Вихідний матеріал томата для селекції на гетерозис в умовах плівкових теплиць

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вихідний матеріал томата для селекції на гетерозис в умовах плівкових теплиць

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Виходячи з неповного задоволення потреб виробництва в гетерозисних гібридах для плівкових теплиць актуальності набуває завдання створення гібридів F₁ томата, в генотипах яких необхідно поєднати велику кількість бажаних ознак: скоростиглість, високу врожайність, якісні показники та стійкість до несприятливих абіотичних чинників і хвороб. Такі гібриди повинні успішно конкурувати з іноземними, витримувати стресові умови плівкових теплиць, давати високоякісну продукцію, в поєднанні з низькою затратністю на їх вирощування. Селекція на гетерозис потребує необхідної кількості вихідних форм, завдяки яким можливо було б вирішувати поставлені завдання. Немає достатньої кількості розробок з використання маркерних генів в умовах закритого ґрунту.

Вищезазначене і визначає актуальність і невідкладність створення вихідного матеріалу та отримання на його основі гетерозисних гібридів томата для плівкових теплиць і широкого запровадження їх у виробництво.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові дослідження виконані особисто здобувачем в 2001-2004 рр. на Київській дослідній станції ІОБ УААН в рамках завдання 01.02.02. «Створити нові гетерозисні гібриди томата для закритого ґрунту толерантні до абіотичних факторів, високоврожайні з високими смаковими якостями». Вона є складовою частиною наукових досліджень лабораторії селекції овочевих культур ІОБ УААН державної науково - технічної програми «Овочівництво і баштанництво на 2001-2005 рр.» (номер державної реєстрації 0101U001169).

Мета і завдання дослідження. Мета досліджень полягає у створенні і встановленні селекційної цінності вихідного матеріалу та отримання на цій основі гетерозисних гібридів томата для плівкових теплиць.

Основні завдання досліджень:

- провести аналіз особливостей існуючого вихідного матеріалу за господарськими ознаками;

- визначити ефективність різних типів схрещувань у плані добору серед них цінних фенотипів як початкової ланки в процесі створення нового вихідного матеріалу томата в умовах плівкових теплиць;

- розробити нові підходи зі створення перспективного вихідного матеріалу;

- провести пошук та використати селективні середовища для оцінки спектра фенотипової мінливості, дібрати на їх фоні нові лінії томата;

- визначити селекційну цінність і напрям використання нових вихідних форм томата;

- встановити комбінаційну здатність, кореляції та успадковуваність основних господарських ознак у створеного вихідного матеріалу;

- створити гетерозисні гібриди томата для плівкових теплиць на основі нового вихідного матеріалу.

Об'єкт досліджень - селекція томата та створення гетерозисних гібридів в умовах плівкових теплиць.

Предмет досліджень - селекційний потенціал різних генотипів томата, що походять від різних типів схрещувань, успадковуваність ознак, комбінаційна здатність; добори ліній з популяцій, що розщеплюються від різних типів схрещувань та селективних фонів.

Методи досліджень - візуальні - для ведення фенологічних спостережень; вимірювально-вагові - для визначення біометричних показників та продуктивності; хімічні - для визначення якісних показників; математично-статистичні - для встановлення достовірності дослідів та визначення кореляційних залежностей і коефіцієнтів успадкування; розрахункові - для встановлення економічної ефективності.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше встановлено селекційну цінність існуючого і створеного вихідного матеріалу в умовах плівкової теплиці на ґрунті без обігріву.

Вперше на культурі томата показано ефективність комплексного підходу до визначення кореляції, коефіцієнтів успадковуваності, ефектів комбінаційної здатності при ідентифікації в популяціях, що розщеплюються, ліній з високою селекційною цінністю, поєднання яких дає змогу створювати гібриди F₁ з гетерозисним ефектом в умовах плівкової теплиці.

Вдосконалено підходи до добору, які на відміну від традиційних дають можливість більш ефективно добирати лінії з популяцій, що розщеплюються, з бажаними ознаками на тлі різних типів схрещувань та селективних середовищ, які характеризуються поєднанням комплексу ознак: висока врожайність, товарність, стійкість до несприятливих абіотичних та біотичних факторів навколишнього середовища, з високими біохімічними властивостями.

Показана ефективність створення на основі виділеного вихідного матеріалу нових гетерозисних гібридів F₁ для умов плівкових теплиць, що поєднують у собі основні господарсько-цінні ознаки.

Практичне значення одержаних результатів. Встановлено закономірності гетерозисної селекції і виділення вихідного матеріалу, що забезпечує прискорене створення нових гетерозисних гібридів F₁ томата для умов плівкових теплиць. Одержано вихідні форми з цінними ознаками, які мають високу стійкість до стресових умов вирощування. Вони використані як вихідний матеріал при створенні нових гібридів F₁ томата для плівкових теплиць. Отримано нові гетерозисні гібриди томата Бармалєй F₁ і Ятрань F₁ для плівкових теплиць та подано заявку на їх державну реєстрацію до Державної служби з охорони прав на сорти рослин в 2004 і 2005 рр.

Особистий внесок здобувача полягає у безпосередній участі в плануванні та проведенні експериментів, аналітичній роботі, математичній обробці даних, підготовці матеріалів до друку. Внесок здобувача в публікаціях, виконаних у співавторстві, складає 80% і полягає в отриманні експериментальних даних і узагальненні результатів досліджень. Частина авторства здобувача у створенні гетерозисних гібридів Бармалєй F₁ і Ятрань F₁ - по 50%.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень обговорено на засіданнях вченої ради Інституту овочівництва і баштанництва УААН в 2002-2005 рр., конференції науково-педагогічних працівників, наукових співробітників та аспірантів (Київ, 2004 р.), на міжнародній науково-практичній конференції «Приоритетные направления генетики, селекции и биотехнологии растений семейства паслёновых» (Мерефа, 2005 р.), на науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів «Новітні технології виробництва конкурентоспроможної продукції рослинництва» (Київ, 2005 р.), науково-виробничому семінарі «Пріоритетні напрямки досліджень у виробництві і насінництві овочевих рослин» (Борова; Миронівка 2005 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 6 наукових праць у фахових виданнях та одна теза наукової конференції.

