Создание исходного материала для селекции мягкой яровой пшеницы в условиях Приморского края

Коновалова, Инна Витальевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Создание исходного материала для селекции мягкой яровой пшеницы в условиях Приморского края
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание исходного материала для селекции мягкой яровой пшеницы в условиях Приморского края"

На правах рукописи

Коновалова Инна Витальевна

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ МЯГКОЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

3 МАЛ 2012

Барнаул - 2012

005016254

Работа выполнена в ГНУ Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии в лаборатории селекции зерновых и крупяных культур в 1997-2010 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

ведущий научный сотрудник Моисеенко Людмила Михайловна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Усенко Владимир Иванович (НИИСС)

Защита состоится 18 мая 2012 г. в 11-30 на заседании диссертационного совета ДМ 220.002.03, созданного при ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

Адрес: 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98 Факс: (3852)62-83-96 E-mail: nnchernisheva@mail.ra

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан 11 апреля 2012 г.

кандидат биологических наук, доцент Коробейников Николай Иванович (АНШСХ)

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Дальневосточный

государственный аграрный университет»

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.Н. Чернышева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Увеличение производства зерна - ключевая проблема развития сельского хозяйства. Яровая пшеница - важнейшая продовольственная культура в РФ и в целом мире. Её урожайность, в решающей степени зависит от возделываемых сортов и своевременной замены их более совершенными генотипами. Как правило, совершенствование сортов идет в направлении возрастания их устойчивости к лимитирующим величину урожая факторам среды. В Приморском крае таким фактором является дефицит влаги в почве в первой половине вегетации пшеницы и избыток - во второй.

Поэтому, вопросы повышения стабильности производства зерна яровой пшеницы должны решаться комплексно и, прежде всего, за счет сортов, хорошо приспособленных к местным условиям. В этой связи важная роль отводится использованию адаптивных форм, обладающим широким диапазоном реакции на изменяющиеся экологические условия, способных стабильно реализовать свой потенциал. Такой подход предполагает поиск исходного материала, обладающего высокой степенью выраженности признаков, а также благоприятным их сочетанием в новом сорте.

Нестабильность и непредсказуемость природно-климатических факторов в период вегетации, сложность взаимодействия сорта со средой дает основания на возделывание в каждой конкретной агроклиматической зоне адаптированных сортов местной селекции.

Для создания таких сортов необходимо располагать обширным исходным материалом и иметь точные сведения о его значении в селекции данной культуры.

В связи с этим, для условий Приморского края нужны сорта яровой пшеницы, высокоустойчивые к полеганию и болезням, совмещающие такие биологические противоречивые свойства: засухоустойчивость в первые фазы роста и развития растений и устойчивость к высокой влажности почвы и воздуха в летний период. Решению этой актуальной проблемы и было посвящено наше исследование.

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в создании высокопродуктивного исходного материала, устойчивого к основным лимитирующим урожай факторам среды, полеганию, болезням. Исходя, из поставленной цели решались следующие задачи:

- выделить из изученной коллекции ВНИИР генетические источники и доноры по различным направлениям селекции;

- определить на ранних этапах селекции реакцию выделившихся генотипов на изменение экологической ситуации;

- выявить у полученных гибридов степень изменчивости и корреляционную сопряженность основных количественных признаков продуктивности и качества зерна;

- изучить во всех питомниках селекционного процесса перспективный селекционный материал яровой мягкой пшеницы и выделить лучшие номера;

- выявить эколого-географические группы, из которых можно отобрать сорта-источники и доноры по хозяйственно ценным признакам.

Основные положения, выносимые на защиту:

Америки, страны Африки и Австралия) с выделением из них сортов-источников и доноров с высокой продуктивностью, устойчивостью к болезням и другими хозяйственно-биологическими признаками.

2. Гибридологические и селекционно-генетические показатели в гибридных популяциях пшеницы.

3. Возможность получения высокопродуктивных, устойчивых к болезням гибридов, при гибридизации с использованием в качестве материнских форм местных районированных сортов - Приморская 21, Приморская 39 и Приморская 40.

Научная новизна исследований. Из изученной коллекции выделены источники и доноры хозяйственно-биологических признаков с участием которых получены гибриды, обладающие устойчивостью к лимитирующим факторам среды.

Впервые в зоне Приморского края в изученной коллекции яровой мягкой пшеницы установлены корреляционные связи основных компонентов структуры урожая растений; выделены ведущие признаки, определяющие продуктивность; определена степень их фенотшшческой изменчивости; выявлены трансгрессии количественных признаков у гибридов F3.

Практическая ценность работы. В процессе реализации основных положений диссертационной работы выделены генетические источники и доноры, обладающие хозяйственно ценными признаками, созданы новые линии, сорта, которые находятся в изучении в селекционном, контрольном питомниках, конкурсном и производственном сортоиспытаниях.

Сорт яровой мягкой пшеницы Приморская 50, созданный методом гибридизации Приморская 39 х Приобская (донор высокой продуктивности, продуктивной кустистости, дайны колоса, количества колосков) в 2010 году передан на испытание в ГСИ.

Апробация работы. Материалы исследований доложены на межвузовской конференции «Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока» (г. Уссурийск, 2005,2006 гг.), конкурс - конференции молодых ученых ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии (п. Тимирязевский, 2006, 2007, 2009, 2010 гг.), заседании Ученого Совета ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии (п. Тимирязевский, 2007 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 2 в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений селекционной практике и производству, библиографического списка из 243 источников отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 163 страницах компьютерного текста, содержит 43 таблицы, 12 рисунков и 9 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе приведен обзор литературы по влиянию факторов среды на формирование элементов продуктивности яровой пшеницы, показана роль сорта в повышении потенциала продуктивности и качества зерна пшеницы, дана краткая бо-танико-биологическая характеристика культуры, указана роль доноров, источни-

ков хозяйственно-биологических признаков в создании сорта. Сделан обзор работ ведущих ученых в этой области: К.А. Фляксбергер, Н.И.Вавилов. П.П. Лукьянен-ко, В.Е. Писарев, А.И. Носатовский и др.

2 МАТЕРИАЛ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Агроклиматическая характеристика Приморского края

Работа выполнена на экспериментальной базе ГНУ Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии, расположенной в 120 км от краевого центра г. Владивостока на Раздольно-Ханкайской равнине, где размещены основные сельскохозяйственные земли.

Метеорологические условия в годы проведения исследований были достаточно разнообразны для роста, развития растений пшеницы, оценки сортов различного эколого-географического происхождения.

Значение гидротермического коэффициента за годы исследований колебалось от 1,0 - в 2001 году (при его минимальном значении) до 2,6 при максимальном значении в 2008 году. Выявлено, что из 14 лет наблюдений высокая урожайность отмечалась в годы, когда значение ГТК находилось в пределах от 1,7 - 2,6. Однако при этом необходимо отметить, что характер выпадения осадков влияет на урожайность - при обильных осадках в короткий срок (2009 г.) или при равномерном (2002 г.) по фазам развития.

