Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Высокосахаристые образцы сорго для селекции гетерозисных гибридов в условиях Северного Кавказа

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Высокосахаристые образцы сорго для селекции гетерозисных гибридов в условиях Северного Кавказа"

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК имени В. П. ЛЕНИНА

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА им. Н. И. ВАВИЛОВА

На правах рукописи

СТОЛЯРЕНКО Сергей Борисович

УДК 633.02:631.523 (Р479.1)

ВЫСОКОСАХАРИСТЫЕ ОБРАЗЦЫ СОРГО ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

Специальность: 06.01.05 — Селекция и семенозодство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ЛЕНИНГРАД 1991

Диссертационная работа выполнена на Кубанской опытной станции Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства имени Н. И. Вавилова в 1987—1990 гг.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных паук, профессор, член-корреспондент ВАСХНИЛ Б. Н. Малиновский.

Официальные оппоненты — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Г. В. Баднна; кандидат сельскохозяйственных паук М. П. Жукова.

Ведущее учреждение — Всероссийский иаучно-исследова гельекпи институт селекции п семеноводства сорговых культур.

говых культур.

1991 г/Х

Защита диссертации состоится

часов на заседании Специализированного сосе'/а Д 020.18.01 при Всесоюзном ордена Ленина п ордена Дружбы народов научно-исследовательском институте растениеводства имени Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Ленинград, Центр, ул. Герцена, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства имени Н. И. Вавилова.

1

Автореферат разослан »£> ки^-ел/м 1991 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

дбктор с.-х. наук, профессор Л. В. Сазонова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Большое значение для решения проблемы кормопроизводства m/еет культура сахарного сорго, посевные площади которо'й в СССР могут быть увеличены до 3-4 млн.га, что позволит дополнительно получить 3,7-5,0 млн.т. кормовых единиц (Малиновский Б.Н., 1980). Способность сорго накапливать сахар в соке стеблей открывает перспективы селекции пищевого (сироп, патока) и технического (этанол, спирт) направления.

Сдергивающим Фактором широкого внедрения сахарного сорго в засушливых регионах Югз я Вго-Воотока страны является недостаточная селекционная работа по выведению сортов и гибридов, отвечающих требованиям производства. Многие районированные сорта и гибриды сахарного сорго отличаются позднеспелостью, полегают в период созревания, поражаются болезнями и повреждаются вредителями, характеризуются низким содержанием сэхэров в сокз стеблей.

Дальнейшее увеличение производства высококачественных кормов и развитие работ по промышленному получению саг' хара возможно в результате использования лучших форм из мирового генофонда сорго .для создания на основе цитоплаз-мотической мужской стерильности (ЦМС) высокогетерозисных гибридов с повышенны» содержанием сахара в соке стеблей.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в углубленном изучении генофонда сахарь-ого сорго по когуплексу хозяйственно ценных .признаков (содержание Сахаров в соке стеблей, устойчивость к полеганию, вредителям и др.) и выделении исходного материала для создания высокосахаристых гетерозисяых гибридов сахарного сорго. В соответствия с эти;« были определены задачи наших исследований:

- провести Есесторошп." оценку генофонда сахарного сорго и выделить образцы, хагактер-зу-'П^еся высоки."/ содержание?.! Сахаров в соке стейг.ей vrovirerca.' хозяйственно ценпкх признаков;

- оценить образцы сахарного сорго по сеакцаи на ЩС, выявить восстапсв::тсла фертйльпосп а эатфэпят-эл:) отерпль-

лостп;

- изучить биологию роста п развития гетерозисных гибридов и их родительских форм;

- изучить проявление гетерозиса у гибридов первого поколения сахарного сорго по признакам урожайности биомассы, стеблей, свекеубранных метелок, листьев, содержания Сахаров в соке стеблей,'длины периода вегетации ("всходы-' восковая спелость"), также по ряда мор£оыетрических признаков;

- определить комбинационную способность образцов сахарного сорго по признакам урохайности биомассы и стеблей, содержания Сахаров в соке стеблей, .длины периода вегетации ("всхода-восковая спелость");

- изучить наследуемость важнейших хозяйственно ценных признаков;

- изучить наследование признака содержания Сахаров.в соке стеблей;

- выделить высокосахаристыё образцы сорго в признаковую коллекцию и рекомендовать их для использования в селекционных программах;

- выделить гетерозисные гибриды с повышенным содержа-' виеы Сахаров в соке стеблей, а также по ряду других хозяйственно ценных признаков для практического использования

в условиях Северного Кавказа.

Научная новизна. Впервые создана полная генетическая система для создания гетерознсных высокосахаристых гибридов сорго на стерильн'ой-основе: выделены стерильные линии, образцы-закрепители стерильности и восстановители фертиль-ности. Выявлено, что в благоприятных условиях роста и развитая растений у большинства изученных гибридов прекращение существенного прироста высоты растений происходит значительно раньше, чем у их высокорослых отцовских форм. Изучен истинный и конкурсный гетерозис у гибридов по признакам урожайности биомассы, стеблей, свекеубранных метелок, листьев, накопления сахара на единице площади, а такие по ряду ыорфсметрических признаков. Показано, что вероятность получения гибридов с эффектом гетерозиса

•признака содержания Сахаров в соке стеблей очень незначи-, тельна. Проведена оценку комбинационной способности высокосахаристых образцов по основным хозяйственно ценник признакам, в т.ч. по соцер^ангьп Сахаров в сокэ стебле::. Рассчитаны коэффициент'! наследуемости н показано влияние генотипов исходных (Тюри при детерминации ва;::нейкшх признаков у гибридов £р Установлено, что содержание сахара у гибридов Pj а значительной степени зависит от генотипа опылителя ч ь сеныпеЗ - от генотипа мэтерчнскоЯ cTopr/ы. Изучение наследования признака сахаристости стебле'1 позволило установить, что этот признак контролируется по крайней мере дпуг»я генам].

