Закрепительная способность самоопылённых линий озимой ржи ЦМС Рampa-типа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Закрепительная способность самоопылённых линий озимой ржи ЦМС Рampa-типа

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

рожь гибрид стерильность наследственный

Актуальность темы. Озимая рожь является одной из важнейших продовольственных зерновых культур в нашей стране. Она обладает хорошей холодо- и морозоустойчивостью, в чём существенно превосходит другие зерновые культуры. Благодаря этому озимая рожь во многих регионах страны, в том числе и в Центрально-Чернозёмном, выполняет, в том числе роль страховой продовольственной культуры. В то же время по потенциалу продуктивности она не уступает другим озимым зерновым культурам.

По мнению академика РАСХН Гончаренко А.А. (2003), в пользу расширения посевов ржи, и увеличения валовых сборов свидетельствуют следующие факты: важная роль в экологизации земледелия, низкая себестоимость зерна ржи, пригодность к возделыванию в севооборотах, насыщенных зерновыми культурами, где рожь увеличивает эффективность использования азотных удобрений, появление новых сортов и гибридов ржи, устойчивых к полеганию, эффективное использование зерна ржи на корм и для промышленной переработки и многое другое.

Получение гетерозисных гибридов озимой ржи позволяет на 15-20 процентов повысить потенциал урожайности этой культуры (Becker, Link, 2001). Использование при создании этих гибридов цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС) делает реальным внедрение их в производство. В настоящее время для получения гибридов озимой ржи на основе ЦМС используют два источника - G (R, V)-тип и Р-тип. В природно-климатических условиях Центрально-Чернозёмного региона в настоящее время наиболее приемлемым источником ЦМС озимой ржи является Р-тип (Мамедов, 2006), который характеризуется более высоким уровнем закрепительной способности, чем R-тип и сложностью при восстановлении фертильности. Данный тип стерильности выделен из аргентинской ржи сорта Рampa, сокращённо Р-тип. Исследования Гайгера (1971) показали, что стерильность Р - типа контролируют не менее двух пар независимых рецессивных генов: rf₁rf₁rf₂rf₂. Предварительные результаты, полученные Ерёменко С.П. (2003), а позднее - Медведевой О.Л. (2007) в отношении закрепительно-восстановительной способности изученного материала местной селекции, показали, что концентрация полных закрепителей стерильности в нём низкая. Возникла необходимость дополнительного, более подробного изучения способности созданных самоопылённых линий закреплять ЦМС Р-типа. В связи с этим особую актуальность приобретает изучение морфобиологических и цитогенетических особенностей закрепительной способности самоопылённых линий озимой ржи ЦМС Pampa (P) - типа в условиях Центрально-Чернозёмного региона.

Цель и задачи исследований. Целью данной работы является оценка закрепительной способности у самоопылённых линий озимой ржи с ЦМС Pampa -типа и поиск полных закрепителей стерильности на разнообразном исходном материале.

Для достижения вышеуказанной цели необходимо было выполнить следующие задачи:

1. Определить концентрацию закрепителей стерильности Pampa-типа среди имеющихся самоопылённых линий с учётом влияния внешних условий и наследственных особенностей.

2. Установить степень влияния особенностей источника Pampa-типа стерильности на закрепительную способность самоопылённых линий.

3. Оценить лучшие закрепители ЦМС Pampa-типа по основным хозяйственно-ценным признакам и выделить новые закрепители стерильности этого типа, пригодные для создания гетерозисных гибридов.

Научная новизна. Выявленные морфобиологические и селекционно-генетические особенности и закономерности изменчивости закрепительной способности Pampa-типа растений озимой ржи представляют теоретический интерес и используются при разработке программ по гибридной селекции озимой ржи для создания генетических систем, состоящих из закрепителей стерильности их стерильных аналогов и восстановителей фертильности, а также совершенствования селекционно-семеноводческой работы по этой культуре. Они могут использоваться в учебном процессе по биологическим дисциплинам в высших учебных заведениях. Выявленная система даёт возможность ведения гибридной селекции на основе ЦМС Pampа-типа.

В условиях ЦЧР на новом, созданном нами исходном материале (622 линий) определена способность самоопылённых линий озимой ржи закреплять ЦМС Pampa-типа, позволившая отобрать новые закрепители стерильности. Установлено, что количество полных закрепителей стерильности этого типа незначительное и составляет 14,5 %. Получены новые данные по влиянию материнских форм, используемых в качестве источника стерильности, на закрепительную способность линий. Для определения наличия источников закрепления стерильности необходимо проводить однократное самоопыление. В зависимости от источника стерильности Pampa-типа количество полных закрепителей стерильности колебалось от 0,0 до 43,4 %. Варьирование закрепительной способности составляет от 100 до 20% (линия 177). Выявлено, что закрепительную способность отдельных линий в значительной степени определяют погодные условия. Разработана методика проведения тест-скрещиваний и обнаружен ряд линий, способных стабильно полностью закреплять стерильность независимо от погодных условий (линия 443, 173, 197 и др.).

