Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИИ CIMMYT И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИИ CIMMYT И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ"

¿-МІ**

На правах рукописи

ПОТОЦКАЯ Инна Владимировна

СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИИ С1ММУ1 И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА

ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.05 - Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Омск 2003

Работа выполнена в Омском государственном аграрном университете.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор В.П. Шаманин

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных, наук,

Ведущая организация - Сибирский научно-исследовательский институт

сельского хозяйства

Защита диссертации состоится 4 декабря 2003 г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 220.050.01 в Омском государственном аграрном университете по адресу: 644008, г. Омск-8, Институтская площадь, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан 20 октября 2003 г.

профессор Ю.П. Логинов; кандидат сельскохозяйственных наук, доцент В.М. Трипутин

Ученый секретарь диссертационного совета

В.П. Пьянов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Западная Сибирь является одним из ведущих регионов страны по производству высококачественного зерна пшеницы. Однако отмечаются значительные колебания урожая по годам из-за часто повторяющихся засух и эпнфи-тогий грибных болезней во влажные годы. В решении проблемы повышения стабильности производства зерна важнейшая роль отводится селекции.

В последние годы селекционными учреждениями региона создан целый ряд высокопродуктивных сортов яровой пшеницы. Лишь немногие из них сочетают высокую урожайность с устойчивостью к засухе и болезням (В.А. Зыкин н др., 2001). Создание сортов с комплексом положительных признаков и свойств -весьма трудная задача. Опыт работы ведущих селекционных учреждений страны и региона свидетельствует, что эффективность практической селекции в значительной мере зависит от умелого подбора родительских пар. Необходимы поиск генетических источников и доноров хозяйствен но-ценных признаков среди мировой коллекции пшеницы и постоянное обновление и расширение генофонда культурных растений по генам устойчивости (А.Ф. Мережко, 1989). В этой связи важное значение имеет изучение коллекции образцов пшеницы из С1ММУТ как исходного материала и вовлечение лучших из них в селекционный процесс. Это и определило цель и задачи наших исследований.

Цель исследований — провести селекционно-генетическую оценку образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции С1ММУТ н создать на её основе исходный материал для селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Задачи исследований:

1) оценить коллекцию С1ММУТ и отобрать лучшие образцы по основным хозяйственно-ценным признакам;

2) создать исходный материал скрещиванием сортов яровой мягкой пшеницы с выделенными образцами из коллекции С1ММУТ;

3) изучить комбинационную способность родительских форм по важнейшим количественным признакам и определить характер их наследования;

4) выявить коэффициенты корреляции между компонентами продуктивности растений у гибридов и образцов пшеницы из коллекции С1ММУТ;

5) провести оценку гибридных популяций и выделенных лниий пшеницы в селекционных питомниках.

Научная новизна исследований. В результате исследований показана селекционная значимость изученных образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции С1ММУТ для условий южной лесостепи Западной Сибири по важнейшим хозяйственно-ценным признакам н выделены их источники и доноры. Определена комбинационная способность лучших образцов коллекции и сортов, вовлеченных в скрещивания, по компонентам продуктивности растений, установлен характер их наследования. Выявлены коэффициенты корреляции по количественным признакам у сортообразцов и гибридов пшеницы в различные по влагообеспеченности годы. Создан ценный исходный материал для селекции на урожайность, устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Селекционным учреждениям Западной Сибири рекомендуется использовать в селекционных программах выделенные ич коллекции С1ММУТ образцы - источники н доноры отдельных хозяйственно-ценных признаков. Созданный на основе коллекции исходный материал включен в селекционный процесс кафедры селекции, генетики и семеноводства ОмГАУ и лаборатории селекции яровой мягкой пшеницы Челябинского НИИСХ.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научно-технических конференциях ОмГАУ в 1998-1999 гг., на генетико-селекционнон школе в г. Новосибирске (1999), на втором совещании Казахско-Сибирской сети С1ММУТ по улучшению яровой пшеницы (2002), на региональной научной конференции молодых ученых аграрных вузов Сибирского федерального округа (2003), на первой Цапрашю-Азиатской конференции по пшенице в г. Алматы (2003).

По теме диссертации опубликовано пять статей общим объемом 1,8 печатных листа.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 219 страницах машинописного текста, состоит из 5 глав, выводов и рекомендаций, включает 14 рисунков, 55 таблиц и 21 приложение. Библиографический список содержит 217 наименований, из них 42 иностранных.

Условия, исходный материал и методика проведения исследований. Исследования были проведены с 1997 по 2002 г. на опытном поле ОмГАУ. Почва опытного поля - выщелоченный чернозем. Гидротермические условия в годы проведения опытов были разнообразны. Наиболее благоприятными по тепло* и влагообеспеченности были 1997 я 2002 гг. Засушливым летом характеризовались 1998, 1999 гт. и в меньшей степени 2000 г.

Объектом исследований являлась коллекция образцов яровой мягкой пшеницы из С1ММУТ, На первом этапе изучения коллекции в 1997 г. было испытано 1078 образцов коллекции, в 1998 г. - 685, в 1999 г, — 168. В процессе изучения коллекции отбирались лучшие образцы с комплексом хозяйственно-ценных признаков. Таким образом, к 2000 г. было отобрано 55 лучших образцов. В тексте приводятся данные статистического анализа этих выделившихся образцов из изученной коллекции.