Практическая значимость результатов исследования. Выделенные в результате исследований высокосэхарпстые образцы сорго, обладающие такке другими хозяйственно ценными признаками и свойствами, переданы в научные учреждения •страны и используются в селекционных программах. Высокая положительная корреляция (г=0,99) между результатами оценки признака сахаристости стеблей сорго, полученными при помощи биохимического и рефрактометрического методов, свидетельствует об объективности рефрактометрического анализа. Выделенные гибриды Pj сахарного сорго А-97 х Сахарное 30, 'А-278 х Сахарное 30 рекомендуется для включения в конкурсное пспнтанге в условиях Северного Кавказа и для экологического изучения в других регионах страны.*

Апробация работа. Материалы диссертации доложены па научно-пронзводствепннх совещаниях лз б оратор-' и сорго и про-собидных культур ВИР (Ленинград, ГХС, ICC9, 1900), научно-теоретических конференциях молодых учепгх » аспирантов ВНР (Ленинград, IüC9, 1*890), ¡Зсеос-заях ияучнгч.'етопячоокпх совещаниях по с-ргс. (г.Геиичвск Херселокс" обл,, I2-S7; г. 1-зрно)'рг!д Ростовской обл., 1Mj).

Луб^нкация результатов -г;.;". 1Го материалам

диссертации опубликованы 4 пзугакз 'о-:,

Ст;;у;:ту>;о л у;.^ л ..мсг-гпо на 2G5

страницах гшшописного текста и сг-,-ч /: . - введения, семи глат:, ькг-одог и прж'.тпчесг.нх роко'чидггч!.''.; cuei г;:т 61 та б-

чицу, 13 рисунков. Слисок литературы включает 183 наимено1-ания, в том числе 48 иностранных источников.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЙ

•Исследования по те!,:е диссертации была выполнены б течение 1987-1990 гг. на Кубанской опытной станциц BIu5 (КОС ВИР), расположенной в степной зоне Прикубанской равнины Северного Кавказа. Кликаг - умеренно континентальный с жарким летом, недостаточный средним увлашением и неустойчивостью всех метеорологических элементов. Вегетационные периода 1967-1989 гг. характеризовались дефицитом тепла и значительным увлажнением по сравнению со среднемноголетни-мп данными, а 1990 г. - более высокой температурой воздуха и недостатком осадков.

Для изучения отобрали 209 образцов из мировой коллекции сахарного сорго ЬПР. В системе топкроссных скрещиваний получили 93 гибрида Hj. В качестве отцовских форм использовали 33 образца сахарного сорго. Материнские формы были представлены тремя стерильными линиями - тестерами: А-97 Сумэк, А-25 Ыидланд, А-278 Сумэк карликовый. В опыте по изучению динамики сахаронакопления исследовали стандартный сорт Оранжевое 160 (Краснодарский край) и бразильский образец Hodo (к-3066).

Стандартом служил районированный в Краснодарском крае , сорт сахарного сорго Оранжевое 160, который размещали черев каждые 10 делянок изучаемых форм.

.Фенологические наблюдения и оценку хозяйственно ценных признаков проводили в соответствии с Методическими указаниями ВИР (I960), унифицированным классификатором (1982). Содержание Сахаров определяли jpu помощи рефрактометрического метода. Биохимически? анализы проводили по общепринятым методам (Петухова Е.А. и др., T98I, Ярош Н.П. и др., 1968). Устойчивость сорго к обыкновенной-злаковой тле в полевых условиях'Оценивали по шкале ВИЗР (1978); в которой, нами были введены промежуточные баллы, а в лабораторных условиях - по методике K.J.Starke, R.L.Burton (1977).

Данную работу проводили совместно с кандидатом с.-х.наук

Е.Е.Радченко. Реакцию образцов-опылителеЯ на цитоплазмати-ческую мукскую стерильность ШЛО) оценивали по шкале Б.Н. Ыалгшсвского и Li.II.Цуковой (1968).

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по Б.А.Доспехову (1979) в вычислительном центре ВИР (Ленинград) и КНШСХ (г.Краснодар). Степень истинного гетерозиса вычисляли по отношению к лучшей родительской фор«е, а степень конкурсного гетерозиса - по отношен'«: к стандарту (КобылянскпА В.Д., 1982). для анализа вароанс комбинационной способности образцов сахарного сорго в топ-кросзных скрещиваниях использовали первый экспериментальный r/етод В.К.Савченко (1973). Степень доминирования вычисляли по F.C.Petr and K.I.Frey (1966). ■

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ ИЗУЧЕНИЕ ГЕНОФОНДА САХАРНОГО СОРГО ПО ОСНОВНЫМ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ

Скороспелость. Установлено, что образцы сахарного сорго характеризуются значительной изменчивостью признака дайны периода вегетации "всходы-восковая спелость". По трехлетни» данным (1988-1990 гг.) продолжительность длины данного периода вегетации варьировала в пределах Б9 (к-2293)-121 сут. (к-285). Более скороспелыми по сравнению со стандартом оказались образцы кк-581, I5C3, 1638, 2293, 3868.

Устойчивость к полегании. 3 зависимости от условий среды некоторые формы характеризовались различной степенью полегания. Выделена группа образцов, которые полегали сильно м очень сально к периоду созревания зз все годы исследований. Наибольший практический интерес представляют генотипы, характеризующиеся высокой устойчивостью к полеганию: кк-393,- 572, 1576, 1687, 2293, 3048, 3053, ЗС58, ЗС82, 3084, 3861.