2.2 Условия, объект и методика выполнения экспериментальной работы

Возделывание яровой пшеницы в опытах проводилось в соответствии с разработанной Приморским НИИСХ технологией (1990).

Экспериментальные исследования по данной диссертации проводились в 1997-2010 годы, в том числе в 1997-2001 гг. - изучение коллекции, выделение источников хозяйственно-биологических признаков, 2001-2010 гг. - исследования по определению их донорских свойств, гибридизация, изучение полученного исходного материала по схеме селекционного процесса.

Всего за 1997-2010 гг. в коллекционном питомнике яровой мягкой пшеницы было изучено 1459 сортов, в том числе за 1997-2001гг. - 431 по наибольшему числу признаков, которые использовались для создания нового исходного материала, представленного в данной диссертации.

По происхождению изученный 431 образец был подразделен на эколого-географические группы: страны Западной Европы, Россия, в том числе Дальний Восток, страны СНГ (без России), страны Азии, страны Америки, страны Африки, Австралии, которые в свою очередь были разбиты по группам спелости.

В качестве стандартов при изучении коллекции и донорских способностей родительских форм взяты районированные по краю сорта яровой мягкой пшеницы - Приморская 21, Приморская 39 и Приморская 40.

Скрещивание было проведено по 33 комбинациям, в качестве отцовских сортов-источников были взяты - Прохоровка, ST-78-81, Приобская и Казахстанская 10, Зарянка, Приокская, Пиротрикс 28, IAC 16 - Jurua, Saxana, Ирень, Миль-турум 2419.

Гибридные растения первого и последующих поколений выращивались по блочной системе «родители-потомки». Отобранные растения с константными признаками изучались в селекционном, контрольном питомниках, конкурсном и производственном сортоиспытании. Площадь делянки соответственно 1,8; 10; 20; 200 м2, количество повторностей в зависимости от испытаний - от 1 до 8. Объем выборки в Fi-F3 составил не менее 50 растений по каждой комбинации, в последующих поколениях применялся 20-30% отбор. Растения гибридов и родительских форм в лабораторных условиях анализировали по восьми количественным признакам.

В агрохимической лаборатории Приморского НИИСХ определяли биохимические показатели семян. Фитопатологическую оценку селекционного материала проводили по методикам Государственного сортоиспытания (1971), ВИР (1999), А.Е. Чумаковой (1971).

На основании гибридологического и структурного анализов по каждой комбинации в FjGbLriH определены фенотипическое доминирование по методу Гриф-финга и М.Г. Мику (1970), величина гетерозиса по формуле в изложении Л.С. Зе-ншцевой (1968).

В третьем поколении определяли степень и частоту трансгрессий изучаемых признаков по методике Г.С. Воскресенской и В.И. Шпота (1967) и наследуемость признаков методом дисперсионного анализа по П.Ф. Рокицкому (1974). Статистическую обработку данных проводили по методике Б.А. Доспехова (1979).

3 АГРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ МИРОВОЙ КОЛЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

3.1 Период вегетации

При делении изучаемых образцов на 3 группы спелости оказалось, что в условиях края основное их количество было отнесено в скороспелую (145) и среднеспелую (269) группы спелости и только 17 имели более продолжительный период вегетации и были отнесены в позднеспелую группу: Вера (Курганская обл.), а все остальные из стран Америки: Gavilan, La Molina 82 (Перу), Ciko-INIA, Lillen-INIA (Чили) и т.д. (таблица 1).

Таблица 1 - Структура коллекции по группам спелости образцов яровой мягкой пшеницы разных эколого-географических групп (1997-2001 гг.)_

Эколого-географическая группа Образцов, №. Количество образцов по группам спелости

скороспелая (76-83) среднеспелая (84-90) позднеспелая (91-94)

Страны Западной Европы 56 10 46 -

Россия, в т.ч. Дальний Восток 143 50 92 1

23 15 8 -

Страны СНГ (без России) 9 4 5 -

Страны Азии 78 48 30 -

Страны Америки 119 27 76 16

Страны Африки 7 4 3 -

Австралия 19 2 17 -

Приморская 21 Приморская 39 - - I -

- - 1 -

Итого: 431 145 269 17

3.2 Высота растений и устойчивость к полеганию

Использование в селекции коэффициента вариации позволяет провести сравнительную характеристику по степени изменчивости различных хозяйственно ценных признаков по каждой эколого-географической группе. При этом варьирование считается слабым, если не превосходит 10%, средним, когда коэффициент вариации составляет 11-25% и значительным выше 25%.

Причем, низкие коэффициенты вариации в группе по происхождению свидетельствуют о том, что все изучаемые образцы не имеют отклонений в максимальную или минимальную сторону величины признака, т.е. не представляют интерес как родительские формы. Со средним можно выделить образцы с ценными признаками, однако группа с высоким значением коэффициента вариации свыше 25% представляет больший интерес так как, величина признака в них значительно выше, чем у стандарта. Здесь можно отобрать образцы как с максимальным значением признака (продуктивная кустистость и т.д.) так и с минимальным (высота растения, период вегетации, длина колоса и т.д.).

3.3 Количественные признаки продуктивности растения

По результатам изучения коллекции по каждой эколого-географической группе были определены коэффициенты вариации по признакам, вносящие основной вклад в продуктивность растений - продуктивная кустистость, число зерен в колосе, масса 1000 зерен, продуктивность растения, а также косвенный - длина колоса, количество колосков, общая кустистость, масса зерна с главного колоса, высота растения, период вегетации и устойчивость к полеганию.

Анализ признаков по эколого-географическим группам с использованием коэффициента вариации свидетельствует о том, что его величина в основном не превышает 20% уровень, так признак — длина колоса по группам имел минимальное значение - 7,4% среди образцов из стран Африки, а максимальное - 20,0% -стран Азии; количество колосков соответственно - 6,5% - стран СНГ (без России), 15,3% - стран Азии; масса 1000 зерен - 14,5% - стран Африки, 20,9% - Австралии и т.д. (таблица 2).

Высокое значение коэффициента вариации (более 25%) было в эколого-географических группах - из стран Западной Европы по продуктивной кустистости (40,0%), массе зерна с главного колоса (69,9%) и с одного растения (29,9%); из России, по массе зерна с главного колоса (53,2%) и с одного растения (32,8%); в т.ч. Дальнего Востока по продуктивной кустистости (36,7%) и т.д.

Установлено, что количество образцов, у которых величина признака значительно превосходит стандарт, больше в группе, где коэффициенты вариации выше 25%.

В таблице 3 даны описания сортов-источников, выделенных из таких групп по различным признакам. Проведенные исследования позволяют сделать заключение, что поиск образцов с хозяйственно-биологическими признаками в условиях Приморского края следует проводить, прежде всего, в эколого-географических группах с высоким коэффициентом варьирования. По признакам, вносящим основной вклад в продуктивность растений: продуктивная кустистость, число зерен в колосе, масса 1000 зерен, продуктивность растения, представляют интерес эко-лого-географические группы-страны Западной Европы, Россия, Австралия.

