Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание исходного материала для селекции овса на комплексную устойчивость

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Создание исходного материала для селекции овса на комплексную устойчивость"

ргв он

/

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ; ИНСТИТУТ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИИ

, . На правах рукописи

ЕШИБАЕВ Арыстанбек Аширбаевич

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ОВСА НА КОМПЛЕКСНУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ

Специальность: 06.01.11 — Защита растении от вредителей и болезней

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1993

Диссертационная работа выполнена в Северо-Западном научно-исследовательском институте сельского хозяйства.

Научные' руководители: доктор биологических наук, 1 профессор И. Н. Гусева; кандидат биологических наук А. Н. Фролов.

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук, профессор В. И. Кривченко; кандидат биологических наук А. П. Дмитриев.

Ведущее учреждение — Санкт-Петербургский государственный аграрный университет.^

Защита диссертации состоится « /Р » 1993 г. в

■/¿7'-"Часов на заседании Специализированного совета, шифр. Д 020.01.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте защиты растений. Адрес: 189620, Санкт-Петербург—Пушкин-6, шоссе Подбельского, д. 3, В ИЗ Р.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института •защиты растений.

Автореферат разослан « > ЛС**-^ 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат биологических наук

/

Г. А. Наседкина

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ,

Одним из основных резервов повышения урожайности зерновых культур является снижение потерь, наносимых ком-' плексом вредных организмов.

Овес - ценная зернофуражная культура- В общем объеме производства зерновых зфгльчур в мире он занимает четвертое место, а' в Северо - Западном регионе Российской Федерации 40$ посевных'площадей зерновых культур. Наиболее вредоносными из болезней и вредителей овса являются корончатая ржавчина (Puocinta coronata Cdá. ) и овсяная шведская'муха ( Oeclneíla irlt ъ. ). Ежегодно на овсе развиваются различные виды пятнистостей листьев. Экологически чистый и перспективный путь снижения их вредоносности - создание комплексноустойчи-вых сортов. Создание таких сортов сопряжено с отсутствием эффективных источников комплексной устойчивости, перспективного селекционного материала и продолжительной ориентации в селекции главным об. разом на повышение продуктивности, В связи с зтим возникла необходимость создания перспективного исходного материала для селекции овса на комплексную устойчивость.

Ы®5ь_и_задачи_иссл§зований^. Целью настоящей работы явилось создание исходного материала для селекции овса на устойчивость к корончатой ржавчине и шведской мухе. В задачи исследований входило:

1. изучить видовое разнообразие рода Avena на комплексную устойчивость к корончатой ржавчине, шведской мухе и пятнистостям листьев;

2. изучить характер наследования признаков устойчивости к корончатой ржавчине и шведской мухе у источников комплексной устойчивости;

3.сравнить эффективность методов массового и индивидуального отборов на вьщеление комплексноустойчивых гибридных форм;

4. выделить и 'рекомендовать для практической селекции перспективные источники и доноры устойчивости; ■

5. создать методом гибридизации "исходный материал для селекции овса на, комплексную устойчивость.

Впервые получены данные о комплексной ус»' тойчивости коллекционньпрбразцов овса к корончатой ржавчине, гаведсйой мухе и видам пятнистостейг Выделены перспективные источники и доноры комплексной устойчивости. Изучены особенности наследования признаков устойчивости к основным объектам исследования.

Показана роль температурно - светового режима в цикле развития новой болезни овса - миротециоза-.

Пцактичес1шя_иенность_£аботы:_ Оценено на комплексную' устойчивость 180 коллекционных сортообраэцов овса. Ввделены эффективные источники и доноры устойчивости. Получено 134 устойчивых к корончатой ржавчине, 15.к шведской мухе и 2 комплексноустойчивыв гибридные линии, которые используются в селекции в СЗНИИСХ.

Результаты исследований были доложены на научной конференции профессорско - преподавательского состава и аспирантов Санкт - Петербургского Аграрного университета ( 1988 ), зональном семинаре молодых ученых "Почвенно-агрохимические аспекты управления продуктивностью агроценоза" (Белогорка,1990 ) и Всесоюзной научно-технической конференции "Проблемы селекции зерновых культур на устойчивость к болезням и неблагоприятным условиям среды" ( Саратов, 1990 ).

Положения ^ьиосимые_на_эащт^_

1. выявление источников устойчивости овса к наиболее вредоносным болезням и вредителям на культуре, к которым целесообразно выведение устойчивых сортов; к корончатой ржавчине, шведской мухе и пятнистым заболеваниям и доказательства сочетаемости признака устойчивости к разным патогенам;

2. определение характера наследования признака устойчивости к шведской мухе в гибридных потомствах, имеющего полигенную природу, где обнаруживается преобладание рецессивных эффектов генов и в отдельных случаях - соответствие аддитивно-доминантной модели, а также материнского аффекта; • ■

3. создание перспективного исходного материала путем гибридизации с источниками комплексной устойчивости и вывод об эффективности индивидуального отбора в селекции овса на комплексную устойчивость.

