Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекционно-генетические аспекты оценки перспективности гибридных популяций яровой мягкой пшеницы по продуктивности и качеству зерна

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекционно-генетические аспекты оценки перспективности гибридных популяций яровой мягкой пшеницы по продуктивности и качеству зерна"

На правах рукописи

ОСЫКА Ирина Александровна

СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ ГИБРИДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВУ ЗЕРНА

Специальность: 06.01.05 - Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Саратов - 2009

003460450

Работа выполнена в ГНУ Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока

Научный руководитель - доктор биологических наук, профессор

Бебякин Василий Михайлович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук

Сибикеев Сергей Николаевич

Ведущая организация - ФГНУ Российский научно-исследовательский и про-ектно-технологический институт сорго и кукурузы (Россорго)

седании диссертационного совета Д UU0.U5U.U1 при ГНУ Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Юго-Востока по адресу: 410010, Саратов, улица Тулайкова 7, зал заседаний

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ГНУ НИИСХ Юго-Востока

доктор сельскохозяйственных наук Орлова Нина Семеновна

Защита диссертации состоится «

2009 г. в 10 часов на за-

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного т«™ кандидат биологических наук

Ю.Е.Сибикеева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Результативность селекции, как известно, зависит от исходного материала и схемы скрещиваний. Создание местного генофонда, обладающего высоким потенциалом по качеству зерна, является одним из основных условий интенсификации селекции пшеницы. В этой связи актуальным является изучение высококачественных сортов пшеницы по потомству. Важное значение имеет и разработка методических подходов к отбору высококачественных генотипов и тестированию гибридных популяций по селекционной ценности.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось изучить селекционную ценность сортов яровой мягкой пшеницы, обладающих высоким потенциалом физических свойств теста. В задачу исследований входило:

- выявить количественную выраженность показателей продуктивности и качества зерна, а также характер их изменчивости у гибридных потомств в зависимости от поколения и условий выращивания;

- оценить реакцию гибридных популяций на отбор по критериям продуктивности и качества зерна;

- выявить реализованную наследуемость показателей, обусловливающих продуктивность и качество зерна;

- определить повторяемость в поколениях фенотипической выраженности критериев технологических свойств зерна и генетическую корреляцию между ними на основе кросс-анализа.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) продуктивность и качество зерна у потомств высококачественных сортов в системе однотестерных скрещиваний;

2) реакция гибридных популяций на отбор по продуктивности и качеству зерна в зависимости от его интенсивности;

3) реализованная наследуемость критериев продуктивности и качества зерна, повторяемость количественной выраженности их в поколениях;

4) взаимосвязь между показателями качества зерна на генетическом уровне на основе кросс-анализа.

Научная новизна. Изучена селекционная ценность сортов яровой мягкой пшеницы, обладающих высоким потенциалом физических свойств теста, по комплексу показателей продуктивности и качества зерна. Протестировано более 300 гибридных потомств (Р2, Р3, Р4), репродуцированных в разных условиях (2004-2006 гг.). Выявлена количественная выраженность признаков и характер распределения потомств по классам качества. Показана реакция гибридных популяций на отбор при разной его интенсивности (ХП, 120, йо) на основе селекционного дифференциала и фактического сдвига в группах отбора. Установлена эффективность отборов в Р2 и Р3 в зависимости от их интенсивности (Xп, ¡го, ¡И,). Экспериментально доказано, что отбор по отдель- , ным критериям качества зерна в Т2 эффективнее, чем в Р3 (отсчет поколений..! по растению). Реакция популяций на отбор по показателям урожайности и У"'

качества зерна, несмотря на высокий уровень селекционного дифференциала, довольно низкая. Реализованная в группах отбора наследуемость (И ) признаков, за исключением показателя ИДК-1, невысокая. Взаимосвязь между показателями качества зерна в пределах популяций не настолько высока, чтобы успешно вести отборы одновременно по комплексу признаков. Установлены неблагоприятные корреляционные взаимоотношения между содержанием и качеством клейковины по ИДК-1, которые противоречат одновременному их улучшению в процессе отбора. Повторяемость показателей, обусловливающих продуктивность растений и качество зерна, выраженная через генетическую корреляцию (га) между оценками разных поколений (Р2-Рз, р2-р4, Рз-РД невысокая. Наибольшая сходимость оценок выявлена по показателю ИДК-1, призванному тестировать качество клейковины по ее упруго-вязким свойствам. Дана оценка 4 гибридным популяциям по уровню генетического разнообразия и показана генетическая корреляция (га) между критериями качества зерна на основе кросс-анализа.

Практическая ценность работы. Показатели продуктивности растений и качества зерна яровой мягкой пшеницы наследуются, как правило, по промежуточному типу, поэтому в скрещивания целесообразнее вовлекать формы с высокой компенсационной способностью, максимально различающиеся между собой по выраженности признаков, улучшение которых является целью селекции. Экспериментально установлено, что при вовлечении в гибридизацию сортов или линий, отличающихся высоким потенциалом физических свойств теста (показатели общего характера) нельзя рассчитывать на высокий уровень в потомстве базовых характеристик - показателей индивидуального характера (содержание и качество клейковины). Поскольку содержание клейковины и ее физические свойства плохо совмещаются в одном генотипе, то при подборе пар для гибридизации предпочтение должно быть отдано исходному материалу с различной выраженностью у исходных форм этих показателей. Экспериментально доказана слабая реакция гибридных популяций на отбор, несмотря на перспективность исходных форм (§) и высокий уровень селекционного дифференциала. В поколениях отбора (Р2, Рз) проявляется низкая наследуемость (И2) показателей продуктивности и качества зерна, недостаточно выраженная взаимосвязь (г) между ними на внутри-популяционном уровне и невысокая частота выщепления высококачественных генотипов. Отборы по содержанию клейковины в муке и показателям фаринографа в Р2 неэффективны, их целесообразнее начинать с Р3 (Р4 по зерну). Идентифицировано более 40 гибридов, которые после дополнительных испытаний, если будет доказана их перспективность, могут быть рекомендованы для пополнения местного генофонда.

Апробация работы. Результаты исследований представлялись на международной научно-практической конференции «Современные проблемы почвозащитного земледелия и пути повышения устойчивости зернового производства в степных регионах» (Шортанды, 2006 г.), на расширенном заседании ученого совета ГНУ НИИСХ Юго-Востока, посвященному повышению

устойчивости и качества зерновых культур в условиях аридизации климата (Саратов, 2007 г.) и на международной научно-практической конференции, посвященной 120-летию Н.И. Вавилова (Саратов, 2007 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений и рекомендаций, списка литературы и приложений. Текст изложен на 137 страницах компьютерного текста, иллюстрирован 13 рисунками и 60 таблицами. Список используемой литературы содержит 155 источников, в том числе 18 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Рассмотрены особенности изменчивости и наследуемости показателей качества зерна в популяциях яровой мягкой пшеницы в зависимости от технологических достоинств исходных форм, генетический сдвиг при отборе по признакам качества урожая и сопряженность между ними.

2. МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучению подвергались потомства F2, F3 и F4 (отсчет поколений по растению), полученные от скрещивания Тулайковской 5, Тулайковской золотистой, Альбидум 42/98 и сорта СКЭНТ 3 с селекционной линией СФР 195-11-05, формирующей зерно с повышенным содержанием клейковины невысокого качества и обладающей устойчивостью к поражению листовой ржавчиной. Гибриды и их родительские формы выращивались в селекционном севообороте ГНУ НИИСХ Юго-Востока (Саратов) на трехрядковых делянках по методу частых стандартов. Площадь питания 75 см2 (15><5). Продуктивность оценивалась по массе зерна с растения и делянки. Натурная масса зерна определялась по микрометодике (Синицын С.С., Лакс-Корчмарек Г.И., Нетунаева И.Ф. и др., 1969), а содержание клейковины в муке и ее упруго-вязкие свойства - по ГОСТу. Показатель SDS-седиментации оценивали по методу ГНУ НИИСХ Юго-Востока (Бебякин В.М., Бунтина М.В., 1991), состояние физических свойств теста - по фаринограмме. Число падения (ЧП) определяли по методике Хагберга-Пертена на автоматическом анализаторе Falling Number 1400 (Швеция), содержание белка в зерне - на анализаторе «Инфраматик» (США). Дисперсионный анализ экспериментальных данных проводился по программе для бесповторных опытов с частыми стандартами с коррекцией их по скользящей средней. Реакцию гибридных популяций на отбор (R) определяли по разнице между средним значением признака всей популяции (Хп) и средним его значением у отобранной части потомств в предшествующем поколении, а также при отборе 20 и 10% (i2o, iio) лучших потомств, как в F2, так и в F3. Реализованную наследуемость (h2) оценивали по формуле: h2 = R/S, где R - сдвиг при отборе, S - селекционный дифференциал - разница между фенотипической средней отобранной группы потомств

и средней всего родительского поколения до отбора. Сходимость одноименных оценок разных поколений (F2-F3, F2-F4, F3-F4) или их повторяемость в потомстве оценивали по величине и значимости коэффициента генетической корреляции. Взаимосвязь же между одноименными и разноименными признаками определяли по коэффицинту кросс-корреляции (га).

Метеорологические условия вегетационного периода в годы проведения полевых опытов (2004-2006) были разными. Температура воздуха в период формирования и налива зерна в зависимости от года изменялась в сравнении с многолетними данными незначительно (92,5-100,9% от нормы), тогда как количество осадков существенно (39,0-173,0% от нормы). Наиболее благоприятным для формирования качества зерна был 2005 год.

3. ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА У ГИБРИДНЫХ ПОТОМСТВ В СИСТЕМЕ ОДНОТЕСТЕРНЫХ СКРЕЩИВАНИЙ РАЗНОКАЧЕСТВЕННЫХ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

3.1. Продуктивность гибридных потомств в зависимости от условий

выращивания

Наиболее продуктивными в F2 (2004 г.) были гибриды, полученные от скрещивания линий Альбидум 42/98 и СФР 195-11-05. Однако потомств, превосходящих по массе зерна наиболее продуктивные растения лучшего родителя (Альбидум 42/98), не обнаружилось. Во всех же других популяциях встречались и более продуктивные растения, но частота встречаемости их была невысокой (2,0-7,8%). В условиях засушливого года (2005) в период формирования и налива зерна продуктивность гибридов (F3) оказалась невысокой. Средние по популяциям значения массы зерна с растения колебались от 1,1 до 1,8 г. Гибридных потомств, превосходящих по продуктивности среднее значение признака у Тулайковской 5 оказалось 2,0%, Альбидум 42/98 - 1,9% и у СКЭНТ 3 - 15,7%, достоверно уступающих Тулайковской 5 - 18,5%, Тулайковской золотистой - 35,4% и Альбидум 42/98 - 3,8%. Масса зерна с растения у гибридов F4 (2006 г.) оказалась также невысокой и варьировала в широких пределах (0,4-2,3 г). Средняя продуктивность растений в популяциях р4(Тулайковская 5*СФР 195-11-05) и Р4(Тулайковская золоти-стаяхСФР 195-11-05) была значимо ниже таковой у лучших по этому признаку родителей, в популяции Р4(Альбидум 42/98><СФР 195-11-05) - статистически не отличалась от Альбидум 42/98 и в F4(CK3HT ЗхСФР 195-11-05) - превосходила материнскую форму. Встречаемость потомств, достоверно превосходящих по массе зерна с растения среднее значение признака у лучшей исходной формы в большинстве популяций низкая.

Варьирование массы зерна с единицы площади (2005 г.) в популяциях (F3), как правило, не выходит за пределы ее изменчивости у исходных компонентов. Выщепление фенотипов, превосходящих по урожайности среднее ее значение у материнских сортов, отмечалось в двух популяциях и колебалось от 2 (Альбидум 42/98хСФР 195-11-05) до 17 (СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05) из 52 и 89 проанализированных. Колебания массы зерна с делянки во всех

изученных популяциях выражены очень сильно (У=24,7-37,5%). Масса зерна с делянки, сформированного в условиях 2006 года, варьировала в популяциях, как и в 2005 году, в широких пределах (У=20,1-31,8). В двух популяциях (Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05, Тулайковская 5><СФР 195-11-05) средняя по семьям урожайность была достоверно ниже по сравнению с таковой у материнских форм, а в двух других (Альбидум 42/98*СФР 195-11-05, СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05) она значимо превышала урожайность исходных сортов (§). Наиболее продуктивными оказались гибриды от скрещивания с тестером Тулайковской 5.

3.2. Качество зерна у гибридных потомств в системе поколений

Натурная масса зерна у потомств ¥2 (2004 г.) в среднем по популяциям была, как правило, ниже соответствующих значений признака у лучших родительских форм и в 50% случаев превосходила ее выраженность у тестера. Потомств, превосходящих по натуре зерна среднее значение признака у изучаемых сортов (9), не выявлено. Если оценивать родительские формы по потомству, то селекционная линия Альбидум 42/98 имеет некоторое преимущество. Натурная масса зерна в Р3 (2005 г.), как и в Р2, наследуется по промежуточному типу. Потомств Р3, значимо превышающих по натуре зерна лучшего родителя ($), не выявлено, а уступающему ему было от 4,6 (СКЭНТ Зх СФР 195-11-05) до 46,0% (Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05). Характер и значимость различий между исходными сортами и гибридными популяциями (Р4), репродуцированными в 2006 году, по натурной массе зерна существенно не изменились. Колебания признака в популяциях в основном укладывались в пределах его варьирования у исходных форм с выходом за пределы минимальных значений.

