CC BY
186
ОСОБЕННОСТИ ЦВЕТЕНИЯ ТРИТИКАЛЕ
Куркиев К.У. д.б.н.
Куркиев У.К. к.с-х.н.
Дагестанская ОС ВИР Россельхозакадемии
Аннотация: Среди всего разнообразия тритикале с различным уровнем
плоидности и происхождением встречаются генотипы, как с высокой, так и с низкой склонностью к открытому цветению. Этот фактор селекционерам следует учитывать на первичном этапе селекции, когда гибриды еще не стабилизировались и имеют высокую предрасположенность к спонтанному перекрестному опылению.
Ключевые слова: тритикале, цветение, опыление, признаки колоса, плоидность.
Abstract: Among the variety of triticale with different levels of ploidy and origin found genotypes with both high and low propensity to open blooms. This factor should be considered breeders in the primary stage of breeding when hybrids are not yet stabilized and have a high propensity to spontaneous cross-pollination.
Keywords: triticale, flowering, pollination, signs of ear ploidy.
Объединив хромосомы двух разных родов - пшеницы и ржи, человек впервые синтезировал новую культуру - тритикале. За многовековую историю человечества это был первый удачный опыт получения новой синтетической сельскохозяйственной культуры. Опыт оказался настолько удачным, что специалисты прогнозируют этой культуре ведущее место среди привычных уже сортов ржи и пшеницы [2, 9, 19].
Такое повышенное внимание данному гибриду уделяется потому, что стало возможным объединить в одном генотипе ценные качества, имеющиеся как у пшеницы, так и у ржи. В колосьях тритикале уже успешно сочетаются многоколосковость ржи и многоцветковость пшеницы. Это позволяет получать культуру, обладающей повышенной зерновой массой [6, 7, 8, 11, 19].
Однако, из-за неполной совместимости генотипов пшеницы и ржи, у тритикале имеются ряд недостатков, которые на настоящее время преодолеть пока не удается. К ним относятся: генетическая нестабильность, спонтанная гибридизация, неполная озерненность цветков, невыполненность и морщинистость зерен. Кроме того, у нового злака появились признаки, которых не было отмечено у родительских форм: растянутый период цветения, ломкий колос, тугой обмолот и др. [7, 10, 14, 18].
Пшеница типичный самоопылитель, а рожь перекрестник. При объединении пшеницы и ржи в тритикале получаются самоопыляющиеся растения, склонные к перекрестному опылению. Степень проявления того или иного способа опыления зависит от генотипа и экологии условий выращивания [4, 5, 12, 13, 15, 17]. Вопросы цветения и оплодотворения тритикале исследованы крайне недостаточно и оставляют широкий простор деятельности для селекционеров. Работая с сортами тритикале необходимо знать характер цветения каждого конкретного сорта, чтобы предотвратить перекрестное опыление и сохранить чистоту линии.
В связи с этим нами проведено изучение характера цветения и некоторых связанных с ним селекционно-ценных признаков у сортообразцов тритикале новой селекции.
Материал, методы и условия проведения исследований
Работа проводилась на Дагестанской опытной станции ВИР. Климат станции -теплый, влажный приморский воздух в фазе цветения злаков, а уже с мая месяца искусственное орошение - все это очень благоприятствует открытому цветению. В таких условиях создается очень благоприятная среда для проведения экспериментов.
Для исследования было отобрано 32 образца из мировой коллекции Всероссийского института растениеводства им. Н. И. Вавилова, которые обладали разным уровнем плоидности и имели различное происхождение.
Характер цветения определялся по методике Т. Жидковой, усовершенствованной В.И. Жуковым [3]. Отбиралось по 10-15 типичных колосков в фазе молочной спелости у каждого образца. После сушки в лаборатории определялось количество цветков, сохранивших 1 -2 пыльника и без пыльников. По количеству тычинок определяли характер цветения: закрытое, полуоткрытое и открытое. Для оценки в исследовании было использовано по 2 сорта мягкой и твердой пшеницы и 1 сорт ржи. Обработка математических данных опыта проведена на компьютере.
