получаемых с изолированной корзинки у высокоавтофертнльиых константных линий в течение 9 лет (рис. 1). Представленные данные наглядно показывают, что количество семян, получаемых при самоопылении, даже у вы-сокосамосоьместимых линий довольно существенно колеблется по годам. При этом отмечается обшая тенденция к изменению данного признака. Так, например, максимальное количество завязавшихся семян у всех линий было отмечено в 1994 г„ наименьшее - в 1997 и 1999 гг.

900 т

19М 1995 1$Э6 1597 1993 1999 20» 2001 Г 002

-■«-■ ВК-678 . .. ВК-бЗЭ--ВК-4М —*--8К-5<11 ■ Среднее по наем линиям

Рис. 1, Семенная продуктивность линий подсолнечника при самоопылении Основной причиной снижения самосовместимости прн самоопылений у линий подсолнечника являются неблагоприятные погодные условия в период цветения: затяжные дожди, высокая температура воздуха, поч земная и воздушная засуха. О связи с этим нами был проведен корреляционной анализ между количеством семян, получаемых при изоляции, и рядом погодипоказателей в период цветения. При этом была установлена существенная отрицательная корреляция между минимальной суточной температурой воздуха б период цветения и количеством семян, завязавшихся при самоопылении (г = -0,56).

Завязывземость семян пол изоляторами из различных материалов. С целью поиска путеК повышения завязывземости семян прн самоопылении нами было исследовано влияние материала изолятора на данный показатель. Изучалось влияние пергаментных, матерчатых н капроновых изоляторов. В фазу двух пар настоящих листьев проводили декапитацию растений. Одна из полученных корзинок изолировалась, а другая цвела открыто.

Полученные результаты (табл. 9) свидетельствуют о том, что применение капроновых изоляторов приводило к снижению завязываемоеш семян по сравнению со свободным цветением на 1,5% - 19,7%, тогда как прй изоляции пергаментными изоляторами завязываемость снижалась на 61,9% - 88,0%, а под матерчатыми изоляторами - па 25,5% - 34,5% по сравнению со свободном цветением. Па основании этих данных мы сделали вывод, что для условий Цен-

тральной зоны Краснодарского края наиболее подходящим типом изолятора является капроновый.

Таблица 9

Влияние материала индивидуального изолятора на завязываемость семян у гомозиготных линий подсолнечника

Краснодар, ВНИИМК, 2001-2002 гг.

Изолятор Заюнываемость семян по сравнению оо свободным опылением, % Заюоавшихся семян, шг.

ВК653*

Пергаментный 38,1 86 ;

Матерчатый 74.5 179 5

Капроновый 98,5 268 |

Контроль (свободное опыление^ 100,0 272 1

НСРМ 14,7 ------------40...........Н

ВК 678

Пергаментный 15,7 12

Матерчатый |_ . __ _. 72,5 _ .. 47

Капроновый 1 80,5 Когпроль (свободное спьием к) [ 100.0 61 -----------------__

НСРИ 13,9 10

ВК 541

Пергаментный 12,0 г 28

Матерчатый 65,5 139

1 Капроновый | 80,3 199

1 Контроль (свобод юе стилете) 1 100,0 272

1 НСР05 1 . 17,6 44

Примечания: * - данные за 2000-2002 гг.

Нами так же изучалось влияние изоляторов на проявление ряда признаков семянок, получаемых при самоопылении (табл. 10). Использование капроновых изоляторов приводит к наименьшему по сравнению с контролем изменению данных показателей. Ни у одной из изучаемых линий использование капроновых изоляторов не привело к существенному изменению таких показателей как масса 1000 семянок, лузжистость и масличность. Это позволяет проводить прямую оценку селекционного материала но мае личности, лузжнстости и другим признакам непосредственно по семянкам, получаемым под капроновыми изоляторами, Также важно отметить, что под капроновыми изоляторами не наблюдалось усиленного развития грибных патогенов на семенах, в то время как оно

имело место у растений при самоопылении под пергаментными и матерчатыми изоляторами.

Таблица 10

Влияние материала изолятора на некоторые хозяйственно ценные признаки семян гомозиготных линий

Краснодар, ВНИИМК, 2001-2002 гг.

Г

I

Изолятор

Масса 1000 семянок, г Лузжистость, % Мае личность семянок, %

X ¡ t факт X j t факт - ! _ х i 1 факт

ВК 653*

¡ Пергаментный_________________LAM.J___16,6 | 23,2 | 1,4 ¡_52,6 ! _ 6,7_

" " J Ч ; с i ico Го Г í<T !

