Создание новых инцухт-линий кукурузы на основе межлинейных популяций по признаку "низкая уборочная влажность зерна"
Изучение новых гибридов кукурузы для получения генетического разнообразия. Разработка новых раннеспелых и среднеранних инцухт-линий из межлинейных популяций. Создание синтетических популяций как источника зародышевой плазмы для селекции новых сортов.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.04.2023 |
| Размер файла | 28,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Создание новых инцухт-линий кукурузы на основе межлинейных популяций по признаку «низкая уборочная влажность зерна»
О.Н. Панфилова, Е.В. Чугунова,
Ю.А. Авилова, С.Н. Дерунова
Аннотация
Актуальность. В современной селекционной работе по изучению новых гибридов кукурузы для получения генетического разнообразия важную роль имеет создание синтетических популяций. Синтетики имеют большое значение и используются в качестве источника ценной зародышевой плазмы для селекции новых гибридов с улучшенными хозяйственными признаками. В статье приведены результаты исследований по созданию новых раннеспелых и среднеранних инцухт-линий из межлинейных популяций.
В период с 2014 г. по 2020 г. в Поволжском филиале ФГБНУ ВНИИОЗ были заложены 2 (два) изолированных участка из 12 линий каждый, в двух группах спелости, раннеспелой и среднеранней, с целью получения новых инцухт-линий по признаку «низкая уборочная влажность зерна». В первый год на 2 (двух) изолированных участках был высеян набор инцухт-линий со средней уборочной влажностью зерна в популяции 16,3%, с вариацией от 14,1% до 18,3% в ранней группе, и от 18,4% до 20,3% в среднеранней группе при среднем значении 19,4%. После отбора растений для дальнейшей работы генотипы оценивались по фенотипическим, морфологическим и генеративным признакам. В результате ежегодных жестких выбраковок образцов с нежелательными признаками и принудительным самоопылением под изоляторами, в течение 5 лет получены новые константные линии.
Результаты и выводы. На основании проведенных исследований удалось выделить по 9 новых инцухт-линий из каждой группы с более низкой уборочной влажностью зерна. В раннеспелой группе от 11,1% до 14,7%, при среднем значении по группе 13,1%, это ниже исходных значений в популяции на 3,2%. В среднеранней группе была получена влажность 14,4%, что ниже на 5% от исходных показателей популяции. Новые линии имеют более короткий межфазный период от цветения початков до полной спелости зерна, в обеих группах на 3 суток. Новые генотипы обладают довольно высокой продуктивностью зерна в расчёте на 1 (одно) растение и высокий выход зерна с початка. В раннеспелой группе высокой продуктивностью отмечены: ЛП 39 (52,4 г), ЛП 45 (54,0 г), ЛП 46 (64,3 г), ЛП 47 (57,8 г), ЛП 48 (61,4 г). Высокий выход зерна был у линий: ЛП 24 (75%), ЛП 39 (72,7%), ЛП 47 (73,7%), ЛП 46 (75,0%). В среднеранней группе по признаку продуктивности зерна выделены: ЛП 18 (57,0 г), ЛП 28 (59,3 г), ЛП 44 (61,1 г), ЛП 55 (67,5 г). По выходу зерна отмечены: ЛП 18 (80,0%), ЛП 20 (75,0%), ЛП 44 (80,8%), ЛП 55 (75,0%). Полученные новые инцухт-линии будут использованы для создания новых межлинейных гибридов кукурузы.
Ключевые слова: кукуруза, популяции кукурузы, инцухт-линии кукурузы, уборочная влажность зерна, межлинейные популяции кукурузы.