Содержание сахара в. соке стебле" _ i икз1 сахарона-копления. Содержание Сахаров в соке етейвеЗ У образцов сор. го варьировало в пределах от 13,Uf' (к-:?13) яо 25,2% (к-ЗСбЗ). Внделены Сор;.ц как со значительны" колебанием содержания Сахаров в соке стеблей по года;.1 изучения (кк-04, 157 , 234 , 731, ЗСУуЗ л др.), так » образин, накаплквзтае

хера стабильно (кк-5, 65, 144, 343, 1576, 1607 , 2520 и • др.). Внутрипопуляционный коэффициент вариацца у большинства форм в период исследований не превшал IOS. Напротив, у образцов кк-252, 502, 731, 1371, 1576, 1628 его значения колебалась значительно, что, вероятно, объясняется влиянием условий среди. Выделены 6 образцов сорго, достоверно превышающие стандарт по признаку содержания Сахаров в соке стеблей:- кк-362, 505, 1616, 2472, 2475, 3053.

Известно, что характер накопления углеводов в стеблях в различные фазы развития растений меняется среди сортов сорго ( Мс Вее G.G., 1983). Установлено, что у сорта Оран-Еевое 160 достоверное увеличение суммарного сахара произошло в периода цветения и молочной спелости, а у образца Hodo - лишь в $азу молочной спелости. В последушае фазы развития суммарное содержание сахара у обоих генотипов не увеличивалось (табл.1). Содервание моносахаридов у изученных образцов оставалось одинаковым во все изученные $азы развития растений. В отличие от моносахаридов, содержание дисахаридов увеличивалось по мере созревания растений.

У. Оранжевого 160 и Hodo в фазу цветения обнаружено недостоверное¡повышение уровня дисахаридов по сравнению с таковым в периоды выход в трубку и выметывание. Существенное увеличение данного углевода произошло в фазу молочное спелости зерновки и затем изменялось незначительно.

Наряду с биохимическим методом определения суммарного содержания сахара в соке стеблей, сорго использовали полевой рефрактометрический метод. Ыевду результатами двух опытов выявлена существенная положительная связь (г=0,99). -Не выявлено также достоверных различий по признаку- суммарного содержания Сахаров у исследуемых образцов в фазу мо-лочйой, мол очно-восковой, восковой, спелости зерновки, что позволяет расширить срок уборки сахарного сррго на кормовые и пищевые цели.

Устойчивость" к обыкновенной злаковой тле. В результа- ' те проведенных исследований высокоустойчнвых к обыкновенной алаковой тле ( ScMzapMs graainum Rond. ) образцов сахарного сорго выявить не удалось. Выделено 12 относите-

.ß '

Таблица I

Содержание Сахаров з различные разы развития растений сорго (КОС ВИР, 1986-138 9 гг.)

'Содержание в соке 'Содержание в соке Фазы развития стеблей. %_стебле'!. с!., _

растения суг;мар— уоносз- дисаха- сутан- мои оса- дссага-ного са-хари- рядов ного са- хари- ридов

хара яов хара цов

Оранжевое 160 Нос1о

Выход в трубку ' 5,19 4,95 0,21 9,34 8,10- 1,24

Выметывание 6,64 6,03 0,61 9,63 7,88 1,75

Цветение 11,23 6,1Б 5,05 11,78 8,44 3,34

Молочная спелость зерновки 14,59 5,21 3,38 15,18 8,54 6,64

Молочно-воско-вая спелость зерновки 13,81 4,98 С, 83 15,16 7,41 ' 7,75

Восковая спелость зерновки 14,18 4,08 10,1 15,84 7,04 8,80

'НСР0,05 3,30 1,72 4,86 2,66 2,29 2,89

льно слабо повреждавшихся образцов: кк-337, 1694, 5392, 9250, 9271, 9294, 9304, 9306, 9307, 9317, 9352, 9436. Наибольшая устойчивостью к вредителю на всех этапах онтогенезу обладает сорт Соргогрздское (к-9436). Некоторые гибриды, в родословной которых присутствует Сарвагаи, были неустойчивы к вредителю (Кубань I, Ставропольский корчовой, Придонский I а др.). Очевидно, данный источник устойчивости в настоящее время уне теряет эффективность. Результаты лабораторной оценки в йазя всходов подтвердили полевые данные:- поврежденность Сзрваши на отличалась от неустойчивого контроля Низкорослое 81. Следовательно, исполььовапие в селекции на иммунитет сорта Сарваша в Кряонодзпсют.' крае . нежелательно.

ИЗУЧЕНИЕ ГЕТЕРОЗИСА У ГОГОЩОЗ ПЕРВОГО

поколения сахарного.сорго ил основе да:

Реакция образцов сахарного сопго нэ 101С. У ста н овла н о, что исходная ягборка (18 отцовских (¿орм) представлена шестью закрепителями стерильности (к-2475, .1048, 3053, ЗС82,

3084 , 3861), тремя восстановителями (¿артильнооти (кк-215,; 3536, Свхариое 30) и пятью полувосстановителями фертильно-сти (кк-5, 387, 451, 1358, 3054). Остальные четыре опылителя (кк-219, 343, 1434, 3058) реагировали на ЦМС неоднозначно. Это подтверждает предположение И.А.Драненко(1966)-, что некоторые генотипы сорго представляют собой популяции, состоящие из биотипов, которое реагируют на ЦМС неодинаково.

Установлена изменчивость реакции генотипов па ЦМС в связи с изменяющимися условиями среды. У гибридов, полученных при участии опылителей с полувосстановительной способностью и реагирующих на ЦМС неоднозначно, обнаружено в засушливых условиях 1990 г. увеличение фертильной пыльцы по сравнению с влажными I9E8 и 1989 гг.