_Кад^оновь]Й___

! 29,2 ' 8,2 ¡

; 2^8 j . 4,1

; 26,2 i

55,7 _ 1,9

i ~ _. / <¿. С. i

ВК 678

! Пергаментный _____ j 48,0 _ 0,¿ J__ 35 J_12,S í 33,6 j__14,6 J

I Матерчатый ~__ЗУ " 0¿ 27,8.0 ' 38,2 ' '

' Капроновый________ ^...... Г 47,6 Г * - "j 22.3 2.2 Г 43,3 " ' 8.5 ,

Кштроль Свободное omwej me)^ | 47,6 __[ _ - 23,6^ ;_4óL7 j _- i

i .......""" BK54Í " V. *

| Пергаментный _ _____ i "44,4 j 15,5 12,3__34,3 T 13,6 _

; Матерчатый __ T 34,4 "Г 12,7 "; 18,2 j""T,"Ó" \" 47,Г ' 2,2 }

■ Капроновый______________ i 28.8 ; 6.S j 22,9 j "l,Í ¡~ 45,5 T l,S "";

!i Контроль (свободное опыление) т 25,6 j_______23,1_ .46,6 __-___|

Примечания; * - данные за 2000-2002 гг., для ВК 653 t Jesp при Pos = 4,3, для ВК 678 и ОК 541 t t№p при Р0, = 12.7.

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РЯДА ПРИЗНАКОВ У КОНСТАНТНЫХ ЛИНИЙ, ПРОСТЫХ И ТРЕХЛИНЕЙНЫХ ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА

Влияии^, отдельных признаков на урожайность инбредных jiittwH подсолнечника. Высокая урожайность инбрсдных линий - необходимое условие для развертывания рентабельного промышленного семеноводствз гнзридоп. Однако непосредственная оценка и выбраковка самоолыленных линий по урожайности на ранних эта г ах создания линий крайне затруднена. В этой сьязи нами были изучены корреляционные связи между урожайностью константных ннбредных

линий и рядом их признаков. Нам не удалось обнаружить в годы проведения исследований наличие стабильных и достоверных корреляций между урожайностью инбредных линий и такими их признаками, как масличность семянок, луз-жистостъ, высо-.-а растений, диаметр стебля, диаметр корзинки, количество листьев и продолжительность периода всходы - цветение.

Прогнозирование признаков, простых н трехлинейных рн>ридов по их проявлению,в родительских формах. В 2000 и 2001 гг. нами проведено изучение возможности прогнозирования ряда признаков простых и трехлинейных гибридов. Между ицбредными линиями и простыми гибридами обнаружены стабильные по годам исследования и достоверные корреляции (табл. 11) по таким признакам, как масличность (г = +0,69...+0,87), продолжительность периода всходы -цветение (г = +0,67...+0,75) и число листьев на растении (г = +0,61...+0,84). В один год исследований наблюдалась высокгя корреляция по таким признакам линий и простых гибридов, как диаметр корзинки (г = +0,77), диаметр стебля (г = +0,75) и высота растений (г = +0,72).

У трехлинейных гибридов по сравнению с простыми гибридами корреляционные связи по признакам - урожайность семянок, масличность семянок, сбор масла, лузжистость семянок, высота растений, диаметр стебля, диметр корзинки, количество листьев и продолжительность периода всходы - цветение -между гибридами, с одной стороны, и родительскими формами, с другой, были менее тесные. Единственная достоверная и существенная корреляция выявлена нами между продолжительностью периода всходы - цветение у трехлинейных гибридов и их материнских форм - стерильных простых гибридов (г = +0,51...+0,61).

Таблица 11

Корреляция хозяйственно ценных признаков простых.гибридов подсолнечника и их родительских линий

Краснодар, ВННИМК, 2000 - 2001гг.

Г ....... ! Показатель 1 | Год Коэффициент корреляции по признаку !

среднеродн-тельскому -0,02 0,38 материнской линии отцовской ли- I нки

| Урожайность, т/га 2000 2001 0,32 -0,10 -0,47 0,67

! [ Масличность семянок, % 2000 2001 0,87 0,69 0,79 0,64 0.19 0,39

' Лузжистость, % 2000 2001 0,45 0,37 0,24 0,33 0,27 0,48

| Сбор масла, т'га 2000 2001 0,23 0,43 0.48 0,14 -0,41 0,59

1 Высота растения, см 2000 2001 0,49 0,72 0,28 0,68 0,38 0,31

| Диаметр корзинки, см 2000 2001 0,38 0,77 0,41 0,56 -0.01 0,77

Диаметр стебля, см 2000 2001 0,75 -0,16 0,63 0,04 0,32 -0,37

| Число листьев, шт. 2000 2001 0,84 0,61 0,51 0,82 0,70 0,23

: Продолжительность пе-: риода всходы - цветение, 1 дней 2000 2001 0,67 0,75 0,59 -0,14 0,61 0,74

Примечания: г крнт. при Р0< - 0,47

ВЫВОДЫ

1. Уровень самосовместимости исходного материала является важным признаком, оказывающим существенное влияние [(а эффективность проведения селекционных отборов в ранних поколениях инцухта. Синтетические популяции отличаются большей самосовместим остью, по сравнению с другими группами исходного материала. Завязываем ость семян под изоляторами у самосовместимых растений синтетических популяций составила в среднем 26,8%, у сортов - 5,2%, межлинейных гибридов - 13,1%, Использование синтетических популяций в качестве исходного материала позволяет повысить

эффективность работ по выделению автофертильиых линий в ранних поколениях инбридинга.