Abstract
O.N. Panfilova, E.V. Chugunova, Y.A. Avilova, S.N. Derunova. Creation of new instrument «incucht» lines of corn based on interline populations on the basis of low harvesting grain moisture
Introduction. The article presents the results of research on the creation of new early-maturing and mid- early incucht lines from interlinear populations. In the period from 2014 to 2020. in the Volga branch of the Federal State Budget Scientific Institution «All-Russian Research Institute of Irrigated Agriculture of the Russian Academy of Agricultural Sciences», 2 (two) isolated sections of 12 lines each were laid, in two groups of ripeness, early-ripening and medium-early, in order to obtain new incucht lines on the basis of "low harvest moisture of grain". In the first year, a set of incucht lines was sown on 2 (two) isolated plots with an average harvest grain moisture of 16.3% in the population, with a variation from 14.1% to 18.3% in the early group, and from 18.4% to 20.3% in the middle early group with an average value of 19.4%. After the selection of plants for further work, genotypes were evaluated according to phenotypic, morphological and generative characteristics. As a result of annual rigorous culling of samples with undesirable signs and forced self-pollination under isolators of selected genotypes for 5 years, new constant lines were obtained.
Results and conclusions. As a result, it was possible to identify 9 new incucht lines in each group with a lower harvest moisture content of grain. In the early-maturing group, from 11.1% to 14.7%, with an average value of 13.1% for the group, this is lower than the initial values than in the population by 3.2%. In the middle early group, the humidity was obtained at 14.4%, which is 5% lower than the initial population indicators. The new lines have a shorter interphase period from the flowering of the cobs to the full ripeness of the grain, in both groups for 3 days. The new genotypes have a fairly high grain productivity per 1 (one) plant and a high yield of grain from the cob. In the early- maturing group, high productivity was noted: LP39(52.4 g), LP45 (54.0 g), LP46 (64.3 g), LP47 (57.8 g), LP48 (61.4 g). The following lines had a high grain yield: LP24 (75%), LP39 (72.7%), LP47 (73.7%), LP46 (75.0%). In the middle early group, according to grain productivity, the following were distinguished: LP18(57.0 g), LP28 (59.3 g), LP44 (61.1 g), LP55 (67.5 g). At the output of the grain, the following are marked: LP18 (80.0%), LP20 (75.0%), LP44 (80.8%), LP55 (75.0%). The obtained new incucht lines will be used to create new interline hybrids of corn.
Key words: corn, population, incucht line, harvesting grain moisture, interphase periods, productivity, grain yield.
Введение
синтетический инцухт гибрид раннеспелый кукуруза
В повышении генетического разнообразия кукурузы особая роль принадлежит синтетическим популяциям [3, 5, 12].
Синтетики имеют большое значение в качестве источников ценной зародышевой плазмы для выведения новых гибридов с улучшенными хозяйственно-ценными признаками [13, 16].
По мнению М.И. Хаджинова, популяции наиболее пригодны для селекции на определённые признаки: устойчивость к болезням, высокое прикрепление початка, продуктивность, масса початка и другие. Существует множество мнений о путях создания синтетических популяций и количестве составляющих компонентов, необходимых для этого. Johnson D.Q., Russell W.A. считали, что синтетической популяцией является гибрид, в состав которого входит более 4 (четырёх) линий и последующие поколения воспроизводятся путём индивидуального отбора. Некоторые исследователи для создания синтетических популяций использовали до 12 (двенадцати) линий и более (Соколов Б.П.; Хаджинов М.И. и другие).
Новые синтетические популяции могут быть получены как путём свободного переопыления внутри них, так и отбором в них.
В современной селекции этот метод широко используют селекционеры Краснодарского НИИСХ.
Синтетические популяции являются ценным исходным материалом для селекции новых линий. Многие современные исследователи рассматривают синтетики как важнейший исходный материал для расширения генетической плазмы при создании новых инцухт-линий [14]. В синтетиках довольно легко можно объединить генофонд наиболее ценных самоопыленных линий и тем самым увеличить концентрацию желательных генов, главным образом генов с благоприятным аддитивным действием: чем выше частота их в популяции, тем больше вероятность выделений из них лучших линий по нужному признаку [2, 9, 10].
Материалы и методы. Исследования проводили в 2014-2020 гг. на двух изолированных участках на опытном поле Поволжского филиала ФГБНУ ВНИИОЗ.
В 2014 г. был посеян набор инцухт-линий по 12 (двенадцать) линий в раннеспелой группе и в среднеранней.
В пределах популяции в первый год было естественное свободное переопыление генотипов.
В период полной спелости зерна убирали в произвольном порядке, с лучших растений по фенотипу по 120 початков в каждой группе. На следующий год в селекционном питомнике початкорядно высеяли по одному ряду, 120 рядов в раннеспелой группе и 120 в среднеранней группе.