Результаты исследований.
Изучение характера цветения сортотипов тритикале различного происхождения и уровня плоидности в сравнении с родительскими видами по количеству полностью выброшенных в процессе цветения пыльников, показало, что в целом, эта культура в условиях Дербента показывает примерно близкий к пшенице тип цветения (таблица). У пшеницы 42,6% цветков выбрасывают пыльники наружу, у тритикале 54%. Этот тип цветения можно отнести к смешанному типу. У ржи же отмечается открытый тип - 91% пыльников выходят наружу, что согласуется с литературными данными [12, 15, 16].
У октоплоидов и гексаплоидов при сравнении по группам плоидности было отмечено повышение доли генома ржи в кариотипе, ведь у октоплоидов (2п=56) в клетках содержатся 42 хромосомы пшеницы и 14 ржи, у гексаплоидов (2п=42) 28 пшеницы и 14 ржи, а тетраплоидов (2п=28) пшеничные и ржаные хромосомы содержатся в одинаковом количестве. Были отмечены заметные различия между образцами этих трех групп.
У гексаплоидов выделился образец из Дагестана ПРАГ 470, с процентом открытого цветения - 78. Два образца из Ставропольского края также имеют высокий показатель 72,5 и 77,5%, что является следствием влияния генотипа дикорастущей ржи, на основе которой были получены эти сорта. О высоком проценте открытых цветков у ставропольских видов сообщалось в работах Н.М. Комарова [4, 5]. Дагестанский образец - ПРАГ 470 обладает узким, многоколосковым колосом, в колосках которого развиваются по 2 плодоносящих цветка как и у ржи, что облегчает выброс пыльников.
Интересно, что некоторые гексаплоидные тритикале, показали высокий процент наличия цветков закрытого типа. Так у сортообразцов из Краснодарского края Мир и Патриот (с более широкими цветковыми чешуйками) процент закрытых цветков составил 83,7 и 84,5 соответственно. У гексаплоидов ПРАГ1 и ПРАГ 3 (Дагестанская опытная
станция ВИР), также отмечен высокий процент - 77,7 и 75,5%, но у них колосковые чешуйки развиты наравне с цветковыми.
Среди тетраплоидных форм также были отмечены сортотипы с высоким процентом открытого цветения 79,4 и 68,5%. Однако, еще в конце 70-х годов на ДОС ВИРе был получен тетраплоид ПРАТ 1 со средним показателем 39,8% открытого цветения, который непрерывно подвергался отбору на озерненность колоса [7]. Морфотип колосьев этого образца отличается от других тетраплоидов. У октоплоидов также выделяются формы с открытым цветением - секалотрикум ПРАО5 (материнская форма рожь Житкинская).
Наряду с основным признаком, были проанализированы такие морфобиологические признаки как: длина колоса, число колосков в колосе, число зерен в колосе, количество цветков у которых завязались зерновки ( %), дата выхода колоса из влагалища (колошение). По всем этим признакам, которые влияют на продуктивность, тритикале превосходит пшеницу. Тритикале имеют более длинные колосья с большим числом колосков, цветков в колосе и зерен. У ржи колосков больше, но колосья короче, чем у тритикале и меньше цветков.
По степени озерненности цветков тритикале всех уровней плоидности уступают и пшенице и ржи, в среднем на 19,4 и 14,7%. Особенно низкий показатель отмечается у тетраплоидов. Можно отметить образцы тритикале из Дагестана ПРАГ 470 и ПРАГ 473, которые по озерненности (91,2, 90,9%) приближаются к пшенице (93,9).
Таблица 1. Анализ способа цветения и других селекционно-ценных признаков тритикале различного происхождения и уровня плоидности.
