Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекционно-генетическая ценность мутантов и источников устойчивости ярового ячменя к головневым болезням в условиях ЦЧП

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекционно-генетическая ценность мутантов и источников устойчивости ярового ячменя к головневым болезням в условиях ЦЧП"

РГО 00

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Л О Р Ч О ^

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА

На правах рукописи

ЕРШОВА Лидия Александровна

УДК 633.16:631.523

СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ МУТАНТОВ И ИСТОЧНИКОВ УСТОЙЧИВОСТИ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ К ГОЛОВНЕВЬШ БОЛЕЗНЯМ В УСЛОВИЯХ цчп

Специальность: 06.01.05 — Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1993

Работа выполнена- в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В. В. Докучаева.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук В. А. Горшкова.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук 3. В. Абрамова; кандидат сельскохозяйственных наук М. В. Лукьянова.

Ведущее предприятие: Воронежский агроуниверситет им. К. Д. Глинки.

Защита'диссертации состоится 19 53г.

в ' / час. на заседании Специализированного совета во Всесоюзном ордена Ленина и ордена Дружбы народов научно-исследовательском институте растениеводства имени Н. И. Вавилова по адресу: 190000,' Санкт-Петербург, центр, Герцена, 44.

Автореферат разослан

Ученый секретарь Специализированного совета,

доктор с.-х. наук Е. В. Мажоров

1 ОБщАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. Ячмень в областях Центрального Черноземья - важная зерно ^уралшая культура. Кроме этого, хозяйства зоны являются основными поставщиками пивоваренного ячменя в Российской Федерации. Однако росту его урожайности и увеличению валовых сборов препятствуют потери зерна, вызываемые фито-патогенными грибами, среди которых по распространенности и вредоносности выделяются три вида головни.

Среди мер. борьбы с патогеном селекция по созданию непора-жаемых сортов является наиболее эффективной И экономически 'выгодной, к тому же не вызывает загрязнения окружающей среды. Однако, выведение устойчивых сортов ограничивается небольшим количеством известных эффективных источников устойчивости, многие из которых уде долгое время используются в селекционных программах.

Выявление новых источников устойчивости, изучение их генетики и донорских свойств, а также контроль за вирулентностью популяций возбудителя болезни позволит расширить банк генов устойчивости и вести более эффективную селекция на иммунитет в данной зоне.

Цель и задачи 'исследований. Цель работы - выявление и изучение новых источников ячменя на устойчивость к видам головне- , вых болезней и создание на этой основе нового исходного материала для селекции на групповую устойчивость,

3 задачи исследований входило:

- определить эффективность источников, созданных в отделе селе'нции ячменя НШСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева методом индуцированного мутагенеза-и источников коллекции ВИР на групповую устойчивость к головневым болезням;

- оценить коллекцию источников устойчивости по хозяйственно-биологическим признакам;

- изучить генетическую природу устойчивости у мутантов ячменя;

- выявить эффективность мутантов как доноров устойчивости; . ' - создать' и изучить новый исходный материал.

Наувдая новизна и практическая значимость исследований. Выявлены 4 новых источника, эффективных доноров устойчивости к трем видам головни ячменя. Из числа источников устойчивости к

пыльной и каменной головне коллекции ВИР вьщелены 14 образцов, характеризующихся групповой устойчивостью. У мутантов сорта Нутанс 187 определена еффективность устойчивости к расам трех видов головни.

Определены расы каменной и черной Головни ячменя, продолжено изучение рас пыльной головни»

Впервые установлено, что Невосприимчивость к пыльной и черной головне у мутантов II763 и II760 контролируется двумя независимыми генами устойчивости, один из которых рецессивный, а к каменной - одним геном'(М II?63) или двумя (М II76Q) доми- , нантными генами, действующими комплементарно. Мутант 1X764 ва-щищен двумя независимыми доминантными факторами от пыльной и черной головни и одним доминантным геном , действующим, как :и у ü 11763, от каменной. Устойчивость источника Anoidium х F ort ii к трем видам головни обусловливается двумя независимыми генами, один ив которых рецессивный. Для создания неоднородных по признаку устойчивости сортов рекомендуются 4 элективных донора невосприимчивости.

Выявлен наиболее оптимальный метод инфицирования исследуемого материала каменной и черной головней.

Три новых источника устойчивости (M II76Q, W II763, М II764) переданы в коллекций ВИР,

Выявлен и создан новый исходный материал, характеризующийся комплексом хозяйственно-ценных признаков, который передан в отдел селекции ячменя, .

