Создание исходных линий на основе самонесовместимости для получения гибридов F1 редьки европейской (Raphanus sativus. L. var. sativus)

Косенко, Мария Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Создание исходных линий на основе самонесовместимости для получения гибридов F1 редьки европейской (Raphanus sativus. L. var. sativus)
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание исходных линий на основе самонесовместимости для получения гибридов F1 редьки европейской (Raphanus sativus. L. var. sativus)"

На правах рукописи

005042568

■Щ

КОСЕНКО МАРИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

СОЗДАНИЕ ИСХОДНЫХ ЛИНИЙ НА ОСНОВЕ ^ САМОНЕСОВМЕСТИМОСТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИБРИДОВ РЕДЬКИ ЕВРОПЕЙСКОЙ {Ларкаши хаНум. Ь. уаг. ьсШуш)

Специальность: 06.01.05. - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 Г) М *■ "

Москва - 2012

005042568

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно исследовательский институт овощеводства Россельхозакадемии в 2009-2011 гг.

Паучный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук

кандидат сельскохозяйственных наук

Ведущая организация:

Леунов

Владимир Иванович Старцев

Виктор Иванович

(ВНИИССОК)

Монахос

Григорий Федорович (Селекционная станция им. Н.Н.Тимофеева)

ФГОУ ВПО Российский государственный аграрный заочный университет

Защита диссертации состоится 24 мая 2012 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.022.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте овощеводства по адресу: 140153, Московская область, Раменский район, д. Верея, стр. 500, Факс (49646)2-43-64 <"| ^

E-mail:vniioh@yandex.ru И

CaflTiwww. vniioh.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства.

Автореферат разослан — « 20 » апреля 2012 года. Ученый секретарь диссертационного совета А —--" JI.H. Прянишникова

1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Редька относится к ботаническому виду Raphanus sativus L., семейству Капустные - Brassicaceae Burnett. Корнеплоды, образующиеся в первый год, богаты минеральными солями, углеводами и витаминами и поэтому являются ценным питательным продуктом, особенно весной. Кроме того, они обладают бактерицидными свойствами.

В Российской Федерации на период 2011 года в Госреестр включено 155 сортов, из которых 10 - редька зимняя, 5 - редька летняя, 129 - редис, 11 -лоба, и 24 гибрида Ft - редиса. В отечественном ассортименте наблюдается недостаток сортов летней редьки для возделывания в защищенном грунте и зимней редьки, устойчивой к вредителям и обладающей повышенной лежкостью.

Селекция Fi гибридов капустных культур базируется на использовании физиологической спорофитной самонесовместимости и цитоплазматической мужской стерильности. В нашей стране большинство F] гибридов капусты создано на основе самонесовместимости.

Начиная с 30-х годов, у многих видов семейства капустных (Brassicaceae), включающего в себя экономически важные кормовые, технические и овощные культуры Fi гибриды получают, используя, главным образом самонесовместимость.

Используя систему самонесовместимости можно добиться 100% выхода гибридных семян. Для этого необходимо создание больших коллекций чистых линий гомозиготных по аллелям гена самонесовместимости со строгим ее проявлением (Монахос Г.Ф., 2007).

Производство гибридных семян F, имеет фундаментальное значение в современном овощеводстве как в отношении повышения урожайности и качества выращиваемой продукции, так и получаемой прибыли.

Цель и задачи исследований.

Цель исследования - получить самонесовместимые линии для создания гибридов F, редьки европейской в условиях Нечерноземья.

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Оценить коллекцию сортов редьки европейской зимней и летней, и инбредные самонесовместимые линии 1-3 поколения по морфологическим, фенологическим, хозяйственно-ценным признакам;

2. Выделить самонесовместимые растения из коллекции сортов редьки европейской зимней и провести проверку самонесовместимых линий, полученных в 2009 году из популяции редьки сорта Зимняя круглая черная;

3. Выделить самонесовместимые растения из коллекции сортов редьки европейской летней и провести проверку самонесовместимых линий редьки европейской летней;

4. Выявить время и концентрацию при обработке цветков редьки европейской зимней раствором хлорида натрия для преодоления самонесовместимости при размножении линий;

5. Получить и оценить самоопыленные самонесовместимые линии редьки европейской 12-1з поколения;

6. Разработать схему создания самонесовместимых самоопыленных линий редьки европейской.

Научная новизна. Впервые проведена селекционная работа по выявлению самонесовместимых растений и созданию на их основе инбредных линий 2-го и 3-го поколения зимней и летней редьки европейской подвида. Определены временной промежуток и концентрация раствора хлорида натрия для размножения линий на примере редьки европейской зимней.

Научно-практическая значимость работы.

В результате работы получено 55 инбредных самонесовместимых линий редьки европейской летней и зимней, доведенных до 2-3 поколения. Создана селекционно-семеноводческая схема получения семян линий редьки европейской за один год с использованием защищенного грунта, включающая: оценка коллекции; выделение самосовместимых растений из коллекционного материала; создание самонесовместимых линий путем инбридинга и отбора; оценка линий на ОКС и СКС; создание гибридов Рь производство гибридных семян; поддержание и размножение самонесовместимых линий.

Обоснование и достоверность научных положений.

Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научным учреждениям страны. Все выводы и предложения подтверждены экспериментальными исследованиями и статистической обработкой данных.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации, выводы и предложения были доложены на методических и ученых советах ВНИИО с 2009 по 2011 гг., а также на научно - практических конференциях:

на Всероссийской дистанционной научно — практической конференции, студентов, аспирантов, молодых ученых, п. Персиановский, 2009, 2011 гг.;

на Всероссийской научно-практической конференции, п. Персиановский, 2009 г.;

на II Международной научно-практической конференции ,ВННИИССОК, 2010 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

• Линейный материал редьки европейской летней созданный на основе самонесовместимости;

• Линейный материал редьки европейской зимней созданный на основе самонесовместимости;

• Преодоление самонесовместимости после обработки цветков раствором хлорида натрия на примере редьки европейской зимней

Объем и структура работы: диссертация изложена на 144 страницах машинописного текста, содержит 59 таблиц, 15 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, четырех экспериментальных глав, выводов,

практических рекомендаций и приложений (9). Список литературы включает 139 наименований, в том числе 41 на иностранных языках.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили во Всероссийском НИИ овощеводства в 20092011 годах на базе лаборатории селекции столовых корнеплодов.

Материалом исследований служили 8 сортообразцов редьки европейской зимней и 3 редьки летней отечественного и зарубежного происхождения, а также селекционный материал, полученный во ВНИИО. Географическое происхождение изученных сортообразцов редьки европейской: Россия-5; Малая Азия-1; Украина-3; Германия-2. Морфолого-биологические характеристики оценивали на материале, созданном методом инбридинга (в общей сложности 12-27,13-28 линий).

Закладка питомников, оценка и отбор по хозяйственно-полезным признакам проводились в пленочной обогреваемой теплице, полевых условиях ОПХ «Быково» Раменского района, Московской области. Исследования проводили методами лабораторно-полевых опытов, сопровождающихся сопутствующими анализами.

При проведении исследований руководствовались следующими рекомендациями и методическими указаниями. Индивидуальные оценка и отбор по комплексу морфологических и хозяйственно-биологических признаков редьки проводились согласно стандартным методикам отбора (В.Ф. Велик, «Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве», 1992 г.). Методика изучения растений по морфологическим, селекционным и хозяйственно-ценным признакам согласно методикам «Международного совета по генетическим ресурсам» (IBR.GR), «Международного союза по защите новых сортов растений» (иРОУ) и соответствующих классификаторов ВИР (1981).

Схема создания двухлинейных гибридов капустных овощных культур на основе самонесовместимости (Монахос Г.Ф., «Известия ТСХА», 2007 г.). Техника проведения гейтеногамного самоопыления вручную вскрытых бутонов (Прохоров И.А., Крючков А.В. и др., «Селекция и семеноводство овощных культур», 1997 г.).

Посев семян в опытах проводили вручную. Технологические процессы ухода за растениями общепринятые в хозяйстве.