2. Установлена гесная корреляция (г = +0,98...+0,87) между завязываем остью семян под изоляторами, выражаемой в процентах, и количеством семян, завязавшихся под изоляторами. Это позволяет, отбирая растения, завязывающие максимальное количество семян при самоопылении, косвенно вести отборы на высокую самосовместимость.

3. Тип изолятора оказывает влияние на уровень самосовместимости константных гомозиготных линий подсолнечника. Для условий Центральной зоны Краснодарского края наилучший тип изолятора - капроновый. Изоляция растений подсолнечника капроновыми изоляторами приводит к снижению завя-зываемостн по сравнению со свободным цветением на 1,5% - 19,7%. Под пергаментными и матерчатыми изоляторами на 61,9% - 88,0% и 25,5%-34,5%, соответственно. Использование капроновых изоляторе» практически не повлияло на такие признаки, как масличность, лузжястость и масса 1000 семян.

4. Погодные условия оказывают значительное влияние на завязываемость семян под изоляторами даже у высоко самосовместимых генотипов. Выявлена достоверная отрицательная корреляционная зависимость (г = -0,56) между минимальной суточной температурой воздуха в период цветения и количеством семян получаемых у инбредных линий под изоляторами.

5. Отбор растений на повышение завязываем ости семян под изоляторами не эффективен в исходном материале и в первом инбредном поколении.

6. Синтетические популяции являются ценным исходным материалом для создания линий, совмещающих значительное число хозяйственно полезных признаков. Сорта-по пуля ции и межлинейные гибриды М01ут использоваться как доноры раннеспелости, высокой масличности семянок, устойчивости к патогенам.

7. В годы проведения исследований не установлены существенные корреляционные взаимосвязи между маслнчностью семянок, лузжистосгью, высотой растений, диаметром стебля, диаметром корзинки, количеством листьев,

продолжительностью периода всходы - цветение я урожайностью константных инбредных линий.

8. Выявлены существенные и стабильные по годам исследований корреляционные зависимости между проявлением таких, признаков: продолжительность периода всходы - цветение (г = +0,67...+0,75), маслнчность семянок (г +0,69...+0,87) и число листьев на растении (г = +0,63 .,,+0,84) у родительских линий и полученных на их основе простых гибридов подсолнечника,

9. Выявлена достоверная корреляционная зависимость между продолжительностью периода всходы - цветение, трехлинейных гибридов и продолжительностью данного периода у их материнских форм, стерильных гибридов

(г = +0,51.-. +0,61).

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

1. Использовать как исходный материал для селекции линий различного назначения сшгсетические популяции с целью создания линий, созметающих значительное число хозяйственно ценных признаков. В качестве доноров раннеспелости, высокой масличносш применять сортолннейные гибриды.

2. Для увеличения завязывемосгн семян под изоляторами на всех этапах создания н размножения инбредных линий подсолнечника необходимо применять изоляторы из капрона. Их применение позволяет объективно оценить отобранные растения по мэсличности, лузжиетости, качеству масла при анализе семян нз-под изоляторов.

3. Рекомендуется применять в качестве показателя сам ос овме ста мости у подсолнечника количество семян, получаемых при изоляции.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕР ГАЦИИ

1, Ценность различных типов исходного материала для закладки линнй подсолнечника с высокой автоферт и л ьностыо И Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений: Тезисы Международной конференции, 2-7 июля, 2001 г,-Харьков, 2001.-С. 152-1S3.

2. Влияние типа материала изолятора на завязьшаемость семян у дикий подсолнечника //Научно-технический бюллетень В Н1ШМК - Краснодар, 2001. -Вып. 125.-С. 51-54.

3. Ценность различного исходного материала для селекции линий подсолнечника// Актуальные «опросы селекции, технологии и переработки масличных культур: Сборник 2-й Международной конференции молодых ученых и специалистов, 1-2 марта, 2003 г. - Краснодар, 2003. - С. 44-48.

4. Значимость исходного материала различного происхождения для селекции линий подсолнечника // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений: Тезисы 2-й Международной конференции, 11-15 «юля, 2003 г. - Харьков, 2003. - С. 129-130,

Лицензия ИД 0233414.07.2000.

Подписано в печать 9.02,2004. Формат 60x84/16

Бумага офсетная Офсетная печать

Печ.л.1 Заказ №101 Тираж 100

Отпечатано в типографии КубГАУ, 350044, Краснодар, Калинина, 13