Апробация работы, Результаты исследований доложены на Всесоюзных совещаниях по индуцированному мутагенезу (Москва, ИХФ, 1986, 1988), на конференции профессорско-преподавательского состава, научных 'работников и аспирантов Воронежского сельскохозяйственного института (Воронеж, 1907), на координационном совещании сельскохозяйственных научно-исследовательских учреждений и ВУЗов Центрально-Черноземной зоны (Тамбов, 1989).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 наручных работы.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа из-! ложена на 127 страницах машинописного текста, содержит 30 таблиц в тексте и 9 в приложении, иллюстрирована 5 рисунками, со-' стоит из введения, трёх глав,, выводов й практических рекомендаций. Список использованной литературы включает 191 наимено-

вание, в;том числе 61 на иностранном языке.

Материал и методы исследований. Исследования проведены в отделе селекции ярового ячменя НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева в • I985-I99I гг., на полях селекционного севооборота, в фитотро-но-тепличном комплексе и лаборатории физиологии растений.

На инфекционных фонах пыльной, каменной и черной головни изучена устойчивость 42 источников резистентности коллекции ВИР, б мутантов сорта Нутанс 107 и 239 селекционных линий, полученных в отделе селекции ячменя..

Заражение каждым видом головни проводили популяцией возбудителя, собранной с районированных в зоне сортов ярового ячменя.

Изучение биологической дифференциации популяции возбудителей трех видов головни проводилось на эмпирическом тест-сортименте по споровым образцам с местных посевов.

Посев, учеты, оценки и наблюдения проводились согласно методике ВИР (1961 г.).

Генетическое изучение природы устойчивости трех мутантов сорта Нутанс 187 и двух источников коллекции ВИР проводили на' основе скрещивания данных образцов с восприимчивой линией Фаворит х Трумпф и сортом Олимпиец. По каждой комбинации скрещивания прокастрировано и опылено 40 колосьев. Гибридологический анализ проводили на растениях Pg, PjBCj и линиях

Учет поражения видами головни гибридов Pj-Pg проводили по числу пораженных растений. Учет .устойчивых и восприимчивых линий - по проценту поражения. Сопоставление фактически полученных данных с теоретически ожидаемым соотношением устойчивых и восприимчивых растений (линий) проводили с помощью Критерия • Хи-квадрат, при этом вносилась поправка в соответствии со степенью поражения родительских сортов и гибридов первого поколения по Меткалфу (1966).

В селекционной программе использовалась схема прерывистого беккросса (Гаркавый П.Ф. и др., 1975). По каждой комбинации скрещивания бралось 10-15 колосьев.

. Биохимический анализ'проведен нами в лаборатории физиологии растений и Центральной лаборатории идентификации сортов Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Белковый спектр гордеина и водорастворимых белков изучался методом

электрофореза по методикам ВИЗР (1976) и В.И.Сафонова и М.П.Сафоновой (1971).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Иммунологическое изучение источников устойчивости ячменя к трем видам головни

Изучение популяций возбудителей трех видов головни при помощи эмпирического набора сортов-дифференциаторов. Реакция на наборе сортов-дифференциаторов показала, что за годы исследований (1985-1989 гг.) в условиях Каменной Степи в популяции пыльной головни преобладали I, 8, 13 и 16 расы. Наиболее вирулентны расы I и 16, которые, по данным лаборатории иммунитета HfflCX ЦЧП, встречаются в зоне один раз в 4-5 лет. Анализ популяции возбудителя каменной головни позволил установить, что в посев,ах распространены лишь I и 3 расы, характеризующиеся как средневирулентные. Популяция черной головни на посевах ячменя представлена первой, наименее вирулентной иа чиола идентифицированных, и второй расами.

Сравнительный анализ элементов продуктивности районированных сортов, выращенных на ч1рех инфекционных фонах показал, что наибольшие потери урожая вызываются пыльной головней. Это сказывается в снижении числа растений по всходам на 5-10$, уменьшении' массы зерна главного колоса на 0,1 г и массы 1000 зерен, резком снижении высоты растения (на 8-10 см) по сравнению с растениями того же сорта, инфицированного каменной и черной Головней,

Устойчивость источников устойчивости к трем -видам головни. Резистентность к возбудителям пыльной,.каменной и.черной головни изучалась у б мутантов, полученных из сорта Нутанс 107 и 42 источников коллекции ВИР.