Гетерозис по признакам роста и развития. Выявлено, что существенный прирост растений изученных йорм в 1988 г. начинался в период I4r2I сут. после появления.всходов, а в 1989 г. - в период 21-28 сут., что объясняется поздними сроками посева и прохождением начального периода вегетации в. более.прохладных условиях. Следующее достоверное увеличение высоты растений зарегистрировано в период 28-77 сут. после появления всходов. Это.совпадает с рабами листообразовательного процесса, а в некоторых случаях - с выходом в трубку, выметыванием и цветением. В более благо-' приятных условиях 1988 г. у большинства гибридов Pj не обнаружено существенного увеличения высоты растений в фазу выметывания, а у их отцовских форм - в период после цветения; У стандарта Оранжевое 160 прекращение роста установлено в фазу цветения. В то же время в менее благоприятных условиях 1989 г. у наибольшего количества гибридов Pj и их'отцовских форм интенсивный рост заканчивался либо в период выхода растений в трубку, либо в фазу, выметывания. У отандарта Оранжевое 160 прекращение роста установлено в фазу выметывания. Достоверный эффект гетерозиса по конеч- 1 ной высоте растений за период исследований 1988-1989 гг. обнаружен у гибридов Pj А-97 х Сахарное 30, А-97 х к-3084. Существенное превышение по данному признаку при сравнении

со стандартом выявлено у комбинации А-97 х Сахарное 30.

Гетерозис по признакам пордолггительцрстн^ периода ве-ге^щи^МгСХ^

Гибриды с более копотким периодом "всходы-цветение" и " "всхояы-восковая спелость" по сравнения с раннеспелой родительской формой выделить не удалось, т.е. отрицательный, истинный гетерозис отсутствовал. В то же время у 16 гибридов (31,4%' от 51 изученной комбинации) длина периода "всходы-цветение" при сравнении со стандартом была достоверно меньше. В данном случае степень конкурсного гетерозиса в среднем за года изучения составила-6,0$ и изменялась от-5,6 до-8,4/з. Более короткой длиной периода вегетации "всходы-цветение" характеризовались гибриды А-278 х х к-215 (65 сут.), А-25 х к-215 (66 сут.), А-278 х к-247о (66 сут.), А-270 х к-3861 (67 сут.) и др.

Гетерозис по признакам .урожайности.. биомассы, стеблей. , ■ свежеубранннх метелок, листьев. Выделено 18 гибридов (35,3/? от 51 изученной комбинации), у которых степень достоверного истинного гетерозиса по признаку урожайности биомассы в среднем составила 44,0$ при варьировании от 26,5 до 73,6$. Достоверное превышение урожайности биомассы при сравненин со стандартом в среднем за три года было обнаружено у 7 гибридов (13,7^ от числа изученкых комбинаций). Степень конкурсного гетерозиса равнялась 56,6$' пр варьировании от 40,1 до 80,9$. Гибриды, характеризующиеся эффектом истинного а конкурсного гетерозиса признака урожайности биомассы, представлены в таблице 2.

Выявлено, что у 15 гибридов (29,4% от числа изученных комбинаций) величина достоверного истинного гетерозиса признака урожайнозти стеблей в среднем за годы исследований составила 45,4? при варьировании от 34,.3 до 77,4£. Установлено, что семь гзор>щов (13,7;> от ч^ола поденных комбинаций) существенно провпи'зда стапгпрг по дзнноау вг>з-знаку. Наиболее высокой уротайвость : стойле'!, а тзккс огч-пеныо истинного в конкурсного гетрпоя-км гтного призизка характеризовалась следующие гнбрмц? Р^: А-;'7 :: Сахарное 30; А-278 х Сахарное ОС", А-97 х к-ЗРкзС п др.

П

43,5 38,5

26,5 52,3

47,9 40,1

57,1 80,9

73,6 58,4

41,0 62,4

41,8 63,4

Таблица 2

Гибриды Рт сахарного сорго, выделенные по • признаку урожайности б:юм£ЗОЫ (КОС ВИР, 1988-1990 гг.)

Урохайностьобиомассы, 'Конкурс-

Гибридные ---Истинный вый ;

комбинации лучшая стандарт1¡С^ „¿л *

гибриин оодите-Оранже- зис' <° Й- льзкпя вое 160

__.______ ... _____■■.,.■

А-97 X к-451 6,025 ^585* ^5,766

А-97 X К-1434 8,812 6,965х) 5,766

А-97 х к-3053 8,108 5,480х* 5,786

А-97 х Сахарное 30 10,468 6,665х* 5,786 А-97 х к-3536 9,154 5,278х) 5,786

А-25 х Сахарное 30 9,395 6,665х* 5,786 А-278 х СвхзраоеЗО 9,453 6,665х* 5,786

НСР0,05 = ^б35 х* - Отцовская фориа •

Оценка гибридов по признаку урожайности свевеубран-ных метелок показала, что 17 комбинаций (33,3% от числа оцененных гибридов Р|) характеризуются 63,7% достоверным' истинным гетерозисом при варьировании 50,6-85,6%. Выделено 8 комбинаций (15,7% от числа изученных гибридов Р^), у "которых в среднем за года изучения достоверное превышение | , над стандартом составило 65,2%, причем варьирование находилось в пределах от 44,6 до 93,5%, Наиболее высокой урожайностью свежеубранных метелок обладали гибрида А-97 хк-3536, А-25 х Сахарное 30, А-97 х Сахарное 30 и др. Средняя величина аффекта гетерозиса денного признака и частота встречаемости комбинаций с гетерозисом более 60% значительно, выше таковых по признакам урожейчости биомвссы и стеблей.

