Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекционно-генетическая характеристика дигаплоидных линий ярового ячменя, полученных с использованием Hordeum bulbosum L.

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекционно-генетическая характеристика дигаплоидных линий ярового ячменя, полученных с использованием Hordeum bulbosum L."

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО

КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК имени В. И. ЛЕНИНА

Отделение ВАСХНИЛ по Нечерноземной зоне РСФСР

Научно-производственное объединение .Подмосковье"

На правах рукописи

МОЛЧАНОВА Любовь Мстиславна

г"Я' УДК 633.162:631.527

СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИГАПЛОИДНЫХ ЛИНИЙ

ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ, ПОЛУЧЕННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ нсжоЕим виьвоБим ь.

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Немчиновка (Московская область) 19 9 0

Работа выполнена в отделе оелекции яровых вераовых культур ШО "Подиооковье" в 1984-1989 гг.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущее учреждение:

академик ВАСХНИЛ, доктор биоло-гичеоких наук, профеооор Э.Д. Неттевич

доктор оельокохозяйотвенных наук, ст. научный оотрудник А.А. Гончаренко |

кандидат оольокохрзяйотвенных наук, от. научный оотрудник О.И. Модканова

научно-производотвенное объединение "Белогорка"

Защита дисоертации ооотоитоя " " ¿А и 1990 г.

в час. на ааоздании специализированного оовета К 020.19.01

ШО "Подиооковье" по адреоу: 143013,. Немчиновка, Мооковской области.

С дисоертацией можно ознакомиться в библиотеке ШО "Подмос-

ковье"

Автореферат раз обдав

1990 г.

Ученый оевретарь Специализированного оовета кандидат оельокохо8Яйотвенных наук

З.А. Еуч

ОБЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важнейшее условие прогресса в увеличе-ш производства и улучшении качества сельскохозяйственной продукции - ооздание и внедрение в производство новых более совершенных о ортов. В связи о этим большую актуальность в настоящее время имеет разработка и использование в селекционной практике новых методов и технологий, ксорые позволяют ускорить селекционный процесс, повыоить его эффективность.

В селекции ярового ячменя получение гомозиготных дигаплоидных линий на основе ко пользования в качестве гадлопродюсера н.Ьи1Ьозшп облегчает поиск генотипов, возникших в результате рекомбинации генетических факторов родительских форм.

Однако эффективность применения метода гаплоидии в селекции ячменя на продуктивность, устойчивость к болезням и качество зерна недостаточно исследована. В связи с этим метод удвоенных гаплоидов как прямой путь создания сортов и как новый метод получения ценного исходного материала нуждается в детальном селекционном изучении.

Настоящая работа проводилась в соответствии с плановой темой 01.04 отдела селекции яровых зерновых культур НПО "Подмосковье": "Создать и передать на государственное испытание сорта ячменя универсального направления, уотойчивые к полеганию и болезням, с хорошим ка' эством зерна, пригодные для интенсивных технологий". Номер госрегистрации 01860114835.

Цель и задачи исследований. Цель работы - изучить в уоловиях Нечерноземного центра РСФСР по комплексу хозяйственных и биологических признаков селекционный материал ярового ячменя, созданный о использованием гадлопродюсера Н.ЬиНюэит , и выявить ценные в практическом плане дигаплоидные линии.

Экспериментальные исследования решали оледуюдие задачи:

1. Провести оценку дигаплоидных линий ярового ячменя по продуктивности, биологическим и генетическим особенностям, устойчивости к наиболее распространенным в Нечерноземной зоне болезням (пильная головня, мучнистая роса, сетчатая пятнистость) и выяснить перспективность их непосредственного использования для ооз-дания новых сортов .

2. Определить возможность и целесообразность использования дигаплоидных линий ярового ячменя в качеотве исходного материала для гибридизации о целью получения новых ценных рекомбинантов.

- г -

Научная новизна работы. Показана возможность использования в сочетании с традиционными методами оелекции ярового ячменя одного из методов прикладной биотехнологии - получения удвоенных гаплоидов. Применение данного метода позволяет создать гомозиготные линии на базе гибридов воего за одно поколение.

Установлено, что линии гаплоидного происхождения представляют собой генетически однородный материал и характеризуются высокой стенотипической выравненностыо. Электрофорезом гордеинов подтверждена гомогенность дигаплоидных линий ярового ячменя.

При изучении дигапдовдных линий от различных комбинаций скрещивания отмечено, что результативность использования метода гаплоидам в селекции ячменя зависит в первую очередь от генетических особенностей гибридов первого поколения (их продуктивности,устойчивости к болезням, сочетания ценных биологических и хозяйственных признаков и др.).

На основе результатов исследований сделан вывод о целесообразности выявления устойчивых к болезням дигапловдных форм в первый год их получения.