Дана оценка невосприимчивости к каждому виду патогена. Наряду с известными источниками Jet (к-10703), Cl 13664 (к-26419)

Conquest (к-19810), по устойчивости к пыльной головне выделились 5 мутантов сорта Нутанс 107 - M II759, M II760 (лр-75Э0),' M 11762, M II763 (пр-7531), M И764 (пр-7532), источники коллекции ВИР CI 5798 (и-23216), ci '9825 .(н-26275), irent (к-21944), Крымчак (к-25266), местные образцы из Таджикской ССР (к-21503) и Эфиопии (к-3282), '

При изучении эффективности известных генов устойчивости к

пыльной головне установлено, что в условиях Каменной Степи на эффективны гены ип и Vn-^« Начал терять эффективность ген

обладают практической устойчивостью сорта с генами ип 3, Uh^, Unjj- и Uni2» Высокую эффективность стабильно сохраняют ген Vn q и сочетание генов Ung + Ur^-g.

Высокую степень устойчивости к каменной головне проявили А noidiumx Fort II (к-18753), Short Straw (к-23983), Jet, а таше М II759,. М II760, М II76I, М II763, it II764, Ш 02~ 647 (к-21849), Ш 6403 (к-23921), местные образцы из Казахской ССР .(к-2710), Грузинской ССР (к-6147), Эфиопии (к-8731), Турции (к-6845).

.Установлено, что наибольшее поражение вызывалось расами . 16 и I пыльной головни и расой I каменной головни.

По реакции на черную головню выделяются образцы Jet, С hiness Black (к-1В685), Dorsett (к-16688), с I 13664, CI I2I28 (к-26420>, CI 13662 (к-27057), Bonanza (к-21661), местные образцы из Эфиопии (к-8731, к-3262), СССР (к-6147), Турции (к-6909, к-6845, к-6623), 02-547. Единичное поражение отмечено у мутантов II759, 1Г760, 1Г764.

Ввделено 18 образцов, характеризующихся групповой устойчивостью (табл. I). Высокоэффективными но всем трем видам в условиях Каменной Степи были источники Jet и Chinese Black, а также мутант II764, Bonanza , CI I2I28, CI 13662, местный образец из Эфиопии (к-3282), у которых отмечено единичное поражение.

Таблица I

Источники устойчивости к 3 видам головни

№ катало га ВИР Образец 'п 1 Происхож; , дение j ! ! Разновидность ¡Максимальное поражение головней, %

1 j камен-' ной - (чернойI пыль-1 !ной

I 2 Г 3 1 4 t 5 I 6 ! 7

Мутант 11759 . nutans 1,5 0,4. 0

ftp-7530- Мутант 11760 1.4 0,7 5,0

пр-7531 Мутант 11763 —" 1,3 1,0 0

I ! 2 t 3 ! 4 ! 5 1 6 i 7

пр-7532 Мутант II764 nutans 0 0,8 0,7

K-232I6 CI 5798 США 3,8 3,0 0.7

K-264I9 CI 13664 pallidum, ríeótense 3,6 0 0

К-26420 CI 12128 ricofcenße 0,9 0 0

К-27057 CI 13662 pallidum ,0,6 0 0

K-I8685 Chinese Black nigripal-• Iidum 0 .. 0 0

K-I8703 Jet Канада nigrinudura 0' 0 0

K-I67I6 Ogalitsu pallidum, subricótense 0 0,7 1Д

K-I8753 Anoidium x Port II и_ glabriparal-lelum 0 1,2 0,7

K-I98I0 Conquest ricoten;se 0,7 1,1 0>

K-2I66I Bonanza 0 0 0,8

K-2I944 Trent 2,8 • 3,7 . 0

К-25275 CI 9825 Эфиопия deficiená 1,7 3,2 0

К-3282 Местный nigrinudum 0 0,9 . 0

K-873I • intermedium, nigricans 2,0 0 4,7

Нутанс 187 35,6 22,3 43,9

Одесский 100 33,3 23,4

Дркучаевский I 48,7 .

Анализ поражения вццелйнных мутантов сорта Нутанс 187 по годам с учетом поражения сортов-дифференциаторов позволил установить их реакцию на отдельные, расы трех видов головни. Мутанты М II759, М II764'проявили высокую устойчивость ко всем расам (13, 8, I, 16) пыльной головни, мутант II760 характеризуется' практической устойчивостью.к .расе I, а мутант II763 - практичес- . •кой устойчивостью к расе 16 и высокой устойчивостью к остальным расам патогена.