Обсяг та структура дисертації. Дисертація містить вступ, 7 розділів, висновки, практичні рекомендації, список використаних джерел і додатки. Загальний обсяг дисертації 199 сторінки машинопису, у тому числі 39 таблиць, 26 рисунків, список використаних джерел нараховує 208 найменувань, серед яких 74 латиницею.

Основний зміст роботи

теплиця гібрид томат плівковий

Селекційні аспекти створення вихідного матеріалу та гетерозисних гібридів F₁ томата

Проведено аналіз джерел літератури з питань методів створення вихідного матеріалу томата в плівкових теплицях. Висвітлено проблеми створення високоврожайних гібридів F₁. Обґрунтовано доцільність використання селективних фонів, а також напрямки проведення доборів серед потомств від різних типів схрещувань. Показана необхідність застосування комплексного підходу з використанням кореляцій, коефіцієнтів успадковуваності, ефектів комбінаційної здатності для ідентифікації в популяціях, що розщеплюються, фенотипів з високою селекційною цінністю.

Умови проведення досліджень

Аналіз середніх багаторічних показників метеорологічних спостережень дозволяє характеризувати погодні умови вегетаційного періоду місця проведення досліджень, як помірно теплий і помірно вологий. Середньобагаторічна сума позитивних температур повітря вище 10 ⁰С за вегетаційний період (квітень-вересень) складала 2450 ⁰C. За цей же період випало 350 мм опадів. Відносна вологість повітря становила 70%.

Мікроклімат у плівкових теплицях на сонячному обігріві суттєво відрізнявся від погодних умов у відкритому ґрунті - більшим діапазоном коливань температури, температурний режим залежав від температури у навколишньому середовищі і хмарності. За сонячної погоди середньодобова температура була в 1,4 рази, в хмарну погоду в 1,2 рази вище ніж температура навколишнього середовища. Відносна вологість повітря коливалася у межах 50-55% вдень та 96-99% уночі. Нічні температури були на 1-4 ⁰С вище, ніж у навколишньому середовищі.

Таким чином, погодні умови впродовж 2001-2004 рр. були сприятливими для росту і розвитку томата в плівкових теплицях на сонячному обігріві. Як виняток можна характеризувати короткочасні періоди на початку травня (2004 рік), під час яких мінімальні температури знижувались до +3⁰С, та на початку червня (2003 рік), коли максимальні температури досягали +37⁰С. Проте це суттєво не вплинуло на загальний ритм розвитку рослин.

Вихідний матеріал і методика досліджень

Як вихідний матеріал використовували сорти, лінії і гібриди томата селекції Київської дослідної станції (селекціонера В.А. Кравченка) та кращі вітчизняні і зарубіжні гібриди (Німеччина, Нідерланди, Японія, Росія, Франція, Італія) в кількості 82 зразки. У селекційну роботу залучали також напівкультурні види Lус. esculentum var. pruniforme Brezh.; Lус. esculentum var. pimpinellifolium (Mill.) Brezh;, Lус. esculentum var. racemigerum (Lange.) Brezh. Як джерела маркерних ознак використовували мутантні форми, та селекційні лінії (селекції В.А. Кравченка). Для створення генотипового різноманіття за бажаними ознаками у схрещуваннях було використано поширені сорти томата для відкритого ґрунту (Іскорка, Київський-239, Лагідний, Зорень, Флора. Атласний, Світанок, Аміко).

Основами селекційної роботи, методів добору рослин серед гібридних популяцій були викладені в «Методические указания по селекции сортов и гибридов томата для открытого и защищённого грунта (1986)».

Як стандарт був використаний вітчизняний гетерозисний гібрид КДС-5 F₁, а також його вихідні форми: материнська лінія Caruso і батьківська сорт Флора.

У період вегетації в усіх розсадниках проводили фенологічні спостереження. Оцінювали ознаки томата у відповідності з розробками ВІР «Методические указания по изучению и поддержанию мировой коллекции овощных, паслёновых культур» (1977).

При проведенні спеціальних дослідів в колекційному розсаднику, розсадниках F₁-F₃ вивчали господарсько-цінні ознаки індивідуально по кожній рослині тієї чи іншої комбінації. При оцінці сортів, ліній, гібридів томата керувалися «Сучасні методи селекції овочевих і баштанних культур» (Харків, 2001), «Методика дослідної справи в овочівництві» (2001), «Методические указания по селекции семеноводству овощных культур, возделываемых в защищённом грунте (томаты, перец)«(1976).

Випробування гібридів F₁ проводили відповідно до існуючої методики Державного сортовипробування (2001), а також міжнародного класифікатора UPOV(2003).

Разом з цим визначали висоту закладання першої китиці і наступних, індекс плоду, кількість плодів і квіток на китиці, кількість китиць на рослині та плодів.

Облік раннього врожаю проводили за перші 14 днів від початку плодоношення.

У плодах томата визначали вміст аскорбінової кислоти методом Муррі (ГОСТ 24556-89); вміст нітратів - взначал іонно-селектвнм електродом (ГОСТ 29270-95); цукор взначали за Бертраном (ГОСТ 8756.13-87); суху речовну - рефрактометрчнм методом (ГОСТ 28562-90); кислотність - методом титрування (ГОСТ 25555.0-82).

Стійкість рослин проти хвороб оцінювали за методикою ІОБ УААН (1990).

Розтріскування плодів оцінювали на штучному фоні. Плоди розміщували в поліетиленову тарну сітку, яку у великих ємностях заливали водою. Оптимальна експозиція для оцінки - 24 години при температурі води 20-25⁰С. За такий період не розтріскуються лише плоди повністю стійких зразків (Кравченко В.А., 1986).