Практическая значимость работы. В результате оценки по комплексу хозяйственно ценных признаков выделены дигаплоидные линии, устойчивые к наиболее распространенным в Нечерноземной зоне патогенам и обладакцие высокой продуктивностью.

Выделены и проходят конкурсное испытание дигаплоидные линии о комплексной устойчивостью к болезням, превшшицие по урожаю зерна лучлие районированные сорта на 10%.

С 1990 г. на государственное иопытаыие принята дигаплоидная линия ярового ячменя под оортовым названием Биос-1, которая ооче-тает в себе высокую урожайность, уотойчивооть к полеганию и поражению пыльной головней.

При использовании лучших дигаплоидных линий в скрещиваниях с о ортами и селекционными формами ооздан ценный исходный материал для селекции ярового ячменя в уоловиях Центрального района Нечерноземной зоны.

Реализация результатов. Результаты исследований применяются в селекции ярового ячменя отдела оелекции яровых зерновых культур НПО "Подмосковье" и НПО "Приококое" Рязанского НИИПТИ АПК. Ряд дигаплоидных линий с высокой селекционно-генетической ценноотью передан в другие научные учреждения страны (ВИР, БелНМВ и др.)

в качестве исходного материала для создания высокопродуктивных и устойчивых к пыльной головне и мучнистой росе оортов.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на Всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур (Алма-Ата, 1988 г.), на научно-практической конференции молодых ученых НПО "Подмосковье" (1989 г.), на научной конференции иолодых ученых л опециалиотов ICXA им H.A. Тимирязева (1989 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано шесть работ.

Объем работы. Диссертация изложена на ш отраницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, выводов и практических рекомендаций. Библиографический список включает 225 наименовании, в том числе 114 работ иностранных авторов.

УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА 1С СЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнена в отделе оелекции яровых зерновых культур Научно-иооледовательского института оельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны РСФСР НПО "Подмосковье" в 1984-1989 гг.

Полевые опыты проводили на подкх оелекционных севооборотов Московского селекцентра НПО "Подмосковье" и Рязанского НИИПТИ АПК НПО "Приокское". Почвн НПО "Подмосковье" дерново-подзолистые, хорошо окуль уренные. Агрохимические показатели по годам имели сле-дукщув амплитуду изменчивости: оодеряание гумуоа 1,4-2,5$, подвижные Р205 - 19-28 и К20 - 8-15 мг на 100 г почвы; pH солевой вытяжки - 5,6-5,8. В НПО "Приокское" - деградированный чернозем, содержание гумуоа в пахотном олое 5,0-5,5$; подвижные PgÖg - 28 и KgO - 18,5 мг на 100 г почвы.

Часть исследований проведена в уоловиях иокуоотвенного климата: гибридизация, размножение дигаплоидных линий, оценка их на искусственном инфекционном фоне на резистентнооть к мучнистой ро-ое и пыльной головне.

Контрастные метеоуоловия в годы проведения иооледований позволили воеоторонне оценить изучаемый материал по продуктивности, биологачеоким особенностям, уотойчивооти к болезням.

Объектом исследований служили дигаплоидные линии ярового ячменя. Работы по созданию дигаплоидных линий проводили совмеотно: подбор родительоких форм для окрещивания и получение гибридов Fj ооущеотвлял отдел оелекции яровых зерновых культур. Гаплоиды яч-

меня создавали в отделе генетики и биотехнологии НПО "Подмосковье" (В.Н. Чистякова), лаборатории клеточно-инженерных методов ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии (В.А. Внучкова) и НИИ о.-х. Юго-Востока (П.А. Дьячук) путей опыления гибрвдов Fj Н. vulgare пыльцой гаплопродюсера Н. bulboaum (2п = 14) и культивьрованая изолированных зародышей на искусственной питательной среде.

Исходным материалом для создания гибридов первого поколения служили лучшие отечественные и зарубежные сорта и селекционные фориы, а такие доноры генов устойчивости к основным болезням. В качестве источников устойчивости к пыльной головне были взяты образцы о эффективными генами Run 8 - Первенец (ВСГИ) и Run 15 - линии 27-13 (К 252SB) и 38-10 (К 25294), полученные от скрещивания (Хайпроли х Московский I2I)2 (НШЕХ ЦРЮ). В качестве доноров устойчивости к мучнистой росе привлекали сорта и образцы с эффективными генами -ш.-ад,ш.-а13 и локуоа ml-о (Жодинский 5, Кети, Дефра и др.).

. Оценку дигапловдных линий на устойчивость к пыльной головне и мучнистой росе начинали с первого поколения. Выращиваемые в со-оудах для размножения линии заражали пыльной головней "твел-мето-дом". Инфицированный материал убирали и высевали в поле, где проводили учет и повторное заражение колооьев "вакуум-методом" по методике В.И. Кривченко (I960 г.). Инокулировали популяцией патогена, собранной о различных сортов и оелекционного материала. Восприимчивые к пыльной головне линии в дальнейшее изучение не включали. Устойчивость к местной популяции мучнистой рооы оценивали на жестком инфекционной фоне в уоловиях искусственного климата в фазе проростков и взроолых растений.

