Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Приемы сохранения генетической чистоты самоопыленных линий в различных звеньях семеноводства гибридного подсолнечника

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Приемы сохранения генетической чистоты самоопыленных линий в различных звеньях семеноводства гибридного подсолнечника"

005531220

На правах рукописи

(В

Камардин Вячеслав Анатольевич

ПРИЕМЫ СОХРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ САМООПЫЛЕННЫХ ЛИНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕМЕНОВОДСТВА ГИБРИДНОГО ПОДСОЛНЕЧНИКА

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

- ч И ЮН Ш

Краснодар — 2013

005531220

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени B.C. Пус-товойта Россельхозакадемии в 2009-2012 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Бочковой Анатолий Дмитриевич

Официальные оппоненты: Клюка Виктор Игнатьевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры растениеводства ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», г. Краснодар Супрунов Анатолий Иванович доктор сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий отделом селекции и семеноводства кукурузы ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко, Россельхозакадемии, г. Краснодар

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Донской государственный

аграрный университет», п. Персиановский;

Защита диссертации состоится «27» июня 2013 г. в 11 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.038.03 при ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13 (главный корпус, 1 этаж, комната 106); тел./факс: (8-861) 221-57-93

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», а с авторефератом на сайтах http://www.vak.ed.gov.ru и http. // www. kubsau. ru.

Автореферат разослан «27» мая 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, ц!М

доктор биологических наук, профессор | [ЛдМ Цаценко Л.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В Российской Федерации подсолнечник является основной масличной культурой. В настоящее время в структуре сортовых посевов подсолнечника в стране сложился определенный баланс, при котором сорта-популяции и межлинейные гибриды занимают примерно по 50 % посевных площадей. В то же время, средняя его урожайность в России не превышает 1,11,2 т/га.

Одним из путей повышения урожайности и улучшения его качества является переход на возделывание межлинейных гибридов. Широкое внедрение гибридов в производство в основном сдерживается из-за сложного семеноводства, предусматривающего выход на качественно новый, более высокий, уровень работы.

Исследования выполнены в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ГНУ ВНИИМК РАСХН по теме: 04. 07. 03. „ Усовершенствовать системы и технологии первичного и промышленного семеноводства сортов и гибридов масличных и эфиромасличных культур" Цель и задачи исследования. Целью исследований являлось разработка приемов сохранения генетической чистоты самоопыленных линий в различных звеньях семеноводства гибридного подсолнечника.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

- изучить изменчивость основных селекционных признаков у самоопыленных линий подсолнечника при репродуцировании их в питомниках первичного семеноводства;

- установить оптимальные сроки посева родительских форм гибридов подсолнечника и нормы временной изоляции;

- определить эффективность различных типов индивидуальных изоляторов растений при получении генетически чистых семян самоопыленных ли-

ний;

з

- оценить способ репродуцирования самоопыленных линий под пологом групповых сетчатых изоляторов;

- изучить самоопыленные линии по избирательности оплодотворения, самофертильности и конкурентоспособности пыльцы;

- выявить особенности опыления на участках размножения и гибридизации подсолнечника;

Научная новизна исследований. Установлена изменчивость основных признаков родительских форм современных гибридов подсолнечника. Определены оптимальные сроки посева и уточнены нормы временной изоляции. Изучены особенности самоопыленных линий по самофертильности, избирательности оплодотворения и конкурентоспособности пыльцы. Выявлена специфическая реакция самоопыленных линий при размножении под изоляторами различных типов и групповыми сетчатыми изоляторами. Установлены особенности опыления растений на участках размножения и гибридизации подсолнечника. Практическая значимость работы. Применение результатов проведенных исследований позволит повысить генетическую чистоту родительских линий и гибридов подсолнечника в процессе первичного и промышленного семеноводства.

На защиту выносятся следующие основные положения:

- характер изменчивости основных признаков у самоопыленных линий подсолнечника;

- оптимальные сроки посева и нормы временной изоляции родительских форм гибридов подсолнечника;

- эффективность индивидуальных и групповых сетчатых изоляторов при получении генетически чистых семян самоопыленных линий;

- избирательность оплодотворения, самофертильность и конкурентоспособность пыльцы различных самоопыленных линий;

- особенности опыления растений на участках размножения линий и участках гибридизации;

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на ежегодных заседаниях методической комиссии ВНИИМК (2010, 2011,2012,2013 гг.), ежегодных отчетно-плановых сессиях ученого совета ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии.

Декларация личного участия автора. Диссертация содержит экспериментальные данные, полученные лично авторам в результате проведения полевых и лабораторных опытов, анализе результатов исследований. Доля личного участия соискателя в диссертационных исследованиях составляет не менее 80 %. Публикации. По теме диссертации опубликовано семь научных работ общим объемом 2,34 печатных листов, в том числе все из них входят в издания, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация изложена на 118 страницах текста в компьютерном исполнении. Состоит из введения, обзора литературы, условий и методов проведения экспериментов, предложений производству, списка использованной литературы. Содержит 27 таблиц, 4 рисунка и 3 приложения. Список литературы включает 199 источников, в том числе 111 на иностранных языках.

Основное содержание работы. Во Введении диссертационной работы раскрыты актуальность, новизна, цель и задачи исследований, практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту, апробация работы, информация о публикациях по теме диссертационной работы, структура диссертации.

1 ПРИЕМЫ СОХРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ У ПОДСОЛНЕЧНИКА (обзор литературы)

В главе рассмотрены основные направления, проблемы и достижения в разработке приемов первичного и промышленного семеноводства гибридного подсолнечника. Проведен анализ отечественной и зарубежной литературы.

2 УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. Почвенно-климатические условия В разделе дана подробная характеристика почвы и климата центральной зоны Краснодарского края, а также характеристика погодных условий вегетационных сезонов 2009-2012гг.

Разнообразные погодные условия в годы проведения исследований позволили объективно оценить биологические и хозяйственно-ценные признаки у изучаемых самоопыленных линий и гибридов подсолнечника.

2.2. Методика проведения исследований Полевые эксперименты по испытаниям урожайности проводили на ЦЭБ ВНИИМК по общепринятой для подсолнечника методике (Пустовойт, 1967). Массу 1000 семянок определяли по ГОСТ 12042-80, масличность - на ЯМР-анализаторе АМВ-1006М по ГОСТ Р 8. 620-2006. Опыты закладывали методом организованных повторений в трехкратной повторности. Посев проводили в пять сроков, начиная с 28 апреля по 14 июня с интервалом 10-12 дней. Густота стояния растений -40 тысяч/га.

