Характеристика основных элементов структуры урожая гибридов тритикале и секалотритикум

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристика основных элементов структуры урожая гибридов тритикале и секалотритикум

В.П. Кругленя, И.Н. Таранова

Аннотация

гибрид урожай тритикале секалотритикум

В статье представлены данные об элементах структуры урожая исходных родительских форм тритикале, секалотритикум и их гибридов, полученных в результате диаллельных скрещиваний. Изучена закономерность наследования признаков продуктивности родительских форм гибридами F₁. В результате проведения структурного анализа установлено, что гибриды, полученные в реципрокных комбинациях скрещиваний тритикале и секалотритикум, более продуктивные и обладают эффектом гетерозиса по отношению к родительским формам.

The article presents data about elements of structure of crop of initial parental forms of triticale and secalotriticum and their hybrids, obtained after di-allele crossings. We have studied regularity of inheriting sings of productivity of parental forms by F₁ hybrids. The structural analysis showed that hybrids, obtained in reciprocal combinations of crossing triticale and secalotriticum, are more productive and have the effect of heterosis in relation to parental forms.

Введение

Главной задачей современной селекции растений является дальнейшее повышение урожайности, ее стабилизация и улучшение качества зерна создаваемых сортов. Это также относится и к культуре озимой тритикале. Известно, что урожай зерна тритикале определяется взаимодействием генотипа и условий внешней среды и складывается из многих элементов продуктивности: общей и продуктивной кустистости, длины колоса, числа колосков в колосе, количества зерен в главном колосе, массы зерна с главного колоса и растения, массы 1000 зерен. Трудность изучения продуктивности усложняется тем, что она тесно связана с другими хозяйственными признаками и свойствами (зимостойкостью, качеством зерна и др.). Установлено, например, что в хромосоме 5D расположены гены, определяющие зимостойкость, продуктивность и качество зерна пшеницы (И.А. Гордей 1992). Следовательно, взаимоотношения между генами и признаками, которые они определяют, будут носить более сложный и многообразный характер при скрещивании различных по этим признакам родительских компонентов. В результате взаимодействия генов скрещиваемых форм усложняется характер расщепления гибридов. Таким образом, в формировании урожая участвуют многие генетические системы, и выявление их влияния на отдельные элементы продуктивности очень затруднено.

Анализ источников

Изменчивость и вариабельность элементов структуры урожая изучались А.И. Щербаковым (1985), Г.И. Поповым (1986), Г.А. Сюковой (1988), А.З. Латыповым (1991). Они установили, что элементы структуры урожая обусловлены генотипом сортов и изменяются незначительно. Погодные условия оказывают большое влияние на продуктивную кустистость, число зерен в колосе и массу 1000 зерен. Закономерности этих изменений сильно зависят от проведения исследований, условий года и уровня агротехники.

О.М. Касынкина (1997) обращает внимание на то, что тритикале обладает большими возможностями благодаря многоколосковости и многоцветковости, но продуктивность в зависимости от погодных условий может колебаться от 82 до 521 г/м².

Стабильными признаками тритикале являются длина колоса и число колосков в колосе, которые, как считают В.В. Скорик (1986) и А.З. Латыпов (1991), определяются генотипическими факторами и зависят от особенностей сорта и в какой-то степени от условий года. Н.Т. Павлюк (1988) считает, что амфидиплоиды превышают по длине колоса и числу колосков пшеницу и рожь.

В литературе имеется много работ, посвященных наследованию отдельных элементов продуктивности. Так, наследуемость продуктивной кустистости невелика и составлет от 4,6 до 7% (Н.Т. Павлюк 1988). Вместе с тем в результате наблюдений установлено, что каждая линия гексаплоидной или октоплоидной тритикале обладает значительным диапазоном изменчивости, которая обусловлена, помимо влияния внешней среды, также и генотипом этой линии. В большинстве случаев отмечается значительное влияние пшеничного родителя на фенотип амфиплоида, особенно по признакам, характеризующим продуктивность растения (Б.В. Ригин, И.Н. Орлова 1977).

Методы исследования

Исследования проводились в 2008-2009 гг. на селекционно-генетическом поле УО БГСХА. Исходные образцы использовали в системных неполных диаллельных скрещиваниях.

В качестве исходного материала для гибридизации нами использовались сорта и линии озимой гексаплоидной тритикале отечественной и зарубежной селекции: Trimaran, Man 3299, Михась, Антось, Марко, линия 107, линия 61 и образцы секалотритикум, предоставленные нам для селекционно-генетических целей учеными Института генетики и цитологии НАНБ: линия Полюс-160, линия Папарать АД-60, линия 1, линия 39, линия Верасень 374.

Анализ структуры урожая родительских форм тритикале и секалотритикум и полученных на их основе гибридов проводили по Ю.Б. Коновалову (1987). Анализировались общая и продуктивная кустистость, длина главного колоса, число колосков в колосе, число зерен с главного колоса, вес зерна с главного колоса и с растения, а также масса 1000 зерен.

