Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекция линий арбуза с мужской стерильностью и получение на их основе гетерозисных гибридов F1

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекция линий арбуза с мужской стерильностью и получение на их основе гетерозисных гибридов F1"

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР

На правах рукописи СОКОЛОВ Сергей Дмитриевич

УДК 635.61 : 631.524

СЕЛЕКЦИЯ ЛИНИЙ АРБУЗА С МУЖСКОЙ СТЕРИЛЬНОСТЬЮ И ПОЛУЧЕНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ Р!

(Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена в лаборатории селекции бахчевых культур Всероссийского научно-исследовательского института оро------

шаемого овощеводства и бахчеводства в 1986—1991 гг.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук К. Е. Дютин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор А. В. Крючков, кандидат сельскохозяйственных наук, ст. н. с. А. Т. Лебедева.

Ведущее предприятие — ВНИИ овощеводства^

Защита диссертации состоится « /и> ....

1992 г. в «/^» часов на заседании специализированного совета К 120.89.01 при ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур.

Адрес: 143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, ВНИИССОК, сектор защиты диссертаций.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИССОК. ,

Автореферат разослан « »

1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета — кандидат сельскохозяйственных наук

Д. С. Агапов

ОБЩАЯ' ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Арбуз - один из наиболее любимых в нашей стране десертных плодов. Однако,производство его явно недостаточно. К тому же, за последние 60 лет посевные площади, занимаемые под арбуз и другие бахчевые культуры, сократились почти втрое.

Важным направлением на пути повышения продуктивности и экономической эффективности возделывания бахчевых культур является использование гибридов Однако, в нашей стране до сих пор нет ни одного районированного или широко используемого гибрида арбуза. Выделенные ранЕе гибридные комбинации не получили распространения. Основной проблемой является трудоемкость гибридного семеноводства. Поэтому все способы селекции гибридов FJ в перспективе имеют целью разработку эффективных методов получения гибридных семян.

В настоящее время оптимальным вариантом для решения проблемы гибридного семеноводства арбуза является создание линий с генной мужской стерильностью, позволяющей получать наивысший процент переопыления (до 90-100 %) и маркерным признаком, для- выбраковки негибридных растений.

Перспективы гибридной селекции арбуза: в получении у гибридов признаков, трудносочетаемых в обычных сортах, например, скороспелости и продуктивности, скороспелости и высоких потребительских качеств; создание гибридов FJ с комплексной устойчивостью к наиболее вредоносным болезням; использование высокой вьровненности и дружности развития гибридных растений для механизированного возделывания и уборки. Использование гибридов гарантирует охрану авторских прав и контролируемое семеноводство.

Цепь и задачи исследований. Цель работы - создать специальные материнские формы арбуза с мужской стерильностью и маркерным признаком, отработать способы их размножения, изучить возмо.шость

получения на их основе гетерозисных гибридов Рр отработать элементы технологии гибридного семеноводства.

Для реализации поставленной цели предполагалось решить следующие задачи:

1.Изучить характер наследования признака "стерильность мужских цветков". Определить особенности фенотипического проявления признака.

2.Создать линии, сочетающие стерильность мужских цветков и маркерный признак.

3.Оценить общую.комбинационную способность родительских форм по отдельны»» хозяйственно-ценным признакам.

4.Провести предварительную оценку хозяйственной ценности гибридов рр

5.Отработать способ размножения линий с мужской стерильностью.

6.Отработать технологические приемы гибридного семеноводства при свободном опылении родительских форм на основе использования линий с мужской стерильностью.

Научная новизна исследований.Определены особенности фенотипического проявления и наследования гена ш3-2. Проведена оценка общей комбинационной способности созданных материнских линий с мужской стерильностью (ген тз-2) и цельнолистностью. Апробированы способы размножения линий с генной мужской стерильностью. Изучены возможности и отработаны элементы гибридного семеноводства на основе использования линий с геном мужской стерильности.

Научная и практическая значимость.Впервые в практике бахчеводства получены линии с мужской стерильностью и цельнолистностью, которые могут быть использованы селекционерами для подбора гетерозисных гибридных комбинаций для разных эколого-географических зон и для различных направлений гибридной селекции арбуза. Лабораторией селекции бахчевых культур БНИИОБ заключены договора о совместном

использовании линий с мужской стерильностью с УзНШОБКиК в г. Ташкенте, НИСТОО в г. Тирасполе, Днепропетровской овоще-бахчеврй станцией, Быковской бахчевой селекционной опытной станцией. Заключен договор с Опытной станцией по овощным культурам в г. Горна Оряхови-ца (Болгария) о научно-техническом сотрудничестве по созданию линий с мужской стерильностью и получению на их основе гетерозисных гибридов

Подготовленные нами методические указания "Селекция материнских форм арбуза с мужской стерильностью" помогут селекционерам и семеноводам при создании гетерозисных гибридов и ведении гибридного семеноводства арбуза.

Апробация работы. Основные результаты научной работы были доложены на конференции молодых ученых "Основные направления селек-. во ВНЙИССОК

ции и семеноводства овощных культур" в марте 1969 г У; на научнометодическом семинаре "Селекция бахчевых культур на гетерозис и устойчивость к болезням" в августе 1992 г.,ВНШ0Б;на заседаниях методической секции по селекции и семеноводству и на заседании ученого совета ВНИИСБ в 1990-1992 гг., а также изложены в научных статьях.

