Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание раннеспелых самоопыленных линий кукурузы методом индуцированного мутагенеза

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание раннеспелых самоопыленных линий кукурузы методом индуцированного мутагенеза"

российская лкаделшя сельскохозяйственных наук

научно-производственное объединение

«подмосковье»

На правах рукописи

КОРОБОВА Наталья Александровна

создание раннеспелых самоопыленных линий кукурузы методом индуцированного мутагенеза (06.01,05, — селекция и семеноводство)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Немчнновка — 1992 г.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ «ПОДМОСКОВЬЕ»

На правах рукописи

КОРОБОВА Наталья Александровна

создание раннеспелых самоопыленных линий кукурузы методом индуцированного мутагенеза (06.01.05. — селекция и семеноводство)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Немчиновка — 1992 г.

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центральночерноземной полосы им. В. В. Докучаева в 1981 —1988 г.г.

Научный руководитель — кандидат сельскохозяйственных наук

Г. П. КОТОВА

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук,

член-корреспондент РАСХН А. А. ГОН-ЧАРЕНКО.

кандидат сельскохозяйственных наук

Е. В. СОЛОНЕЦКАЯ.

Ведущее предприятие — Краснодарский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П. П. Лукьяненко.

Защита состоится «

часов на заседании специализированного совета К-020.19.01 Научно-производственного объединения «Подмосковье» — 143013 Немчинов-ка-1 Московской области, Научно-производственное объединение «Подмосковье»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Научно-производственного объединения «Подмосковье».

Автореферат разослан « $ » 1!){)2 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат с.-х. наук 3. А. БУЦ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Для сельскохозяйственного производства и условиях Центрально-Черноземной зоны требуются гибриды кукурузы, относящиеся к двум группам спелости: раннеспелые (ИАО 150-200) и среднеранние (РАО 200-250). Именно возделывание этих форм позволяет получать гарантированные урожаи зерна. Для нормального созревания початков среднеспелых, и тем более, позднеспелых гибридов активного тепла не хватает. Поэтому одной из основных задач, стоящих перед селекционерами ЦЧП, относящейся к"северным районам кукурузосеяния, является создание высокопродуктивных раннеспелых гибридов кукурузы, устойчивых к болезням и вредителям, с высокой экологической пластичностью.

Отсутствие достаточного количества раннеспелых линий, обеспечивающих воспроизводство семян в этой зоне, сдерживает выведение таких гибридов. Следовательно, в настоящий момент все большую актуальность приобретает создание новых раннеспелых линий кукурузы, сочетающих скороспелость с рядом хозяйственно-ценных признаков: двухпочатковостью, хорошей семенной продуктивностью, высокой комбинационной способностью, устойчивостью к полеганию. Исходя из этого, в последние годы была проведена большая работа по выведению новых раннеспелых линий в отделе селекции и се'мено-водства кукурузы НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева с использованием индуцированного мутагенеза. •-(>.:•_

Цель и задачи исследований. Целью наших нсследовашгн'йрёду-сматривалось создание ценных мутантных линии, отлцникЯцкхо'я от исходной формы скороспелостью, хорошей семенной.продуктивностью и высокой комбинационной способностью. ,_■.;-! ,<.-:•; ц>;; • ■>

В связи с этим па изучение были поставлены 'Следующие "основные задачи: .шш'дрфнпл !!-г;п-(,. — сравнить мутагенный эффект о1ивоздЬ'йствля,зХ1{МИчеяк1Ш'соеди-

нений, гамма-лучей и электрического поля на исходный материал различного происхождения;

— определить специфичность мутагенов по выходу скороспелых мутантных линий с высокой комбинационной способностью;

— дать оценку выделенным мутантнь/м линиям по комбинационной способности и важнейшим хозяйственно-ценным признакам.

Научная новизна:

1) впервые применительно к условиям ЦЧП выявлена четкая зависимость мутабильности кукурузы от особенностей генотипа, вида мутагена и его дозы;

2) определены наиболее эффективные мутагены в индуцировании мутаций повышенной скороспелости;

3) доказана возможность сочетания в 'мутантном генотипе важных селекционных признаков — продуктивности и скороспелости;

4) выявлены направление и сила корреляционных связей между продолжительностью вегетационного периода и рядом других хозяйственно-ценных признаков у раннеспелых мутантов;

5) установлена достоверная корреляционная зависимость скороспелости гибридов кукурузы от скороспелости материнских линий, а также степень наследования данного признака гибридным потомством.

