Створення вихідного селекційного матеріалу озимої м’якої пшениці адаптованого до північно-східного Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ІМ. В.Я. ЮР'ЄВА УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

СТВОРЕННЯ ВИХІДНОГО СЕЛЕКЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ ОЗИМОЇ М'ЯКОЇ ПШЕНИЦІ АДАПТОВАНОГО ДО ПІВНІЧНО-СХІДНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Спеціальність: Селекція рослин

ЗВЯГІН АНДРІЙ ФЕДОРОВИЧ

Харків, 2007 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Селекція високоадаптивних сортів озимої пшениці універсального використання з високим генетичним потенціалом урожайності, позитивно реагуючих на кращі умови вирощування і здатних одночасно в жорстких несприятливих умовах утримати високим нижній поріг урожайності, є надзвичайно актуальною проблемою. Її вирішення можна прискорити завдяки системному підходу, який включає залучення і використання вихідного матеріалу, стійкого до несприятливих умов вирощування і створеного на основі сортів різного ступеню інтенсивності і адаптивного потенціалу. Недостатньо визначено особливості стійкості сортів різної інтенсивності проти несприятливих умов вирощування. Не вирішено проблему ефективності доборів селекційно цінних високоморозостійких форм за продуктивністю і якістю зерна методом електрофорезу запасних білків озимої пшениці.

Недостатньо повно розкриті закономірності успадкування, мінливості і успадковуваності кількісних ознак у гібридних поколінь озимої пшениці, отриманих від схрещування сортів різного ступеню інтенсивності та адаптивного потенціалу. Саме тому, створення сортів озимої пшениці, які забезпечують високі та стабільні за роки врожаї зерна в жорстких умовах вирощування і мають високу зимостійкість, стійкість проти вилягання і хвороб та високу якість зерна - одна з найважливіших задач сучасної селекції. Вирішення цих актуальних питань і стало підставою для виконання досліджень за темою дисертації.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертації виконано особисто здобувачем в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН у 1999-2005 pp. відповідно до завдання „Створити і передати на Державне сортовипробування нові пластичні сорти озимої м'якої пшениці з комплексом господарсько-цінних ознак, стійкі проти несприятливих умов вирощування для парових і непарових попередників з потенційною урожайністю 6-8 т/га (номер державної реєстрації 0101U006129) згідно НТП „Зернові і олійні культури”.

Мета і завдання дослідження. Основною метою досліджень було встановлення селекційної цінності і ефективності підбору батьківських форм різного ступеня інтенсивності та адаптивного потенціалу і створення нового вихідного матеріалу для селекції озимої пшениці на стійкість до несприятливих умов вирощування.

Для досягнення зазначеної мети виконували наступні завдання:

- Визначити норму реакції сортів озимої пшениці різного генетичного і географічного походження, створених в різні роки і з різним адаптивним потенціалом на несприятливі умови вирощування, виділити зразки зі стабільним відтворенням ознак продуктивності в конкретних кліматичних умовах;

- виявити закономірності прояву і мінливості кількісних ознак у батьківських форм та гібридів;

- визначити характер успадкування гібридами фенотипового прояву кількісних ознак;

- встановити закономірності мінливості і успадковуваності кількісних ознак у гібридів, отриманих від схрещування різного типу сортів;

- визначити особливості кореляційних залежностей між ознаками у батьківських сортів та гібридів;

- встановити ефективність виділення генотипів з високою морозостійкістю та якістю зерна у гібридів методом електрофорезу запасних білків;

- виділити зі створених і вивчених гібридних комбінацій константні лінії, що характеризуються високою зимостійкістю, пластичністю, стійкістю до несприятливих умов вирощування та високою і сталою за роками урожайністю.

Об'єкт дослідження: селекція озимої м'якої пшениці на продуктивність, адаптивність та якість зерна.

Предмет дослідження: селекційна цінність сортів озимої пшениці з різним адаптивним потенціалом, особливості рекомбінаційного процесу у гібридів щодо фенотипового прояву, характеру успадкування, мінливості і взаємозв'язків ознак адаптивності, продуктивності, якості зерна та інших найбільш важливих кількісних ознак.