Эффективность заражения пыльной головней и мучнистой росой проверяли по сортам индикаторам, принятым в качеотве эталонов для меотных условий.

Изучение дигапловдных линий в полевых условиях в первый год оценки осуществляли по типу селекционного питомника первого года на шестирядковых делянках площадью I кв.м. Линии, выделенные по комплексу хозяйственных и биологических признаков, продолжали изучать по типу селекционного второго года и контрольного питомников в двух пунктах испытания (ШО "Подмосковье" и НПО "Приокское") на делянках площадью 3 и 5 кв.м при норме высева 5 млн. вохожих зерен на I га. Лучшие линии проходили оценку в конкурсном испытании. Повторнооть - четырехкратная, учетная площадь делянки 10 кв.м,

норма высева 5 млн. всхожих зерен на I га в обоих пунктах.

Скрещивание дигаплоидных линий с сортами и между собой для ооздалия гибридных популяций, последукщего отбора элитных раотений и их селекционной проработки ооущеотвляли по принятой в ШО "Подмосковье" методике.

фенологические наблюдения, поражение болезнями, устойчивость к полеганию, анализ элементов структуры урожая проводили по ооот-ветотвупцим методикам Госкомисоии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1983) и международного класси^катора рода Ног-аеит.Ь (1985).

Биохимические анализы зерна выполнены в аналитической лаборатории института. Электрофорез гордеинов сделан в лаборатории технологии зерна института, во ВНИИ Общей генетики и БелНПЗ.

Математическая обработка результатов исследований выполнена стандартными статистическими методами о использованием ЭВ'-Л "Мир-1".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

I. Оценка дигаплоидных линий ячменя по комплексу хозяйственных и биологических признаков

За период 1984-1989 гг. на различных этапах селекционного процесса изучено 1322 дигаплоидных линии (ДГЛ) от 132 комбинаций скрещивания.

В результата диплоидизации гаплоидов была отмечена различная сзерненнооть колосьев у растений удвоенных гаплоидов: от полностью стерильных до различной степени фертильности. Не исключено воздействие колхицина в процессе диплоидизации гаплоидов, что монет обусловить генетическую неоднородность различных колосьев одного растения. Для изучения этого явления была проведена оценка потомств зерновок отдельных колосьев трех дигаплоидных линий: ДГЛ 2478 (Л.38-10 х Одесский 100), ДГЛ 2437 (Л.38-10 х Носовский 9) и ДГЛ 2514 (Л.38-10 х Зазерский 85). Иооледование вариабельности потомств оемян о отдельных колооьев по морфологическим, биологическим и генетическим признакам показало, что они отличаются высокой выравненностыо и однотипностью по всем оцениваемым параметрам. Однородность их генетической организации подтверждена результатами элекгрофоретичеокого анализа гордеинов.

Главный критерий, по которому оценивают селекционный материал, - показатель продуктивности. У злаков тестирование урожая обычно проводят в Рд или позже, а при использовании удвоенных га-

плоидов зга процедура сокращается до двух лет (Е, 31траоп,у.у/.

Эпаре , 1981).

За период 1985-1987 гг. были оценены по продукгивнооти *48£ дигаплоидные линии ячменя от 85 комбинаций оценивания, в которых участвовали новые высокопродуктивные сорта ячменя. Исследования показали, что большинство дигаплоидных линий, полученных на их основе, уступают по продуктивности лучшим стандартным сортам. Трано-хресош по этому признаку чрезвычайно редки. Например, из проанализированных в 1985 г. в селекционном питомнике первого года 67 дигаплоиднкх линий только II линий незначительно превысили стандарт по продуктивности (табл. I).

Таблица I.

Распределение дигапловдных линий ярового ячменя по урожайности относительно стандарта, 1985 г. (селекционный питомник первого года)

Происхождение линии

Число линий

¡Превысили ;стан-

I'

№ (5% и

¡более)

¡Равны ¡Уступили стан-ставда-|царту

" тг

¡(6-15%) ¡(16% и [ ¡ниже)

*!