Уровень самонесовместимости ^Б) редьки европейской определяли подсчетом среднего количества семян в стручках, сформировавшихся в результате самоопыления цветков. Кроме того, оценивался уровень самонесовместимости в потомствах в процентах от количества семян, полученных при самоопылении цветков из полученных при самоопылении бутонов, как предлагают И.Хорал и В. Кучера (1983), по формуле:

RS = 8к/Бр*100, где Бк - среднее количество семян в стручке при самоопылении цветков; Бр — среднее количество семян в стручке при самоопылении бутонов. При использовании этого метода растения считаются

полностью самонесовместимыми при RS, не превышающем 20%, частично самонесовместимыми - при его величине в пределах от 20 до 80% и совместимыми — при значениях больше 80% .

Степень инбредной депрессии признаков (5) вычисляли по формуле: 5 = 1-Ws/Wo, где Ws - значение признака у самоопыленной линии, Wo - значение признака у растений исходного сорта (Husband, В.С & Schemske, D.W., 1996).

Коэффициент выравненное™ (%) определяли по формуле В = 100 - V, где V - коэффициент вариации (Доспехов Б.А., 1985).

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа на персональном компьютере IBM PC с помощью пакета прикладных программ Microsoft Exsel (Доспехов Б. А., 1985).

З.РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Оценка коллекционного питомника редьки европейской летней по морфологическим, фенологическим, хозяйственно-ценным признакам

По продолжительности периода вегетации все образцы были скороспелыми (40-46 суток). Наименьшая длина листа у сорта Майская - 26,5 см. Наибольшая длина листа у сорта Сударушка - 36,5 см. Средняя длина корнеплода у сортообразцов находилась в пределах 4,6... 14,7 см. Наименьшая длина была у сорта Майская, а наибольшая у сорта Деликатес. Средний диаметр корнеплода колебался от 3,7 до 5,0 см. Наименьший диаметр был у сорта Деликатес, наибольший у сорта Майская. Наименьшую массу корнеплода имел сорт Майская - 54 г, а наибольшая масса была у сорта Сударушка - 68 г. Более урожайным был сорт Сударушка - 3,4 кг/м , а менее урожайный Майская - 2,7 кг/м2.

Число товарных корнеплодов варьировало от 55,6 до 81,85 %. Наибольшее число было выявлено у сорта Майская. Процент недогонов колебался от 9,0 до 27,1 %. Наибольший показатель был у сорта Деликатес. Число больных корнеплодов не превышало 10%, у сорта Майская этот показатель находился в пределах до 7,75%. Число треснувших корнеплодов колебалось от 1,4 до 20,0%.

Проведенный химический анализ в 2010 году показал, что корнеплоды летней редьки содержат 1,64-1,8% Сахаров. Лучшим по этому показателю был сорт Сударушка. У образцов редьки европейской летней содержание сухого вещества колебалось от 4,0 до 4,3%. По показателю сухого вещества лучшим так же был сорт Сударушка. Витамина С в образцах коллекции содержалось

от 11 до 13 мг/100 г.

В результате изучения коллекции редьки европейской летней не выявлен сорт обладающий комплексом хозяйственно-ценных признаков. Несмотря на это все сорта данной коллекции были взяты нами в работу по выявлению самонесовместимых растений для использования их в гетерозисной селекции редьки.

3.2 Оценка коллекционного питомника корнеплодов редьки европейской зимней по морфологическим, фенологическим, и хозяйственно-ценным признакам

Продолжительность периода вегетации составил (59-61 суток). Все образцы среднеспелые. Наименьшая длина листа у сорта Осенняя Баварская -50,5 см. Наибольшая длина листа у сорта Runder shvarren - 61,4 см. Средняя длина корнеплода у сортообразцов находилась в пределах 6,5...9,4 см. Наибольшая длина была у сорта Осенняя Баварская. Средний диаметр корнеплода колебался от 6,1 до 7,7 см. Наибольший диаметр был у сорта Сквирская черная.

Меньшую массу корнеплода имел сорт Чернавка - 219 г, а наибольшая масса была отмечена у сорта Осенняя Баварская - 370 г. Более урожайным был сорт Осенняя Баварская - 5,4 кг/м2, а менее урожайный Чернавка - 3,2 кг/м2. Число товарных корнеплодов варьировало от 63,1 до 81,6 %. Наибольший показатель был отмечен у сорта Ночка. Процент недогонов колебался от 16,1 до 28,1 %. Наибольшая часть их была у сорта Вил Баликассир. Во время уборки больные корнеплоды не были обнаружены. Число треснувших корнеплодов колебалось от 0,0 до 24,0%. Наибольший показатель был у сорта Чернавка.

Проведенный анализ в 2009 году показал, что корнеплоды редьки европейской зимней содержат 2,94-4,65% Сахаров. Лучшим по этому показателю был сорт Сквирская белая.

У сортов редьки европейской зимней содержание сухого вещества в корнеплоде варьировало от 6,24 до 10,93%. Высоким содержанием сухого вещества отличались сорта - Зимняя черная и Сквирская белая. Витамина С содержалось в сортах коллекции от 12 до 20 мг/100 г.

Общий анализ коллекции редьки европейской зимней показал, что не выделился образец, обладающий комплексом хозяйственно-ценных признаков. Однако все образцы данной коллекции были взяты нами в работу по выявлению самонесовместимых растений, исходные признаки которых нам известны.

3.3 Отбор самонесовместимых растений из популяции редьки сорта Зимней круглой черной

В 2009 году была начата работа по выделению самонесовместимых растений из популяции редьки европейской зимней сорта Зимняя круглая черная. Были проанализированы 4 образца из разных территориальных зон. Перед высадкой проанализировали биометрические параметры корнеплода: длина, диаметр, средняя масса корнеплода. Средняя длина корнеплода у сортообразцов находилась в пределах 5,5...6,3 см. Средний диаметр корнеплода колебался от 5,6 до 6,4 см. Наименьшая длина и диаметр был у образца №1, а наибольшая у образца №4. Наименьшую массу корнеплода имел образец №1 - 137 г, а наибольшая масса была у образца №3 - 211 г.

Период вегетации растений редьки европейской зимней 2-го года жизни составил 130-133 суток. Величина среднего числа семян в стручке от

опыления цветков колебалась от 0,5 до 1,2 шт./стручок. Размах варьирования среднего числа семян в стручке от опыления бутонов находился в пределах от 2,9 до 4,4 шт./стручок (таблица 1).

Таблица 1 — Проявление самонесовместимости в потомстве популяции редьки европейской зимней сорт Зимняя круглая черная в обогреваемых пленочных теплицах, 2009 г.__

№ Образец Среднее число семян в стручке от опыления, (шт.)

п.п. цветков бутонов

1 1 1,2 2,9 44,5

2 2 1,0 3,1 29,5

3 3 0,5 3,6 14,0

4 4 0,7 4,4 17,7

Среднее 0,9 3,5 26,4

Образцы под №1 и №2 оказались частично самонесовместимые, уровень самонесовместимости у них находился в пределах 26,5 - 44,5 %. Образцы под №3 и №4 были отмечены как полностью самонесовместимые, уровень самонесовместимости у них находился в пределах 14,0 - 17,7 %.

В результате полного анализа 4 образцов редьки европейской зимней сортопопуляции Зимняя круглая черная, по морфологическим и селекционным признакам, в процессе автогамных и гейтеногамных опылений из образцов были выделены самонесовместимые растения. Главным критерием отбора было наличие строгой самонесовместимости, а именно отсутствие завязавшихся семян при автогамном опылении. С выделившихся растений семена были собраны отдельно, которые затем были включены в дальнейшую селекционную работу с известными исходными признаками.

3.4 Проявление самонесовместимости у растений из коллекционного материала редьки европейской зимней

После уборки коллекционного материала редьки европейской зимней, корнеплоды были заложены в' холодильную камеру. Перед высадкой была проведена оценка корнеплодов на наличие заболеваний, для выявления общей сохранности сортов.

Период хранения корнеплодов продолжался 5 месяцев, от уборки до высадки. Сохранность сортов варьировала от 73,0 до 92,0%. Меньшей лежкостью обладал сорт Осенняя Баварская, а наибольшей Чернавка. После завершения периода хранения и оценки, здоровые наиболее выравненные по морфологическим признакам корнеплоды были высажены в обогреваемые пленочные теплицы. Период вегетации сортообразцов редьки зимней составил 123-131 суток. Все образцы были позднеспелые.