Практическая значимость. Созданы линии с высокой и стабильной закрепительной способностью; линии, обладающие высокими показателями важных хозяйственно-ценных признаков: - с крупным зерном (масса 1000 зёрен 35-40 г) - линии № 31, 193 и 192; высокой озернённостью колоса (до 91,5 %) - № 29 и 31; высокой продуктивной кустистостью (9,0-14,5) - № 29. Линии № 189, 193, 29, 178 и 31 отличается высокой жизнеспособностью зерновок и высокой оценкой по комплексу признаков и свойств. Получены линии, представляющие интерес в селекции на качество зерна: две линии с низкой активностью б-амилазы, соответствующие первому классу (ЧП = 200 - 250 с), шесть линий, сочетающих в себе высокое (более 60%) содержание крахмала и высокое (более 13%) содержание белка. Выделены группы линий по хозяйственно-полезным признакам, обладающие комплексной устойчивостью к абиотическим факторам среды: зимостойкость (6,3 - 6,5 балла) линии № 178, 193 и 443, засухоустойчивость (7,5 - 8,0 баллов) - № 29 и 178, устойчивость к полеганию (8,7 - 9,0 баллов) - № 189, 443 и 542; линии № 266, 453 устойчивые к прорастанию зерна на корню благодаря низкой активности б-амилазы, и биотическим факторам среды - слабо поражающиеся на естественном фоне мучнистой росой (6,7 %) - № 178 и 256; бурой ржавчиной (9 - 11,6%) - № 189, 193, 256.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Способность самоопылённых линий озимой ржи закреплять ЦМС Pampa-типа зависит от генетических особенностей, как источников стерильности, так и самих линий.

2. Влияние условий внешней среды на способность линий закреплять ЦМС Pampa-типа.

3. Хозяйственно-биологическая характеристика линий, закрепляющих ЦМС Pampa-типа, и перспективы использования их в практической селекционной работе.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на заседании Территориального координационного совета «Состояние и пути улучшения селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур в ЦЧЗ» (Каменная Степь, 2005), на Всероссийском совещании по озимой ржи в НИИСХ Юго-Востока (Саратов, 2006), на заседаниях учёного совета НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева и научно-методического совета Центрально-Чернозёмного селекцентра в 2004-2006 гг.

По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Личный вклад автора. Автор участвовал в формулировании и разработке темы исследований и научной программы, постановке цели и задач, а также при планировании и закладке полевых опытов. Автор проводил необходимые фенологические наблюдения и учёты в период вегетации и уборки урожая, анализировал его структуру с последующей математической обработкой полученных результатов, а затем подготовил научные работы к публикации.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 113 страницах компьютерного текста, содержит 15 таблиц в тексте и 3 - в приложении, иллюстрирована 9 рисунками, состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций для практической селекции и приложения. Список использованной литературы включает 224 наименования, в том числе 79 - на иностранных языках.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые и лабораторные исследования проводились в ГНУ НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева (Каменная Степь, Воронежская область) в 2003-2006 гг. в соответствии с планом научно-исследовательской работы института по разделу 08.04.04. «Создать и внедрить сорта и гибриды озимой ржи с генетической защитой против основных неблагоприятных факторов среды, с урожайностью 6,5 - 7,0 т/га».

Материалом для исследований послужили 622 линии озимой ржи 6-8-кратного самоопыления, полученные в лаборатории селекции озимой ржи института, а также 250 гибридов, полученных нами на основе источника ЦМС Р-типа. Посев проводился сеялкой СУ-10, агрегатированной на тракторе Т-16, на делянках размером 0,8 м² при норме высева на делянку 80 зёрен. Стандарт высевался через 4 делянки, в качестве стандарта использовался сорт Таловская-15.

Фенологические наблюдения и учёты в течение вегетационного периода проводили общепринятыми методами.

Поиск закрепителей стерильности проводили в фазу цветения. Учёт степени стерильности пыльцы определяли по шкале Гайгера и Моргенштерна (Geiger, Morgenstern, 1975).

При анализе структуры урожая учитывали следующие показатели: высота растений, общая и продуктивная кустистость, озернённость колоса, масса 1000 зёрен, масса зерна с колоса и растения и общая масса зерна с делянки.

