CC BY
48
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012
3. Современная теория позитивного питания и функциональные продукты / А. А. Кочеткова [и др.] // Пищевая пром-сть. - 1999. - № 2. - С. 6-8.
4. Казыдуб, Н. Г. Фасоль - перспективная овощная культура для южной лесостепи Западной Сибири / Н. Г. Казыдуб // II Международная научно-практическая конференция. - Москва, ВНИИССОК, 2010. - С. 281-284.
5. Остроумов, Л. А. Функциональные продукты на основе молока и его производных / Л. А. Остроумов, А. М. Попов,
А. М. Постолова // Молочная пром-сть. - 2003. - № 9. -С. 21-22.
МОЛИБОГА Елена Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология и
оборудование пищевых производств», заведующая центральной учебно-научной лабораторией аграрно-технологических исследований.
КАЗЫДУБ Нина Григорьевна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры селекции, генетики и физиологии растений, заведующая кафедрой селекции, генетики и физиологии растений. МАРАКАЕВА Татьяна Владимировна, аспирантка кафедры селекции, генетики и физиологии растений.
Адрес для переписки: e-mail: [email protected]
Статья поступила в редакцию 26.06.2012 г.
© Е. А. Молибога, Н. Г. Казыдуб, Т. В. Маракаева
УДК 631 257:633 35 а. в. ОБУХОВА
н. а. поползухина
л. в. ОМЕЛЬЯНЮК и. г. КАДЕРМАС
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
ДОНОРЫ В СЕЛЕКЦИИ ГОРОХА УСАТОГО МОРФОТИПА НА ВЫСОКУЮ
СЕМЕННУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ__________________________
На основе изучения в контрастных условиях среды первого поколения (F() 20 диал-лельных гибридов гороха выявлено фенотипическое проявление и характер наследования (hp) признака масса семян с растения. Изучена комбинационная способность пяти образцов гороха посевного с усатым типом листа, предложены доноры для селекции на высокую семенную продуктивность и технологичность.
Ключевые слова: Pisum sativum L., гибрид F(, продуктивность одного растения, характер наследования, комбинационная способность.
Введение. Горох в большинстве регионов России является основной зернобобовой культурой. Он обладает высокими пищевыми и кормовыми качествами за счет повышенного содержания белка, сбалансированного по аминокислотному составу. Велико и его агротехническое значение. Являясь азотфикси-рующей культурой и обладая высокой усвояющей способностью корневой системы, горох использует трудно растворимые и малодоступные минеральные соединения [1]. Эта культура является стабилизатором почвенного плодородия, накапливая до 108 кг/га легкоусвояемого азота в почве, и относится к числу лучших предшественников для зерновых культур, прежде всего для озимой пшеницы [2]. Одно из важнейших направлений современной селекции растений — создание сортов с высокой урожайностью. Такие сорта способны давать стабильный урожай по годам на фоне колеблющихся экологических условий. Поэтому необходимо всестороннее и углубленное изучение генетических основ высокой продуктивности, обогащение генофонда, его изучение и использование в селекционном процессе [3, с. 5].
Из всех известных типов скрещиваний наиболее информативным для генетического анализа хозяйственно-ценных признаков является диаллельный [4]. Характер проявления и наследования количественных признаков тесно связан с онтогенезом растений, что обуславливает необходимость использования метода эколого-географической гибридизации с дальнейшей оценкой материала в агроклиматических условиях зоны, для которой создается селекционный материал [3, с. 7]. В качестве одного из компонентов скрещивания необходимо широко привлекать местные селекционные сорта, наиболее приспособленные к той или иной зоне [5].
Цель настоящей работы — на основе изучения характера наследования и комбинационной способности образцов гороха по признаку масса семян с одного растения в условиях южной лесостепи Омской области, выделить доноры для селекции на высокую урожайность и устойчивость к биотическим и абиотическим факторам среды.
Методика. Объектом исследований послужили пять родительских образцов гороха посевного с уса-
Масса семян с растения у исходных образцов и гибридов первого поколения
Образец (Р) 2010 г. 2011 г.