После жёсткой выбраковки к 2018 году в ранней группе осталось 72 константные линии, в среднеранней - 88.
В период опыления на 3 (трёх) лучших растениях в пределах ряда проводили принудительное самоопыление под пергаментными изоляторами. Убирали каждый початок отдельно. Полученные после уборки початки высевали в последующем году початкорядно на селекционном поле. В течение 4 лет вели принудительное самоопыление до получения константных линий. Каждый год в полученных популяциях выбирали лучшие генотипы по хозяйственным признакам: фенотипу, устойчивости к болезням и вредителям, длине межфазного периода (цветение початков - полная физиологическая спелость зерна), а главными были контроль уборочной влажности зерна и скорость влагоотдачи зерна от фазы восковой спелости до полной спелости. Влажность в пределах одной линии бралась каждые 4 (четыре) дня.
Результаты и обсуждение
Для получения нового генетического материала по признаку «низкая уборочная влажность зерна» с целью дальнейшего использования полученных генотипов в практической селекции отобран исходный материал (инцухт- линий), объединенный в 2 (две) популяции: раннеспелая - 12 линий и среднеранняя - 11 образцов. Подобранные линии отличались не только сравнительно быстрой влагоотдачей, но и другими хозяйственно-ценными признаками: длиной межфазных периодов, от всходов до цветения початков, от всходов до полной спелости зерна [4, 6, 7].
Учитывалось количество дней от фазы цветения початков до полной спелости, замер высоты растений и высоты прикрепления початков, подсчитывали число початков на 1 растении, а главным критерием была уборочная влажность зерна в фазу полной спелости.
В раннеспелой группе исходные линии имели следующие параметры: число дней от всходов до цветения початка колебалось от 51 до 54 дней. В среднеранней группе от 56 до 60 дней. Среднее значение по группам было 52 и 58 дней соответственно (таблица 1).
Таблица 1
Сравнительные результаты по основным признакам между межлинейными популяциями и новыми инцухт-линиями
|
Группа спелости |
Среднее число дней до цветения початков |
Число дней от всходов до полной спелости |
Разница между популяцией и новыми линиями, дни |
Уборочная влажность зерна по группам, % |
|
|
Межлинейные популяции |
|||||
|
1. Раннеспелая группа |
52 |
102 |
49 |
16,3 |
|
|
2. Среднеранняя группа |
58 |
111 |
53 |
19,4 |
|
|
Новые инцухт-линии |
|||||
|
1. Раннеспелая группа |
49 |
95 |
46 |
13,1 |
|
|
2. Среднеранняя группа |
56 |
107 |
50 |
14,4 |
Длина вегетационного периода составляла в ранней группе линий от 98 до 104 дней, в среднеранней группе - от 108 до 112 дней. При среднем значении в ранней группе 102 дня, среднеранней - 111 дней. Межфазный период от цветения початков до полной спелости в исходной ранней популяции был от 47 до 49 дней, в среднеранней группе - от 51 до 55 дней. В среднем по группам 49 и 53 дня соответственно.
Средняя высота растений в исходной раннеспелой популяции была 1,47 м, в среднеранней - 1,62 м, высота прикрепления початков - 0,43 и 0,53 м соответственно.
Уборочная влажность зерна в популяции раннеспелых линий варьировала от 14,7% до 19,2%, средняя влажность по группе была 16,3%. В среднеранней группе, у исходных образцов влажность была от 18,4% до 20,4% при среднем значении по группе 19,4%.
В результате целенаправленной работы по отбору новых генотипов в течение 5 лет были получены новые сортообразцы с желаемыми признаками: более короткими межфазными периодами от цветения початков до полной спелости, более низкой уборочной влажностью, т.е. за счёт сокращения этого периода была увеличена скорость потери влаги зерном.
Кроме этих признаков, учитывалась устойчивость растений к полеганию и ломкости растений, поражению болезнями и вредителями, толерантность к стрессовым условиям окружающей среды, в частности к возврату весенних холодов и летним засухам [1].