В таблице 2 рассматривается проявление самонесовместимости в пределах сортов редьки; европейской зимней, который был рассчитан на основе средних показателей завязываемости семян от опыления цветков и бутонов. Величина среднего числа семян в стручке от опыления цветков колебалась от 0,8 до 2,2 шт. Размах варьирования среднего числа семян в

стручке от опыления бутонов изменялась от 2,4 до 4,5 шт. Все образцы частично самонесовместимые, уровень самонесовместимости находился в пределах 26,9 — 55,6 %.

Таблица 2 — Проявление самонесовместимости в пределах сортообразцов редьки европейской зимней в обогреваемых пленочных теплицах, 2010 - 2011 гг.___

№ п.п. Сорт № кат. ВИР Среднее число семян в стручке от опыления, (шт.)

цветков бутонов RS%

I Вил Баликассир 699 2,2 3,9 55,6

2 Осенняя Баварская 987 0,8 2,4 32,1

3 Зимняя черная 1781 0,9 3,2 29,8

4 Runder shvarren 2012 1,4 4,5 30,5

5 Сквирская черная 2024 1,2 3,3 37,0

б Сквирская белая 2025 0,9 3,5 26,9

7 Ночка - 1,0 2,5 36,2

8 Чернавка - 1,6 2,7 55,6

Среднее 1,3 3,3 38,0

Проявление самонесовместимости у растений редьки зимней сорт «Сквирская белая»: величина среднего числа семян в стручке от опыления цветков колебалась от 0 до 2,5 шт.; размах варьирования среднего числа семян в стручке от опыления бутонов изменялся от 3,1 до 4,0 шт. Часть растений с высокой самонесовместимостью - 50%. Доля растений со строгой самонесовместимостью и хорошей завязываемостью в бутонгах составила 33,3%.

В результате полного анализа 8 сортообразцов редьки европейской зимней, по морфологическим и селекционным признакам, в процессе автогамных и гейтеногамных опылений из всех образцов были выделены самонесовместимые растения.

3.5 Выделение самонесовместимых растений из коллекционного материала редьки европейской летней

Период вегетации растений сортообразцов редьки европейской летней 2—го года жизни составил 100-120 суток. По этому признаку сорта распределились на следующие группы: Майская — скороспелая, Сударушка и Деликатес — среднеспелые.

Проявление самонесовместимости в потомстве редьки летней сорт Сударушка: величина среднего числа семян в стручке от опыления цветков изменялась от 0,0 до 1,5 шт.; показатель среднего числа семян в стручке от опыления бутонов колебался от 1,0 до 4,4 шт. Часть растений с высокой самонесовместимостью находилась в пределах 40,0%. Доля растений со строгой самонесовместимостью и хорошей завязываемостью в бутонах составила 20,0%.

В таблице 3 рассматривается проявление самонесовместимости сортообразцов редьки европейской летней. Показатель завязываемости среднего числа семян в стручке от опыления бутонов в 2009 г изменялся от 2,3

до 3,2 шт. В 2010 г наблюдали снижение числа семян в стручке, показатель варьировал от 1,9 до 3,0 шт.

Таблица 3 - Проявление самонесовместнмости в пределах сортообразцов редьки европейской летней, в групповых изоляторах, 2009

-2010 гг.

№ п.п. Сорт Среднее число семян в стручке от опыления, (шт.)

цветков бутонов 1«%

1 Майская 1,0 зд 30,5

2 Сударушка 0,9 2,8 29,9

3 Деликатес 0,8 2,1 36,4

Среднее 0,9 2,7 32,3

Все образца частично самонесовместимые - уровень самонесовместимости находился в пределах 29,9 - 36,4 %. В результате исследований у всех сортов выявились растения с признаком самонесовместимости - родоначальники будущих линий.

3.6 Инбридинг и отбор линий редьки европейской летней для гомозиготизацнн по морфологическим признакам

Вегетационный период корнеплодов инбредных линий 2-го поколения редьки европейской летней (от всходов до технологической спелости) составил 36 — 42 суток.

Длина листа изменялась от 15,0 до 25,0 см. Минимальное значение показателей было характерно для линии №17м-3, а максимальное для линии №20м-2 отобранных из сорта Майская. Средняя длина корнеплода у инбредных линий 2-го поколения находилась в пределах 3,0...12,8 см. Наименьшая длина была у линии №20м-5, а наибольшая у линии №15д-2. Средний диаметр корнеплода колебался от 3,0 до 5,3 см. Наименьший диаметр был у линии №7д-3,а наибольший у линии №19м-2. Индекс формы корнеплода изменялся от 0,67 до 3,57.

Коэффициент вариации длины корнеплода инбредных линий 2-го поколения колебался от 1,4 до 16,8%. В 2011 году у инцухтированных линий редьки европейской летней 2-го поколения снизился коэффициент вариации по признаку «длины корнеплода» отобранных из исходного сорта Майская с 73,7 до 4,7 %, из исходного сорта Сударушка с 39,1 до 16,8 %, из исходного сорта Деликатес с 30,5 до 7,0%.

Коэффициент вариации диаметра корнеплода инбредных линий 2-го поколения находился в пределах от 1,4 до 15,1%. Коэффициент вариации по признаку «диаметра корнеплода» у инбредных линий 2 - го поколения отобранных из сорта Майская снизился с 28,7 до 5,2 %, из сорта Сударушка с 19,6 до 10,2%, из сорта Деликатес с 24,4 до 5,1%.

Коэффициент вариации индекса формы корнеплода у исходных сортообразцов изменялся от 28,2 до 142,0%. В 2011 году у инцухтированных линий редьки европейской летней 2-го поколения снизился коэффициент

вариации по признаку «индекс формы» отобранных из исходного сорта Майская с 142,0 до 5,6 %, из исходного сорта Сударушка с 35,0 до 19,4 %, из исходного сорта Деликатес с 28,2 до 5,4%.

Наиболее полноценно влияние инцухтирования на выравненность выражает «коэффициент выравненности». Коэффициент выравненное™ по признаку длины корнеплода находился в пределах от 83,2 до 98,6%, а по диаметру корнеплода от 84,9 до 98,6%. Исходя из этого наиболее выравненные линии, отобранные из сорта Майская.

Наименьшую массу корнеплода имели линии № 17м-3 и №7д-3 - 35 г, а наибольшая масса была у линии №15д-2 - 61 г.

Таблица 4 — Урожайные н продуктивные признаки инбредных самонесовместимых лшшй 12 редьки европейской летней в обогреваемых пленочных теплицах, 2011 г._

№ Линия Урожайность, Масса товарного Доля корнеплодов от общей

п. п. Ь кг/м2 корнеплода, г массы растення (%)

1 15д-2 3,1 61,0 71,6

2 7д-3 1,8 35,0 57,4

Деликатес 3,3

НСР05 0,39

3 17м-3 1,8 35,0 51,0

4 17м-4 2,3 46,0 57,1

5 19м-1 2,9 57,0 71,8

6 19м-2 3,3 67,0 70,2

7 19м-3 2,4 48,0 66,5

8 20м-2 2,1 42,0 51,7

9 20м-3 2,2 44,0 61,5

10 20м-5 2,5 50,0 39,8

11 21м-2 2,0 41,0 65,1

Майская 2,7

НСРоз 0,04

12 5с-2 1,9 39,0 59,0

Сударушка 3,4

НСР05 1,13

Урожайность инбредных линий 2-го поколения варьировал от 1,8 до 3,3 кг/м2. Максимальная урожайность кг/м2, была получена у линии №19м-2. Дисперсионный анализ урожайности линий редьки европейской летней показал, что только 2 линии (19м-1,19м-2) имели урожайность достоверно превышающую исходную урожайность сортов в коллекционном питомнике. Объяснить это можно вероятно всего влиянием двукратного инбридинга (таблица 4).

Степень инбредной депрессии по признаку средней массы корнеплода у инбредных линий 12, редьки европейской летней варьировала от 0,407 до -0,386. Депрессия отсутствовала в двух (15д-2 и 17м-4) линиях из 12.

Доля товарных корнеплодов варьировала от 10,4 до 100,0 %. Наибольшее количество было выявлено у линий №7д-3 - 100%, №19м-1—

87,7%, №15д-2- 86,89%. 7 лучших линий из 12 имели товарность от 60 до 100% (рисунок 1). ____

15Д-2

17м-4 19М-1 19М-2 21М-2 5о-2 7Д-3 Инбредные линии 2-го поколения

Рисунок 1 - Характеристика урожая корнеплодов инбредных самонесовмсстимых линий 12 редьки европейской летней, 2011 г.