Генетическую чистоту семян самоопыленных линий определяли методом полевого грунтконтроля и анализа спектра изоферментов.

Динамику температуры и влажности под пологом групповых сетчатых изоляторов определяли с помощью термографа и гигрографа, освещенность - с помощью люксметра.

Экспериментальные данные, полученные в опытах, обрабатывали методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

2.3. Краткая характеристика изучаемых линий и гибридов подсолнечника В работе были использованы родительские формы гибридов подсолнечника селекции ВНИИМК - самоопыленные линии ВК-678, ВК-680, ВК-276, ВК-653, ВК-580, ВК-551, ВК-508, ВК-585, ВД-541 и стерильные гибриды ЦМС Кубанский 86 и ЦМС Кубанский 93.

В разделе дана характеристика основных морфобиологических признаков изучаемых линий и гибридов.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1. Сроки посева и нормы временной изоляции при репродуцировании самоопыленных линий подсолнечника

Изучено пять сроков посева, начиная с третьей декады апреля и заканчивая второй декадой июня. Интервал между сроками посева 10-12 дней.

Проведенными исследованиями установлено, что оптимальным сроком посева для всех изученных материнских форм является третья декада апреля. Среди самоопыленных линий при посеве в оптимальный срок выделилась линия ВК-653 с максимальной продуктивностью 0,97 т/га. Несколько меньшие показатели отмечены у линий ВК-680 и ВК-678 с продуктивностью 0,85 и 0,89 т/га соответственно.

Урожайность стерильного простого гибрида ЦМС Кубанский 93 составила 2,49 т/га. Установлена специфичность в реакции отдельных линий на изменение сроков посева.

Минимальные нормы временной изоляции для линий-закрепителей стерильности ВК-678, ВК-276, ВК-653 и ВК-680, гарантирующие расхождение по времени цветения составляют при посеве в третьей декаде апреля 26 суток, второй декаде мая 23 суток и третьей декаде мая 21 сутки.

У ветвистых линий-восстановителей фертильности пыльцы ВК-508, ВК-551 и ВД-541 аналогичные показатели при посеве в третьей декаде апреля составляет 37 суток, второй декаде мая 33 суток. Специфичность реакции ветвистой линии ВК-585 заключалась в резком уменьшении нормы временной изоляции до 23 суток при посеве во второй декаде мая и до 21 суток при посеве в третьей декаде мая.

3.2. Характер изменчивости самоопыленных линий подсолнечника в звеньях первичного семеноводства

Проведенные исследования позволили установить, что самоопыленные

7

линии подсолнечника ВК-678, ВК-653, ВК-680, ВК-508, ВК-551, ВК-585 и ВД-541 являются выровненными по продолжительности периода всходы-цветение, высоте растений, масличности, массе 1000 семянок и не нуждаются в дополнительной селекционной доработке в направлении стабилизации этих признаков.

Установлена возможность улучшения линий ВК-276 и ВК-580 по масличности, а линии ВК-580, помимо этого, и по массе 1000 семянок.

Выделенные перспективные сублинии превышают исходные формы по масличности на 1,5-2,1 % и массе 1000 семянок на 5 г. После определения их комбинационной способности они будут размножены и включены в схему первичного семеноводства.

3.3. Избирательность оплодотворения и конкурентоспособность пыльцы различных самоопылённых линий подсолнечника Проведенными исследованиями установлено, что изученные в опыте самоопыленные линии имели существенные различия по способности к оплодотворению собственной пыльцой при размножении в условиях открытого цветения в массиве генетически разнородного селекционного материала (таблица 1).

Таблица 1 - Избирательность оплодотворения и самофертильность различных самоопылённых линий подсолнечника

г. Краснодар, 2009-2011 гг.

Линия Количество учётных растений Избирательность оплодотворения собственной пыльцой, % Самофертильность, %

всего, шт. в том числе гибридных

шт. %

ВК-678 481 88 18,3 81,7 17,7

ВК-276 402 245 60,9 39,1 16,6

ВК-680 439 33 7,5 92,5 55,1

ВК-653 443 95 21,4 78,6 22,5

ВК-551 295 58 19,7 80,3 40,5

ВК-580 294 43 14,6 85,4 27,2

ВК-585 280 44 15,7 84,3 27,8

Максимальные показатели по избирательности оплодотворения собственной пыльцой отмечены у линии ВК-680 (92,5 %), а минимальные - у линии ВК-276 (39,1 %). Остальные линии имели достаточно высокие показатели - от 78,6 % у линии ВК-653 до 85,4 % у линии ВК-580.

Сопоставление показателей избирательности оплодотворения и самофертильности показало, что для большинства линий четкой зависимости между ними не наблюдалось. Исключением из этого правила является линия ВК-680, обладающая максимальной избирательностью оплодотворения в сочетании с высокой самофертильностью.

Проверка сравнительной конкурентоспособности пыльцы показала, что линия ВК-680 подвергается значительно меньшему генетическому засорению при опылении смесью своей и чужеродной пыльцы, чем линия В К-678 (таблица 2).

Таблица 2 — Конкурентоспособность пыльцы различных самоопыленных линий подсолнечника

г. Краснодар, 2009-2011 гг.

Линия Состав пыльцевой смеси Учётных растений, шт. в том числе гибридных,

шт. %

ЦМС ВК-680А 90 % ВК-680 : 10 % ВК-508 521 47 9,0

80 % ВК-680 : 20 % ВК-508 541 59 10,9

70 % ВК-680 : 30 % ВК-508 623 182 29,2

ЦМС В К-678А 90 % ВК-678 : 10 % ВК-508 398 313 78,6

80 % ВК-678 : 20 % ВК-508 526 430 81,7

70 % ВК-678 : 30 % ВК-508 293 293 100,0

Производственная проверка сравнительной эффективности выращивания семян линий ВК-678 и ВК-680 при открытом цветении в условиях пространственной изоляции показала, что генетическое засорение стерильного аналога линии ВК-678 в два раза превышает аналогичные показатели линии ЦМС ВК-680 (таблица 3).

Таблица 3 - Результаты грунтконтроля семян самоопыленных линий

ФГУП «Березанское», 2009-2011 гг.