Методи дослідження: планування і проведення польового досліду для одержання експериментальних даних, селекційні - гібридизація для отримання гібридного потомства, вивчення ознак адаптивності, врожайності, розвитку фенологічних фаз батьківських сортів та гібридів, вимірювально-ваговий - для визначення метричних параметрів рослин та біохімічних показників якості зерна, статистичні - для визначення характеру успадкування, мінливості та успадковуваності кількісних ознак, кореляційних залежностей та статистичної обробки експериментальних даних. Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах північно-східної частини Лісостепу України встановлено адаптивний потенціал екстенсивних, напівінтенсивних та інтенсивних сортів озимої пшениці, створених в різних агроекологічних зонах в різні періоди. Теоретично обґрунтовано ефективність селекційної програми зі створення нового цінного вихідного матеріалу, стійкого до несприятливих чинників середовища. Створено селекційно цінні форми і сорти м'якої озимої пшениці з високим потенціалом продуктивності та якості зерна і адаптивними властивостями. Виявлено закономірності прояву кількісних ознак у різноманітних вихідних форм і їх гібридів, особливості кореляційних залежностей між ними та характер їх успадкування, мінливості і успадковуваності.

Практичне значення одержаних результатів. Доведено ефективність використання в селекції батьківських форм з різним адаптивним та продуктивним потенціалом, що забезпечує створення нового вихідного матеріалу і високоврожайних сортів озимої пшениці з новими адаптивними можливостями. Встановлені закономірності фенотипового прояву кількісних ознак, їх взаємозв'язків, мінливості та успадкування дозволили виділити зі створених гібридних комбінацій озимої пшениці константні лінії, які характеризуються високою зимостійкістю, продуктивністю, стійкістю до захворювань і мають високу якість зерна. В результаті сім комплексно-цінних ліній передано на реєстрацію в НЦГРРУ та на випробування в Донецький інститут АПВ, Полтавську аграрну академію. Створено 3 сорти озимої м'якої пшениці з підвищеним адаптивним, продуктивним та якісним потенціалом - Лютесценс 692-01, Лютесценс 891-04, Лютесценс 1304-05. Сорт Лютесценс 692-01 під назвою Досконала з 2004 року передано на ДСВ, інші проходять конкурсне сортовипробування.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом особисто здійснено інформаційний пошук та аналіз літературних джерел, розроблено програми досліджень, виконано експериментальні польові та лабораторні дослідження, проведено аналіз, узагальнення та математичну обробку одержаних результатів і підготовку їх до друку.

Публікації виконано як особисто, так і в співавторстві. В роботах, опублікованих за темою досліджень у співавторстві, доля здобувача становить від 50 до 75%, в сорті Досконала -10%.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи заслухано та обговорено на засіданнях селекційної секції вченої ради Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН (1999-2003 рр.), на наукових конференціях, зокрема: міжнародній конференції молодих учених,,Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений” (Харьков, Институт растениеводства им. В.Я. Юрьева УААН, 2001 г.), міжнародній конференції,,Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва” (Харків, ІР ім. В.Я. Юр'єва, 2001р.), міжнародному науковому симпозіумі,,Сучасні технології селекційного процесу сільськогосподарських культур” (Харків, ІР ім. В.Я.Юр'єва УААН, 2004 р.).

Публікації. Результати досліджень за темою дисертації висвітлено у 6 наукових працях, з яких 3 статті у фахових наукових виданнях України, 3 тез доповідей наукових конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота містить вступ, 7 розділів, висновки, рекомендації для практичної селекції, список використаних джерел, додатки і викладена на 226 сторінках комп'ютерного набору тексту. Робота ілюстрована 58 таблицями, 40 рисунками, має 6 додатків, налічує 212 найменувань використаних літературних джерел, з них 28 іноземною мовою.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Аналіз літературних джерел показав, що незважаючи на певні результати, отримані при селекції високоврожайних сортів озимої пшениці, які призначені для умов інтенсивного ведення сільськогосподарського виробництва, досягнутий потенціал урожайності і адаптивності до певних агрокліматичних зон не відповідає сучасним вимогам. Таке положення потребує мобілізації зусиль на проведення селекційно-генетичних досліджень в певних зонах і вивчення можливостей підвищення продуктивності та адаптивності шляхом селекції. Необхідно провести комплексне вивчення характеру прояву, успадкування і взаємозв'язку ознак продуктивності озимої пшениці в жорстких умовах північно-східного Лісостепу України. До слабо вивчених ознак відносяться адаптивність, пластичність, стабільність. Ці ознаки, як свідчать літературні джерела, мають важливе значення при селекційній оцінці, а також взаємопов'язані з реальною і потенційною продуктивністю.