Процент недогонов колебался от 0,0 до 89,6 %. Наибольший показатель был у образца №20м-5. Увеличение доли недогонов можно объяснить тем, что в формирующихся линиях происходит деление по признаку спелости (скороспелости, среднеспелости и позднеспелости). Больных корнеплодов не обнаружено. Процент треснувших корнеплодов колебался от 0,0 до 7,1%.

3.7 Инбридинг и отбор линий редьки европейской зимней из популяции сорта Зимняя круглая черная для гомозиготизации по морфологическим признакам

Длина листа находилась в пределах от 26,6 до 50,2 см. Ширина листа изменялась от 7,7 до 12,2 см. Минимальные параметры были выявлены у линии №87(1>3, максимальные у линии №86(2)-5. Средняя длина корнеплода у инбредных линий 3-го поколения находилась в пределах 2,8...6,8 см. Наименьшая длина была у линии №83(1)-1, а наибольшая у линии №87(4)-3. Средний диаметр корнеплода колебался от 3,5 до 7,6 см. Наименьший диаметр был у линии №83(1)-1,а наибольший у линии №87(4)-3. Индекс формы корнеплода изменялся от 0,72 до 1,12.

Коэффициент вариации по признаку «длины корнеплода» у исходных образцов находился в пределе от 5,6 до 13,7%. В 2011 году у инцухтированных линий редьки европейской зимней 3-го поколения произошло уменьшение коэффициента вариации по признаку «длины корнеплода» отобранных из исходных образцов сортопопуляции Зимняя круглая черная 1 образца: с 11,9 до 8,5 %, из 2 образца с 6,3 до 6,2%, из 4 образца 13,7 до 4,4 %.

Коэффициент вариации по признаку «диаметр корнеплода» у исходного материала изменялся от 4,5 до 9,9%. В 2011 году у инцухтированных линий

редьки европейской зимней 3-го поколения коэффициент вариации по признаку «диаметр корнеплода» у инбредных линий 3-го поколения отобранных из исходных образцов сортопопуляции Зимняя круглая черная у 1 образца показатель снизился с 8,1 до 2,9 %, у 2 образца с 9,9 до 1,0%, у 3 образца с 4,5 до 2,4%, у 4 образца с 6,4 до 3,5%.

Коэффициент вариации по признаку «индекс формы» у исходных образцов находился в пределе от 7,4 до 13,2%. В 2011 году коэффициент вариации по признаку «индекс формы» у инбредных линий 3-го поколения отобранных из исходных образцов сортопопуляции Зимняя круглая черная уменьшился у 1 образца с 11,9 до 6,0%, у 2 образца снизился с 10,9 до 6,9%,у 4 образца также снизился с 13,2 до 10,8%.

Коэффициент выравненное™ по длине находился в пределах от 72,9 до 95,6%, по диаметру корнеплода от 82,2 до 99,0%, по индексу формы от 81,3 до 97,6. Наиболее выравненные линии №86(2)-3, №87(4)-3, №23(2)-1, №86(2)-1, №85(4)-2, №19(1)-8. Наименьшую массу корнеплода имели линии: №22(1)-2 и №83(1)-1- 100 г, а наибольшая масса была у линий №85(5)-1 и №87(1)-2.

Урожайность инбредных линий 3-го поколения варьировала от 1,45 до 4,02 кг/м2. Максимальная урожайность была получена у линии №87(1)-2 (таблица 5).

Таблица 5 - Урожайные и продуктивные признаки инбредных самонесовместимых линий редьки европейской зимней, 2011 г._

№ п. п. Линия 1з Урожайность, кг/мг Доля корнеплодов от общей массы растения, (%) Масса товарного корнеплода, г

1 19(1)-2 2,90 35,43 200,0

2 23(2)-1 3,03 59,08 209,0

3 82(1)-1 2,09 36,04 144,0

4 83(4)-4 2,13 46,75 147,0

5 85(5)-1 3,63 62,43 250,0

6 85(5)-2 2,16 43,12 149,0

7 85(5)-4 2,42 36,30 167,0

8 85(5)-5 2,86 44,32 197,0

9 86(2)-2 2,66 58,10 ■ 184,0

10 86(2)-5 2,10 37,38 145,0

11 87(1)-2 4,02 66,67 277,0

12 87(4)-3 3,41 59,85 235,0

Среднее по линиям 2,17 49,28 150,0

Ср. по исх. образцам 2,57

НСРоз 0,08

Дисперсионный анализ урожайности линий редьки европейской зимней показал, что только 7 линий из 28 имели урожайность, достоверно превышающую исходную урожайность образцов в коллекционном питомнике. Объяснить это можно вероятно всего влиянием трехкратного инбридинга.

Степень инбредной депрессии средней массы корнеплода инбредных линий 13, редьки европейской зимней варьировала от 0,654 до -0,739. Из 28 линий депрессия по признаку «масса корнеплода» была отмечена у 22 линий. В 6 инбредных линиях 3-го поколения выявлено увеличение средней массы корнеплода. Все эти линии показали наибольшую урожайность.

Доля товарных корнеплодов варьировала от 37,2 до 100,0 %. Наибольшее количество было выявлено у линий №85(5)-2 и №86(2)-2— 100%, №87(4)-3- 94,2%. Процент недогонов изменялся от 0,0 до 62,8 %. Наибольший показатель был у линии №23(2)-2. Из 28 линий уровень товарности от 60 до

самонесовместимых линий 13 редьки европейской зимней, 2011 г.

Больных корнеплодов не обнаружено. Число треснувших корнеплодов колебалось от 0,00 до 15,2%.

3.8 Инбридинг и отбор линий редьки европейской зимней для гомозиготизации по морфологическим признакам

Число листьев инбредных линий второго поколения варьировало от 6 до 11 шт. Длина листа колебалась от 37,8 до 47,8 см. Ширина листа изменялась от 8,6 до 12,2. Минимальная длина листа была у линии №1(2)-3, а максимальная у линии №12(2)-1, минимальная ширина листа у линии №8(10)-1, максимальная ширина у №1(2)-3.

Средняя длина корнеплода у инбредных линий 2-го поколения находилась в пределах 4,4...7,1 см. Наименьшая длина была у линии №11(2)-1, а наибольшая у линии №10(1)-1. Средний диаметр корнеплода колебался от 4,5 до 6,9 см. Наименьший диаметр был у линии №8(10)-1,а наибольший у линии №8(15)-1. Индекс формы корнеплода изменялся от 0,68 до 1,29. По

форме корнеплода линии распределились на: округлую - 53%, , плоскоокруглую - 33%, округло-плоскую - 7%, округло-овальную - 7%.

Коэффициент вариации по признаку «длины корнеплода» у исходных сортообразцов находился в пределе от 7,2 до 28,4%, В 2011 г отмечено уменьшение коэффициента вариации у линий, отобранных из сорта: Вил Балликасир на 1,5%, Runder shvarren -14,2%, Ночка- 4,0%, Зимняя черная -7,5%. Так же произошло увеличение коэффициента вариации у линий, , отобранных из сорта Сквирская черная на 4,7% и Сквирская белая на 4,8% по I сравнению с исходным материалом. Коэффициент вариации по признаку ; «диаметр корнеплода» у исходного материала колебался от 6,1 до 21,4%, В 2011 г выявлено уменьшение коэффициента вариации у линий, отобранных из сорта: Вил Балликасир на 3,3%, Runder shvarren - 13,7%, Ночка - 2,5%, Зимняя черная - 6,7%. Так же произошло увеличение коэффициента вариации у , линий, отобранных из сорта Сквирская черная на 2,5% и Сквирская белая на ( 0,4% по сравнению с исходным материалом.

Коэффициент вариации по признаку «индекс формы» у исходных образцов находился в пределе от 6,1 до 15,2%. В 2011 г произошло уменьшение коэффициента вариации у линий, отобранных из сорта: Ночка -2,3%, Зимняя черная -3,4%. Так же отмечено увеличение коэффициента 1 вариации у линий, отобранных из сорта Вил Балликасир на 2,2%, Runder 1 shvarren на 1,3%,Сквирская черная на 9,6% и Сквирская белая на 4,1% по сравнению с исходным материалом.

Коэффициент выравненное™ по длине корнеплода находился в | пределах от 78,1 до 95,1%, по диаметру от 85,6 до 97,6%. Показатель выравненное™ индекса формы находился в пределах от 80,0 до 95,5%. Наиболее выравненные линии №8(10)-1и №1(2)-3.