II 2514 (Л.38-10 х Зазерокий 85) 9

Н 2498 (Первенец х Зазерский 85) 21

Н 2786 (Зазерский 85 х Московский 3)

Н 2788 (Икар х Московский 3)

II 2821 (Карина х Московский 3)

II 2831 (Роланд х Иосковокип 3)

Н 2841 (Атланта х Московский 3)

Н 2893 (Роланд х Московский 3)

Н 2912 (Зазерский 85 х Московский 2) 3

Н 2937 (Боратинсский х Московски';; 2) 7

Н 2944 (Зазерский 85 х Московский 2) I

Н 2976 (Зазерский 85 х Риск) 3

Н 3036 (Идеал х Риск) 6

Н 3 440 (Л.27-13 х Одесский 100) I

Н 3554 (С1 13664 х Одесский 100) I

Всего: 67

I I I I О О

О

о о о о

II

0

1 I

о о

9

о о о

0

1

о

0

1

2 О О 14

4 О О

О

2

3

I I 3 I I

33

6

5

6

Средняя урожайность дигаплоидных линий была ниже урожайности стандартов. Аналогичную картину наблюдали и в 1986-1987 гг.

Эффективность выделения линий с вшокой продуктивностью очевидно во многой зависит от походного материала, на котором базируется эта работа. Существенный сдвиг по данному показателю был отмечен в том случае, когда в скрещивания для получения гибридов 3?р олужащих базой для создания дигаплоидных линий, были включены высокопродуктивные сорта и дигаплоцды. Так, в 1989 г. дигаплоид-ные линии не уступали по оредней урожайности стандартным сортам в двух пунктах иопыташш - ШО "Подмосковье" и ШО " Приокское" (табл. 2).

Таблица 2.

Урожайность* дигаплоидных линий ячменя, 1989 г. (селекционный питомник второго года)

¡Проана-т Уронайнооть, т/га

Сорт, комбинация скрещивания ¡лизиро-т-1-

рано ¡НПО "Под- ¡НПО "Приок-¡линий ¡московье" ¡окое"

Зазерский 85 от. 3,18 -

Криничный от. - 4,95

Н 173 (ДГЛ 1325 х ДГЛ 1421) 33 2,94 5,21

Н 239 (КНШСХ 191/3 х ДГЛ 1325) 10 3,45 4,59

Н 255 (Одесский 115 х ДГЛ 1325) 12 3,37 5,47

Н 272 (Зазрений 85 х ДГЛ Е362) 8 3,37 5,34

Н 276 (Кедр х ДГЛ 1362) 17 3,03 5,41

* - урожайность представлена в среднем по всем ДГЛ данной комбинации окредивания.

Дигаплоидные линии, указанные в табл. 2, имеют одним из компонентов скрещивания раннее полученные дигаплоидные линии 1325 (Первенец х Зазерокий 85), ДГЛ 1362 (Первенец х Зазерский 85) и ДГЛ 1421 (Боратинский х Московский 2).

Поскольку дигаплоидные линии оозданы на базе гибридов Fj, то в пределах одной комбинации окрещивания отмечен широкий спектр варыфовання по продуктивности (табл. 3), что ооздает предпосылки для выделения линий о высокой урожайностью. Такие линии выделены в 1988 г. практически во всех комбинациях. Подобную картину наб-лвдали ряд исследователей при изучении по продуктивности дигаплоидных линий, созданных с учаотием дигаплоидов, и отмечали большую вариабельность таких линий по урожаю зерна ( L.s.p.song et.ai. , 1978).

Таблица 3.

Продуктивность дигаплоидных линий ярового ячменя, 1988 г. (селекционный питомник первого года)

¡Проана- j Масса зерча с делянки Комбинация скрещивания, £ г | лимиты, |v, %

uupi ¡линий ; х ; г

HI73 (ДГЛ 1325 X ДГЛ I42I) 138 286+3,9 150-400 16,0

Н239 (КНИИСХ X I9I/3 X ДГЛ 1325) 10 296+10,7 260-380 И,5

Н240 (Риск х ДГЛ 1325) 23 279+9,6 194-385 16,5

Н255 (Одесский 115 х ДГЛ 1325) 26 330i7,3 265-400 11,3

Н267 (Ауксиняй х ДГЛ 1362) 5 295+27,6 230-370 21,0

Н270 (Багрянец х ДГЛ 1362) 12 290+12,6 220-380 15,0

Н272 (Зазерский 85 х ДГЛ 1362) 19 276+7,8 195-330 12,3

Н276 (Кедр х ДГЛ 1362) 47 • 278+8,2 175-395 20,3

Н280 (Криничный х ДГЛ 1362) 12 295+12,5 230-360 14,7

Н284 (Одесский 115 х ДГЛ 1362) 42 279+7,2 140-350 16,6

Носовский 9 272+10,6 215-290 11,6

Зазерский 85 271+10,2 220-300 10,8

Б заключении можно отметить следующее. Оценка дигаплоидных линий показала, что успех отбора на продуктивность при использовании гаплоидии во многой зависит от правильности выбора исходного материала при создании гибридов Fj. Наибольший выход дигаплоидных линий обладающих высокой продуктивностью, получен в гибридных комбинациях, где одной из родительских форм были ранее созданные дигаплои-ды, в родословной которых участвуют высокопродуктивные сорта Зазерский 85, Московский 2, Мооковский 3, Риск.