Исследования в коллекционном питомнике проводили в соответствии с методическими указаниями ВИР (1977, 1999). В качестве стандартов использовали сорта яровой мягкой пшеницы: среднеранний - Алтайская 92, среднеспелые - Саратовская 29 и Терция и среднепоздний - Эритроспермум 59.

Результаты исследований статистически обработаны по Б.А. Доспехову (1985). Для вычисления наименьшей существенной разности использовали методику оценки ошибки бесповторного опыта (ГТ.П. Литун, 1973). Оценку модификации шой изменчивости количественных признаков проводили по классификации Ю.Л, Гужова (1978). Оценку устойчивости к мучнистой росе проводили в 1997-2000 гг. на естественном фоне, начиная после колошения и до мо-лочно-восковой спелости растений. Учет степени поражения и типа реакции проводили но известным шкалам (Э.Э. Гешеле, 1978).

Устойчивость исходного материала к бурой ржавчине оценивали в лабораторных условиях на растворе бензимидазола по методике JI.A. Михайловой и КБ. Квитко 0970). Оценку типа поражения проводили через 7-10 дн. в момент полного проявления болезни по шкале Майнса и Джексона. В 1998 г. создавался искусственный инфекционный фон по бурой ржавчине. Для этого осуществлялось заражение спорами ржавчины делянок сорта Саратовская 29.

В 1999 г. было проведено 16 комбинаций скрещиваний по системе топ-кросс. В качестве материнских форм в скрещивания были привлечены 4 сорта яровой мягкой пшеницы, отличающиеся качеством зерна и устойчивостью к засухе: Люгесценс 78, Эритроспермум 33-96, Целинная 24 и Акмола 3. Выделенные по комплексу положительных признаков образцы коллекции CIMMYT: SAWYT-47, SAWSN-126, SAWYT-50, HRWSN-35 - при гибридизации были использованы как отцовские компоненты. Это среднеспелые образцы, характеризующиеся высокими показателями отдельных элементов продуктивности, иммунитетом к бурой ржавчине и устойчивостью к мучнистой росе.

Скрещивания проводили общепринятым методом. Гибриды F1,F2 и родительские сорта изучали в 2000 и 2002 гг. .Для вычисления модификационных, генотипических и фенотипнческих коэффициентов корреляции использовали методику Ю.Л. Гужова (1975). Степень доминирования определяли по формуле F. Petr, К. Frey (1966). Для вычисления коэффициента наследуемости использовали формулу R. Allard (i960).

Расчет комбинационной способности проводили по I. Grífíing (1956), модель 1, метод 4. Степень и частоту трансгрессий определяли по формулам Г.С. Воскресенской и В.И. Шпота (1967). Оценку селекционной ценности отобранных в F; генотипов проводили в селекционных питомниках.

В таблицах и графиках автореферата приняты следующие сокращения: ВР -высота растений, см; ПК - продуктивная кустистость, шт./раст.; ЧКК - число колосков в колосе, шт.; ЧЗК - число зерен в колосе, шт.; МЗК — масса зерна колоса, г, МЗР - масса зерна растения, г; МЗ-масса 1000 зерен, г; Кхоз.- коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза, %, Алт.92 - Алтайская 92, Сарат. 29 - Саратовская 29, Эр. 59 - Эритроспермум 59.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Селекционно-генетическая оценка коллекции яровой мягкой пшеницы CIMMYT и созданного на её основе исходного материала

по хозяйственно-ценным признакам Вегетационный период. В результате исследований 1997-2000 гг. по продолжительности вегетационного периода изучаемые образцы были отнесены к трем группам спелости: среднеранние, среднеспелые и среднепозднне. Самой многочисленной была группа среанеспелых образцов (табл. I), В процессе изучения коллекции соотношение образцов по группам спелости менялось. Предпочтение отдавалось среднеспелым и среднепоздннм образцам, которые были более продуктивные в сравнении со среднеранними.

Соотношение образцов яровой пшеницы подлине вегетационного периода

Группа Пу эоцент

образцов 1997 г. 1998 г. | 1999 г. 2000 г.

Среднерашше 31Л 12,7 23,6 10,9

Среднеспелые 52,8 60,9 41,6 69,1

Среднепоздние 16,1 26,4 34,8 20,0

Средняя продолжительность вегетационного периода лучших образное составляет 71-80 дн. По продолжительности межфазных периодов коллекционные образцы соответствуют стандартам (всходы - колошение - ЗЭ—46, колошение - восковая спелость - 30-37 дн.). В прохладном 1997 г. растения развивались медленнее и гораздо быстрее в жарких 1998 и 2000 гг. В засушливые годы вегетационный период сокращался на 10-16 дн. Период колошение - восковая спелость характеризовался большей изменчивостью по годам, чем период всходы - колошение. Так, в 1998 г. период всходы - колошение сократился на 1-8 да., тогда как период колошение - восковая спелость на 4—14 дн.