Достоверный истинный гетерозис по признаку урожайности листьев выявлен у 5 гибридов Р-^ (9,8% от'51 изученной комбинации), причем превышение урожайности в ореднем за го-, да исследований составило 56,0% при варьировании от 44,1 ■ до 68,6%. Выделено 12 гибридов Р| (23,5% от числа анализируемых комбинаций), которые достоверно превышали стандарт

Оранжевое 160 по урожайности листьев в среднем на 83,2$ при варьировании в пределах от 59,0 до 115,5$. Внсокой урожайностью листьев характеризовались гибрида £]-: А-97 х к-1434; А-97 х Сахарное 30; А-97 х к-3536; А-25 х к-3058; А-278 х Сахврное 30.

Анализ гибридов по частоте и степени проявления истинного и конкурсного гетерозиса по морфологическим признакам приводится в диссертации.

Гетерозис по признакам с'одеркания сахара в оокв стеб-. лей а расчетного накопления сахара с единицы площади. В среднем за годы изучения не удалось выявить гибриды Рр характеризующихся достоверным истинным и конкурсным гетерозисом признака содержания Сахаров в соке стеблей (рефрактометрический метод). Исключение составила комбинация А-278 х Сахарное 30, у которой в 1988 г. был установлен достоверный истинный гетерозис (20,5$) по данному признаку.

В 1989 г. оценили лучшие гибриды Р^- и их родительские формы биохимическим методом (фиксированный материал). Истинный гетерозис (9,4$) по признаку суммарного содержания Сахаров выявлен у комбинации А-278 .х к-3536. Анализируемые гибрида не превышали стандарт по данному признаку. Величина истинного гетерозиса по содержанию моносахаридов у комбинации скрещивания А-97 х к-5 составила 9,6$. В то же время конкурсный гетерозис по анализируемому признаку не выявлен. Выделено 3 гибрида Рр которые достоверно отличались от лучших родительских форм по содержанию дисахари-дов. Максимальный истинный гетерозис по данному признаку (33,2$) о.бнаруяен'у комбинации А-278 х Сахарное 30, в то время как у гибридов А-25 х Сахарное 30 и А-97 х Сахарное 30 он равнялся соответственно 19,5 и 11,3$. Пять гибридных комбинаций (31,2$ от 16 изученных) достоверно превышали стандарт по содержанию дисахаридов. Величина конкурсного гетерозиса находилась в пределах ст 11,9 до 26,6$. Комбинация А797 х к-3048 значительно превышала (26,6$) стандарт по данному признаку. Следует отметить,- что только гибрид А-278 х Сахарное 30 характеризовался как истинным (33,2$), так и конкурсным (15,5$) гетерозисом пра-

знака содержания дисахаридов. Анализ гибридов по при- ■ знакам содержания суммы Сахаров а моносахаридов (в пересчете нр сырое вещество) не показал наличие истинного и конкурсного гетерозиса. Лить некоторые комбинации скрещиваний проявили истинный (А-25 х Сахарное 30 - 26,8^; А-278 х Сахарное 30 - 46,4$) и конкурсный (А-97 х к-3048 -26,4$;-А-278 х Сахарное 30 - 13,9$) гетерозис по содерка-нию дисяхарндов. Это объясняется отсутствием достоверных различий мекду гибридами. Рр лучшими родительскими формами ц стандартом по признаку содержания сухого вещества.

Наделены гибриды Рр характеризующиеся истинным и конкурсным Гетерозисом признака расчетного накопления сахара нз единицу площади в пределах 33,8-71,5$ и 37,9-70,0$ соответственно. Самым-высоким выходом сахара с единицы площади характеризовались комбинации А-278 х Сахарное 30 (0,826 кг/1м ) и А-97 х Сахарное 30 (0,807 кгЛм2).

ИЗУЧЕНИЕ КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ОБРАЗЦОВ САХАРНОГО СОРГО ПО НЕКОТОРЫМ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ

Оценка-ОКС и СКО образцов сахарного сорго по признаку продолжительности периода ..вегетации ("воходы-цветенпе", "всходы-восковая спелость"). Образцы сахарного сорго {к-3084, к-3054, А-278 Сум эк карликовый), обладающие значительными вариансэми СКС и низкими оценками ОКС, рекомендуются для получения гибридов с более коротким периодом ' вегетации "всходы-цветение". Формы -кк-215, 2475, 1358, тетив достоверно отрицательные оценки эффектов ОКС и сравнительно низкие вариансы СКС, могут быть ценными компонентами при селекции синтетических популяций по данному признаку.

Для создания габр.цоъ с более коротким периодом вегетации "всходв-вооковая спелость" предлагаются генотипы к-135?, к-3084, А-278 Сумэк карликовый, а для получения рпнчосаелых синтетических сортов - образцы к-215 и к-451.

Оценка .ОКС :• ОКО образцов сахарного сорго по призна-1.-Я" урьугч'постс. у..'о.угсзн. стебле-Л. ЗнэчптелБВст-и варианса-г:: '.КС га Ссйй в«сг1.:;:х эайрктов и верчено (КС характеризо-гь C---r.ni Олхя;.«ое .'^С, к-1434, к-4536, А-07 Сумэк. Ис-

пользование данных генотипов в селекции позволит получить высокоурожайные гибрида сахарного сорго. Для селекции синтетических сортов предлагаются образцы к-1358, А-278 Сумэк кэрликовый, обладающие средней ОКС и сравнительно низкой вариэнсой СКС. В то же время, при'участии стерилышй линии А-278 Сумэк карликовый были получены высокогетеро-зисные гибрида (А-278 х к-3536, А-278 х Сахарное '30) .по признаку урожайности биомассы. Селекционное улучшение денной линии по комбинационной способности даст возможность использовать ее а при создании высокоурожайных гибридов.