Оценка основных элементов продуктивности дигаплоидных линий проводилась в сравнении со стандартом. Было отмечено, что для дигаплоидных линий, как и для сорта, характерна разная степень варьирования по изучаемым признакам. Наиболее урожайными являются линии о высокой продуктивной кустиотоотыо, синхронным развитием главных и боковых побегов и высокой массой 1000 зерен.

Отбор на повышение продуктивности и пригодность к современным интенсивным технологиям выращивания приводит, как правило, к удлинению вегетационного периода. У лучших дигаплоидных линий удлинение периода вегетации было обусловлено, длительным периодом кущения.

Отмечен высокий выход дигаплоидных линий, устойчивых к полега-

нию, поскольку практически во всех комбинациях скрещиваний принимали участие формы, устойчивые к полеганию: оорта Зазерский 85, Риск, КриничныЙ и ДГ линии 1325, 1362, НО и др.

Результаты биохимической оценки зерна показали, что по' основный показателям качества дигаплоидные линии находились на уровне стандартных сортов. Исключение составила ДГЛ 464 с высоким содержанием белка - 15,6$.

2. Оценка дигаплоидных линий по .устойчивости к болезням

Наибольшая ценность метода гаплоидии в селекции сельскохозяйственных растений заключается в возможности создания гомозигот в кратчайшие сроки - за одно поколение. Это имеет особую значимость прежде всего в селекции на иммунитет, когда чрезвычайно важно опережать формообразовательный процесс в популяции паразита, быстро преодолевающего устойчивость возделываемых сортов.

Нечерноземная зона относится к районам наибольшей вредоносности грибных патогенов ячменя. В наших исследованиях осн )вной акцент в самом начале работ был сделан на создание линий, устойчивых К пыльной головне ( Ustilago nuda Kell.et Swing. ) И мучнистой росе ( Erisiphe graminia DC. f. ap.hordei Em.Marchai ).

В течение 1984-1988 гг. проведена оценка на устойчивость к пыльной головне 857 и на устойчивость к мучнистой росе 826 дигаплоидных линий (табл. 4).

Таблица 4.

Результаты оценки дигаплоидных линий ячменя на устойчивость к основным болезням

Показатель |l984r.¡1985г.{1986г.|l987r.j1988г.|Всего

Пыльная головня

Проанализировано ДГЛ Из них устойчивых

Проанализировано ДГЛ Из них устойчивых

12 70 239 126 410 857

6 48 146 65 380 645

Мучнистая роса

48 211 121 439 826

5 58 13 159 235

Проведенные исследования уже в первые годы показали, что с помощью гаплоидии удается сравнительно легко получать константные линии с доминантными генами устойчивости к пыльной головне. В 19841987 гг. от 50 до созданных дигаплоидных линий обладали устойчивостью к пыльной головне. Значительное преобладание устойчивых к пыльной-толовне линий в 1988 г. обусловлено привлечение!« в скреаи-

вания в качестве материнских и. отцовских форм ранее полученных устойчивых к патогену дигаплоидных линий.

Увеличение числа получаемых дигаплоидных линий в последующие годы позволило проследить характер наследования признака устойчивости к пыльной головне в комбинациях скрещивания (восприимчивые сорта х донор устойчивости) х H. bulboaum (табл. 5). Результаты анализа показали существенное преобладание в потомстве дигаплоидных линий форм, устойчивых к пыльной головне. В суммарной выборке из комбинаций (сорт х донор с геном Run 15) число иммунных форм почти в два раза выше, чем восприимчивых. А в комбинациях (сорт х донор с геном Run 8) в среднем за четыре года число резистентных форм выше, чем восприимчивых в 2,6 раза.

Таблица 5.

Результаты анализа дигаплоидных линий ярового ячменя по устойчивости к пыльной головне

Комбинация скрещивания при получении гибридов Pj

Проана-jРасщепление на R ив Соотно}

лизиро--1-¡шение -у 2

вано лигфактичес- ожидаемое К. : s ^ «и» кое '

s J Е : s j

Copea x донор с Сорта х донор с

Сорта х донор с Сорта х донор с

Сорта х донор с

Сорта х донор о

Всего: в том числе; Сорта х донор с

Сорта х донор о

геном Run 15

геном Run 8

1985 г. 47

21

1986 г.

геном Run 15 геном Run 8

26

1987 г.

геном R un 8

геном Run 8

94 1988 г.

геном Run 15 геном R un 8

29 18 24 24 1,6:1 2,5

16 5

II II 3,2:1 5,5 189 119 70 95 95 1,7:1 12,6

23

46

3 13

95 13

48 47 47

7,7:1 15,4 1:1 0,04

174 142 32 87 87 4,4:1 69,6

551 375 176 275 275 2,1:1 71,9

236 148 88 118 118 1,7:1 'l5,3

315 227 88 158 158 2,6:1 61,1

Примечание: R - устойчивые, s -восприимчивые формы.