Содержание белка в зерне (СБ) и его изменчивость в популяции Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 в значительной степени определялись условиями формирования и налива зерна. В условиях влажного года (2004) в этот период исходные формы и потомства (Р2) по усредненным данным содержания белковых веществ не различались между собой. Из 37 гибридов Р2 только 1 достоверно превосходил по СБ линию Альбидум 42/98, 2 - уступали ей. Что же касается других, то содержание белка в зерне у них изменялось практически в границах модификационной вариабельности признака у исходных форм. Количество потомств в Р3 (2005 г.), превосходящих по СБ среднее значение признака (X) у материнского компонента (Альбидум 42/98), достигло 10, что составляет 20% популяции. Содержание белка в зерне у потомств Р4 (2006 г.) было значимо выше, чем у линии Альбидум 42/98 и достоверно не отличалось от линии СФР 195-11-05, которая формирует повышенное количество белковых веществ.

По показателю БОБ-седиментации гибриды Р2 в среднем занимают промежуточное между исходными формами положение с уклонением в сторону лучшей из них. Несмотря на это ни в одной из 4 популяций количественные значения признака не выходят за пределы максимальных его значений у материнских форм. Не обнаружено и потомств, показатель БОВ-седиментации у

которых бы превосходил среднее его значение у лучшего компонента. С показателем SDS-седиментации ниже средней лучшего родителя в популяции р3(Тулайковская 5*СФР 195-11-05) было 9 семей (10,8%), в Р3(Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05)-23 (20,3%), в Р4(Альбидум 42/98х СФР 195-11-05)-24 (46,1%) и в F3(CK3HT 3*СФР 195-11-05)- 10 (11,4%). В популяции F4(CK3HT 3*СФР 195-11-05) идентифицировано 12 семей (11,2%), у которых показатель SDS-седиментации выше среднего значения признака у лучшего родителя (СКЭНТ 3). Во всех же других популяциях значительная часть потомств (17,8-32,7%) оказалась хуже по SDS-тесту среднего значения признака у лучших родительских форм. Таким образом, при вовлечении в скрещивания хотя бы одного компонента с невысоким качеством зерна по SDS-тесту, рассчитывать на положительные результаты не всегда возможно.

Число падения (ЧП), рекомендованное для оценки активности а-амилазы, наследуется по промежуточному типу. Его значения варьировали в F2 от 174 до 419 секунд и в среднем по популяции достоверно уступали соответствующим данным у лучшего родителя (Альбидум 42/98). В F3 различия между популяционной средней и Альбидум 42/98 ($) проявились более четко. Значительная часть гибридов (50%) значимо уступала по ЧП лучшему родителю. В F4 идентифицированы 3 семьи (6,5%), у которых амилазная активность зерна по ЧП была достоверно ниже среднего значения признака у линии Альбидум 42/98 ($).

3.3. Содержание и качество клейковины у гибридов и их

родительских форм

В условиях влажного года (2004) в популяциях Р2(Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05) и F2(CK3HT 3*СФР 195-11-05) удалось повысить содержание клейковины в муке по отношению к материнским формам в среднем соответственно на 2,9 и 1,2%. Потомств с содержанием клейковины значимо выше среднего значения признака у материнских форм выявлено от 3 (3,8%) до 15 (22,4%). Наибольшее количество семей, у которых содержание клейковины в муке было на уровне требований, предъявляемых к сильной пшенице (> 32%) обнаружилось в популяциях с участием Тулайковской золотистой -52 (52,5%) и Тулайковской 5-48 (61,5%), наименьшее же - с участием линии Альбидум 42/98 - 12 (26,0%). В популяциях Р2(Альбидум 42/98* СФР 195-11-05) и F2(CK3HT 3><СФР195-И-05) идентифицированы гибриды, у которых содержание клейковины в муке превосходит максимальные значения его у обоих родительских компонентов. При формировании зерна в засушливых условиях (2005 г.) минимальное количество клейковины в муке (< 32%) было в Р3(Альбидум 42/98><СФР 195-11-05). Во всех других популяциях в среднем оно отвечает требованиям, предъявляемым к высококачественной пшенице, но значительная часть потомств лежит за пределами нормативных требований. Частота встречаемости в F3 потомств с содержанием клейковины выше среднего значения признака у материнских форм в зависимости от популяции колеблется от 1 (0,8%) до 23 (27,7%). В F4 содержание

клейковины в муке по отношению к таковому у сортов, используемых в качестве материнского компонента, повысилось на 0,3-3,8% в абсолютном выражении. В популяции Р4(Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05) идентифицированы гибриды, превышающие по содержанию клейковины максимальные ее значения у родительских сортов.

По качеству клейковины ни одну из 4 изученных популяций, если исходить из средних популяционных значений (79,1-89,2 ед. ИДК-1), репродуцированных в условиях влажного года (2004), нельзя отнести к высококачественным. Однако в трех из них выявлены потомства с показателем ИДК-1 менее 75 единиц. Таких генотипов в Р2(Альбидум 42/98><СФР 195-11-05) оказалось 12 (26%). В других же популяциях от 1 до 2 (1,5-2,5%). Качество клейковины у гибридных потомств после второй реализации генотипа напрямую зависит от такового у лучшей исходной формы. В условиях засушливого года (2005) в период формирования и налива зерна сорта, вовлеченные в гибридизацию в качестве материнского компонента, формировали зерно в среднем по выборке (30-50) с клейковиной по показаниям ИДК-1 на уровне требований, предъявляемых к высококачественной пшенице. При оценке же гибридных популяций показатель ИДК-1 колебался в Р3 от 70 до 85 ед (Тулайковская 5х СФР 195-11-05), от 63 до 85 ед (Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05), от 58 до 84 ед (Альбидум 42/98хСФР 195-11-05) и от 62 до 90 ед (СКЭНТ Зх СФР 195-11-05). Высокое разнообразие популяций по показателю ИДК-1 сохранилось и в Р4 (2006 г.), но качество клейковины оказалось невысоким. Средние популяционные значения показателя ИДК-1 (70,7-72,9 ед) на уровне высококачественной пшеницы установлены в двух популяциях: Р4(Альби-дум 42/98хСФР 195-11-05) и Р4(СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05) при очень широком спектре их изменчивости (58-86, 62-82).

Растяжимость клейковины, как и ее упруго-вязкие свойства, является показателем состояния белково-клейковинного комплекса. Гибридные потомства по популяционным средним занимают промежуточное между исходными формами положение с уклонением в сторону лучшей из них. Клейковина с оптимальной растяжимостью характерна для популяции Р2(Альбидум 42/98хСФР 195-11-05). Семьи же с более короткой, чем у материнских форм клейковиной в количестве двух (1,7%) идентифицированы только в одной популяции - Р2(Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05) из 4 изученных. При формировании зерна в условиях дефицита осадков (2005 г.) клейковина с высокой растяжимостью (22-25 см) встречалась во всех популяциях. В Р4 (2006 г.) растяжимость клейковины у гибридов изменялась в границах ее вариабельности у родительских форм и была максимальной в популяциях с Тулайковской 5 и Тулайковской золотистой.