Основным компонентов структуры урожая биомассы сахарного сорго является стебель. Анализ комбинационной способности родительских форм показал, что генотипы к-1434, Сахарное 30, А-97 Сумэк характеризуются значительными вари-ансами СКС, высокими эффектами и вараапсами ОКС. Данные формы рекомендуются для использования в селекции на гете--розис по признаку урожайности стеблей.

Оценка ОКС и РКП образцов-сахарного сорго по призна-■ ку содержания сахара в соке стеблей. Оценка образцов по ОКС и СКС признака сахаристости стеблей позволила Еыде-лпть ценный материал для селекции (табл^З). Образцы Сахарное 30 и к-3048, характеризующиеся высокими эффектами ОКС, вариансами ОКС п СКС, рекомендуются для создания гибридов. Генотипы кк-2475, 3053, 3062, А-278 Сумэк карликовый, обладающие высокими эффектами ОКС и сравнительно низкими вариансами СКС,предлагаются для получения синтетических попу-.ляций. При условия высокой комбинационной способности у опылителей по признакам урожайности и сахаристости стеблей в селекции на гетерозис может быть использована стерильная линия А-278 Сумэк карликовый. В нашем ппыте таковой отцовской формой является Сахарное 30. Скрещивание .данных форм позволило получить гибрид Рр характеризующийся высоким выходом сахара с единицы площади.

Изучение' наследуемости_ важнейших признаков у гибридов первого поколения сахарного сорго. Установлено влия--ние условий среда и гепотипов родительских форм на фено-

Таблица 3

Сценка комбинационной способности родительских форм сорго по.признаку содержания сахара в соке стеблей (КОС ВИР, 1988-1990гг.)

Родитель-!_Эффекты ОКО_' Среднее за годы изучения

формы_ 1986г. 1989г. 1990г. зд|екты вариан- ва^ансн

Отцовские формы

к-215 -2,40 -2,90 -1,00 -2,37 5,60 0,27

к-343 -0,40 +0,30 -0,50 -0,20 0,03 0,43

к-387 -3,00 -1,50 -0,40 -1,63 3,57 0,83

к-451 • -2,50 -2,00' -0,80 -1,77 3,23' 0,63

к-1358 -2,70 -0,90 -0,50 -1,37 2,57 0,47

к-1434 -0,40 +1)30 +0,90 +0,60 0,80 . 0,40

к-2475 +4,50 +1,70 +1,10 1 1 +2,43 • 8,03 0,50

к-3048 +2,10 +2,40 +1,80 +2,10 4,27 ' 1,67

к-3053 +3,80 +2,20 +2,70 +2,90 8,83 ' 0,07

к-3054 +1,70' -0,80 -0,60' +0,03 1,17 • 0,40

к-3058 +1,60 -1,50 . -1,30 -0,33 2,10 *' 4,40

к-3082 +3,70 -0,60 +0,20 +1,10 4,43 0,83

к-3084 +2,70 -0,30 -0,50 +0,63 2,27 . 0,70

к-3536 -1,50 -0,50 -0,50 -0,83 0,67 0,47

"к-3861 +0,70 +0,90 -1,00 +0,20 0,57 0,13

Сахар-

ное 30 <■0,90 +3,90 +2,10 +2,30 6,70 2,00

НСР0,05 1,19 0,80. . 0,72 0,90 - -

|.;атегинскн8 сормн

А-97 Сумэк +0,30 +0,10 -0,20 +0,07 0,03 0,37 А-25 Г,:ь! д-

л'апд -1,50 -0,10 -0,20 -0,60 0,77 0,37

А-276 Су-г'эк кас-

ликовыЗ . +1,2и -С,СО +0,40 +0,53 0,53 0,07

НСГу № 0,32 0,28 0,26 0,29

типическое проявление изученных признаков _з гайрадоз сахарного сорго. Детерминация пр:.:знзясв джнз nepuera вегетации ("всходы-цветение", "всхощ-есскшзя спелесгь"), диаметр стебля внизу и вверху, суммарное сотгержшгго сахзрсэ в соке стеблей в значительной степевп -арсисюдат зз счет-

генотипа опылителей. Так, доля нлнявая гевстгтэ стгшвсюгх р

форм ( hg) на проявление признака суммарного соггргангя Сахаров в соке стеблей в увлажнении IS68 п ISE9 гг. ссс— таЕИла соответственно 0,506 а-0,705, а в засдашЕса 1220 г. - 0,400; влияние материнских ¿orti в IS£8 a ISS0 гг. соответствовало значениям 0,187 а 0.С28, а в IS69 р. сяо боло несущественным. В условиях I£c&-I9SG гг. доля влгяззя генотипа материнской фор.чн на првзвак вЕсста главного побега (0,655 , 0,57В, 0,5СЗ) значительно прсваталз Елгяназ отцовской формы (0,211, 0,173, 0,294). Четкого преойлэта-т ния одного пз родителей при детерминация празкзетга зрояай-ности биомассы, стеблей, свегвубранйых кетедсг, сйавгЗ я продуктивной кустистости, количества листьев не газвлЕнг».

Высокой 'степенью наследуемости в I98E-ISSO гг. характеризовались следующие признака: давза периода вегетжгзгэ "всхопр-вссковая спелость" ( ь2=0,Б72, 0.6ГО, 0,7с2); урогяйность биомассы ( ь2= 0,732, 0,614, 0,616); sposaï— ность стеблей ( h2=0,820, 0,703, Г, 635); виеотэ главного побега ( h2=û,922, 0,751, 0,859);-cysrtfspsce содержание сэхзров в соке стеблей ( ь2=0,7Е0, 0.7Е5, 0,728). Счевгдн но, фенотипические отбора по вазваввш празаззз'я б^д^т близки к отборам соответствуй^! га геиотгшсв.