При создании гибридов Ej доноры о генами Hun были использованы в подавляющем большинстве случаев в качестве опылителей. Поэтому сдвиг расщепления в сторону преобладания устойчивых форм нельзя объяснить материнским эффектом. Получение большого числа устойчивых к пыльной головне дигаплоидных линий заслуживает с селекционной точки зрения особого внимания.

Выход дигаплоидных линий, устойчивых к мучнистой росе, был значительно ниже, чем устойчивых к пыльной головне (см. табл. 4). Ограниченность в надежных донорах устойчивости к мучнистой росе, сочетающих комплекс полезных признаков, сужала возможность подбора пар при использовании в селекции на этот признак метода гаплоидии.

ПОЭТОМУ РЯД ГИбрИДОВ Рр ИСПОЛЬЗОВаННЫХ ДЛЯ ОПЫЛеНИЯ Н. bulbosum ,

был получен от скрещивания восприимчивых форм. Тем на менее и в этом случае метод гаплоидии представляет несомненный ийтерес в связи с возможностью быстрого создания константных линий, ранней юс диагностики, а также появления устойчивых к мучнистой росе реком-бинантных дигаплоидных линий от скрещивания сортов, не обладающих этим свойством. Так, в наших исследованиях резистентная к мучнистой росе линия 1325 выделена в потомстве гибридной комбинации Pj (Первенец х Зазерский 85) х Н^ШЪозит . Сорт Первенец в уоловиях Подмосковья относится к группе сравнительно устойчивых, а сорт Зазерский 85 - сильно восприимчивых сортов. Характерно, что непора-заемая мучнистой росой ДГЛ 1325 имела формулу гордеина иную, чем исходные родительские формы - А2 В45 Рн. В локусе HrdF присутствует новый компонент. Появление нового аллельного варианта гордеина, видимо, можно объяснить интрогрессией генетического материала Н. bulbosum , использованные клоны которого устойчивы к мучнистой росе. По фенотипу линия 1325 похожа на сорт Зазерский 85.

Использование в дальнейших скрещиваниях ДГЛ 1325 при создании новых дигаплоидных линий существенно повысило выход линий, устойчивых к мучнистой росе. При этом ДГЛ 1325 обладает устойчивость» к пыльной головне, устойчива к полегании.

Оценку дигаплоидных линий на устойчивость к различного рода пятйистостям - сетчатой (Н. teres Sacc. ), темно-бурий (Н. зпа -wum Pain. ), полосчатой (Н. grsmineum Rabh. )-ПрОВОДИЛИ В полввцх условиях, характер проявления этих болезней сильно специфичен и зависит от фактирив внесшей среды. Большие трудности возникает при поиске надежных дониров устойчивости и создании инфекционных фонов. Пиэтиму при щенке исхидниго материала и дигаплоидных линий приходилось ориентироваться на эпифиютийные годы, когда наиболее or-

чегливо проявлявгея дифференциация между формами. Наши наблюдения показали, что ореди дигаплоидных линий имеются сравнительно устойчивые к наиболее опасной и распространенной в Нечерноземной ?оне болезни - сетчатой пятнистости. Как правило, такие линии выделены в потомстве, где в качестве одного из компонентов скрещивания участвовали резистентные формы местной селекции: ДГЛ 1370 (Зазерский 85 х Московский 3), ДГЛ 1421 (Боратинский х Московский 2), ДГЛ 1431 (Зазерский 85 х Риск), ДГЛ 284 (Кети х Московский 8). Данные линии сравнительно устойчивы и поражаются на уровне стандартных сортов.

3. Эффективность использования дигаплоидных линий в селекционном процессе в качестве исходного материала

Как показа;..! наши исследования, трансгрессии по продуктивности среди дигаплоидных линий чрезвычайно редки. Для достижения положительных результатов при использовании гаплоидии в селекции ячменя масштабность также необходима, как и при работе традиционными методами селекции. Важно подчеркнуть - гаплоидию следует рассматривать не только как прием непосредственного получения сорта, но и как метод создания форм, обладающих отдельными ценными признаками или их сочетанием, которые могут служить базой для дальнейшей ре-комбинационной селекции.

Поэтому, начиная с 1985 г., в гибридизацию были широко вовлечены дигаплоидные линии: 1325, 1362, 1370, 1421, 1431, НО, 284, 464. Они служили исходным материалом при создании новых дигаплоидных линий. При этом необходимо отметить, что в таких комбинациях значительно изменился'качественный состав вновь полученных линий: увеличилась вероятность выделения форм с комплексной устойчивостью к нескольким патогенам и высокой продуктивностью.