Загальну (ЗКЗ) та специфічну (СКЗ) комбінаційну здатність вивчали відповідно до методичних рекомендацій В.Г. Вольфа, П.П. Літуна, О.В. Хавелової і Р.І. Кузьменко (1980). Статистичну обробку даних урожаю томата в розсаднику попереднього сортовипробування проводили відповідно Б.А. Доспєхову (1985). Достовірність різниці господарсько-цінних ознак при вивченні колекційних і гібридних зразків встановлювали за Н.А. Плохінським (1961), кореляцію та успадковування ознак обчислювали за П.Ф. Рокицьким (1973), кластерний аналіз вихідних форм - за З.Д. Сичом (1993). Розрахунок гіпотетичного гетерозису у гетерозисних гібридів F₁ томата проводили за формулою Г.В. Боос (1990).

Ефективність енерговитрат визначали через коефіцієнт біоенергетичної ефективності за «Методикою біоенергетичної оцінки технологій в овочівництві» О.С. Болотських, М.М. Довгаль (1999). Аналіз даних проводили за допомогою пакетів програм STATISTICA 6.0 та Exсel XP. Критичне значення рівня значимості приймалося рівним 5%.

Оцінка селекційної цінності вихідного матеріалу томата

Згідно з дослідженнями за даним напрямом вивчено рекомбінаційну здатність ліній томата, отриманих від різних типів схрещування, виявлено вплив різних мутантних і напівкультурних форм на вихід цінних фенотипів томата, оцінено потомство від розщеплення гетерозисних гібридів F₁ іноземного та вітчизняного походження.

Добір проводили за фенотипним проявом таких ознак: індетермінантний, напівдетермінантний або ж детермінантний тип росту у поєднанні з господарськими ознаками: скоростиглість, врожайність, транспортабельність, стійкість проти несприятливих біотичних та абіотичних чинників з високими хіміко-біологічними властивостями плодів томата.

Добір бажаних зразків проводили у гібридних популяціях F₂. Відсоток бажаних рекомбінантних генотипів вважали основою для встановлення рекомбінантної здатності вихідних форм томата, тобто селекційної цінності, які були використані для створення нових ліній.

Селекційна цінність Ї це відношення кількості рослин з господарсько - цінними ознаками, які були відібрані серед гібридної популяції F₂, до загальної кількості рослин у відсотках. На основі отриманих даних нами розроблено шкалу оцінки рекомбінаційної здатності вихідного матеріалу томата.

Шкала оцінки селекційної цінності вихідного матеріалу томата

Селекційна цінність	%
Велика Середня Слабка	? 15,0 8,0 - 15,0 ? 8,0

Всього вивчено 84 вихідні зразки томата і 391 гібридну комбінацію F₂, отриманих за їхньою участю. Впродовж чотирьох років отримано і проаналізовано 118 міжлінійних гібриди F₁ томата, в розсаднику F₂ відібрано 779 рослин, які мали комплекс ознак, необхідних для вирощування в плівкових теплицях. Селекційна цінність гібридних популяцій від міжлінійних схрещувань становила 13,2%.

З 74 гібридних популяцій F₂ від сортолінійних гібридів відібрано 617 перспективних лінії, що становило 13,4% від загальної кількості рослин, що оцінювалися.

Високою селекційною цінністю характеризувались гібридні популяції від потрійних схрещувань - 15,8%, що пояснюється високою гетерозиготністю популяції F_2. Всього отримано 45 гібридних популяцій від складних гібридів серед яких відібрано 308 рослин з бажаними ознаками. Особливо високою селекційною цінністю характеризувалися гібридні популяції F₂, які отримано у подвійних схрещуваннях.

Найбільшою селекційною цінністю характеризувалися гібридні популяції від схрещувань іноземних та вітчизняних гібридів F₁, а також від їх розщеплення. Селекційна цінність їх відповідно становила 17,7% і 15,7%.

Низька селекційна цінність гібридних популяцій виявлена при віддаленій гібридизації та при участі в схрещуваннях ліній, що несли мутантні гени, відповідно 6,2% та 10,5%. Але враховуючи, що вони були донорами таких цінних ознак як скоростиглість, стійкість проти хвороб, джерелом високого вмісту біохімічних речовин, а також носіями маркерних генів то їх перспективно використовувати при створенні нового селекційного матеріалу.

Використання селективних фонів для оцінки спектра генотипової мінливості

Хімічно-селективні речовини (ХСР) підбирали залежно від попередньо встановлених результатів оцінювання кореляцій між відсотком проростання насіння та господарськими ознаками, на які ведеться селекція. Було відібрано такі селективні речовини: ХСР - 3, ХСР - 4, ХСР - 6, ХСР - 9, ХСР - 12, ХСР - 14. Внаслідок виконаних досліджень встановлено кореляції проростання насіння на ХСР з господарсько-цінними ознаками дорослих рослин та біохімічним складом плодів томата.

Так, для відбору з генетичної популяції F₂ рослин з високим загальним врожаєм доцільно використовувати ХСР - 4 коефіцієнт кореляції при цьому становив 0,63. Для добору ранньостиглих зразків доцільно використовувати ХСР - 4, у яких кореляція між тривалістю періоду «сходи-достигання» та відсотком проростання насіння в даному середовищі становила -0,76. Отримання генотипів з потенційно високим раннім врожаєм можливо при застосуванні ХСР -10 (0,76 ± 0,12). Крупноплідні генотипи можна виділяти серед гібридних популяцій F₂ за допомогою ХСР - 9 (0,61 ± 0,16), а також на цьому фоні перспективно добирати генотипи з високою стійкістю проти розтріскування плодів (-0,78 ± 0,12). Високу кореляційну залежність виявлено між такими ознаками як вміст аскорбінової кислоти та проростання насіння на ХСР - 3 (0,77 ± 0,12).

За результатами аналізу рослин, відібраних на фоні ХСР - 4 встановлено, що за допомогою даної селективної речовини можна виділити фенотипи з більшою кількістю плодів на 12,5% та їхньою масою на 37,6%. Виходячи з цього збільшувався і рівень загального врожаю на 53,1% проти контролю, проте ця хімічно селективна речовина подовжувала тривалість вегетаційного періоду на 3%. І все ж незважаючи на це, ХСР - 4 була найбільш ефективною при доборах рослин з потенційно високим врожаєм.