Происхождение Назван ие ветки открыт ые, % лина колоса, см. исло колоск ов, шт. исло зерен в колосе, шт. зернен ность, %. рок колош ения, дата
Тритикале 2n = 42
Дагестан ПРАГ 1 2,3 8,6 0,0 8,0 3,0 1.5
Дагестан ПРАГ 3 4,4 8,3 0,8 2,0 3,7 3.6
Дагестан ПРАГ 45/6 0,8 6,6 2,0 3,0 6,4 0.5
Дагестан ПРАГ 204/4 7,5 6,2 0,7 2,0 1,8 8.5
Дагестан ПРАГ 411 5,5 9,1 9,5 8,0 6,7 0.5
Дагестан ПРАГ 415/3 7,0 7,7 1,0 0,0 5,3 7.5
Дагестан ПРАГ 468 7,7 7,2 1,0 8,0 0,4 9.5
Дагестан ПРАГ 470 8,0 6,6 1,7 3,0 1,2 6.5
Дагестан ПРАГ
471/2 1,2 7,0 0,7 4,0 0,0 9.5
Дагестан ПРАГ 473 7,5 7,5 0,5 0,0 0,9 9.5
Дагестан ПРАГ 477 7,4 8,8 5,5 3,0 0,2 1.5
Дагестан ПРАГ 483 4,0 8,0 1,0 2,0 3,7 0.5
Краснодарский край. Патриот 5,4 6,7 0,2 3,0 6,9 9.5
Краснодарский край. Союз 8,1 4,6 0,5 0,0 3,3 7.5
Краснодарский край. Авангар д 1,7 5,3 1,5 4,0 8,0 6.5
Краснодарский край. Мир 6,3 7,8 1,0 1,0 7,2 7.5
Ставропольский край. Ставроп. 1 7,5 4,8 2,0 8,0 5,0 3.6
Ставропольский край. Ставроп. 3 2,5 4,9 2,7 0,0 3,3 4.6
Ростовкая обл. Водолей 0,3 4,5 9,0 4,0 4,3 0.5
Украина АД 206 9,3 3,9 8,2 0,0 0,6 4.5
Украина АДП2 5,8 8,0 1,0 2,0 3,7 6.5
Польша Presto 8,9 4,6 6,0 7,0 3,9 9.5
Чехия Pres/ ИН58 2,6 2,8 0,0 5,0 0,8 0.5
В среднем, 2n=42 0,2 6,5 0,3 9,0 3,5 7.5
Тритикале 2n = 56
Московская обл. АД 20 2,9 4,8 5,0 7,0 2,5 2.5
Дагестан ПРАО 5 9,6 3,8 6,0 9,0 5,0 4.5
Дагестан ПРАО Т 1,7 4,7 6,5 0,1 3,0 0,5
Беларусь Житниц а 8,9 3,4 7,2 8,0 1,3 1.6
Швеция АД Мюнтцинга 2,0 3,4 7,0 9,0 9,0 1.5
В среднем, 2n=56 7,0 4,2 6,3 4,6 8,1 8,5
Тритикале 2n = 28
Дагестан ПРАТ 1 9,8 4,6 2,6 1,0 9,0 4.5
Дагестан ПРАТ 1З 8,9 5,8 3,8 6,0 1,7 5.5
Дагестан ПРАТ 4Т 8,5 3,2 4,6 3,0 9,0 8.5
Дагестан ПРАТ РТ 1 9,4 5,5 6,1 9,0 7,6 6.5
В среднем, 2п=28 1,6 4,8 4,3 9,7 4,3 5.5
В среднем тритикале 2,9 5,0 0,3 7,3 4,9 6.5
пшеница
Пшеница 2п=42 Ника Кубани 2,2 ,5 9,5 2,0 3,3 1.5
Пшеница 2п=42 Безостая 1 0,0 ,0 9,0 7,0 2,5 3.5
Пшеница 2п=28 Дербент ская черноколосая 1,8 ,9 0,0 1,0 4,7 9.5
Пшеница 2п=28 Меляноп Ус 6,6 ,1 0,5 7,0 5,0 0.5
В среднем, пшеница 2,6 ,1 9,7 6,7 3,9 6,2
Рожь Харьк овская 55 1 1,5 4 8 9,2 7.5
По сравнению с районированными сортами пшеницы, тритикале уступают им по срокам колошения. В ходе исследования была отмечена от отрицательная корреляция (г=-0,48) степени открытости цветения и срока колошения. Связь между открытостью цветения и другими признаками - длина колоса, число колосков, число зерен в колосе неустановленна.