По устойчивости к расам каменной головни они разделяются ' на высокоустойчивые к преобладающим в местной популяции расам I и 3 (мутанты М II759, М II764), практически устойчивые к обоим встречающимся расам (мутант М II763). Мутант М II760 обладает высокой устойчивостью к расе'З и практической устойчивостью к

В

расе I. ;

По отношению к расе I черной головни все мутанты является практически устойчивыми. »■ • •

Как отмечают В.И.Кривченко и Ю.Т.Дьяков, главной задачей современной селекции на иммунитет является не полная ликвидация болезни, а защита от эпифитотий, поэтому чем более эффективен ген устойчивости, тем менее он должен быть распространен в посевах культуры. В селекционных программах нами предлагается использовать экологически приспособленные к местным условиям выделенные мутанты - источники, характеризующиеся практической устойчивостью, а также образцы коллекции ВИР с типом поражения 0-1, при этом число комбинаций с источниками Jefe , производными сорта Milton,- Ogalitsu , давно использующихся в селекционных программах, должно быть сокращено.

Совершенствование методов.инфицирования кai денной головней. Каменная Степь - типично степной район с преобладающими суховейными ветрами. Климатические условия оказывают существенное влияние на развитие возбудителей головневых болезней, особенно почвенного типа. В связи с этим нами проведено изучение различных способов инфицирования возбудителей каменной головни с учетом их модификации, что позволило выявить наиболее оптимальный метод заражения. Подбор питательных сред и режимов обработки проводился при консультации старшего научного сотруд-* ника лаборатории иммунитета Е.И.Велибековой.

Вначале изучалось влияние различных режимов обработки семян на их всхожесть. Было установлено, что максимальный процент, всхожести получен в вариантах обработки I) сухих семян при 3 тысячах оборотов в течение 15 секувд и 2) предварительно замоченных на 30 минут семян при 5 тысячах оборотов в течение 15 секунд. Эти варианты использовались далее при изучении различных питательных сред и методик. Наиболее эффективны были метод инфицирования предварительно замоченных,семян в питательной среде состоящей из 0,2$ агар-агара и 2% глюкозы с частичным травмированием оболочки зерна ни приборе FI-I и метод Гелеле. Ко с учетом.того, 'что методика Гешеле довольно трудоемка, к'тому же искусственное обнажение зародыша изменяет характер взаимодействия растения с патогеном и искажает данные естественной устойчивости конкретного образца., применение ее

эффективно при изучении небольших объемов перспективных образцов.

Для повышения эффективности инфицирования боабудителем пыльной головни инокуляция растений проводилась в ранние утренние часы пока на спадет роса.

Характеристика мутантов И источников устойчивости по хозяйственно-биологически^ признакам. Для успешного использования ввделенньвс источников устойчивости в селекционной работе на иммунитет и продуктивность необходима полная хозяйственная и биологическая характеристика вовлекаемых в скрещивание Иммунных образцов.

Учитывая, что сорта и биотипы ячменя различаются по со- ■ ставу электрофоретических комитентов говдеина, были изучены и сопоставлены электрофоретические спектры гордеина и водорастворимых белков выделенных мутантов в сравнении с исход- , ной формой и известными источниками устойчивости. Анадаз материала показал, что электрофоретические спектры гордеина трех мутантов на'одном генетическом фоне довольно сходны, что характерно для образцов, близких ш родословной. Выделено два типа спектров мутантов,-при атом в результате анализа отдельных зерновок исходного, сорта установлена его однородность по типу спектров. Сорт Нутанс 107 представлен формулой. ЛЬ Jb 245 ¡f 14 Ь) 13456. У мутанта II759 и мутанта 1X760 произошли следующие изменения: в альфа-зоне появился компо- i нент 7, в бета-аоне - компонент 3, в омега-зоне исчезли компоненты I и 3, Но появились компоненты 7 и 8. У ^тентов' II763 и 11764 белковая формула в 11ААГ одинаковая, имеются лишь небольше отклоненияв альфа-зоне: у мутанта 11763 компонент 5, а у мутанта 11764 - компоненты 4 и 5.