г _ '

По материалам диссертации опубликовано семь научных работ,

Ст£щ<т^£а_и_объем^>иссе]этащш_. Диссертационная работа изложена на 165 страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти. , глав, вьводов, практических рекомендации и списка цитируемой литературы, включающего 227 наименований, в, том-числе 75 иностранных. Результаты исследований представлены'в 35 таблицах и 12 рисунках.

I СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ , -

Приводятся данные о вредоносности, распространенности и биологических особенностях вредных организмов' на овсе. По возбудителю корончатой ржавчины рассматриваются вопросы внутривидовой дифференциаций популяций патогена, генетической обусловленное;™ устойчивости овса к этой болезни и результаты селекции на устойчивость. По шведской мухе также анализируется роль основных барьеров, определяющих устойчивость зерновых к шведской «(ухе; описаны фенология и динамика популяций Ps'thtfCEc'L ■ . Збэор публикаций показал недостаточную изученность проблемы комп-нексной устойчивости овса к корончатой ржавчине и шведской мухе. )чень мало сведений об устойчивости сортов овса к наиболее распространенным заболеваниям - пятнистостям листьев. Слабо изучена генетика устойчивости овса к шведской мухе и механизмы наследования энного признака при гибридизации. Эти вопросы определили задачи исследований.' .

Глава 2. Материалы и методы исследований. Работа проводилась > лаборатории иммунитета Северо-Западного НИИСХ в 1987 -1991'г.г. 1 Ленинградской области. Исследование включало палевые и лабора-'орные эксперименты. Распространенность и динамика развития ком-[лекса вредных организмов изучались как в условиях искусственных мфекционных и провокационных фонов, так .и при естественном ин-■енсивном развитии вредных объектов. Маршрутные обследования, посе-ов овса проводились в Гатчинском и Волосовском районах Ленинградкой области.

Исходным материалом для исследований послужили.180 коллекцион-ых-сортообразцов овса, представленные культурными и дикими вида-и овса. Поиск комплексноустойчивых форм вели, в первую очередь, реди.устойчивых к корончатой ржавчине сортообразцов овса. . Приводится методика проведения полевых и лабораторных экспери-ентов. Для выделения высокоустойчивых источников использовали тупенчатый скрининг. Выделенные по предварительным данным полевых денок перспективные образцы изучались детально на устойчивость к зрончатой ржавчине и шведской мухе в условиях жесткого инфекцион-' зго и провокационного фоЙХ>з. Степень пораженнооти' сортов гельмин-эспориознымй.и септориозными пятнистостями оценивали в условиях :тественной инфекционной нагрузки по пятибальной шкале (Мевдуна->дннй классификатор рода A/еАгИ^, 1984.) . Устойчивость сортов мушнистой росе и- миротециозу оценивали как на естественном , in. и на искус-

ственном инфекционном фоне. По результатам полевых и лабораторных испытаний формировали перспективный генофонд для селекции непоража-еша сортов с групповой и комплексной устойчивостью.'

Для создания инфекционного фона к корончатой ржавчине использовали сборный инокулюм ленинградской и прибалтийской популяции Р«о -rooata Oda. • Для контроля инфекционной нагрузки искусственно создаваемого фона высевали универсально восприимчивый сорт овса Боррус. Устойчивость раствний в ювенильной ( 1-3 листа ) фазе, а также у взрослых растений в фазё флаг листа ( Скурйгина й др., 1974; Григорьева, Кривченко, 1973 ) определяли по типу реакции на воздействие патогена ( шкала Е.С. Стекмана, М.Н.Левина и Бейли ) и интенсиенос-ти развития болезни ( Международный классификатор рода Avena,1984 ),

Провокационный фон к шведской мухе создавали по методике БИЗР ( Шапиро, 1974 ) в озимом клине. Жесткий фон достигался за счет регуляции сроков сева овса: изучаемые образцы испытывались в период лета второй, более многочисленной генерации Oeolnella врр«.Сроки лета и численность имаго весенней генерации шведских мух устанавливали при помощи коиения энтомологическим сачком на посевах зерновых культур и в естественных стациях. Видовую принадлежность отловленных и выведенных из пупариев мух определяли по соотношению члеников аристы ( Агапова, 1967 ). Антибиотическое воздействие сортов овса на развивающихся личинок оценивали по размерам пупариев-('Щербаков,1984 ). Для изучения различий сортообразцов по ростовому барьеру днализирог-' вали начальные зтапы ( 1-У ) органогенеза овса по Ш.М.^перман ( 1977 ). Для определения характера наследования признака устойчивости к шведской мухе использовали количественный метод оценки Петр и ФреЯ (Petr , Frey , 1966 ). Характер наследования признака устойчивости к корончатой ржавчине гибридов р£ определяли, по Критерию . Х^. Для идентификации возбудителей пятнистбстей листьев овса использовали влажные камеры. Предварительная поверхностная стерилизация-' проводилась 70$ *этиловым спиртом в течение 1-5 минут. Для получения спороношения грибов пораженные частй растений экспонировали в тер-м'ос.тате в течение 2-7 суток. Степень пораженности растений видами пятнистостей определяли по 9 бальной шкале ( Международный классификатор рода Avena, 1984 ).