Нами была предпринята пспнткэ ЕЭОГчевая'ИЕСлвпивзЕаа признака сахаристости стеблей. Для этого вндэлекиуо лз— вию Сахарное 30 скрестили с нвзкосзхзрвстой стераяьвсЗ линией А-25 Мидлунд. В рзсцепляицеЗся псцуджеив ттшв-лены трансгрессивные формы, что дает воз»с»вость стйсра •на более высокое суммарное содержзнза Сахаров в саге стеблей и указывает па несложность отЗсга ео этт:»? прсзнакз. Наличие положительных трансгрессия в сдучаея псаго-ляет предположить различия родительских озрг по одевшей 'мере по двум renaw, контролирующем васок^п сахэсястсеть

"стеблей.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРСГШЖ'.ВШХ ОБРАЗЦОВ И BUCOKO-ГВТЕРОЗИСШХ ГИБИЩОВ САХАРНОГО СОРГО

Линия Сахарное. 30 и образец sorghum saccaltne (к-1434) характеризуются высокой уродайностыо биомассы -

Г)

6,660.и 6,970 kiVIm*", что на 15,2 и 20,2$ соответственно выше стандарта Оранжевое 160 и высоким суммарным содержанием Сахаров в соке стеблей (20,1 и 21,2$). Расчетное накопление сахара составило 0,600 и 0,640 кг/Гм^, что на 24,1 и 31,9$ выше стандарта.

Гибриды Pj А-97 Сумэк х к-3053, А-97 Сумэк х Сахарное 30, А-25 Мидланд х Сахарное 30, А-278 Сумэк карликовый х Сахарное'30 значительно превышают стандарт.по признаку урожайности биомассы на 40,1-00,9$,- а по выхода сахара с единицы площади - на 37,9-70,0$.

вывода •

1. В результате трехлетнего изучения лучших.70 образцов сахарного сорго выявлена изменчивость по основным хозяйственно ценным признакам, что позволило выделить перспективный материал для селекции на скороспелость (5 шт.),

.устойчивость к полеганию (II шт.) и к обыкновенной злаковой тле (12 шт.), высокую урожайность биомассы (3 шт.) и высокую сахаристость стеблей (6 шт.).

2. Варьирование признака содержания Сахаров в соке стеблей у изученных образцов составило 13,0-25,2$. Выделены образцы с содержанием Сахаров 11,1-15,0$ (2 шт.), I5,I-I9,0?i (9 шт.), более 19,0$ (59 шт.). Сахаристость стеблей у районированного сорта Оранжевое 160 составила 20,2$.

3. Выделены высокосахаристые образцы сорго, накапливание сахара стабильно на протяжении всех лет изучения: к-65 (21,4-21,Г$); к-252 (21,0-21,6$); к-2520 (21,2-22,3& К-3048 (22,6-^3,8$); к-ЗСбО (22.1-22,9$).

4. На и боль.-:'-л селекционный интерес представляют ¿н-секосахэристые о'ргзцн сорго, характеризующиеся скороспелостью (кк-oto, 2475, 304Ь, 3868)-, устойчивостью г

полеганию (кк-1576, 1687, 3048, 3053).

. 5. Установлена высокая положительная корреляция ( г= . О',99) между результатами оценки признака сахаристости стеблей сорго, полученными при помощи биохимического и рефрактометрического методов, что свидетельствует об объективности рефрактометрического анализа.

6. По реакции на цитоплазматическую мужскую стерильность (ЦМО) выделены образцы-закрепители стерильности (6 шт.), восстановители йертильнбсти (3 шт.), частичные восстановители фертильности (5 шт.). Выявлена полная генетическая система .для селекции гетерозисных гибридов сахарного сорго (стерильные линии, образцы-закрепители стерильности и восстановители фертильности).

7. Для изученныхгибридов установлен более интенсивный рост по сразнешга с высокорослой отцовской формой. Обнаружен наиболее энергичный прирост высоты растений у гибридов Рр полученных на основе материнских форм А-97

и А-278.

8. Обнаружено влияние генотипов материнских форм на проявление эффекта гетерозиса у гибридов сахарного сорго по основным хозяйственно ценным признакам; наиболь- . шая частота встречаемости и степень гетерозиса обнаружена у гибридов, полученных с участием стерильных линий А-97 и А-278.

9. Наибольшей величиной эффектов истинного и конкурсного гетерозиса характеризовались гибриды сахарного сорго по урожайности свеяеубранных метелок (63,7$ .! .65,2$) и урожайности листьев(56,0$ и 83,2$). Степень .двух типов гетерозиса по урожайности биомассы и урожайности стеблей составила 44,0$ и 56,6$; 45,4$ и 49,7$ соответственно. Наибольшая частота встречаемости истинного гетерозиса обнаругена у гибридов по урожайности биомассы (35,3$), а конкурсного гетерозиса - по урожайности листьев (23,5$1.

10. Достоверний истинный гетерозис (20,5$) по суммарному содержанию спхэров в соке стеблей обнаружен лишь у 'одной комбинации А-278 х Сахарное 30 в' 1988 г., что сви-

Е^тельстгуст о гало» вероятности получения гетерозиса у гайрчгог ¥j uo щззноиу признаку.

11. Енделевн габрадвые комбинации, характеризующиеся еезок;}.- эссэкхсу с ст.энного (33,8-71,5%) и конкурсного (37,Э-70,(£) гетероззса по накопление Сахаров на единице изотрда.