Польові дослідження проведені на дослідних полях Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН, які розташовані в Харківському районі Харківської області в північно-східній частині Лівобережного Лісостепу України. Вихідним матеріалом в дослідженнях для з'ясування селекційної цінності сортів та ефективності селекційного процесу на продуктивність, адаптивність та інші господарсько цінні ознаки послужили 13 сортів озимої пшениці, що створені в різні роки, в різних наукових установах. Ці сорти різняться за генетичним та географічним походженням, тривалістю вегетаційного періоду, продуктивністю, якістю зерна, зимостійкістю, посухостійкістю, стійкістю до вилягання та хвороб. Вивчення сортів проводили в 1999-2004 роках, які різнилися за метеорологічними умовами при застосуванні загальноприйнятих для регіону прийомів агротехніки. Для проведення польових дослідів використовували методику Доспєхова Б.А. (1985) та методику державного сортовипробування сільськогосподарських культур. Попередниками були ячмінь та чорний пар, удобрений гноєм (20 т/га). Зимостійкість вивчали при штучному проморожуванні в холодильних камерах КНТ-1 у секторі фізіології рослин, а також шляхом підрахунку кількості рослин восени і навесні на заздалегідь закріплених ділянках за методикою ДСВ сільськогосподарських культур. Доповненням до цього була окомірна оцінка посіву весною за густотою травостою та станом рослин на ділянках за 9-бальною шкалою.

Імунологічну оцінку на проникнення патогенів проводили у лабораторії стійкості рослин до біо - та абіотичних чинників ІР ім. В.Я. Юр'єва на штучних інфекційних фонах за спеціальними методиками, а також в польових умовах на природному інфекційному фоні. Ступінь ураження бурою іржею оцінювали за шкалою Т.Д. Страхова. З метою отримання нового вихідного матеріалу та вивчення характеру успадкування ознак продуктивності та адаптивності була проведена гібридизація за загальноприйнятою методикою реципрокного типу, шляхом ручної кастрації квіток і подальшого запилення обмежено-вільним методом. По кожній комбінації кастрували 30 колосів: Юр'євка / Харус, Ферругінеум 1239 / Українка Одеська, Миронівська 808 / Одеська 267, Донецька 48 / Харківська 96, Волжская 23 / Лузанівка Одеська, Харківська 105 / Українка Одеська, Харус / Миронівська 808, Ехо / Сонячна. Починаючи з 1999 року в гібридних комбінаціях F2: Ерітроспермум 311 / Харківська 96, Донецька 48 / Харківська 105, Харківська 105 / Донецька 48, Ерітроспермум 311 / Харківська 105, Харківська 96 / Донецька 48, Донецька 48 / Харківська 96, Ерітроспермум 311 / Донецька 48, Одеська 267 / Донецька 48, Одеська 267 / Харківська 105, Одеська 267 / Коломак 5 проводили індивідуальні добори, відібрані лінії в 1999 році були висіяні в селекційному розсаднику для подальшого вивчення. Оцінку ознак якості зерна визначали в лабораторії якості зерна Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр'єва УААН. Загальний вміст білка в зерні визначали за методом К'єльдаля згідно ГОСТ 10846-91. Число седиментації визначали за модифікованою методикою Зелені. Електрофорез високомолекулярних глютенінів проводили у лужному середовищі за методикою Ng P. К. W., Scanlon M.G., Bushuk W (1988). Ідентифікацію субодиниць глютеніну і кодуючих їх локусів проводили за каталогом і номенклатурою Payne P., Ng P. К. W., Scanlon M.G., Bushuk W (1983). Коефіцієнт успадковуваності визначали за формулою J. Mahmud, Н.Н. Kramer (1951). Ступінь домінантності визначали за методикою Petr.С, Frey С.J. (1966). Трансгресію кількісних ознак по формулах Г.С. Воскресенської та В.І. Шпота (1967). Статистична обробка даних виконана за методиками Б.А. Доспєхова (1985) з використанням пакету прикладних програм „ОСГЭ”, розробленого в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН.

В результаті проведених досліджень у 2000-2004 рр. було встановлено, що найбільшу практичну цінність для селекції на екологічну адаптивність за сумою рангів по попереднику ячмінь мають сорти - Харус, Харківська 96, Харківська 105, Миронівська 808, Одеська 267, Донецька 48, Сонячна.