Статистическую обработку данных проводили общепринятыми методами вариационного, корреляционного и статистического анализов, опубликованных в монографиях Урбаха (1964), Вольфа (1966), Рокицкого (1973) и Доспехова (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ЗАКРЕПИТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ САМООПЫЛЁННЫХ ЛИНИЙ ОЗИМОЙ РЖИ ЦМС Р-типа

Эффективность селекционных программ по гибридной ржи во многом определяется наличием разнообразного исходного материала, обладающего комплексом важных признаков, и степенью его изученности. Выделение новых самоопылённых линий, способных закреплять ЦМС Р-типа и пригодных для создания современных высокопродуктивных гибридов, является одной из важнейших задач селекции озимой ржи (Madej, 1996; Becker, Link, 2001; Гончаренко, 2003).

В результате наших исследований закрепительной способности самоопылённых линий было выявлено, что большинство из них оказались неполными закрепителями стерильности (рис. 1).

Рис. 1. Концентрация линий-закрепителей, восстановителей и неполных закрепителей стерильности

В 2004 году полные закрепители стерильности составили 16% от общего числа изучаемых линий. В 2005 году процент таких линий оказался почти вдвое больше - 31,3. А в 2006 году было выявлено всего лишь 4,5% таких номеров от общего числа изученных линий. Что произошло? Причиной такого резкого изменения количества закрепителей явились достаточно жаркие погодные условия в период цветения 2004 и 2005 годов, которые благоприятствовали проявлению данного признака у растений. Но условия 2006 года также были засушливыми, однако здесь сказалась низкая концентрация линий-закрепителей в изучаемом материале, который отличался по своим генетическим особенностям от предыдущих лет.

Линии, выделившиеся по закрепительной способности за годы исследований, представлены в таблице 1. В абсолютном большинстве их отсутствует третий тип стерильности, а процент растений первого типа существенно превосходит второй тип. Наибольшего внимания заслуживали линии 27, 106, 542, 200-4 и некоторые другие, в которых намного преобладал первый тип стерильности.

Учитывая то, что основной набор линий по годам менялся, можно предположить, что на уровень закрепительно-восстановительной способности влияли разные факторы: генетические особенности источников стерильности, генетические особенности линий, погодные условия и др.

Таблица 1 - Закрепительная способность лучших линий

Литературные данные показывают, что концентрация линий-закрепителей в зависимости от изученного материала сильно колеблется. По данным Geiger, Schnell (1975), концентрация линий-закрепителей стерильности Р-типа равнялась 30,0%. В.Д. Кобылянским и сотрудниками (1994) в изученном ими материале не было обнаружено ни одной линии, закрепляющей этот тип стерильности. Ponjatowskaja, Hardzei, Khotyliowa (2001) сообщали, что большинство исследованных линий полностью закрепляли стерильность, то же сообщают Адамчук и Здрилько (1982).

На примере 2004 года можно проследить соотношение линий-закрепителей стерильности, восстановителей фертильности и неполных закрепителей в зависимости от источника стерильности, в качестве которого мы использовали разные мс-образцы: № 1, 7, 9 и 12 (табл. 2).

По количеству стерильных растений в потомствах и степени стерильности растений лучшими оказались два источника стерильности - № 1 и № 7. Среди гибридов линий с источником № 7 было обнаружено 20 (43,4 %) полностью стерильных. При скрещивании линий с источником № 1 было получено 20 полностью стерильных гибридов, что составляет 28,1 %. Среди гибридов от скрещивания линий с источником № 9 было обнаружено только 14 полустерильных, остальные 48 оказались полностью фертильными. К восстановителям фертильности были отнесены все гибриды от скрещивания с источником № 12.

Таблица 2 - Соотношение стерильных и фертильных растений в зависимости от источника ЦМС Р-типа (2004 г.)

Приведённые в таблице 2 результаты указывают на то, что роль источника ЦМС является весьма существенной в проявлении закрепительной способности линий. Подобное влияние источника стерильности было отмечено и другими исследователями (Geiger, Miedaner 1996; Kolasinska 1996, 2001).

О влиянии генетических особенностей линий на закрепительную способность можно судить по данным, представленным в таблице 3. Так, в 2003 году большее количество линий оказались достаточно хорошими закрепителями (48 %) с индексом восстановления, близким к минимальному. В 2006 году соотношение стерильных и фертильных форм изменилось в противоположную сторону, в результате чего количество линий- восстановителей резко увеличилось (34 %).