Линия Учётных растений, шт. В том числе гибридных,

шт. %

ЦМС ВК-680А ВК-680Б 618 31 5,0

100 2 2,0

ЦМС ВК-678А ВК-678Б 846 86 10,2

196 12 6,1

Таким образом, подтверждено наличие значительных преимуществ по эффективности семеноводства у самоопыленных линий, отличающихся повышенной избирательностью оплодотворения, самофертильностью и конкурентоспособностью своей пыльцы.

3.4. Эффективность различных типов изоляторов растений при репродуцировании самоопыленных линий подсолнечника в звеньях первичного семеноводства

При самоопылении растений линий ВК-678, ВК-276 и ВК-680 под индивидуальными изоляторами из различных материалов наибольшее количество выполненных семянок отмечено на вариантах с использованием капроновой сетки (таблица 4).

Минимальное количество выполненных семянок оказалось под изоляторами из полупергаментной бумаги. Изоляторы из спанбонда занимали промежуточное положение между этими крайними вариантами и обладали примерно равной эффективностью в отношении завязываемости семянок.

Вариант с использованием капроновой сетки, таким образом, выглядит наиболее привлекательным с точки зрения коэффициента размножения селекционного материала.

ю

Таблица 4 - Завязываемость семянок у самоопыленных линий подсолнечника при использовании различных типов изоляторов

г. Краснодар, 2009-2012 гг.

Материал для изготовления изоляторов Количество выполненных семянок

ВК 678 ВК 276 ВК 680

шт./раст. в % к контролю шт./раст. в % к контролю шт./раст. в % к контролю

Свободное опыление (контроль) 707 ±23 - 899 ±39 - 750±26 -

Полупергамент 4±2 0,5 16±7 1,8 145±20 19,3

Спанбонд 158±31 22,3 114±П 12,7 307±36 40,9

Капроновая сетка 349±46 49,4 285±38 31,7 496±43 66,1

Таблица 5 - Проницаемость различных типов изоляторов для пыльцы подсолнечника при изоляции ЦМС — аналогов самоопыленных линий

г. Краснодар, 2009-2012 гг.

Показатель Материал для изготовления изоляторов ЦМС ВК 678 ЦМС ВК 276 ЦМС ВК 680

Растений с наличием выполненных семянок, % полупергамент 0,0 0,0 0,0

спанбонд 14,6 13,2 28,1

капроновая сетка 62,5 26,4 55,6

Среднее количество выполненных семянок, штУраст. полупергамент 0,0 0,0 0,0

спанбонд 1,7 ±0,1 4,8 ±2,6 2,7 ±0,8

капроновая сетка 10,0±3,0 5,8 ±1,8 9,5 ±3,2

Однако проверка разных типов изоляторов на проницаемость для пыльцы подсолнечника показала, что полную гарантию сохранения генетической чистоты

можно получить лишь при использовании изоляторов из полупергаментной бумаги (таблица 5).

Капроновая сетка с размером ячеек 500-520 мкм не является надежным препятствием для проникновения пыльцы и не должна использоваться при изготовлении индивидуальных изоляторов для работы в звеньях первичного семеноводства самоопыленных линий подсолнечника.

3.5. Эффективность групповых сетчатых изоляторов при выращивании оригинальных семян самоопылённых линий подсолнечника

Групповые сетчатые изоляторы представляют собой жесткий каркас, накрываемый тентом из сетчатой полиамидной ткани с размером ячеек 350-390 мкм.

Практика выращивания оригинальных семян самоопыленных линий под пологом групповых сетчатых изоляторов показала, что их урожайность по сравнению с посевом линий на одном и том же поле в условиях свободного опыления снижается примерно в два раза (таблица 6).

Отмечена специфическая реакция самоопыленных линий на условия выращивания под групповыми сетчатыми изоляторами, при которой выделены как биотипы резко снижающие урожайность (ВК-174), так и сохраняющие ее на прежнем уровне (ВК-653) по сравнению с обычными полевыми условиями.

Проверка потомства оригинальных семян, выращенных в групповых сетчатых изоляторах показала, что этот прием репродуцирования семян дает полную гарантию сохранения типичности фертильных линий и уровня стерильности ЦМС-аналогов.

Проведенный мониторинг условий внешней среды, складывающихся под пологом групповых сетчатых изоляторов показал, что температура воздуха в них в наиболее жаркий период дня (12-16часов) составляет 35,0°С по сравнению с 39,9°С на открытом пространстве. Относительная влажность воздуха в этот же период составляет 35,2 % против 22,0 % на открытом пространстве.

Сравнительный анализ освещенности растений подсолнечника показал,

что сетчатое покрытие поглощает от 25,8 до 27,3 % солнечного света, что мо-

12

жет оказаться главным лимитирующим факторам, способным повлиять на продуктивность растений подсолнечника.

Таблица 6 - Урожайность самоопылённых линий подсолнечника в групповых сетчатых изоляторах, т/га

г. Краснодар, 2009-2012 гг.

Варианты опыта Урожайность, т / га

ВК-678 ВК-276 ВК-174 ВК-653 ВК-580 ВК-551 Среднее

Свободное опыление (контроль) 1,22 0,78 1,31 1,01 1,11 0,72 1,02

Опыление под групповыми сетчатыми изоляторами 0,64 0,44 0,33 0,93 0,47 0,30 0,52

±к контролю т/га -0,58 -0,34 -0,98 -0,08 -0,64 -0,42 -0,50

% -47,5 -43,6 -74,8 -7,9 -57,7 -58,3 -49,0

Проведенные опыты показали, что для линий ВК-276 и ВК-653 максимальное количество выполненных семянок отмечено при опылении через день (279 и 355 шт./растение соответственно). При размножении линии ВК-551 опыление растений подсолнечника можно проводить через два дня.

3.6. Особенности выращивания семян самоопыленных линий и гибридов подсолнечника в условиях недостаточного пчелоопыления

При репродуцировании самоопыленных линий в условиях достаточного

пчелоопыления обычно используются схемы посева с соотношением рядков

стерильной формы и линии-опылителя как 4:1 или 5:1. В отечественной прак-

13

тике зачастую приходится иметь дело с недостаточной нагрузкой пчелосемей или даже полным их отсутствием.

Вследствие этого приходится корректировать схемы посева участков размножения в сторону увеличения пропорции линии-опылителя.