Практическая ценность работы.

— Создан ряд новых мутантных линий, отличающихся скороспелостью, продуктивностью, высокой комбинационной способностью и другими хозяйственно-ценными признаками. Использование их позволяет расширить отечественный генофонд самоопыленных линий для гетерозисной селекции кукурузы.

— Выделенные раннеспелые линии с ценными свойствами переданы в ВИР, Краснодарский НИИСХ им. П. П. Лукьяченко, Воронежскую опытную станцию НПО по кукурузе «Днепр» и Институт физиологии растений и генетики АН УССР для использования их в селекционной работе.

— Созданы и испытываются в конкурснс/м сортоиспытании несколько перспективных гибридов кукурузы, созданных с участием раннеспелых мутантных линий.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на заседаниях Ученого совета НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева (1982—1991 гг.), Всесоюзном совещании «Применение химического мутагенеза в селекции на качество» (Москва, 1985), зональной научно-практической конференции «Молодые ученые — сельскохозяйственному производству» (Рамонь, 1987), I Всесоюзном совещании

«Применение физического и химического мутагенеза в сельском хозяйстве» (Кишинев, 1987), зональной конференции «Проблемы научного обеспечения агропромышленного производства в ЦЧЗ в работах молодых ученых» (Каменная Степь, 1988), зональном совещании «Селекция и сс'меповодство сельскохозяйственных культур в Центрально-Черноземной зоне» (Тамбов, 1989).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ, освещающих основные положения диссертации.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 175 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методики исследований, экспериментальной части, выводов и предложении, содержит 6J таблицы (из них 39 в приложении), иллюстрирована 1 рисункам. Список литературы включает 26бисточников, в том числе иностранных авторов.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИИ

Экспериментальная работа проводилась в 1981 —1988 годах в НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева.

Климат Каменной степи — типично-степной, умеренно-континентальный. Почвенный покров опытных участков представлен черноземом обыкновенным. Мощность гумусового горизонта 60—65 с'м. Содержание гумуса — 7,0—7,5%, реакция почвенного раствора близка к нейтральной.

Экологические условия за годы проведения исследований позволили достоверно оценить созданный исходный материал и выведенные гибриды по ряду хозяйственно-важных признаков. Периоды вегетации кукурузы в различные годы отличались по количеству осадков, относительной влажности воздуха, температурному режиму и в целом были благоприятны для роста и развития растений.

Материалом для исследований служили 5 линий отечественной и зарубежной селекции: КС 2, КС 19, Т 22,/MS 24 А и Черновицкая 21, различающиеся по срокам созревания и консистенции зерна. Перед включением в работу все линии были проверены на константность и репродуцированы путем размножения в коллекционном питомнике. Для оценки комбинационной способности вновь созданных мугаитных линий использовали сорт Шиндельмайзср зМ и линии Т 22 и ВИР 44. В этих целях высевали и поддерживали путем искусственного опыления под пергаментными изоляторами рабочую коллекцию тестеров.

Использовали следующие мутагены и их дозы: химические — НЭМ, ДАБ и ДМС в концентрациях 0,005; 0,1 и 0,05% соответственно; физические — гамма-лучн в дозах 50, 100, 150, 200 н 250 Гр и электрическое поле различной напряженности — 2, 4 и 7,5 кВ. Обработка семян мутагенами — общепринятая.

Основным методом исследований был полевой опыт, элементы которого (размер делянок, повторность) были различными в зависимости от задач эксперимента, Обработанные семена высевали в поле на 3—15-рядковых десятигнездных делянках. В качестве контроля служили семена исходных форм и семена, замоченные в дистиллированной воде при тех же условиях, что и в опытных вариантах.

Учет и выделение мутаций начинали с Mi: в полевых условиях путем тщательного просмотра растений по основным фазам роста и развития; в лабораторных — путем структурного анализа початков. Частоту мутаций определяли по проценту мутантных семей или растений. Для этого использовали генетическую классификацию наследственных факторов кукурузы.

Размножение семенного материала проводили при принудительном самоопылении под пергаментными изоляторами_ Для оценки комбинационной способности, начиная с М2, проводили тест-скрещивания. В каждой комбинации опыляли по 6 початков смесью пыльцы с 8 растений мутантной семьи и наоборот.