Проведено производственное испытание гибрида ^ ВНИИОБ-5 (семена получены при свободном опылении) в научно-производственной системе "Растениеводство" на полях совхоза-техникума "Коммунар" Камызякского района Астраханской области.

Объем и структура диссертационной работы. Работа состоит из обзора литературы, методической части в 3 главах, результатов исследований в 8 главах и приложения, содержит выводы и рекомендации. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, иллюстрирована фотографиями и рисунком. Список использованной литературы состоит из 245 источников, в том числе 91 на иностранном языке.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования по теме диссертации проводили в 1986-1991 гг. во ВНИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства и его экспериментальном хозяйстве, расположенных в г. Камызяк Аетраханской области.

В качестве исходного материала использована новая форма мужской стерильности (ген тэ-2). Выделенная форма имеет стерильные мужские'Цветки, но при этом в отличие от ранее известных у неё не снижена женская фертильность, что позволяет получать нормальное количество выполненных жизнеспособных семян.

Исходными для передачи признака "стерильность мужских цветков" послужили 3 специализированные цельнолистные линии с изученной комбинационной способностью, созданные в лаборатории селекции бахчевых культур ВНШОБ:- линия Ч - имеющая высокую ОКС по скороспелости и потребительским качествам; линия А рп - имеющая высокую ОКС по показателям продуктивности, хорошую по показателям скороспелости и потребительских качеств; линия А цл - с высокой ОКС по продуктивности и потребительским качествам.

Изучение наследования признака "стерильность мужских цветков" проведено методом гибридологического анализа. Контроль стерильности мужских цветков проводили визуально в утренние часы в период массового цветения.

Определение фертильности и жизненности пыльцы проводили методом искусственного скрещивания, методом окрашивания пыльцы ацетокармином, методом проращивания пыльцы на питательных средах.

Перевод и закрепление признака "стерильность мужских цветков" на выделенные материнские линии осуществляли методом возвратно-насыщающих скрещиваний.

При проведении насыщающих скрещиваний отборы вели, в первую очередь, на стерильность мужских цветков, цельнолистность, окраску

коры плода, цвет семян, вкусовые качества, содержание сухих растворимых веществ, семенную продуктивность. На втором этапе, отбор вели на половой тип растения, скороспелость, продуктивность, устойчивость к болезням, окраску мякоти плода. На третьем этапе - оценка

и отбор семей полученных линий на общую комбинационную способность.

Насыщающие скрещивания ведут до получения выровненных по комплексу призанков семей, дальнейшую селекцию и размножение проводят скрещивая стерильные и гетерозиготные по мужской стерильности аналоги.

Для ускорения селекционной работы использовали защищенный грунт (каркасные стекляные теплицы с тепловым подогревом). Первый оборот - посев в конце марта, второй оборот - поеев в июле. Схема посева - 1,8 х 0,5 м, с подвязкой на вертикальную шпалеру.

' Для проведения оценки ОКС родительских форм и хозяйственной ценности гибридных комбинаций получали семена гибридов Рр Искусственные скрещивания 6 материнских образцов и 8 отцовских форм вели методом топкросса по 48 комбинациям.

Гибриды FJ размещали методом рендомизированных групп, в 4-х повторностях, по 10 растений на делянке. Схема посева 1,8 х 0,7 м, Стандартные сорта, для скороспелых образцов - сорт Ярило, для среднеспелых - сорт Астраханский, высевали через 6-8 изучаемых.

Фенологические наблюдения и учет урожая по методике Госкомис-сии по сортоиспытанию. Оценку поражения болезнями проводили визуально, по 5-ти бальной шкале (Прокудина Ф.В.,1970),в период массового созревания плодов. Определение содержания №0^ в зрелых плодах проводили по Гранваль-Ляжу в лаборатории массовых анализов ВНИИОБ.

Для определения потребительских и технологических качеств плода проводили полевой селекционный анализ с описанием морфологических признаков плода: измеряли массу плода в кг; диаметр плода (про-

с

дольный и поперечный' Б см; толщину коры в мм; твердость коры руч-

- - - -- -- о .. .

ным штоковьм динамометром с диаметром штифта 3 мм (в г/мм1"), по каждому плоду делали 5 проколов, по одному на полюсах и 3 по экватору; содержание сухи/ растворимых веществ полевым рефрактометром Цейса в вкусовую оценку органолептически в баллах, по 5-ти бальной шкале; степень зрелости плодов по 9-ти бальной шкале (Дютин К. и др., 1380). ____

Оценку общей комбинационной способности родительских форм проводили по упрощенной методике ВКИИОБ (1985).