Р *1 Р *1
Г* относительно р, % Г* относительно р, %
Омский 9 23,92 20,85 87,2 9,49 9,24 97,3
Благовест 16,33 20,52 125,7 8,09 8,80 108,8
Л 37/03 19,08 21,36 111,9 9,10 8,53 93,7
Девиз 11,91 18,87 158,5 7,95 8,66 109,0
Л 646/08 14,50 19,69 135,8 4,86 8,64 177,9
НСР05 3,184 - - 1,758 - -
* — гибриды, полученные в диаллельных скрещиваниях каждого сорта с остальными сортами (среднее).
тым типом листа (аГ) и 20 диаллельных гибридов первого поколения ^). четыре образца гороха селекции ГНУ СибНИИСХ (г. Омск, Россия), включенные в эксперимент, являются донорами неосыпаемости семян ^еГ) [6]: Омский 9 районирован в ЗападноСибирском регионе с 1999 г., является донором высокой семенной продуктивности [7]; Благовест районирован в Западно-Сибирском регионе с 2008 г.; Л 646/08 — короткостебельная, высокобелковая линия. Образцы Благовест и Л 37/03 по результатам исследований Озяковой Е. Н. рекомендованы как источники повышенной азотфиксации [8]. Так же в эксперимент включен современный европейский сорт Девиз, созданный в Институте растениеводства им. В. Я. Юрьева (г. Харьков, Украина). По данным лаборатории селекции зернобобовых культур ГНУ СибНИИСХ и И. В. Кондыкова с соавторами (ГНУ ВНИИЗБК, г. Орел) [1, с. 19] этот короткостебельный образец проявил себя как сорт с высоким потенциалом продуктивности и технологичности.
Экспериментальная часть работы проводилась на полях лаборатории селекции зернобобовых культур ГНУ СибНИИСХ Россельхозакадемии в течение 2010 — 2011 гг., различающихся по гидротермическому обеспечению вегетационного периода (май-август): первый год по погодным условиям был более благоприятен, чем второй. Количество осадков в
2010 г. составило 113 мм (54% от нормы). Пик засухи в 2010 г. наблюдался в июле — за месяц выпало 20 мм осадков (32% от нормы), и в первую декаду августа, когда осадков практически не было. Среднемесячная температура воздуха превышала среднемноголетнее значение в июне и августе, соответственно, на 0,7°С и 3,8°С. Май и июль отличались недостатком тепла — среднемесячная температура воздуха в мае составила 11,3°С (ниже средней многолетней на 0,9°С), а в июле была 17,8°С (ниже нормы на 1,6°С). В
2011 г. метеорологические условия в мае-августе в целом были близки к среднемноголетним показателям: выпало 206 мм осадков (102% от среднемноголетнего значения). Но распределение атмосферной влаги было неравномерным. Май-июнь были засушливыми, а июль-август достаточно увлажненными. За эти периоды выпало осадков соответственно, 59,1 мм (65,8% от нормы) и 146,4 мм (123,4% от нормы). Весь июнь температура воздуха была выше средней многолетней и составила 19,3°С (+ 1,4°С от нормы), а также во вторую декаду августа — 18,8°С ( + 1,7°С). В остальные периоды температура воздуха была ниже средней многолетней. Важно также
отметить резкое колебание температуры воздуха и в течение суток.
Посев проводился вручную: в 2010 г. 20 мая, в
2011 г. — 18 мая. Предшественник — яровая пшеница после кукурузы. Изучаемый селекционный материал размещался по методу рендомизированных блоков в четырех повторностях. Блок составляли гибриды F1 и общая для них материнская форма. Площадь питания растений 10х40 см. Делянки убраны вручную, исключая краевые растения. Анализ структуры урожая проведен по девяти признакам у 25 растений из каждой повторности. Для статистической обработки данных использовали методы дисперсионного и корреляционного анализов [9]. Характер наследования (Цр) рассчитывали по формуле (1), предложенной Гриффингом [10]:
л = Хр - Мр (1)
р Хрл - Мр '
где Хр — среднее значение гибрида, Мр — среднее
арифметическое родительских форм, — среднее значение родительского сорта с максимальной величиной признака.