В Западной Сибири, где нередки раннелетние засухи, заслуживают внимание сорта с замедленным развитием на ранних фазах и ускоренным развитием от колошения до созревания. Этим свойством характеризуются: 5А\У$М-67, 263,269, НК\\'5Ы-31,1В\¥8М-392. Средняя продолжительность периода всходы - колошение у них составляет 42-46 дней, а колошение - восковая спелость -30-33 дн.

Сравнительная оценка гибридов и родительских форм показала, что в наследовании периодов всходы - колошение и кущение - выход в трубку в основном преобладало промежуточное наследование и доминирование, В генетический контроль данных периодов основной вклад вносили аддитивные эффекты генов. Расчеты эффектов ОКС показали перспективность использования сортов Лютесценс 78 и Акмола 3 в качестве доноров на сокращение длины периода всходы - колошение. Положительные эффекты ОКС Эрнтросгтермум 33-96, образцов 126 н 5А\УУТ 50 указывают на возможность выделения линий с более удлиненным периодом кущение - выход в трубку, что весьма важно для селекции в условиях Западной Сибири с раннелетней засухой.

Высота растений. Результаты наших исследований показали, что большинство образцов коллекции составили группы высотой от 41 до 50 см и от 51 до 60 см (табл. 2). Образцы высотой от 71 до 80 см составили лишь 1,5% от набора изучаемой коллекции. Погодные условия в годы исследований оказывали существенное влияние на высоту растений, В период засухи 1998 г. произошло значительное снижение высоты растений, в результате этого увеличилось количество образцов с высотой от 40 до 50 см. Нашими исследованиями установлено, что карликовые образцы высотой 30-40 см имеют низкую урожайность и

невысокую выживаемость растений. В этой связи образцы высотой от 40 до 60 см представляют наибольший интерес для селекции, как наиболее продуктивные.

Таблица 2

Высота растений образцов к коллекционном питомнике

Высота растений, см Число образцов, шт. і

1997 г. 1998 г. 1999 г. 2000 г. |

21-30 44 10 — -

31-40 139 176 5 7

41-50 392 295 41 40 !

51—60 406 85 88 8

61-70 81 2 19 —

71-80 16 - S -

Анализ показателей м одиф и каци о нной изменчивости высоты растений свидетельствует о том, что указанный признак является достаточно стабильным (СУ = 6,8-14,9%) и может использоваться в качестве маркера при отборе.

Все изученные образцы отличаются высокой устойчивостью к полеганию (9 баллов). Нз лучших образцов наибольшей шиной стебля (55-59 см) характеризуются: НТ\*ЛТ-12, 5А\\ТТ-6,5А\У$Ы-43, 88, 233,234,235,239,242,269.

Изучение гибридов показало, что наибольшей высотой растений характеризуются комбинации с сортами Целинная 24 и Акмола 3, наименьшей - с мексиканским образцом 1ШШ5М-35. Модифн кационная изменчивость этого признака была на уровне от незначительной до средней (СУт = )0,1%). Наследуется высота растений промежуточно, с уклонением в сторону более высокорослых форм. Основной вклад в изменчивость признака у гиб рядов вносят аддитивные эффекты генов. Значимые отрицательные эффекты ОКС отмечены у Лютесценс 78, Эритроспермум 33-96 и Щ^Л^К 35, что предполагает возможность использования их в качестве доноров при селекции на снижение высоты растений.

Урожайность н элементы её структуры. Количество продуктивных побегов на единице площади является одним из основных элементов структуры урожая. Во все годы проведения опыта образцы из коллекции формировали из-реженный стеблестой (35-447 шт/м1). В среднем по сравнению со стандартами этот показатель у коллекционных образцов был ниже на 30-72%. Результаты изучения образцов по продуктивной кустистости показали, что они отличаются невысокой кустистостью (1,0-1,4 шт,/раст.).

Величина продуктивного стеблестоя в значительной степени зависит от выживаемости растений к уборке. Хорошая выживаемость является одним из показателей стабильности урожая. В ходе наших исследований установлено: образцы коллекции С1ММУТ отличаются низкой выживаемостью растений, что в основном связано с их гибелью в весенне-летний период. Особенно это проявилось в засушливом 1998 г. (табл. 3),

Выживаемость растений в коллекционном питомнике

Группа образцов Процент

1998 г. 1999 г. 2000 г. В среднем

Сред неранние 17,9 65,2 56,5 46,5

Среднеспелые 26,6 68,0 62,4 ■ 52,3

Сред не поздние 28,0 75,7 69,0 57,6

В целом, в зависимости от условий года и сортовой принадлежности величина этого признака варьиро вал а от 21,6 до 98,3%.

За 4 года исследований число колосков в колосе у изученных образцов составляло 10,0-17,3 шт. Повышенным числом колосков в колосе характеризуются образцы среднспоздней группы спелости. Наиболее высокие значения по данному признаку (15,3-16,3 шт.) имели следующие образцы: HRWYT-43, HRWSN-34, 117, SAWSN-88, 233, 234, 239, 242, YBWSN-377.