Гибридизацию перспективных источников устойчивости с рекурент-ным сортом -Боррус проводили.по общепринятой методике в оптимальные сроки. При выделении перспективных •гибридных форм использовали индивидуальный и массовый методы отборов. Статистическая обработка..-

экспериментальных данных производилась методами дисперсионного анализа по общепринятой методике ( Рокицкий, 1973 ).

Глава_3._Диагностика развития вредных. организмов и устойчивость коллекционных и селекционных сортообразцов овса

При определении сроков и динамики развития корончатой ржавчины установлено, что начало развития заболевания приходится на пер-bjtd декаду, а массовое развитие на третью декаду июля. В 1987 году, в условиях'прохладной и влажной погоды пораженность растений сорта Боррус составила 4 / I00J5 С Балл по типу реакции / интенсивность развития ), а в условиях засушливого весеннв- летнего сезона 1988 года 1-2 / 5-10$ на флаг листе; В 1989 - 1990 годы развитие корончатой ржавчины носило умеренный характер ( 2-3 / 20 -30 % )..

Специальных исследований по изучению структуры ленинградской популяции возбудителя корончатой ржавчины овса не проводили. Сбор материала для популяционных исследований осуществляли совместно с зтделом иммунитета растений к болезням БИЗР. Вирулентность популя-даи патогена анализировали на моногенных линиях сорта '. табл. I ). В качестве примера приводятся данные,,анализа 1968 года. Сак показывает анализ данных таблицы I, в естественной популя-[ии возбудителя корончатой ржавчины доля сильновирулентных клопов больше шести генов вирулентности ) составляет 39,3$, а средних по ирулентности и слабовирулентных клонов ( 3-5 и до 2 генов вирулен-ности соответственно ) 56,7 и 4,3$. Наибольшее количество вирулен-ных клонов отмечено на моногенных линиях Рс 35, Рс 45. Высокобъективными оказались линии с генами устойчивости Рс 39,Рс 46, Рс 55., с56, Рс 50.

В условиях искусственного' инфекционного фона испытали 180 коллек-<онных образцов овса. Преобладающее большинство образцов представая видом A. $attfCL( ,92$ ). Другие _в'иды представлены несколькими бразцами. Ввделено 24 эффективных источников устойчивости против енинградской популяции P.coronata С da. , Выделенные источники ус- . ойчивостй представлены образцами из Североамериканских стран, где едется планомерная селекция на ржавчиноустойчивость ( Трофимов-кая и др., 1976; Солдатом, 1969 ). В дальнейших экспериментах зти сточники устойчивости детально изучались на устойчивость к шведкой мухе и пятнистостям листьев.

Определяли сроки лета, численность и. видовой состав весенней ге-ерации Oeoiaella spp.. В 1987 г. начало лета шведских мух в естес-венных стациях и на посевах зерновых культур отмечено 8-гокиюня,

Таблица I.

Эффективность генов устойчивости линий сорта Репеек дЛЯ популяции возбудителя корончатой ржавчины овса в Ленинградской области

Моногенныз Авирулентных клонов,%

линии

Рс 35 О

Рс 39 100

Рс 45 О

Рс 46 100

Рс 47 34,8

Рс 48 8,7

Рс 49 0,4

Рс 50 100

Рс 54 43,5 '

Рс 55 100

Рс 56 100 .• '

в 1988 г. 17-23 мая. Численность имаго переаимовавшей генерации в течение всего периода наблюдений не превышала 13 .- 21 особей на 100 взмахов сачком, что существенно ниже порога вредоносности, сос тавлящего 30 - 40 мух / 100 взмахов сачком в фазе кущения. В 1989 - 1990 годах лет шведских мух отмечен в третьей декаде мая. Численность взрослых мух не превышала б - II особей на 100 взмахов сачком.

Отмечены сезонные колебания соотношения видов шведских мух. Наблюдения, проведенные по годам показали,' что в условиях холодной и переувлажненной погоды 1987 года преобладала Ojfiit ( более 10% ). В 1988 году высокая температура воздуха' и низкое количество осадков способствовали повышению доли O.pusllls в общей численности насекомых ( 45 - 45% ). Для. 1989 и 1990 годов, также, было характерно небольшое преобладание 0.frit ( 58 - 62Й ). ' В условиях провокационного фона проведена оценка 180 коллекционных сортообразцов овса, предварительно оцененных на устойчивость к корончатой ржавчине.. Из числр 161 изученных сортообразцов вида A.estiva выделено 7 устойчивых ( 3;% ) и 14 среднеустойчи-вцх к пведской мухе образцов. Наделенные по устойчивости образцы овса представлены, образцами из Канады к-13665 и н-13667, США

к-13225 и к-13235, Мексики к-12233, Швеции к-12261 и Рос<?и,( к-11222, из них первые пять образцов 'характеризуются устойчивостью к корончатой, ржавчине. Также высока доля устойчивых к корончатой ржавчине , образцов среди среднеустойчивых к шведской мухе сортообраяцов. Среди изученных образцов других видов овса устойчивых форм не выявлено.