Раннеспелые мутанты в М3—Мб и их тест-гибриды высевали в контрольном питомнике на 2-рядковых десятигнездных делянках с учетной площадью 0,8м2 в трехкратной повторности. Анализ морфологических признаков проводили на 10 растениях в двух несмежных повторениях. Для определения влажности и выхода зерна при обмолоте отбирали пробы по 10 початков с каждой делянки в тех же повторениях. Фенологические наблюдения, биоморфологические измерения и структуру урожая определяли по методике Госкомиссии по сортоиспытанию.

Содержание белка и лизина у мутантов определяли на основе биохимических анализов: протеин и лизин — по Б. П. Плешкову (1976), триптофан — по С. Л. Тютереву и 3. В. Чмелевой (1971).

Статистическую обработку данных проводили на ЭВМ «Мир-1» по Б. А. Доспехову (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ МУТАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ КУКУРУЗЫ

Влияние мутагенных факторов на всхожесть и выживаемость растений М,. Исследованиями установлено, что применение НЭМ. ДАБ и ДМС в концентрациях 0,005; 0,1 и 0,05% соответственно оказало неоднозначное влияние на всхожесть изучаемых линий. Так, например; использование НЭМ привело к ее стимуляции у линий Т 22 и МБ 24 А. ДАБ в двух случаях также оказал стимулирующее действие на полевую всхожесть (у линий Т 22 и КС 2) и вызвал снижение ее у КС 19. Разница в действии диметилсульфата и ннтрозо-эТнлмочевины была недостоверной, находилась в предела^ ошибки опыта, потому влияние этих мутан^Ш^ (в указанных концентрациях) на всхожесть семян можно считать практически равнозначным.

Из физических факторов более заметное отрицательное влияние оказали гамма-лучи. С увеличением их дозы всхожесть семян, как правило, падала. Причем, более устойчивой к действию радиации отмечена раннеспелая линия Черновицкая 21. Дозы излучений в 200 и 250 Гр произвели столь сильное влияние на семена, что они не дали всходов, в связи с чем их можно считать критическими для линейного материала кукурузы в условиях ЦЧЗ и применять нецелесообразно.

Обработка семян электрическим полем различной напряженности и времени воздействия позволила отметить некоторое повышение всхожести опытных вариантов по сравнению с контрольным, однако, преимуществ одного варианта опытд перед другим не установлено.

Выживание растений тесно связано с их всхожестью. Определение корреляционной зависимости критериев радиочувствительности позволило установить существенную положительную связь между ними (г = 0,90±0,05).

Незначительные различия в токсичности химических мутагенов, проявляющиеся в начальный период роста по полевой всхожести, к концу вегетации практически сглаживалась. Выявленное же в период всходов растений депрессивное действие гамма-лучей к моменту созревания еще более усугубилось. Выживаемость растений, как и всхожесть семян, с увеличением дозы свыше 100 Гр резко падала (от 75 до 5% при 88 на контроле). Из всех вариантов обработки семян электрическим полем более депрессивное действие оказало поле высокой напряженности (7,5 кВ).

Установленные в Mi различия по полевой всхожести семян и выживаемости растений в значительной степени обуславливаются также их генетическими и физиологическими свойствами.

Депрессия развития и изменчивость количественных признаков растений в Ми В целом обработка семян вызвала незначительную депрессию изучаемых признаков. В общем характере мутационной изменчивости растений первого поколения, когда на разных генотипах один и тот же мутаген вызывал различные ответные реакции организма (угнетение, стимуляцию), суммарный эффект его действия по всем вариантам опыта сглаживался. Вследствие чего общая средняя депрессия развития отдельно взятого количественного признака растения приближалась к 1 и его отклонение от контрольного варианта оказывалось математически недоказуемым (dep. = 93,4— —100,8%). Усредненное влияние отдельно взятого химического реагента на комплекс признаков одного генотипа также оказывалось незначительным и потому выявить в целом преимуществ одного мутагена перед другим нам не удалось (dep. = 94,0—102,8%). Однако, в ряде случаев изучаемые мутагены существенно повлияли на развитие определенного признака у конкретного генотипа.

Применение гамма-лучей и электрического поля чаще приводило к угнетению развития количественных признаков растений. Наибольшее депрессирующее влияние отмечено при повышенной дозе радиационного воздействия — 150 Гр и электрического поля напряженностью 4 кВ, что, по всей вероятности, можно объяснить имевшим в данном случае место пороговым эффектом. При этом степень депрессии в развитии каждого из 8 признаков значительно зависела от исходного генотипа.