Число зерен в колосе у коллекционных образцов варьировало от 12,4 до 41,5 шт. и масса зерна колоса - от 0,4 до 1,6 г. Наибольшие показатели этих признаков отмечены в более благоприятном по погодным условиям 1997 г. Выделены образцы, превосходяшие стандарты по данным признакам: SAWYT-24, SAWSN-67, 88, 125, 239, 240, 242, IBWSN-168, 197, 205, 207. Способностью формировать 2,3-2,8 зерен в колоске характеризуются образцы: HRWYT-43, HRWSN-35, 117, SAWYT-24, SAWSN-88, 125,233,1BWSN-77, 168, 197, 377.

В результате изучения коллекционного материала по массе 1000 зерен было установлено, что в зависимости от сортовой принадлежности и условий года величина этого признака варьировала в пределах от 20,5 до 46,8 г. Наибольшей крупностью зерна отличались образцы: ESWYT-19, SAWYT-24, HRWSN-31, 128, SAWSN-67, 87, IBWSN-197, 205, 207, 210.

В ходе анализа модификаций иной изменчивости элементов продуктивности к высокоизменчивым признакам отнесены: продуктивная кустистость (до 37%), число зерен в колосе (от 20,2 до 40,4%) и масса зерна колоса (от 24,5 до 46,8%). Масса 1000 зерен характеризовалась средним уровнем модификационного варьирования (от 19,6 до 32,1%). В 1998 г. коллекционные образцы сильно реагировали на засуху, изменчивость количественных признаков резко возросла.

Анализ структуры урожая показал, что мексиканские образцы уступают по урожайности стандартам (в среднем на 17-67%) за счет худшей весенне-летней выживаемости растений и меньшей густоты продуктивного стеблестоя.

Табліаіа 4

Урожайность и элементы её структуры у лучших образцов коллекции (в среднем за 1997-2000 гг.)

Образец ПК чзк МЗК мз Урожайность, г/м'1

Среди ер a mi не

1BWSN 361 >,2 25,1 0,8 34,2 178

Алт.92, ст-т 1,5 . 27,3______ 29,5 355

Среднеспелые

SAWYT 24 1,1 32,0 1,1 32,8 24 І

SAWSN 88 М 30,5 1,0 34,3 222

SAWSN 166 1J 24,0 0,8 30,1 219 1

SAWSN242 и 32,5 1,0 32,6 259

1BWSN 207 1,2 27,4 1,1 36,0 215

1BWSN210 1,1 24,8 0,9 39,7 187

IBWSN 371 1,2 30,9 0,7 29,1 206

1BWSN 392 1,2 27,5 0,8 29,5 217

С арат. 29, ст-т 1,8 25,3 0,9 35,7 311

Терция, ст-т 1,7 28,3 0,9 32,4 351

Средиепоздние

SAWSN 233 1,2 31,1 0,8 27,3 206

SAWSN 235 1,2 33,3 0.9 30,6 252

IBWSM 377 1,1 29,2 0,8 28,0 270

Эр. 59, ст-т 1,5 33,8 и 34,7 416

НСР05 0,22 3,42 0,15 3,35 46,11

В табл. 4 представлена характеристика образцов, имеющих наиболее стабильную по годам урожайность, которая составила от 178 до 270 г/кг. Преимущество по урожайности среднепоздних образцов в сравнении со среди ераншшм и среднеспелыми образцами обусловлено более высокими показателями выживаемости растений и озерненности колоса.

В целом за годы исследований урожайность лучших коллекционных образцов варьировала от 83 до 412 г/м3.

В результате дисперсионного анализа комбинационной способности родительских форм по элементам продуктивности установлено, что основной вклад в генетическую изменчивость числа колосков в колосе, массы 1000 зерен и Кхоз. вносили аддитивные эффекты генов. По числу зерен в колосе, массе зерна колоса и растения отмечено достоверное влияние эффектов СКС. Эффекты ОКС родительских сортов и образцов приведены в табл. 5.

Эффекты ОКС сортов и образцов по элементам продуктивности растений (за 2000 к 2002 гг.)

Сорт, образец Год чкк чзк мзк МЗР мз Кхоз,

Материнские формы: Лютесценс 78 2000 -0,9 -2,2 -0,03 -0,07 1,9 1,0

2002 -1,0 -4,9 -0,09 -0,07 1,5 0,7

Эритроспермум 33-96 2000 2002 0,6 0,8 0,7 2,9 0,08 0,11 41,02 0,11 -0,7 -0,3 -и -3,0

