Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание и селекционно-генетическая оценка гомозиготных линий пшеницы, полученных в культуре пыльников

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание и селекционно-генетическая оценка гомозиготных линий пшеницы, полученных в культуре пыльников"

кубанский государственный аграрный университет

РГ6 ОД п^абах гукошси

Ш§ШРУЛ ИСЛАМ

УДК 576.535:633.11

создание и селекцисино-генетическая щенка гомозиготных линий пшеницы, полученных в культуре пыльников

Специальность 06.01.05 - селекция и

семеноводство

автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар, 1995

Работа выполнена в Краснодарском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институт сельского хозяйства имени П.П.Лукьяненко и на кафедре селега. и семеноводства Кубанского государственного аграрного униве^ тета в 1992-1995 гг.

.Научные руководители - кандидат с.-х.наук, профессор ' ЕФРЕМОВА В.В.

кандидат биологических наук ' ИВАНОВ Г.И.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,профес<

ДЗЮБА В.А.

. кандидат биологических наук ДАВОЯН Э.И.

Ведущее предприятие - Всероссийский научно-исследовате,

ский институт масличных культур им.В.С.Пустовойта

Зашита состоится " 23 " ноября 1995 г. в 9_.00_ч на заседании диссертационного Совета Д 120.23.02 при Кубанс государственном аграрном университете по адресу: 350044 , г.Краснодар, ул.Калинина, 13, КГАУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГАУ.

Автореферат разослан "23" октября 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета г

кандидат с.-х.наук, доцент ^И^у^ Л.Е.ЕФРЕМОВ

i .общая характеристика рабсуш

¿ктуальносгь_пдоблемы. На создание сорта пшеницы традиционно методами в настоящее время требуется 8-12 лет интенсивной 'екщюнкой работы. Сократить эти сроки на 3-4 годеС- и повысить активность отбора в гибридных популяциях возможно цргем разотки ускоренной технологии селекционного процесса, которая дполагает массовое получение гаплоидов в культуре пыльникое ридньгх комбинаций и создание гомозиготных линий. Эффектив -ть отбора желаемых гомозигот в процессе ускоренной техноло-возрастаег за счет сокращения числа единиц расщепления до -числа типов гамет для дигаплоидов, вместо - числа ком -щий гамет для диплоидов в традиционной селекции, где п. -ю пар генов, по которымгетерозигогны исходные гибриды. Однако для разработки ускоренной технологии селекционного ;есса необходимо решить проблему массового получения гаплои-в культуре пыльников и создания гомозиготных линий. Решение лемы сдерживается низким еыходом эмбриоидов и отсутствием ильной регенерации гаплоидов из всех генотипов. Цель и задачи исследований. Целью исследования являются иу-е закономерностей образования эмбриоидов и регенерации га -нов в культуре пыльников пшеницы и селекционно-генетичес -зценка полученных гомозиготных линий.

{ля достижения указанных целей необходимо было решить сле-1е задачи:

Оптимизировать компонентный состав питательных сред с ) максимального подучения эмбриоидов и регенерантов в куль-пыльников пшеницы на основе методов математического моде -ания экспериментов.

. Установить закономерности образования эмбриоидов и рэ -антов в культуре пыльников гибридных комбинаций Р|.

3 .Разработать экспресс-метод для разделения регенерантов ш гаплоиды и диплоиды.

4. Выявить размах изменчивости и провести сравнительную сце ку хозяйственно-ценных признаков гомозиготных линий, получении в культуре пыльников.

Н&1™03_йо§2зна_исслеаований. Впервые определены концентра ции и сочетания регуляторов роста в питательной среде, которые . на порядок увеличивают частоту образования змбриоидов и регене рантов в культуре пыльников пшеницы.

Выявлены закономерности распределения.частот образования : бриоидов и регенерантов, выраженных в абсолютных значениях о числа культивируемых пыльников гибридных комбинаций первого п коления по показательному закону и распределение частот реген рации растений, выраженных в процентах (или долях) от числа е саженных на питательную среду змбриоидов, по нормальному закс распределения.