Изучение электрофоретических спектров водорастворимых белков мутантов, исходной формы и источников Jet, CI5798, Keystone, Ogalitsu , местного образца из Эфиопии (к-0731) показало, что они специфичны как по числу и составу компонентов, так и по общей структуре спектра. Общее число компонентов у сорта Нутанс 187 было 10, у »лутантов оно варьировало'от 8 до II, у источников устойчивости'коллекции ВИР -.от 10 до 15.

Таким образом, установлено, что мутанты сорта Нутанс 107 отличается.по электрофоретической характеристике как от исход-

ной формы, так и от известных источников устойчивости.

Исследования показали, что подавляющее большинство изучаемых источников устойчивости в'условиях зоны характеризуется низкой продуктивностью (таблица 2).

Таблица 2

Группировка сортов и образцов ярового ячменя, устойчивых к видам головни, по продуктивности (1986-1987 гг.)

Код вира!. Продуктивность женности! относительно признака! стандарта, %

I

Образец

Очень низкая (менее 65,1$)

2 Очень низкая (65,1-75,0%)

3 Низкая (75,1-85,0%)

4 Низкая (85,1-95,0%)

6 Средняя

(105,2-115,0$)

• CI9B25, CI 5798, Jet, Dor-sett, Fort II, местные образцы из Эфиопии (к-3282. к-8731, к-8732), Турции (к-6909) СССР <к-27Ю)

Мутант 11760, CII3664, Ogalitsu, Chinese Black, Bonanza, Paragon, Pox , местные образцы из Турции (к-6823, к-6845), СССР .(к-6147)

Мутант II76I, мутант 11763, тант 11764, CII2I28, CII3662, Conquest, Anoidium х Port II, местные образцы Турции (к-6826, к-6858)

Мутант II759, Keystone' и образец из Греции (к-9163)

■лестный

Trent

Из 18 выделенных по групповой устойчивости к трем видам головни обраэщйячменя 10 имели очень-низкую продуктивность.

Анализ структуры урожая изучаемых источников показал, что они имеют низкую продуктивную кустистость, малую длину колоса, его озерненность и зерновую продуктивность.

Для выявления связи отдельных элементов структуры урожая с Зерновой продуктивностью определили коэффициент корреляции. Результаты опытов выявили наличие высокой положительной связи между урожайностью растения и продуктивной кустистостью ( г = 0,73-0,96ххх). Важными определяющими элементами являются также озер-

ценность колоса и масса зерна с колоса (г= 0,5? - О,??***).

■ Продуктивная кустистость растения - ьывдейший элемент урожая и важный фактор адаптации к условиям внешней среды. Этот признак должен рассматриваться с учетом зональных особенностей: в условиях острого дефицита влаги сорта с повышенной кустистостью являются нежелательными, а в условиях интенсивного земледелия значение продуктивной кустистости возрастает. Продуктивная кустистость в наших исследованиях колебалась по образцам двурядного ячменя от 2,1 до 4,2 и у многорядного - от 1,5 до 2,8 колосоносных стеблей на одно растение. Среди выделенных источников с групповой устойчивостью 5 образцов характеризовались очень слабой продуктивной кустистостью, это в основном ыногорядныв сорта канадской и американской седекции; девять - слабой продуктивной кустистостью, в том.числе мутант II760, мутант II764, Jet, Ogalitsu ; . выделяются по данному признаку мутант II759, мутант II763, местные образцы из коллекции ВИР (к-0731, к-3282, Эфиопия).

Признаки колоса. Анализ структуры уроиая выявил, что большая часть изучаемых источников устойчивости имеет короткий -колос (4,8-7 см). На уровне стандарта по данному признаку находится образец коллекции ВИР к-3282, близки к нему мутант II764 и мутант II760. Длина колоса как признак продуктивности существенна лишь при хорошей eiY> оэерненнпсти. Данные исследований показали, что около 50$ образцов характеризуются низким значением оаерненлости колоса. Учитывая положительно^ значение длины колоса и его озерненшсти rip и селекции на продуктивность и устойчивость к болезням, ввделены образцы с высоким' значением данных признаков;.мутант II759, мутант II760, мутант II763,'мутант II764, сорта ogalltau, Trent , CI 13662. - ''

Масса зерна колоса, -t ведущий признак продуктивности ярового ячменя, особенно в засушливые годы. В целом по источникам устойчивости коллекции ВИР данный показатель характеризуется как низкий. Очень низкой массой зерна с колоса отличаются образцы Jetj GI 9825, . Bonanza, • Ogalitsu, Chinese.