Менш ефективною була селективна речовини ХСР - 6. Рослини відібрані на цьому фоні мали більший рівень загального врожаю на 9,7%, але їх вегетаційний період був подовжений на 7,1% у порівнянні з контролем.

Аналіз біохімічного складу плодів у томата, відібраних на цих же селективних фонах показав, що рослини виділені на ХСР - 3 та ХСР - 4 мали вищий вміст розчинної сухої речовини на 21,2% та 8,1% відповідно до контролю. Так, як суха речовина у томата в основному представлена цукрами, то ці ж фони можуть бути ефективним при доборах рослин з високим вмістом цукру. Наші дослідження показали, що вміст цукру в плодах томата був більший на 25,7% при доборах на фоні дії ХСР - 3, а також на 12,3% Ї при доборах на ХСР - 4.

Нами встановлено ефективність використання середовищ при доборах зразків з підвищеним вмістом титрованих кислот в плодах томата. Рослини відібрані на фоні ХСР - 4 та ХСР - 12 вміст кислот у плодах томата перевищувало контроль на 13,2% та 5,2%, відповідно.

Свою ефективність показало використання хімічно селективних речовин при доборі томата з високим вмістом аскорбінової кислоти в плодах. Рослини, які відібрані на фоні ХСР - 3 та ХСР - 9 мали вміст аскорбінової кислоти в плодах на 27,5% та 26,2% більше ніж у контролю. Також більше на 19,0% був вміст вітаміну С в плодах томата, рослин, які були відібрані на фоні ХСР - 4 у порівнянні з контролем.

Аналіз отриманих результатів досліджень показав, що використання селективних речовин перспективне у селекційній роботі особливо на початкових етапах добору вихідного матеріалу з популяцій F₂.

Комплексна оцінка створеного вихідного матеріалу

Мета наших досліджень полягала у вивченні нового вихідного матеріалу за комплексом ознак для створення гетерозисних гібридів томата, які б змогли задовольнити широкі потреби споживачів. Внаслідок добору від гібридних популяцій F₂ від складних та міжлінійних схрещувань нами була відібрана найбільша кількість високоврожайних ліній, загальна врожайність яких становила 10,5 - 10,6 кг/м².

Суттєво вищим був ранній урожай у ліній, які добиралися від міжлінійних, складних, сортолінійних схрещувань. В середньому він становив 1,5 - 1,8 кг/м² у порівнянні з лініями, які походили з віддалених схрещувань та лініями відібраними від розщеплення вітчизняних та іноземних гібридів F₁ (0,4 - 1,2 кг/м²).

Лінії, що походили від віддалених та сортолінійних схрещувань були найбільш скоростиглими, вегетаційний період у них в середньому становив 91 добу та 102 доби, відповідно.

Високим вмістом розчинної сухої речовини (4,6-4,8%) характеризувались лінії томата, що походили від гібридних популяцій F₂ при віддалених та міжлінійних простих схрещуваннях. Найбільший вміст аскорбінової кислоти відмічено серед популяцій, що походили від віддалених та складних потрійних схрещувань Ї 21,0 та 20,8 мг/кг, відповідно.

Високою стійкістю плодів томата проти розтріскування характеризувалися лінії, які добиралися серед віддалених (4,2 бала), а також лінії від складних схрещувань (4,0 бала) та відібраних при розщепленні гібридів F₁ (4,0 бала).

Толерантними проти Alternaria solany були зразки, що походили від віддалених схрещувань (ступінь ураження 19%) та при розщепленні гібридів F₁ (ступінь ураження 24%).

Лінія м1011. Отримана внаслідок багаторазового добору з популяції від міжлінійних схрещувань ліній {(Княжич х Агата) Ч Сaruso} Ч Верлиока_.

Ранньостигла з періодом вегетації 102 доби. Індетермінантний тип росту, короткі міжвузля. Китиця проста, маса плоду 105-110 г. Рання врожайність - 1,3 кг/м², загальна 11,4 кг/м², пластична до умов вирощування. Стійка проти розтріскування. Смакові якості відмінні. Стійка проти Alternaria solany.

Лінія с1021. Отримана внаслідок багаторазового добору з популяції від сортолінійних схрещувань лінії Д-05-2000 Ч Атласний.

Ранньостигла, період вегетації 98 діб. Індетермінантний тип росту. Китиця проста, маса плоду 160-170 г. Рання врожайність становить 1,8 кг/м², загальна 10,0 кг/м². Стійка проти розтріскування. Стійка проти Alternaria solany.

Лінія в1061. Отримана внаслідок багаторазового добору з популяції від схрещування напівкультурної форми томата Lyc. esculentum. var. pimpinellifolium (Mill.) Brezh. Ч Furon.

Ранньостигла, період вегетації 88 діб, індетермінантний тип росту. Китиця проста, маса плоду 18-22 г. Рання врожайність - 0,7 кг/м², загальна - 3,1 кг/м². Стійка проти розтріскування. Смакові якості відмінні

Лінія л829. Отримана внаслідок багаторазового добору з популяції від розщеплення гібрида «Tolstoi F₁».

Вегетаційний період 113 діб. Індетермінантний тип росту, рослина добре облистнена, міжвузля середні. Китиця у неї проста, маса плоду 118-125 г. Рання врожайність - 1,5 кг/м², загальна - 11,0 кг/м². Стійка проти розтріскування. Плоди щільні, транспортабельні.

Лінія мф1070. Отримана внаслідок багаторазового добору з популяції від схрещування мутантної форми лінії Де Факта «rin» Ч Caruso_.

Рослина з індетермінантним типом росту, відкрита, листки зелені середньої величини. Перше суцвіття закладається над 10-12 листком, наступні через 3 листки. Середньорання з округлими, однорідними плодами масою 121 г. Загальна врожайність становить 6,5 кг/м². Плоди міцні, добре транспортуються. Донор гена «rin».