Интерпретация рассчитанных значений проведена по А. А. Жученко [11].
Оценка исходного материала по комбинационной способности — по методике Гриффинга (метод I) в изложении Р. А. Цильке, Л. П. Присяжной [12].
Результаты. Реакция образцов гороха на изменение погодных условий была весьма существенна, так как в 2011 г. средняя продуктивность растений в опыте (8,6 г) уменьшилась на 56,1% по сравнению с 2010 г. (19,6 г). Наибольшей массой семян с растения в годы исследований характеризовался реестровый сорт Омский 9 (соответственно 23,92 г и 9,49 г), наименьший показатель отмечен у короткостебельных форм Девиз (соответственно 11,91 г и 7,95 г) и Л 646/08 (14,50 г и 4,86 г) (табл. 1). В целом показатели гибридов F1 превышали исходные формы, кроме потомков самого продуктивного сорта Омский 9, а также линии Л 37/03 в 2011 г.
В наших исследованиях подтверждаются выводы многих ученых о том, что лучшей продуктивностью характеризуются, как правило, реципрокные гибриды, полученные с участием более урожайных материнских форм [13, 14]. Наивысший показатель
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012
Эффекты ОКС (д1) и вариансы СКС (с2а) образцов гороха по массе семян с растения
Образец (Р) 2010 г. 2011 г.
эффекты ОКС ді вариансы СКС эффекты ОКС ді вариансы СКС
Омский 9 1,830 11,934 0,691 1,051
Благовест 0,046 2,375 0,062 1,903
Л 37/03 1,264 12,652 0,040 0,048
Девиз -2,155 7,896 -0,082 0,462
Л 646/08 -0,985 5,984 -0,711 1,523
ОКС д1-д^ 0,502 - 0,284 -
СКС - 8,168 - 0,997
массы семян с растения отмечен в прямых и обратных гибридных комбинациях: 2010 г. — Благовест х Л 37/03 (соответственно 21,72 г и 25,04 г) и Девиз х Л 37/03 (21,98 г и 25,66 г); 2011 г. — Омский 9 х Девиз (11,23 г и 9,72 г), Омский 9 х Л 646/08 (9,06 г и 9,50 г), Благовест х Л 646/08 (11,50 г и 9,02 г). Стабильно высоким уровнем фенотипического проявления анализируемого признака обладали комбинации: Благовест х Омский 9 (соответственно 2010 и 2011 гг. — 27,34 г и 10,03 г), Благовест х Л 37/03 (21,72 г и 9,83 г), Благовест х Девиз (22,89 г и 9,88 г), Л 37/03 х Омский 9 (21,33 г и 9,98 г), Девиз х Л 37/03 (21,98 г и 9,70 г), Л 646/08 х Омский 9 (30,27 г и 9,50 г). Высокой продуктивностью растений отличились так же гибриды в 2010 г. — Л 37/03 х Благовест (25,04 г), Л 37/03 х Девиз (25,66 г); в 2011 г. — Омский 9 х Девиз (11,23 г), Омский 9 х Л 646/08 (9,06 г), Благовест х Л 646/08 (11,50 г), Девиз х Омский 9 (9,72 г), 646/08 х Благовест (9,02 г).
Результаты изучения характера наследования продуктивности одного растения в F1 показывают, что на степень детерминации признака большое влияние оказывают погодные условия и подбор исходных образцов. Но в основном в наследовании массы семян с растения преобладало положительное сверхдоминирование ( + СД): в 2010 г. у 60% гибридов, в 2011 г. — у 45%. Необходимо отметить, что в 2011 г. у 35% гибридов наблюдалось отрицательное сверхдоминирование (-СД), тогда как в
2010 г. — лишь у 5%. Промежуточное наследование проявилось в 2010 г. у 25% гибридов, в 2011 г. у 10%. Стабильно +СД отмечается в комбинациях: Благовест х Омский 9, Л 646/08 х Омский 9, Благовест хЛ 37/03, Девиз х 37/03, а также как при прямом, так и обратном скрещивании сорта Благовест с линией Л 646/08. В гибридной комбинации Омский 9 хЛ 37/03 стабильно наблюдалось -СД.