Для размножения линий с мужской стерильностью изучали 2 направления. По первому предполагалось вызвать восстановление фертильности на мужски стерильных растениях и использовать полученную пыльцу для самоопыления. Для этого использовали прививки на фертильные растения различных видов семейства Тыквенные (лагенарию, тыкву твердокорую и мускатную, фертильные формы арбуза' верхушек боковых плетей, взятых со стерильного растения; а также обработку стерильных растений химическими препаратами. Для изучения влияния химической обработки использовали генетически однородный материал, полуденный при прививке на лагенарию растений с мужской стерильностью. Техника прививки - в прокол, сделанный заостренной иглой в подвое, без подвязки (Юрина 0.В.,19661. Варианты обработки: гиббереллин -700 мг/л, нитрат серебра - 200 иг/л, кинетин - 10 мг/л, дистилиро-ванная вода - контроль. Препарат наносился на верхушку плети (точку роста) и на листья смоченной ваткой, в виде капель. Проводили 2 обработки с интервалом в одну неделю. Контроль на стерильность в обоих опытах вели до конца вегетации.

По второму направлению изучали на арбузе способ размножения, испытанный на других культурах с перекрестным опылением (Даскалов -и др.,1Э66'> - поддержание линии в виде популяции гетерозиготной

по гену мужской стерильности.

Для отработки технологических приемов гибридного семеноводства при свободном переопылении родительских форм на основе использования линий с мужской стерильностью было заложено 3 опыта.

Опыт 1,1988 г. Изучали 2 варианта: первый - в период массового цветения мужских цветков все фертильные растения материнской формы удаляли, второй - растения материнской формы оставляли без прорывки. Варианты размещали в изоляции, отцоввкую и материнскую формы высевали чередующимися рядами, в соотношении 1:1.

Во втором и третьем опыте изучали варианты с различным соотношением рядов отцовской и материнской форм. Опыт 2,1989 г.: В-1 -1:1, В-П - 1:3, В-Ш - 1:5, В-1У - 2:6. Гибридная комбинация - линия Ч х Ярило. Опыт 3,1990 г.: В-1 - 1:1, В-П - 2:4, В-Ш - 1:4,

В-1У - 1:8. Гибридная комбинация - линия Ч х Астраханский.

В опытах 2 и 3 в период массового цветения мужских цветков проводили удаление фертильных растений материнской формы, Варианты размещали в изоляции. Схема посева : отцовской формы - 1,8 х 0,7 м, материнской формы - 1,8 х 0,35 м. Для оценки гибридности семян использовали маркерный признак - цельнокрайний лист.

" РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

■ - Селекция _линий арбуза_е_ыужекой стерильностью

Первое гибридное скрещивание растения с мужской стерильностью, отмеченного в тепличных посевах сорта Камызякский было проведено с гибридной формой, устойчивой к сильновирулентной расе антракноза, разрезнолистной, с плодами низких вкусовых качеств, нормальной семенной продуктивностью. В ^2 выделили стерильные растения и скрещивали их с отобранными материнскши формами. Признак "стерильность мужских цветков" (ген тэ-2) передавался другим линиям и сортам

без затруднений и проявлялся па них без отклонений.

Поскольку по гену та-2 не было отмечено сцепленного наследования с каким-либо заметным морфологическим признаком, закрепляли у линий обычный маркерный признак - нерассеченный ливт (ген п1 ). Отбор на цельнолистность проводили во втором гибридном поколении, в дальнейшем контроль во всех гибридных поколениях.

Закрепление признаков, имеющих качественный характер,. иа создаваемых линиях зависело от количества контролирующих генов и характера наследования признака (табл. I).

Таблица I '

Получение семей арбуза, выровненных по отдельным признакам, методом возвратно-насыщанцих скрещиваний

, !______Получены_выровненные_семьи_____________

Признак {цикл возвратно-насм-!гибридное поколение

_______________________Сдающих скрещиваний_ _________________________

Цельнолистность 2 3

Окраска плода:

светцо-эеленая, белая 3 5

зеленая с полосами 3-4 6-7

Цвет семян:

красные 2-3 4-6

коричневые, крапчатые 2-3 . ...4-6

Половой тип 3-4 5-7

Отобрать выровненные по морфологическим признакам семьи удалось в третьем цикле возвратно-насыщаюцих скрещиваний (6 гибридное’ поколение). Количественные признаки контролируются, в основном, по-лигенно, проявление их зависит от. условий выращивания, что требует более длительного отбора. Для получения семей, выровненных по комплексу признаков, достаточно проведения 4 насыщающих скрещиваний.

По трем создаваемым линиям получены семьи, выровненные по комплексу признаков*:

Полученные линии имеют нормальную обсеиененность, которая составила: у линии Ч - исходной линии, без гена мужской стерильности-67 штук семян на I кг веса плода, у линии Ч с геном мужской стерильности - 88 шт/кг, у линии А рп - 52 и 56 пгг/кг, у линии А цл -56 и 58 шт/кг, соответственно.

Ос£бенности фенотипического проявления признака

"стерильность_мрсских_цьетков" I

” - \

Отмечены 3 различных типа проявления стерильности мужских цветков у арбуза £ген тз-2): первый - мужские бутоны меньших размеров, цветения не происходит, бутоны засыхают не раскрываясь,' второй - бутоны и цветки меньших размеров, венчик цветка бледно окрашен, пыльники яркие, зеленовато-желтые, гладкие невскрывающиеся;

\

Третий - бутоны нормально развиты, цветки чуть меньших размеров, пыльники не опушенные, темные, желтовато-коричневые, с небольшим количеством светловато-коричневой пыльщ-г, пыльцевые мешки раскрываются слабо и пыльца из них почти не высыпается.