В итоге в каждой группе были выделены по 9 (девять) новых инцухт-линий, обладающих желаемыми признаками, которые будут использованы в селекционной работе. В таблице 2 приведена характеристика новых генотипов по важным признакам, в обеих группах спелости.
В результате проделанной многолетней работы по рекуррентному отбору по желаемым признакам удалось получить генотипы нового типа.
В раннеспелой группе у новых линий число дней от всходов до цветения початков уменьшилось на 3 дня и составило 49 дней.
В среднеранней группе 56 дней, разница была 2 дня (таблица 2).
Таблица 2
Характеристика новых инцухт-линий
|
№ |
Линии |
Число дней от всходов до |
Кол-во дней от цветения початка до полного созревания |
Уборочная влажность зерна, % |
Урожай зерна при 14% влажности с 1 растения, г |
Выход зерна, о/о |
||
|
Цветения початка |
Полной спелости |
|||||||
|
Раннеспелая группа |
||||||||
|
1 |
ЛП 12 |
48 |
98 |
50 |
14,1 |
39,6 |
66,6 |
|
|
2 |
ЛП 22 |
48 |
94 |
46 |
11,5 |
36,5 |
71,4 |
|
|
3 |
ЛП 24 |
50 |
93 |
43 |
14,3 |
37,4 |
75,0 |
|
|
4 |
ЛП 39 |
50 |
96 |
46 |
13,2 |
52,4 |
72,7 |
|
|
5 |
ЛП 43 |
49 |
98 |
49 |
12,5 |
42,0 |
66,6 |
|
|
6 |
ЛП 45 |
48 |
95 |
47 |
13,3 |
54,0 |
73,3 |
|
|
7 |
ЛП 46 |
48 |
95 |
47 |
14,7 |
64,3 |
72,2 |
|
|
8 |
ЛП 47 |
49 |
96 |
47 |
13,6 |
57,8 |
75,0 |
|
|
9 |
ЛП 48 |
48 |
93 |
45 |
11,1 |
61,4 |
66,6 |
|
|
Средние показатели по группе |
49 |
95 |
46 |
13,1 |
||||
|
Среднеранняя группа |
||||||||
|
1 |
ЛП 5 |
56 |
106 |
50 |
12,7 |
40,1 |
66,6 |
|
|
2 |
ЛП 15 |
57 |
106 |
49 |
13,5 |
46,6 |
66,0 |
|
|
3 |
ЛП 18 |
58 |
107 |
49 |
15,7 |
57,0 |
80,0 |
|
|
4 |
ЛП 20 |
57 |
108 |
52 |
15,0 |
47,1 |
75,0 |
|
|
5 |
ЛП 21 |
56 |
106 |
50 |
15,9 |
45,3 |
72,7 |
|
|
6 |
ЛП 28 |
56 |
108 |
52 |
14,7 |
59,3 |
71,4 |
|
|
7 |
ЛП 37 |
56 |
108 |
52 |
16,2 |
58,0 |
70,5 |
|
|
8 |
ЛП 44 |
57 |
110 |
53 |
12,1 |
61,1 |
80,8 |
|
|
9 |
ЛП 55 |
56 |
106 |
50 |
14,0 |
67,5 |
75,0 |
|
|
Средние показатели по группе |
56 |
106 |
50 |
14,4 |
Длина периода вегетации в раннеспелой группе выделенных линий составила 95 дней, в среднеранней - 107 дней, это меньше чем в популяциях на 7 и 5 дней соответственно.
Период между цветением початков и полной спелостью зерна в раннеспелых генотипах стал 46 дней, это на 3 дня меньше, чем в популяции, а в среднеранней группе - 50 дней, тоже уменьшился на 3 дня.
Влажность зерна в отобранных инцухт-линиях составила от 11,1% (ЛП 48) до 14,7% (ЛП 46), а в целом по раннеспелой группе уровень влажности снизился в сравнении с популяцией на 3,2%.
В среднеранней группе средняя уборочная влажность у новых линий составила 14,4%, это на 5% ниже, чем была в популяции.
Немаловажное значение при создании исходного материала играет продуктивность зерна и выход зерна при обмолоте. Все полученные генотипы были изучены и по этим признакам [8, 11, 15].