Из 15 линий уровень товарности от 60 до 100 % был отмечен у 12 лучших линий (рисунок 3).

100 9080

50 -40 -

20 10

X X а а

□ Товарных ■ Нед огонов оэ Треснувших

Инбредные линии 2-го поколения

Рисунок 3 - Характеристика урожая корнеплодов самонесовместимых инбредных линий 12 редьки европейской зимней, 2011 г.

Доля товарных корнеплодов варьировала от 36,8 до 100,0 %. Наибольшее количество было выявлено у линий №10(1)-1 - 100%, №1(2)-6-83,1%

Процент недогонов изменялся от 0,0 до 63,2 %. Наибольший показатель был у линии №8(10)-1. Больных корнеплодов не обнаружено. Число треснувших корнеплодов колебалось от 0,00 до 25,8%. Наибольший показатель был у образца №8(9)-2.

Наименьшую массу корнеплода имела линия под №10(1)-3 - 116 г, а наибольшая средняя масса была у линии №8(15)-1— 237 г. Урожайность инбредных линий 2-го поколения варьировала от 1,68 до 3,43 кг/м2. Максимальная урожайность была получена у линии №8(15)-1, минимальная у линий №10(1)-3, №8(9)-5, №13(12)-1.

Таблица 6 — Проявление депрессии по признаку «средней массы корнеплода» у самонесовместимых инбредных линий 12 редьки европейской зимней, 2010 - 2011 гг.___

№ п.п. Линия Ь 2010 г 2011 г 5

1 К2)-1 300,0 140,0 • 0.533

2 1(2)-2 300,0 158,0 0.473

3 К2)-3 300,0 151,0 0.497

4 1(2)-5 300,0 205,0 0.317

5 1(2)-6 300,0 169,0 0.437

6 10(1)-1 240,0 213,0 0.113

7 10(1)-3 240,0 116,0 0.517

8 11(2)-1 210,0 146,0 0.305

9 12(2)-1 240,0 175,0 0.271

10 13(12)-1 350,0 143,0 0.591

И 13(12)-2 350,0 143,0 0.591

12 8(10)-1 200,0 175,0 0.125

13 8(15)-1 310,0 237,0 0.235

14 8(9)-2 300,0 156,0 0.480

15 8(9)-5 300,0 139,0 0.537

Степень инбредной депрессии средней массы корнеплода инбредных линий 12, редьки европейской зимней варьировала от 0,113 до 0,591. По всем линиям она имела положительный характер (таблица 6).

3.9 Анализ процесса создания самоопыленных самонесовместимых линий редьки европейской во времени и в пространстве

Процесс создания самоопыленных самонесовместимых линий редьки европейской осуществлялся по следующим этапам:

Коллекционный питомник — посев в открытом грунте сортовых семян редьки европейской зимней с 10 по 15 июля, уборка — 22 сентября, закладка на хранение (1 этап) (рисунок 4). Посадка маточников редьки зимней в защищенный грунт с 20 по 28 февраля, во время наступления периода

бутонизации переходящий в цветение проводят заизолирование соцветий, после раскрытия цветков проводят опыления в фазу бутонов (гейтеногамно) и в фазу цветков (автогамно), после опадения лепестков изоляторы снимают, для нормального развития стручков.

Рисунок 4 — Схема получения двухлинейных гибридов Р[ редьки европейской на основе самонесовместимости (этапы)

Уборка семян производится в фазу восковой спелости 25-30 июня, с последующим дозариванием, отдельно с каждого растения. После тщательного анализа стручков, путем подсчета семян в стручке от опыления бутонов и цветков рассчитывают уровень самонесовместимости, семена с тех растений, у которых завязались семена (при автогамном опылении) отбраковывались. В дальнейшей работе используют семена с растений только со строгой самонесовместимостью (этап 2).

Селекционный питомник. Посев в открытом грунте семян с 10 по 15 июля, уборка 20-23 сентября, во время которой проходит оценка корнеплодов

(маточников), причем образцы с недогонами и другими повреждениями отбраковываются. Закладка маточников на хранение (этап 3).

Коллекционный питомник - посев в защищенном грунте сортовых семян редьки европейской летней с 10 по 25 марта (этап 1). Уборка корнеплодов с 20 апреля по 15 мая, яровизация в течение 10 дней. Посадка маточников редьки летней в групповые изоляторы с 1 по 25 мая, во время наступления периода бутонизации переходящего в цветение проводят заизолирование соцветий, после раскрытия цветков опыляют их в фазу бутонов (гейтеногамно) и в фазу цветков (автогамно), после опадения лепестков изоляторы снимают, для нормального развития стручков.

Уборка семян производится в фазу восковой спелости 10-25 августа, с последующим дозаривание, отдельно с каждого растения. После тщательного анализа стручков, путем подсчета семян в стручке от опыления бутонов и цветков рассчитывают уровень самонесовместимости, семена с тех растений, у которых завязались семена (при автогамном опылении) отбраковываются. В дальнейшей работе используют семена с растений только со строгой самонесовместимостью (этап 2).

Селекционный питомник. Посев в защищенном грунте семян с 10 по 25 марта, уборка с 20 апреля по 15 мая, во время которой проходит оценка корнеплодов (маточников), причем образцы с недогонами и другими повреждениями отбраковывают. Закладка маточников на кратковременную яровизацию (10 суток). После этого корнеплоды высаживают в групповые изоляторы для оценки семенных растений на самонесовместимость (этап 3).

У линии, отобранной из сорта Майская во 2 поколении увеличилось число самонесовместимых растений от 19 до 26% (таблица 7).

При изучение проявления самонесовместимости в потомстве редьки европейской летней сорта Майская было выявлено, что недостаточно использование растений с показателем уровня самонесовместимости в пределах не превышающих 20%, в последующем это может вызвать появление псевдосамонесовместимых линий. Таким образом, этот уровень отбора необходимо снизить до 10%.

Таблица 7 - Проявление самонесовместнмости редьки европейской в процессе инцухтирования, 2009-2011 гг.__

Поколение/ Сорт Редька европейская летняя Редька европейская зимняя

Майская Зимняя круглая черная Ночка

11 21(4) 19(3) 15(7)

к 39(10) 30(15) 35(26)

Ь - 60(45) -

* 2 1 2

X 9 10 6

() количество самонесовместимых (шт.) из общего количества растений * число псевдосамонесовместимых растений, шт.

х число растений со слабой самонесовместимостью (ЯЯ не превышает 20%), шт.

У линии, отобранной из сорта Ночка во 2 поколении увеличилось число самонесовместимых растений от 47 до 74%. Так же наблюдали проявление псевдосамонесовместимых растений и растений с слабой самонесовместимостью. У линии, отобранной из сорта Зимняя круглая черная в 3 поколении увеличилось число самонесовместимых растений от 15 до 75%. Так же наблюдали проявление псевдосамонесовместимых растений и растений с слабой самонесовместимостью.

Глава IV. ПРЕОДОЛЕНИЕ САМОНЕСОВМЕСТИМОСТИ ПРИ

ОБРАБОТКЕ ЦВЕТКОВ РАСТВОРОМ ХЛОРИДА НАТРИЯ НА ПРИМЕРЕ РЕДЬКИ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЗИМНЕЙ

Инбредная линия 1 поколения № 22-1 была отобрана из сорта европейского подвида «Зимняя круглая черная». В контроле при обработке цветков водой при всех экспозициях наблюдается строгая самонесовместимость, т.е. семена не завязывались.

Варьирование завязываемости семян при обработке цветков раствором хлорида натрия было в пределах от 0 до 7 семени на стручок.

Наибольшая завязываемость отмечается при использовании хлорида натрия в концентрации 3% и времени от обработки до опыления 20 мин — 7 семян на стручок.

Инбредная линия 1 поколения № 19л-1 была отобрана из сорта европейского подвида «Зимняя круглая черная». В контроле при обработке цветков водой при всех экспозициях наблюдается строгая самонесовместимость, т.е. семена практически не завязывались (таблица 8).

Таблица 8 - Завязываемость семян инбредной линии 1 поколения редьки европейской зимней 19л—1 в зависимости от концентрации хлорида натрия и экспозиции, (шт./стручок) 2010 г.