Помимо использования дигаплоидных линий в качестве базы для получения новых дигаплоидных линий, их широко привлекали в обычную селекцию традиционными методами. Об этом свидетельствует все возрастающий удельный вес дигаплоидных линий в селекционном процессе ярового ячменя в отделе селекции яровых зерновых культур (табл. 6).

' К 1989 г. доля селекционного материала о участием дигаплоидных линий возросла среди гибридных популяций до 83$, селекционно-То питомника первого года до 94$ и в конкурсном оортоиспытании до 5058.

Значительное увеличение в селекционном процеосе дигаплоидных линий не случайно. Обусловлено оно не периориентацией селекции на метод гаплоидии, а естественным процессом вовлечения в гибридизацию наиболее ценных компонентов, сочетающих продуктивность с ус-

Таблица б.

Объемы использования дигаплоидных линий в селекции ярового ячменя в НПО "Подмосковье"

Показатели ]1986г.|1987г.{1988г.|1989г.

Объемы прорабатываемого селекционного материала (номеров):

гибридные популяции селекционный питомник первого года

селекционный питомник второго года

конкурсное испытание

В юм числе получены с участием в скрещиваниях дигаплоидных линий:

гибридные популяции селекционный питомник первого года

селекционный питомник второго года

конкурсное испытание

190 162 ИЗ 236

3200 5320 3040 4295

200 331 344 396

28 30 45 40

75 II 92 196

480 2020 2080 3997

4 65 17* 252

3 9 10 20

тойчивостью к нескольким патогенам. Именно данные критерии положены в основу широкого вовлечения в селекцию дигаплоидных линий в качестве исходного материала.

4. Краткая характеристика сорта ярового ячменя Биос-1.

С 1990 г. на государственное испытание принят сорт ярового ячменя Биос-1 - синоним: дигаплоидная линия 1421. Линия создана совместно НИИ с.-х. ЦРНЗ НПО "Подмосковье", ВНИИ с.-х. биотехнологии и НПО "Приокское" Рязанского НИИПТИ АПК.

В 1984 г. в отделе селекции ячменя были проведены скрещивания - (Боратинский х Линия 5343)Fj xHordeum bulbosum L. . Линия 5343 получена от скрещивания (Московский 2 х Линия 38-I0)BCjP^, а линия 38-10 - от скрещивания сорта Московский 121 с Хайпроли. •

' В 1985 г. в селекционном питомнике первого года была выделена дигаплоидная линия te 1421, которая в 1986 г. показала хорошую урожайность в контрольном питомнике в 2-х пунктах изучения и была включена в конкурсное испытание с 1987 г.

На протяжении трех лет оценки в конкурсном испытании ДГЛ 1421 имела высокие и стабильные показатели урожайности (табл. 7).

В среднем за три года прибавка урожайности к стандарту в НПО "Подмосковье" составила 0,50 т/га, а в НПО "Приокское" - 0,42 т/га.

В 1989 г. на ряде сортоучастков в Московской, Рязанской, Тульской, Кировской областях и Татарской АССР сорт Биос-1 такае пока-

Таблица 7.

Конкурсное испытание copia ярового ячменя Еиос-1

I 1 I

Показатели ¡НПО "Подмосковье" ¡НПО "Приокское"

! 1987 {1988 ¡1989 | сред-' 1987 j 1988 i 1989 i сред-

{г. !г- {нее ¡г. ! !г* нее

Урожайность, г/га 8,00 3,47 4,93 5,4? 9,63 6,03 5,97 7,21

Отклонение от

отандарта, т/га +0,68 +0,07 +0,74 +0,50 • Ю,49 +0,10 +0,67 +0,42

НСР095 0,46 0,25 0,55 0,48 0,50 0,43

вал прибавку в урожайности к стандарту от 0,23 г/га на Московской сортоиспытательной станции до 0,63 т/га на Плавском ГСУ Тульской области.

Сорт Биос-1 высокую продуктивность сочетает о устойчивостью к полеганию и обладает устойчивостью к пыльной головне благодаря эффективному гену К.ип 15. Сорт генетически выравнен, формула гор-деина А2 В8 Р2. В связи с тем, что сорт создан с использованием га-плоидии и высококонстантен генетически, поддержание его чистоты в процессе ведения семеноводства возможно пересевом с периодически» контролем состава гордеина.

Сорт относится к разновидности нутанс. Назначение его по использованию продукции разностороннее - для пивоварения, производства крупяных изделий и зернофуражных целей. Содержание белка в зерне варьирует - П-14&1 экстрактивность составляет 78-80$, крупность зерна 95-99$, прорастаемость - 96-98$ и содержание лизина в зерне - 0,46-0,52$. Для сорта характерна высокая масса 1000 зерен (50,5-56,2 г).