■в-•о

> а

о •3

й в а

■а

ё а о а

о 8 5

1=1 N § 3>

^ О

а о ® §

»§

я чз

Н &

о\ ы

Б Я е» ю I

* ®

К р л тз

й-<31

я о й о

о о

Длина колоса

о о Я

я §

X о и м

КС

1Л

Количество колосков

■е-

"»о

— К)

ОС

Количество зерен в колосе

"ю

3° У*

00 "чо

Масса 1000 зерен

я я

я я о

-4 •- 1

чо С1

чэ Я

О -5

■ о я Л

— о

н 2

Количество зерен в колоске

N1 О

Ч И

Высота растений

,о X

Ы ЧО

чо

общая

оч ос '-л

продуктивная

о4-

я •а я

со

я € о со

¡4

я я я о

о о\ •о

8 в о

(Я м "13

о »

о ж

м -1 я о

КС

и» о» о

с главного колоса

N3 и!

с одного растения

ОО

всходы- колошение

^ 1л

Чл о

колошение-восковая спелость

Чл

(О —

— чо

Устойчивость к полеганию

Таблица 3 - Сорта-источники хозяйственно-биологических признаков, выделенных из эколого-географических групп со значением коэффициента вариабельности более 25% (1997-2011 гг.)____

Эколого-географическая группа Сорт (происхождение) Вариабельность признака в группе, % Размах признака в группе Значение признака у сорта-источника

Количество зерен в колосе

Приморская 39 (стандарт) - - 30

Австралия Tatiara (Австралия) 30,8 10,7-52,8 52,8

Количество зерен в колоске, шт.

Приморская 39 (стандарт) - - 2,2

Австралия Goroke (Австралия) 64,4 0,6-3,3 3,3

Кустистость общая, шт.

Приморская 39 (стандарт) - - 3,7

Страны Азии Rasang Lahmu (Непал) 27,0 1,7-6,1 6,1

Австралия Yalta (Австралия) 31,0 1,9-5,1 5,1

Кустистость продуктивная, шт.

Приморская 39 (стандарт) - - 2,9

Дальний Восток Амурская голоколосая (Амурская обл.) 36,7 1,8-4,6 4,6

Страны Азии Rasuwa Local (Непал) 27,3 1,3-5,1 5,1

Страны Америки Bliss (Канада) 26,9 1,1-4,7 4,7

Масса черна с главного колоса, г

Приморская 39(стандарт) - - 1,4

Россия Лютесценс 937 (Республика Бурятия) 53,2 0,4-4,0 4,0

Страны Америки Kota (США) 29,9 0,4-2,2 2,2

Масса зерна с одного растения, г

Приморская 39 (стандарт) - j - 2,3

Россия Тулинка (Новосибирская обл.) 32,8 0,8-6,3 6,3

-//- Вера (Курганская обл.) -II- -II- 4,5

Дальний Восток Эритроспермум 2078 (Хабаровский край) 29,7 1,3-4,8 4,8

Страны Азии Tanit 80 (Тунис) 40,7 0,6-4,5 4,5

Страны Америки Rink (США) 35,4 1,1-5,3 5,3

-II- Milton (Канада) -II- -II- 4,3

Австралия Tatiara (Австралия) 51,1 0,5-3,7 3,7

3.4 Устойчивость к грибным болезням

Резко выраженный муссонный климат Приморья с влажным и теплым летом благоприятен для развития многих грибных болезней на всех культурах.

Однако наибольший вред яровой пшенице наносит стеблевая ржавчина и фузариоз колоса. Учитывая их широкое распространение и высокую вредоносность для пшеницы, была проведена оценка коллекционных образцов на устойчивость к данным заболеваниям.

0,9

Рисунок - Корреляция продуктивности растений с основными признаками продуктивности у некоторых сортов яровой мягкой пшеницы различных эколого-географических групп (1997 - 2001 гг.)

Rink SIWEDN2S4 Lumle local MLKS 11 WON(LRA)35 Лютесценс Зоя Приморская Приморская

937 21 39

ч длина колоса ■ число колосков в колосе ^ число зерен в колосе

sa масса 1000 зерен з продуктивность главного колоса

Cucurova 86 Вера Приокскэя

= продуктивная кустистость ж число зерен в колоске

У каждого сорта общая продуктивность строго индивидуальна: у 75% сортов она зависит от продуктивной кустистости и числа зерен в колосе, у 58% от числа колосков в колосе, у 42% от продуктивности главного колоса, у 33% от длины колоса и у 25% от массы 1000 зерен и числа зерен в колоске. Продуктивность отдельных сортов определялась несколькими элементами: Вера (Россия) - продуктивной кустистостью, длиной колоса, числом колосков и зерен в колосе; Cucurova 86 (Турция) — продуктивной кустистостью, числом колосков и зерен в колосе и т.д. (рисунок).

4 СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ У ГИБРИДОВ РАЗЛИЧНЫХ КОМБИНАЦИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

4.1 Степень доминирования хозяйственно-биологических признаков

и величина гетерозиса у гибридов Fi Фенотипическое доминирование и гетерозис по восьми признакам, определяющим продуктивность, наблюдали на гибридах 33 комбинаций скрещивания. Все выделенные нами источники, использованные в гибридизации, имеют до шести хозяйственно-биологических признаков, величина которых достоверно превышает материнские формы - Приморская 21, Приморская 39 и Приморская 40. Всего в качестве отцовских форм было взято 11 сортов: Прохоровка, ST 78-81, Приобская, Казахстанская 10, Зарянка, Приокская, Пиротрикс 28, IAC 16-Jurua, Saxana, Ирень, Мильтурум 2419.

Исследования комбинаций по степени доминирования и величине гетерозиса показали, что наиболее высокие их показатели по всем изучаемым признакам проявились с отцовскими формами: Прохоровка, Приобская и Ирень (таблица 4).

Таблица 4 - Наибольшая величина степени фенотипического доминирования и гетерозиса у гибридов Fi в комбинациях с отцовскими формами различного проис-

хождения

Комбинация Продуктивная кустистость, шт. Длина колоса, см Количество колосков, шт. Количество зерен в колосе, шт. Продуктивность растения, г Продуктивность колоса,г Масса 1000 зерен, г Высота растения, см

Приморская 21 * Прохоровка 41 51,6 M 61,5 50,4 22 49,5 31 49,5 0,5 17,6 м 17,6 3,2

Приморская 39 х Прохоровка 0^4 56,7 2А 49,8 ÚA 43,4 2Л. 49,5 ¿0 51,4 -24,2 -1.0 -14,2 -1.3 -4,2

Приморская 40 х Прохоровка М 74,0 10.0 68,0 6,0 60,4 4J. 59,4 йЛ. 75,0 -0.4 -17,5 17,9 ш 2Л

Приморская 21 х Приобская 41 41,3 LZ 3,3 м 58,4 -4.4 -6,3 М 65,4 М 11,9 L2 7,2 -1.8 -6,5

Приморская 39 х Приобская 2Л 52,7 12.3 13,2 2Á 51,4 -1.1 10,2 2А 51,4 Щ) -2,9 -1.8 -4,2 м 9,3

Приморская 40 х Приобская 11.1 49,5 -12.4 -8,9 2Á 51,9 -1.5 -6,3 2J) 49,5 И 20,2 7,2 &5 4,3

Приморская 21 х Ирень М 4,5 6Л 51,5 15 39,5 ТА 51,6 3¿ 6,6 L1 7,7 -3.9 -10,2 &! 49,5

Приморская 39 * Ирень 0JL 7,5 4Л. 49,5 5А 49,5 м 50,6 И 6,9 7,9 0,7 м 51,4

Приморская 40 х Ирень Q¿ 1,2 2А 51,6 Ь5 52,6 4J. 68,9 3J2 4,9 -1.1 -9,6 o¿ 51,4 QJ. 65,6

Примечание - В числителе - степень фенотипического доминирования, в знаменателе - величина гетерозиса, %.