Проведение анализа пыльцы позволило установить стерильность всех трех типов. Первый - из-за отсутствия цветения полностью стерилен. При проведении искусственного опыления женских цветков пыль- |

цой второго и третьего типа с последующей изоляцией, завязывания ;

плодов не происходило. Оценка жизненности пыльцы методом окрашива- •

ния ацетокармином показала, что пыльца цветков второго типа не жиз.- ;

неспособна. В пыльце цветков третьего типа иногда имеется до 10-12 !

процентов живых (окрашиваемых) пыльцевых зерен. Однако, при высеве подобной пыльцы на питательной среде (I % агар-агар + 10% сахароза) ;

ни прорастания, ни наклевывания не происходило. Это доказало, что ;

из цветков ' |

пыльца третьего типа также является стерильной. I

Различные типы стерильности мужских цветков могут проявляться на одном растении в течение вегетации и сменять друг друга в онто-

генезе. У молодых растений стерильность проявляется более четко -мужского цветения не происходит. Второй и третий типы проявляются на более развитых растениях.

Наследование признака "стерильность мужских цветков" ■

Для проведения гибридологического ннализа наследования призна- , ка "стерильность мужских цветков" проводили контроль на стерильность всех растений достигших фазы "цветение мужских цветков" и вели подсчет по делянкам и комбинациям.

Проведенные анализирующие скрещивания доказывают, что мужская стерильность у исследуемой формы наследуется рецессивно и контролируется одним геном (табл. 2).

Таблица 2

Результаты гибридологического анализа наследования признака "стерильность мужских цветков"

»Кол-во растений, Отношение ферт.! !

Комбинация !__шт._!к стерильным_! ^2 ! р

!ферт.Гстер.!всего!практ. 'теорет.! !

Р^нечетные поколения)

ВС с фертильным родит. 100 - 100

(четные поколения) 429 150. 579 3,05: о • т 0,95 ^ п 0,50' 0,25 0;75

Ю со стерильным роди- 1,03: т.т 0,97 1,1

телем (тэтэ х Мэпт) 324 307 631 0,45 0,50

Оценка_,ОКС_родител_ьских форм по отдельным хозяйственно_ценным признакам

Оценку общей комбинационной способности материнских линий провели методом топкросса. Для оценки использовали 5 тестеров - отцовских форм: Астраханский,Скорик,Верона,Фотон,Ярило. Проведенная оценка ОКС позволила определить комбинационную ценность полученных линий, а также отобрать лучшие семьи в пределах линий (табл. 3).

; Таблица 3

Общая комбинационная способность материнских линий'арбуза с геном мужской стерильности, 1990

Название ¡Скороспелость! У р о ж а й н 0 с т ь !Товарн<

образца I I _раа_н_ _н_я_я_! ранняя, % !_ _о_б_щ_а_я_!, т о в а _р_н_а_ _я! %

¡сутки ! ОКС ~! т/га ! ! ОКС !к товарной! т/га ! ОКС! т/га ! " ОКС " 1

Линия А цл-1 70 100 24,0 100 51 50,7 115 47,4 120 94

Линия А цл-2 65 108 32,4 135 76 44,8 100 42,4 100 95

Линия А рп-1 67 105 31,7 135 79 44,0 100 40,0 100 91

Линия А рп-2 66 106 39,9 160 76 55,2 125 52,7 132 95

Линия 4-1 65 108 38,5 160 85 47,5 108 45,4 114 96

Линия 4-2 65 108 37,9 160 79 50,5 115 48,2 120 95

НСР05 2 9,4 ] ■ ф т ^ф^т

Ярило - ст. 70 27,7 73 42,8 38,1 89

Название !Индекс¡Средняя масса!Толщина !Твердость¡Внешний ¡Содержание сухих! Вкусовая

образца ¡формы !товарн._плода|_ коры _ _!_ коры _ !_ вид _ 1раствор^ых_в-в_1_ оценка____

__________________¡плода X Кг—•— Ё^С _ X ММ_!0КС!]У^_!0КС!^аллХ0КС!_ _ _ .!_0КС_!_бгал_л _!_ ОКС

Линия А цл-1 1,04 м 105 15 107 1068 ИЗ 3,9 100 10,3 100 4,0 100

Линия А цл-2 1,02 3,8 100 14 100 941 100 4,5 115 10,5 100 4,4 но

Линия А рп-1 1,00 3,9 100 15 107 963 100 4,3 ПО 10,5 100 4,2 105

Линия А рп-2 1,00 3,9 100 14 100 1035 НО 4,4 ИЗ 10,8 105 4,6 115

Линия Ч - I 1,14 3,8 100 16 114 1176 125 4,3 110 10,3 100 4,2 105

Линия Ч - 2 1,Н 4,0 105 15 107 1092 116 4,5 115 10,9 105 4,4 НО

НСР05 ¥Рт Рф<Р т 96 0,2 Рф<Рт 0,3 .