По нашим данным, наиболее вариабельными в Mi морфобиологи-ческими признаками являются высота прикрепления початка, масса початка и количество зерен в ряду (Cv = 20—37%). Среднюю группу представляют признаки длина початка, количество рядов зерен на початке и масса 1000 зерен (Cv=10—20%). Наименьшей вариабельностью обладают признаки выход зерна, высота растений и длина вегетационного периода (Cv менее 10%).

Отмечено, что при воздействии различных мутагенов на семена кукурузы изменчивость количественных признаков растений значительно возрастает. Поэтому индуцированный мутагенез является весьма ценным методом для селекционной практики, позволяющим расширить границы отбора растений с хозяйственно-ценными признаками.

Мутационная изменчивость количественных признаков кукурузы в М2 под действием химических мутагенов. В опытах с различными генотипами кукурузы испытанные мутагены проявили достаточно высокую активность, индуцировав 38,1—75,0% видимых изменений при 6,7% на контроле. Таким образом, путем воздействия ПЭЛ1, ДАВ и ДЛ1С достигнуто общее повышение частоты индуцированной изменчивости по сравнению с естественной на контроле приблизительно в 5—10 раз.

Установлено, что частота полезных изменений не коррелирует с общей частотой мутаций. Наибольший процент полезных изменений (80,7%) отмечен у линии КС 19 при действии ДАБ, хотя наибольший процент общего числа изменений (62%) был у линии КС 2 при обработке НЭМ.

Химические мутагены индуцировали широкий спектр изменчивости признаков. Под их действием появились мутации, отличающиеся от контрольных растений по высоте ц высоте прикрепления початка, длине метелки и количеству веточек в ней, продуктивности, выходу зерна, массе 1000 зерен и длине вегетационного периода.

Применение нитрозоэтилмочевины повлекло за собой появление в спектре специфических мутаций, которые не вызвал 1,4—бис—диа. зоацетилбутан у этих линий (высокорослость,'высокое прикрепление початка, крупносемянность).

Сравнительная эффективность и наследование признака скороспелости при действии различных мутагенных факторов. По нашим данным, пределы варьирования длины вегетационного периода при обработке семян мутагенами возрастают по сравнению с пределами варьирования этого признака на контроле (10—13 диен при 7 соот. ветственно). В целс/м же изучение данного признака у кукурузы в М2 показало незначительную его изменчивость (С\' = 2,2—5,8%), однако, от действия практически всех мутагенов эта изменчивость увеличивалась.

В ряде случаев отмечалось и возрастание коэффициентов наследуемости признака скороспелости при обработке семян мутагенами по сравнению с необработанным вариантом (с 0,33 до 0,68 у линии Черновицкая 21 при действии радиацией и с 0,42 до 0,74—0,78 у Т 22 при обработке семян электрическим полем и днметилсульфатом).

Наиболее активными мутагенами п индуцировании скороспелых фор<м п нашем опыте оказались нитрозоэтилмочевина в концентрации 0,005%, 1,4-бис-дназоацетилбутан в концентрации 0,1% и гамма-лучи в низких и средних дозах — 50 и 100 Гр. Частота возникнове-

9

ния раннеспелых мутантов при действий этих факторов зависела от генотипа исходной формы и колебалась от 2,4 до 6,6% от общего количества изучаемых в М2 семей по всем пяти линиям.

СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА РАННЕСПЕЛЫХ МУТАНТОВ

КУКУРУЗЫ

Сопряженность и вариабельность хозяйственно-ценных признаков раннеспелых мутантов кукурузы. Длина вегетационного периода как у обычных форм, так и у мутантов в значительной мере зависит от погодных условий. Коэффициент корреляции этого показателя с суммой эффективных температур за тот же период, как в отдельные годы, так в среднем и за три года исследований, был достаточно высок и составил 0,91 ±0,06 (табл. 1).

Таблица 1.

Взаимосвязь длины вегетационного периода (ДВП) с суммой эффективных температур (СЭТ) в целом и по фазам

Коэффиц. корреляц. между ДВП и

Год ДВП, дней Н и о периодом всходы — цветение периодом цветение— созревание СЭТ за период всходы —созреван.