3.4. Состояние физических свойств теста у гибридов и их

родительских форм

Модификационная изменчивость тестообразующей способности в Р2 и Рз выражена очень сильно. Во всех изученных популяциях, репродуцированных в 2004 и 2005 годах, максимальные значения признака выходили за пределы

таковых у исходных форм. При оценках зерна, сформированного в условиях 2006 года, средние популяционные значения признака (Р4) занимали промежуточное между родителями положение. Частота встречаемости высококачественных по времени образования теста фенотипов заметно снизилась, обнаружилось и появление потомств, значимо уступающих по тестообразукнцей способности лучшему родителю ($).

Средние популяционные значения по сопротивляемости теста в Р2 и Р3, как правило, либо достоверно не отличаются от соответствующих данных у лучшей исходной формы, либо превосходят их. В Р4 они занимают промежуточное между исходными компонентами положение. Потомств, достоверно превосходящих среднее значение (X) признака у лучшей родительской формы, не выявлено. Вариабельность признака во всех изученных поколениях высокая.

Гибридные популяции, как и их родительские формы, отличаются слабым разжижением теста. Средние популяционные в.Р2 (2004 г.) были на уровне 83,4 еф (Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05) и 58,6 еф (СКЭНТЗхСФР 195-11-05), в Р3 (2005 г.) соответственно - 31,7 и 31,2 еф и в Т4 (2006 г.) - 39,2 и 31,0 еф. И тем не менее во всех изученных поколениях и особенно в Р4 значительное количество потомств (2-30) достоверно уступает по разжижению теста лучшему родителю.

Общее представление о состоянии физических свойств теста дает вало-риметрическая оценка. Если исходить из требований, предъявляемых по этому признаку к высококачественной (сильной) пшенице (> 70 ед), то таких потомств в популяции Р3(Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05) оказалось 66 (80,4%), а в Р3(СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05) - 39 (81,2%). В Р4(Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05) семей с высоким показателем валориметра (> 80 ед) было 13 (12,6%), а в Р4(СКЭНТЗхСФР 195-11-05) - 38 (51,3%).

Характер и особенности распределения потомств в поколениях (Р2, Р3, Р4) для всех характеристик продуктивности и качества зерна представлены в диссертации в виде графиков.

3.5. Взаимосвязь меяеду признаками в гибридных популяциях

на фенотипическом уровне

Продуктивность растений независимо от условий года (2004-2006), поколения (Р2-Р4) и популяции достоверно сопряжена с массой зерна с единицы площади (г=0,67**-0,84**), а в отдельных популяциях и с натурной массой зерна (г=0,27**-0,45**). С показателем же ЗОБ-седиментации и содержанием клейковины в муке, связь не доказывается. В отдельные годы (2005) показатель БОБ-седиментации коррелирует с содержанием клейковины независимо от комбинации скрещивания (г=0,38**-0,57**), с показателем же ИДК-1 связь отсутствует (г=0,08...-0,17). Содержание и качество клейковины, как правило, положительно коррелируют между собой (г=0,14-0,74**). Таким образом, при отборе генотипов с высоким содержанием клейковины может проводиться отбор на ее ухудшение, и наоборот, если предпочтение отдавать качеству клейковины, то одновременно будет снижаться ее содержание.

Правда, тесная корреляция проявляется не во всех популяциях и не во все годы, что не исключает полностью возможностей совмещения этих характеристик в одном генотипе. Взаимосвязь между показателем БОЗ-седиментации и характеристиками физических свойств теста зависит от комбинации скрещивания (г=0,23*-0,45**; г=0,11-0,23*). Содержание клейковины в муке и показатели фаринографа во всех изученных поколениях (Р2, Р3, Р4) слабо согласуются между собой (г=-0,01...-0,41**). Невысокая корреляция проявляется и между показателем ИДК-1 и параметрами фаринограммы (г=0,28*...-0,44**).

4. СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯХАРАКТЕРИСТИКА ГИБРИДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ПО ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВУ ЗЕРНА

4.1. Реакция гибридных популяций на отбор по критериям

продуктивности и качества зерна

Реакция гибридных популяций на отбор является одной из важных характеристик исходных сортов и линий по потомству. Установлено, что реакция гибридных популяций на отбор по массе зерна с растения в Р2 (по зерну Р3) слабо выражена как в Р3, так и в Р4. Наиболее существенный сдвиг по продуктивности растений (0,15-0,24 г) проявился в Р4(Альбидум 42/98х СФР 195-11-05). Таким образом, рассчитывать на эффективный отбор продуктивных растений в Р2, выращенных в условиях относительно влажного года (2004) в период вегетации довольно трудно. При отборе растений по массе зерна в Р3 сдвиг (Я) в Р4 наиболее выражен (0,13-0,19 г) в популяции Р4(СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05). Интенсивность отбора при этом не оказывала существенного влияния на его результативность. Отбор наиболее продуктивных растений в Р3 был более эффективен по отношению к отбору в Р2 в одной популяции из четырех изученных. Реакция отдельных популяций на отбор по массе зерна с растения и делянки неоднозначная, она неоднозначная и в зависимости от интенсивности отбора. Наибольший сдвиг по массе зерна с единицы площади за одно поколение проявился при отборе в Р3 20% лучших семей в популяции Тулайковская 5><СФР 195-11-05 (2,9 г) и 10%- в популяции Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 (6,6 г). Повышенной реакцией по массе зерна с единицы площади обладает популяция СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05, в которой при всех вариантах интенсивности отбора (X, ¡20, ¡ю) фактический сдвиг наиболее выражен (11=5,6-12,6 г).

При отборе потомств в Р2 (2004 г.) по натурной массе зерна в количестве 10 и 20% наиболее ощутимый сдвиг (И) за одно поколение установлен в популяциях, в которых в качестве материнской формы участвовали Тулайковская 5 (12,8-19,3 г/л), Тулайковская золотистая (4,6-6,5 г/л) и Альбидум 42/98 (4,3-9,6 г/л). Сдвиг же за 2 поколения был положительным (1,6-4,3 г/л) только в одной из них (Альбидум 42/98хСФР 195-11-05). На жесткий отбор 0ю) неплохо реагирует и популяция Тулайковская 5хСФР 195-11-05 (11=5,5 г/л). При отборе потомств в Р3 (2005 г.) положительный сдвиг по натурной массе зерна в Р4 (11=0,6-4,7 г/л) установлен в популяциях Альбидум 42/98х СФР 195-11-05 и СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05. В других же популяциях реакция

на отбор оказалась отрицательной (11=-1,9...-7,1 г/л).

По содержанию белка в зерне сдвиг за одно поколение в популяции Альбидум 42/98><СФР 195-11-05 был положительным (0,3-0,7%) при отборе потомств в Р2 и отрицательным - при отборе в Р3 (Л=-0,2...-0,3 %). Прогнозировать результаты отбора в Р4 по Р2 практически не представляется возможным.