Blaclî, местный образец из Эфиопии- (к-3282), Многорядные сорта из Канады и США Conquest, Anoidium х Tort II, CI 13664, '

CI 13662,- ci I2I28 имели высокую массу зерна с. колоса за

счет его хорошей озернениостн, но характеризуются мелноэор-ностью и повышенной ломкостью колоса при уборке. Выделяются по данному показателю мутанты сорта Нутанс 187 (М II764, М II763, М 11760) и сорт Trent.

Вегетационный период. Продолжительность вегетационного периода у изучаемых источников колебалась от 72 до 86 дней. Выделены образцу раннеспелые ( CIÖ798, Dorsett, Jet, CI Х3662, Chinese Black, Ogalitsu, La Mesita , местные образцы из Эфиопии (к-8731, к-8732) и Турции (к-6909), позднеспелые - Ш 6421, Paragon, местный образец из Греции (к—9163). Наиболее приспособлены к условиям зоны по продолжительности вегетации мутанты сорта Нутонс 187 и источники CI 12X28, Conquest, Bonanza, Trent, Short Straw.

Обобщая результаты исследований, можно отметить, что из . числа изученных источников устойчивости к видам головни наибольший интерес представляют четыре мутанта сорта Нутанс 107 (М II759, М 11760, М II763, М П764), источники Ogalicau, ' Trent, CI 13662 И местные образцы из Эфиопии (к-8731, • к-3282), сочетающие групповую устойчивость к трем видам головни с хозяйственно-ценными признаками (высокой продуктивной кустистостью, озерненностью колоса, массой зерна с колоса н . растения).

Изучение донорских свойств

Иммунологическое п морфологическое научение подтвердило ценность четырех выделенных цутентов сорта Нутанс 187. Донные мутанты были вовлечены а селекционный процесс как эффективные источники устойчивости, В этой связи били-проведены исследования по выявлению и изучению их'донорских свойств. Донорские свойства изучались также у источников устойчивости коллекции ВИР Anoidium х Port II,- Keystone.

Анализ гибридов Pj показал, что устойчивость к головне. еым болезням, характерная для источников устойчивости, пере. дается гибридам, то есть резистентность к 3 видам головни является доминантным признаком. Устойчивость наследуется по типу полного и неполного доминирования с высоким значением

Как известно, признан устойчивости контролируется всей системой генов, но но результатам генетического анализа, предполагается, что изученные источники имеют по два фактора

устойчивости к пыльной головне; резистентность к каменной головне обусловлена одним доминантным геном у сорта Keystone, мутанта II763 и мутанта II764 и двумя генами - у сорта Anoidi-um х Fort Ни мутанта II760; устойчивость к черной головне у сорта Keystone контролируется моногенно, у сорта Anoidium х Port Ни мутантов сорта Нутанс 18? - дигенно (таблица 3). Проверка расщепления методом^2 не опровергает это предположение. Расчеты были проведены при консультации доктора биологических наук И.Г.Одинцовой. Анализ расщепления гибридов второго поколения свидетельствует о различном характере проявления приемка устойчивости к видам головни в зависимости от комбинации скрещивания.

■ , ' ' ■ Таблица 3

Значение jc2 при анализе гибридов второго поколения

вости ' |??^ирП"|0лимпи1Шаво- ОлимпиШаво- {Олимпи! Фавор-(ление j ец jpHT х j . ец |рИТ х j ец |рИТ х

;__1 !ТрумпФ_1Трумпф • !Трумпф

M 11763 13:3' 3:1 0,06 0.П 0,97 0,03 0,34

M И764 3:1 15:1 9:7 0,06' 0,02 2,16 1,20 0,50 1,23

M 11760 15:1 13:3 9:7 1,57 0,28 3,18 0,1 3,14 0,29

Anoidium x Fort II . 13:3 . 9:7 .0,89, 1,23 0,02 0,23 2,45 2,73

Keystone 3:1 15:1 ' ■ 1,02 1,76 2,51 0,38

Изученные источники устойчивости рекомендованы для использования в селекционных программах Центрально-Черноземного селек-центра как доноры групповой устойчивости к трем ведам головни.

Селекционная ценность нового исходного материала

Мутанты М II760, М II763, М II764, как эффективные источники устойчивости с высокими донорскими свойствами, были взяты в скрещивания с продуктивными сортами западной селекции Lilly, Iegia, Percrge, Konrad , а также селекционными линиями отдела селекции ячменя. Для создания нового селекционного материала была проведена серия скрещиваний по 24 комбинациям.