Анализ гибридных популяций Р2 показал, что здесь идет широкий формообразовательный процесс. Сильная изменчивость наблюдалась по всем изучаемым признакам (таблица 5).

Таблица 5 - Пределы изменчивости признаков в популяциях Р2 с материнским сортом Приморская 40 (2002,2004 гг.) ____

И Количество, шт. Продуктивность, г о Высота растений, см

Гибридная популяция СО S Н В ° ll Длина колоса, с( колосков зерен в колоске зерен в колосе колоса растения Масса J ОС зерен, г

2002 г.

Приморская 40 (стандарт) 2,8 10,0 16,0 2Д 30,0 1,5 2,6 33,8 98,5

Приморская 40 * Прохоровка 2,5-3,5 10,5-11,4 18-24 1,9-2,5 40-50 1,0-2,0 2,1-3,8 30-35 72-86

Приморская 40 * ЭТ 78-81 3,5-4,2 9,0-10,0 17-21 1,4-2,2 40,-55 1,4-2,2 2,7-4,8 30-36 75-85

Приморская 40 х Приобская 3,2-4,5 11,2-12,0 19-22 1,4-2,4 38-45 1,4-2,4 3,2-3,6 38-42 90-105

Приморская 40 х Казахстанская 10 2,8-3,5 13,0-15,5 20-25 0,9-1,9 40-49 0,9-1,9 3,0-3,7 24-32 80-95

2004 г.

Приморская 40 х Приокская 4,2-4,5 8,9-12,1 15-21 1,9-2,0 23-51 1,5-2,1 2,4-4,8 29-35 88-107

Приморская 40 х Пиротрикс 28 2,7-3,6 7,8-10,5 15-21 1,6-2,0 14-36 0,6-1,8 1,7-2,4 34-45 104-123

Приморская 40 х IAC 16-Junia 3,2-3,6 7,6-10,0 13-17 1,4-1,8 22-32 0,9-1,6 1,1-2,2 28-35 96-109

Приморская 40 х Saxana 2,4-2,8 7,0-9,4 15-19 1,6-2,0 24-38 1,1-1,7 2,2-3,4 32-42 80-98

Приморская 40 х Ирень 4,0-4,2 7,0-10,5 11-15 1,6-2,2 18-30 0,7-1,3 1,8-2,9 24-32 85-99

Приморская 40 х Мильтурум 2414 2,7-3,1 7,4-9,7 17-19 1,4-1,9 24-38 0,8-1,6 1,4-2,9 25-33 92-103

Приморская 40 х Зарянка 2,8-3,5 9,9-10,6 17-20 1,3-1,9 30-35 1,2-1,8 1,3-2,8 40-45 85-95

4.2 Трансгрессии признаков у гибридов Е3

Использование выделенных сортов-доноров в трансгрессивной селекции, которая основана на отборе лучших растений среди гибридных популяций, позволяет с меньшими издержками и при меньшем объеме селекционного материала создавать высокопродуктивные комбинации.

Из полученных числовых значений степени и частоты полученных трансгрессий у взятых для анализа 33 комбинаций по восьми признакам у гибридов Р3 следует, что положительные трансгрессии выявлены по всем комбинациям, однако стабильно высокие и со всеми материнскими формами по большинству признаков отмечены только в комбинациях с отцовскими сортами: Прохоровка, Ирень, Приобская, 8Т 78-81, Пиротрикс 28 и Зарянка (таблица 6).

Таблица 6 - Трансгрессии количественных признаков у гибридов Из комбинаций с максимальным проявлением признаков, 2003 г.__

Признак Приморская 21 х Прохоровка Приморская 39 х Прохоровка Приморская 40 х Прохоровка

Тс Тч Тс Тч Тс Тч

Продуктивная кустистость, шт. 18,6 42,5 34,7 90,0 0,7 52,7

Длина колоса, см 34,5 72,0 24,9 65,0 49,5 51,0

Количество колосков, шт. 45,0 61,4 60,7 51,4 25,0 49,5

Количество зерен в колосе, шт. 73,4 55,6 33,7 61,0 37,5 59,6

Продуктивность растения, г 44,3 42,5 49,5 65,0 34,3 50,0

Продуктивность колоса, г 39,3 11,8 12,9 25,0 14,5 11,7

Масса 1000 зерен, г 21,6 34,4 3,4 17,4 9,5 41,4

Высота растения, см -7,0 -8,0 13,8 7,5 оа 42,0

Примечание - Тс - степень трансгрессии, Тч - частота трансгрессии

Оценка и отбор комплексных доноров для создания новых сортов яровой мягкой пшеницы

В качестве доноров на увеличение хозяйственно ценных признаков для включения в селекционные программы предлагаются сорта, подтвердившие донорские свойства по пяти признакам - Прохоровка; по четырем — Приобская, Ирень; по трем - Пиротрикс 28, БТ 78-81, 1АС 16- 1игиа, Зарянка; по двум -Бахала, Казахстанская 10 и по одному - Приокская, Мильтурум 2419 (таблица 7).

Таблица 7 - Донорские свойства сортов-источников яровой мягкой пшеницы

Признак Прохоровка БТ 78-81 | Приобская Казахстанская 10 Приокская Пиротрикс 28 1АС 16-.Гигаа еЗ § я И Ирень 1 Мильтурум 2419 Зарянка

Продуктивная кустистость, шт. + + + + + + + + +

Длина колоса, см + + + +

Количество колосков, шт. + + + +

Количество зёрен в колосе, шт. + + + + +

Продуктивность растения, г + + + + +

Продуктивность колоса, г

Масса 1000 зёрен, г + +

Высота растения, см + +

4.3 Наследуемость признаков в гибридных популяциях Р4

Доля генетически обусловленной изменчивости организмов характеризуется коэффициентом наследуемости и, по мнению многих исследователей, дает возможность проводить более рациональный отбор и прогнозировать его эффективность. Величина данного показателя нами определялась в по всем комбинациям. Исследования показали, что коэффициенты наследуемости характеризуются в основном низким значением с колебаниями от 0,06 до 0,33. Однако отдельные комбинации имели более высокую его величину - от 0,52 до 0,78.