Величина селекционного дифференциала (Б) по показателю 808-седиментации при отборе потомств в Р2 колебалась от 4,4 до 11,3 мл в зависимости от его интенсивности. И тем не менее реакция на отбор за одно поколение оказалась невысокой. Положительные результаты в Р3 наблюдались лишь при отборе относительно больших групп потомств (11=0,3...-2,3 мл). Сдвиг же через 2 поколения (Р4) при отборе 10 и 20% лучших семей оказался не менее ощутимым (11=0,2-^1,1 мл). Наиболее выраженным он был в популяции СКЭНТ 3ХСФР 195-11-05. По реакции же на отбор в (по зерну Р4) выделяются 2 популяции: Тулайковская 5*СФР 195-11-05 (11=2,9-6,6 мл) и Альбидум 42/98*СФР 195-11-05 (11=1,7-2,6 мл).

Сдвиг по числу падения (ЧП) в Р3 и в Р4 при отборе семей в Р2 оказался довольно существенным. При невысокой его интенсивности (>ХП, Ьо) за одно поколение он был более выраженным (11=16,9-23,6 с) чем за два (11=11,3-19,4 с), а при высокой (¡10), наоборот - лучше выраженным через два поколения. При отборе семей в Р3, репродуцированных в условиях засушливого года (2005) реакция популяции Альбидум 42/98><СФР 195-11-05 оказалась более ощутимой (11=5,5 с), когда отбираемая ее часть была максимальной (>ХП).

Величина селекционного дифференциала и реакция гибридных популяций на отбор в Р2 по содержанию клейковины в муке показаны в табл. 1. Из приведенных данных видно, что сдвиг в Р3 выражен очень слабо или отсутствует совсем. Повышение же содержания клейковины в Р4 при отборах в Р3 оказалось более ощутимым (табл. 2).

Сдвиг за одно поколение по показателю ИДК-1 в направлении отбора в двух популяциях из четырех изученных возрастал по мере повышения интенсивности отбора, в одной существенно не изменялся и в одной был наиболее выраженным при отборе 20% лучших потомств (табл. 1). При этом сильную реакцию на отбор (Я) показали популяции Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 и СКЭНТ 3*СФР 195-11-05.

Таблица 1

Реакция гибридных популяций на отбор в Р2 по содержанию и качеству клейковины

Популяция Р2 (2004 г Рз (2005 г.) ¥4 (2006 г.)

Интенсивность отбора

>хп(<хп) ¡20 ¡10 >хп(<хп) ¡20 ¡10 >хп(<хп) 120 1|0

Селекционный дифференциал (Б) Реакция на отбор (Я)

Содержание клейковины в м уке, %

Т5хСФР 2,10 3,50 4,30 1,70 0,10 -0,40 0,19 0,66 1,11

ТЗхСФР 1,50 2,80 3,30 0 0,05 0 0,24 1,38 1,68

А 42/98хСФР 2,30 3,70 4,40 0 2,33 0,99 0,84 2,17 2,10

СКЭНТЗхСФР 2,40 5,30 5,70 -0,20 -0,40 -2,50 1,89 1,29 2,17

Показатель ИДК-1, ед

Г5ХСФР 3,20 5,40 7,40 0,33 0,95 -0,20 0,69 0,09 -1,48

ГЗхСФР 4,00 6,20 8,50 1,30 2,00 2,50 0,25 0,70 1,70

А 42/98хСФР 4,80 8,00 10,30 3,65 3,95 3,65 0,41 2,37 2,60

СКЭНТЗхСФР 3,90 6,50 8,10 2,50 6,20 7,10 1,47 2,64 1,62

Примечание. >Хп-для содержания клейковины, <ХП-для показателя ИДК-1. Т5 - Тулайковская 5, ТЗ - Тулайковская золотистая, А 42/98 - Аль-бидум 42/98, СФР - СФР 195-11-05, то же в табл. 2.

Сдвиг за два поколения оказался менее выраженным, но, как правило, согласовывался с направлением отбора. При отборе потомств в Рз максимальное повышение качества клейковины в Р4 было в тех же популяциях, что и при отборе в Р2 (табл. 2).

Реакция популяций на отбор в Р2 по растяжимости клейковины (признак со знаком минус) в изученных поколениях была неоднозначной и менее выраженной по сравнению с реакцией на отбор по показателю ИДК-1. Сдвиг в Р3 оказался несущественным при всех отборах (<ХП, ¡20, ¡10) в популяции Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05. В других же популяциях он не превышал 1,9 см. Растяжимость клейковины у гибридов Р4 (2006 г.) снижалась по отношению к средней (Х„) в трех популяциях, а повышалась — в одной (СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05). При отборе лучших по растяжимости потомств в Р3, репродуцированных в условиях засухи, реакция на отбор оказалась слабой у всех популяций, причем ни одна из них не имела каких либо существенных преимуществ перед другими.

Таблица 2

Реакция гибридных популяций на отбор в Р3 по содержанию и качеству клейковины

Популяция Р3 (2005 г.) Р4 (2006 г.)

Интенсивность отбора

>ХП(<ХП) ¡20 ¡10 >ХП(<ХП) >20 Но

Селекционный дифференциал (8) Реакция на отбор (Я)

Содержание клейковины в муке, %

Т5хСФР 3,08 4,72 6,17 0,76 1,04 2,53

ТЗхСФР 2,49 5,36 5,76 0,59 1,73 0,95

А 42/98хСФР 2,79 4,28 6,38 0,05 1,76 2,34

СКЭНТЗхСФР 2,76 4,87 5,37 0,41 0,42 0,20

Показатель ИДК-1, ед

Т5*СФР 3,24 4,57 5,20 0,10 1,07 0,74

ТЗхСФР 3,66 6,60 8,78 1,06 1,69 2,71

А 42/98хСФР 5,30 7,70 9,10 2,70 1,75 1,90

СКЭНТЗхСФР 5,01 6,46 9,59 1,98 2,67 3,34

Сдвиг (Я) по характеристикам физических свойств теста, оцениваемым по фаринограмме, в Р3 при отборе гибридов в Р2 варьирует от положительных значений до отрицательных. При жестком отборе (¡10) по всем критериям, кроме разжижения теста, преимущество по реакции на отбор имеет популяция СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05. По разжижению же теста лучшей реакцией обладает Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05 (Я=6,9 еф). Отбор лучших семей в Р2 не дал положительных результатов в Р4 в 17 случаях из 30. Устойчивые и положительные сдвиги в направлении отбора выявлены в обеих популяциях, но лишь по одному показателю - стабильности теста (11=0,47-1,68 см). Таким образом, прогнозировать эффект отбора в Р4 при отборе потомств в Р2 на стыке контрастных по погодным условиям лет в период формирования качества зерна довольно трудно. При отборе же гибридов в Р3(Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05) повышенный сдвиг (II) в Р4 обнаружился по разжижению теста (7,5-10,5 еф) и валориметрической оценке (2,0-3,3 ед).

В итоге можно констатировать, что по массе зерна с единицы площади лучше реагирует на отбор популяция СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05, по физическим свойствам клейковины (упругость, растяжимость) - Альбидум 42/98х СФР 195-11-05 и СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05, а по разжижению теста - Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05. Отбор семей в Р3 по сравнению с отбором в Р2 по большинству критериев качества зерна преимуществ не имеет. Исключение представляет лишь содержание клейковины в муке. По таким же признакам как содержание белка в зерне, упруго-вязкие свойства клейковины

и разжижение теста целесообразнее проводить отборы (при наличии зерна) в Р2 (Р3 по зерну).