На основании установленных нами границ доверительных инт« валов длины замыкающих клеток устьиц у гаплоидов и диплоидов работай экспресс-метод для идентификации регенерантов по уро: плоидности.

По данным селекционно-генетической оценки отобранытомоз готные,линии}превысившие по урожайности стандартный сорт на

0Е§3™Н§2£8а_Ц§нн222ь_ш<52™. Результаты исследования дл замыкающих клеток устьиц позволили в 10 раз сократить объем мерений и затраты труда при разделении регенерантов на гапвс и диплоиды.

Ежегодно в Краснодарском НИИСХ путем культивирования ш ников пшеницу на питательной среде получают из гибридных ко) наций от 500 до 1000 гомозиготных линий, что позволяет на 3 года сократить сроки селекционного процесса и повысить зффе

вкость отбора желаемых генотипов.

А0Е22§ЫИЯ_работ;ы^ Результаты исследований докладывались на седаниях кафедры селекции и семеноводства, научных конферен -та агрономического факультета Кубанского государственного аг-рного университета в 1992-1994 гг. и на третьем Российском ¿позиуме " Новые методы биотехнологии растений" в 1995 г. в дано.

¡¡Хй£ик§ция _]эаботы. По материалам диссертации опубликовано ючатные работы.

диссертации. Диссертация изложена на 137 аницах машинописного текста и состоит из введения, 3 глав , одов, предложений для практической селекции, списка исполь -анной литературы и приложений; содержит 21 таблицу , 12 ри -ков и 3 приложения. Список литературы включает. 135 источни -, в том числе 90 на иностранном языке. •

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Выращивание донорных растений проводилось в толевых услови -

Почвы КНИИСХ представлены западно-предкавказскими вышело -ыми черноземами. Среднегодовое количество осадков составля-07 мм. Однако в весенне-летний период 1994 года количество ков было ниже в 1,5-2 раза.

В 1992 году проводили серию опытов по оптимизации компонен-пигательных сред с использованием методов полного и дробно-акторных экспериментов, исходным материалом для которых слу-пыльники ярового сорта Дружина.

3 качестве факторов (на базе основной среды РоЬаЬо-2 ) ис-ювали следующие вещества:

I 2 3

1. 2,4-Д 1.о<-НУК . 1.2,4-Д

2. Кинетин 2. Кинетин •■ 2. -нук

3. ПАБК 3. ПАБК' 3'. Кинетин

После холодовой обработки'срезанных растений при + 5 °С течение 7 дней, колосья стерилизовали 0,1 % раствором диоцид/ в течение 15 шцут с последующей промывкой их стерильной вод!

Колбы и чалши Петри с инокулированными пыльниками выдержи вали в ростовой камере в течение одного месяца без освешения при температуре + 26 °С. Затем их переносили в камеру с 16 -совым фотопериодом освещенностью 10 тысяч люкс при температу + 22 °С "днем" и 18 °С " ночью".

Для культивирования пыльников использовали питательную с£ ду Р© bato-2 £ WangX, Ни Han , 1984). За время кул! вирования проводили два анализам первый на 30-й день, второ! на 45-й день культивирования.

Среду Мурасиге и Скуга ( МигалЬлср , Skoc^. , 1962) m пользовали для регенерации растений из каллуса и эмбриоидов полученных в культуре пыльников. Анализ регенерации растени проводили через 30 дней после пересадки эмбриоидов на реген ционную среду.

в 1993 году изучали влияние генотипа и питательной сре,л образование эмбриоидов и регенерацию растений. в качестве v ного материала использовали пыльники растений Fj из 49 гиб^ ных комбинаций озимой мягкой пшеницы.

Для разделения растений регенерантов на гаплоиды и дип; да измеряли под микроскопом длину замыкающих клеток устьиц (ДЗНУ) в средней части второго снизу листа.'Одновременно у ти растений подсчитывали число-хромосом в кончиках корешко

гнерантов.