Таблица 3 - Восстановительная способность самоопылённых линий озимой ржи

Погодные условия 2003 года (умеренно жаркие) складывались не в пользу проявления стерильности, поэтому решающим фактором стали генетические особенности линий, использованных при опылении. Засушливые же условия 2006 года благоприятствовали проявлению стерильности пыльцы, но в данном наборе линий концентрация закрепителей стерильности оказалась низкой.

В результате проведённых исследований было выявлено, что степень закрепительной способности очень колеблется по годам (табл. 4). Линии 177 и 202, например, показавшие в 2004 году максимальный процент закрепления (1- 3 тип - 100 %), в 2006 имели высокий индекс восстановления (суммы полностью фертильных растений и половина полустерильных в процентах от общего количества растений в потомстве): 68 и 65 соответственно. Линии 112 и 197, изучавшиеся в течение трёх лет, проявили себя как хорошие закрепители стерильности только лишь в 2004 году. В 2006 году линия 112 имела индекс восстановления, равный 32. Похожий результат показала и линия 197, но в 2003 году, а в 2006 её индекс восстановления был равен 6. Самый хороший результат по закрепительной способности выявлен лишь у линии 443 и несколько хуже - у линии 197.

Таблица 4 - Влияние условий года на закрепительную способность самоопылённых линий

Значительное колебание уровня закрепительной способности отмечают и другие исследователи (Здрилько, Адамчук, 1978). Возможной причиной таких существенных колебаний в проявлении признака стерильности, по их мнению, может являться влияние неоднородности генотипа линии. И довольно сложный контроль за этим типом стерильности со стороны ядра (Rubenbauer, 1984; Geiger, Miedaner, 1996; Melz, Melz, Hartmann, 2001).Поэтому в пределах особо ценных линий необходимо проводить селекционную работу, направленную на увеличение их закрепительной способности.

Большинство представленных в таблице 5 линий показывали в 2004 году полное закрепление стерильности и имели нулевой коэффициент восстановления, за исключением линии 193, которая представлена здесь для сравнения, так как на протяжении нескольких лет исследований она показывает достаточно высокий индекс восстановления независимо от источника стерильности.

Таблица 5 - Восстановительная способность линий, выделившихся по общей комбинационной способности и степени закрепления стерильности

По результатам наших исследований линии 197, 443 и 173, показавшие наиболее низкий индекс восстановления в течение 2 - 3 лет исследований, целесообразно использовать для получения стерильных аналогов.

УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ РЖИ С ЦМС Р-типа К АБИОТИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ СРЕДЫ

В годы исследований изучаемый материал характеризовался различными хозяйственно-биологическими показателями (табл. 6).

Оценка всходов - один из важных показателей жизнеспособности семян самоопылённых линий. 2005 год показал, что часть линий по своим показателям оказалась лучше, чем в 2003 году, либо осталась на том же уровне. Выделились такие линии, как 29, 189, 256, 168, 200-4, 200-2, которые с вероятностью 0,95 достигли уровня стандарта (6,7-7,4 балла) или превзошли его по этому показателю (балл 7-8). В 2006 году те же линии значительно ухудшили свои показатели по сравнению с результатами предыдущих лет. Основной причиной такого снижения могли стать неблагоприятные засушливые условия в период всходов. Но такие линии, как 189, 256, 193, 38 (4), все же смогли достичь уровня стандарта (3,6-4,1 балла), а линия 200-4, имея балл 5, превысила его значение.

Оценка в период кущения указывает на интенсивность начального развития растений. В 2005 году большинство линий показало результаты, близкие к максимальному, но достоверно превысить значение стандарта (7,8-8,4 балла) смогла только линия 256 (9 баллов). В 2006 году выявлено значительное снижение показателей по данному признаку в сравнении с предшествующими результатами. Здесь можно отметить только две линии, 189 и 200-4 (5 баллов), которые превысили значение стандарта (3,5-4,1 балла).

Оценка перед уборкой заключалась в глазомерной оценке состояния растений по комплексу важных хозяйственно-биологических признаков на данный период и является итоговой. В 2003 году выделились следующие линии: 542, 168 и 247 (7 баллов) и 256, 200-2 и 38 (6 баллов), которые не имели существенных отклонений от стандарта (5,9-6,1 балла). В 2005 году выделилась только линия 256 (8 баллов), а в 2006 году - линии 178, 193, 200-4 и 38 (6 баллов), не уступавшие стандарту (5,9-6,6 балла).

По комплексу признаков в результате наших исследований лучшими были следующие линии: 256, 193, 200-2 , 200-4 и 29, которые будут использованы в дальнейшей селекционной работе.

Таблица 6 - Оценка (в баллах) лучших линий-закрепителей стерильности

Здесь и далее * - значения находятся за пределами колебаний стандарта при Р?0,95; ** - при Р?0,99.