Целинная 24 2000 0,5 2,9 0,00 0,16 -0,6 1,2

2002 0,4 2,1 0,02 -0,01 -1,4 1,6

А ¡смола 3 2000 -0,2 —1,4 -0,05 -0,07 -0,6 -0,9

2002 -0,2 -0,2 -0,04 -0,03 0,2 0,7

Отцовские формы: 5А\УУТ 47 2000 0,5 0,5 0,04 0,06 2,8 -0,2

2002 0,3 -0,2 0,09 0,13 1,7 1,0

Э А "У/БЫ 126 2000 -0,2 0,8 0,03 0,01 -0,8 2.5

2002 —0,7 -Ь? -0,22 -0,28 -3,0 2,4

ШШБЫ 35 2000 -0,2 -0,9 -0,04 -0,04 -0,9 0,0

2002 0,1 -0,3 0,02 0,04 0,4 -1,9

БАТУУТ 50 2000 -0,1 -0,4 -0,03 -0,03 -и -2,3

2002 0,3 2,2 0,11 0,11 0,9 -1,5

НСР« 2000 0,4 1,8 0,05 0,09 1,4 1,9

2002 0,3 1,3 0,11 0,12 1,9 2,1

Высокие положительные эффекты ОКС имели сорта: Лютее цен с 78 - по массе 1000 зерен, Эритроспермум 33-96 - по числу колосков, числу зерен в колосе и массе зерна колоса. Целинная 24 - по числу колосков, числу зерен в колосе и массе зерна растения и коллекционные образцы: 47 - по числу

колосков в колосе, массе зерна растения и массе 1000 зерен, БА^А^ 126 - по Кхоз. и Б А \\ТТ 50 - по озерненности колоса. Эти сорта и образцы представляют практическую значимость для селекции яровой пшеницы.

Результаты изучения характера наследования гибридов показали, что для числа колосков в колосе, массы 1000 зерен и Кхоз. характерно промежуточное наследование (табл, 6).

Наследование элементов продуктивности растений (в среднем за 2000 и 2002 гг.)

Тип наследования

Признак Гетерозис Депрессия Промежуточное наследование Доминирование Соответствие признаков

ВР 0,0 0,0 100,0 0,0 0,0

ПК 15,6 3,2 25,0 43,8 12.5

ЧКК 18,8 9,4 59,4 6,2 6,2

ЧЗК 53,2 12,5 28,1 0,0 6,2

МЗК 28,1 6,2 15,7 28,1 21,9

МЗР 28,1 6,2 34,4 12,5 18,8

мз 21,9 3,1 71,9 0,0 3,1

Кхоз, 28,1 12,5 50,1 6,2 3,1

Продуктивная кустистость наследуется по типу доминирования. В наследовании числа зерен в колосе и массы зерна колоса в основном отмечен гетерозис.

Согласно полученным данным, эффективность отбора может быть результативной в ранних поколениях гибридов по признакам: числу колосков в колосе, массе 1000 зерен и Кхоз. Отбор по остальным изученным признакам необходимо проводить в более поздних поколениях гибридных комбинаций,

Максимачьная степень трансгрессий отмечена по массе зерна растения и Кхоз., наибольшая частота трансгрессий - по Кхоз. Частота и степень трансгрессий была выше в условиях влажного и прохладного 2002 г. По частоте и степени трансгрессий по изучаемым признакам выделились комбинации с сортами Лютесценс 78, Целинная 24 и мексиканскими образцами SAWYT 47 и 126.

Наиболее высокими показателями наследуемости харетеризуются следующие признаки: высота растений (Н2 = 24,6-70,2%) И Кхоз. <Н2 = 24,9-61,9%). По величине коэффициента наследуемости выделялись комбинации с сортами Лютесценс 78, Эритроспермум 33-96 и образцами ЗА\УУТ 47 и 126.

Высоким уровнем модификационного СУ„, и фенотипического варьирования СУр/, характеризовались продуктивная кустистость, масса зерна колоса и растения (рис. I)- Число колосков и зерен в колосе, масса 1000 зерен и Кхоз. в меньшей степени подвержены влиянию модификаций. В менее благоприятных по влагообеспеченности условиях 2000 г. отмечен более высокий уровень гено-типического варьирования С У^ таких признаков, как продуктивная кустистость, число колосков и зерен в колосе. Это свидетельствует о наличии генотипиче-ской реакции на условия среды по данным признакам.

ВР ПК ЧКК ЧЗК МЗК МЗР МЗ Кхоз.

■ СУт □ С\/р(, и СУ9

Рис, /. Коэффициент вариации по элементам продуктивности растений у гибридов (в среднем за 2000 и 2002 гг.)

Устойчивость к болезням. При селекции па иммунитет зачастую применяют гены, уже имеющиеся у коммерческих сортов, чем сужают их потенциальное разнообразие. Поэтому необходим поиск генетических источников и доноров устойчивости к болезням (Т.В. Лебедева, 1994; М.П. Лесовой, В.К. Пантелеев, 1986).

В наших исследованиях большое внимание было уделено оценке устойчивости образков к мучнистой росе и бурой ржавчине.

Мучнистая роса. В 1997 г. в ходе изучения 1078 образцов по устойчивости к мучнистой росе группу высокоустойчивых образцов (тип реакции - 1 балл) составили 3,5% образцов (рис. 2). В группу устойчивых (тип реакции - 2 балла) отнесены 279 образцов, или 25,9%. Образцы с поражением 3—4 балла были отнесены к группе восприимчивых образцов и составили 70,6%. В 1998 г. при оценке на устойчивость к мучнистой росе из 197 образцов к устойчивым отнесены 52 образца, или 26,4%. В 1999 г. из 161 образца высокой устойчивостью к мучнистой росе обладало 9,3% (15 образцов) и 20,5% имели тип реакции 2 балла. В 2000 г. из 55 лучших образцов коллекции в группу устойчивых к мучнистой росе выделено 25 образцов: Н1ШУТ-33, 43, Е8\УУТ-8, НК\У8Ы-31, 34, 35, 117, 128; 5А№5Ы-26, 42,44, 56, 131, 234, 235, 240, 263, 290; 197,205,237,361,370,371.