. Селекционно-генетическую оценку гомозиготных линий пшеницы глали согласно "Методике ГСИ сельскохозяйственных культур " 1971).

Статистическую обработку результатов опытов проводили с мощью методов факторного эксперимента, дисперсионного и кор -ляционного анализов. Сравнение средних значений и законов рас-еделения частот изучаемых признаков осуществляли с применени -критериев Пирсона ( ), Колмогорова-Смирнова ( Я), Фише-(Р ).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Оптимизация питательной среды для культивирования пыльников яровой мягкой пшеницы методом планирования экспериментов

Согласно литературным данным решающую роль в образовании зм-¡оидов и регенерации растений играют генотип , питательная сре-и взаимодействие этих факторов. Поэтому основным путем увели -ия частоты образования эмбриоидов и регенерации гаплоидов в ьтуре пыльников пшеницы является гтуть оптимизации компонент -о состава питательных сред.

Целью нашего исследования ставилось определение оптимальных дентраций ауксинов, кинетина, а также регулятора роста «бензойной кислоты (ПАБК) в среде для получения макеималь -) выхода эмбриоидов и регенерантов пшениоы при культивирова-лыльников. Для повышения эффективности исследования мы при-[ли метод планирования экспериментов по плану Хартли (трех-■орный неортогональный несимметричный план на трех уровнях ). В качестве исследуемой питательной среды была выбрана среда

РоЬаЬо -2, которая в наших опытах по культивированию пыльнике была лучшей, а в качестве исследуемых- факторов оптимизации -ауксины 2,4-Д, оС-НУК, кинетин и регулятор роста ПАБК, когорь определяют направление процесса дифференциации клеток и орга! растений.

В результате проведения серии экспериментов и математичв них расчетов предполагалось получить уравнение регрессии,опи сывашее зависимость выхода эмбриоидов в культуре пыльников ницы от уровня,концентрации и сочетания изучаемых факторов.

Опыты были заложены по методике дробного факторного эксп римента. Решение множественных регрессионных уравнений вторе порядка позволило теоретически определить частоту образован! эмбриоидов при культивировании пыльников для всех возможных четаний изучаемых факторов на трех уровнях З3. ;

В каждом из II вариантов дробного факторного эксперимен1 (ДФЭ) на питательную среду инокулировали 150 пыльников, по пыльников в повторности. После 45 дней культивирования пров ли математическую обработку факторных экспериментов.

Каллусы и эмбриоиды, полученные во всех опытах ДФЭ по п ну Хартли, через 45 дней культивирования пересаживали на га тельную среду Мурасиге-Скуга с добавлением 2,4-Д - 0,25 мг/ с*-НУК - 0,25 мг/л, кинетина - 0,5 мг/л, сахарозы - 3 а1 ра - 0,7 %, рН-5,8. Выход регенерантов выражали в процент числа культивируемых пыльников.

3.1.1. Образование каллуса и регенерация растений-при различных сочетаниях 2,4-Д,кинетина и ПАБК

В результате реализации эксперимента был получен макси ный выход.каллуса (36,6 %) при добавлении в среду в следук концентрациях трех факторов: 2,4-Д - 1,5 мг/л, кинетина -

г/л и ПАЕК -:15 мг/Л. При таком сочетании уровней грех факторов аалось в 3 раза увеличить выход каллуса в культуре пыльников пеницы.

Регенерация растений была получена в 9 из II вариантов опы-I. Регенерация растений из каллусов, полученных в лучшем вари-[те (4-ом), составила только 5 % (рис.3.1). Для увеличения вида регенерантов лучшим:сочетанием факторов является 2,4-Д -5 мг/л, кинетика р 0,1 мг/л и ПАБК - 10 мг/л.