Исследовалась взаимосвязь полевой устойчивости сортов с основными факторами устойчивости. Для изучения роли ростового барьера ( Вилкова, Шапиро,1978 ) в устойчивости сортов овса исследовали темп развития растений на ранних этапах органогенеза, .сопряженных с вредящей'фазай насекомого. В условиях полевого и лабора®орного экспериментов определяли этапы морфогенеза и размеры конусов нарастания. Как показывают результаты.исследований, быстрый рост и дифференциация конусов нарастания не всегда сочетаются с.низкой повреж-денностью растений или наоборот ( рис.1 и 2 ). Устойчивые сорта к-13225, к-13235 и к-12233 по степени дифференциации и длине конусов нарастания на I - 1,5 этапа .опережали развитие неустойчивого ' сорта Боррус. Однако, также, сортообразцм как Multllene Е-69, otee , Santee , которые .отличались высокими темпами роста и дифференциации конусов нарастания сильно повреждались Oírlt , В то же время, сор-тообразцы к-13663, к-13665, к-13667 при низких темпах органогенеза обнаруживали высокую полевую устойчивость. Поэтому сами по себе высокие темпы органогенеза, по видимому, не могут служить достаточным условием для обеспечения устойчивости сортов к шведской мухе. При этом роль ростового барьера четко выражена, если сравнивать сорта с одинаковой продолжительностью вегетационного периода.

Исследовалось воздействие разных сортов овса на развитие вредителе ( Щербаков,1984 ). В экспериментах получены данные о неоднозначном влиянии устойчивых сортов на диаметр пупариев шведских мух. На сортах к-13665 и к-13667 и на устойчивом стандарте Стендский желтый формировались пупарии меньших размеров , чем на неустойчивом сорте Боррус. С другой стороны у других устойчивых сортов ( к-13225 . к-13235', к-12233 ) не обнаружено явление угнетения развития питающихся личинок.•Влияние этих сортов на уровень смертности личинок при внедрении в стебель требует дальнейших исследований. .'

. Оценку сортообразцов евса к гельминтоспориозным и септориозным пятнистбстям проводили при естественной инфекционной нагрузке. По-ражаемость растений-овса составляет 40 - 25% соответственно. Развитие болезни начинается с нижних, более ослабленных, листьев с пос-

Рис.1. Темпы развития сортов овса, различающихся по.устойчивости к шведской мухе.

Сорта: а) к-12233, б) к- 13235, в) к-13225, сорта устойчивые к шведской мухе, г) Боррус, неустойчивый стандарт.

Римскими цифрами обозначены этапы морфогенеза растений по 8.М. ¡^уперман ( 1977 ). Белогорка; 1988 г,

^едующим переходом на листья других ярусов. В условиях высоких теиператур и низкой влажности 1988 года высокий темп развития данных пятнистостей отмечен начиная от фазы кущения до выхода овса в , ■трубку, а в 1987, 1989 - 1991 г.г. наибольшая интенсивность развития приходилась на фазу цветения, ,

Среди испытанных коллекционных сортообразцов овса' не выявлены формы абсолютно непоражаемые пятнистостями. Вьщелено 10 и 17 сла-бопоражаемых гельминтоспориозом и септориозом сортообразцов, которые заслужи!ают дальнейшего изучения.с целью выявления источников устойчивости.

. Развитие цучнистой росы на посевах овса отмечено, начиная с 1986 года,однако её распространенность нельзя определить как повсеместную. Интенсивность .развития мучнистой.росы на посевах овса, сорта Боррус в 1987 - 1990 г'.г, составила, Соответственно, 20,10, .20,10$, В'условиях искусственного инфек ционного фона прражаемость данного сорта составила 4 / 100$.' Наибольшая'интенсивность развития мучнистой росы отмечена в условиях прохладного и переувлажнён-

15 10 5'

0

Рис 2. Темпы развития сортов овса, различающихся по устойчивости к шведской цухе. ' " Сорта: а)МиХ^11епв Е-69, не устойчивый к шведской мухе сорт, б) Стендский желтый, устойчив^ стандарт, в) Бор-рус, не устойчивый стандарт.

Римскими цифрами обозначены этапы морфогенеза растений по Ф.М. Цуперман ( 1977 ). Белогорка, 1968 г.

ного сезона. В этих условиях значительно удлиняется период кониди-ального переэаражения, что увеличивает вероятность эпифитотий. Среди испытанных образцов овса вццелено 2 источника устойчивости, к-13660 из Канады и К-Г3718 из Швеции. Оба образца высокоустойчивы к корончатой ржавчине.