Кореляція, успадковування та комбінаційна здатність основних господарських ознак створеного вихідного матеріалу

При вивченні новоствореного вихідного матеріалу в умовах плівкових теплиць було встановлено пряму кореляцію між урожаєм та масою плоду (0,62 ± 0,08). Виявлено середню зворотню кореляцію між загальним урожаєм та тривалістю вегетаційного періоду (-0,43 ± 0,09), а також між вмістом сухої речовини та загальним урожаєм (-0,47 ± 0,09), сильна пряма залежність між вмістом сухої речовини та цукру (0,75 ± 0,07). Встановлено середню залежність між накопиченням у плодах аскорбінової кислоти і раннім врожаєм (0,49 ± 0,09). Виявлено середню пряму залежність між стійкістю плодів томата до розтріскування та тривалістю вегетаційного періоду (0,44 ± 0,09) а також зворотню кореляцію з масою плоду (-0,34 ± 0,09).

Визначені нами коефіцієнти кореляції мінливі, проте певні залежності, для конкретних умов плівкових теплиць можуть бути корисними при доборі зразків з популяцій F₂, з яких буде створюватися новий вихідний матеріал.

За тривалістю вегетаційного періоду материнська форма проявляла негативний коефіцієнт успадковуваності h²_м = -0,27, за кількістю діб та h²_м = -0,31 (за сумою позитивних температур), а батьківська форма навпаки мала позитивні показники h²_б = 0,36, h²_б = 0,37. З результатів наших даних видно, що скоростиглість успадковувалася більше за батьківською лінією, і тому для отримання скоростиглих гетерозисних гібридів томата в якості материнської форми необхідно добирати рослини з більш тривалим періодом вегетації, а батьківську - більш скоростиглу.

У наших дослідах виявлено, що маса плоду материнської рослини домінувала, а коефіцієнт успадковуваності становив h²_М = 0,73, у той час як у батьківської форми h²_б = 0,47, що свідчить про необхідність при створені крупноплідних гетерозисних гібридів в якості материнської форми добирати рослини з великою масою плоду. Коефіцієнт успадковуваності загального та раннього врожаю, якщо оцінювати материнські лінії, то вони позитивні і складає відповідно h²_м = 0,22 та h²_м = 0,11. Батьківська форма мала зворотний коефіцієнт успадковуваності h²_б = -0,16 та h²_б = -0,03, відповідно для загального та раннього урожаю.

Визначення коефіцієнтів успадкування біохімічних показників показало, що існує слабкий негативний коефіцієнт успадковуваності за вмістом сухої речовини у батьківської форми h²_б= -0,17 і позитивний - у материнських ліній h²_М = 0,07. За вмістом аскорбінової кислоти отримано наступні результати h²_М = 0,24, h²_Б =-0,05, тобто для отримання гетерозисних гібридів томата з високим вмістом аскорбінової кислоти, бажано материнську форму залучати з високим вмістом аскорбінової кислоти. За здатністю накопичувати нітратний азот в плодах томата нами встановлено негативний коефіцієнт успадковуваності материнською лінією h²_М = -0,45 і позитивний батьківською формою h²_Б = 0,37, що вказувало на необхідність у селекційній роботі добирати батьківську форму з низькою здатністю накопичувати нітратний азот в плодах томата. Загальну комбінаційну здатність визначали у 69 вихідних форм за ознаками: урожайність, маса плода, кількість плодів на рослині, тривалість вегетаційного періоду.

Високою загальною комбінаційною здатністю за ознакою врожайність характеризувалися лінії, які походили від складних подвійних та потрійних схрещувань, а також відібрані в потомствах при розщепленні гібридів F_1. Середній показник ЗКЗ їх становив 3,70, 3,38 та 3,41. Високою комбінаційною здатністю за ознакою урожайність характеризувалися наступні лінії: ст 1032 - 14,84; л 830 - 13,80; сд 1050 - 12,03; ст 1033 - 11,32. Низькою комбінаційною здатністю характеризувалися лінії, що походили від віддалених схрещувань, з показником в середньому по групі Ї - 4,06.

Високою комбінаційною здатністю за ознакою кількість плодів на рослині характеризувались лінії, що відбирались з гібридних популяцій F₂ від віддалених схрещувань з показником 3,80, серед кращих була лінія в1064 - 6,87 та лінія в1065 - 4,28. Середня загальна комбінаційна здатність встановлена у ліній від складних подвійних (1,42), сортолінійних (1,14) схрещувань, низька загальна комбінаційна здатність за цією ознакою виявлена у ліній, що походили від міжлінійних схрещувань (0,22).

Встановлено кореляції між ефектами загальної комбінаційної здатності з їх господарськими ознаками. Тісна пряма кореляції встановлена з масою плода (0,77), середня залежність з кількістю плодів на рослині (0,49), а також середня пряма залежність з тривалістю вегетаційного періоду (0,33). Це підтверджує необхідність добору крупноплідних, скоростиглих з великою кількість плодів на рослині ліній, які будуть мати високу загальну комбінаційну здатність за цими ознаками.

Гетерозисні гібриди томата одержані з нового вихідного матеріалу та їх економічна та біоенергетична ефективність вирощування

Аналізуючи гібриди томата за загальним урожаєм виділено комбінації м 1010 Ч ст 1039, л 407 Ч сд 1052, ст 1038 Ч сд 1053, л 410 Ч ст 1036, урожайність яких була на рівні 13,8 кг/м² - 13,4 кг/м² (табл. 2).

Високим раннім урожаєм характеризувалися гібридні комбінації л 410 Ч ст 1036 і ст 1038 Ч сд 1053 відповідно урожайність яких становила 4,1 кг/м² та 3,9 кг/м².

Великими плодами характеризувались гібриди л 400 Ч с 1020 - 215 г. та с 1020 Ч сд 1055 - 182 г.