3.1.2. Образование каллуса и регенерация растений при различных сочетаниях с<-НУК .кинетина и ПАБК

В этом эксперименте максимальная частота каялусообразова -г, также как в предыдущем, составила 36,6 % при сочетании фактов: <*-НУК - 0,5 мг/л (на минимальном уровне) и, кинетика -> мг/л -и ПАБК — 30 мг/л (на нулевом уровне). Однако, данно'в гетание уровней факторов культуральной среды не увеличивало од регенерантных растений./максимальный выход регенерантнык тений в опыте (рис. 3.2) получен (10 %) при повышенной кон • трации о<-НУК (2,5 мг/л). Снижение концентрации .ы- НУК до мг/л не только уменьшает выход-рёгенерантных растений, но ^временно увеличивает выход альбиносов.

3.1.3. Образование каллуса и регенерация растений при различных сочетаниях 2,4-Д, <*-НУК и кинетина

Данный опыт был заложен по плану полного факторного эксперта (ПФЭ) и-содержал 27 вариантов. В этом опыте сочетание ней факторов 2,4-Д - 0,75 мг/л, о<-НУК - 0,1 мг/л и кике- 0,75 мг/л, видимо, является близким к оптимальным для чения максимального выхода каллуса ( 42,8 % ) для сорта

От числа пыльников, X

0 - +

+ 0 0

0 0 0

1 8 9* 1 10

Сочетание уровней факторе

Рис.3.1. Образование каллуса и регенерантов в куль1 ре пыльников сорта Дружина при различных сочетаниях уров: факторов жидкой питательной среды

—о-- каллус —•-- регенерант

Факторы и уровни мг/д о +

Хг 2,4-Д 1,5 2,5 3,5 Хг кинетин 0,1 0,2 0,3 Х3 ПАБК 5 10 15

4 СИ

32-

24-

16-

Ог числа пыльников,

Хз Хг

XI

о о

о +

о

+ о

ООО

о' о о

I I I I I I 1 | " | | Г

1234 56789 10 11

Сочетание уровней факторов

Рис. 3.2. Образование каллуса и регенерантов в культуре пыльников сорта Дружина при различных сочетаниях уровней факторов жидкой питательной среды

- - каллус -«— Факторы и уровни Хг

Х2 Хз

- регенерант

мг/л а-НУК кинет; ПАЕК

- 0 +

0,5 1,0 1,5

0,3 0,5 0,7

20 30 40

■

Дружина. В эксперименте по регенерации растений выход регенеран тов увеличился до 20,7 % (вариант 21, рис. 3.3), что в 2 раза превышает показатель лучшего варианта в предыдущих ДФЭ. Необ -ходимо отметить, что в данном варианте большинство растений образовалось на среде для инициации каллуса. По всем вариантам ДФЭ и ПФЭ количество зеленых регенерантов составило 65,3 %,альбиносов было 34,7 %.

Таким образом, из трех серий экспериментов, максимальный вь ход каллуса и регенерантов получен при сочетании следующих ре -гуляторов роста: 2,4-Д, о<-НУК и кинетина.

3.2. Закономерности образования эмбриоидов и регенерангных растений пшеницы в культуре пыльников Fj

В опыте использовали пыльники из растений 49 гибридных ком бинаций Fj озимой мягкой пшеницы. Степень влияния генотипа и п тательной среды на частоту образования эмбриоидов оценивали ме тодом дисперсионного анализа. По каждой комбинации было инокул ровано на среду по 1000 пыльников.

В результате исследования установлено, что на образование эмбриоидов существенное влияние оказывает генотип растений. До ля влияния этого фактора составила 83,2 % от общей дисперсии . Влияние взаимодействия генотипа и питательной среды было достс верным, но имело низкую величину (14,8 %).

Если следовать логике дисперсионного анализа, все изучаемь комбинации распределялись по частоте образования эмбриоидов- нг 10 rjyrai, которые достоверно различались между собой на уровне значимости.