По зимостойкости в 2004 году было выявлено значительное количество линий, превысивших уровень стандарта (4,0-4,4 балла): 444, 443, 256, 29,189, 178 и 193 и получивших оценки 7-8 (табл. 7).

Результаты, полученные в 2005 году, выявили только две линии: 256 и 247 (8 баллов), превысившие значение стандарта (6,4-7,4 балла), и три линии: 29, 178, 193, существенно не уступавшие ему (7 баллов).

В 2006 году хорошую зимостойкость показали линии 178, 193, 443, 256 (4-5 баллов при уровне стандарта 3,3-3,8).

По засухоустойчивости в 2003 году можно отметить только три линии, существенно не уступавшие стандарту (6,7-7,0 баллов), - 29, 178 и 193 (7 баллов). В 2004 году устойчивость к засухе проявили 6 линий 29, 173, 178, 189, 444 и 443 (8 баллов), превысившие значение стандарта (7,6-7,8 балла). В последующие годы исследований проявление влияния засухи не наблюдалось. Важно отметить, что линии 29 и 178 выделились и в условиях этого года.

Таблица 7 - Характеристика самоопылённых линий по устойчивости к абиотическим факторам внешней среды

По результатам оценки устойчивости к полеганию в 2003 году можно отметить тот факт, что большинство представленных линий, имея оценки по данному признаку 8-9 баллов, превысили значение стандарта (7,2-7,9 балла), за исключением линии 29 (7 баллов), незначительно уступившей ему (табл. 7).

В 2004 году большинство линий показало достаточно высокие результаты, но общая картина оказалась несколько хуже, так как только 6 линий: 29, 189, 193, 173, 444, 542, имея оценки 8-9 баллов, достоверно превысили значение стандарта (7,1-7,5 балла).

В 2005 году выпала линия 173, но оставшиеся 5 линий: 29, 189, 193, 444, 542 показали максимальный балл устойчивости (9), а такие линии, как 256 и 247 с баллом 8, существенно не уступали стандарту (8,0-8,7 балла).

В целом по устойчивости к абиотическим факторам внешней среды хорошие результаты показали линии 178, 193, 256, 189 и 443.

УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ РЖИ С ЦМС Р-типа К БИОТИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ СРЕДЫ

Рожь, как и другие зерновые культуры, может поражаться различными болезнями, например, такими, как бурая и стеблевая ржавчина, мучнистая роса. Поэтому в процессе наших исследований на естественном фоне проводилась оценка устойчивости самоопылённых линий к болезням с целью выявления наиболее резистентных.

Наиболее благоприятные условия для оценки устойчивости к мучнистой росе сложились только в 2003 году. В этих условиях стандартный сорт поражался в пределах 50 - 52 %. Среди изучавшихся линий лучшими оказались только три. Две из них - 178 и 256 - совершенно не поражались, а линия 168 была поражена на 20%. В остальные годы распространение этого заболевания было небольшим (2004 и 2006 гг.) или вовсе отсутствовало (2005). С учётом данных оценок в 2004 и 2006 гг. наибольшего внимания по устойчивости к мучнистой росе заслуживает линия 256.

Поражение бурой листовой ржавчиной на естественном фоне в годы проведения исследований было незначительным. Предел изменчивости стандарта в 2004 году составил 13,52 - 18,20%, а в 2005 и 2006 гг., соответственно, 8,0 - 15,15% и 5,98 - 6,59%.

Максимальное поражение линий в 2004 и 2005 году составило 40%, а в 2006 г. - 30%. В этих условиях меньше всех поражались линии 193 и 256. Лучшей (с учётом данных всех лет изучения) была линия 256, которая отличалась также и повышенной устойчивостью к мучнистой росе.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ ОЗИМОЙ РЖИ С ЦМС Р-типа

Наряду с оценкой развития растений в период вегетации, а также устойчивости их к различным неблагоприятным факторам среды не менее важными являются показатели продуктивности растений (табл. 8). Она складывается из количества продуктивных стеблей на растении и продуктивности колоса.

По общей кустистости большинство линий уступило стандарту. Предел изменчивости этого признака у него составил в 2005 году 9,4-10,2 побега. Исключением были линии 29 и 67, превысившие стандарт. Общая кустистость первой равнялась 13 побегам, а второй - 11. Линия 193 с кустистостью в 10 побегов существенно не отличалась от стандарта. В 2006 году рекордные значения были у линии 29. Общая кустистость её равнялась 16 побегам. Линии 193 и 192 с кустистостью в 11 побегов не имели значимого отклонения от стандарта, у которого общая кустистость колебалась в пределах 10,9-12,8 побега.