Ярило - стандарт 1,00 3,5 16 1134 4,2 11,0 4,3

Полученные линин с мужской стерильностью в основном сохранили комбинационную ценность исходных линий. Они пригодны для получения скороспелых гетерозисных гибридов с комплексом хозяйственно-ценных признаков. Наиболее перспективна линия Ч. По показателям скороспелости и ранней урожайности средний уровень гибридов линии Ч существенно вше, чем показатель стандартного сорта Ярило. Выше и дружность созревания плодов, если у стандартного сорта лишь 73# урожая идет в зачет ранней продукции, то у гибридов линии Ч 79-85 %. Линию Ч выделяют также хорошие показатели ОКС по технологическим признакам,только плоды ее гибридов имеют слегка удлиненную форму.

Перспективной для селекции на продуктивность является линия А рп-2, средний уровень товарной урожайности по ее гибридам на 14 т/га больше, чем урожайность стандартного сорта, к тому же созревание плодов начинается раньше.

Все материнские линии имеют хорошую ОКС по потребительским качествам, позволяющую получать гибриды на уровне стандартного сорта.

По большинству признаков, кроме характеризующих скороспелость, ОКС материнских линий различается незначительно. Поэтому проявление у гибридов таких признаков,как "средняя масса товарного плода", "толщина коры?"твердость коры на прокол",признаков характеризующих потребительские качества плода,зависит от использованной отцовской формы, что нужно учитывать при составлении гибридных комбинаций.

Оценка ОКС отцовских форм проведена по 4 тестерам: линии 4-2,

А цл-2, А рп-1, А рп-2. Данные приведены в таблицах 4 и 5.

. Лучшая ОКС по показателям скороспелости у сортов Ярило, Ско-рик, Огонек и Кримсон свит. Хотя любую из изученных отцовских форм можно использовать для получения екороспелых гибридов.

По показателям продуктивности ОКС отцовских форм существенно не различается. Но аожно выделить сорта Астраханский, Хаит кара и

• Таблица 4

Общая комбинационная способность отцовских форм по показателям скороспелости и продуктивности,1990

¡Скороспелость!__________У_ р_ о _ж_ а _й_ н,_о_ с ь__________________ _!Товарность,

Название !___________________!_р_а_н_н_я_я_!ранняя, % ! о б ш а я 1т о в а р н а я! %

образца | Сутки ; оке ! т/га 1 ОКС !к товарной! т/га ! ОКС! т/га ! ОКС !

Скорик 65 105 36,4 109

Астраханский 68 100 33,8 100

Верона 66 103 35,6 106

Фотон 66 103 33,5 100

Ярило 65 105 38,0 из

О'гонек 65 105 35,2 105

Кримсон свит 66 103 36,1 108

Хаит кара 67 101 41,1 123

НСР05 2 _ф т

Ярило - стандарт 70 27,7

81 48,2 III 45,0 НО 94

65 53,7 123 52,0 127 97

85 45,0 103 41,9 103 93

76 48,2 III 44,0 108 91

83 48,1 III 46,0 ИЗ 96

79 48,7 112 44,3 109 91

88 43,5 100 40,8 100 94

84 52,1 120 49,0 . 120 94

73 рф< рт 42,8 Гф<рт 38,1- 89

Общая комбинационная способность отцовских форм по потребительским и технологическим качествам,1990 Название !Индекс!Средняя масса!Толщина ! Твердость ! Внешний ¡Содержание сухих¡Вкусовая !

образца ¡формы ¡товарн. плода! ко£ы_ _£коры плода _ 1раствор^ж_в-в_!_оценка

! плода ! ! кг ! оке ! ЕМ_ ! ОКС ! _г/мм2! ОКС¡балл! ОКС! % 'л ОКС ! балл! ОКС

Скорик 1,05 3,5 100 15 115 1154 126 4,3 123 10,4 107 4,2 114

Астраханский_ 1,02 4,4 126 14 108 1007 НО 4,5 129 10,9 112 4,6 124

Верона 1,02 3,8 109 13 100 937 100 4,5 129 10,8 III 4,4 119

Фотон 1,02 3,7 106 15 115 915 100 4,5 129 10,7 ПО 4,4 119

Ярило 1,00 4,1 117 15 115 1028 112 4,4 126 10,6 109 4,3 116

Огонек 1,00 3,6 100 14 108 1010 ПО 4,0 114 Н,1 П4 4,4 119

КрИмСОН свит 1,02 4,1 117 14 108 1027 112 4,6 131 И, 4 118 4,6 124

Хаит кара 1,00 4,2 120 17 131 1001 109 3,5 100 9,7 100 3,7 100

нср05 0,5 2 104 0,5 0,7 0,2

Ярило - стандарт 1,00 3,5 16 1134 4,2 11,0 4,3

Ярило,которые дают гибриды болов урожайные и с высоким уровнем товарности урожая. Если у этих сортов основная составляющая урожая крупноплодность, то у гибридов сортов Огонек,Скорик,Фотон урожайность определяется многоплодностью. Перспективным при отборе гибридов на продуктивность является сорт Астраханский. По группе техно-логичееких показателей можно выделить сорта Кримсон свит, Скорик, Астраханский и Ярило. По потребительским качествам все сорта, кроме сорта Хаит кара, проявили хорощую комбинационную способность.

Но в качестве сортов улучшителей потребительских качеств выделяются Кримсон свит и Астраханский. Гибриды сорта Огонек склонны к перезреванию, у сорта Скорик имеют несколько грубоватую мякоть.