■ 1 балл 2бапла ® 3-4 балла

Рис. 2. Устойчивость коллекционных образцов к мучнистой росе

Бурая ржавчина - одно из самых распространенных заболеваний пшеницы. В годы эпифитотий ржавчины потери зерна достигают 20-30% и более (Л.В, Мешкова, 1979; М.К. Садыгова, 1993). Ввиду того, что в 1997 г. не было естественного инфекционного фона бурой ржавчины, для оценки исходного материала проводили лабораторный анализ. Тип поражения выражали в баллах (табл. 7).

Таблица 7

Устойчивость коллекционных образцов к бурой ржавчине

Тип реакции, балл Количество образцов

шт. %

0 427 71,2

1 12 2,0

2-3 4 0,6

3 7 1,2

4 150 25,0

Всего было изучено 600 образцов. Из них иммуннитетом к бурой ржавчине обладали 427 образцов, что составляет 71,2%, устойчивостью (I балл) обладали 12 образцов, или 2%.

В 1998 г. был создан искусственный инфекционный фон бурой ржавчины, что позволило дать оценку устойчивости коллекцноных образцов к данному патогену в полевых условиях. Из 197 изученных образцов 60,4% показали иммунитет к бурой ржавчине. Из выделенных по комплексу признаков коллекционных образцов 34 образца обладают иммунитетом к бурой ржавчине: НЯ\УУТ-20, 33, 43; НТ\УУТ-12; Е5У/УТ-8; ШШ5М-17, 31, 34, 35, 117, 128; 5А\>/5М-26, 42, 43, 44,69, 88, 125, 131, 566, 233,234, 235,240, 263,290; Ц^БМ-З, 77, 83, 197,

370,371, 377,392. Среди них выделены образцы с комплексной устойчивостью к мучнистой росе и бурой ржавчине: HRWYT-20, 33, 43, HRWSN-17, 31,34, 35, 117, 128, SAWSN-26, 42,44, 240, 263, 290, iBWSN-197, 370, 371.

Наибольший интерес для селекции представляют образцы, сочетающие комплексную устойчивость к мучнистой росе и бурой ржавчине с хорошими хозяйственно-ценными признаками. Так, высокой озерненностъю кшоса характеризуются образцы: HRWSN-117 (23,0-36,7), SAWSN-240 (24,9-41,5) и IBWSN-371 (23,8-35,1). По массе зерна колоса выделились образцы: SAWSN-240 (0,8-1,6 г.) и IBWSN-197 (0,7-1,4 г.). Наибольшей крупностью зерна отличаются образцы: HRWSN-31 (31,1-39,6 г.); SAWSN-44 (27,8-38,7 г.), 240 (27,3-383 г.); 1BWSN-197 (27,5-45,2 г.). По урожайности выделились образцы: HRWSN-117 (41-299 г/м3); SAWSN-240 (38-412 г/м2); IBWSN-370 (56-358 г/м~), 341 (36-313 г/г/).

Сопряженность количественных признаков у коллекционных образцов и гибридов. Одним из важных направлений исследований в селекции является выявление корреляционных связей между хозяйственно-важными признаками, поскольку изменение селекционным путем одного признака, как правило, приводит к параллельному изменению другого (И.Г. Ведров, 1982; Н.Г, Раки-пов, М.С. Буйя, 1986; Л.А. Михеев, 1992).

Корреляционные связи между хозяйственно-уенншт признаками и урожайностью у образцов различных груш спелости. Изучение связи урожайности коллекционных образцов с составляющими ей элементами показало, что во всех группах спелосгн наиболее тесной оказалась связь с густотой продуктивного стеблестоя, продукта в ностью и озерненностъю колоса - от умеренной до сильной.

В среднеранней группе образцов обнаружена существенная зависимость урожайности от массы 1000 зерен (г =■ 0,41-0,59) и умеренная - от продуктивной кустистости (г - 0,27-0,43). У средиспоздних образцов урожайность, в основном, формировалась за счет озерненности колоса (г = 0,28-0,84).

В наших исследованиях наблюдалось влияние условий года на сопряженность изучаемых признаков. Так, в острозасушливом 199S г. возросла связь высоты растений с урожайностью и составляющими её элементами, особенно в среднепоздней группе образцов - от умеренной до сильной (г = 0,42-0,84).

Между продуктивной кустистостью и количественными признаками отмечена слабая связь. Во взаимосвязи массы зерна с колоса и числа зерен в колосе отмечена тесная корреляционная связь (г = 0,63-0,86) по веем группам спелости. За годы исследований у среднеранних образцов выявлена сильная корреляционная связь массы 1000 зерен с мзссой зерна колоса (г = 0,74-0,80) и умеренная - С числом зерен в колосе (г = 0,46-0,51 ). Во второй группе образцов корреляция массы 1000 зерен с массой зерна колоса варьировала от слабой до сильной (г = 0,22-0,96), а с озерненностъю колоса - от слабой до умеренной (г = 0,04-0,38). Для среднепоздней группы образцов характерна умеренная связь массы 1000 зерен с массой зерна колоса (г = 0,41-0,42) и слабая и отрицательная с числом зерен в колосе (г = 0,15-0,34).