Основная часть

Одним из путей увеличения производства высококачественного продовольственного и кормового зерна культуры озимой тритикале является более полное использование ее потенциала. Учитывая меньшую требовательность тритикале в сравнении с пшеницей к условиям произрастания и в то же время высокое качество зерна, можно ожидать существенного увеличения посевных площадей в республике под этой культурой.

Известно, что ранее районированные сорта, такие как Михась, Дубрава, Рунь, дают относительно небольшую урожайность зерна (в среднем по Горецкому району - 49,2 ц/га), в то время как недавно районированные сорта: Витон, Вольтарио, Антось, Кастусь, Жытень - дают урожайность порядка 82,6-88,5 ц/га. Однако не стоит забывать, что срок «жизни» любого сорта, в течение которого он может показывать свои преимущества и обеспечить наибольшую отдачу, отечественные и зарубежные исследователи оценивают в три-четыре года после его районирования (Д.В. Караульный, Л.В. Кукреш 2009).

В связи с этим необходимо расширять и обогащать генофонд исходного материала путем создания новых амфидиплоидов на генетической основе линий секалотритикум для повышения эффективности селекционной работы тритикале. Использование нового селекционного материала в создании высокопродуктивных сортов может быть важным резервом повышения урожайности и улучшения качества зерна данной культуры.

За период 2008-2009 гг. нами проведен анализ элементов продуктивности гибридов тритикалесекалотритикум. Данные приведены в табл. Анализируя таблицу, следует отметить, что общая кустистость варьировала в диапазоне от 4,7 шт. (сек. Верасеньтр. л.107) до 7,2 шт. (сек. л. Полюстр. Михась; тр. л. 61сек. л. Папарать). Продуктивная кустистость у гибридов находилась в пределах от 3,5 (сек. Верасеньтр. л.107) до 5,6 (сек. л.1тр. л.107) продуктивных стеблей на одно растение.

Таблица

Характеристика элементов структуры урожая гибридов F₁

Продуктивность колоса является важным компонентом урожайности зерновых культур. Поэтому одним из направлений повышения продуктивности колоса у тритикале и у секалотритикум считается селекция на увеличение числа зерен с колоса. По данным И.А. Голуба (1997), озимые тритикале отличаются высокой продуктивностью колоса.

Продуктивность главного колоса, определяется длиной главного колоса, числом колосков, числом зерен в главном колосе, а также весом зерна с главного колоса. Длина главного колоса у пшенично-ржаных гибридов была от: 8,7 см (сек. л. Полюстр. л.107) до 13,2 см (сек. л. Полюстр. Михась).

Вместе с тем многие исследователи (Л.К. Сечняк, Ю.Г. Сулима 1984) отмечают, что с увеличением длины колоса увеличивается в нем число стерильных цветков и отбор на лучшую озерненность колоса часто ведет к уменьшению его размеров. Колос все больше приближается к пшеничному, в нем уменьшается число зерен. Поэтому в настоящее время одна из наиболее сложных задач в селекции тритикале - задача сочетания высокой фертильности с крупным колосом.

И.А. Гордей (1992) считает, что повысить и стабилизировать продуктивность колоса тритикале можно путем увеличения числа колосков и цветков в колосе при формировании двухцветковых колосков.

Число колосков в колосе составило от 24,2 шт. (тр. Маркосек. л. 39) до 28,3 шт. (сек. л.1тр. Михась). Наибольшее число зерен с главного колоса наблюдалось в таких комбинациях, как тр. Антосьсек. л. Папарать (33,2 шт.); сек. л.1тр. Михась (31,6 шт.); сек. л. 39тр. Man 3299 (31,5 шт.); сек. л. 39тр. Антось (31,2 шт.); тр. Антосьсек. л.1 (30,9 шт.) и др. Наименьшее число зерен с главного колоса - 15,0 шт. в комбинации тр. Михасьсек. л. Папарать.

Вес зерна с главного колоса тесно связан с продуктивностью растения, а продуктивность растения, как известно, главный признак, определяющий величину урожайности. По весу зерна с растения следует отметить следующие гибридные комбинации: тр. Антосьсекл. Верасень (74,0 г); тр. Антосьсекл. л.1 (74,0 г); тр. Антосьсекл. л. Полюс (66,5 г); секл. Папаратьтр.Man 3299 (66,0 г); тр. Антосьсекл. л. Папарать (65,5 г). В данной ситуации можно говорить об эффекте гетерозиса у гибридов F₁, так как полученные амфидиплоиды превышают данные, полученные у исходных родительских форм (Антось - 60,5 г с растения, линия Верасень - 51,5 г); (л. сек. Папарать - 44,5 г с растения, Man 3299 - 62,9 г) и др.

Важными компонентами урожайности являются масса 1000 зерен и число зерен с колоса. Амфидиплоидная природа тритикале обеспечивает, как правило, высокую массу 1000 зерен (45-50 г). Однако у многих амфидиплоидов зерно характеризуется морщинистостью, поэтому его объемная масса ниже, чем у пшеницы и ржи.