Це сорти добре пристосовані до умов північно-східного Лісостепу України і рекомендовані в різні роки для вирощування в регіоні. По попереднику чорний пар найбільшу цінність для адаптивної селекції внаслідок високої пластичності зі стабільним проявом урожайності мають сорти Харус, Донецька 48, Українка Одеська, Волжская 23, Харківська 96, Харківська 105, Одеська 267, Сонячна, Миронівська 808. Ці сорти мають селекційну цінність як вихідний матеріал, для створення сортів, стійких до несприятливих умов вирощування в даному регіоні. Одночасно по двох попередниках (ячмінь, чорний пар) значну практичну цінність для селекції на підвищення продуктивного потенціалу, стійкості до біотичних та абіотичних чинників середовища мають сорти Харус, Харківська 96, Харківська 105, Миронівська 808, Одеська 267, Донецька 48, Сонячна.

Інтенсивні сорти Лузанівка Одеська, Українка Одеська мають високий потенціал урожайності (6,96 т/га та 7,20 т/га відповідно) і стійкість до вилягання (9,0 балів), в сорті Харус поєднані висока для зони зимостійкість - 8,0 балів і висока урожайність - 7,3 т/га. Різний рівень прояву ознак продуктивності, адаптивності та якості зерна у вивчених сортів озимої пшениці вказує на можливість досягнення достатньо високої інтенсивності формоутворюючих процесів при їх гібридизації. Сорт Миронівська 808, Харківська 96 і Харківська 105 значно менше інтенсивних сортів реагують на погіршення умов вирощування, тому вони можуть служити цінним вихідним матеріалом для створення високоврожайних сортів озимої пшениці з більш широкими біологічними властивостями і адаптивними можливостями.

Сорти Донецька 48, Сонячна, Волжская 23 поєднують в оптимальному співвідношенні урожайність (6,82 т/га, 6,86 т/га та 6,78 т/га відповідно) з іншими господарсько-цінними ознаками (зимостійкість - 8,0 балів), сорти Сонячна і Ехо відрізняються комплексною стійкістю до хвороб. Сорти озимої пшениці Юр'євка, Ферругінеум 1239, незважаючи на низький потенціал урожайності (3,6 т/га та 3,8 т/га відповідно) мають найвищий потенціал зимостійкості (9,0 балів).

В результаті дослідів встановлено значний міжсортовий поліморфізм вивчених вихідних сортів і гібридних комбінацій озимої пшениці за гліадин- і глютенінкодуючими локусами.

При вивченні алельного складу запасних білків отриманих ліній встановлено, що з 16 гібридних комбінацій за гліадинкодуючим локусом Gli 1A гетерогенність проявила лінія №11/15, за локусом 1В лінія №9/10, 15/13. Лінія №1/2 при наявністі в генотипі алеля 1В5, який обумовлює невисоку якість зерна, завдяки блокам 6А3, 6В2, 6D3 має високу морозостійкість. Лінії №5/1, та №6/3 мають високу морозостійкість і високу якість зерна, які маркують алельні варіанти 1D5, 6А3, а блок 1А4 вказує на високий потенціал продуктивності генотипу. Алельні блоки 1А4 та 1В1 у ліній №7/8 (Донецька 48 / Харківська 96), №8/14 (Харківська 96 / Донецька 48) маркують генотипово обумовлений високий продуктивний потенціал та морозостійкість. Наявність алелів 6А3, 6В2, 6D3 також вказують на притаманість цим лініям високої морозостійкості. Якість зерна через наявність алеля 1D1 характеризується як середня. У лінії №9/10 (Волжская 23 / Лузанівка Одеська) відмінну якість маркує алель 1D5, 1В1, блок 1А4 вказує на високу продуктивність. Алелі 1В2, 6А3, 6В2, 6D3 маркують високий потенціал морозостійкості генотипу. Лінія №12/9 (Українка Одеська / Харківська 105) завдяки алелям 6А3, 6В2, 6D3 характеризується як високоморозостійка, а наявність в генотипі блоку 1D5 маркує високу якість зерна. На формування високих ознак якості найбільший вплив мали алельні варіанти блоків глютенінів.