Корреляционные связи между элементами продуктивности расп.еніш у гибридов. Анализ м оди ф и кационно й и фенотипической корреляции между элементам» продуктивности растений у гибридов Рі и р2 (рис. 3) показал тесную связь продуктивности растения с массой зерна главного колоса (г = 0,76-0,80), числом зерен в колосе (г = 0,59-0,69), продуктивной кустистостью (г = 0,50-0,61) и массой 1000 зерен (г = 0,50-0,59).

15 о,¡г—

X X

? г 0,6-11 °'4>§ _

а* ___________________________

ВР ПК ЧКК ЧЗК МЗК МЗ Кхоз. .

■ гт Гр^ а га

Рис. 3. Корреляция продуктивности растения с её элементами у гибридов (в среднем за 2000 и 2002 гг.)

Кхоз. характеризуется умеренной корреляционной связью с массой зерна растения и массой 1000 зерен (г = 0,33-0,40). Между высотой растений и числом колосков, числом зерен в колосе, массой зерна колоса и растения существует умеренная связь. Это указывает на то, что высокорослые растения оказываются наиболее продуктивными.

Характер генотипических взаимосвязей существенно изменялся в зависимости от условий года. Так, в более засушливых условиях 2000 г. генотип и че-ская корреляция между массой зерна растения и масон 1000 зерен отсутствовала, в то время как при достаточной влагообеспеченности гибридов в 2002 г, связь высокая (г8= 0,75). Эти данные свидетельствуют о том, что масса 1000 зерен в значительной мере определяется условиями влагообеспеченности в период налива и формирования зерна. В оба года исследований отмечена близкая к функциональной связь массы зерна главного колоса с продуктивностью растения (^=0,90-0,96). Коэффициенты корреляции числа зерен в колосе с массой 1000 зерен и Кхоз. отрицательны и статистически недостоверны, В 2000 г. отмечена значительная связь высоты растения с его озерненностью и отрицательная с массой 1000 зерен. К признакам, тесно связанным генотипическн с продуктивностью растения, относятся продуктивная кустистость, число колосков, число зерен в колосе и Кхоз.

Недостоверность коэффициентов корреляции между продуктивной кустистостью и массой зерна колоса предполагает возможность селекционным ну-

тем повышать потенциальную продуктивность растении, одновременно увеличивая количество продуктивных стеблей и продуктивность колоса.

Оценка отобранных линий в селекционном питомнике первого года. В гибридных популяциях F2 был проведен отбор элитных растений, и в 2002 г. в селекционном питомнике 1-го года изучено 290 линий. В условиях естественного инфекционного фона по бурой ржавчине и мучнистой росе выделены 72 лучшие линии, устойчивые к указанным болезням, которые переданы в СП-2.

Наибольшей селекционной ценностью отличаются гибридные комбинации с участием Эритроспермум 33-96 и образцов SAWYT 47 и SAWYT 50. По урожайности выделяются линии, отобранные из следующих гибридных комбинаций: Лютесценс 78 х SAWYT 50, Эритроспермум 33-96 х SAWYT 47, Эритроспермум 33-96 х SAWSN 126, Целинная 24 х SAWYT 47, Акмола 3 х SAWYT 47, средняя урожайность которых составила соответственно 65,2; 63,8; 65,6; 59,1; 52,3 г с погонного метра. Превышение над стандартами Терция и Эритроспермум 59 варьировало от 4,2 до 16,7 г/п.м.

Оценка созданного исходного материала в гибридном и селекционном питомниках позволила выделить перспективные комбинации и линии, устойчивые к мучнистой росе и бурой ржавчине, с комплексом положительных признаков, что свидетельствует о перспективности использования коллекции CIMMYT для селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

ВЫВОДЫ

1. На основе комплексной оценки 1078 образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции CIMMYT установлена их селекционная ценность для условий Западной Сибири по хозяйственно-ценным признакам. В качестве исходного материала для селекции рекомендуется использовать следующие источники по признакам:

- удлиненному периоду всходы - колошение и укороченному колошение -восковая спелость: SAWSN-67,263,269; HRWSN-31, IBWSN-392;

- повышенному числу колосков в колосе: HRWYT-43, HRWSN 34, 117, SAWSN-88,233,234,239,242, YBWSN-377;

- высокой озерненностн и продуктивности колоса: SAWYT-24; SAWSN-67, 88, 125, 239, 240,242; IBWSN-168, 197,205,207;

- высокой озерненности колоска: HRWYT-43, HRWSN-35, 117, SAWYT-24; SAWSN-88, 125,233; IBWSN-77,168,197,377;

- комплексной устойчивости к мучнистой росе и бурой ржавчине: HRWYT-20, 33, 43; HRWSN-17,31,34, 35, 117 128; SAWSN-26,42,44, 240, 263, 290; 1BWSN-197,370,371,

2, Коллекционные образцы из CIMMYT имели более низкую урожайность (на 17-67%) в сравнении со стандартами. Образцы высотой 30-40 см характеризовались наименьшей выживаемостью растений и урожайностью. Наиболее стабильные по годам показатели урожайности имели образцы высотой от 40 до

60 см: SAWYT-24, SAWSN-88, 166, 233, 235, 242; IBWSN-207, 210, 361, 371, 377,392.