Однако ранжирование значений образования эмбриоидов и реп нереции растений этих комбинаций показывает, что они не cootbi

2 ' 4 6 10 12 14 16 18 20 22 24 26

■Сочетание уровней факторов

Рис. 3.3. Образование каллуса и.регенератов в культу-пыль ников сорта Дружина при различных сочетаниях уровней кторов жидкой питательной среды

-- каллус -- регенерант

Факторы и уровни мг/л о +■

. Хг 2,4-Д 0,25 0,5 0,75 ' Х2 с(-НУК '0,10 0,25 0,40 Хз кинетин 0,25 0,5 0,75

ствуют закону нормального, распределения. Следовательно результаты дисперсионного анализа н& отражают сути явления. Тем не менее, в большинстве работ, посвященных вопросу образования эм-бриоидов в культуре пыльников, статистическую обработку и достоверность значений проводят с применением этого метода, либо параметрических критериев, рассчитанных на распределение зна -чений признаков по нормальному закону.

В своей работе мы проверили несколько гипотез различных распределений и остановились на показательном распределении зн чений образования эмбриоидов в культуре пыльников. Для этого вначале построили интервальные вариационные ряды распределения (табл.3.1).

Таблица 3.1

Интервальные ряды распределения эмбриоидов

на комбинацию Р

I

Интервалы по числу эмбриоидов в комбинации

Среднее значение классов (зс )

Частота ( Р )

0-40 40-80 60-120 120-160 160-200 200-240 240-280 Сумма

20 60 100 140 180 220 260

23 15 4 4 I I I 49

Затем вычисляли выборочную среднюю (зс= 60,8) и находили оценку параметра предполагаемого показательного распределен})

* = "Ь = -6-Ь = °'°164

Далее определяли теоретические частоты и сравнивали их помощью критерия у} с эмпирическими частотами. Это сравне!

показало,что образование эмбриоидов в культуре пыльников гибридных комбинаций подчиняется показательному закону распределения. Из этого закона следует, что более половины комбинаций обра -зуюг эмбриоиды с низкой частотой (0,4-6,0 %). Комбинации с вы -сокой частотой образования эмбриоидов (20-25 %), согласно этому закоцу, встречаются редко (рис. 3.4).

В своей работе мы также рассмотрели связь между образова -нием эмбриоидов и регенерацией растений в 46 гибридных комбинациях с помощью методов корреляционного анализа. В результате выявлена достоверная положительная корреляция (-р =+0,8) между этими варьирующими признаками. Это означает, что значение регенерации растений, вероятно, также подчиняется показательному закону распределения. Отсюда-Следует, что с увеличением количест -ва эмбриоидов в гибридных комбинациях следует ожидать высокий выход регенерантов. Выявленные нами закономерности образования эмбриоидов и регенерации проявляются при условии выражения эяих признаков в абсолютных значениях от числа культивируемых пыль -ников.

Однако если частоты регенерации растений выражены в процентах (или долях) от числа высаженных на питательную среду эмбриоидов, их распределение происходит по закону нормального распределения (рис. 3.5).

В нашем эксперименте из 2796 эмбриоидов, полученных при культивировании 49 тысяч пыльников растений Рр было регенери-. ровано 853 растения. В трех гибридных комбинациях, из 49.,реге-неранты не получены. В 46 комбинациях процент регенерации варьировал от 3,? до 78,5 % и в среднем составил 30,9 %. В расчете на одну комбинацию Р| получено' 17,4 растения.

Таким образом, образование эмбриоидов в пыльниках гиб -ридных комбинаций, выраженное в абсолютных значениях, подчини -

Частота, шт. 25-1

д____ ^_^_^_у— -а

О 20 '60 100 140 180 220 260 Образование эмбриоидов /ЩОО пыльников

Рис. 3.4 у 49 гибридов

Распределения частот.образования эмбриоидов первого поколения

Частота,

Рис. 3.5. Распределения частот регенерации растений 46 гибридов . первого поколения

ется показательному зако^ распределения, а регенерация расте -ний, выраженная в процентах от числа эмбриоидов, подчиняется закону нормального распределения.