Концентрация хлорида натрия, % Экспозиция, мин. Среднее

10 20 30 40

0 (дист.вода) 1,0 0,0 0,0 0,0 0,3

2 3,0 1,0 4,0 4,0 3,0

3 3,0 7,0 9,0 6,0 6,5

4 4,0 0,0 4,0 4,0 3,0

5 2,0 0,0 4,0 5,0 2,4

Среднее 2,0 п 2,0 4,0 4,0

НСР05(экспозиция) = 3,0 НСР05(концентрация) = 3,04

самоопыление - 0,3 шт./стручок Инбредная линия 1 поколения № 85л -4 была отобрана из сорта европейского подвида «Зимняя круглая черная». Линия №85л-4 обладает слабым аллелем гена самонесовместимости. При автогамном опылении цветков, обработанных водой, в среднем на стручках завязалось 0,8 семян. Использование такой линии в семеноводстве может привести к большой примеси семян, завязавшихся от самоопыления и сибсов.

Высокую завязываемость у этой линии мы отметили уже при обработке хлоридом натрия в концентрации 2%. В среднем такая обработка увеличила

завязываемость уже в 4 раза в сравнении с контролем. Высокая завязываемость наблюдается при обработках в концентрациях 3 и 4%, причем в первом варианте завязываемость увеличилась более чем в 7 раз.

У линии №87л~4 самонесовместимость менее строгая, в контроле завязываемость составила 0,4 семени на стручок. Максимальная завязываемость отмечена при обработке цветков раствором хлорида натрия в концентрации 3% при экспозиции 30 мин. Варьирование завязываемости семян при обработке цветков раствором хлорида натрия было в пределах от 0 до 9 семян на стручок.

Было определено, что максимальная завязываемость семян достигается при обработке рыльца пестика раствором хлорида натрия в концентрации 3% за 20-30 мин до опыления.

ВЫВОДЫ

1. Анализ коллекции редыш европейской летней и зимней, включающей одиннадцать образцов, показал, что необходимо брать весь материал в работу по выявлению самонесовместимых растений, исходные признаки которых нам известны.

2. В процессе изучения сортов редьки европейской летней было выявлено что: у сорта Сударушка наибольшая доля растений с строгой самонесовместимостью составила 40,0%. Доля растений с высокой самонесовместимостью и хорошей завязываемостыо в бутонах была 20,0%.

3. В ходе изучения сортов редьки европейской зимней было выявлено что: у сорта Сквирская белая часть растений с высокой самонесовместимостью находилась в пределах 50%. Доля растений с строгой самонесовместимостью и хорошей завязываемостью в бутонах составила 33,3%.

4. Выделены инбредные линии редьки европейской летней: №19м-2 с урожайностью - 3,3 кг/м2, массой товарного корнеплода - 67 г; №15д-2 - 3,1 кг/м2, массой товарного корнеплода — 61 г., наибольшее количество товарных корнеплодов - 86,9%. Доля корнеплода от общей массы растения у этих линий была в пределах 70,2-71,6%. Степень инбредной депрессии по признаку средней массы корнеплода у инбредных линий 12, редьки европейской летней варьировала от 0,407 до -0,386.

5. Была получена инбредная самонесовместимая линия 13 редьки европейской зимней №87(1)-2 с урожайностью 4,02 кг/м2, массой товарного корнеплода 277 г, наибольшее количество товарных корнеплодов — 85,8%, доля корнеплодов от общей массы растений - 66,67%.Степень инбредной депрессии средней массы корнеплода инбредных линий 13, редьки европейской зимней, полученных из сортопопуляции, варьировала от 0,654 до -0,739.

6. Получены инбредные самонесовместимая линии 12 редьки европейской зимней: №8(15)-1 с урожайностью 3,43 кг/м2; №10(1)-1 урожайностью 3,13 кг/м2, массой товарного корнеплода 213 г., наибольшее количество товарных корнеплодов - 100%. Степень инбредной депрессии

средней массы корнеплода инбредных линий 12, редьки европейской зимней, полученных из коллекции, варьировала от 0,113 до 0,591.

7. Создана селекционно-семеноводческая схема получения семян линий редьки европейской за один год с использованием защищенного грунта, включающая: оценка коллекции; выделение самосовместимьгх растений из коллекционного материала; создание самонесовместимых линий путем инбридинга и отбора; оценка линий на ОКС и СКС; создание гибридов ¥¡1 производство гибридных семян; поддержание и размножение самонесовместимых линий.

8. Анализ полученных результатов показывает, что уровень отбора растений на самонесовместимость необходимо снизить до 10%. Трехлетняя работа по созданию самоопыленых самонесовместимых линий позволило увеличить число самонесовместимых растений от 15 до 75% в инбредной линии 3-го поколения.

9. Было определено, что максимальная завязываемость семян достигается при обработке рыльца пестика раствором хлорида натрия в концентрации 3% за 20-30 мин до опыления.

РЕКОМЕНДАЦИИ СЕЛЕКЦИОННЫМ УЧРЕЖДЕНИЯМ Селекционным учреждениям рекомендуется следующая схема использования защищенного и открытого грунта при ведении селекционно-семеноводческой работы редьки европейской летней и зимней.

Посадка маточников редьки зимней в защищенном грунте с 20 по 28 февраля, уборка семян 25-30 июня (в восковой спелости семян), посев семян на маточники в открытом грунте 10-15 июля.

Посев семян на маточники редьки летней в защищенном грунте с 10 по 25 марта, уборка корнеплодов с 20 апреля по 15 мая, яровизация в течение 10 суток, высадка в открытый грунт под изоляторы с 1 по 25 мая, уборка семян с 10 по 25 августа (в восковой спелости семян).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ В журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Косенко М.А. Возделывание редьки летней европейского подвида в защищенном и открытом грунте./ М.А. Косенко, В.И. Леунов// Гавриш. — 2011, №5.

2. Косенко М.А. Создание линий для получения гетерозисных гибридов редьки на основе самонесовместимости./М.А.Косенко, В.И. Леунов//Картофель и овощи. - 2011, №8 с (27-28).

3. Косенко М.А. Оценка инбредных самонесовместимых линий редьки европейской зимней по хозяйственно - ценным признакам /М.А.Косенко //Картофель и овощи. — 2012, №2 с 30.

Другие издания:

4. Косенко М.А. Изучение самонесовместимости редьки европейской. Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. Материалы 6 Всероссийской дистанционной научно - практической

конференции, студентов, аспиракгов, молодых ученых, п. Персиановский, 2009,-с 15-16 с.

5. Косенко М.А. Экологическая характеристика редьки европейской. Инновационные подходы в решении экологически проблем сельскохозяйственного производства. / М.А. Косенко, Т.Г. Косенко//Материалы Всероссийской научно-практической конференции 25-26 ноября 2009г.п. Персиановский 2010,174 с.

6. Косенко М.А. Оценка исходного материала зимней редьки европейского подвида по морфологическим, селекционным и хозяйственно ценным признакам для получения самонесовместимых линий. / М.А. Косенко, В.И. Леунов, А.Н. Ховрин //Овощеводство сборник научных трудов, РУП «Институт Овощеводства» Минск, 2010 - Т. 17. - 112-116 с.

7. Косенко М.А. Получение самонесовместимых линий редьки европейской зимней. Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы. / М.А. Косенко, В.И. Леунов, А.Н. Ховрин //II Международная научно-практическая конференция (2-4 августа 2010 года). Материалы докладов, сообщений./ВННИИССОК. - М.: Изд-во ВННИИССОК,

2010 —Т. 1.-612 с.

8. Косенко М.А. Создание самонесовместимых линий летней европейской редьки. / М.А. Косенко, В.И. Леунов, А.Н. Ховрин//Сборник научных трудов по овощеводству и бахчеводству к 80-летию со дня основания ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства, 2011. -С. 380-381

9. Косенко М.А. Оценка самонесовместимых линий редьки европейской. Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве. /М.А.Косенко //Материалы 7 Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых, 6 мая

2011 года/ редкол.: А.И. Бараников и др. - пос. Персиановский: изд-во ДонГАУ, 2011 - 80 с (43-46)

Ю.Косенко М.А. Европейская редька: биология, сорта и технология возделывания./ М.А. Косенко, В.И. Леунов//Вестник овощевода. - 2011, №5. 11. Косенко М.А. Изучение самонесовместимых линий редьки европейской. Современные проблемы устойчивого развития агропромышленного комплекса России. /М.А.Косенко //Материалы 8 Всероссийской дистанционной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых/ редкол.: А.И. Бараников и др. - пос. Персиановский: изд-во ДонГАУ, 2011 - 125 с (1213)

Подписано в печать 03.04.2012 г. Формат 60х841/]б. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 36.