Недовыполненность и морщинистость тритикале - это одна из важнейших проблем, препятствующих селекции тритикале на продуктивность и внедрению создаваемых сортов в производство. Недовыполненность зерновок обусловлена появлением секторов эндосперма с внутренними впадинами и слабым ростом прилегающих к ним частей эндосперма. Установлено, что они вызваны образованием аберрантных ядер в эндосперме вследствие нарушения клеточного деления и связаны с образованием анафазных мостов ржаными хромосомами.

Масса 1000 зерен в наших исследованиях была наилучшей в комбинациях: тр. Михасьсек. л. Полюс (90,2 г); сек. Папаратьтр. Михась (82,3 г); тр. л. 61сек. л. 39 (80,7 г), что также выше, чем у исходных родительских форм (сорт стандарт Михась - 54,3 г; л. сек. Полюс - 62,5 г; сек. Папарать - 71,2 г; л. тр. №61 - 54,7 г и др.).

Для обработки полученных в ходе исследований результатов был проведен дисперсионный анализ с использованием доверительного интервала наименьшей существенной разницы (НСР). Проведенный дисперсионный анализ выявил существенные достоверные различия у всех комбинаций по таким параметрам, как длина главного колоса, число и вес зерен с главного колоса, вес зерна с растения и масса 1000 семян. Достоверные различия не наблюдались в комбинациях, характеризующих общую и продуктивную кустистость, а также число колосков.

Следовательно, использование показателя наименьшей существенной разницы (НСР) позволяет выявить комбинации скрещиваний, имеющие достоверные различия по изучаемым параметрам и выявить ошибку опыта.

Заключение

Таким образом, результаты проведенных исследований основных элементов структуры урожая гибридов тритикалесекалотритикум (общей и продуктивной кустистости, длины колоса, числа колосков в колосе, количества зерен в главном колосе, массы зерна с главного колоса и растения, массы 1000 зерен) позволяют говорить о возможности использования созданных нами гибридов с различным геномным составом и ядерно-цитоплазматической структурой в системных скрещиваниях на продуктивность.

Литература

1. Голуб, И.А. Научные основы формирования высокой урожайности озимых зерновых культур: автореф. … дисс. д. с/х. наук: 06.01.09 / И.А. Голуб; БГСХА. Горки, 1997. 31 с.

2. Гордей, И.А. Тритикале. Генетические основы создания / И.А. Гордей. Минск: Наука и техника, 1992. 286 с.

3. Иванистов, А.Н. Анализ структуры урожая гибридов полученных в реципрокных скрещиваниях тритикале и секалотритикум / А.Н. Иванистов, В.П. Кругленя // Современные технологии сельскохозяйственного производства: материалы ХI Междунар. науч.-практ. конф., Гродно, 2008 г. / Гродно: Издательско-полиграфический отдел УО ГГАУ. 2008. С. 50-51.

4. Караульный, Д.В. Формирование сортового состава озимых зерновых культур в северо-восточной зоне Беларуси/ Д.В. Караульный, Л.В. Кукреш // Вестник БГСХА. 2009. №1. С. 81-85.

5. Коновалов, Ю.Б. Практикум по селекции и семеноводству полевых культур / Ю.Б. Коновалов, А.Н. Берёзкин, Л.И. Долгодворова.; под ред. Ю.Б. Коновалова. М.: Агропромиздат, 1987. 367 с.

6. Кругленя, В.П. Экологические аспекты оценки продуктивности гибридов тритикале и секалотритикум / В.П. Кругленя, А.Н. Иванистов // Экология и сельскохозяйственная техника: материалы 6-ой Междунар. науч.-практ. конф., / СПб.: ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемия, Москва, 2009. Т. 2. 289 с.

7. Латыпов, А.З. Селекция интенсивных сортов полевых культур / А.З. Латыпов, К.Х. Крус // Изменчивость хозяйственно-полезных признаков у тритикале различного генетического происхождения / А.З. Латыпов, К.Х. Круус. Горки, 1991. С. 78-86.

8. Павлюк, Н.Т. Селекционно-генетические основы повышения урожайности и качества зерна отмой пшеницы тритикале в Центрально-Черноземной зоне / Н.Т. Павлюк, В.Е. Шевченко. Воронеж: ВГУ, 1988. 192 с.

9. Ригин, Б.В. Пшенично-ржаные амфидиплоиды / Б.В. Ригин, И.Н. Орлова. М.: Колос, 1977. 279 с.

10. Сечняк, Л.К. Тритикале / Л.К. Сечняк, Ю.Г. Сулима. М.: Колос, 1984. 317 с.

11. Скорик, В.В. Рекуррентная селекция озимой ржи на короткостебельность / В.В. Скорик // Селекция и семеноводство. 1986. №6. С. 21-30.

Размещено на Allbest.ru