Визначення компонентного складу глютеніну показало, що з 16 вивчених ліній гетерогенність спостерігалась лише за глютенінкодуючим локусом 1В у лінії №16/12 (Сонячна / Ехо). Лінії №6/3 (Одеська 267 / Миронівська 808) та №16/12 (Ехо /Сонячна) успадкували блок Glu 1А2, який за шкалою технологічної цінності оцінюється в 3 бали. Решта гібридних комбінацій мала за локусом 1А блок 1, що оцінюється в 2 бали. За глютенінкодуючим локусом 1В 62,5% ліній успадкували алельний варіант 7+8, який оцінюється в 3 бали, у 37,5% присутній варіант 7+9 з технологічною оцінкою в 2 бали, 93,7% ліній успадкували Glu, 1D510, технологічна цінність якого дорівнює 4 балам.

Серед алелів гліадинкодуючих локусів першої хромосоми широкого розповсюдження набув алельний варіант Gli 1А4, який визначено у 61,5% сортів та у 87% ліній. Частота зустрічальності цього алеля зростає по мірі збільшення продуктивного потенціалу генотипів в поєднанні з високими адаптивними властивостями. Решта визначених алелів складає незначну частку. В локусі Gli 1В найбільш представлений алель Gli 1В1-69,2% у сортів і 50% у ліній. Цей алель маркує високу морозостійкість та гарну якість зерна. В гібридних комбінаціях зростає зустрічальність інших алелів цього локуса 1В2-12,5%, 1В4-12,5%, 1В5-12,5%, 1В13-18,7%, що вказує на високий його поліморфізм. Локус Gli 1D найбільш представлений алелями 1D4-38,4%, 1D5-46,1% у сортів і 1D4-3,7%, 1D5-31,2% у ліній. Ці алелі маркують високу морозостійкість, вони присутні в спектрі всіх високоморозостійких батьківських сортів та їх нащадків.

Виділені сорти та лінії, які є одночасно носіями цінних алелів, що маркують високу морозостійкість, продуктивність та якість зерна.

Це Волжская 23, Одеська 267, Харус, Українка Одеська, лінія №5/1 (Миронівська 808 / Одеська 267), №6/3 (Одеська 267 / Миронівська 808), №9/10 (Волжская 23 / Лузанівка Одеська), №10/6 (Лузанівка Одеська / Волжская 23), 11/15 (Харківська 105 / Українка Одеська), №12/9 (Українка Одеська / Харківська 105), №13/7 (Харус / Миронівська 808). Виявлено широке різноманіття алельних варіантів локусів запасних білків, що обумовлює різну їх селекційну цінність. При формуванні морозостійкості найбільш значущими маркерами є алельні варіанти Gli 1В1, 1А6, 1А1, 1А2, 1ВЗ, Gli 6В2, 6D2, 6D3, 6АЗ. Високі ознаки якості маркують алельні варіанти блоків глютенінів Glu 1А2 та Glu 78, гліадину Gli 1В1, Gli ID 2, ID 4, ID 5. За розрахунками частот зустрічальності алельних варіантів блоків гліадинів проведено їх розподіл за групами цінності потенціалу морозостійкості сортів та ліній пшениці. Складені формули сортів та ліній за компонентним складом запасних білків, які використовуються для ідентифікації і паспортизації зразків озимої пшениці. За всіма ознаками продуктивності колосу та елементів урожайності спостерігалось позитивне наддомінування у гібридів F1, яке коливалось у межах від 31,2 до 80%. Більше половини гібридів першого покоління за кількістю продуктивних стебел в рослині перевищували батьківські форми. Більшість колосів гібридів F1 за довжиною та масою перевищували вихідні сорти, позитивне наддомінування за ознакою довжина колосу спостерігалось в 80,0% випадків.

У групі схрещувань екстенсивний / інтенсивний для одержання гібридів озимої пшениці з високим рівнем ознак продуктивності та адаптивності необхідно при підборі батьківських форм для гібридизації за материнську форму брати сорт місцевого походження з високими адаптивними властивостями, а за батьківську - зі значним урожайним потенціалом. При схрещуванні високоврожайних сортів з адаптивними рівень сучасних інтенсивних сортів дозволяє отримувати гібриди за ознаками продуктивності на рівні та вище кращої батьківської форми вже в простих схрещуваннях, зі значним рівнем адаптивних властивостей. Так, у період перезимівлі озимих в 2003 році реципрокні гібриди F1-F3 Юр'євка / Харус, Ферругінеум 1239 / Українка Одеська, на фоні повної загибелі інших сортів і гібридів мали процент перезимівлі - 70% і 65% відповідно, що характеризує їх високий адаптивний потенціал.