Изучение гибридов первого поколения и гибридных популяции второго поколения, а также первого беккросса показало, что процент поражения не превышал Ь% каменной и черной головней и 10$ - пыльной головней. Было отмечено, что признак резистентности передается гибридам лучше, если донор устойчивости взят в качестве отцовской формы. Анализ гибридов в то ро го-четв ерто го поколений после первого насыщающего скрещивания показал возможность получения линий с групповой устойчивостью и характеризующихся высокой продуктивностью. В отдел селекции ячменя было пе~ 'редано 162 линии, которые изучаются по этапам селекционного • процесса. Часть из них, изученная в контрольном питомнике, предварительном сортоиспытании по урожайности превышает стандарт на 5,2-8$..Отдельные из вцдеденных линий будут использованы в селекционных программах для повышения устойчивости у продуктивных линий.'

Была проведена серия скрещиваний источников устойчивости коллекции ВИР с продуктивными селекционными линиями, поражающимися пыльной головней. В результате исследований из 32 гибридных комбинаций вьщелено 6.характеризующихся комплексом хозяйственно-ценных признаков и отличающихся,групповой устойчивостью: Электрон х ( ci 13664 х Од. 36 BCgPg); (Униок х Меркур). х C'CI 13664 х Од. 36 B^Pg), ( Abacus х Vanpa ) X (Докуч. X х Hiproly ), (Фаворит х Дворан) х /( ci 13664 х Од. 36 ЕС^Р-) х Носовский 6/ , ( Sufxane х Олимпиец) х ( CI Х3664 х Од. 36 BC^Pg), (Зефир х Носовский 9) х ( ci 13664 х Од.ЗбВС^). '■ Наиболее, результативными были скрещивания с источником CI 13664 х .Од. 36 BCjjPtj, устойчивым'к 3 видам головни. Проведенные исследования позволили рекомендовать данные линии для использования в селекционных программах на иммунитет и дальнейшего изучения в селекционном процессе. , •

Выявленная гетерогенность по устойчивости к пыльной головне позволила нам изучить ряд высокопродуктивных линий на 3 инфекционных фонах. Из 61 изучавшейся линии выделены II, сочетающие устойчивость к видам головни с высокой продуктивностью, что определяет их высокую селекционную ценность. Линии превышают стандарты по урожайности на 2-13$. Лучшие из выделенных линий были изучены по урожайности и элементам прр-дуктивности по этапам селекционного процесса.

Перспективные.продуктивные линии были переданы на Государственное сортоиспытание. В 1988 году передана линия 49 (сорт Тадовский 36), в 1989 году - линия 8 (сорт Славянский), в 1990 году - линия 7 (сорт Славянский 91).

. Линия 49. Проведенное на искусственных инфекционных фонах испытание устойчивости показало, что линия средневоспри- '• имчива (по шкале ВИР) it пыльной головне и слабо во спршшчива х каменной и черной, по сравнению со стандартами процент поражения был ниже на 10-15%. ■

В конкурсном.сортоиспытании Линия 49 превысила по урожайности стандарты на 8,5-20,7%. Линия среднеспелая, характеризуется высокой продуктивной кустистостью и озерненностыо колоса. •Содержание белка в зерне составило 12,1-13,4$, по данному признаку она не уступала стандарту Донецкий 8.

Линия 8. Поражение линии видами головни за годы изучения не превышало 21,5%, что ' на 12,4-26,5$ пике, чему стандартов. В популяции возбудителя пыльной головни за годы изучения преобладали наиболее вирулентные расы.

Линия среднеранняя, вегетационный период колебался по годам от 75 до 83 дней, обладает высокой устойчивостью к полеганию, засухоустойчива. Линия характеризуется как продуктивная, в среднем-за годы'изучения в конкурсном сортоиспытании превысила по урожайности стандарт на 19,1-23,6$. Отличается высокой кустистостью и ояерненностью колоса, выравненностью зерна.

Линия 7. Слабовосприимчива к каменной и черной.головне, имеет преимущество по устойчивости к этим видам патогена перед Одесским 100 и, особенно, Одесским 115. Устойчивость к пыльной головне находится на уровне стандартов.

По.продуктивности са годы изучения в конкурсном сортоиспытании стабильно превышала стандарты на 5,2-12,6$. Линия срсднгспэлал, высокоустойчива к полеганию, отличается высокой

"кустистостью и озерненностью колоса. »

выводы

1. В популяциях возбудителей болезни в условиях Камен-нбй. Степи преобладали расы I, 13, 16, 8 пыльной головни,11 и 3 - каменной, I и 2 раса черной головни.