1982 119 847 0,49* 0,71** 0,66**

1983 112 851 0,76*** 0,95*** 0 д^***

1984 108 938 0,89*** 0,82** 0д^* **

В среднем

за 3 года 113 878 0,68*** 0,61*** 0,91***

Анализ данных позволяет отметить также достоверную положительную связь длины вегетационного периода с длительностью периода роста растений (г=0,68±0,10) и периода налива зерна (г = 0,61± ±0,11), а также с суммой эффективных температур за период всхо-ды-цветение нитей (г= 0,62±0,04). Тесная корреляция общей длины вегетационного периода с указанными фазами свидетельствует о том, что раннеспелые линии отличаются более короткими межфазными периода'ми, а температурные условия в момент роста растений оказывают существенное влияние на длительность вегетации в целом.

Отмечена высокодостоверная существенная связь длины вегетационного периода и с такими признаками, как число листьев на растении (г = 0,78±0,11) и число початков на нем (г = 0,35±0,16).

Отсутствие корреляционной связи между длиной вегетационного периода и продуктивностью растений (г = —0,20), а также между длиной различных межфазных периодов и большинством структурных компонентов урожайности свидетельствует о возможности сочетания в мутантном генотипе двух важных селекционных признаков— скороспелости и высокой урожайности. В результате работы такие линии были созданы (табл. 2). В среднем за 1984—1986 годы продуктивность мутантных форм, индуцированных на основе линий КС 2, М8 24А и КС 19, при сокращении периода вегетации на 5—8 дней находилась на уровне исходных форм или даже превосходила его на 3,4—6,7 ц|га.

Таблица 2.

Продуктивность и длина вегетационного периода мутантов М3—Л\6

(1984—1986 гг.)

Мутант Урожайность, ц|га. Вегетационный период, дни (отклонение от контроля)

1984 г' 1985 г 1986 г сред. ' 1984 г| 1985 г 1986 г сред.

КС 2 исх, 28,4 28,4 26,6 27,8 X X X X

М—76 24,2 28,4 28,4 27,0 —8 —6 —7 -7

М—74 22,1 26,0 30,0 26,0 —8 —7 —6 -7

М8 24 А исх, 24,3 31,4 20,7 25 5 > X X X X

М—64 21,7 25,1 29,9 25,6 —7 —8 —9 -8

М—75 20,6 19,3 24,3 21,4 —5 —9 — 10 -8

КС 19 исх. 20,4 17,9 18,2 18,8 X X X X

М-63 19,8 20,8 зб'э 25,5 —5 —5 —6 -5

М—72 18,0 24,1 24,6 22,2 —9 —6 —6 -7

НСР05 2,4 2,7 3,2

Использование мутантных линий в селекции кукурузы. Наши исследования показали, что между продолжительностью периода всхо-ды-цветение початков отцовских форм и продолжительностью этого же периода у гибридов существует корреляционная связь, которая в большинстве случаев не является значимой (г = 0,24—0,57). При использовании же мутанта в качестве материнской формы эта связь становится высокодостоверной сильной (г = 0,74—0,85). Аналогичная закономерность прослеживается и на момент созревания зерна (табл.

3).

Таблица 3.

Сопряженность вегетационного периода гибридов и их родительских форм

Период г с отцовской формой г с материнской формой

1984 г. 1985 г. 1986 г. 1985 г. 1986 г.

Выбрасывай.

нитей 0,57±0,18* —0,23+0,15 0,24±0,21 0,74+0,30* 0,85+0,23** Поли, созревания 0,31+0,21 0,32+0,24 0,39+0,29 0,82±0,26* 0,76+0,30*

Следовательно, длина вегетационного периода у гибридов, кукурузы, а также длина первого межфазиого периода (на момент цветения початков) в большой степени зависит от продолжительности этих же периодов у материнского компонента.

Изучение наследования признака скороспелости у раннеспелых гибридов показало высокую степень передачи селектируемого признака от родительских форм. Практически во всех комбинациях скрещивания, независимо от того, в качестве какой родительской формы использовалась раннеспелая линия, значение коэффициентов наследуемости признака скороспелости (в период полного созревания зерна) было стабильным по годам и находилось на довольно высоком существенном уровне (Ь2 = 0,52—0,92). А потому, селекция раннеспелых гибридов кукурузы на основе раннеспелых линий должна быть эффективной, н при подборе пар для скрещивания необходимо использовать хотя бы один из компонентов, обладающих этим признаком.