Миротециоз - нетипичный для Северо - Западной зонй Заболевание овса,.возбудителем которого является несовершенный гриб МугоЫгеоЛит ▼•ггисагХа (А1Ь.еЪ ЗоЬда).Развитие миротециоза на овсе отмечено начиная с 1986 года, а наибольшая вредоносность заболевания проявилась в условиях засушливого 1988 года. Число полностью погибших; растений в очагах зпифиТотийного развития болезни составило 25$ от площади посева. Исследование взаимосвязи температурно-светового режима с интенсивностью развития бол£5ни показало, что при низкой относительной влажности и высокой температуре воздуха ( 60 - 75%, 20 С и выше ) в фазах кущения и трубКования овса миротециоз вызывает полную гибель растений. Сильная параженность'растений в более поздних фазах развития овса приводит к-снижению урожайности до 70$. Также установлена

Длина конусод нарастания, мкм-

!? б ¡л в

Дней после посева

II

15

• 1,25

1,0

0,75 0,50

Рис.3.

Диаметр пупариев, мм

0.75.

¿>,50

0,25

12 3 4 Квантильная диаграмма диаметра цупарйев, развившихся на контрастных по устойчивости сортах овса. Сорта: 1.Боррус, 2. Стендский желтый, 3. к-13665, 4. к-13667. Белогорка, 1988 г.

'1,25

1,0

0,75 0.50

Диаметр пупариев, мы

0.75 Я

.,0,50 ^0,25.

Сорта

Рис. 4. Квантильная диаграмма диаметров пупариев, развившихся на контрастных по устойчивости сортах овса. Сорта: 1..Боррус, 2.К-13225, З.к-13235 , 4.К-12233. Белогорка, 1988 г.

патогенность М.verrucaria на яровом ячмене ( сорт Еелогорский ) и клевере луговом ( сорт Суйдинец ), В условиях искусственного заражения чистой культурой M.verruoaria проведена оценка 180 сор-тообразцов овса. Вьщелено 8 слабопоражаемых сортообразцов.

' Испытание сортообразцов овса на устойчивость к болезням и вредителям позволило выделить 5 ( 2,7$ от общего числа ) комплексно-устойчивых к корончатой ржавчине и шведской мухе образцов, два из которых устойчивы также к гельминтоспориозу, септориозу, миротеци-озу и мучнистой росе; четыре сортообразца устойчивы к корончатой ржавчине и отдельный видам пятнистостей. Иммунологическая характеристика выделенных по комплексноустойчивости образцов приведена в таблице 2.

■ Глава_4_. Характеристика хозяйственно-ценньгх признаков источников комплексной устойчивости

Перспективные источники устойчивости оценивались по основным элементам продуктивности. По результатам исследований IS87 года наиболее близкой урожайностью к продуктивному сорту Боррус характеризовались источники к- 13665. и к- 13667. Для этих образцов выявлена положительная корреляционная зависимость между числом цветков в метелке и урожайностью ( ч= 0,56+0,13 и ч= 0,67jP,09 ). Остальные три источника комплексной устойчивости к- 13225, к- 13235, к-12233, отличились скороспелостью. Длина вегетационного периода этих образцов на 20 - 25 дней короче чем у других источников и сорта Боррус. Условия 1988 года, охарактеризованные как экстремальные для роста и развития яровых культур, позволили оценить образцы на выносливость к неблагоприятным, погодным условиям. Наиболее выносливыми оказались источники к- 13660, к-13663, к-13665 и к-13667. Эти источники устойчивости превышали остальные образцы по количеству сохранившихся до уборки стеблей и урожайности с I в 2,4 и 2,2 раза соот-. ветсФвенно ( табл.3 ).

Анализ структуры урожая, проведенного в условиях грунтовой теплицы, согласуются с результатами полевых экспериментов. Источники K-I2660, к-13663, к-13665 и к-13667 по количеству цветков и завя-завщйхся зерен в метелке значительно превосходили ( в 1,5; 2,1; 1,6; 1,1; раза соответственно ) продуктивный сорт Боррус. Имеющие-, ся прибавки в уровнях урожайности' источников к-13663 и к-13665 статистически существенны на 0,05 уровне'значимости. Скороспелые источники устойчивости по продуктивности уступали как другим источникам, так'и сорту Боррус. Оцнако, достигнутый уровень продуктов-

ности дает основание предполагать, что вовлечение их в селекционный процесс не привнесет нежелательных признаков. ,

Глава_5_. Гибриздизация с перспективными источниками устойчивости и характер наследования признака устойчивости