При посеве участков размножения стерильных материнских форм нами использовалась схема с соотношением рядков стерильной материнской формы и линии-опылителя 8:0:6 с пропущенным незасеянным рядком между ними. Подвоза пчелосемей к участкам не было.

Проведенные опыты показали, что достоверных различий в количестве выполненных семянок у стерильных растений материнской формы на различном расстоянии от рядков линии-опылителя в диапазоне 1,4-3,5 метров не наблюдалось (таблица 7).

Таблица 7 - Количество выполненных семянок у стерильной материнской формы на участках размножения по схеме 8:0:6

ФГУП «Березанское», 2009-2012 гг.

Питомник Стерильная линия Линия -опылитель Расстояние до рядков опылителя, м Выполненных семянок, шт./раст.

Участок размножения линии ВК-678 ЦМС ВК-678А ВК-678Б 1,4 498±59

2,1 425±56

2,8 446±45

3,5 438±45

Участок гибридизации гибрида ЦМС Кубанский 86 ЦМС ВК-678А ВК-276Б 1,4 436±64

2,1 358±56

2,8 413±41

3,5 355±57

Участок гибридизации гибрида ЦМС Кубанский 93 ЦМС ВК-678А ВК-653Б 1,4 441±54

2,1 412±42

2,8 413±37

3,5 408±45

Проверка генетической чистоты стерильных материнских форм, выращенных на различном расстоянии до рядков линии-опылителя показала, что в пределах изученного диапазона расстояний (1,4-3,5 м) показатели типичности у рядков, наиболее удаленных от линии-опылителя, не отличаются от показателей близлежащих рядков (таблица 8).

Таблица 8 - Генетическая чистота семян стерильной материнской формы в зависимости от расстояния до рядков линии-опылителя (схема посева 8:0:6)

ФГУП «Березанское», 2011-2012 гг.

Питомник Стерильная линия Линия -опылитель Расстояние до рядков опылителя, м Генетическая чистота, %

Участок размножения линии ВК-678 ЦМС ВК-678А ВК-678Б 1,4 97,0

2,1 95,0

2,8 95,3

3,5 98,5

Участок гибридизации гибрида ЦМС Кубанский 86 ЦМС ВК-678А ВК-276Б 1,4 99,0

2,1 99,2

2,8 96,7

3,5 98,5

Участок гибридизации гибрида ЦМС Кубанский 93 ЦМС ВК-678А ВК-653Б 1,4 95,4

2,1 95,6

2,8 94,5

3,5 96,3

При выращивании семян первого поколения гибридов подсолнечника Меркурий, Юпитер, Альтаир и Факел по схеме с соотношением рядков материнской и отцовской форм 12:4 установлено, что линии-опылители ВК-551 и ВК-580 обеспечивают равномерное опыление растений материнской формы в рядках, находящихся на расстоянии 0,7-4,2 метра от отцовской формы (-таблица 9).

В то же время, у линии-опылителя ВК-585 отмечено недоопыление рядков материнской формы, удаленных на 3,5 и 4,2 метра от отцовской формы.

Таблица 9 - Количество выполненных семянок (шт./раст.) у стерильной материнской формы на участках гибридизации по схеме 12:4

ФГУП «Березанское», 2009-2012 гг.

Материнская форма Линия опылитель Расстояние до рядков опылителя, м

0,7 1,4 2,1 2,8 3,5 4,2

Гибрид Меркурий

ЦМС Кубанский 93 ВК-551 1388± 208 1217± 176 1477± 138 1386± 166 1369± 168 1430± 166

Гибрид Юпитер

ЦМС Кубанский 86 ВК-580 1025± 106 1107± 89 1102± 94 1115± 67 1177± 108 1224± 107

Гибрид Факел

ЦМС ВК-678А ВК-551 662± 55 713± 66 644± 72 768± 83 641± 68 657± 51

Гибрид Альтаир

ЦМС Кубанский 93 ВК-585 1583± 128 1380± 167 1309± 145 1419± 158 1108± 182* 1108± 196*

Это указывает на то, что при промышленном семеноводстве гибрида Альтаир по схеме 12:4 в отсутствие пчелосемей может происходить недобор урожая за счет недоопыления центральных рядков полосы стерильной материнской формы. Иными словами, семеноводство этого гибрида нуждается в первоочередном обеспечении пчелоопылением.

Полученные результаты показывают, что в условиях отсутствия пчелосемей снижение пыльцевой нагрузки линии-опылителя при переходе от схемы посева 12:4 к схеме 12:2 приводит к уменьшению числа выполненных семянок у материнской формы вне зависимости от расстояния до отцовской линии.

Одним из способов повышения завязываемости семян материнской формы на участках гибридизации может оказаться обсев по периметру участка защитной полосой линии-опылителя.

Проведенные опыты показали, что положительное влияние таких полос распространяется у гибрида Меркурий на 100 метров, а у гибрида Юпитер на 200 метров, после чего отмечается снижение количества выполненных семянок (рисунок 1).

2000

ФГУП «Березанское», 2011-2012 гг.

20

50

100

200 300

Расстояние до массива отцовской линии, м

Рисунок 1 - Влияние защитных полос отцовской линии - опылителя на завязы-ваемость гибридных семян.

3.7. Особенности проведения подзимнего посева самоопыленных линий подсолнечника в центральной зоне Краснодарского края

Проведенными исследованиями установлено, что среди родительских форм имеются биотипы, отличающиеся повышенной способностью к прорастанию при пониженной температуре (+5°С). К ним относится самоопыленная линия ВК-551 и гибрид ЦМС Кубанский 93, лабораторная всхожесть семян которых на десятые сутки составила 34 % и 15 % соответственно. Семена остальных изученных линий в этот промежуток времени не прорастали.

Через 20 суток после закладки на всхожесть семена всех самоопыленных линий начали прорастать, и лабораторная всхожесть варьировала от 51 % у линии ВК-653 до 93 % у линии ВК-508. При последнем учете, проведенном через 25, суток всхожесть семян всех родительских форм сравнялась с показателями контроля (температура +25 °С).

Изучение динамики температуры почвы в среднем за 2008-2012 гг. показало, что устойчивый переход среднесуточной температуры почвы через 5°С в сторону ее понижения наблюдается во второй - третьей декаде декабря. В отдельные годы (2008, 2012) снижение температуры почвы происходило в этот период довольно резко, что создает благоприятные предпосылки для проведения подзимнего посева.