Характеристика некоторых практически ценных мутантов кукурузы. По нашцм данным, повышение гетерозиса гибридов кукурузы может происходить за счет вовлечения в гибридизацию индуцированных мутантов. Обеспечивается это благодаря тому, что в скрещивании привлекаются линии с более высокой комбинационной способностью, нежели исходные формы.

В наших исследованиях в среднем за три года испытаний лучшие гибриды, полученные с участием раннеспелых мутантных линий, превзошли по урожаю зерна не только свои оригинальные формы (гиб-

риды, полученные путем скрещивания тех же тестеров с исходными линиями), но и районированный стандарт на 1,9—6,3%. В отдельные годы превышение вновь созданных гибридов над урожайностью Воронежского 3 MB было значительно выше (на 18,3—20,0%).

Наиболее стабильную урожайность, находящуюся на довольно высоком уровне — 60,5 ц|га, показал гибрид Шиндельмапзср х М-76 (КС 133). Диапазон колебания урожая зерна в различные по погодным условиям-годы составил всего лишь 2,7 п|га при довольно значительной изменчивости вегетационного периода его в эти же годы— 19 дней (105 — в 1986 году и 124 — в 1987).

Из всего набора изучавшихся скороспелых линий лишь незначительная часть оказалась отвечающей требованиям выведения высокопродуктивных скороспелых гибридов. К числу лучших линий с хорошей семенной продуктивностью, устойчивостью к стрессовым факторам и другими ценными признаками принадлежат мутанты М-50, М-57, М-63, М-74, М-76, М-78 и некоторые другие. К тому же все они обладают раннеспелостью, пониженной влажностью зерна при уборке, неплохими биохимическим качествами (табл. 4).

Таблица 4.

Урожайность мутантов кукурузы и некоторые показатели качества зерна (1986—1987)

Мутант Средний урожай, ц|га Уборочн. влажн. зерна, % протеи- "а, % Содержание триптофана, % лизина, мг] 1 г в-ва

КС 2 исх. 34,8 42,27 12,2 1,78 2,91

М-76 26,0 33',59 10,9 1,93 2,20

М-57 33,0 32,89 12,8 1,78 2,63

М-74 30,0 33,64 12,3 1,85 3,06

MS 24 А исх. .23,4 38,46 10,5 1,94 2,62

М-64 30,9 33,94 11,3 1,88 3,22

М-75 24,3 38,32 11,7 2,00 3,15

КС 19 исх. 24,8 27,04 10,7 1,88 2,74

М-63 26 6 20,71 10,7 1,71 2,74

М-72 25'7 18,84 10,3 1,84 2,92

выводы

1. Наиболее депрессивное действие в условиях ЦЧП на всхожесть семян и выживаемость растений оказывают гамма-лучи в дозах свыше ]50 Гр. Химические мутагены (НЭМ, ДАБ, ДМС) и электрическое поле обладают более мягким действием. Степень проявления депрессии этих показателей зависит от генотипа исходной формы.

2. При воздействии на семена кукурузы различным» мутагенами увеличивается вариационная изменчивость количественных признаков растений Mi, что значительно расширяет возможности отбора растений с хозяйственно-ценными признаками.

3. Впервые выявлена применительно к условиям ЦЧЗ четкая зависимость мутабнльноети кукурузы от особенностей генотипа, вида мутагена и его дозы. Частота и спектр мутационной изменчивости в значительной степени определяются эти'ми факторами.

При анализе спектра мутаций установлено, что наиболее вариабельными признаками в М2 являются высота прикрепления початка, масса початка и количество зерен в ряду (Cv до 37%).

4. Химические мутагены и физические факторы позволяют резко увеличить (в 5—10 раз) по сравнению с контролем модификационную и мутационную изменчивость длины вегетационного периода, продуктивности, составляющих ее элементов, а также других количественных признаков растений.

Наиболее эффективными мутагенами в индуцировании мутаций повышенной скороспелости являются гамма-лучи (в дозах 50 и 100 Гр), нитрозоэтилмочевипа (в концентрации 0,005%) и 1,4-бис-дна-зоацетилбутан (в концентрации 0,1%).