3. В условиях засухи отмечено возрастание корреляционной связи высоты растений с элементами продуктивности, У среднеранних коллекционных образцов продуктивность в большей стеиенн зависит от массы 1000 зерен (г = 0,50), а у среднепоздних - от числа зерен в колосе (г = 0,59), В целом за годы исследований ведущая роль в определении продуктивности растений у гибридов принадлежала массе зерна главного колоса (rg = 0,90).

4. Наследование основных элементов продуюивности растений у гибридов, полученных от скрещивания образцов коллекции CIMMYT с сортами яровой пшеницы, в основном проходило по типу гетерозиса или имело промежуточный характер.

Наследуемость признаков изменялась в зависимости от года и комбинаций скрещивания. Наибольший коэффициент наследуемости отмечен по признакам: высота растений (Н1= 24,6-70,2%) и Кхоз. (Н3= 24,9-61,9%).

5. Практическую значимость для селекции, как доноры отдельных элементов продукти вости имеют сорта: Лютее цене 78 - по массе 1 ООО зерен; Эритрос-пермум 33-96 - по числу зерен в колосе и массе зерна колоса; Целинная 24 - по числу зерен в колосе и массе зерна растения н образцы: SAWYT 47 — по массе зерна растения и массе 1000 зерен, SAWSN 126-по Кхоз. SAWYT 50 - по числу зерен в колосе.

6. В 2002 г. в селекционном питомнике 1-го года выделено 72 высокопродуктивные линии, устойчивые к мучнистой росе н бурой ржавчине. Эти линии представляют ценность как исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Целесообразно использовать образцы коллекции CIMMYT, выделившиеся по хозяйственно-ценным признакам, в качестве исходного материала для селекции в условиях Западной Сибири.

2. Рекомендуется использовать сорта яровой пшеницы в качестве доноров отдельных элементов продуктивности: Лютесценс 78 - по массе 1000 зерен, Эритроспсрмум 33-96 - по числу зерен в колосс и массе зерна колоса, Целинная 24 - по числу зерен в колосе и массе зерна растения и образцы SAVVYT 47 - по массе зерна растения и массе 1000 зерен, SAWSN 126- по Кхоз. и SAWYT 50-по числу зерен в колосе.

3. Рекомендуется включить лучшие селекционные линии в селекционный процесс кафедры селекции, генетики и семеноводства ОмГАУ.

Список опубликованных работ 1<о теме диссертации

1. Селекция яровой мягкой пшеницы в Омском государственном аграрном университете / В.П. Шаманин, В.П. Пьянов, И.В. Потоцкая и др. // Селекция яровой пшеницы для засушливых районов России и Казахстана: Материалы междунар. конф. (Барнаул, 20-21 июля 2000 г.) / РАСХН. Сиб. стд-ние, АНИИЗиС, СИММИТ. Общество развития Гальбштадт. - Барнаул, 2001. - С. 161-173.

2. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивостью бурой ржавчине в Омском государственном аграрном университете / В.П. Шаманки, АЛО. Тру-щенко, И.В. Потоцкая и др. // Вестник региональной сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству. - Алматы, 2003 - № 1 (4) . — С. 144-149.

3. Шаманин В.П. Селекция на устойчивость к болезням - важнейший фактор в решении экологической проблемы в зерновом производстве ! В.П. Шаманин, А.Ю. Трутаенко, И.В. Потоцкая // Пути повышения эффективности АПК в условиях вступления России в ВТО: Материалы междунар. науч.-практ. конф. / БГАУ. - Уфа, 2003. - С. 59-62.

4. Потоцкая И.В. Селекционная ценность коллекции образцов яровой мягкой пшеницы из С1ММУТ (Мексика) в условиях Западной Сибири / ИВ. Потоцкая / Аграрная наука России в новом тысячелетии: Сб. науч. тр. -Омск: Изд-во ОмГАУ, 2003. - С. 172-176.

5. Селекция яровой мягкой пшеницы на адаптивность в условиях Западной Сибири / В.П. Шаманин, А.Ю. Трущенко, В.П. Пьяков, И.В. Потоцкая // Материалы 1-Й Центрально-Азиатской конференции по пшенице (Алматы, 10-13 июня 2003 г.). - Алматы, 2003. - С. 145-146.

Per. № 122. Сдано в набор 02.10.03. Подписано в печать 14.10.03. Печать на ризографе. Бум. офсетная. Формат 60x84 1/16. Печ. л. 1,0(0,93). Уч.-изд. л. 1,22. Тираж 110 экз. Заказ 171.

Типография издательства ОмГАУ, Омск-8, Сибаковская, 4