За ознакою скоростиглість виділялись комбінації л 412 Ч в 1065 та в 1061 Ч л 409, тривалість вегетаційного періоду яких не перевищувала 98 діб, що суттєво перевищувало стандартний гібрид КДС-5 F₁. Високим коефіцієнтом агрономічної стабільності врожаю характеризувалися гібридні комбінації мф1073 Ч ст 1036 Ї 97,6%, л 407 Ч сд 1052 Ї 87,6% та л 410 Ч ст 1036 Ї 87,8%. Низькою стабільністю характеризувався стандартний гібрид КДС-5 F₁(57,10%).

Показники гіпотетичного гетерозису варіювали у великих межах від 2,0 у гібрида ст 1040 Ч ст 1030 при загальній урожайності 10,3 кг/м² до 36,0 у комбінації мф 1070 Ч м 1016 при урожайності - 11,05 кг/м².

Таким чином, на основі нових створених нами вихідних форм було отримано ряд перспективних гетерозисних гібридів томата для плівкових теплиць.

За даними конкурсного сортовипробування у 2004 році нами подано заявку на державну реєстрацію до Державної служби з охорони прав на сорти рослин новий гетерозисний гібрид томата для плівкових теплиць Бармалєй F₁, у 2005 році передано ще один гібрид томата Ятрань F₁, який виділявся за комплексом господарсько-цінних ознак.

Господарсько-цінні ознаки гібридів томата F₁ (2004-2005 рр.)

Гібридна комбінація	Урожайність	± до контролю	Маса плоду, г	Товарність, %	Вегетаційний період, діб	Агрономічна стабільність урожайності	Г Г (гіпотетичний гетерозис)
	рання, кг/м2	загальна, кг/м2
КДС-5 F1 контроль	3,8	10,4	0,0	110	92	104	59,9	10,6
л 407 Ч сд 1052	2,8	13,8	3,4	151	94	107	87,6	21,6
ст 1038 Ч сд 1053	3,9	13,6	3,2	149	93	105	79,8	31,4
л 410 Ч ст 1036	4,1	13,4	3,0	177	93	102	87,8	12,1
с 1020 Ч сд 1055	3,8	12,4	2,0	182	90	101	77,0	28,5
мф 1070 Ч м 1016	2,0	11,0	0,7	117	95	107	82,8	36,4
мф1073 Ч ст1036	2,7	10,9	0,5	164	88	105	97,6	5,8
л 400 Ч с 1020	2,2	10,9	0,5	215	95	105	71,3	17,8
ст 1040 Ч ст 1030	2,6	10,3	-0,1	93	91	105	55,2	2,0
л 412 Ч в 1065	1,9	9,7	-0,7	35	98	95	76,9	7,6
в 1061 Ч л 409	1,6	7,1	-3,3	42	97	98	65,8	20,8
НІР05 НІР05 (2004 р.) НІР05 (2005 р.)	0,44 0,49 0,39	1,30 1,33 1,27		25,6 30,1 21,1		1,7 2,1 1,3

Встановлено, що економічна ефективність вирощування нових гетерозисних гібридів томата в умовах плівкової теплиці має значну залежність від продуктивності рослин та товарності плодів (табл. 4).

Як показали розрахунки, найбільш економічно вигідним було вирощування гібридів Бармалєй F₁, Ятрань F₁, та нових гібридів л 400 Ч с 1021 F₁, ст 1034 Ч ХСР - 9/1 F₁. Собівартість одного кілограма їх продукції становила 0,76-0,87 грн., умовно чистий прибуток Ї 10,68-10,90 грн./м², а рівень рентабельності - 93,7-95,4%. Вітчизняний гібрид КДС-5 F₁, що використовувався як контроль за величиною товарної врожайності поступився новим гетерозисним гібридам на 5,0 кг/м² (Ятрань F₁). За основними економічними показниками він також поступився їм. Умовно чистий прибуток вирощування гібрида КДС-5 F₁ становив 3,96 грн/м², а рівень рентабельності - 34,7%. Сукупна енергія, яка була витрачена на виробництво плодів томата, становила 34,78 МДж/м² (КДС-5 F₁), 35,01 МДж/м² (Бармалєй F₁) та 35,23 МДж/м². Найбільше накопичення енергії було у гібрида Ятрань F₁ - 8,54 МДж/м² у гібрида Бармалєй F₁ - 7,84 МДж/м2 у гібридів ст 1034 Ч ХСР-9/1 F₁ та л 400 Ч с 1023 F₁ відповідно 7,61 і 7,42 МДж/м². У гібрида, який використовувався як контроль КДС-5 F₁, накопичена енергія становила 5,40 МДж/м², що на 2-3 МДж/м² менше ніж у нових гібридів. Це можна пояснювати нижчим товарним врожаєм гібрида КДС-5 F₁.

Таким чином найбільший коефіцієнт біоенергетичної ефективності забезпечило вирощування гібрида Ятрань F₁ - 1,89 дещо менший у гібрида Бармалєй F₁ - 1,74. У перспективних гібридів ст 1034 Ч ХСР-9/1 F₁ та л 400 Ч с 1023 F₁ він становив 1,68 та 1,64, відповідно, що більше, ніж у контрольного гібрида КДС-5, у якого цей коефіцієнт складав 1,20.

Прояв господарсько-цінні ознаки нових гібридів томата F₁ (2004-2005 рр.)

Гібрид	Урожайність, кг/м2	Маса плоду, г	Товарність, %	Тривалість періоду «сходи - достигання», діб
	загальна	товарна	рання
КДС-5 F1, St.	10,4	9,6	3,8	110	92	104
Бармалєй F1	14,5	13,8	3,4	140	95	104
Ятрань F1	15,8	15,0	2,5	165	96	107
л 400 Ч с 1021 F1	14,0	13,1	4,0	134	94	100
ст 1034 Ч ХСР-9/1 F1	13,8	13,3	2,5	210	96	105
НІР 05	1,3	1,2	0,8

 Показники економічної та біоенергетичної ефективності вирощування нових гібридів томата в плівкових теплицях (2004-2005 pp.)