Результаты анализа комбинационной способности образцов показывают довольно сложное наследование продуктивности растений. Наибольший вклад в изменчивость рассматриваемого признака внесла специфическая комбинационная способность (СКС), зависящая от неаддитивного взаимодействия генов: 2010 г. — 46,5%, а 2011 г. — 50,7%. Доля общей комбинационной способности (ОКС), обусловленной аддитивным действием генов, составляет соответственно 32,5% и 24,5%. Весьма ощутимый реципрокный эффект отмечен в любых погодных условиях выращивания, соответственно, 21,0% и 24,8%. Это позволяет заключить, что в детер-
минации анализируемого признака большое значение имеют также ядерно-плазменные взаимоотношения.
Наилучшей комбинационной способностью характеризуется сорт Омский 9 (табл. 2). Среди изучаемого набора образцов обращает на себя внимание также линия Л 37/03, которая показала себя донором высокой продуктивности в относительно благоприятных условиях 2010 г. Полученные данные необходимо учитывать в селекционном процессе.
Выводы. В результате анализа полученных данных подтверждаются выводы многих ученых о том, что один из важнейших признаков структуры урожая — масса семян с одного растения, как у гомозиготных (исходный образец), так и гетерозиготных генотипов ^), подвержен сильному модифицирующему влиянию окружающей среды.
Характер наследования анализируемого признака в зависимости от условий года и вариантов скрещиваний варьирует в широких пределах и включает по существу все возможные типы наследования, начиная от положительного сверхдоминирования ( + СД) и заканчивая депрессией (-СД). Однако максимальная доля приходится на +СД.
Донорами на повышение массы семян с растения являются Омский 9 и Л 37/03. Ценность этих образцов усиливается благодаря наличию рецессивных аллелей генов аГ и def, детерминирующих усатый тип листа и неосыпаемость семян.
Источники признаков высокой технологичности Девиз и, особенно, Л 646/08 обладают низкой комбинационной способностью по продуктивности. То есть при включении их в гибридизацию необходимо подходить индивидуально к выбору пары для скрещивания. Среди изученных гибридных комбинаций, полученных с использованием этих короткостебельных форм, высокой семенной продуктивностью и положительным сверхдоминированием в 2010 и
2011 гг. обладали гибриды F1: Л 646/08 х Омский 9, Благовест х Девиз, Девиз х Л 37/03; в 2011 г. — Благовест х Л 646/08, Л 646/08 х Благовест. Стабильно высокий уровень фенотипического проявления анализируемого признака имели комбинации: Благовест х Омский 9, Благовест х Л 37/03, Л 37/03 х Омский 9.
Высокая доля неаддитивных эффектов генов (СКС), определяющих наследование признака масса семян с одного растения, дает основание рекомендовать начало отбора элитных растений не ранее третьего-четвертого гибридного поколения, так как наиболее продуктивные растения в ранних расще-
пляющихся поколениях могут оказаться гетерозиготными, что приведет к необходимости повторного отбора и снизит эффективность селекции.
Библиографический список
1. Современное состояние сорта гороха: урожайность и содержание белка / И. В. Кондыков [и др.] // Зерновое хозяйство России. - 2010. - № 5(11). - С. 17-20.
2. Алехин, В. Т. Тактика борьбы с вредителями гороха / В. Т. Алехин, И. Н. Иванова // Защита и карантин растений. -
2010. - № 4. - С. 52-54.
3. Изменчивость и наследование количественных признаков мягкой яровой пшеницы в контрастных эколого-климати-ческих условиях Западной Сибири и Северного Казахстана //
В. В. Пискарев [и др.] / ГНУ СибНИИРС СО Россельхозакаде-мии. - Новосибирск, 2010. - 160 с.
4. Мазер, К. Биометрическая генетика / К. Мазер, Дж. Джинкс - М. : Мир, 1985. - 463 с.
5. Программа работ селекционного центра Сибирского научно-исследовательского института сельского хозяйства на период 2011 - 2030 гг. / под ред. чл.-кор. РАСХН Р. Н. Рутца // Рос. акад. наук. Сиб. регион. отд-ие СибНИИСХ. - Новосибирск, 2011. - 203 с.
6. Сорта сельскохозяйственных культур селекции ГНУ СибНИИСХ / отв. ред. Р. И. Рутц. - Омск : Вариант-Омск,
2011. - 116 с.
7. Омельянюк, Л. В. Селекционная ценность сортов гороха / Л. В. Омельянюк // Доклады РАСХН. - 2006. - № 1. - С. 6-9.
8. Озякова, Е. Н. Урожайность и особенности формирования симбиотического аппарата у сортообразцов зернобобовых культур в южной лесостепи Западной Сибири : автореф. дис... канд. с.-х. наук: 06.01.05 / Е. Н. Озякова. - Тюмень, 2009. -19 с.
9. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М. : Агропромиздат, 1985. - 352 с.
10. Griffing , J. B. Concept of general and specific combining ability in relation of diallel crossing systems / J. B Griffing // Austral J. Biology Science. — 1956. — Vol. 9. — P. 463 — 493.
11. Жученко, А. А. Экологическая генетика культурных растений / А. А. Жученко. — Кишинёв : Штиинца, 1980. — 588 с.
12. Цильке, Р. А. Методика оценки исходного материала по комбинационной способности в диаллельных скрещиваниях : метод. реком. / Р. А. Цильке, Л. П. Присяжная. — Новосибирск, 1979. - 29 с.
13. Омельянюк, Л. В. Создание и изучение исходного материала в селекции гороха для южной лесостепи Западной Сибири : автореф. дис...канд. с.-х. наук : 06.01.05 / Людмила Валентиновна Омельянюк. - Омск, 1998. — 15 с.
14. Сырьева, Т. Л. Комбинационная способность сортов гороха в разных экологических зонах : дис...канд. с.-х. наук : 06.01.05 : Т. Л. Сырьева. - Омск, 1986. - 16 с.
ОБУХОВА Анастасия Владимировна, аспирантка кафедры экологии и биологии.
ПОПОЛЗУХИНА Нина Алексеевна, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (Россия), заведующая кафедрой экологии и биологии. ОМЕЛЬЯНЮК Людмила Валентиновна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (Россия), доцент кафедры землеустройства.
КАДЕРМАС Ирина Геннадьевна, аспирантка кафедры экологии и биологии.
Адрес для переписки: е-таП: [email protected]
Статья поступила в редакцию 11.09.2012 г.
© А. В. Обухова, Н. А. Поползухина, Л. В. Омельянюк, И. Г. Кадермас
УДК 63311 А. В. ПИНКАЛЬ
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
ЗИМОСТОЙКОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ К ПОЛЕГАНИЮ ГИБРИДОВ ОЗИМОЙ ТРИТИКАЛЕ
Особенности климатических условий южной лесостепи Западной Сибири негативно сказываются на возможности выращивания в области сортов озимых зерновых культур, созданных и пригодных для выращивания в других климатических зонах страны. В статье приведены некоторые результаты работы по созданию исходного материала для селекции сорта озимой тритикале, устойчивого к неблагоприятным факторам окружающей среды и пригодного для выращивания в зоне южной лесостепи Западной Сибири.
Ключевые слова: тритикале, селекция, зимостойкость, устойчивость к полеганию.
Озимые культуры имеют важное значение в увеличении производства зерна. В основных районах возделывания они дают более высокие урожаи зерна, чем яровые. Озимые культуры при хорошем развитии с осени лучше, чем яровые, используют весенние запасы влаги и питательных веществ. Вес-
ной они быстро наращивают вегетативную массу и меньше страдают от весенних засух.
При ранней уборке появляется возможность более тщательно подготовить почву для последующих культур. Возделывая озимые культуры, можно часть полевых работ перенести на осень, благодаря чему
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