В остальные годы (2009, 2010, 2011) резкого снижения температуры почвы не наблюдалось, вследствие чего риск прорастания семян сохранялся вплоть до начала января.

В годы проведения исследований сочетание пониженной температуры почвы и отсутствие обильных осадков во второй - третьей декаде декабря было отмечено только в 2008 году. Подзимний посев родительских форм был проведен в два срока - 13 ноября и 3 декабря, однако перезимовки семени получения всходов весной добиться не удалось. Семена, по всей видимости, прорасли и проростки погибли от мороза.

Проведение подзимнего посева самоопыленных линий в центральной зоне Краснодарского края можно признать бесперспективным.

18

выводы

1. Установлены оптимальные сроки посева материнских форм гибридов подсолнечника, способствующие получению максимальной урожайности семян. Для самоопыленных линий ВК-678, ВК-276, ВК-653, ВК-680 и гибрида ЦМС Кубанский 93 они приходятся на третью декаду апреля. Повышенной стабильностью урожайности при посеве в период от третьей декады апреля до третьей декады мая отличается линия ВК-276 и гибрид ЦМС Кубанский 93. Линии ВК-678, ВК-653 и ВК-680 резко снижают урожайность при запаздывании с посевом.

2. Минимальные нормы временной изоляции для линий - закрепителей стерильности ВК-678, ВК-276, ВК-653 и ВК-680 составляют при посеве в третью декаду апреля 26 суток, вторую декаду мая-23 сутки и третью декаду мая-21 сутки. У ветвистых многокорзиночных линий - восстановителей фертильности ВК-508, ВК-551 и ВД-541 при посеве в третью декаду апреля они составляют 37 суток, вторую декаду мая-33 сутки. Линия ВК-585 отличается специфической реакцией, при которой минимальные нормы временной изоляции при посеве в третьей декаде апреля составляют 37 суток, второй декаде мая-23 сутки и третьей декаде мая-21 сутки.

3. Самоопыленные линии ВК-678, ВК-653, ВК-680, ВК-508, ВК-551, ВК-585 и ВД-541 являются выровненными по продолжительности периода всходы - цветение, высоте растений, масличности, массе 1000 семянок и не нуждаются в дополнительной селекционной доработке в направлении стабилизации этих признаков. Проведенный отбор высокомасличных биотипов у линий ВК-580 и ВК-276, а также крупносемянной семьи у линии ВК-580 позволил получить улучшенные сублинии. Выделенные перспективные биотипы самоопыленных линий размножены и включены в схему первичного семеноводства.

4. Самоопыленные линии ВК-678, ВК-276, ВК-680, ВК-653, ВК-551, ВК-580 и ВК-585 различаются по избирательной способности к оплодотворению своей пыльцой в условиях свободного цветения в массиве генетически

19

разнородного селекционного материала. Избирательность оплодотворения варьирует при этом от 39,1 % у линии ВК-276 до 92, 5 % у линии ВК-680. Линия ВК-680 обладает высокой избирательностью оплодотворения своей пыльцой (92,5 %) в сочетании с хорошей самофертильностью (55,1 %). При опылении смесью своей и чужеродной пыльцы она значительно меньше подвергается генетическому засорению по сравнению с линией ВК-678. Репродуцирование линий ВК-678 и ВК-680 при свободном цветении в условиях пространственной изоляции подтвердило преимущество линии ВК-680 в сохранении генетической чистоты на этапе промышленного семеноводства.

5. На завершающем этапе создания самоопыленных линий они должны оцениваться по самофертильности, избирательности оплодотворения и конкурентоспособности пыльцы. Это позволит выделить наиболее пригодные к использованию в звеньях первичного и промышленного семеноводства гибридного подсолнечника.

6. При размножении самоопыленных линий подсолнечника ВК-678, ВК-276 и ВК-680 в звеньях первичного семеноводства минимальная завязывае-мость семянок отмечена при использовании изоляторов из полупергаментной бумаги (4-145 шт./раст.), максимальная - у изоляторов из капроновой сетки (285-496 шт./раст.). Изоляторы из спанбонда обладали примерно ровной эффективностью в отношении завязываемости семянок (114-307 шт./раст. соответственно). Однако капроновая сетка с диаметром ячеек 500-520 мкм не является надежным препятствием для проникновения пыльцы подсолнечника и не должна использоваться при изготовлении индивидуальных изоляторов.

7. Групповые сетчатые изоляторы являются эффективным приемом размножения самоопыленных линий, гарантирующим сохранение 100 % - ной типичности фертильных линий и стерильности ЦМС-аналогов. Урожайность линий при размножении под групповыми сетчатыми изоляторами в среднем наполовину меньше по сравнению с полевыми условиями при

20

свободном цветении (0,52 т/га и 1,02 т/га соответственно). Отмечена специфическая реакция самоопыленных линий подсолнечника на условия выращивания под групповыми сетчатыми изоляторами, при которой выделены биотипы, как резко снижающие урожайность (ВК-174), так и сохраняющие ее на прежнем уровне (ВК-653) по сравнению с обычными полевыми условиями.

8. Сетчатое покрытие групповых изоляторов оказывает существенное влияние на изменение климатических факторов. В наиболее жаркий период дня (12-16 часов) под пологом групповых изоляторов температура снижается в ясные дни с 39,9°С до 35,0°С, а относительная влажность воздуха повышается с 22,0 % до 35,2 %. Сетчатое покрытие поглощает от 25,8 % до 27,3 % полуденного солнечного света, что может оказаться главным лимитирующим фактором, влияющим на рост и развитие растений подсолнечника.

9. Оптимальным режимом ручного опыления самоопыленных линий ВК-276 и ВК-653 в групповых сетчатых изоляторах является опьшение растений через день, при котором получено максимальное количество выполненных семянок (197 и 355 шт./раст. соответственно). При размножении линии ВК-551 опыление растений можно проводить через 2 дня.

10. В условиях недостаточного пчелоопыления участки размножения сте рильных материнских форм должны закладываться с соотношением рядков ЦМС-аналога и линии-опылителя 8:0:6. Данная схема посева обеспечивает равномерное опыление всех рядков материнской формы. Генетическая чистота семян в диапазоне расстояний 1,4-3,5м от рядков линии-опылителя остается при этом неизменной. Обсев участка гибридизации по периметру защитной полосой линии-опылителя повышает продуктивность материнской формы. Влияние защитной полосы распространяется у гибрида Меркурий на 100 метров, а у гибрида Юпитер на 200 метров.