По продуктивной кустистости, от которой в значительной степени зависит продуктивность растений и урожай, большинство растений, как и в предыдущем случае, показало невысокие результаты. В 2005 году выделились линии 29, 193 и 67 с кустистостью соответственно 7, 8 и 9 побегов. В 2006 году уровень стандарта (7,4-8,7 побега) превысила только линия 29 (11побегов), а линия 193 (8 побегов) не уступала ему.

Продуктивность колоса у большинства линий оказалась ниже уровня стандарта, за исключением линии 31(4,1г), достоверно превысившей его значение (3,6-3,9 г) в течение двух лет.

Масса 1000 зёрен является численным выражением крупности зерна. Исследования 2005 года выявили только линию 31 (43,2г), которая достоверно превысила значение стандарта (37,0-38,8г) и линию 193 (37,2г), существенно не уступавшую его значению. В 2006 году по массе 1000 зёрен выделились линии 31 и 192: 36,8 и 38,4г соответственно. Предел изменчивости стандарта составил 35,5-36,6 г.

Озернённость оценивалась как процентное выражение количественного соотношения цветков и зёрен в колосе. В 2005 году по этому признаку выделилась только одна линия 193 (95%), а линия 29 показала результат на уровне стандарта (93%), озернённость колоса которого колебалась в пределах 92,9-94,4%. В 2006 году выделились такие линии, как 31 и 29 (92 и 90% соответственно), а линии 67 и 192 (88%) не имели существенных отличий от стандарта. Его озернённость в этом году варьировала в пределах 87,8-89,7%.

Масса зерна с растения складывается из всех вышеуказанных элементов продуктивности и является одним из важнейших показателей ценности линий. В 2005 году только линия 31 (21,9г) не имела достоверных отличий от стандарта (21,7-23,8г), а остальные уступали ему по этому показателю, что является вполне закономерным. В 2006 году выделилась 29-я (27,6г) линия, а 31-я и 192-я линии показали результат в пределах значений стандарта (15,7 и 17,7г соответственно).

Масса зерна с делянки в нашем случае являлась и массой зерна с делянки и определялась при взвешивании. В результате наших исследований выделилась только 29-я линия (276г), превысившая значение стандарта, предел изменчивости которого составил 158,9-266,4г, а линии 31 и 192 (236 и 266г соответственно) по продуктивности были на уровне стандарта 2006 года. В 2005 году только 31-я линия смогла показать результат (351г) на уровне стандарта (325,7-377,9г).

По количеству цветков в колосе большая часть линий, представленных в таблице 8, уступала стандарту. Исключение составили линии 193 и 31 (67 и 66 цветков соответственно), не уступавшие ему. Его изменчивость в 2005 году при вероятности 0,95 находилась в пределах 65,6-70,6 цветка. В 2006 году линия 29 (69 цветков) не уступала стандарту (предел 66,5-69,2 цветка), а линия 193 (72 цветка) превысила его значение.

Таблица 8 - Характеристика линий-закрепителей стерильности по продуктивности и её элементам

По количеству зёрен в колосе все линии, представленные в таблице 8, в 2005 году уступали стандарту. В 2006 году можно было отметить только две линии - 29 и 193 (62 и 59 соответственно), существенно не уступавшие значению стандарта. Его предел изменчивости в этом году при вероятности 0,95 составил 57,5-62,4 зерна.

По высоте растений большинство линий-закрепителей существенно не превышали значение стандарта, что является положительным моментом, так как с этим признаком тесно связана устойчивость к полеганию. В среднем уровень высоты растений у линий, представленных в таблице 8, за 2005 год составил 114,8±2,2 см, что хотя и незначительно, но уступает стандарту. В 2006 году высота растений у изучаемых линий, в среднем, составила 113,5±1,9 см, что также ниже стандарта.

Наиболее ценными, выделившимися по комплексу элементов продуктивности, оказались линии 31, 193, 29 и 192, которые отобраны для дальнейшего использования в качестве нового исходного материала в селекционной программе «Гибридная рожь».

При производстве гибридных семян пригодность исходного материала, используемого в качестве компонента скрещивания, определяется не только хозяйственно ценными признаками, но и его способностью при скрещивании с другими линиями и сортами давать потомство с большей или меньшей степенью гетерозиса. В связи с этим комбинационная способность - одно из наиболее ценных свойств линий. Определение общей комбинационной способности самоопылённых линий является надёжным методом оценки их селекционной значимости (Griffing, 1956). Использование этих линий в дальнейшем позволит выделять лучшие комбинации, по которым можно судить и о специфической комбинационной способности изучаемых образцов (Хотылёва, 1966; Шахов, 1969).