Проведены реципрокнне скрещивания источников устойчивости с универсально восприимчивым к корончатой ржавчине-и шведской мухе сортом Ёо'ррус. Характер наследования признаков устойчивости к корончатой ржавчине и шведской мухе анализировали в 14 популяциях и 974 линиях гибридов. Сравнивали эффективность и разрешающую способность массового и индивидуального методов отбора на вьщейение комплексноустой-чивых гибридных форм. Изучение'устойчивости гибридов показало, чт что все вовлечённые-в скрещивания источники передают признак усто'й-чийости к корончатой ржавчине при скрещивании с сортом Боррус. Устойчивость источников к-1Э66|0, -К-13663,.к-13665, -к-13667, к-13225 и" к-13235 контролируется наличием доминантных моногенов. Соотношение устойчивых и восприимчивых фенотипов в гибридах от рёципрокных .(3:1) й диаллельных (15:I) скрещиваний подтвердили данное предположение. Устойчивость образца к-12233 контролируется двумя независимыми генами. .Соотношение устойчивых и восприимчивых фенотипов составило 13:3. Таким образом, можно отметить, что данные источники не идентичны между собой по генам устойчивости к корончатой ржавчине и представляют собой самостоятельные источники устойчивости.

Механизм наследования признака устойчивости к шведской мухе носит сложный характер. Морфофиэиологические особенности растений, обусловливающие- признак устойчивости, в. каждом' расщепляющем рекомби-нанте определить чрезвычайно трудно. Основным показателем, при гибридологических анализах, является степень поврежденности гибридов, который, в свою очередь, сильно подвержен модифицирующему влиянию окружающей среды. В этой связи наиболее приемлимы методы количес-. . твенной оценки ..-..-■

• Для повышения .достоверности результатов исследований нами исподъ-зована схема одновременного испытания нескольких поколений гибридов в условиях одного года..( рис.5. ). В условиях искусственного климата размножали часть гибридного материала в ряде лет метод'ом пересева, при этом сохраняя чистоту популяций й линий гибридов.. В условиях полевого провокационного фона 1968 года одновременно изучали РрРз'^З поколений гибридов,- а в 1989 « 1990 годы, соответственно, Ез'^Э'^Ч и Рз<р4>1-5 поколения. При этом определяли эффективность массового и индивидуального методов отбора. Изучение устойчивости гибридов

Таблица 2

__Сортообразцы овса_с комплексной и групповой устойчивостью______________;__

Сортообразец Разновидность Происхождение^____________Устойчивость к:_______

-' . корон- шзед- гельмин- септо- мучнис- шроте-

чатой ской тоспори- риозу росе циозу ржав- мухе оэу чине

13225 ■. áurea Сша У У У У в в

13235 áurea США У У в 'В в .в

НОЮ grísea США У У в в в в

13447 mutica. США У У У в в • 3

II248 áurea США У У в в в в

13243 aurea США У в. в в в У

13660 arlstata Канада У У У У У в

13667 mítica - Канада У У в У в в

13665 arlstata Канада У У У У в в

13663 mítica Канада У У в в в в

12233 mutlca Мексика . У У У в в У

13242 griBea mutica Колумбия У У У в в У

I37I8 Швеция У а в У У в

13570 mítica . Англия .У В ' - У У в в

13321 mutica Финляндия в в в . У в у-

У - устойчив, В - .восприимчив.

Таблица 3.

Характеристика источников комплексной устойчивости по хозяйственно-ценным-, признакам

Белогорка, .1988 г.

• Сортообразец Высота рас- Количество сохранив- Число зерен Урожайность, +Длина веге-тений, см ' шихся до уборки в метелке» гр/ м~ • тационного

стеблей, шт/ м^ . шт . периода,

• •• . дней

к--13660 60,7+3,7 44,8+3,2 ; 6,6+2,1 '" 110,7+3,9 130

к- 13663 62,^4,9р 35,4+4,6 17,4+3,6 ' ' 121,7+3,4 • 120

к- 13665 ■ 64,9+3,3". 118,4+5,8 12,4+0,6 122,5+4,3 ■ 130

к- 13667 ^ 62,.9+6,5 ' 67,3+3,5 16,8+0,9 ' 93,8+5,4 125

К- 12233^ 52,1+3,6 33,4+4,4 13;5+2,0. 61,6+4,г 105

к- 13225'! 52,2+1,3 12,6+2,5 8,7+1,6 96,7+4,7 95

к- 13235. 26)31^^7 27,3+9,9 11,6+3,3' . 78,9+4,5 100

Боррус 35,2+3,5 45,7+3,2 13,4+3,2 54,2+3,9 • 130

+) данные 1987 года..

- Р0 показало, что не все Источники передают признак устойчивости при скрещивании с сортом Боррус. Гибриды полученные с участием источников к-13660, к-13235 и к-12233 в течение пяти, поколений повреждались на уровне неустойчивого стандарта. Источники устойчивости к шведской мухе к-13663, к-13665, к-13667 и кг13225 передают признак устойчивости при гибридизации. При этом у первых трех источников признак устойчивости наследуется рецессивно. Исходные популяции этих гибридов обнаруживали признак неустойчивого родителя в течение пяти поколений ( поврежденность стеблей от 27,3+1,5 до 37,3+1,4 ). Однако, в ходе'дальнейших исследований отселектированы отдельные константные по устойчивости чистые линии гибридов. Источник устойчивости к-13225 передает признак устойчивости согласно аддитивно-доминантной модели наследуемости. Начиная с Р^ отмечено доминирование признака устойчивого родителя ( Н - от 0,14 до 0,33 ). При этом наследуемый признак наиболее выражен в популяциях, где источник устойчивости был взят в качестве материнской формы.