Так, в комбинациях с использованием в качестве отцовского сорта Прохо-ровка н Ирень со всеми материнскими сортами (Приморская 21, Приморская 39 и Приморская 40) величина коэффициента наследуемости длины колоса имела среднее (от 0,33 до 0,66) и высокое (от 0,66 до 1,00) значение, что составило соответственно с Прохоровкой - 0,64; 0,60; 0,66; с Ирень - 0,77;0,78; 0,76; с Зарянкой по признаку продуктивность растений - 0,73;0,75 и 0,76, что можно объяснить возрастанием количества гомозиготных константных форм в гибридном материале, увеличением доли генотипической изменчивости в общей фенотипической.

Результаты изучения наследуемости количественных признаков в гибридных популяциях Р4, полученных при скрещивании с источниками хозяйственно-биологических признаков, позволяют сделать вывод, что наибольшее генетическое разнообразие характерно для гибридов с более высокими показателями наследуемости, гетерозиса, степени и частоты трансгрессий.

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫДЕЛЕННЫХ

СОРТОВ-ИСТОЧНИКОВ И ДОНОРОВ, СЕЛЕКЦИОННО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ В СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

В результате гибридизации выделенных сортов-источников и доноров хозяйственно ценных признаков с местными материнскими сортами создан селекционный материал, который изучается на разных этапах селекционного процесса. В конкурсном сортоиспытании в 2005-2010 гг. изучалось 124 новых сорта яровой мягкой пшеницы в родословную которых входят: Карабалыкская, Пиротрикс 28, Златая, Омская 18, Приокская, Туба, Ирень, ЫоЬсока Ьоги, Хара кара, Бахала, БТ 78-81,1АС16-1игиа и другие ценные и известные сорта, отобранные в условиях Приморского края.

Сорт Приморская 50, находящийся в Государственном сортоиспытании выведен с использованием выделенного в процессе изучения донора Приобская (таблицы 8,9).

Таблица 8 - Характеристика сорта яровой мягкой пшеницы Приморская 50 по основным технологическим качествам

Сорт Стскловидность, % 1 Выход муки, % Клейковина, % Белок, % Лизин в белке, % Группа качества ИДК Упругость теста, Р, мм Отношение упругости к растяжению, Р/Ь Пористость, балл Объем хлеба, мл. Общая хлебопекарная оценка, балл

Приморская 40 (стандарт) 59,3 33,3 29,3 15,2 1,4 I 72,5 39,6 0,4 3,5 540 3,8

Приморская 50 74,2 44,9 33,0 15,3 1,4 I 76,0 48,4 0,7 3,5 600 4,1

Таблица 9 - Характеристика выделившихся сортов яровой мягкой пшеницы в конкурсном сортоиспытании по основным хозяйственно ценным признакам (среднее за 2008-2010 гг.)_

Приморская 39 о ■ч- о ■о г-- ОО

Признак к о а. о S я а. С S -j а. о 2 я а. С й и о П. О S К а, С S и о о. о я S о. С 5 ■л о а. о % s р. С

Урожайность, т/га 4,0 3,7 4,5 4,6 4,3 4Д

Отклонение от стандарта Приморская 39 - 0,3 0,5 0,6 0,3 0,2

(±т/га) Приморская 40 -0,3 - 0,8 0,9 0,6 0,5

Период вегетации, суток 93 93 91 90 90 92

Масса 1000 зерен, г 36,6 37,7 35,0 41,6 36,9 32,0

Стекловидность, % 54,5 59,3 52,0 74,2 69,4 77,5

Устойчивость к полеганию, балл 5 4 4 5 5 4

Устойчивость к осыпанию балл 5 4 5 5 5 5

Продуктивная кустистость, шт. 2,4 2,3 2,3 2,6 2,0 2,4

Длина колоса, см 7,9 8,0 8,7 8,6 9,1 8,7

Количество зерен в колосе, шт. 27,8 25,4 28,4 28,7 26,6 28,4

Фузариоз колоса, % R 10,0 20,0 12,0 10,0 10,0 10,0

Rd 8,0 15,0 10,0 8,0 8,0 5,0

Септориоз листьев, % R 30,0 20,0 30,0 10,0 30,0 30,0

Rd 18,0 8,0 25,0 4,0 15,0 18,0

Темно-бурая R 20,0 20,0 30,0 20,0 20,0 20,0

пятнистость, % Rd 0,5 1,0 1,0 1,0 0,1 1,0

ЭМИС, % 8,5 9,0 20,0 4,0 6,0 4,0

Примечание - R - распространенность заболевания, Rd - развитие заболевания,

ЭМИС - энзимо-микозное истощение семян.

По данным многолетних учетов по устойчивости к комплексу заболеваний (ЭМИС, фузариоз колоса) выделились сорта Приморская 50 и Приморская 118 (табл. 9).

ВЫВОДЫ

1. В каждой эколого-географической группе выделены сорта-источники, хозяйственно-биологических признаков, а максимальное их количество было в группах с наибольшим значением коэффициентов вариабельности: по количеству зерен с главного колоса - России (53,2%); общей кустистости, количеству зерен, массе 1000 зерен и продуктивности с одного растения - Австралии (соответственно - 31,0%; 30,8% и 51,1%); продуктивной кустистости и продуктивности главного колоса - страны Западной Европы (40,4% и 69,9%).

2. Отобраны и используются в гибридизации сорта-источники, с наибольшим значением признака: количество зерен в колосе (Tatiara из Австралии, Hybrid LO-7 х AD-11 F4 из Мексики); общая кустистость (Pasang Lahmu из Непала, Тоб-бари из Мексики) и продуктивная кустистость (Rasuwa Lokal из Непала); масса зерна с главного колоса (Лютесценс 937 из Республики Бурятия); масса зерна с одного растения (Тулинка из Новосибирской обл., Rink из США).

3. Для селекционного процесса отобраны и используются в гибридизации сорта-источники, сочетающие высокое значение нескольких признаков: длинный плотный колос, большое количество колосков в колосе и высокую продуктивность

- S1WEDN 254 (Израиль) и Вера (Курганская обл.); низкорослость, повышенное количество зерен и колосков в колосе, высокая кустистость - Mira (Португалия); повышенная кустистость и высокая продуктивность - Arika (Югославия), Дуэт (Челябинская обл.), Pasang Lahmu (Непал), Тоббари 66 (Мексика); наибольшее количество зерен и колосков в колосе и высокая продуктивность - Baldus (Нидерланды), Tatiara (Австралия), Туба (Красноярский край); высокая масса 1000 зерен с высокой продуктивностью - LARTS 47 (Таиланд), NL 410 (Непал).

4. Для селекционной цели интерес представляют сорта, продуктивность которых определяется несколькими элементами продуктивности: Вера (Курганская обл.) - продуктивной кустистостью, числом колосков и зерен в колосе; Tatiara (Австралия) - количеством зерен в колосе, массой 1000 зерен; Амурская голоко-лоска (Амурская обл.) — общей и продуктивной кустистостью и т.д.