Отпечатано в типографии ООО «Петит» 140180, г. Жуковский, ул. Энергетическая, 7а. (495) 556-17-30 petit@trancom.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Косенко, Мария Александровна, Москва

61 12-6/411

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ _ ИНСТИТУТ ОВОЩЕВОДСТВА_

УДК: 635.153:635 -152

На правах рукописи

СОЗДАНИЕ ИСХОДНЫХ ЛИНИЙ НА ОСНОВЕ САМОНЕСОВМЕСТИМОСТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИБРИДОВ Ж! РЕДЬКИ ЕВРОПЕЙСКОЙ {Яаркапш яяйуил Ь. уаг. дейЧ>м?)

Специальность 06.01.05. - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

В.И.Леунов

МОСКВА 2012

Содержание

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

ГЛАВА I.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...................................................... 6

1.1 Биологическая характеристика и ботаническая классификация редек и

редиса.......................................................................................

1.2 Болезни и вредители рода Яаркапт БаИут Ь................................. 11

1.3 Хозяйственное значение............................................................ 13

1.4 Селекция редьки и других корнеплодов семейства капустных............ 16

1.4.1 Основные направления в селекции редьки.................................... 1В

1.4.2 Использование гетерозиса в селекции редьки................................ 20

1.4.3 Самонесовместимость и ее использование в селекции капустных

культур......................................................................................

1.4.3.1 История изучения самонесовместимости................................. 27

1.4.3.2 Выделение самонесовместимых растений................................. 29

1.4.3.3 Влияние состояния цветков и условий среды на проявление

самонесовместимости....................................................................

1.4.3.4 Техника гибридизации капустных культур............................... 33

1.4.3.5 Преодоление самонесовместимости при обработки цветков

раствором хлорида натрия..............................................................

ГЛАВА II. ЦЕЛЬ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИИ.......................................................................

2.1 Цель и задачи исследований...................................................... 37

2.2 Материал и методика проведения исследований............................... 39

2.3 Место и условия проведения исследований................................... 41

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.................................... 55

3.1 Оценка коллекционного питомника редьки европейской летней по морфологическим, фенологическим, хозяйственно-ценным

признакам............................................................................................................. 55

3.2 Оценка коллекционного питомника корнеплодов редьки европейской

зимней по морфологическим, фенологическим, и хозяйственно-ценным

признакам...................................................................................

3.3 Отбор самонесовместимых растений из популяции редьки сорта

Зимней круглой черной..................................................................

3.4 Проявление самонесовместимости у растений из коллекционного

материала редьки европейской зимнеи..............................................

3.5 Выделение самонесовместимых растений из коллекционного материала редьки европейской летней............................................... у g

3.6 Инбридинг и отбор линий редьки европейской летней для гомозиготизации по морфологическим признакам................................ ^

3.7 Инбридинг и отбор линий редьки европейской зимней из популяции сорта Зимняя круглая черная для гомозиготизации по морфологическим признакам................................................................................... 92

3.8 Инбридинг и отбор линий редьки европейской зимней для

102

гомозиготизации по морфологическим признакам................................

3.9 Анализ процесса создания самоопыленных самонесовместимых линий 112

редьки европейской во времени и в пространстве.................................

ГЛАВА IV. ПРЕОДОЛЕНИЕ САМОНЕСОВМЕСТИМОСТИ ПРИ

1 1 /Г

ОБРАБОТКИ ЦВЕТКОВ РАСТВОРОМ ХЛОРИДА НАТРИЯ НА ПРИМЕРЕ РЕДЬКИ ЕВРОПЕЙСКОЙ ЗИМНЕЙ..................................

ВЫВОДЫ........................................................................................................................................................................120

РЕКОМЕНДАЦИИ СЕЛЕКЦИОННЫМ УЧРЕЖДЕНИЯМ..........................................122

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................................123

ПРИЛОЖЕНИЕ...................................................................................135

ВВЕДЕНИЕ

В Российской Федерации на период 2011 года в Госреестр включено 155 сортов, из которых 10 - редька зимняя, 5 - редька летняя, 129 - редис, 11 -лоба, и 24 гибрида Fi - редиса. В отечественном ассортименте наблюдается недостаток сортов летней редьки для возделывания в защищенном грунте и зимней редьки, устойчивой к вредителям и обладающей повышенной лежкостью.

Селекция Fi гибридов капустных культур базируется на использовании физиологической спорофитной самонесовместимости и цитоплазматической мужской стерильности. В нашей стране большинство Fj гибридов капусты создано на основе самонесовместимости.

Начиная с 30-х годов 20 века, у многих видов семейства капустных (Brassicacea.), включающего в себя экономически важные кормовые, технические и овощные культуры Fi гибриды получают, используя, главным образом самонесовместимость.

Производство гибридных семян Fi имеет фундаментальное значение в современном овощеводстве как в отношении повышения урожайности и качества выращиваемой продукции, так и получаемой прибыли.

Предметом исследований были особенности генетического контроля самонесовместимости и хозяйственных признаков редьки европейской подвида зимней и летней

Объектом исследований служили сорта, линии редьки европейского подвида, зимней и летней.

Научная новизна работы.

Впервые проведена селекционная работа по выявлению самонесовместимых растений и созданию на их основе инбредных линий 2-го и 3 - го поколения зимней и летней редьки европейской подвида. Определены временной промежуток и концентрация раствора хлорида натрия для размножения линий на примере редьки европейской зимней.

Практическая значимость.

В результате получено 55 самонесовместимых инбредных линий редьки европейской летней и зимней, доведенных до 2 - 3 поколения. Создана селекционно-семеноводческая схема получения семян линий редьки европейской за один год с использованием защищенного грунта, включающая: оценка коллекции; выделение самосовместимых растений из коллекционного материала; создание самонесовместимых линий путем инбридинга и отбора; оценка линий на ОКС и СКС; создание гибридов Рь производство гибридных семян; поддержание и размножение самонесовместимых линий.

Положения выносимые на защиту:

• Линейный материал редьки европейской летней; созданный на основе самонесовместимости;

• Линейный материал редьки европейской зимней; созданный на основе самонесовместимости;

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Биологическая характеристика и ботаническая классификация редек и редиса

Редька относится к ботаническому виду Raphanus sativus L., семейству Капустные - Brassicaceae Burnett.

В отличие от редиса редька - двулетнее растение. Корнеплоды, образующиеся в первый год, богаты минеральными солями, углеводами и витаминами и поэтому являются ценным питательным продуктом, особенно весной. Кроме того, они обладают бактерицидными свойствами.

Основное отличие редьки от редиса - очень высокая скороспелость редиса. Редис и редька различаются величиной корнеплода и продолжительностью периода вегетации. Корнеплод редиса растет в течение 25...45 дней, и достигает у разных сортов массы 10... 100 г. Корнеплод редьки формируется в течение более длительного времени - от 60 ...80 до 100... 140 дней и достигает массы у раннеспелых сортов 0,1... 1 кг, у позднеспелых - 2.. .8 кг и более (Тараканов Г.И. и др., 1993).

Корнеплод редьки крупный, круглый, конусовидный или цилиндрический. Поверхность коры белая, черная, коричневая, фиолетовая, розовая. Кора толстая, мякоть белая, сочная, плотная, с приятным, но горьким вкусом. В корнеплодах содержатся сахара, белки, витамины, минеральные соли, клетчатка, бактерицидные вещества и другие ценные компоненты. На второй год жизни у редьки формируются семенные растения. Листья большие, рассеченные, опушенные, собраны в большую розетку. Стебель в первый год сильно укороченный. Во второй год образуется цветонос. Он разветвленный и достигает в высоту 1,6 м. Соцветие - «кисть». Цветки белые, розовые или лиловые. Строение цветка такое же, как у репы и брюквы. Чашечка состоит из четырех листочков, венчик четырех лепестный, тычинок шесть, пестик один, завязь верхняя, двугнездная (Пивоваров В.Ф., 1999).