При схрещуванні середньоінтенсивних сортів з інтенсивними в успадкуванні ознак продуктивності простежується залежність від обох батьківських форм. В цьому випадку доцільним є залучення до схрещувань сортів степового екотипу з високим продуктивним потенціалом і якістю зерна. Бажане поєднання цих ознак спостерігалося в комбінаціях Волжская 23 / Лузанівка Одеська, Лузанівка Одеська / Волжская 23, з яких виділені константні лінії, які для подальшого вивчення висіяні в контрольному розсаднику і попередньому сортовипробуванні.

Сорти інтенсивного типу Харус, Українка Одеська, Лузанівка Одеська рекомендується включати в селекційні програми як джерела ознак продуктивності. Найбільшу практичну цінність для селекції на підвищену адаптивність мають сорти Ферругінеум 1239, Юр'євка, Харківська 96, Харківська 105, Миронівська 808, Одеська 267, Донецька 48, Харус.

Аналіз трансгресій, які виявлено у кількісних ознак колосу та ознак продуктивності, показав досить високий рівень ступеня (Тс) та частоти (Тч) їх прояву. Урахування прояву трансгресій буде сприяти підвищенню рівня удосконалення достовірності селекційної оцінки гібридного матеріалу. Вивчення частоти і ступеня трансгресій кількісних ознак колосу та ознак продуктивності показало, що окремі ознаки мають високий рівень прояву трансгресій, що дає змогу відбирати гібридний матеріал з максимальними та оптимальними проявами потрібних ознак, також з комбінацій де однією з батьківських форм є екстенсивний або напівінтенсивний сорт.

Паратипова варіанса мінливості ознак продуктивності в більшості випадків слабо пов'язана з мінливістю факторіальних ознак. Позитивна залежність, обумовлена генотиповою мінливістю, встановлена між структурними ознаками продуктивності колосу і господарсько цінними ознаками - складовими елементами урожайності, морфологічними ознаками довжини стебла. Встановлені високі позитивні і достовірні коефіцієнти кореляції між довжиною колосу і кількістю колосків в колосі r = 0,51, кількістю зерен і масою зерна з колоса r = 0,82, продуктивною кущистістю і кількістю зерен з рослини r = 0,91 і масою зерна з рослини r = 0,80, масою зерна колосу і масою зерна з рослини r = 0,63. Коефіцієнти кореляції найбільших значень сягали між елементами продуктивності колосу і складовими елементами урожайності. В процесі пересіву гібридних комбінацій частина високорослих і середньорослих рослин збільшувалась, а короткостеблових зменшувалась. Збільшення числа більш високорослих форм свідчить про їх більш високу конкурентну здатність і адаптивність, тому при доборах на це треба звертати увагу, щоб не втратити цінні низькорослі форми.

В результаті проведених досліджень створено новий вихідний селекційний матеріал, який поєднує високу зимостійкість з високою урожайністю і стійкістю до біотичних та абіотичних чинників середовища. Виділені донори зимостійкості (Ферругінеум 1239, Юр'євка та джерела - Харківська 96, Харківська 105, Миронівська 808, Харус), стійкості до вилягання (Харус, Лузанівка Одеська, Українка Одеська, Донецька 48), стійкості до борошнистої роси (Юр'євка, Лузанівка Одеська, Сонячна), бурої іржі (Лузанівка Одеська), снігової плісняви (Юр'євка, Харківська 96, Харківська 105, Ехо, Сонячна), продуктивності (Харус, Лузанівка Одеська, Українка Одеська), сорти Харус і Лузанівка Одеська поєднують в собі комплекс господарсько цінних ознак. З гібридної комбінації Донецька 48 / Харківська 105 виділені сорти озимої пшениці Лютесценс 692-01, Лютесценс 891-04, Лютесценс 1304-05, які поєднують високу стійкість до несприятливих чинників середовища з високою продуктивністю і якістю зерна. Сорт Лютесценс 692-01 під назвою Досконала передано на Державне сортовипробування, а Лютесценс 891-04 і Лютесценс 1304-0,5 вивчаються в конкурсному сортовипробуванні.

Отримані гібридні комбінації Юр'євка / Харус, Харус / Юр'євка, Ферругінеум 1239 / Українка Одеська, Українка Одеська / Ферругінеум 1239, Українка Одеська / Харківська 105, Харківська 105 / Українка Одеська, Миронівська 808 / Харус, Харус / Миронівська 808 виявили комплексну стійкість до біо- та абіотичних чинників середовища, що вказує на їх потужний адаптивний потенціал.