4.2. Реализованная наследуемость показателей продуктивности и

качества зерна

Реализованная в условиях проведения экспериментов наследуемость (И2) массы зерна с единицы площади в системе Р3-Р4 очень низкая и варьирует в зависимости от интенсивности отбора в широких пределах (0,001-0,440). Исключение составляет лишь популяция СКЭНТ 3*СФР 195-11-05 (Ь2=0,344-0,440). Невысокий удельный вес генетической изменчивости (Ь2=0,001—0,419) и массы зерна с растения как в системе смежных (Р2-Рз), так и несмежных (Рг-^) поколений. С повышением гомозиготности потомств (Р3-Р4) доля генетического разнообразия в отдельных популяциях (Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05, СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05) возрастает (Ь2=0,136-0,419; Ь2=0,333-0,406). Реализованная наследуемость натурной массы зерна очень низкая в системе всех изученных поколений независимо от интенсивности отбора. Таким образом, рассчитывать на генотипическое улучшение потомства по этому признаку в изученных популяциях вряд ли возможно. Наследуемость содержания белка (СБ) в зерне в системе разных поколений неоднозначная. Если при отборе в Р2 лучших по СБ семей потомство их в Р3 значительно отклонялось от популяционной средней (Ь2=0,168—0,673), то потомство этих же семей в Р4 практически полностью определялось средовыми факторами. Влияние генетических факторов на количественную выраженность данного признака не проявилось и в последующих поколениях. Более оптимистичные результаты получены по числу падения (ЧП). Однако в детерминации и этого признака генетические факторы не играют преобладающей роли (И2=0,002-0,506). Реализованная наследуемость (1г) показателя БОБ-седиментации в системе родитель (Р2) - потомок (Р3) во всех популяциях невысокая и очень сильно варьирующая в зависимости от популяции и интенсивности отбора: 0,063-0,511 (>ХП); 0,089-0,274 (¡20); 0,001-0,175 (¡10). При статистическом анализе результатов седиментационной оценки несмежных поколений (Р2, Р4) доля генетической изменчивости в общей вариабельности показателя БОБ-седиментации несколько повысилась (Ь2=0,022-0,562). В системе Р3-Р4 величина коэффициента наследуемости снижалась с повышением интенсивности отбора. Преимущество по генетическому разнообразию (Ь2) при отборе семей в Р3 по сравнению с отбором в Р2 имела только одна популяция - Тулайковская 5><СФР 195-11-05 (0,461-0,918) из четырех. Наследуемость (И2) содержания клейковины в муке в зависимости от комбинации скрещивания и интенсивности отбора представлена в табл. 3, из которой видно, что в системе Р2-Р3 она зафиксирована только в 5 случаях из 12. При обработке же результатов оценки других поколений удельный вес генетической изменчивости в общей вариабельности признака возрастает. Наиболее четко он выражен в популяциях Альбидум 42/98><СФР 195-11-05, СКЭНТ Зх СФР 195-11-05 и Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05 (Р2-Р4). Из приведенных в табл. 3 данных следует, что контрольная оценка потомств, ото-

бранных в Р2 и Из, должна проводиться в Р4.

Реализованная наследуемость показателя ИДК-1, призванного оценивать физические свойства клейковины, в системе «родитель-потомок» варьирует от низкой до высокой. Наибольший вклад генетических факторов в определение количественной выраженности данного признака проявился в популяциях Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 и СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05.

Таблица 3

Реализованная наследуемость (Ъ2) содержания и качества клейковины

Популяция Содержание клейковины в муке Показатель ИДК -

Интенсивность отбора

>хп ¡20 ¡10 <хп 120 ¡10

р 2~Рз

Тулайковская 5хСФР 195-11-05 0,809 0,029 0 0,103 0,065 0

Тулайковская золотистаях 0 0,018 0 0,325 0,323 0,291

СФР 195-11-05

Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 0 0,630 0,225 0,760 0,494 0,35

СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05 17 0 р 0 0 0,641 0,954 0,87

Г Тулайковская 5хСФР 195-11-05 0,090 0,188 0,258 0,215 0,016 0

Тулайковская золотистаях 0,160 0,492 0,509 0,062 0,112 0,20

СФР 195-11-05

Альбидум 42/98 х СФР 195-11-05 0,365 0,586 0,477 0,085 0,296 0,252

СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05 0,787 0,243 0,381 0,376 0,406 0,20

Рз-Р4

Тулайковская 5хСФР 195-11-05 0,246 0,220 0,410 0,031 0,227 0,142

Тулайковская золотистаях 0,237 0,324 0,164 0,289 0,256 0,309

СФР 195-11-05

Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 0,017 0,411 0,367 0,509 0,227 0,204

СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05 0,148 0,086 0,037 0,395 0,413 0,348

Растяжимость клейковины обусловлена, главным образом, средовыми факторами. И тем не менее при обработке результатов оценки смежных поколений (Р2-Рз, Рз^) в отдельных популяциях (Альбидум 42/98х СФР 195-11-05, СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05) аддитивная генетическая изменчивость оказалась весьма существенной (Ь2=0,251-0,608; Ь2=0,292-0,674).

Коэффициенты реализованной наследуемости показателей физических свойств теста, измеренных на микрофаринографе, очень сильно варьируют. Наиболее надежные результаты получены при статистических оценках Р3 и Р4 (Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05) по разжижению теста (Ь2=0,535-0,867) и показателю валориметра (Ь2=0,255-0,365).

4.3. Повторяемость показателей продуктивности и качества зерна в поколениях

Наиболее объективным критерием повторяемости является коэффициент корреляции между одноименными признаками в двух смежных поколениях. Чем выше корреляция по признаку в системе «родители-потомки», тем больше аддитивная варианса в популяции. Корреляция по массе зерна с растения, как и с единицы площади, между оценками Р3 и Р4 значима (га= 0,284* *-0,423**) в популяции СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05. По первому признаку она доказывается (га=0,222*) и в популяции Тулайковская золотистаях СФР 195-11-05 между оценками Р2 и Р3.

Натурная масса зерна в поколениях повторяется слабо. Проявление аддитивного действия генов в системе Р2-Рз доказывается (га=0,227*-0,239*) в двух популяциях - Тулайковская 5хСФР 195-11-05 и Тулайковская золоти-стаяхСФР 195-11-05. Во всех же других сходимость оценок низкая.

Содержание белка в зерне и число падения детерминированы в основном средовыми факторами, что доказывается незначимостью коэффициента генетической корреляции.

Повторяемость показателя БОБ-седиментации, выраженная через коэффициент корреляции между оценками поколений, показана в табл. 4.

Таблица 4

Корреляция по критериям качества зерна в системе «родители-потомки» (2004-2006 гг.)