12. Оагвг-э стерзльвнх лпнии и опылителей по комбинационной способности позволила выделять перспективный исход-кап затерзал щя селекции па гетерозис и создания синтети-чесггх C03TGB по скороспелости, урожайности биомассы, уро-ееьнсстз стеблей, содергаяпч Сахаров в соке стеблей. Установлено йреобладание адеттявпых эффектов в определении величина ядучевЁых пра?нэЕов у анализируемых образцов, что позволяет ргконевдйвзть отбор в селекционном процессе по «Jeaoraay.

13. Авалаз гибридов Fj сахарного сорго дал возможность выявить взмевчлвссть коэффициентов наследуемости ос-ваваах хозяйственно цепных признаков за период изучения. ВкоскоД степенью иаслгдуе&ости характеризовались следукь-кзе в ра знака: дгпва периода вегетации "всходы-восковая спелость" (Ь2 =0,672, 0.6Ш, 0,762); урожайность'биомассы ( Ьг=0,7Р2, 0,614, 0,616); урожайность стебле« (h2 =0,820,

"0,7СЗ, 0,635); высота главного побега ( h2=0,922, 0,751, С,£5Э); сушеное содергяапе Сахаров в соке стеблей (h = 0,7£0, G,7í5, С,72£), что дает возможность прогнозировать эйеЕТЕЕйоеть сеягвцг.а сахарного сорго.

Гекстзпа отцовских фор« оказывают существенное влия-е£2 ез ягслгл2.ч.ге боль^ваства признаков в гибридном потомстве.

1-й. Еэсхецованая признака сахаристости стеб-

.к?П устяпоесть, что этот признак контролируется

•по кге^йеЗ кере Е?у."я гепэ»й. Наличие трансгрессивных i е dozcrss"^ V7 дяет воз;/caí ость отбора на более ебср-•ег? с™?:г- coks стебле" и указывает на не-слг^я*тггь гт-г;^ ~тогу признаку у гибридов.

15. Созтйчн:«? v.-t:r; г:;£гзпн ?т A-S7 х Сахарное 30,

биомассы, содержание» Сахаров в соке стеблей, накоплением' сахара на единице площади.

Рекомендации для селекционных программ

.1. Для использования в селекции р-зкомен дуются образцы:

- с высокой урожайность биомассы (5,8-7,0 кг/1м2): к-1434, Сахарное 30, Оранжевое 160;

-.скороспелые, с длиной периода вегетации "всхо-да-восковая спелость" 89-92 сут.: кк-581, 1583, 1638, 2293, 3868; / '

- устойчивые к полеганию: кк-393, 572, 1576, 1687, 2293, 3048, 3053, 3058, ЗС62, 3084, 3861;

- с высоким суммарным содержанием Сахаров в соке • стеблей (22,0-25,2$): кк-362, 585, 1616, 2472, 2475,- 3053;

- позволяющие получать высокий выход сахара с единицы площади (0,590-0,640 кг/1м2): кк-1434, 3053, Сахар-' нов 30;

- слабо повреждаемые обыкновенной злаковой-тлей: КК-337, 1694, 5392, 9271, 9294,-9304, 9306, 9307, 9317,9352, 9436.

2. Выделены доноры, которые рекомендуются для создания гетерозиспых гибридов:

- по скороспелости - кк-1358, 3084, А-278 Сумэк-карликовый;

- по урокайпосги биомассы - кк-1434, 3053, 3536, Сахарное 30, А-97 Сумэк, А-278 Сумэк карликовый;

- по урожайности стеблей - к-1434, Сахарное 30, А-97 Сумэк;' ." . .

. -' по суммарному содержанию Сахаров в соке стеблей - к-3048, Сахарное 30.

.3. Для получения сортов-синтетиков предлагаются образцы, выделившиеся:

- л о скороспелости. - кк-215, 451;

- по урожайности биомассы - к-1358, А-278 Сумэк карликовый; ■

- по суммарному содержанию Сахаров в соке стеблей -,кк-2475, 3053, ЗС62, А-278 Сумэк карликовый.

4. Для создания стерильных линий сахарного сорго ре-

комендуются образцы: кк-2475, 3048, 3053, 3082, 3084, 3861, .

5. Для получения гибридов Pj на основе DMC типа biilo предлагаются образцы-восстановители £ертильности: кк-215, 3536, Сахарное 30.

Список работ, опубликованных по Теме диссертации

1. Столяренко С.Б. Реакция образцов сорго сахарного на цитоплззматпческуга .мужскую стерильность I} Научно-технический бюллетень ВИИИР им.Н.И.Вавилова. - 1990. - Вил. 197. - С.41-42.

2. Малиновский Б.Н., Столяренко С,Б. Изменчивость содержания сахара в соке стеблей гибридов сорго на стерильной основе в зависимости от генотипа опылителя П Проблемы и задачи по селекции, семеноводству и технологии производства и переработки сорго в СССР: Тезисы докл. Всесоюз. совещания. - Зерноград, i990. - С.57-58.

• 3. Редченко Е.Е., Столяренко С.Б. Устойчивость оа-харного сорго к обыкновенной злаковой тле Ц Сб.- науч. тр. по прикл. бот., ген. и сел. - 1990. - Т.136. -'С.61-65.

4. Столяренко С.Б. К вопросу о гетерозисе признака сахаристости стеблей у сорго // Научно-технический бюллетень ВНИИР иы.Н.И.Вавилова. - 1991. - Вып.207. - С.19-20.

P'm.Tim.Icp.cai'

'rij? .100. 19.09. ЭI. Бе сплатно;