5. У мутантов, как и у исходных форм, выявлены достоверные корреляционные связи между числом листьев на растении (г = 0,78), продолжительностью межфазных периодов — от всходов до цветения (г = 0,68) и от цветения до .созревания (г = 0,61), а также с суммой эффективных температур за период всходы-цветение (г = 0,62) и всходы-созревание (г = 0,91) с длительностью вегетационного периода.

6. Установлено, что между продолжительностью периода всходы-цветение початков у отцовских форм и продолжительностью этого же периода у гибридов существует малозначимая корреляционная связь (г = 0,24—0,57). При использовании же мутанта п качестве материнской формы эта связь становится высокодостоверной сильной (г = 0,74—0,85). Аналогичная закономерность прослеживается и на

момент созревания зерна, что следует учитывать при создании раннеспелых гибридов.

Степень наследования признака скороспелости гибридами кукурузы от родительских форм находится на довольно высоком существенном уровне (Ь2 = 0,52—0,92).

7. В результате исследований создан ряд новых линий, отличающихся скороспелостью, продуктивностью, высокой комбинационной способностью и другими хозяйстпенно-цениымн признаками. Использование их позволит расширить отечественный генофонд самоопыленных линий для гетерозисной селекции кукурузы.

8. В процессе работы создан ряд перспективных гибридов кукурузы, превосходящих районированный стандарт по урожайности (в среднем за три года) на 1,9—6,3% при более раннем па 3—6 дней созревании.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИИ

1. В условиях Центрально-Черноземной зоны целесообразно использовать выделенные по результатам изучения новые мутантные линии кукурузы с высокой комбинационной способностью — КС 133, КС 134, КС 135 и КС 136 (зарегистрированы в основном каталоге ВИР под ЛЪЛ'Ъ 22776—22779). При создании раннсспелых гибридов преимущество в скрещиваниях следует отдавать раннеспелой материнской линии с повышенной массой початка, большим числом зерен в ряду и зерен на початке.

2. В качестве отцовских компонентов простых и трехлинейных гибридов следует использовать линии М-57, А1-61, М-63, М-74 и другие с хорошей пыльцеобразователыюй способностью, устойчивые к полеганию, с высокой комбинационной способностью и ранним сроком созревания.

3. Результаты исследований применяются в отделе экспериментального мутагенеза Института физиологии растений и генетики АН УССР (справка № 106|580 от 15.05.90 г.), в отделе селекции и семеноводства кукурузы Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. П. П. Лукьяненко (справка № 07—15| 1060 от 06.08.91 г.), в отделе селекции и семеноводства кукурузы Воронежской опытной станции НПО по кукурузе «Днепр» (справка № 45 от 13.02.92 г.) и рекомендуются для внедрения па других научно-исследовательских учреждениях, работающих по созданию раннеспелых гибридов.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Коробова Н. А. Влияние химических мутагенов на рост и развитие растений кукурузы первого поколения ЦСелекция полевых н корЧювых культур в Центрально-Черноземной зоне. Науч. тр. НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева. — Каменная Степь 1982. — С. 22—25.

2. Коробова Н. А. Применение химических мутагенов в селекции кукурузы на скороспелость ЦНаучные основы селекции сельскохозяйственных культур в ЦЧЗ. Науч. тр. НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева. — Каменная степь, 1985. — С. 68—74.

3. Коробова Н. А., Котова Г. П., Попеску О. В. Сравнительная эффективность действия химических и физических мутагенов па рост и рззвнтнс растений кукурузы в М] иПримененле физических и химических 'мутагенных факторов в селекции и генетике полевых культур. — Кишинев, 1985. — С. 58—63.

4. Коробова Н. А. Использование химических мутагенов, гамма-лучей и электрического поля для получения скороспелых мутантов кукурузы || Проблемы и методы селекции и семеноводства полевых культур в ЦЧЗ. Науч. тр. НИИСХ ЦЧП им. В. В. Докучаева. — Каменная степь, 1986. — С. 3—8.

5. Коробова Н. А. Комбинационная способность исходных и скороспелых мутантных линий кукурузы || Применение физического и химического мутагенеза в сельском хозяйстве. Тез. I Всес. совещания. — Кишинев, 1987. — С. 159—160.

6. Коробова Н. А. Гетерознснып эффект раннеспелых мутантных линий кукурузы || Достижения, перспективы селекции и семеноводства зерновых культур в ЦЧЗ. Науч. тр. НИИСХ ЧЦП им. В. В. Докучаева. — Каменная Степь, 1990. — С. 59—62,