Популяция РгРз р2~р4 Рз~Р4

Показатель БОЗ-седиментации

Тулайковская 5хСФР 195-11-05 0,244* 0,109 0,580**

Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05 0,227* 0,214* 0,191*

Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 0,314* 0,233 0,181

СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05 0,116 0,394** 0,301**

Содержание клейковины в муке

Тулайковская 5хСФР 195-11-05 0,088 0,067 0,337**

Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05 -0,020 0,174 0,215*

Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 0,265 0,336* 0,109

СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05 0,060 0,304* 0,093

Показатель ИДК-1

Тулайковская 5хСФР 195-11-05 -0,031 0,128 0,204

Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05 0,246* 0,095 0,335**

Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 0,559** 0,397** 0,560**

СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05 0,595** 0,507** 0,452**

*, ** - Значимо соответственно на 5 и 1%-ном уровнях.

Из приведенных данных видно, что генетическая изменчивость показателя ЗОБ-седиментации хотя и не очень высокая, но в большинстве случаев достоверная.

Корреляционный анализ оценок содержания и качества клейковины показал различную между ними сходимость. Вклад генетических факторов, если его оценивать по уровню и значимости га, в определение количества клейковины невысок и доказывается не во всех популяциях. Что же касается показателя ИДК-1, характеризующего упруго-вязкие свойства клейковины, то коэффициенты генетической корреляции между его значениями в смежных и несмежных поколениях доказываются, как правило, на высоком уровне значимости. Низкая повторяемость оценок показателя ИДК-1 выявлена в популяции Тулайковская 5><СФР 195-11-05 (табл. 4).

Значимая корреляция (га=0,370**-0,598**), позволяющая судить об уровне аддитивной генетической вариансы, обнаружилась по растяжимости клейковины в популяции Альбидум 42/98хСФР 195-11-05.

По критериям реологических свойств теста, определяемым по фарино-грамме, повторяемость оценок в поколениях очень низкая, что доказывается в большинстве случаев незначимостью коэффициентов генетической корреляции.

4.4. Генетическая корреляция меяеду критериями технологических

свойств зерна на основе кросс-анализа

Кросс-анализ показал, что коэффициенты генетической корреляции между поколениями Р2 и Р3 по натурной массе зерна и содержанию клейковины в муке, за редким исключением, незначимы, следовательно, отбор в Р2 по каждому из них может не дать положительных результатов. Между содержанием клейковины и показателями ее качества (упругость, растяжимость) прослеживается неблагоприятная для отбора взаимосвязь в популяции Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 (га=0,330*-0,422**). Положительный сдвиг в Р3 можно ожидать по показателю БОБ-седиментации в трех популяциях из четырех изученных, что доказывается достоверностью коэффициентов корреляции между оценками Р2 и Р3 (га=0,226*-0,310*). С содержанием клейковины в муке и ее растяжимостью, а также с показателем ИДК-1 число седиментации достоверно не коррелирует. Прямая и достоверная корреляция между потом-ствами Р2 и Р3 проявляется по показателю ИДК-1 в популяциях Альбидум 42/98хСФР 195-11-05, СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05 (га=0,559**-0,587**) и Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05 (га=0,244*), а по растяжимости клейковины в популяции Альбидум 42/98хСФР 195-11-05 (га=0,493**). В отдельных популяциях (Альбидум 42/98хСФР 195-11-05, СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05) показатель ИДК-1 и растяжимость клейковины достоверно коррелируют между собой (га=0,358**-0,540**).

Взаимосвязь между оценками натурной массы зерна в несмежных поколениях (Р2, Р4) статистически не доказывается, она не коррелирует и с другими качественными характеристиками (га=0,218...-0,150). Оценки показателя БОБ-седиментации в Р2 и в Р4 согласовываются между собой не во всех популяциях (га=0,109-0,394**), с содержанием же клейковины и ее физическими свойствами они достоверно не связаны. Корреляция между Р2 и Р4 по содержанию клейковины в муке достоверна (га=0,292*-0,323*) в популяциях, в

которых в качестве материнского компонента использовались Альбидум 42/98 и СКЭНТ 3. В данных популяциях коэффициенты кросс-корреляции между содержанием клейковины и ее качеством, если учитывать разность знаков, оказались в неблагоприятных взаимоотношениях (га=0,365М),406**). Что же касается показателя ИДК-1 и растяжимости клейковины, неплохо сбалансированных между собой (га=0,276*-0,430**), то между оценками их в Р2 и в Р4, как правило, прослеживается достоверная взаимосвязь (га=0,396**-0,498**; га=0,094-0,453**).

Величина и значимость коэффициентов кросс-корреляции в системе Р3-Р4 показаны в табл. 5.

Таблица 5

Матрицы коэффициентов кросс-корреляции между показателями качества зерна (Рз^)

Показатели качества зерна 1 .2 3 4 5

Тулайковская 5><СФР 195-11-05

1. Натурная масса зерна -0,194

2. Показатель БОВ-седиментации 0,124 0,579**

3. Содержание клейковины в муке 0,092 0,091 0,332**

4. Показатель ИДК -1 0,114 -0,378** -0,049 0,198

5. Растяжимость клейковины 0,087 -0,348** 0,001 0,220 0,127

Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05

1. Натурная масса зерна -0,090

2. Показатель 808-седиментации 0,106 0,186

3. Содержание клейковины в муке 0,141 0,097 0,214*

4. Показатель ИДК -1 -0,039 -0,150 0,012 0,326**

5. Растяжимость клейковины -0,024 -0,128 0,019 0,254** 0,172

Альбидум 42/98хСФР 195-11-05

1. Натурная масса зерна 0,071

2. Показатель БОЗ-седиментации 0,199 0,181

3. Содержание клейковины в муке -0,119 -0,175 0,109

4. Показатель ИДК -1 -0,252 -0,264 0,346* 0,558**

5. Растяжимость клейковины -0,223 -0,203 0,263 0,477** 0,385**

СКЭНТ 3 хСФР 195-11-05

1. Натурная масса зерна 0,044

2. Показатель БОЗ-седиментации 0,055 0,283*

3. Содержание клейковины в муке 0,055 0,020 0,092

4. Показатель ИДК -1 -0,097 -0,076 0,313** 0,430**

5. Растяжимость клейковины 0,001 -0,102 0,176 0,288** 0,226*

*, ** - Значимо соответственно на 5 и 1%-ном уровнях.

Одноименные оценки Р2, Рз и Р4 по содержанию белка в зерне и числу падения достоверно не сопряжены между собой. По показателям фарино-граммы между поколениями Р2 и Р3, Р2 и Р4 достоверной взаимосвязи не вы-

явлено.