Плод - нераскрывающийся стручок, его форма от удлиненно -цилиндрической до вздуто - короткой. У сортов европейской группы стручки мягкие, без перетяжек, внутри на отдельные семенные гнезда не делятся, в зрелом состоянии раскалываются вдоль. Стручки сортов японской группы твердые, внутри разделены на гнезда, в зрелом состоянии разламываются на отдельные членики. У сортов китайской группы стручки промежуточного строения.

На рост и размеры корнеплода, по мнению A.C. Паламарчука (1949), влияют следующие факторы:

1. активность частей проростка, из которых формируется корнеплод;

2. активное развитие и жизнедеятельность боковых корней корнеплода;

3. развитие частей корнеплода в соответствующей среде - часть проростка, формирующая корнеплод, но не образующая корней - над почвой (воздушная среда), часть проростка, несущая на себе боковые корни - в почве;

4. оптимальная глубина заделки семян.

Переход к генеративной фазе требует яровизации и стимулируется длинным днем. При температуре от +5 до +8°С заложение цветков происходит уже через 10-20 дней. Редька, по-видимому, обладает лишь количественной потребностью в яровизации, поскольку переход к цветению наблюдается и при температуре выше 20°С, конечно, только через несколько недель после достижения корнеплодами товарной спелости (Круг Г.,2000).

Цветение начинается через 35 - 40 дней после посадки корнеплодов и длится 30 - 45 дней. Это растение длинного дня. Увеличение продолжительности дня вызывает ускорение цветения и плодоношения. Редька - перекрестноопыляющееся растение. Легко переопыляется с редисом и дикой редькой (Прохоров И.А. и др., 1997).

Семенное растение имеет центральный стебель и ветви первого, второго, третьего порядков. Высота семенников от 60 до 130 см. Цветки опыляются

пчелами и ветром, могут опыляться своей пыльцой. Степень выполненности плодов выше при свободном опылении (Сазонова Л.В., Власова Э.А., 1985).

При самоопылении семян завязывается очень мало в связи с четко выраженной самонесовместимостью. Растения из самоопыленных семян слабые и менее продуктивные. Жизнеспособность пыльцы сохраняется в течение лишь двух часов. От момента вскрытия пыльников до полного высыпания пыльцы проходит 5-9 часов. У редьки при искусственной гибридизации возможно самоопыление в пределах растения. В пределах одного цветка оплодотворение не происходит (Пивоваров В.Ф., Гужов Ю.Л., Лебедева А.П., 1999).

Сорта свободно переопыляются между собой, а также с культурной и дикой редькой и нуждаются в пространственной изоляции на открытых местах не менее 2 км, в защищенных местах - 600 м. Цветение этих растений совпадает, поэтому дикую редьку необходимо удалять в посевах и в радиусе до 300 м от семенного участка редьки (редиса).

После оплодотворения плод растет около 20 дней, после чего наступает молочная спелость семян. К началу созревания семена приобретают типичную для сорта окраску. Из-за неоднородного цветения семена на ветвях разных порядков созревают в течение 42 - 77 дней. От посева семян до созревания семенников проходит 160 - 170 дней, а от высадки технически спелых корнеплодов до созревания семян 110 - 125 дней (Агапов С.П., 1957).

Продуктивность куста редьки 20 - 50 г. Семена похожи на семена редиса, но мельче. Сохраняют всхожесть 3-5 лет. Промеры, проведенные на семенах редьки сорта Зимняя круглая черная, показали, что длина их в среднем составляет 3 мм, ширина 2,4 - 2,5, толщина 1,9 мм. Индекс формы 1,3 - 1,4. Угол естественного откоса 30 - 32°. Масса 1000 семян 9 - 10 г. Натура 670 - 700 г. Плотность семян 1,15 г/см3. Масса 1 м3 семян 690 кг. Плотность семенной массы 59,6 - 60,7, скважность 39,3 - 40,4%. Аэрация 57,6 мл на ЮОг семян. Биохимический анализ семян редьки показал, что в их клетках содержится

около 40 % жирного масла и до 30% белка. Это основные запасные питательные вещества. Другие вещества содержатся в значительно меньших количествах. Семена редиса от семян редьки можно отличить по строению тканей семенной кожуры. Первый наружный слой - эпидермис: у редиса волнистый и с удлиненными клетками, а у редьки он ровный и состоит из более коротких клеток. Следующие два ряда тонкостенный паренхимных клеток у редиса имеют более толстые поперечные стенки, чем у редьки, поэтому под микроскопом поверхность кожуры имеет вид редко размещенных многоугольников, тогда как у редьки они тесно сближены. Семена редьки поглощают воды меньше, чем семена редиса (Лудилов В.А., 2005).

В открытом грунте всходы появляются при температуре 8°С через 13-20 суток, при 1ГС - через 10 - 15, при 18°С - через 4-6, при 25°С - через 3-5 суток. По требованиям к условиям выращивания редька не отличается от редиса (Пивоваров В.Ф., 1999).

Семена капусты белокочанной, редиса и редьки имеют широкий диапазон температур прорастания - от 2 до 30°С. Оптимальной для прорастания их семян является температура 25 °С, при которой обнаруживаются самые высокие темпы прорастания. Минимальной температурой прорастания семян изучаемых крестоцветных культур являются 2°С, а максимальная лежит между 31 и 35°С (Андреева E.H.,1974).

Существует несколько версий о месте происхождения корнеплодной редьки. Н.И. Вавилов (1926, 1935, 1959) считал, что возделываемые формы корнеплодной редьки возникли в трех центрах: Юго-западно-азиатском, Средиземноморском и Восточно-азиатском, в соответствии с развитием древних земледельческих цивилизаций.

Редька относится к роду Raphanus, виду Raphanus sativus L., к подвиду редька sbbsp. hybernus Alef. (по Синской E.H.), который включает разновидности var. albus D.C (корнеплод белый), var. niger Sinsk. (корнеплод

черный), var. grisens D.C. (корнеплод серый), var. rubrus Sinks, (корнеплод красный или розовый), var. violancens Sinsk (корнеплод фиолетовый).

Сорта представлены тремя географическими группами - европейской,

китайской и японской.

Европейские сорта имеют рассеченные листья (число боковых долей от 3 до 8 пар), корнеплоды округлой, овальной и длинной конической формы с белой, черной, серой и фиолетовой окраской. В нашей стране распространена белая и черная редька. Также сорта редьки европейской подразделяются на зимние и летние.

Китайские сорта имеют цельные листья, корнеплоды округлой и овальной формы, окраска их белая, красная, фиолетовая, по размеру они крупнее европейских, вкус их более сладкий.

Японские сорта имеют опушенные, сильно рассеченные листья (число долей до 19 пар). Корнеплоды в основном длинные, очень крупные (до 16 кг), окраска их белая, вкус менее острый. Синская E.H. (1928) на основании изучения европейских, афганских, турецких и индийских форм R.sativus L. разработала дифференциальную классификацию европейских форм с учетом классификаций, предложенных ранее. Двулетние формы были отнесены к subsp. hybernus (AM.) Sinsk., а однолетние - к subsp. Radícula (Pers.j Sinsk.

Классификация Синской E.H. наиболее полно отражала разнообразие культурных форм, созданных к началу 30-х годов XX в. Она выделила четыре основных вида культурных Raphanus: европейская редька и редис, индийские редьки-редисы, японские редьки и стручковатый редис.

К середине 60-х годов в ВИР создана мировая коллекция корнеплодных и масличных форм R.sativus L., охватывающая большое географическое разнообразие, отражающая историческое и современное состояние селекции этой древней овощной культуры.

В результате ботанического и географического изучения мирового генофонда Сазоновой J1.B. (1971) была разработана внутривидовая

классификация R.sativus L. выделяется подвид европейская редька - ssp. sativus с группами разновидностей: зимняя редька convar. hybernus (Alef.) Sazonova; летняя редька - convar sativus Sazonova. Китайские редьки входят в группу разновидностей подвида ssp. sinensis (Mill.) Sazonova convar lobo Sazonova, a японская редька является подвидом ssp. raphanistroides (Makino) Sazonova.

Китайский подвид включает в себя 3 разновидности:

1. Редис китайский (сяо - лобу)

2. Редька китайская (лоба)

3. Редька масличная

Японский подвид:

1. Дайкон осеннее - зимний

2. Дайкон весеннее - летний

Европейский подвид:

1. Редька летняя

2. Редька зимняя

3. Редис европейский

Майские и летние редьки - скороспелые. II этап органогенеза у них заканчивается во второй половине вегетационного периода; они пред