11. При выращивании семян первого поколения гибридов Меркурий, Юпитер и Факел должна использоваться схема посева с соотношением рядков ма-

21

теринской и отцовской форм 12:4. Схема посева участков гибридизации с соотношением рядков материнской и отцовской форм 12:2 в условиях недостаточного пчелоопыления является нерациональной вследствие резкого снижения завязываемости гибридных семян.

12. Почвенно-климатические условия центральной зоны Краснодарского края неблагоприятны для проведения подзимнего посева самоопыленных линий подсолнечника.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При выращивании семян материнских форм гибридов подсолнечника самоопыленных линий ВК-678, ВК-276, ВК-653 и стерильного гибрида ЦМС Кубанский 93 в центральной зоне Краснодарского края использовать оптимальные сроки посева в третьей декаде апреля.

2. Соблюдать установленные минимальные нормы временной изоляции для линий-закрепителей стерильности ВК-678, ВК-276, ВК-653 и ВК-680 - 26 суток при посеве в третьей декаде апреля, 23 суток при посеве в первой декаде мая, 21 сутки при посеве в третьей декаде мая и линий восстановителей фертильности ВК-508, ВК-551 и ВД-541 - 37 суток при посеве в третьей декаде апреля и 33 сутки при посеве в первой декаде мая.

3. После оценки специфической комбинационной способности включить в проработку в схему первичного семеноводства выделенные перспективные высокомасличные сублинии ВК-276 и ВК-580, а также крупносемян-ную сублинию ВК-580.

4. Внедрить оптимальный режим ручного опыления растений в групповых сетчатых изоляторах для линий ВК-276 и ВК-653 - через один день, а для линий ВК-551- через два дня.

5. В условиях недостаточного пчелоопыления закладывать участки размножения стерильных материнских форм ЦМС ВК-678, ЦМС Кубанский 86 и ЦМС Кубанский 93 по схеме 8:0:6, а участки гибридизации гибридов Меркурий, Юпитер и Факел по схеме 12:4.

22

6. Обсевать участки гибридизации гибридов Меркурий и Юпитер защитной полосой линий-опылителей ВК-551 и ВК-580 для повышения продуктивности материнской формы.

Список работ опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бочковой А.Д. Характер формообразовательных процессов при первичном семеноводстве высокоолеиновых линий подсолнечника / А.Д. Бочковой, О.В. Пивненко, В.А. Камардин //Масличные культуры. - 2009 г,-Вып.1(140).- С.3-5.

2. Бочковой А.Д. Эффективность различных типов изоляторов при репродуцировании самоопылённых линий в звеньях первичного семеноводства / А .Д. Бочковой, О.В. Пивненко, В.А. Камардин //Масличные культуры. -

2010 г.- Вып.1(142-143).- С.34-38.

3. Бочковой А.Д. Характер изменчивости самоопылённых линий подсолнечника в звеньях первичного семеноводства / А.Д. Бочковой, О.В. Пивненко, В.А. Камардин // Масличные культуры. - 2011 г. Вып.1(146-147).-С.34-37.

4. Бочковой А.Д. Эффективность групповых сетчатых изоляторов при репродуцировании самоопылённых линий подсолнечника / А.Д. Бочковой, О.В. Пивненко, В.И. Ветер, В.А. Камардин // Масличные культуры. -

2011 г. Вып.1(146-147).- С.37-40.

5. Бочковой А.Д. Избирательность оплодотворения и конкурентоспособность пыльцы самоопыленных линий подсолнечника / А.Д. Бочковой, О.В. Пивненко, В.А. Камардин // Масличные культуры. - 2012 г. Вып.1(150).- С.12-12.

6. Бочковой А.Д. Особенности репродуцирования самоопыленных линий подсолнечника в условиях недостаточного пчелоопыления / А.Д. Бочковой, О.В. Пивненко, В.И. Голиков, В.А. Камардин // Масличные культуры. - 2012 г. Вып. 1(150).- С.15-19.

23

7. Камардин В.А. Сроки посева и нормы временной изоляции при репродуцировании самоопыленных линий подсолнечника / В.А. Камардин // Масличные культуры. — 2012 г. Вып.1(150).- С.53-56.

Подписано в печать 22,05. 2013 г. Формат 60*84 1/16

Бумага офсетная Офсетная печать Печ. л.- 1 Заказ № 356 Тираж 100 экз.

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Камардин, Вячеслав Анатольевич, Краснодар

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР ИМЕНИ В. С. ПУСТОВОЙТА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ПРИЕМЫ СОХРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ САМООПЫЛЕННЫХ ЛИНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ЗВЕНЬЯХ СЕМЕНОВОДСТВА ГИБРИДНОГО ПОДСОЛНЕЧНИКА

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных

растений

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

0420135^41

КАМАРДИН Вячеслав Анатольевич

ДИССЕРТАЦИЯ

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник А. Д. Бочковой

Краснодар - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................4

1 ПРИЕМЫ СОХРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ

ЧИСТОТЫ У ПОДСОЛНЕЧНИКА (обзор литературы)..................... 10

1.1. Система гибридного семеноводства подсолнечника на

основе ЦМС...........................................................................10

1.2. Искусственная, пространственная и временная изоляция семеноводческих посевов гибридного подсолнечника......................12

1.3. Репродуцирование самоопылённых линий с использованием подзимнего и рассадного способов посева..................................... 21

1.4. Самофертильность, избирательность оплодотворения самоопыленных линий и пчелоопыление растений семеноводческих посевов подсолнечника............................................................ 29

1.5. Создание специализированных зон гибридного семеноводства подсолнечника....................................................................... 36

2 УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ...................................................................... 39

2.1. Почвенно-климатические условия ..................................... 39

2.2. Методика проведения исследований..................................... 44

2.3. Краткая характеристика изучаемых линий и гибридов подсолнечника......................................................................... 47

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ............................................... 50

3.1. Сроки посева и нормы временной изоляции при репродуцировании самоопыленных линий подсолнечника................ 50

3.2. Характер изменчивости самоопыленных линий подсолнечника

в звеньях первичного семеноводства............................................ 56

3.3. Избирательность оплодотворения и конкурентоспособность пыльцы различных самоопылённых линий подсолнечника................63

3.4. Эффективность различных типов индивидуальных изоляторов

растений при репродуцировании самоопыленных линий подсолнечника в звеньях первичного семеноводства........................68

3.5. Эффективность групповых сетчатых изоляторов при выращивании оригинальных семян самоопылённых линий подсолнечника........................................................................72

3.6. Особенности выращивания семян самоопыленных линий и гибридов подсолнечника в условиях недостаточного пчелоопыления....................................................................... 81

3.7. Особенности проведения подзимнего посева самоопыленных

линий подсолнечника в центральной зоне Краснодарского края..........89

ВЫВОДЫ..............................................................................93

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ........................................97

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...........................98

ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................................116

Актуальность темы: В Российской Федерации подсолнечник является основной масличной культурой. Среди этой группы подсолнечник занимает 70 % посевных площадей, обеспечивает 85 % валового сбора и 90 % объема выработки растительных масел.