3.3. Разделение регенерантов, полуденных в ^льтуре пыльников пшеницу, на гаплоиды и диплоиды

Одной из проблем при создании элементов технологии массово -го получения гомозиготных линий пшеницы является проблема раз -деления регенерантов по уровню пяоидности на гаплоиды и дига -плоиды. Традиционно разделение осуществляют цитологическим методом подсчета числа хромосом б клетках окрашенных кончиков корешков регенерантов. Однако этот метод требует больших затрат труда и времени. Целью настоящего исследования ставилось разработать экспресс-метод для идентификации регенерации по уровню плоидности без применения окраски тканей и подсчета числа хро -уосом. В основе метода разделения заложен давно установленный факт различия между гаплоидами и диплоидами по морфологическим и анатомическим признакам ( Карпеченко Р.Д., 1935; Иванов М.А., 1937). Используя этот факт, мы измеряли длину замыкавших кле -ток устьиц (ДЗКУ) у регенерантов в средней части второго снизу листа. Измерение проводили по шкале микроскопа у 25 замыкавших клеток устьиц каждого растения. Одновременно у этих же расте -ний подсчитывали число хромосом в клетках кончиков корешков.В результате одновременного подсчета числа хромосом и измерения ДЗКУ у регенерантов было отобрано 90 гаплоидных (тп= 21) и 82 диплоищдах ( 2П =42) растения. У остальных 622 регенерантов измеряли только ДЗКУ. Всего проведено 20850 измерений. На основа-• нии эмпирических частот вариационных рядов ДЗКУ были определе -ны теоретические частота для выборочных совокупностей гаплои -дов й диплоидов. Сравнение эмпирических распределений ДЗКУ с

----V

теоретически ожидаемыми при нормальном распределении делали с применением критерия Я .- Установив, что значения ДЗКУ подчи -няются закону нормального распределения, определили досговер -ность различий средних значений гаплоидов и диплоидов.

Затем определили доверительные границы интервалов ДЗКУ выборочных совокупностей гаплоидов и диплоидов и распределили классовые варианты ДЗКУ генеральной совокупности согласно эм -лирическим частотам в вариационные ряды, а часть вариационных рядов, у которых оказались общими несколько классов (трансгрессирующих ), заполняли теоретически рассчитанными для нормаль -ной кривой классовыми вариантами.

Таким образом, сравнение распределений ДЗКУ выборочных совокупностей с генеральной совокупностью показывает, что последняя состоит из двух независимых выборок, ДЗКУ которых детерминируется уровнем плоидности регенерантов. На рисунке 3.6 представлен график распределения ДЗКУ для гаплоидов и диплоидов пшеницы, из которого следует, что все регенеранты со значения- . ми ДЗКУ от 32 до 46 мкм будут гаплоидами, а растения с ДЗКУ от-54 до 74 мкм - диплоидами. У растений со значениями ДЗКУ от 46 до 54 мкм следует подсчитывать число хромосом с целью точного определения уровня плоиднпг.ти. Количество таких растений может меняться в зависимости от соотношения гаплоидов и диплоидов и объема популяции регенерансов. В нашем исследовании отношение гаплоидов к диплоидам составило примерно 1:5. Объем растений, / которых необходимо подсчитывать число хромосом, может варьировать 'от 10 до 30 % от обшего количества регенерантов.

Таким образом, в результате, проведенного исследования изу-гено распределение ДЗКУ регенерантов в зависимости от уровня 1Лоидноети растений; определены средние значения для гаплои -ов (5с = 42,5 мкм) и диплоидов (52=60,5 мкм); установлены дос-

Частота, Р 120-1

Распределение:

105-

-;-,--1-1--,-)-1-)--!-,-г—п-,-,-,-,-1-,-,-[-;-г^т-г-

32 36 40 44 4 8 52 5 6 6 0 64 68 72 76

Длина замыкающих клеток устьиц, мкм

Рис. 3.6. Характер распределения и доверительные интервалы (Р>0.99) длины зайыкающищ клеток устьиц у гаплоидов и диплоидов пшениц

говерные различия между ними на уровне значимости Р=0,01; вычислены доверительные интервалы ДЗКУ для разделения регенеран-тов на гаплоиды ( 32-46 мкм); смесь гаплоидов и диплоидов ( 3246 мкм) и диплоиды ( 54-74 мкм).