По комплексу признаков для получения скороспелых гибридов выделяются сорта Ярило и Кримсон свит, даицие потомство с ранним дружным созреванием плодов, с хорошим уровнем потребительских и технологических качеств. Сорт Астраханский, в качестве отцовской формы, можно использовать при селекции на продуктивность и потребительские качества. Сорт Хаит кара является неудовлетворительным для использования в качестве отцовской формы, в основном из-за низких вкусопых качеств-получаемой продукции.

Предмритеяьная^оценка гибридных комбинаций

по комплексу хозяйственно-пенных признаков

Проведенная оценка хозяйственной ценности гибридов позволила отобрать перспективные гибридные комбинации и подтвердила возможность использования материнских линий с мужской стерильностью для получения хозяйственно-ценных гибридов различного направления.

_ По срокам созревания 26 из 43 изученных гибридов существенно опережают скороспелый стандарт Ярило, остальные не уступают ему. Предварительно были выделены 4 гибридные комбинации (табл. 6), которые по скороспелости и ранней урожайности превосходят стандарт

Характеристика гибридов ?2 по комплексу хозяйственно-ценных признаков, 1990 г.

!Скоро- !________У]эожайность_ ¿Товар-?Масса !Твер- (Толщина¡Внешний!Содерж.¡Вкусовая

Гибридная !спелость!ранняя!ранняя!товар-!ность,¡товарн. !дость ко4коры П вид, !сухих ¡оценка,

комбинация !сутки ! т/га! % к ! ная, ! % ¡плода, !ры плода!плода, !'балл !раствор!балл

! ! ¡товарн! т/га I ! ! кг !: г/мм^ ! мм ! !в-в, % !

Линия Ч х Фотон 65 39,0 77 50,9 98 4,0 1158 16 4,3 11,3 4,6

Линия Ч х Ярило 1 63 39,0 88 44,2 95 3,9 1081 16 4,9 10,6 4,6

Линия А рп х Астраханский 69 40,5 68 59,3 97 4,8 1017 16 4,3 10,9 4,6

Линия А цл х Кримсон свит 66 40,2 89 45,3 96 4,1 1093 14 4,7 11,0 4,5

Ярило - ст. I 70 27,7 73 38,1 89 3,5 1134 16 4,2 11,0 4,3

Астраханский-стандарт 2 72 25,7 53 49,9 96 4,1 979 16 4,3 10,8 4,4

НСР05 4 16,7 1 ф т 0,9 173 3 °’7 1,1 0,5

и не уступают ему по обще продуктивности и другим хозяйственноценным признакам. .

Проведенная оценка содержания нитратов в зрелых плодах арбуза показала, что все образцы накапливали нитратов меньше ЦЦК-

Производственное испытание на площади I га в богарных условиях гибрида ВШИОБ-5 (семена получены при свободном опылении) в сравнении с сортом Астраханский подтвердило полученные опытные данные. Гибрид опережал стандарт по срокам созревания на 8 дней. Ранняя урожайность гибрида составила 22 т/га, сорта Астраханский -14 т/га. Общий урожай был примерно равным, около 29 т/га. При реализации в более ранние сроки значительно возрастает реализационная стоимость продукции, что повышает экономическую эффективность возделывания гибридов.

Отработка способа размножения линий с мужской стерильностью

Поскольку проявление мужской стерильности не было стабильным и онтогенетически старые растения проявляли ее менее четко, предполагалось временно изменить характер цветения и восстановить фертильность мужских цветков выполнением прививки привоя,взятого со взрослого стерильного растения, на фертильные растения и обработкой регуляторами роста.

Ни один из видов прививки не влиял на проявление стерильности на привое с генсм мужской стерильности. Обработка гиббереллином и нитратом серебра влияла на ростовые процессы, цветение после обработки задерживалось и вновь восстанавливалось через 3-6 дней стерильными цветками.

Поддержание форм арбуза с геном тз в гетерозиготном состоянии изучено не было, из-за их низкой семенной продуктипности. При изучении этого направления на линиях с геном- шз-2 было выделено 2 способа ведения гибридного семеноводства. В первом, в период мае-

сового цветения мужских цветков отмечают стерильные растения вешками и оставляют для свободного переопыления. При созревании семена выделяют только с отмеченных растений. По второму способу,все растения без прорывки оставляют для свободного переопыления. С началом массового завязывания плодов проводят удаление всех мужски фертильных растений в 2-3 приема с интервалом 3-4 дня. При созревании проводят массовое выделение семян с оставшихся растений.

Более перспективнш является второй способ, т.к. при его использовании значительные затраты квалифицированного труда необходимы только на проведение браковки фертильных растений. Преимущество первого способа - возможность проведения браковки части фертильных растений в более ранние сроки, что обеспечивает лучшее развитие сотавшихся растений и позволяет увеличить урожайность семян.

Оба изученных способа ведения семеноводства обеспечивают в потомстве 50-42 % стерильных растений (из-за ошибок при контроле на стерильность).

Для увеличения выхода семян с единицы площади в питомниках размножения линий с мужской стерильностью и посевах гибридного семеноводства нужно увеличивать количество мужски стерильных растений, для этого нужно-иметь повышенную густоту стояния растений до

---проведения браковки.фертильных растений материнской формы. В то же

время нужно облегчить процесс контроля и прорывки, для чего желательно иметь как можно меньше растений в одной лунке. Для этого изучали различные схемы посева семян (табл. 7).