В раннеспелой группе высокий урожай зерна с 1-го растения при стандартной влажности имели: ЛП 39 (52,4 г), ЛП 45 (54,0 г), ЛП 46 (64,3 г), ЛП 47 (57,8 г), ЛП 48 (61,4 г).
Сравнительно высокий выход зерна был у ЛП 24 (75,0%), ЛП 39 (72,7%), ЛП 47 (73,3%), ЛП 46 (75%).
В среднеранней группе по признаку продуктивности зерна выделены: ЛП 18 (57,0 г), ЛП 28 (59,3 г), ЛП 37 (58,0 г), ЛП 44 (61,1 г), ЛП55 (67,5 г).
По высокому выходу зерна ЛП 18 (80,0%), ЛП2 0 (75,0%), ЛП 44 (80,8%), ЛП 55 (75,0%).
Новые инцухт-линии, выделенные из межлинейных популяций, при создании новых межлинейных гибридов кукурузы будут использованы как доноры хозяйственно-ценных признаков.
Выводы
1. В результате многолетней работы из межлинейных популяций раннеспелой и среднеранней групп спелости путём рекуррентного отбора были получены новые инцухт-линий с важными хозяйственными признаками: уборочная влажность зерна в фазу полной спелости у новых генотипов уменьшилась в сравнении с исходными значениями в раннеспелой группе на 3,2%, в среднеранней группе - на 5,0%. Достигнуто сокращение межфазного периода от цветения початков до полной спелости зерна в обеих группах новых линий на 3 дня.
2. Новые линии в сочетании с низкой уборочной влажностью обладают довольно высокой продуктивностью, высоким выходом зерна с початка и другими полезными свойствами. Новые генотипы будут использованы как доноры в практической селекционной работе.
Библиографический список
1. Адиньяев Э.Д., Хамзатова М.Х. Применение средств интенсификации для реализации биоресурсного потенциала кукурузы в степной зоне Чеченской Республики // Известия Горского государственного аграрного университета. 2016. Т. 53. №4. С. 56-63.
2. Влияние отцовских форм на уборочную влажность зерна кукурузы у простых гибридов / О.Н. Панфилова [и др.] // Вестник Воронежского Государственного Аграрного университета. 2018. Т. 11. №3 (58). С. 54-61.
3. Волков А.И., Прохорова Л.Н., Селюнин В.В. Подбор кукурузных гибридов для notill технологии // Аграрная Россия. 2021. №3. С. 7-10.
4. Жужукин В.И., Зайцев С.А., Волков Д.П. Методические подходы в селекции очень ранних (ФАО 100-149) гибридов кукурузы в Нижнем Поволжье // Аграрная наука. 2018. №6. С. 48-50.
5. Кагермазов А.М., Хачидогов А. В., Бижоев М. В. Анализ результатов экологического испытания гибридов кукурузы различных групп спелости в предгорной зоне Кабардино-Балкарии // Аграрная Россия. 2021. №4. С. 15-20.
6. Кривошеев Г.Я., Шевченко Н.А., Ионова Е.В. Критерии оценки засухоустойчивости самоопыленных линий кукурузы // Аграрный вестник Урала. 2014. № 11 (129). С. 6-12.
7. Панфилова О.Н., Чугунова Е.В., Дерунова С.Н. Исходный материал для селекции кукурузы на засухоустойчивость // Аграрный научный журнал. 2020. №2. С. 29-37.
8. Панфилова О.Н., Авилова Ю.А., Чугунова Е. В. Бесплодие, как основной фактор, влияющий на продуктивность зерна гибридов кукурузы на богаре // Кукуруза и сорго. 2018. № 2. С. 14-19.
9. Парпуренко Н.В., Супрунов А.И. Научное обеспечение агропромышленного комплекса: сборник статей по материалам Х! Всероссийской конференции молодых ученых, посвященной 95-летию Кубанского ГАУ и 80-летию со дня образования Краснодарского края. С. 1289-1290.
10. Селекция раннеспелых и среднеранних гибридов кукурузы с пониженной уборочной влажностью зерна при созревании / А.И. Супрунов [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского ГАУ. 2016. №123. С. 113-126.