5. Сверхдоминирование, высокие показатели доминирования и величины гетерозиса признаков у гибридов наблюдались с отцовскими сортами: по продуктивной кустистости: Прохоровка, ST 78-81, Казахстанская 10, Приобская, Пирот-рикс 28, IAC 16 - Jurua, Мильтурум 2419, Зарянка; по длине колоса - Прохоровка, Пиротрикс 28, Ирень, Приобская, Казахстанская 10; по количеству колосков -Прохоровка, ST 78-81, IAC 16 - Jurua, Saxana, Ирень; по количеству зерен в колосе

- Прохоровка, ST 78-81, Приобская, IAC 16 - Jurua, Saxana, Ирень; по продуктивности растения - Прохоровка, ST 78-81, Приобская, LAC 16 - Jurua; по массе 1000 зерен - Пиротрикс 28, Зарянка и по высоте - Ирень и Пиротрикс 28.

По остальным признакам наследование проходило по типу сверхдоминирования, неполного и промежуточного, доминирования высокого значения признака и отрицательного доминирования.

6. Установлено, что положительные трансгрессии по степени и частоте их проявления выявлены почти по всем комбинациям, но стабильно высокие по большинству признаков отмечены только в комбинациях с отцовскими сортами Прохоровка, Приобская и Ирень. С другими отцовскими формами трансгрессии были выявлены по одному-трем признакам из восьми.

7. Четкой закономерности наличия зависимости показателей гетерозиса в Fj с трансгрессиями и наследуемостью в F4 при использовании в гибридизации сортов-источников по группам происхождения не выявлено. Однако наибольшее их количество - шесть из одиннадцати, подтвердившие свои донорские свойства по отдельным признакам, были происхождением из России - Зарянка, Прохоровка, Приокская, Приобская, Ирень, Мильтурум 2419.

8. По степени и частоте трансгрессии у гибридов различных комбинаций, подтвердили свои донорские свойства следующие отцовские сорта-источники: по пяти признакам - Прохоровка; по четырем — Приобская, Ирень; по трем -ST 78-81, Пиротрикс 28, IAC 16 - Jurua, Зарянка; по двум - Казахстанская 10, Saxana и по одному - Приокская, Мильтурум 2419.

9. Наибольшее генетическое разнообразие характерно для гибридов с более высокими показателями наследуемости, гетерозиса, степени и частоты трансгрессий.

10. С участием выделенного нами донора высокой продуктивности растений, продуктивной кустистости, длины колоса и количества колосков -Приобская, был выведен сорт яровой мягкой пшеницы Приморская 50, превысивший по урожайности стандарт Приморская 40 за три года изучения в конкурсном сортоиспытании на 0,9 т/га и в 2010 году передан на испытание в ГСИ.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

1. В селекционной работе с яровой мягкой пшеницей следует использовать выделенные источники с хозяйственно-биологическими признаками и сорта-доноры, подтвердившие свои донорские свойства: Прохоровка, Приобская, Ирень, ST 78-81, Пиротрикс 28, IAC 16 - Jurua и Зарянка.

2. По хозяйственно ценным признакам для селекционной работы с яровой мягкой пшеницей необходимо использовать сорта-источники происхождением Из России и стран Америки.

3. Для широкого производственного испытания рекомендуется новый сорт яровой мягкой пшеницы Приморская 50, полученный методом гибридизации Приморская 39 х Приобская.

Публикации

1. Моисеенко Л.М. Оценка сортов яровой мягкой пшеницы селекции При-мНИИСХ на мукомольно - хлебопекарные качества / Л.М. Моисеенко, А.Г. Клыков, И.В. Белоусова (Коновалова), Р.В. Тимошинов// Генетические ресурсы растениеводства Дальнего Востока. - Владивосток: Дальнаука, 2004. - С. 50-55.

2. Белоусова, И.В. (Коновалова) Результаты изучения коллекции яровой мягкой пшеницы в Приморском крае // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока: материалы межвуз. науч. - практич. конф. аспирантов, молодых ученых и специалистов, 1-2 ноября 2005 г. / МСХ РФ, ПГСХА. -Уссурийск, 2006. - Вып. 6. - С. 85-88.

3. Коновалова, И.В. Создание исходного материала для селекции мягкой яровой пшеницы в условиях Приморского края // Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока: материалы межвуз. науч. - практич. конф. аспирантов, молодых ученых и специалистов, 31 октября - 1 ноября 2006 г. / МСХ РФ, ПГСХА [и др.]. - Уссурийск, 2006 . - Вып. 7. - С. 20-24.

4. Коновалова, И.В. Результаты изучения коллекции яровой мягкой пшеницы в Приморском крае // 1нноващшн напрямки науково! д1ятельносп молодих вчених в галуз! рослинництва: зб1рник тез. Ш-ой М1жнародно1 науково1 конференци молодих вчених (20-22 червня 2006 р.) / 1нститут рослинництва iM В.Я. Юр'эва. - Харгав, 2006. - С. 49-50.

5. Моисеенко, Л.М. Некоторые результаты селекционной работы с яровой мягкой пшеницей в Приморском НИИСХ / Л.М. Моисеенко, А.Г. Клыков, И.В. Коновалова // Пути повышения ресурсного потенциала сельскохозяйственного производства Дальнего Востока: к 100 - летию аграрной науки на Дальнем Востоке: сб. науч. тр. / РАСХН, ДВ НМЦ, Приморский НИИСХ. - Владивосток: Дальнаука, 2007. — С. 117-127.

6. Моисеенко, Л.М. Сортовой сортимент яровой мягкой тиенщы на Дальнем Востоке и перспективы его увеличения / Л.М. Моисеенко, А.Г. Клыков, И.В. Коновалова//Аграрная Россия. -2009. -№ 5.- С. 14-16.

7. Моисеенко, Л.М. Результаты использования коллекции в селекционной работе с яровой мягкой пшеницей в Приморском крае /Л.М. Моисеенко, А.Г. Клыков, И.В. Коновалова //Актуальные вопросы развития аграрной науки в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр./ Россельхозакадемия, ДВРНЦ, Приморский НИИСХ. - Владивосток: Дальнаука, 2009. - С. 152-157.

8. История, результаты и основные направления селекции зерновых культур в Приморском крае / А.Г. Клыков, Л.М. Моисеенко, И.В. Коновалова, П.М. Богдан, Г.А. Муругова // Дальневост. аграрный вестник. - Благовещенск, 2010. — Вып. 1(13). - С. 32-35.

9. Коновалова, И.В. Результаты селекционной работы с яровой мягкой пшеницей в Приморском НИИСХ / И.В. Коновалова, Л.М. Моисеенко, А.Г. Клыков, Р.В. Тимошинов, О.Г. Калантаевская // Инновационная деятельность аграрной науки в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр./ Россельхозакадемия, ДВРНЦ, ПримНИИСХ. - Владивосток: Дальнаука, 2011. - С. 102-110.

10. Моисеенко, Л.М. Использование озимых сортов в селекции яровой мягкой пшеницы с целью повышения генетического потенциала продуктивности / Л.М. Моисеенко, А.Г. Клыков, И.В. Коновалова, П.М. Богдан //Достижения науки и техники АПК - 2011. -Ks 12.- С. 28-30.