Более перспективенвариант 5,-т.к. при его использовании в лунке находится по I растению, что облегчает проведение контроля и прорывки фертильных растений, не подавляет развитие растений до провед ен ия бра ко вк и. Недостатком этого варианта является то, что после прорывки густота стояния растений составит 85-90 % к нормальной,

? !вах '¿л^нок,. %)! шт. !ниемх %

1,8 х 0,7 м, по 5 семян О о 100 5 10

1,8 х 0,35 м, по 2 семени 80 85 2 56

1,8 х 0,35 м, по 3 семени Г 20 120 135 3 42

1,8 х 0,35 м, по 4 семени 160 154 4 26

1,8 х 0,14 м, по I семени 100 196 I 100

так как в популяции стерильных растений лишь около 45 %.

" '' — ■■ Таблица 7 .

Сравнительная оценка различных схем посева арбуза,I989—1991

№ ’Схема !Расхид се- 'Густота !Максимальное!Лунок с

вар-та! посева !мян к обыч.’стояния !кол-во раст.’одним

! !норме высе-!фактически!в I лунке, !расте-

_ * _ _

1 ~ ~ '

2

3

4

5

Из других вариантов посева выделяется третий, он позволяет оставить после прорывки до 95 ^ от нормальной густоты стояния растений.

Технологические особенности гибридного семеноводству арбуза_п£и_свобо£ном_переопылении родительских форм на_осн£Ве использования линий с мужской стерильностью

В первом опыте оценивали необходимость проведения прорывки фертильных растений материнской формы в посевах гибридного семеноводства. В первом варианте, при проведении прорывки с началом цветения мужских цветков 3 раза с интервалом в 3 дня гибридность получаемых семян составила 98 ^.Во втором варианте,без прорывки -50^.

Проведенные исследования показали, что гибридное семеноводство при свободном опылении с материнской формой - популяцией, дающей половинную смесь фертильных и стерильных растений, без прове- і

дения выбраковки фертильных растений не дает высокой гибридности |

семян, поэтому удаление фертильных растений материнской формы является необходимым мероприятием.

Опыты 2 и 3 были заложены для определения оптимальной схемы

размещения родительских форм. Они были заложены по единой методике, но с различным набором схем размещения родительских форм и на разных гибридных комбинациях - со скороспелым и среднеспелым сортом-опылителем (табл. 8 и 9).

Таблица 8

Влияние схемы размещения родительских форм в семеноводческих

посевах -на_пол^чение_гиб£И£ных_семянА линия Ч х Ярило,_1989 _________

Вари-’Схема !Кол-во растений¡Получено ¡Гибридность

ант ! размещения ’материнской ’плодов на I!семян,

I 1 !<$02мы, % ’£астениехшт! %

I 0:М:0:М:0:М:0 50 1,2 96

п 0:М:М:М:0:М:М:М:0 75 1,2 79

ш 0:0:М:М:М:М:М:М:0:0 75 1,6 92

1У 0:М:М:М:М:М:0 83 1,4 87

Таблица 9

Влияние схемы размещения родительских форм в семеноводческих посевах на_,пол^чен_ие_гибр!ушых семян,__линия_Ч_х_Аст£аханский,_1990

Вари-’Схема !Кол-во раст.¡Получено ’Гибридность

ант ’ размещения ’материнской ¡плодов на I! семян,

_____!_________________________1формых Ч,_ _! растение,шт],______%____

1 0:М:0:М:0:М:0 50 1,6 97

2 0:М:М:М:М:0:0:М:М:М:М:0 66 1,2- 87

3 0:М:М:М:М:0:М:М:М:М:0 80 1,4 83

4 0:М:М:М:М:М:М:М:М:0 89 1,3 80

Выделение семян и оценку их гибридности проводили с каждого ряда материнской формы раздельно, что позволило провести оценку влияния удаления от ближайшего ряда сорта-опылителя на получение гибридных семян (табл. 10).

Удаление от сорта опылителя не влияет на завязьтваемость плодов на растениях материнской формы, а значит не является ограничением для насыщения семеноводческих посевов материнской формой.

Удаление растений материнской формы от сорта-опылителя сущевт-

венно влияет на гибридность получаемых семян. Если удаление на 2-3 ряда снижает гибридность до приемлемого уровня, 82-85 Ч, то удаление на 4 ряда уже до 56 Поэтому желательно использовать в схеме не более 4-6 рядов материнской формы подряд. Наличие парных рядов опылителя и использование в гибридной комбинации более близких по фенологическому развитию образцов несколько повышает гибрид-ность получаемых семян.

Таблица 10

Влияние удаления растений материнской формы от сорта_______опылителя_на получение гибридных семян,_1989-1990_____________

Гибридная !_______2£даление_от сорта_опылителя_________

комбинация | Ея£ -'- | Л -А-ряд I _4_ряд — ____ .________________I Г* ! 3* ! Г _! 3* X Г _!_3* 1 Г*_____________

Линия Ч х Ярило 1,4 94 1,2 85 .1,5 83

Линия Ч х Астраханский 1,2 93 1,3 83 1,3 82 1,4 56

3 - завязалось плодов на I растение, шт.