Материалом для определения общей комбинационной способности (ОКС) служили гибриды, полученные от свободного опыления линий в питомнике их изучения. К сожалению, все изученные нами линии обладают низкой ОКС, так как урожайность их гибридов в среднем составила 4,97 т/га, а среднего стандарта - 6,06 т/га.

АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ЛИНИЙ, ВЫДЕЛИВШИХСЯ ПО ЗАКРЕПИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ

Лимитирующим фактором хлебопекарных качеств зерна ржи считается высокая активность фермента б-амилазы, которая определяется посредствам косвенной оценки активности этого фермента по показателю «число падения» или по амилограмме. Создание форм с низкой активностью б-амилазы, наряду с общим содержанием пентозанов в зерне озимой ржи, рассматривается в качестве главной цели при селекции на улучшенную хлебопекарную ценность (Гончаренко, Тимощенко, 2007).

«Число падения» - основной показатель качества, который в настоящее время используют для определения ценности зерна ржи для хлебопечения (табл. 9). По данному показателю зерно ржи относится к продовольственному при его величине не менее 80 с (Исмагилов, Нурлыгаянов, Ванюшина, 2001).

Данные за 2004 год указывают на то, что большая часть линий имеет третий или четвёртый класс качества зерна и является непригодной для непосредственного использования в хлебопечении. Но, в отличие от них, такие линии как 386, 397, 405, 441, 430 и 609, показавшие первый класс качества, а также линии 266 и 590, имеющие второй класс качества, в сочетании с высокой закрепительной способностью представляют большой интерес для селекции гибридов на качество зерна.

Таблица 9 - «Число падения» (с) линий озимой ржи, выделившихся по закрепительной способности

х^{I- IV} - индексом показан товарный класс

Большой интерес представляют данные за 2005 год, так как результаты по признаку «число падения» у большинства изученных линий в этом году оказались низкими в связи с тем, что в июне и июле, в период от формирования до полной спелости зерна, наблюдался избыток осадков (в полтора раза выше нормы). Вероятно, это и явилось причиной снижения показателей по «числу падения» у линий. Но благодаря этому образовался так называемый провокационный фон, что позволило выделить из общего числа линий две (266 и 453), которые в таких условиях имели хорошие показатели по «числу падения», соответствующие первому классу качества. В дальнейшем они могут быть использованы как источники устойчивости к прорастанию зерна на корню.

Не менее важным показателем качества зерна является содержание в нём белка и крахмала (Исмагилов, Нурлыгаянов, Ванюшина, 2001).

Результаты, приведённые в таблице 10, свидетельствуют о том, что многие линии имеют достаточно высокое содержание крахмала в зерне, хотя большинство из них существенно уступает стандарту, содержащему 61,34 - 63,8% крахмала. Что касается содержания белка, то здесь можно отметить достаточно большое количество линий (266, 480, 386, 405, 409, 491, 600, 609, 590, 497, 441), существенно превысивших значение стандарта, у которого оно колебалось в пределах 10,25 -11,94%.

Таблица 10 - Содержание белка и крахмала (%) в зерне линий-закрепителей стерильности озимой ржи, 2005г.

Сравнивая содержание белка и крахмала у линий, можно обнаружить отрицательную корреляцию (r = ­0,48 ±0,03) между этими двумя признаками, которая представлена на рисунке 2 в виде графика. Но из числа изученных линий всё-таки выделяется часть образцов, сочетающих в себе как относительно высокое содержание белка, так и крахмала (линии 266, 386, 480, 590, 497, и 609).

Обобщая полученные результаты, следует выделить линию 266, которая показала хороший результат по «числу падения» в течение двух лет (175^II и 213^I), а также достаточно высокое содержание белка и крахмала (13,28 и 63,54). С остальными линиями, выделившимися по одному или двум показателям качества, необходимо проводить дальнейшие исследования с целью определения перспектив использования их в программах по созданию гибридов целевого назначения.

Рис. 2. Распределение линий по содержанию в зерне белка и крахмала

ВЫВОДЫ

1. Определена закрепительная способность линий озимой ржи ЦМС Pampa-типа и выявлена низкая концентрация закрепителей цитоплазматической стерильности среди изученных линий. Из 622 линий высокой закрепительной способностью обладают только 20, что составляет всего лишь 3,2%.

2. Установлено, что уровень закрепительной способности большинства линий варьирует по годам у некоторых линий он может изменяться от высокого (100 %) до низкого (20 %). Выделены линии с высокой и стабильной закрепительной способностью: 197, 173 и 433.