Подсолнечное масло используется непосредственно в пищу и в кулинарии, применяется для изготовления различных сортов маргарина, майонеза, овощных и рыбных консервов, кондитерских и хлебобулочных изделий. Часть масла, непригодного в пищу, используют при производстве мыла, олифы, линолеума и других изделий.

По питательности и усвояемости подсолнечное масло лишь немного уступает сливочному, но заметно превосходит другие животные жиры. Одна единица массы подсолнечного масла по калорийности равноценна 2-3 единицам сахара, 4 единицам хлеба, 8 единицам картофеля.

Ценность подсолнечного масла как пищевого продукта определяется его жирнокислотным составом и содержанием в нем необходимых для человека биологически активных веществ: витаминов (А, Д, Е, К), фосфатидов и других.

При переработке семян на масло побочно получают около 35 % жмыха или шрота. В нем содержится 32-35 % протеина, от 1 до 7 % жира, около 20 % углеводов, 1,3-1,4 % пектина, 3-3,5 % биологически активного вещества фитина, витамины группы В, фосфор, кальций и другие ценные вещества.

Подсолнечная лузга служит ценным сырьем для гидролизной промышленности. Из нее вырабатывают фурфурол, этиловый спирт, кормовые дрожжи и другие продукты.

В обмолоченных корзинках содержится (в % на абсолютно сухое вещество) жира - 5-8, клетчатки - 14-17, зольных элементов (фосфора, калия, кальция, магния - 13-15), безазотистых экстрактивных веществ - до 60. Корзинки богаты высококачественными пектиновыми веществами, содержание которых достигает 22-27 %. Мука из корзинок подсолнечника является питательным кормом

4

для животных с высоким содержанием жира, белка, углеводов и минеральных солей.

В Российской Федерации производство подсолнечника является важной народнохозяйственной задачей. В настоящее время в структуре сортовых посевов подсолнечника в стране сложился определенный баланс, при котором сорта-популяции и межлинейные гибриды занимают примерно по 50 % посевных площадей. В то же время, средняя его урожайность в России не превышает 1,11,2 т/га.

Одним из путей повышения урожайности подсолнечника и улучшения его качества является переход на возделывание межлинейных гибридов. Гибриды отличаются высокой потенциальной урожайностью, выравненностью по высоте растений, срокам созревания, устойчивостью к основным патогенам. Эти особенности гибридов позволяют более эффективно использовать все звенья интенсивной технологии возделывания.

Замена сортов-популяций гибридами в Российской Федерации происходит крайне медленно. За период с начала внедрения гибридного подсолнечника в 1980 году и до настоящего времени ежегодный прирост доли гибридов в общей

о

структуре сортовых посевов не превышал в среднем 1,6 %. В то же время, в основных европейских странах и США замена сортов-популяций гибридами произошла в течение 3-5 лет. Такие резкие различия по темпам можно объяснить низким уровнем технологии возделывания и недоразвитостью рыночных отношений в Российской Федерации.

Широкое внедрение гибридов в производство сдерживается также из-за сложного семеноводства, предусматривающего выход на качественно новый, более высокий, уровень работы. Семеноводство гибридного подсолнечника на основе ЦМС предусматривает использование сложных генетических систем закрепления стерильности и восстановления фертильности пыльцы, а также контроль стабильности морфобиологических, биохимических показателей и устойчивости к основным патогенам.

Энтомофильный тип опыления подсолнечника накладывает глубокий отпечаток на характер семеноводческой работы с этой культурой и создает существенные затруднения при репродуцировании селекционного материала.

Система гибридного семеноводства подсолнечника в Российской Федерации строится на двухзвенной основе. Учреждения-оригинаторы выращивают семена родительских форм всех репродукций, а специализированные семеноводческие хозяйства под методическим руководством специалистов научно-исследовательских учреждений занимаются производством семян первого поколения гибридов.

На всех этапах этой работы применяются специфические, присущие только данной культуре, приемы и методы, позволяющие сохранить генетическую чистоту самоопыленных линий. Так, например, система первичного семеноводства самоопыленных линий предусматривает оценку и отбор лучших растений и семей в питомнике оценки потомств. Весь цикл работ при этом происходит при контролируемом опылении под изоляторами. Искусственную изоляцию подсолнечника применяют в селекционной практике давно. В процессе развития селекционных работ с гибридным подсолнечником менялись материал, форма и конструкция изоляторов, разрабатывались методы повышения завя-зываемости семян при самоопылении.

С появлением новых материалов для изготовления изоляторов (спанбонд, капроновая сетка) сравнительное изучение типов изоляторов вновь стало актуальным. Не изученным является также вопрос о проницаемости новых материалов для пыльцы подсолнечника, а, следовательно и их надежности с точки зрения сохранения генетической чистоты селекционного материала. Требуется также уточнить реакцию генетически разнородных самоопыленных линий на условия внешней среды, складывающиеся при самоопылении под изоляторами различного типа.

Размножение селекционного материала в групповых сетчатых изоляторах является относительно новым способом репродуцирования самоопыленных линий в звеньях первичного семеноводства. Несмотря на широкое их использова-

б

ние в передовых селекционных центрах и зарубежных фирмах, сравнительные данные об особенностях выращивания семян самоопыленных линий при репродуцировании в групповых сетчатых изоляторах в научной литературе весьма ограничены.

Последующие звенья репродуцирования селекционного материала осуществляются с использованием полевых участков размножения на основе пространственной изоляции. Среди комплекса вопросов при этом требуют своего изучения процесс опыления насекомыми как один из главных факторов, способных оказать влияние на продуктивность и генетическую чистоту самоопыленных линий. В этой связи актуальными вопросами являются изучение влияния расстояния рядов ЦМС-аналога от рядов линий-опылителей, а также зависимость завязываемости семян от расстояния до места расположения пасеки. Требует также проверки технология закладки участков гибридизации с обсевом их по периметру защитной полосой из отцовской формы.