ВИСНОВКИ

У дисертації теоретично узагальнено і практично вирішено важливе наукове завдання по створенню комплексно-цінного адаптивного до біотичних та абіотичних чинників середовища вихідного селекційного матеріалу озимої м'якої пшениці. Визначено особливості успадкування, успадковуваність, мінливість, кореляції ознак, на основі чого створено новий вихідний матеріал і нові сорти озимої пшениці з комплексом господарсько цінних ознак, який має практичне значення для селекції сортів озимої м'якої пшениці, стійких до несприятливих умов вирощування:

1. Вперше в умовах північно-східної частини Лісостепу України показано, що вихідний матеріал, створений на основі сортозразків різного генетичного, еколого-географічного походження і різних періодів селекції поєднує високу продуктивність з добрими адаптивними властивостями і дозволяє прискорити створення комплексно цінних сортів озимої пшениці для конкретного регіону;

2. Встановлено стабільність, екологічну пластичність, стійкість до біотичних і абіотичних чинників середовища сортів озимої пшениці різного походження та адаптивного потенціалу, визначено їх селекційну цінність для адаптивної селекції. Виявлено сорти з найбільшою практичною цінністю для селекції на адаптивність незалежно від попередника (Харус, Харківська 96, Харківська 105, Миронівська 808, Одеська 267, Донецька 48, Сонячна). Виділено донори зимостійкості (Ферругінеум 1239, Юр'євка), джерела високої продуктивності та стійкості до вилягання (Харус, Лузанівка Одеська, Українка Одеська), бурої іржі (Ехо, Сонячна), снігової плісняви (Юр'євка, Харківська 96, Харківська 105, Ехо, Сонячна);

3. Методом електрофорезу запасних білків озимої пшениці визначено цінність селекційного матеріалу за морозостійкістю та якістю зерна і виявлено ефективність доборів морозостійких форм за продуктивністю та якісними показниками. Виділено сорти та лінії, які є одночасно носіями цінних алелів, що маркують високу морозостійкість, продуктивність та якість зерна: сорти Волжская 23, Одеська 267, Харус, Українка Одеська, а також лінії 5/1 (Миронівська 808 / Одеська 267), 6/3 (Одеська 267 / Миронівська 808), 9/10 (Волжская 23 / Лузанівка Одеська), 10/6 (Лузанівка Одеська / Волжская 23), 12/9 (Українка Одеська / Харківська 105), 11/ 15 (Харківська 105 / Українка Одеська), 13/7 (Харус / Миронівська 808);

4. Встановлено різноманітні типи успадкування кількісних ознак. Найчастіше прояв позитивного наддомінування спостерігається за ознаками довжина колоса, кількість зерен в колосі, маса зерна колоса, кількість продуктивних стебел, кількість зерен з рослини, маса зерен з рослини. Найбільш висока частота і ступінь трансгресій за даними ознаками спостерігається у гібридів: Харус / Юр'євка, Ферругінеум 1239 / Українка Одеська, Донецька 48 / Харківська 96, Харківська 96 / Донецька 48, Волжская 23 / Лузанівка Одеська, Лузанівка Одеська / Волжская 23, Українка Одеська / Харківська 105,Сонячна / Ехо, що вказує на можливість ефективних доборів високопродуктивних форм, стійких до несприятливих умов вирощування;

5. Генотипові параметри мінливості кількісних ознак залежать від генотипових особливостей батьківських форм, покоління гібридів і умов року вирощування. В сприятливих умовах року генотипова мінливість зменшується. Найбільш низькою паратиповою мінливістю в умовах північно-східної частини Лісостепу України відрізняються такі ознаки: довжина колоса, кількість колосків у колосі, маса 1000 зерен, а також довжина верхнього міжвузля;

6. Для селекції на зимостійкість виділено перспективні гібридні комбінації з участю в схрещуваннях високозимостійких, добре адаптованих до несприятливих умов сортів Ферругінеум 1239, Юр'євка, Миронівська 808, Харківська 96, Харківська 105 з контрастними за зимостійкістю високоврожайними формами;

7. Виявлено значний формоутворюючий процес в F2-F5 поколіннях реципрокних гібридів, одержаних від схрещування високозимостійких сортів зі значним адаптивним потенціалом стійкості проти несприятливих чинників середовища Ферругінеум 1239, Юр'євка, Миронівська 808, Харківська 105 з високоврожайними сортами Українка Одеська, Одеська 267, Лузанівка Одеська, а також з сортом Харус, який поєднує в своєму генотипі високу урожайність і високу стійкість проти несприятливих умов вирощування;