3. Установлено, что закрепительная способность линий в большей степени зависит от генетических особенностей конкретного источника ЦМС Р-типа. Наибольшее количество линий-закрепителей стерильности выявлено при скрещивании их с источниками № 1 и № 7. В скрещиваниях с источниками № 9 и № 12 среди изученных линий закрепителей стерильности не обнаружено.

4. По большинству хозяйственно ценных признаков самоопылённые линии, закрепляющие ЦМС Pampa-типа, значительно уступали стандарту - районированному сорту Таловская - 15. В то же время выделены линии такие, как 31, 29, 193 и 192, которые по отдельным элементам продуктивности (масса 1000 зёрен, озернённость, общая и продуктивная кустистость, масса зерна с растения) не уступают стандарту.

5. На основании комплексной оценки линий, закрепляющих стерильность Р-типа, выделены и отобраны линии с высокой жизнеспособностью и устойчивостью к абиотическим факторам: линии 178, 193, 256, 247 и 443 - устойчивые к неблагоприятным условиям зимовки; линии 29, 189, 193, 444 и 542 - устойчивы к полеганию; линии 29 и 178, обладающие хорошей засухоустойчивостью. Линии 189, 193 и 256 на естественном фоне проявили устойчивость к бурой ржавчине, а линии 189 и 256 - устойчивость к поражению мучнистой росой. Линии 29, 178 и 193 обладают устойчивостью к комплексу неблагоприятных абиотических факторов, а линии 189, 193 и 256 - устойчивостью к комплексу неблагоприятных биотических факторов. Особую ценность по комплексу хозяйственно ценных признаков представляют линии 29 и 193.

6. По активности б-амилазы изученные самоопылённые линии-закрепители ЦМС Pampa -типа однородны и в провокационных условиях отличаются высоким её уровнем. Только отдельные линии (266 и 453) могут быть использованы в качестве источников при создании гибридов, устойчивых к прорастанию зерна «на корню».

7. Высокое содержание белка и крахмала отмечено у целого ряда линий-закрепителей ЦМС Pampa -типа. Некоторые из них сочетают высокое содержание белка в зерне с высоким содержанием крахмала: 266, 386, 480, 590, 497 и 609. Между этими двумя признаками выявлена отрицательная корреляция (r = ­0,48 ±0,03).

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

1. Рекомендуется использовать в качестве новых источников закрепления ЦМС Р-типа в практической работе по гибридной селекции озимой ржи линии 197, 443 и 173, выделившиеся по закрепительной способности в течение нескольких лет исследований.

2. Целесообразно использовать в селекции озимой ржи в качестве источников низкой активности б-амилазы линии 266 и 453, в качестве источников высокого содержания крахмала в зерне - линии 260, 386, 600, 590, 408 и 486. Линии 386, 405, 409, 480, 491 и 609 рекомендуем использовать как источники высокого содержания белка.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Медведева О.Л. Характеристика исходного материала для гибридной селекции озимой ржи в условиях ЦЧЗ / Медведева О.Л., Дейнекин С.А. // Вестник РАСХН. - М., 2007. - № 1. - С. 49-51.

Публикации в других изданиях

2. Тороп А.А. Проблемы и перспективы гетерозисной селекции озимой ржи / Тороп А.А., Чайкин В.В., Мамедов Р.З., Дейнекин С.А. // Сорта полевых культур в системе агроландшафтного земледелия (селекция, семеноводство, технологии их возделывания): материалы заседания Территориального координационного совета “Проблемы земледелия ЦЧЗ”. Каменная Степь, 19-20 мая 2005 г. - Каменная Степь, 2006. - С. 39.

3. Дейнекин С.А. Поиск закрепителей цитоплазматической стерильности Пампа-типа среди самоопылённых линий озимой ржи / Дейнекин С.А. // Материалы конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения». Х международная научно - производственная конференция. - Белгород, 2006. - Изд-во Белгородской ГСХА, 2006. - Том 1. - С. 22.

4. Дейнекин С.А. Оценка линий - закрепителей стерильности ЦМС Р-типа по устойчивости к неблагоприятным условиям / Дейнекин С.А. // Материалы конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения». Х международная научно - производственная конференция. - Белгород, 2006. - Изд-во Белгородской ГСХА, 2006. - Том 1. - С. 21.

5. Дейнекин С.А. Характеристика самоопылённых линий - закрепителей стерильности ЦМС Пампа-типа озимой ржи по основным хозяйственно-ценным признакам / Дейнекин С.А. // Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии и переработка: сборник научных трудов по материалам научно-практической конференции. - Саратов: Новый ветер, 2008. - С. 146.

Размещено на Allbest.ru