При размножении самоопыленных линий большое значение имеет такое явление, как избирательность оплодотворения. В настоящее время, с открытием надежного источника ЦМС, оно утратило свое значение как прием получения гибридных семян. В то же время, возросла роль его как фактора, оказывающего непосредственное влияние на сохранение генетической чистоты самоопыленных линий в процессе их репродуцирования.

Требует своего изучения вопрос о взаимосвязи автофертильности и избирательности оплодотворения, а также о конкурентоспособности пыльцы различных линий.

Отсутствие достаточных сведений в научной литературе по перечисленным вопросам делает актуальным предмет наших исследований, которые проводили в соответствии с планом научно-исследовательских работ Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур имени В. С. Пустовойта Россельхозакадемии по теме 04.07.03. „ Усовершенствовать системы и технологии первичного и про-

мышленного семеноводства сортов и гибридов масличных и эфиромасличных культур".

Цели и задачи исследования.

Целью настоящего исследования являлось разработка приемов сохранения генетической чистоты самоопыленных линий в различных звеньях семеноводства гибридного подсолнечника.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучить изменчивость основных селекционных признаков у самоопыленных линий подсолнечника при репродуцировании их в питомниках первичного семеноводства;

2. Установить оптимальные сроки посева родительских форм гибридов подсолнечника и уточнить нормы временной изоляции;

3. Определить эффективность различных типов индивидуальных изоляторов растений при получении генетически чистых семян самоопыленных линий;

4. Оценить способ репродуцирования самоопыленных линий под пологом групповых сетчатых изоляторов;

5. Изучить самоопыленные линии по избирательности оплодотворения, самофертильности и конкурентоспособности пыльцы;

6. Установить особенности опыления на участках размножения и гибридизации подсолнечника.

Научная новизна исследований. Новизна исследований состоит в том, что на родительских формах современных гибридов подсолнечника впервые получены экспериментальные данные по изменчивости основных признаков. Определены оптимальные сроки посева и уточнены нормы временной изоляции. Изучены особенности самоопыленных линий по самофертильности, избирательности оплодотворения и конкурентоспособности пыльцы. Выявлена специфическая реакция самоопыленных линий при размножении под изоляторами различных типов и групповыми сетчатыми изоляторами. Установлены особен-

ности пчелоопыления на участках размножения и гибридизации подсолнечника.

Практическая значимость работы. Применение результатов проведенных исследований позволяет повысить генетическую чистоту родительских линий и гибридов подсолнечника в процессе первичного и промышленного семеноводства.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Характер изменчивости основных признаков у самоопыленных линий подсолнечника.

2. Оптимальные сроки посева и нормы временной изоляции родительских форм гибридов подсолнечника.

3. Эффективность индивидуальных и групповых изоляторов при получении генетически чистых семян самоопыленных линий.

4. Избирательность оплодотворения, самофертильность и конкурентоспособность пыльцы различных самоопыленных линий.

5. Особенности опыления растений на участках размножения линий и участках гибридизации.

Автор выражает признательность научным сотрудникам и лаборантам отдела семеноводства и маркетинга ВНИИМК за помощь при проведении исследований.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на заседаниях методической комиссии ученого совета ВНИИМК (Краснодар, 2009-2012гг.) и отчетно-плановой сессии ВНИИМК (Краснодар, 20102013гг.)

По результатам исследований опубликовано семь научных статей.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 118 страницах машинописного текста, включает 27 таблиц, 4 рисунка и 3 приложения. Состоит из введения, 3 глав, выводов, предложений производству. Список используемой литературы включает 199 источников, из них 111 иностранных авторов.

1 ПРИЕМЫ СОХРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ У ПОДСОЛНЕЧНИКА (обзор литературы)

1.1. Система гибридного семеноводства подсолнечника на основе ЦМС

Семеноводство гибридного подсолнечника на основе ЦМС предусматривает использование сложных генетических систем закрепления стерильности и восстановления фертильности пыльцы, а также контроль стабильности морфо-биологических, биохимических показателей и устойчивости к патогенам.

Энтомофильный тип опыления подсолнечника накладывает глубокий отпечаток на характер семеноводческой работы и создает существенные затруднения при репродуцировании селекционного материала.

Система гибридного семеноводства подсолнечника в настоящее время в большинстве случаев строится на двухзвенной основе. Учреждения - оригина-торы выращивают семена родительских форм гибридов, а специализированные хозяйства под методическим руководством специалистов научно - исследовательских учреждений занимаются производством семян первого поколения гибридов [Бочковой, 2011].

На всех этапах этой работы применяются специфические, присущие только данной культуре, приемы и методы, позволяющие сохранить генетическую чистоту самоопыленных линий.

В гибридном семеноводстве подсолнечника большое значение имеет стабильность используемого при этом источника ЦМС. С момента его открытия на основе цитоплазмы дикорастущего вида подсолнечника НеНапИшэ рейокпБ он зарекомендовал себя как достаточно стабильный и надежный источник [Ьес1ег& 1968,1970].

В последующем в научной литературе появились сообщения как подтверждающие его пригодность для использования в гетерозисной селекции подсолнечника, так и ставящие под сомнение стабильность проявления стерильности.

В опытах болгарских ученых установлено, что источник ЦМС отличается очень высоким уровнем стабильности [Уе1коу, 81:оуапоуа, 1974; Ре1тоу,1980]. Помимо этого, отмечено, что цитоплазма Н. рейокпэ не оказывает угнетающего действия на морфобиологические признаки растений подсолнечника, что является очень важным для перевода самоопыленных линий на стерильную основу [Матиенко, 1984; Ре1тоу,1980]. В опытах ВНИИМК изучалась стабильность проявления стерильности у источника ЦМС при воздействии экстремальных температур (от 5 до 30° С) и света различного спектрального состава. Полученные экспериментальные данные подтвердили надежность его в различных условиях внешней среды [Бочковой, Клюка, Савченко, Ветер, Гусева, 1991].

В тоже время, в работах других авторов указывается, что « используемый в практике семеноводства источник ЦМС (Н. рейокпБ) не обеспечивает 100 % стерильности самоопыленных материнских линий» [Вронски