Гібрид F1	Товарний урожай, кг/м2	Середня реалізаційна ціна, грн./кг	Вартість валової продукції, грн./м2	Виробничі витрати, грн./м2	Умовно чистий прибуток, грн./м2	Собівартість продукції, грн./кг	Рівень рентабельності, %	Сукупна енергія витрачена на виробництво, Qв	Енергія накопичена господарсько-цінною часткою, Qн	Коефіцієнт біоенергетичної ефективності, К
КДС - 5 (контроль)	9,6	1,6	15,36	11,4	3,96	1,18	34,7	34,78	5,40	1,20
Бармалєй F1	13,8	1,6	22,08	11,4	10,68	0,83	93,7	35,01	7,84	1,74
Ятрань F1	15,0	1,5	22,50	11,6	10,90	0,76	94,0	35,23	8,54	1,89
л 400 Ч с 1021	13,1	1,7	22,27	11,4	10,87	0,87	95,4	34,98	7,42	1,64
ст 1034 Ч ХСР-9/1	13,8	1,6	22,08	11,4	10,68	0,83	93,7	35,01	7,61	1,68

Висновки

У дисертації здійснено теоретичне узагальнення і нове вирішення важливого наукового завдання зі створення нового вихідного матеріалу та на його основі гетерозисних гібридів F₁ томата для умов плівкових теплиць. Встановлено селекційну цінність створеного вихідного матеріалу в умовах плівкової теплиці на ґрунті без обігріву. Показана ефективність комплексності у визначенні кореляцій, успадковування, комбінаційної здатності для добору селекційно цінних ліній. Показано ефективність розроблених методів добору та використання селективних фонів для одержання і виділення цінних батьківських компонентів гетерозисних гібридів. Встановлені закономірності забезпечують прискорення гетерозисної селекції томата для умов плівкових теплиць. Створено новий вихідний матеріал і гетерозисні гібриди F₁ томата з високою стійкістю до стресових умов вирощування. Результати досліджень мають теоретичне і практичне значення для селекції томата та для сільськогосподарського виробництва України.

1. Вперше встановлено ефективність визначення селекційної цінності існуючого вихідного матеріалу (сорти, лінії, гібриди) за комплексом господарських ознак як початкової ланки при створенні нового вихідного матеріалу томата в умовах плівкової теплиці на ґрунті без обігріву.

2. Встановлено селекційну цінність існуючого вихідного матеріалу залежно від напряму його використання у схрещуваннях.

Найбільшу кількість ліній з комплексом господарсько-цінних ознак виділено з популяцій складних подвійних гібридів Ї 17,7% (Petula F₁ Ч (КАС Ч В) F₁ - 21,8%, Orion F₁ Ч Інтуїція F₁ - 20,5%), а також у потомстві гібридів F₁, що розщеплюються Ї 15,7% (Petula - 23,9%; Maeva - 22,1%, Taлица - 22,1%). Значну кількість селекційно цінних ліній виділено з популяції складних потрійних схрещувань Ї 15,8% (Petula F₁ Ч лінія (КАС Ч В) - 21,8%; лінія Оріон х Інтуїція F₁ - 20,5%).

3. Внаслідок оцінки нового вихідного матеріалу встановлено, що найбільш ефективним типом схрещування для добору скоростиглих ліній є використання напівкультурних форм томата. Одержано лінії з тривалістю вегетаційного періоду - 91 добу (в 1061 - 88 діб, в 1063 - 90 діб), а також сортолінійні та складні подвійні схрещування Ї лінії з достиганням 102 доби (кращі з яких с 1021 та с 1027 - по 98 діб).

4. Показано ефективність одержання лінії з високою ранньою врожайністю у потомстві гібридних комбінацій сортолінійного походження Ї 1,8 кг/м² (у ліній с 1027 - 2,1 кг/м², с 1026 - 2,0 кг/м²), а також від складних потрійних і подвійних схрещувань - 1,8 кг/м² та 1,7 кг/м² відповідно (ст 1030 - 2,8 кг/м², ст 1040 -2,7 кг/м², сд 1053 - 2,2 кг/м², сд 1054 - 2,2 кг/м²). Разом з тим, одержано лінії з високою загальною врожайністю, які відібрано у потомствах гібридів від складних подвійних та потрійних схрещувань - 10,5 кг/м² та 10,6 кг/м² відповідно (сд 1052 - 12,5 кг/м², ст 1035 - 12,4 кг/м²), а також від міжлінійних схрещувань - 10,5 кг/м² (м 1014 - 13,4 кг/м²)_.

5. Доведено ефективність одержання крупноплідних генотипів у популяціях F₂ від міжлінійних схрещувань Ї 132 г. (м 1008 - 155 г.), та від схрещувань за участю мутантних генотипів (ген f) Ї 130 г (мф 1072 - 224 г.).

6. Показано, що лінії з підвищеним вмістом біохімічних речовин, ефективно добирати в популяціях F₂ від віддалених схрещувань (в1061, в1063, в1064, в1065).

7. Доведено ефективність виділення толерантних до Alternaria solani Sor зразків з ступенем розвитку хвороби менше 30% в популяціях F₂ від віддалених схрещувань Ї з 19% ураження (в1063), а також в потомстві від розщеплення гібридів F₁ Ї 24% (л 400, л 404, л 406, л 418).

8. Лінії томата, стійкі до розтріскування плодів, відібрано з гібридів F₂ від віддалених схрещувань Ї зі стійкістю 4,2 бала (в 1061 - 5,0 бала, в 1062 - 5,0 бала), а також при розщеплені гібридів F₁ Ї 4 бала (л 828, л 829, л 830, л 404, л 406, л 407, л 418 - бал стійкості 5,0).