Величина и значимость коэффициентов кросс-корреляции в системе F3 F4 в очень сильной степени зависит от комбинации скрещивания. В популя ции Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05 показатель SDS-седиментацш коррелирует с растяжимостью клейковины (га=-0,246*), сопротивляемосты теста (га=0,240*), разжижением теста (га=-0,273*) и валориметрической оцен кой (га=0,254*). Показатель ИДК-1, призванный оценивать физические свой ства теста, сопряжен с растяжимостью клейковины (га=0,315**), тестообра зующей способностью (га=-0,245*), сопротивляемостью теста (ra=-0,363**) i валориметрической оценкой (га=-0,416**). Растяжимость клейковины генети чески связана с тестообразующей способностью (га=-0,265*), сопротивляемо стью теста (га=-0,350**) и показателем вапориметра (га=-0,331**). В cboi очередь между оценками F3 и F4 прослеживается согласованность на генети ческом уровне (га) по показателю ИДК-1, растяжимости клейковины, сопро тивляемости и разжижению теста, показателю валориметра (0,244*-0,427**) В популяции СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05 выявлена достоверная связь между F. и F4 по показателю SDS-седиментации (га=0,472**), который сопряжен с ха рактеристиками качества клейковины (га=-0,316*...-0,328*). Таким образом отбор по показаниям микрофаринографа следует начинать не ранее как с F3 при этом однако положительные результаты могут быть не во всех прораба тываемых популяциях.

ВЫВОДЫ

1. По продуктивности растений и массе зерна с единицы площади выде ляются гибриды, полученные от скрещивания селекционной линии

СФР 195-11-05 с Тулайковской золотистой и Альбидум 42/98. Частота ветре чаемости потомств, превышающих по выраженности этих признаков лучши исходные формы (9), не превышает соответственно 5,3 и 9,2%.

2. Повышенное содержание клейковины формируют потомства Тулай ковской 5 и Тулайковской золотистой. По качеству же клейковины преиму щество имеют гибриды от скрещивания линий Альбидум 42/98 и

СФР 195-11-05. Потомства сорта СКЭНТ 3 отличаются высокими физиче скими свойствами теста.

3. Продуктивность растений независимо от условий года и поколени достоверно коррелирует с массой зерна с единицы площади (г=0,67** 0,84**). Содержание клейковины и показатель ИДК-1 в пределах гибридны популяций, как правило, находятся в неблагоприятных для отбора взаимоот ношениях. Положительная корреляция между этими разными по знаку при знаками (г=0,14-0,74**) проявляется не во все годы, что в принципе не ис ключает возможностей совмещения их в одном генотипе на повышенном уровне.

4. Повышенной реакцией на отбор по массе зерна с единицы площади и по показателю SDS-седиментации отличается популяция СКЭНТ Зх

СФР 195-11-05, ano натурной массе зерна - Альбидум 42/98хСФР 195-11-05.

Реакция популяций на отбор в Р2 по содержанию клейковины в муке очень слабая, она усиливается по мере повышения интенсивности отбора. При отборе потомств в Р3, выращенных в условиях дефицита осадков в период формирования и налива зерна, повышение содержания клейковины в муке по отношению к среднему значению признака в Р4 варьирует от 0,05 до 2,53% в абсолютном его выражении.

5. Сдвиг за одно поколение по показателю ИДК-1 в двух популяциях из четырех по мере повышения интенсивности отбора возрастает. Повышенную реакцию на отбор показывают популяции Альбидум 42/98*СФР 195-11-05 и СКЭНТ 3ХСФР 195-11-05. Сдвиг по характеристикам физических свойств теста в Р3 при отборе в Р2 невелик и максимально выражен по сопротивляемости и разжижению теста при отборе 20% лучших потомств Р2(Тулайковская золотистаяхСФР 195-11-05). Отбор в Р2 не дает положительных результатов в Р4 в 17 случаях из 30.

6. Преимуществ отбора в Р3 по сравнению с отбором в Р2 как по продуктивности растений, так и по большинству критериев качества зерна не установлено. Исключение составляет лишь содержание клейковины в муке. Отборы по содержанию белка в зерне, показателю ИДК-1 и разжижению теста в Р2 более эффективны по сравнению с таковыми в Р3.

7. Реализованная в группах отбора наследуемость (Ь2) показателей продуктивности и качества зерна, как правило, низкая и неустойчивая в зависимости от популяции. Наибольшим генетическим разнообразием по критериям качества зерна отличается популяция СКЭНТ ЗхСФР 195-11-05.

8. Воспроизводимость показателей продуктивности растений и качества зерна, выраженная через коэффициент генетической корреляции (га), из поколения в поколение невысокая. Наилучшая повторяемость оценок проявляется по показателю ИДК-1.

9. Выраженность и достоверность коэффициента кросс-корреляции между показателями качества зерна в зависимости от популяции неоднозначны. Наибольшую селекционную значимость из числа изученных характеристик представляет показатель ИДК-1.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. При выборе исходного материала ориентироваться на выраженность показателей индивидуального характера и на компенсационную способность вовлекаемых в скрещивания родительских пар.

2. Отбор гибридных потомств по качеству зерна, за исключением содержания клейковины и показателей фаринографической оценки, целесообразнее начинать с Р2 (по зерну Р3).

3. В скрещиваниях, целью которых является улучшение качества клейковины, использовать селекционную линию Альбидум 42/98.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бебякин В.М. Продуктивность и качество зерна гибридов яровой пше ницы при однотестерных скрещиваниях / В.М. Бебякин, И.А. Осыка // Со временные пробл. почвозащитного земледелия и пути повышения устойчи вости зерн. пр-ва в степных регионах. - Шортанды, 2006. - Ч. 2. - С. 347-351.

2. Бебякин В.М. Урожайность гибридов яровой мягкой пшеницы и с изменчивость в популяциях / В.М. Бебякин, И.А. Осыка, И.А. Кибкало / Вопр. биологии, экологии, химии и методики обучения. - Саратов, 2006. Вып. 9.-С. 21-25.

3. Осыка И.А. Качество клейковины у гибридов F2 яровой мягкой пше ницы и их родительских форм в системе однотестерных скрещиваний / И.А Осыка // Молодые ученые агропром. комплексу Поволж. региона. - Саратов 2006.-Вып. 2.-С. 124-126.

4. Осыка И.А. Физические свойства теста у гибридов, полученных о скрещивания разнокачественных сортов яровой мягкой пшеницы по однотес терной схеме / И.А. Осыка // Молодые ученые агропром. комплексу Поволж региона. - Саратов, 2006. - Вып. 1. - С. 98-101.

5. * Бебякин В.М. Оценка высококачественных сортов яровой мягко! пшеницы по потомству / В.М. Бебякин, И.А. Осыка, Т.В. Кулагина // Докл Рос. акад. с.-х. наук. - 2007. - №3. - С. 11-13.

6. * Бебякин В.М. Устойчивость сортов и гибридных популяций ярово!-мягкой пшеницы к бурой ржавчине и мучнистой росе / В.М. Бебякин, И.А Кибкало, И.А. Осыка // Arpo XXI. - 2007. - №4-6. - С. 25-26.

7. Осыка И.А. Качество зерна гибридных популяций яровой мягкоГ пшеницы при однотестерных скрещиваниях / И.А. Осыка // Вавиловские чте ния - 2007: материалы конф., посвящ. 120-й годовщине со дня рождени акад. Н.И. Вавилова. - Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2007. -

Ч. 1.-С. 48-49.

* - Публикации в печатных изданиях перечня ВАК.