8. Найбільший вплив на формування продуктивності рослин озимої пшениці мають маса і кількість зерен в колосі (г = 0,63, г = 0,58), продуктивна кущистість (г = 0,80), маса 1000 зерен (г = 0,41);

9. Встановлено позитивну кореляцію середньої величини між масою зерна з колоса і масою 1000 зерен (г = 0,51), масою зерна з колоса і масою зерна з рослини (г = 0,63), кількістю зерен в колосі і масою зерна з рослини (г = 0,58), кількістю колосків в колосі і кількістю зерен в колосі (г = 0,65) а також сильний між кількістю зерен і масою зерна з колоса (г = 0,82), продуктивною кущистістю і кількістю зерен з рослини (г = 0,91), продуктивною кущистістю і масою зерна з рослини (г = 0,80), масою зерен з рослини і кількістю зерен з рослини (г = 0,95), що вказує на ефективний добір за цими ознаками;

10. Встановлено позитивну залежність між довжиною верхнього міжвузля і складовими елементами ознак продуктивності у невисокорослих форм. Це дає змогу використання такого зв'язку в селекційному процесі при доборі короткостеблових високопродуктивних біотипів в гетерогенних за висотою рослин гібридних популяціях, коли прямий добір за ознаками продуктивності мало ефективний внаслідок слабкої конкурентоздатності низькорослих форм;

11. Встановлено, що коефіцієнт успадковуваності кількості зерен у колосі варіює в залежності від генотипу та чинників зовнішнього середовища від низького H2 = 10,8% до високого Н2= 97,6%, маси зерна з колоса від Н2= 10,4% до H2 = 75,8%, маси 1000 зерен від Н2 = 15,6 до Н2 = 71,4%, кількості продуктивних стебел в рослині від H2 = 7,8% до H2 = 72,4%, кількості зерен з рослини від Н2 = 6,2% до H2 = 92,4%, маси зерна з рослини від H2 = 1,9% до Н2 = 92,3%, що вказує на можливість ефективного добору за цими ознаками;

12. За результатами досліджень створено три сорти озимої пшениці. Сорт Досконала переданий на Державне сортовипробування, сорти Лютесценс 891-04 та Лютесценс 1304-05 проходять конкурсне сортовипробування.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Звягін А.Ф., Єльніков М.І., Грідін М.М. Селекційна цінність сортів і форм озимої пшениці різного ступеня інтенсивності // Селекція і насінництво. -Харків. - 2002. - Випуск 86. - С. 39-50 (авторство складає 40%, включає виконання досліджень, аналіз і узагальнення наукових результатів).

2. Звягін А. Ф. Оцінка екологічної пластичності сортів озимої пшениці за потенціалом продуктивності // Селекція і насінництво. - Харків. - 2005, Вип. 91. - С. 28-33. озимий пшениця сільськогосподарський

3. Звягін А.Ф., Діденко С.Ю., Усова 3.В. Оцінка селекційного матеріалу озимої пшениці за морозостійкістю та якістю зерна методом електрофорезу запасних білків // Селекція і насінництво. - Харків. - 2006. - Вип. 93 - С. 138-151 (авторство складає 60%, включає планування та виконання досліджень, аналіз і узагальнення одержаних результатів).

4. Звягін А.Ф., Єльніков М.І., Грідін М.М. Методи і результати селекції озимої пшениці за 1910-1999 роки // Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва: Матеріали міжнародної конференції присвяченої 90-річчю від заснування IP ім. В.Я. Юр'єва. - Харків, 2001. - С. 11-19.

5. Звягін А.Ф., Єльніков М.І., Грідін М.М. Удосконалення та результати практичного використання методів по адаптивній селекції // Сучасні технології селекційного процесу сільськогосподарських культур: Тези доповідей Міжнародного наукового симпозіуму (7-9 липня 2004 p.): Харків, ІР ім. В.Я. Юр'єва УААН, 2004. - С. 83-84 (авторство складає 40%, включає виконання досліджень, аналіз і узагальнення наукових результатів).

6. Звягин А.Ф. Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений // Сборник тезисов международной конференции молодых ученых (2-7 июля 2001 г.): - Харьков, Институт растениеводства им. В.Я. Юрьева УААН, 2001 г, С. 177-178.

Размещено на Allbest.ru