ВЫВОДЫ

1. По основным биологическим и хозяйственно важным признакам потомства семян отдельных колосьев дигаплоидных растений представляют собой в пределах линии генетически однородный гомозиготный материал, характеризующийся высокой генотипической и фенотипической выравненностыо. При атом вариабельность количественных признаков в пределах дигаплоидных линий ниже, чем у исходных родительских форм.

2. Уровень продуктивности дигаплоидных линий зависит от генетических особенностей гибридов первого поколения Р| (их продуктивности, сочетания ценных биологических и хозяйственных признаков, устойчивости к болезням и др.). Наибольшая вероятность выделения линий о высокой продуктивностью выявлена в тех комбинациях, где участвуют высокопродуктивный оорт Зазерский 85 и сорта местной се-

лекции Московский 2 и Московский 3. Более стабильными показателями урожайности по годам отличаются линии о участием сортов местной селекции.

3. Отмечено значительное варьирование по продуктивности среди линий в пределах одной комбинации скрещивания, что создает предпосылки для выделения линий с высокой урожайностью. Сравнительная характеристика основных элементов продуктивности дигаплоидных линий показала, что более урожайными являются линии с высокой продуктивной кустистостью и равноценным синхронным развитием главных и боковых побегов.

По продолжительности вегетационного периода, основным биохимическим показателям зерна дигаплоидные линии находятся на уровне стандартных сортов и исходных родительских форм. Наиболее устойчивые к полеганию линии выделены в комбинациях с участием сортов Зазерский 85, Риск и дигаплоидов 1325, 1362 и ПО.

5. При оценке на устойчивость к пыльной головне выявлено существенное преобладание устойчивых форм среди получении* дигаплоидных линий.

В суммарной выборке за годы исследований число резистентных к пыльной головне форм в два раза выше, чем восприимчивых. При этом в комбинациях (сорт х донор с геном Run 15) х H.bulbosum соотношение составило 1:1,7, а в комбинациях (сорт х донор с геном Sun 6) X H. bulbosum - 1:2,6.

6. Выход дигаплоидных линий,устойчивых к мучнистой росе, сравнительно невысок. Выделена иммунная к мучнистой росе линия 1325, полученная от скрещивания сравнительно устойчивого и сильно восприимчивого сортов. В результате электрофоретического анализа у ДГЛ 1325 установлена иная формула гордеина, чем у исходных родительских форм. В данном случае не исключена ингрогрессия генетического материала H.bulbosum в гзном дигаплоида.

7. На основе проведенных в 1984-1989 гг. исследований сделан вывод, что гаплоидию в селекции ярового ячменя в настоящее время следует рассматривать не только как прямой путь создания сортов, но и как новый метод получения ценного исходного материала.

8. Принята на государственное испытание дигаплоидная линия 1421 под сортовым названием Биос-I, которая сочетает высокую продуктивность с устойчивостью к полеганию и поражению пыльной головней и сравнительно устойчива к сетчатой пятнистости.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ

I. Метод гаплоидии следует использовать в селекции ярового яч-

ценя наряду о традиционными подходами в целях расширения генетического пула и быстрого создания ценного исходного материала с комплексом хозяйственных и биологических признаков.

2. При селекции ярового ячменя на устойчивость к пыльной головне целесообразно использовать высокопродуктивные, устойчивые к полеганию дигаплоидные линии 1421 и 1431 и линии с групповой устойчивостью к пыльной головне и мучнистой росе 1325, 1362 и 284.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Получение гаплоидов ячменя в культуре ткани при использовании гаплопродюсера // С.-х. биология. - 1985. — Ка 10. - С. 4648 (в соавторстве).

2. Изучение ¿ютомств отдельных колосьев диплоидизированных гаплоидов ячменя // В сб. науч. трудов НИИСХ ДРНЗ. - М., 1985. -С. 17-25 (в соавторстве).

3. Наследование признака устойчивости к пыльной головне дига-плоидными линиями ярового ячменя // В сб. науч. трудов НИИСХ ЦРНЗ.

- М., 1987. - С. 30-36 (в соавторстве).

4. Селекционно-генетическая характеристика дигаплоидных линий ярового ячменя // Тезисы докладов Всесоюзной конференции по биотехнологии злаковых культур (8-10 июня, 1988). - Алма-Ата, 1988.

- С. 3-4 (в соавторстве).

5. Оценка дигаплоидных линий ярового ячменя по продуктивности и устойчивости к болезням // В сб. науч. трудов НИИСХ ЦРНЗ. -М., 1988. - С. 35-42 (в соавторстве).

6. Гаплоидия как метод создания исходного материала в селекции ярового ячменя Ц Вестник с.-х. науки. - 1989. - № 7. - С. 93т 99 (в соавторотве).

Подп. в печ. 15.11.90 г. Тираж 100 экз. Заказ № 4256

Централизованная типография ГА "Союзотройматериалов"