11. Сотченко В.С. Урожай и уборочная влажность зерна гибридов кукурузы в разных экологических условиях в зависимости от сроков посева // Кормопроизводство. 2019. №4. С. 26- 31.
12. Тарчоков Х.Ш., Дугарлиев Р.М. Кукуруза - в агротехнологиях нового поколения // Аграрная Россия. 2020. №9. С. з0-35.
13. Хатефов Э.Б., Аппаев С.П., Шомахов Б.Р. Селекционная ценность редиплоидных линий, выделенных из тетраплоидных популяций кукурузы // Кукуруза и сорго. 2018. №1. С. 27-35.
14. El-Rouby M.M., El Sheikh M.H., Awad Allah S.M. Inereasing the efficiency of recurrent selection for yield in maize // Alexandria science Exchange Journal. 2017. V. 38 (2). P. 193-202.
15. Heterosis is a systemic property emerging from non- linear genotype- phenotype relationships: evidence from in vitro genetics and computer simulations / J.B. Fievet [et al.] // Front. Genet. V. 9. P. 159.
16. The genetic basis of haploid induction in maize identified with a novel genome-wide association method / H. Hu, T. Schrag, R. Peis [et al.] // Genetics. 2016. V. 202. P. 1267-1276.
Размещено на allbest.ru
Подобные документы
Ботаническое описание кукурузы, требования к факторам среды. Роль сроков посева в формировании урожая и управления его качеством. Закономерности развития кукурузы в зависимости от сроков посева. Урожайность и уборочная влажность зерна гибридов кукурузы.
дипломная работа [125,5 K], добавлен 18.07.2010Характеристика почвенно-климатических условий почвы опытного участка. Изучение и размножение образцов сорго и создание национальной коллекции. Испытания сортов и гибридов, передача новых самоопыленных сортов сорго на государственную регистрацию.
научная работа [186,4 K], добавлен 06.02.2011Ботаническая и биологическая характеристика кукурузы. Влияние экологических факторов на развитие кукурузы и качество силоса. Зависимость силосной продуктивности гибридов кукурузы от скороспелости. Меры безопасности при посеве кукурузы, охрана труда.
дипломная работа [82,7 K], добавлен 18.07.2010Влияние удобрений и средств защиты на урожайность и качество зерна. Почвенно-климатические условия. Фенологические наблюдения и продолжительность межфазных периодов различных гибридов кукурузы. Анализ условий труда при возделывании кукурузы на зерно.
дипломная работа [635,0 K], добавлен 02.12.2010Ботаническая характеристика, биологические особенности и использование сорго-суданковых гибридов; эффект гетерозиса в селекции новых гибридов. Экономическая эффективность получения зеленой массы от сорго-суданковых гибридов, методика проведения опытов.
дипломная работа [77,1 K], добавлен 20.08.2010Агроклиматические условия произрастания яровой мягкой пшеницы. Оценка устойчивости растений к мучнистой росе и бурой ржавчине. Анализ структуры урожая по основным хозяйственно-ценным признакам. Экономическая эффективность новых сортов, линий, гибридов.
отчет по практике [962,1 K], добавлен 21.11.2011Ботаническая характеристика сорго. Использование гетерозиса в селекции новых гибридов. Характеристика почвенно-климатических условий проведения опытов. Методика проведения и результаты экспериментов. Эффективность выращивания сорго-суданковых гибридов.
дипломная работа [96,5 K], добавлен 20.08.2010История развития селекции в целом и свекловодческой селекционной работы в частности. Создание новых сортов односемянной сахарной свеклы при популяционной селекции. Ускорение и повышение результативности селекционной работы с культурой сахарной свеклы.
реферат [23,4 K], добавлен 20.02.2008Природные (почвенно-климатические) условия Кувандыкского района. Биологические особенности кукурузы и характеристика районированных сортов. Программирование урожайности кукурузы для степных условий. Обоснование технологии возделывания кукурузы.
курсовая работа [63,5 K], добавлен 27.06.2008Гибридизация - основной метод создания гибридов и новых сортов. Подбор родительских пар и методы преодоления нескрещивания. Оценка исходных сортов огурцов, подбор родительской пары. Техника проведения скрещиваний. Анализ гибридов и их сортовая оценка.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.07.2012