3.4. Селекционно-генетическая оценка гомозиготных линий пшеница, полученных в куль type пыльников

Теоретические исследования по получению гаплоидов в куль -туре пыльников в последние годы достигли такого уровня, что становится возмолшым на практике оценить эффективность использования этого метода в ускорении селекционного процесса.

Целью нашего исследования ставилось определение размаха из-

I

менчивости хозяйственно-полезных признаков у 59' гомозиготных линий озимой мягкой пшеницы и их сравнение с родительскими форма - .

ми-й -стандартным сортом. Гомозиготные линии высевали рендомизи-

2

рованно, в трех повторносгях, с нормой высева 500 зерен на м .

р

Учетная площадь делянки 3 к .

При проведении фенологических наблюдений в полевых условиях учитывали: даты появления полных всходов, кущения, выхода в трубку, спелости зерна. Оценку перезимовки и отрастания прободали глазомерно по 9"-бальной шкале.

Перед уборкой урожая отбирали по 30 растений для биометри -ческого анализа и затем учитывали следующие признаки: высота

растений, масса растений, масса колосьев, число растений и ко -р

тосьев на I м , масса зерна с колоса, длина колоса, масса 1000 ¡ерен.

Приведем некоторые результаты дисперсионного анализа средах значений 47 гомозиготных линий озимой пшеницы в сравнении со гандартным сортом Юна и сортом Даха, являющимся обшей для че-

тырех комбинаций отцовской родительской формой.

Результаты оценки перезимовки показали, что из 47 гомози -готных линий не выявлено форм достоверно превышающих стандарт и родительскую форму по зимостойкости, а 6 линий при сравнении со стандартом и 13 линий при сравнении с сортом Даха проявили достоверно низкие показатели зимостойкости. Оценка темпов от -растения после перезимовки у 47 гомозиготных линий выявила одну линию, превысившую показатели сорта Даха и 22 линии, значе -ния которых были выше стандарта, остальные линии достоверно . не отличались от контрольных сортов.

- Широкий размах изменчивости наблюдали при измерении, высоты растений гомозиготных линий.Из 47 линий 25 достоверно превыси -ли и три линии были достоверно ниже отцовской родительской формы (сорт Даха). При сравнении средних значений гомозиготных линий со стандартом, количество превышающих его по высоте линий увеличилось до 30,и только 3 линии были ниже сорта Юна.

Наибольший интерес для селекции представляют данные об урожайности гомозиготных линий. В этом опыте 14 гомозиготных ли -ний . превысили стандарт по урожайности, 28 линий не отличались , а у 5-и линий урожайность достоверно ниже сорта Юна. Однако, если сравнивали эти линии с родительской формой Даха, урожайность которой была выше стандарта ,го ситуация изменялась В этом сравнении только две линии превышали по урожайности сорт Даха, а 13 линий имели урожайность ниже родительской формы.Остальные 32 линии достоверно не отличались от сорта Даха.

• В таблице 3.2 показаны обобщенные результаты сравнения урожайности 47 гомозиготных линий со стандартным сортом Юна.'

*

Таким образом, урожайность стандартного сорта Юна достоверно превысили 14 гомозиготных линий, что составило 29,8 % от

Таблица 3.2

Урожайность гомозиготных линий ( ГЛ ) в сравнении со стандартом

: Масса зерна : : Пределы

Линия,сорт . с делянки, . % . варьирования ^ _кг____^ _____•__

Юна (стандарт) 1,62 . 100 1,50-1,84

Среднее 47 ГЛ . .1,72 106 1,10-2,27

Среднее лучших 14 ГЛ 2,07 127 ■ 1,92-2,27

НСР05 0,2' - -

изучаемых линий. Средняя урожайность 47 гомозиготных линий находится на уровне стандартного сорта, а средняя урожайность лучших 14 гомозиготных линий превышает стандарт на 27 %.