Г* - гибридность семян, Ч

Наиболее технологичной является схема с соотношением рядов материнской и отцовской форм, как 4:2 (2:1). Гибридность получаемых

в этом варианте семян 87-90 %, что удовлетворительно для производственных посевов, где негибридные растения будут удалены при прорывке по маркерному признаку. Теоретически, при таком размещении,

выход семян должен быть на 30 % выше, чем при простом чередовании

материнских и отцовских рядов.

Выводы

1.В результате проведенного гибридологического анализа установлено, что проявление признака "стерильность мужских цветков" у арбуза контролируется одним рецессивным геном, который обозначен символом тэ-2.

2.Выделено 3 типа проявления стерильности мужских цветков у арбуза (ген тз-2): первый тип - бутоны мелкие, цветения не происходит," второй тип - бутоны и цветки меньших размеров, пыльники гладкие, бледно-желтые, невскрыБающиеся; третий тип - бутоны развиты, цветки чуть меньших размеров, пыльники не опушенные, темные, желтовато-коричневые с небольшим количеством темной стерильной пыльцы. —'

3.Обработка растений арбуза с мужской стерильностью регуляторами роста (гиббереллином, нитратом серебра), а также прививка стерильных растений на фертильные растения различных видов семейства 11жвенные не вызывает восстановления фертильности.

4.0тмечено, что ген тз-2 не сцеплен с какими-либо неблагоприятными признаками, семеннная продуктивность у растений с мужской сте-

_■ рильностьп данного типа на уровне нормальной, что позволяет использовать эту мутацию в гетерозисной селекции и гибридном семеноводстве.

5.Методом возвратно-насыщающих скрещиваний созданы 3 специализированные линии арбуза с мужской стерильностью, имеющие маркерный признак - цельнолистность, пригодные для использования в гибридном семеноводстве в качестве материнской формы.

6.Методом топкросса изучена общая комбинационная способность полученных материнских форм арбуза с мужской стерильностью. Выделены селекционные линии с высокой комбинационной способностью по скороспелости, продуктивности, вкусовым качествам.

7.Определена общая комбинационная способность 8 сортов арбуза для использования их в качестве отцовских форм. Наиболее пригодны для получения скороспелых гибридов с ранней дружной отдачей урожая с хорошим уровнем потребительских и технологических качеств сорта Ярило и Кримсон свит. Вь-сокую общую комбинационную способ-

ность по продуктивности и потребительским качествам имеет сорт Астраханский. .

8.На основе использования выделенных материнских линий возможно получать гибриды Fj, превосходящие районированные сорта по комплексу хозяйственно-ценных признаков. Выделены 4 гибридные комбинации - скороспелые, с высокой ранней и общей урожайностью, с хорошим уровнем технологических качеств, привлекательного внешнего вида и отличных вкусовых качеств.

9.Установлена возможность размножения линии арбуза с мужской стерильностью при свободном опылении в виде популяции, гетерозиготной по гену ша-2. Семена, выделенные с растений с мужской стерильностью, воспроизводят половинную смесь фертильных и стерильных растений.

10.фи размножении линий арбуза с мужской стерильностью при свободном опылении более перспективен способ с удалением фертильных растений после завязывания плодов на растениях с мужской стерильностью и последующим массовым выделением семян с оставшихся растений.

Оптимальный способ посева для образцов погуляций, гетерозиготных по гену мужской стерильности - механизированный - по I семени в лунку, при схеме посева 1,8 х 0,14 м.

11.В гибридном семеноводстве с использованием материнских линий с геном гав-2 наиболее технологичной является схема с соотношением рядов материнской и отцовской форм, как 4:2 (2:1),‘обеспечивающая получение до 90 % гибридных семян. При этом необходимо провести сортопрочистки (2-3 раза через 3-4 дня) для удаления фертильных растений материнской формы.

Рекомендации

1.При создании гетерозисных гибридов арбуза селекционерам рекомендуем использовать в качестве материнских форм цельнолистные ЛИНИИ С мужской стерильностью (ген ЮЗ-2).

2.В селекционной работе и при производстве гибридных семян арбуза рекомендуем использовать методические указания "Селекция материнских линий арбуза с мужской стерильностью".

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1.Соколов С.Д. Оценка комбинационной способности материнских линий арбуза и использование ее в гет розисной селекции на скоро-спелость//Проблемы орошаемого овощеводства и бахчеводства.-Астрахань,1969.-С. 34-39.

2.Дютин К.Е..Соколов С.Д. Спонтанный мутант арбуза с мужской сте-рильностью//Цитология и генетика,1990.-Т. 24,№ 2: 56-57.

3.Дютин К.Е..Соколов С.Д. Создать и передать в государственное ' сортоиспытание скороспелый, транспортабельный гетерозисный гибрид арбуза с урожайностью 500-700 ц/га при орошении, устойчивый к антракнозу и мучнистой росе. Получить аналоги материнских форм гетерозисного гибрида//Депонир. отчет ВНИТЦ,1990.-№ инв. 02.9.10,025546.- 25 с.

4.Соколов С.Д. Селекция линий арбуза с мужской стерильностью// Проблемы орошаемого овощеводства и бахчеводства.- Астрахань,

1991.- С. 93-99.