Разработан режим обработки и усовершенствован метод инфицирования образцов возбудителем каменной головни. Предлагается инфицирование предварительно замеченных аемян на приборе FT-I при 5 тысячах оборотов в течете 15 секунд в питательной среде, состоящей из 0,2% агар-агара и 2% глюкозы.

2. Из 42 источников устойчивости ячменя коллекции ВИР вццелено 14» характеризующихся групповой устойчивостью к 3 видам головни. Высокую устойчивость к трем видам головни имеют Jet и Chinase BlacK , 12 образцов сочетают высокую и практическую устойчивость к возбудителям болезней.

3. Вьзделены четыре мутанта сорта Нутанс 187 (M 11759,

11 II76Û, M II763, M II764), проявившие за годы изучения высокую и практическую устойчивость к 3 видам'головни. Данные мутанты характеризуются как источники с групповой устойчивостью к головневым болезням. ' ■ ¡

4. Мутанты - источники устойчивости (M II759, M II760, M II763, M II764) отличаются высокими показателями Элементов продуктивности, высокой засухоустойчивостью и высокой приспособленностью к местным условиям. По комплексу хозяйственно ценных признаков выделяются мутанты II759, II760, II763.

5. По комплексу хозяйственно ценных признаков в зоне изу-, чения заслуживают внимания источники коллекции ВИР.: Trent, pgalitsu, CI 13662,'к-3282, К-Ш31.

6. В качестве генетических источников .устойчивости к трем видам головни в селекции ярового ячменя по итогам наших исследований рекомендуются три мутанта сорта Нутанс 187

(M II760, M II763, M I1764) и образцы коллекции•ВИР Anoidiu» х'Fort II, Keystone.

Установлено, что устойчивость к видам головни у мутанта II760 и образца. Anoidium х Fort II контролируется дигенно, у / мутантов II763 и. II764 к пыльной и черной головне - дигенно, а к каменной головне - монотонно, устойчивость к пыльной го-

ливне у сорта Keystone обусловлена двумя генами, а к черной и каменной Головне - одним геном устойчивости.

7. С использованием трех индуцированных доноров и источников коллекции ВИР в ходе работы создан ценный в селекционном отношении гибридный материал и.вьделены три продуктивные линий, характеризующиеся групповой устойчивостью к головневым болезням. Данные линии как сорта Теловский 36, Славянский, Славянский 91 находятся на Государственном сортоиспытании..

■Предложения для селекционной практики

Ii В условиях Каменной Степи в селекционных программах следует.использовать три индуцированных-донора; M II764 (пр-7532), M XI763 (пр-7531), M II760 (пр-7530) и три источника устойчивости: M II759, M II76I, M I1762, а также 14 источников из коллекции ВИР. " •

2. В условиях недостаточного увлажнения для повышения эффективности фона каменной головни рекомендуется использовать метод инфицирования, усовершенствованный в отделе селекции ячменя. • •.

3. Созданный новый исходный материал, устойчивый' к видам головни и обладающий хорошей продуктивностью ( Lilly х M.XI763, î-egia. х M II764, Konraü* M II760, (Унион x Меркур) x

( CI 13664 :;x Од 36 BCgPg), Электрон x ( CI 13664 x Од 36 BCgPg) и 39 линий, характеризующихся устойчивостью к видам головни,, рекомендуется использовать в селекционных программах на групповую и комплексную устойчивость.

По материалам диссертации оцубликованы следующие работы:

I. Демченко В.А., Ершова Л.А. Устойчивость исходного и селекционного материала ячменя к пыльной головне //Новое в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур. Научные труды. - Каменная Степь, 1987, с. 101-107.

' 2. Ершова Л.А., Сравнительное электрофоретическое изучение белковых спектров у мутантов ячменя и исходной формы Нутанс 187 //Селекция и семеноводство зерновых культур. Научные труды. -Каменная Степь, 1988, с. 81-87. ,

3. Горшкова В.А.,' Ершова Л.А. Тип мутаций и характер их устойчивости к трем видам головневых заболеваний //Достижения, перспективы селекции и семеноводства зерновых культур в Цент-

рально-Черноземной зоне. Научные труды - Каменная Степь, 1990, с. 28-30.

; /

Лиг ,