Размах изменчивости изучаемых признаков гомозиготных линий, полученных в культуре пыльников гибридов Рр превышает преде -лы родительских форм и стандартного сорта Юна. Появление гомо -зиготных линий с признаками, выходящими за пределы варьирова - . ния их родительских форм, указывает на трансгрессивное генетическое расцепление в каждой изучаемой комбинации скрещивания . Наше исследование 47 гомозиготных линий из четырех комбинаций скрещивания 1989 года выявило широкий размах изменчивости количественных признаков в каждой поцуляции. В процессе изучения гомозиготных линий из четырех"комбинаций скрещивания было отобрано и посеяно в 1994 году для дальнейшего исследования в КСИ (малом сортоиспытании отдела селекции озимой гшенищ КНИИСХ ) 19 линий, в то время как из этих.же комбинаций скрещивания проводят оценку ■ по традиционной схеме в контрольном питомнике 7 ггиний одной из комбинаций.

22

ВЫВОДЫ

1. Использование методов математического планирования экспериментов при оптимизации компонентного состава питательных сред позволило определить параметры уравнений регрессии,опи -сывашие влияние концентрации и взаимодействия изучаемых факторов на выход эмбриоидов и регенерангов в культуре пыльников пшеницы и увеличить частоту образования эмбриоидов с 0,4 до 42,8 %.

2. Сочетание факторов 2,4-Д, с<-НУК и кинетина стимулирует регенерацию на эт&й же среде и увеличивает частоту образования эмбриоидов у сорта Дружина в 8 раз, регенерации растений в 20 раз.

3.Значения частот образования эмбриоидов и регенерантов, выраженных в абсолютных значениях от числа культивируемых'пыльников комбинаций , подчиняются показательному закону рас -предеяения. Отсюда следует, что более половины комбинаций образуют эмбриоиды в кулыуре пыльников с низкой частотой (0,4-6,0.%). • .

4. Значения частоты регенерации растений, выраженные в процентах (или долях') от числа высаженных на питательную среду эмбриоидов, распределяются по закону нормального распреде- , лени я.

5. Мекду образованием эмбриоидов и регенерацией растений в культуре пыльников гибридов Рт установлена достоверная положительная корреляционная связь (г =0,8).

6. Выявлена закономерность распределения длины замыкавших клеток устьиц регенерангов пшеницы в зависимости от уровня ' плоидности растений. Определены средние значения ДЗКУ для гаплоидов (42,5 мкм), диплоидов (60,5 мкм) и доверительные ин -

тервалы ДЗКУ для разделения регенерантов на гаплоиды (32-46 мкм), смесь гаплоидов и диплоидов ( 46-54 мкм) и диплоиды (5474 мкм).

7. Размах изменчивости хозяйственно-полезных признаков у гомозиготных линий, полученнюсв культуре пыльников Рр пре -вышает пределы родительских форм и стандартного сорта Юна.

8. Количество гомозиготных линий, достоверно превышавших по урожайности родительские формы и стандарт, составило 25 % от числа изученных.

9. Лучшие по урожайности гомозиготные линии превышали стандартный сорт Юна на 25-30 %.

Предложения для селекционной практики

Для разделения регенерантов пшеницы на гаплоиды и диплом -ды достаточно провести 3-5 измерений ДЗКУ в средней части вто -рого снизу листа каждого растения. Пределы доверительных интервалов ДЗКУ для гаплоидов составляют 32-46 мкм, для диплоидов -54-74 мкм. У растений, имеших ДЗКУ 46-54 мкм,'необходимо подсчитывать число хромосом.

Среди гомозиготных линий, полученных в культуре пыльников гибридов ,возможен отбор константных форм, превышающих ро -дительские сорта по урожайности на 25-30 %.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

I..Иванов Г.И., Орлова С.Н., Кекало Н.Ю., Чигарева Т.М. , безденежных М.Е., Ислам Монирул. Результаты и направления био-'ехнологаи в селекции пшеницу // Тезисы докладов 3-<го Россий -¡кого симпозиума " Новые методы биотехнологии растений". 23-25