Индивйдуальный и массовый отборы на изменение признаков устойчивости к корончатой ржавчине и шведской мухе вели в пределах выборки устойчивых к корончатой ржавчине фенотипов. Анализ результатов независимого действия отбора на улучшение признака устойчивости к корончатой ржавчине показалчто оба вида отбора, начатые с р£ поколений гибридов, дает значительный эффект. В изученных популяциях гибридов изменение признака устойчивости в г Р3 поколениях составило 10,2 - 27,2$.' Из числа изученных 974 гибридных линий выделено 134 ( 12,5$ ) перспективных по устойчивости линий с участием источников комплексной устойчивости. Высокая эффективность отбора объясняется, по.видимому, экспрессивностью признака устойчивости к корончатой ржавчине. Наиболее устойчивые к корончатой ржавчине гибридные линии, полученные с участием доноров устойчивости к-13225, к-13235, к-12233, 'к-11248, к-13447, к-Га360, к-13663, к-13565 и к-13667, в настоящее время включены в селекционный процесс в Северо-Западном НШСХ.

При изучении действия отборов на устойчивость гибридов к швед-.ской мухе, установлено, что массовые отборы, начатые ранее четвертого поколения, не способствуют улучшению признака устойчивости в последующих поколениях. В наших исследованиях действие массового отбора выявлено в варианте с отбором в Р^ в популяциях обратной гибридной комбинации источника к-13225 ( к-13225 х Боррус ) при аддитивно-доминантном контроле признака устойчивости. .Полагаем, что это обълсия-

Гибридизация в поле ( 1987 ).

*

ы

' Размножение в искусственном климате л ( осенне-зимний период 1987-1988 г.г.)

Размножение в искусственном климате. ( зимне-весенний период 1988 г. )

Йспытаниё и отборы в уоле 1988 г.

И - (аЗ

( провокационный фон

. Испытание и отборы в поле 1989 г. ( провокационный, фон )

Испытание в поле 1990 г. ( провокационный фон ).

Рис.5. Схема одновременного испытания нескольких поколений ..гибридов в условиях бдного года.

еТся потерей части устойчийых рекомбинантов в процессе расщепденйя ( Гуляев,1985 ). Массовый отбор оказался, неэффективным, что по видимому, в.первую очередь обусловлено сложным характером наследования ..факторов устойчивости овса к шведской мухе. При аналйзе устойчивости популяции - гибридов обнаружено, что доля устойчивых к корончатой ржавчине и шйедской цухе фенотипов отбракованных комплексным отбором составила от 19,8 до 39,4% и от 26,7 до 41,3? соответственно Для популяции гибридов к-13225 х Боррус доля рекомбинантов, сочетающих' признак устойчивости хг обоим объектам, составила- 37,1+3,'$. К?к показали результаты исследований такая сочетаемость-признаков устойчивости недостаточна для вьделения константных по комплексной устойчивости гибридных форм. Наибольшее количество устойчивых линий к шведской мухе ( 15 •) ввделено из гибридных комбинаций источников к-13663, к-13665, к-1366?, популяции которых обнаруживали высокую повреждаемость. Линии 7/88,.34/89 и 51/88, выделенные по устойчивости в Еэ, сохранили константность и в последующих поколениях (табл.4 ). В ос-

Таблица 4.

Иммунологическая характеристика ксиплекснрустойчивых гибридных линий овса .

■ (-среднее за 1990 - 1991 г.г..)

•Гибридные линии

Поврежденность Устойчивость к шведской . "корончатой " '

Чухой,% ржавчине, мучнис-

той

Поражаемость,%

балд/ %

миротециоэ- . септориоз- гельмин-ом ом тоспори-

озом

росой

Линия 7/88 Линия 34 / В9 Боррус к- 13665 к- 13667

10,6+3,2 8,6+2,0 24,3|+3,5 11,5+4,1 16,2+2,8

О

0-1/1 4 / 80-100 ; О О

10 10 10 5 10

5 I 10 10 5

20 25 25 20 5

20

15

25

5

30

тальных 12 линиях.гибридов в Рд - поколениях выявлен статистически значимый эффект индивидуального отбора. Изменение признака устойчивости составила от 6,3 до 11,255, а по отношению к средней (.х ) исходных популяций гибридов от 11,6 до 17

Среди константных по устойчивости к корончатой ржавчине ( 134 ) и шведской мухе. ( 15 ) гибридных линий выделено 2 комплексноустой-чивых к обоим объектам линии, что составляет 0,2% от общего объема изученных линий. Иммунологическая характеристика .к омплексноустойчи-вых линий показана.в таблице 4. ■

■ ' ' ВЫВОДЫ . •

1. Из 180 изученных сортообразцов овса выделено: 24 источника устойчивости к.корончатой ржавчине; 7 устойчивых и 14 среднеустойчи-вых к шведской мухе и II сочетающих к обоим объектам исследования образцов. 'Среди них перспективными для использования в селекции приз-' наны образцы: к- 1Э560,'К-1Й663, к-13665, к-13667,. к-13225, к-13235

и к-12233. V .