Подписано в печать 06.04.2012 г. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать ризографная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 49 .

Издательство АГАУ 656049, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98 62-84-26

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Коновалова, Инна Витальевна, п. Тимирязевский

61 12-6/392

российская академия сельскохозяйственных наук Дальневосточный региональный научный центр Государственное научное учреждение Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

На правах рукописи

КОНОВАЛОВА ИННА ВИТАЛЬЕВНА

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ МЯГКОЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук Л.М. Моисеенко

п. Тимирязевский - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

стр

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................................................................4

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................................................8

1.1 Народнохозяйственное значение яровой мягкой пшеницы................8

1.2 История культуры......................................................................................................................9

1.3 Краткая ботанико-биологическая характеристика......................................14

1.4 Проблема доноров в селекции яровой мягкой пшеницы,

подбор родительских сортов для скрещивания......................................................22

2 УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ..........................................................................................................................................28

2.1 Агроклиматическая характеристика Приморского края........................28

2.2 Условия, объект и методика выполнения экспериментальной работы............................................................................................................................................................30

3 АГРОБИОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ МИРОВОЙ КОЛЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ......................................................................................................42

3. 1 Период вегетации............................................................................................................................42

3.2 Высота растений и устойчивость к полеганию..............................................45

3.3 Количественные признаки продуктивности растения..............................50

3.4 Устойчивость к грибным болезням..........................................................................69

4 СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ У ГИБРИДОВ РАЗЛИЧНЫХ КОМБИНАЦИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ....................73

4.1 Степень доминирования хозяйственно - биологических признаков и величина гетерозиса у гибридов ....................................................................75

4.2 Трансгрессии признаков у гибридов в Оценка и отбор комплексных доноров для создания

новых сортов яровой мягкой пшеницы........................................................................82

4.3 Наследуемость признаков в гибридных популяциях Р4........................84

5 РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫДЕЛЕННЫХ СОРТОВ-ИСТОЧНИКОВ И ДОНОРОВ, ХОЗЯЙСТВЕННО-БИОЛОГИЧЕСКИХ

ПРИЗНАКОВ В СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ............................................................................................................................................................93

ВЫВОДЫ..................................................................................................................................................................111

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА И СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ..................................................................................................................113

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..........................................................................................................................114

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................................................................................138

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Увеличение производства зерна - ключевая проблема развития сельского хозяйства. Яровая пшеница - важнейшая продовольственная культура в РФ и в целом мире. Её урожайность, в решающей степени зависит от возделываемых сортов и своевременной замены их более современными генотипами. Как правило, совершенствование сортов идет в направлении возрастания их устойчивости к лимитирующим величину урожая факторам среды.

В Приморском крае таким фактором является дефицит влаги в почве в первой половине вегетации пшеницы и избыток - во второй.

В связи с этим, для условий Приморского края нужны сорта яровой

пшеницы, высокоустойчивые к полеганию и болезням, совмещающие такие

биологические противоречивые свойства: засухоустойчивость в первые фазы

роста и развития растений и устойчивость к высокой влажности почвы и воз-

духа в летний период. Решению этой актуальной проблемы и было посвящено наше исследование.

Цель и задачи исследований. Цель работы заключается в создании высокопродуктивного исходного материала, устойчивого к основным лимитирующим урожай факторам среды, полеганию, болезням. Исходя из поставленной цели, решались следующие задачи:

- выделить из изученной коллекции ВНИИР генетические источники и доноры по различным направлениям селекции;

- определить на ранних этапах селекции реакцию выделившихся генотипов на изменение экологической ситуации;

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Агробиологическое изучение коллекционных образцов мягкой яровой пшеницы различных эколого-географических групп (страны Западной Европы, Россия, в т.ч. Дальний Восток, страны СНГ (без России), страны Азии, страны Америки, страны Африки и Австралия) с выделением из них сортов-источников и доноров с высокой продуктивностью, устойчивостью к болезням и другими хозяйственно-биологическими признаками.

2. Гибридологические и селекционно-генетические показатели в гибридных популяциях пшеницы.

Научная новизна исследований. Из изученной коллекции выделены источники и доноры ценных хозяйственно-биологических признаков, с участием которых получены гибриды, обладающие устойчивостью к лимитирующим факторам среды.

Впервые в зоне Приморского края в изученной коллекции яровой мягкой пшеницы установлены корреляционные связи основных компонентов структуры урожая растений; выделены ведущие признаки, определяющие продуктивность; определена степень их фенотипической изменчивости; выявлены трансгрессии количественных признаков у гибридов Г3.

Практическая ценность работы. В процессе реализации основных положений диссертационной работы выделены генетические источники и доноры, обладающие ценными хозяйственно полезными признаками, созданы новые линии, сорта, которые находятся в изучении в селекционном, контрольном питомниках, конкурсном и производственном сортоиспытаниях.

Сорт яровой мягкой пшеницы Приморская 50, созданный методом гибридизации Приморская 39 х Приобская (донор высокой продуктивности, продуктивной кустистости, длины колоса, количества колосков) в 2010 году передан на испытание в ГСИ.

Апробация работы. Материалы исследований доложены на межвузовской конференции «Молодые ученые - агропромышленному комплексу Дальнего Востока» (г. Уссурийск, 2005,2006 гг.), конкурсе конференции молодых ученых ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии (п. Тимирязевский, 2006, 2007, 2009, 2010 гг.), заседании Ученого Совета ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии (п. Тимирязевский, 2007 г.).

Личный вклад соискателя. Вклад в представленную диссертацию составляют 14-летние экспериментально-теоретические исследования, выполненные лично автором или совместно с другими исполнителями: Моисеенко Л.М., Локтевой О.В. по утвержденной Ученым советом ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии программе и методике.

Автор выражает искреннюю благодарность директору института, академику, доктору с.-х. наук, профессору, заслуженному деятелю науки А.К. Чайка, руководителю - заслуженному работнику с.-х. наук, доктору с.-х. наук Моисе-енко JI.M., доктору с.-х. наук, профессору, заслуженному деятелю науки А.П. Ващенко, доктору с.-х. наук, профессору Моисеенко A.A., кандидатам с.-х. наук Тимошинову Р.В., Клыкову А.Г., Мохань О.В., сотрудникам отдела экономики, зерновых и крупяных культур за помощь в работе, методические консультации и за содействие в подготовке диссертации.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 2 в изданиях рекомендованных ВАК.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Народнохозяйственное значение яровой мягкой пшеницы

Зерновые культуры - важнейшая группа культурных растений, возделываемых в основном для получения зерна. В мировом земледелии зерновые культуры занимают более 740 млн. га, средняя урожайность 2,5 т/га. Значение зерна в обеспечении продовольственной безопасности страны является ключевым. В 2009-2010 гг. внутреннее потребление зерна снизилось на 1,5 млн. т по сравнению с 2008-2009 гг., что связано со снижением производства и более рациональным его использованием. Для удовлетворения потребностей населения в хлебе и хлебопродуктах в России необходимо производить зерна в объеме 77,3 млн. т[ 1,2].