Большинство, полученных на Дагестанской опытной станции, тетраплоидных тритикале обладают высоким процентом открытого цветения. Значительное снижение озерненности цветков при самоопылении дает возможность использовать гетерозис, создавая сорта на гибридной основе.
Полученные нами данные подтверждаются многочисленными исследованиями [1, 3, 4, 5, 12, 16], которыми было установлено, что тритикале - это самоопыляющиеся растения, склонные к перекрестному опылению, в особенности на тетраплоидном уровне.
На всех уровнях плоидности тритикале выявлены геномы с высокой и низкой склонностью к открытому цветению, что следует учитывать в дальнейших исследованиях, при создании новых сортов, особенно на первичных стадиях, когда гибриды еще не имеют стабильности и обладают склонностью к спонтанному перекрестному опылению.
Информационные источники.
1. Гончаров Н. П. Сравнительная генетика пшениц и их сородичей. Новосибирск. Наука. 2002. 252 с.
2. Грабовец А. И. Селекция озимых зерновых тритикале на Дону// В кн: «Тритикале России». Ростов-на-Дону: 2000. - С. 132.
3. Жуков В. И. Биология цветения пшениц в условиях Дагестана. Автореф. дисс. канд. биол. н. Ленинград. ВИР. 1969. - 24 с.
4. Комаров Н. М. Биология цветения и реакция на инзухт кормового гексаплоидного тритикале А. И. Державина. Автореф. диссер. канд. биол. н. Москва. Немчиновна. 1984. - 24 с.
5. Комаров Н. М., Соколенко Н. И. Некоторые аспекты организации селекции и семеноводства тритикале в связи с его генеративной системой. -Тритикале России. 2000. Ростов-на-Дону. С. 80-84.
6. Куркиев У.К. Тритикале и проблемы его селекции. Методические указания. Л.: 1975. 18 с.
7. Куркиев У.К. Актуальные проблемы селекции тритикале и создание нового исходного материала// Труды по прикл. бот., ген. и сел. С.-Пб.: ВИР. 2000. Т. 158. С. 44-58.
8. Махалин М. А. Пшенично-ржаные амфидиплоиды и повышение их продуктивности. Сб. «Гибриды отдаленных скрещиваний и полиплоиды». Изд-во АН СССР, М.: 1963. С. 139-150.
9. Мережко А. Ф. Вировская коллекция тритикале и ее значение для российской селекции. Ростов-на-Дону: 2000. - С. 29-34.
10. Орлова И. Н. Цитогенетическое исследование гексаплоидных тритикале. Автореф. диссер. канд. биол. н. Л.: 1972.
11. Писарев В. Е., Жилкина М. Д. Использование полиплоидии в перестройке геномного состава мягкой пшеницы. «Селекция и семеноводство». №4. 1963. С. 52-57.
12. Пугачева Т. И. Особенности системы размножения тритикале и подходы к методам её селекции. Сельскохозяйственная биология. 1984, 1. - С. 103-107.
13. Ригин Б. В., Орлова И. Н. Пшенично-ржаные амфидиплоиды Л.:Колос. 1977. 280 с.
14. Сулима Ю.Г., Сечняк Л.К. Тритикале. М.: Колос, 1984. 317 с.
15. Тихенко Н. Д. Система полового размножения у тритикале различного геномного состава. Автореф. диссер. канд. биол. н. Ленинград. ВИР. 1987. - 18 с.
16. Шпилев Н. С. Селекция, возделывание и использование сортов озимого гексаплоидного тритикале. Брянск: 2001. 45 с.
17. Шулындин А. Ф,, Максимов В. И. Влияние инбридинга, на некоторые признаки у различных видов тритикале. Генетика. 1973, 11. - С. 5-13.
18. Muntzing A. Triticale. Results and problems. Berlin and Hamburg, 1979. 103
P.
19. Triticale. A. Promising addition to the worlds Cereal Grains// National Academy Press. Washington, 1989.