2. Установлено, что в Северо-Западном регионе России пятнистости овса Вызываются гельминтоспориозЬм, септориозом и миротециозом. Гельминтоспориозные и септориозные пятнистости развиваются, повсеместно и стабильно.по годам. Выделено 2 устойчивых образца . к мучнистой росе, 8 миротециозу и 10,17 слабопоражаемых соответственно

к гельшнтоспориозу и септориозу образцов овса.

3. Показан: неоднозначный характер взаимосвязи полевой устойчи-' в ости сортов овса, к шведской мухе со скоростью роста и дифференци'аг ции их конусов нарастания,-а также антибиотическими эффектами в отношении вредителя. • '

4. Выявлена важная роль темпера турнб - светового режима в развитии и вредоносности миротециоза ,на овсе. Установлено, что эта культура наиболее уязвима к болезни в фазах кущения и выхода в трубку. Высокая температура, и низкая'относительная влажность, воздуха спо-

■ со.бствует эпифитотийному развитию заболевания, что вызывает гибель * растений. _ . .

5. Проведены исследования по изучению характера наследования признаков устойчивости к корончатой ржавчине и шведской мухе у семи перспективных источников комплексной устойчивости. Устойчивость образцов к-13660, к-13663, к-13665, к-13667, к-13225 и'к-13235 к. ко-' рончатой ржавчине контролируется наличием доминантных моногенов, а у к- 12^33 двух-независимых генов устойчивости. Выделенные образцы является самостоятельными.источниками устойчивости. Признак устойчи-

вости к шведской мухе при скрещивании с сортом Боррус передают источники к-13663, к-13665, к-1Э£67 и к-13225. У первых трех источников' признак устойчивости наследуется рецессивно, а]у к-13225 в соответ-ствии.с аддитивно-доминантной моделью. 1

'6.При вццелении комплексноустойчивых к корончатой ржавчине и шведской мухе гибридных форм выявлена высокая разрешающая способность индивидуального метода отбора. Данным методом выделен 2 комплексноустойчивых, 134 устойчивых к корончатой ржавчине и 15 к шведской мухе гибридных линий. '

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Перспективные гибридные линии 7 / ВЭ и 34 / 89 рекомендуются для селекции овса на комплексную устойчивость к корончатой ржавчине и шведской мухе.

2. В качестве перспективных источников и доноров устойчивости он-,са к корончатой ржавчине и шведской мухе рсмли-и^у^еА ? .

3. При вццелении константных по устойчивости к шведской мухе и комплексноустойчивых гибридных линии рекомендуется использовать метод индивидуального отбора с Рд.

4. Для повышения результативности отбора на устойчивость овса к шведской мухе и комплексную устойчивость к обоим объектам исследования рекомендуется использовать схему одновременного изучения нескольких поколений гибридов в условиях одного года.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

® • . *

1. Ешибаев A.A. Устойчивость перспективных гибридных линий овса к шведской мухе / Сб. науч. трудов СЗНИИСХ. 1989 г. С„ 18-21,

2. Ешибаев A.A. Пятнистости овса и некоторые проблемы изучения устойчивости к ним'// Тез. докд. науч.-техн. конф. M.I990.C.127-128.

'3.,Максимова Д.Н., Чупцова O.E., Ешибаев A.A. Устойчивость перспективных для селекции сортоюовса к.возбудителю корончатой ржавчины / Сб. науч. труд. ЛСХИ. Л. 1990. С. 10 -14'.

4. Ешибаев A.A.' Влияние различных методов' отбора' на вьщеление константных по устойчивости к корончатой ржавчине и шведской мухе гибридных форм овса-// Тез».докл. конф. молодых ученых. Л.1990.275 с.

■ 5. Ешибаев A.A. Изучение сортообр.азцов овса, отечественной селекции на искусств,енном фоне // Тез. докл. конф. молодых ученых.Л. 1990.

"276 с. !

6.Ешибаев A.A., Волкова Н,И., Никитина Е.В. Об оценке устойчивости овса к палевой некротической пятнистости / Селекция и семеноводство. М. I99L С. 17-19. 1 '

_7. Ешибаев A.A. Влияние различных доз минеральных удобрений на продуктивность овса и его взаимоотношение с. элементами агробибцено-за / Сб. науч. тр, СЗНИИСХ. С,- Петербург. 1992. С.40-44.

Р!Г:1. Т'.ш.ВЛ?. Зак259. Tnp.ICO. 15.04.93.