Ведущая культура яровых зерновых хлебов и важнейшая продовольственная культура мира - пшеница. Ею питается около 70% населения земли. Из неё получают легкоусвояемые продукты, пригодные для использования в кулинарных рецептах и отвечающие многочисленным вкусам.

Зерно пшеницы содержит ценные питательные вещества - протеин, минеральные вещества, витамины, ферменты и др. Она является основным ингредиентом большинства видов хлеба, булочек, лепешек, печенья, бисквитов, кексов, лапши, пирогов, макарон, многих полуфабрикатов для завтраков и продуктов для детей.

Промышленное использование зерна пшеницы включает получение крахмала для изготовления клейстера, спирта, масла и клейковины. Зерно и побочные продукты пшеницы являются хорошим кормом для птицы и крупного рогатого скота [2].

Огромное значение зерновых культур определяется тем, что продукты, получаемые из зерна (печеный хлеб, макароны, крупа), являются основой питания человека. Народнохозяйственное значение зерна в огромной степени возрастает в силу таких исключительных качеств зерновых продуктов, как способность в определенных условиях к длительному хранению без существенного

изменения их свойств и пищевой ценности, а также высокая транспортабельность.

Зерно и получаемые из него продукты питания по сравнению с другими пищевыми продуктами являются наиболее дешевыми [3,4,5,6]. Наиболее важное вещество зерна пшеницы - белок. Его содержание может колебаться от 8 до 22% и более [7,8,9,10,11]. Основную массу зерна пшеницы составляют углеводы, которые в основном представлены крахмалом - при колебаниях от 48 до 53% [12,13,14,15]. В зерне пшеницы самое главное - клейковинный белок, который предопределяет технологические свойства зерна и выработанной из нее муки. Клейковина содержит до 98% белка [16].

Солома может быть использована для получения газетной бумаги, картона, упаковочного материала и предметов искусства [17,18].

В соответствии с географическим сосредоточением площадей под пшеницей и ее производством, с одной стороны, и населением, потребляющим пшеницу, с другой стороны, все страны можно объединить в две группы:

1) страны, производящие пшеницу: (Россия, Болгария и Румыния, Северная Америка, Южная Америка, Индия и Австралия);

2) страны, потребляющие пшеницу: (государства Средней и Западной Европы, включая Испанию, государства Скандинавии, Италия, Греция, Иран, Турция, Сирия, Палестина и др.). Сюда же следует отнести и страны, использовавшие, но не производящие пшеницу, как, например, Индокитай, Мадагаскар и др. [19,20,21,22].

Значение зерна в обеспечении продовольственной безопасности страны -является ключевым.

1.2 История культуры

Пшеница встречается во всех странах земного шара. Почти каждая

народность называет пшеницу на своем языке. На русском и славянском языках

пшеница определялась словами: пшеница, пашена, пыро, а иногда даже жито.

Татары, башкиры, калмыки, бурят-монголы называют пшеницу - бугда, пудай и

т.п. Иранцы - гэндум. Тем же словом - гэндум называют в Афганистане и в СНГ таджики. В Грузии - хорбали, в Абхазии - ачаш-куаца, в Сванетии - квецеи, в Северной и Южной Осетии - манду, в Ингушетии - дука, в Армении - цорен. Китайцы называют пшеницу - май, сяо май, а японцы - ко мугги [19].

История пшеницы уходит в глубокую древность. Археологические и другие данные указывают, что в Азии (Китай) и Европе пшеница возделывалась приблизительно за 3 тыс., а в Египте за 10 тыс. лет до н. э., все находки подлинных зерен пшеницы, относящихся ко времени за 5-7 тыс. лет до н. э., подтверждают, что в это время она уже имела признаки культурной пшеницы. Очевидно, прошла не одна тысяча лет, пока пшеница в процессе культуры не приобрела этих признаков и из очагов своего первоначального возделывания распространилась по огромной территории Азии и Европы [13].

Вполне достоверных сведений о происхождении пшеницы нет. Большая часть данных сходится на том, что возделываемая ныне пшеница - однозернянка получена из какого-то дикорастущего злака, произраставшего в засушливых странах Малой Азии. Культурная двузернянка вообще считается предком разных сортов пшеницы, существующих в наше время, поскольку она сильно напоминает дикорастущие виды пшеницы, обнаруженные в горных районах Сибири и Палестины [17]. В этих же районах встречаются и сейчас грубые растения типа пшеницы однозернянки и двузернянки и многие дикорастущие злаки. Поэтому считается, что пшеница, из которой теперь вырабатывается хлебопекарная мука, произошла путем гибридизации от пшеницы типа двузернянки и дикорастущих злаков. Описаны некоторые виды пшениц, менее распространенные по сравнению с обычными хлебными и такими видами, как польская, карликовая и пшеница ёигат [23,24,25] .

Среди ученых нет единого мнения относительно места и времени происхождения пшеницы, так же как и о том, где она была впервые возделана, но одно твердо установлено, что за много веков до появления документальных исторических материалов разные виды пшеницы играли большую роль в питании

населения Средиземноморья. По данным Н.Р. Шохова [26] и Я. ТакаИаБЫ [27], в

течение определенного времени ячмень выращивался в более широких масштабах, чем пшеница, и, по-видимому, считался более пригодным для питания человека. Однако следующее за ним место по объему производства в районах Средиземноморья занимала пшеница, а фактически она играла такую важную роль в земледелии Римской империи, что последняя часто упоминается как «пшеничная» империя.

В настоящее время пока не известны и дикорастущие растения, которые явились бы исходными формами пшеницы.

Со временем она стала рассматриваться, как лучшая хлебная культура, причем в такой степени, что обеспеченность пшеницей в питании населения стала как бы показателем высокой степени цивилизации. Качество пшеницы для производства хлеба все улучшалось, и хлеб в том ином виде стал очень важным продуктом питания в западном мире. По выражению G.P. Boals [28], пшеница приобрела символическое значение, являясь свидетельством экономического благополучия и политической устойчивости.

B.JI. Комаров [29] считает, «что пшеницы происходят от видов рода Ае-gilops путем скрещивания их между собой или даже с видами других близких родов и последующего отбора».

По К.А. Фляксбергеру [30], процесс образования различных видов рода Triticum (пшеницы) представляется таким образом: исходной формой был родовой тип пшеницы, вероятно, близкий к дикой однозернянке, который в результате удвоения числа хромосом преобразовался в дикие полбы. Возможно, что эти два диких вида существовали и параллельно. Дикие полбы дают начало культурным полбам и твердым пшеницам или, по крайней мере, приняли близкое участие в их образовании. От твердых уже получили образование мягкие, возможно, путем каких-то скрещиваний.

К.А. Фляксбергер [3] считал, что пшеницы произошли от родового типа, возникшего пр

Информация о работе

Коновалова, Инна Витальевна
кандидата сельскохозяйственных наук
п. Тимирязевский, 2012
ВАК 06.01.05

Диссертация

Создание исходного материала для селекции мягкой яровой пшеницы в условиях Приморского края - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы