CC BY
37
ISSN 0202-5493.МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (151-152), 2012
НОВЫЕ ФОНОВЫЕ ПРИЗНАКИ ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВЫСОКОУРОЖАЙНЫХ ГЕНОТИПОВ СОИ НА РАННИХ ЭТАПАХ СЕЛЕКЦИИ
В.М. Лукомец,
академик РАСХН
доктор сельскохозяйственных наук, А. В. Кочегура,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
А. Б. Дьяков,
кандидат биологических наук
А. А. Ткачёва,
аспирантка
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17 тел. (861)275-78-45, факс (861)254-27-80 e-mail: [email protected]
УДК 631.52:633.853.52
Не вызывает сомнения тот факт, что эффективность селекционной работы напрямую зависит от надёжности методов идентификации селекционно ценных генотипов на ранних этапах, когда селекционер имеет дело с отдельными растениями. Сложность заключается в том, что большинство признаков продуктивности, оцениваемых на отдельных растениях, имеют слабую связь с урожайностью при выращивании их потомств в ценозе, а чаще - полное её отсутствие.
Многочисленные источники свидетельствуют о том, что при отборе на начальных этапах селекции большое значение отводится визуальной оценке растений и интуиции селекционера. При селекции на урожайность некоторые селекционеры предлагают проводить отбор растений по прямому признаку - массе семян или компонентам урожая. О таком подходе при селекции сои сообщается в работах Д.П. Дамаскина и М.Г. Мику [1], О.И. Хасбиуллиной [2], В.Е. Розенцвей-га, Д.В. Голоенко, О.Г. Давыденко [3], И.Е. Романцовой [4], Л.Г. Щелко [5], В.П. Мясиной [6], В Н. Алпатьева [7]. В то же время отбор в F2 и Fз, основанный как на глазомерной оценке, так и на продуктивности растений или компонентах урожая, С. Бороевич [8] считал малоэффективным и ненадёжным. Поэтому можно полностью согласиться с мнением П.П. Литуна с соавторами о том, что на начальных этапах реализации селекционной программы из большой массы селекционного материала бракуется и безвозвратно теряется 60-90 % ценных генотипов [9].
Новый подход к повышению результативности отборов в популяциях растений состоит в использовании фоновых признаков, которые обеспечивают повышение точности отборов ценотически высокопродуктивных растений в расщепляющихся поколениях гибридных популяций [10; 11]. На ряде культур для использования в селекции в качестве фонового признака предлагается сухая масса незерновой (несеменной) надземной части растения [12; 13; 14].
У сои, как и у зерновых культур, фоновый признак (масса несеменной надземной части растения) несложно определяется путём вычитания массы семян из общей сухой надземной массы растения. Практически учёт этого признака осуществляется следующим образом: в период полного созревания
растения срезаются на уровне почвы, связываются в снопы, транспортируются в помещение, выдерживаются определённое время для выравнивания влажности семян и вегетативных частей, растение взвешивается, обмолачивается и полученные семена также взвешиваются. Несмотря на простоту такой технологии учёта фонового признака, он имеет недостатки, связанные с потерей семян, целых бобов и ветвей при транспортировке растений в снопах или в процессе их хранения до обмолота. Всё это, несомненно, влияет на точность оценки.
Целью проводимых исследований был поиск других технологичных и эффективных фоновых признаков, пригодных для практического использования в селекционном процессе при отборе ценотически высокопродуктивных генотипов сои.
Материал и методика. В качестве новых фоновых признаков изучали диаметр и массу отрезка нижней части главного стебля растения. Исследования проводили на отдельных растениях сортов сои Лира, Альба и Вилана, контрастных по срокам созревания. Растения выращивали с густотой 20 шт./м при неравномерном их размещении в рядах. На каждом сорте в фазе созревания рендомизированно отбирали по 50 растений, каждое из которых срезали на уровне поверхности почвы и затем анализировали в лабораторных условиях. Определяли общую массу растения, массу семян и массу несеменной надземной части растения (разность между первым и вторым признаками).
На каждом растении с помощью штангенциркуля определяли диаметр главного стебля в трёх местах: в зоне срезки (на уровне поверхности почвы), посередине первого междоузлия и в зоне первого надземного узла. В каждом месте диаметр измеряли на одной линии окружности в двух перпендикулярных направлениях (рисунок, а).
6)
Рисунок — Новые фоновые признаки растений (определяются на нижней части главного стебля): а) - диаметр; б) - масса отрезка.
Признак масса отрезка представлял собой результат взвешивания фрагмента стебля определённой длины (рисунок, б). Для этого последовательно отрезали и определяли массу нижней части главного стебля длиной 10, 7, 5 и 3 см (от поверхности почвы).
Используя полученные данные, вычисляли коэффициенты корреляции между анализируемыми признаками. Средние по годам и сортам значения коэффициентов корреляции вычисляли с помощью Z-пре-образования.
Результаты и обсуждение. При выборе вышеуказанных фоновых признаков исходили из того, что теоретически они
удовлетворяют требованиям, предъявляемым к такого рода признакам и, прежде всего, характеризуются высокой чувствительностью к изменению факторов среды и имеют высокую экологическую ковариансу с селекционным признаком. В качестве основного критерия эффективности искомых фоновых признаков предполагалась их высокая корреляционная связь с известным фоновым признаком масса несеменной надземной части растения.
Полученные данные по диаметру середины первого междоузлия главного стебля и массе отрезка нижней части главного стебля длиной 5 см показали высокое совпадение с оценками массы несеменной надземной части растения. У всех сортов коэффициенты корреляции между показателями известного фонового признака (масса несеменной надземной части растения) и показателями новых фоновых признаков оказались высокими, существенно превышающими критическое значение на 0,1 %-ном уровне значимости (табл. 1).
Таблица 1
Корреляционные связи между фоновыми признаками (средние данные за 2010-2011 гг.)
Коэффициент корреляции массы
несеменнои надземной части растения с:
Сорт диаметром массой отрезка
нижней части нижней части
главного стебля главного стебля
Лира 0,885 0,946
Альба 0,845 0,875
Вилана 0,902 0,941
Среднее 0,879 0,927
Критическое значение г на 0,1 %-ном
уровне значимости = 0,440
Эти данные дают основание считать, что оба новых признака пригодны для использования в качестве фоновых. При этом, согласно полученным результатам, некоторое преимущество имеет признак масса отрезка нижней части главного стебля, как имеющий более тесную связь
с известным фоновым признаком масса несеменной надземной части растения.
Проведенными исследованиями по оптимизации методик оценки новых фоновых признаков установлено, что массе несеменной надземной части растения в наибольшей степени соответствовал диаметр стебля, измеряемый в зонах первого надземного узла и середины первого междоузлия, на что указывают высокие и близкие по значению коэффициенты корреляции. Несколько худшие результаты получены, когда диаметр главного стебля определяли в месте среза растения, т.е. на уровне почвы (табл. 2).
Таблица 2
Степень соответствия массе несеменной надземной части растения сои диаметра главного стебля в зависимости от места его измерения (данные 2011 г.)
Место измерения диаметра главного стебля Коэффициенты корреляции по сортам Среднее по сортам
Лира Альба Вилана
1-й надземный узел 0,940 0,823 0,884 0,892
Середина первого междоузлия 0,944 0,827 0,836 0,882
Место среза (уровень почвы) 0,866 0,731 0,870 0,832
Критическое значение г на 0, %-ном уровне
значимости = 0,440
Также установлено изменение величины сопряженности между массой несеменной надземной части растения и массой отрезков побегов в зависимости от их длины. Как показали экспериментальные данные, значения коэффициентов корреляции между признаками закономерно возрастали по мере увеличения длины отрезка (табл. 3). Исходя из этого, при использовании в качестве фонового признака значений массы отрезка главного стебля, его длина должна составлять 7-10 см.
Целесообразность использования признаков диаметр стебля и масса отрезка в качестве фоновых заключается в том, что
они позволяют принципиально изменить методику отбора растений в расщепляющихся поколениях гибридных популяций сои.
Таблица 3
Коэффициенты корреляции массы отрезка главного стебля разной длины с массой несеменной надземной части растения сои (данные 2011 г.)
Сорт Длина отрезка
3 см 5 см 7 см 10 см
Лира 0,906 0,948 0,962 0,967
Альба 0,728 0,804 0,832 0,880
Вилана 0,931 0,928 0,933 0,939
Среднее по сортам 0,878 0,909 0,924 0,937
Критическое значение г на 0,1 %-ном уровне значимости = 0,440
Используя эти признаки, в полевых условиях можно исключить отбор целых растений и заменить эту операцию сбором только бобов, а для того чтобы иметь оценку растения по фоновому признаку достаточно взять с него отрезок нижней части главного стебля и в дальнейшем в лабораторных условиях определить его массу или измерить диаметр.
Выводы. 1. В качестве новых фоновых признаков при отборе растений в расщепляющихся популяциях сои можно использовать массу отрезка нижней части главного стебля длиной 7-10 см, а также его диаметр, измеряемый на середине первого междоузлия или в зоне первого узла.
2. Использование новых фоновых признаков масса отрезка и диаметр побега позволяют принципиально изменить методику отбора растений в популяциях сои, исключив отбор целых растений и заменив его сбором бобов.
Список литературы
1. Дамаскин, Д.П. Отбор в гибридных популяциях сои / Д.П. Дамаскин, М.Г. Мику // Селекционно-генетические методы повышения урожайности, качества и
устойчивости полевых культур. - Кишинёв, 1988. - С. 11-18.
2. Хасбиуллина, О.И. Изучение сортов-источников высокой продуктивности сои и их донорских свойств для использования в селекции / О.И. Хасбиуллина // Ав-тореф. дисс. ... кандидата с.-х. наук. - п. Тимирязевский, 2005. - 25 с.
3. Розенцвейг, В.Е. Динамика корреляционных связей и модель сорта сои / В.Е. Розенцвейг, Д.В. Голоенко, О.Г. Давы-денко // Современные проблемы селекции и технологии возделывания сои. Сборник статей 2-й международной конференции по сое. Россия, Краснодар, 9-10 сентября 2008 г. - Краснодар, 2008. - С. 171-177.
4. Романцова, И.Е. Степень проявления количественных признаков сои в условиях юго-запада ЦЧЗ и разработка модели нового сорта / И.Е. Романцова // Автореф. дисс. ... кандидата с.-х. наук. -Воронеж, 2005. - 25 с.
5. Щелко, Л.Г. Соя. Генофонд и селекция зерновых бобовых культур (люпин, вика, соя, фасоль) / Л.Г. Щелко // Теоретические основы селекции. - Санкт-Петербург: ВИР, 1995. - Т. III. - С. 196322.
6. Мясина, В.П. Мутационная изменчивость и отбор в популяциях сои различного происхождения при создании исходного материала для селекции в Воронежской области / В.П.Мясина // Автореф. дисс. .кандидата с.-х. наук. -Воронеж, 1998. - 20 с.
7. Алпатьев, В.Н. Использование косвенной оценки исходного материала для селекции сои на продуктивность / В.Н. Алпатьев // Автореф. дисс. .кандидата с.-х. наук. - Л., 1988. - 18 с.
8. Бороевич, С. Принципы и методы селекции растений / С. Бороевич. - М: Колос, 1984. - 344 с.
9. Литун, П.П. Методы идентификации генотипов по продуктивности растений на ранних этапах селекции / П.П. Литун,
B.Т. Манзюк, П.Н. Барсуков Проблемы отбора и оценки селекционного материала (сборник научных трудов). - Киев: На-укова думка, 1980. - С. 16-28.
10. Драгавцев, В.А. Новые принципы отбора генотипов по количественным признакам в селекции растений /В.А. Драгавцев // Генетика количественных признаков сельскохозяйственных растений. - М.: Наука, 1978. - С. 5-9.
11. Дьяков, А.Б. Конкурентоспособность растений в связи с селекцией. Новый принцип анализа дисперсии продуктивности / А.Б. Дьяков, В.А. Дра-гавцев, А.Г. Бехтер // Теория отбора в популяциях растений. - Новосибирск: Наука,1976. - С. 237-251.
12. Бурдун, А.М., Драгавцев, В.А., Павлов, А.Н. Способ отбора высокобелковых и высокопродуктивных форм пшеницы: пат. 1828736 Рос. Федерация. № 4906453/13; заявл. 30.01.91; опубл. 23.07.93. Бюл. № 27. 3 с.
13. Дьяков, А.Б. Искажение конкуренцией селекционных признаков растений подсолнечника и фоновые признаки для коррекции оценок продуктивности / А.Б. Дьяков, В.Н. Деревенец, Т.А. Васильева,
C.С. Фролов // Масличные культуры: Науч.-техн. бюл. ВНИИМК. - 2006. -Вып. 2 (135). - С. 3-14.
14. Васильева, Т.А. Физиологическое обоснование использования метода фоновых признаков в селекции сои / Т.А. Васильева // Достижения науки - в практику: кратк. тез. докл. к науч. конф. «Пути ускорения селекционного процесса растений». ВАСХНИЛ. - М.,1990. -С. 83-85.