9. Встановлено кореляції між господарсько-цінними ознаками, що дало можливість ефективно проводити добори від різних типів схрещувань. Виявлено середню зворотню кореляцію між загальною врожайністю та тривалістю вегетаційного періоду (-0,43 ± 0,09), а також між вмістом сухої речовини та титрованих кислот з загальним врожаєм -0,47 ± 0,09 і -0,35 ± 0,09 відповідно. Визначено середню залежність між накопиченням у плодах аскорбінової кислоти з раннім врожаєм (0,49 ± 0,09). Також встановлено середню пряму залежність між стійкістю плодів томата проти розтріскування та тривалістю вегетаційного періоду (0,44 ± 0,09) та зворотню - з масою плода (-0,34 ± 0,09).

10. Визначено позитивний ступінь успадковуваності за материнською формою ознак: рання і загальна врожайність, маса плоду, розтріскуємість плодів, накопичення в плодах цукру, титрованих кислот і аскорбінової кислоти, за батьківською формою - кількість плодів, тривалість вегетаційного періоду, накопичення нітратного азоту.

11. Встановлено рівень загальної комбінаційної здатність нових селекційних ліній залежно від їх походження. Високою загальною комбінаційною здатністю за ознакою «врожайність» характеризувались лінії, які відібрані в популяціях F₂ від складних подвійних схрещувань Ї 3,8. Також вони були кращими за ефектами ЗКЗ за масою плоду Ї 1,42. Високою комбінаційною здатністю за тривалістю вегетаційного періоду були лінії, які відібрані в популяціях F₂ від віддалених та сортолінійних схрещувань Ї -8,08 та -2,12 відповідно.

12. Доведено ефективність хімічних селективних середовищ для виділення на ранніх стадіях розвитку цінних рекомбінантних генотипів з бажаними господарськими ознаками, кращі серед яких були середовища ХСР - 4 та ХСР - 6, на фоні яких відібрано лінії 711 Ч 106 і 710 Ч 106 відповідно. Лінії виділені за комплексом господарсько - цінних ознак як вихідний матеріал для створення гетерозисних гібридів томата для плівкових теплиць.

13. Створено перспективні гібриди F₁, які перевищили стандарт більше, ніж на 30% при врожайності 13,8 кг/м². Подано заявку на державну реєстрацію до Державної служби з охорони прав на сорти рослин у 2004-2005 рр. на два нових високоврожайних, гетерозисних гібриди томата Бармалєй F₁ і Ятрань F₁. Гетерозисний гібрид Бармалєй F₁ включено до Державного реєстру сортів України на 2007 р.

14. Встановлено високу економічну та біоенергетичну ефективність вирощування нових гібридів томата в плівкових теплицях. Рентабельність вирощування нових гібридів томата Бармалєй F₁ і Ятрань F₁ склала 93,7% та 94,0% відповідно, що значно більше, ніж у стандартного гібрида КДС-5 F₁ (34,7%). Коефіцієнт біоенергетичної ефективності їх вирощування становив відповідно 1,74 та 1,89.

Практичні рекомендації для селекції і виробництва

1. Для ефективного створення вихідного матеріалу на основі якого можна буде отримати гетерозисні гібриди томата рекомендуємо проводити різні типи схрещувань, з яких на фоні популяцій F₂ доцільно добирати вихідний матеріал з високою комбінаційною здатністю за ознаками:

- скоростиглість - з гібридних популяцій F₂ від віддалених та сортолінійних схрещувань;

- продуктивність - сортолінійних, складних подвійних та потрійних та міжлінійних схрещувань;

- біохімічний склад плодів - віддалених схрещувань;

- стійкість проти хвороби Alternaria solani - розщеплення гібридів F₁ та віддалених схрещувань.

2. При створенні вихідного матеріалу рекомендуємо використовувати хімічно - селективні середовища (ХСР-4, ХСР-6), що дасть можливість відбирати на ранніх стадіях розвитку цінні рекомбінантні генотипи з комплексом бажаних ознак.

3. Для використання в селекції томата на гетерозис в умовах плівкової теплиці пропонуємо новий вихідний матеріал як джерела господарсько-цінних ознак лінії: в 1061, с 1021, с 1027, ст 1030, сд 1052, м 1008, мф 1072, в 1061, л 400, л 404, л 828.

4. Для виробничого випробування рекомендуємо нові перспективні гетерозисні гібриди томата для плівкових теплиць Бармалєй F₁ і Ятрань F₁, які характеризувалися високим врожаєм та якісними плодами.

Наукові праці, опубліковані за темою дисертації

1. Куліков Ю.А. Створення гетерозисних гібридів томата для плівкових теплиць з поліпшеними хімічними показниками // Овочівництво і баштанництво. - 2003. - Вип. 48. - С. 79-83.

2 Куліков Ю.А. Стійкість плодів томата проти розтріскування в умовах плівкової теплиці // Овочівництво і баштанництво. - 2004. - Вип. 49. - С. 218-222.

3 Куліков Ю.А. Стійкість томата до осипання квіток в умовах плівкової теплиці // Овочівництво і баштанництво. - 2005. - Вип. 50. - С. 164-168.

4 Куліков Ю.А., Данилюк Г.П., Кулікова Н.М. Використання мутантних ліній помідора у гетерозисній селекції в умовах закритого ґрунту // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. - 2003. - Вип.26. - С. 54-59. (Частка здобувача у проведені досліджень складає 80%).

5 Куліков Ю.А., Данилюк Г.П., Масло О.М. Вихідний матеріал при селекції помідора для поліпшення хімічного складу плодів в умовах плівкової теплиці // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. - 2004. - Вип.30. - С. 82-86. (Частка здобувача у проведені досліджень складає 80%).

6. Куліков Ю.А. Спадковість господарсько-цінних ознак помідора в умовах плівкової теплиці // Вісник Львівського державного аграрного університету. - 2004. - Агрономія Вип. 8 - С. 289-292.

7. Куліков Ю.А. Використання хімічно селективних речовин у селекції томата // Мат. наук.-практ. конференції «Новітні технології виробництва конкурентоспроможної продукції рослинництва». - Чабани: ІЗ УААН, - 2005. - С. 120-122.

Размещено на Allbest.ru