CC BY
44
УДК 633. 162. 631. 527
АНАЛИЗ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКА «ВЫСОТА РАСТЕНИЙ» У ГИБРИДОВ ПЕРВОГО И ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ПРИ СОЗДАНИИ НИЗКОРОСЛЫХ СОРТОВ ПИВОВАРЕННОГО НАПРАВЛЕНИЯ
UDC 633. 162. 631. 527
ANALYSIS OF INHERITANCE OF THE SIGN OF «HEIGHT OF PLANTS» AT HYBRIDS OF THE FIRST AND SECOND GENERATION OF SUMMER BARLEY IN CREATION OF UNDERSIZED GRADES OF THE BREWING DIRECTION
Донцов Дмитрий Петрович научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур им. И.Г. Калиненко, Зерноград, Россия
Dontsov Dmitriy Petrovich research assistant
All-Russian scientific research institute of grain crops of I. G. Kalinenko, Zernograd, Russia
В статье представлены результаты расчета комбинационной способности, проведен анализ наследования гибридов Fl и F2. Выделены источники низкорослости
In the article, the results of calculation of combinational ability are presented, the analysis of inheritance of hybrids Fi and F2 is carried out. Sources of low growth are allocated
Ключевые слова: ЯЧМЕНЬ, ГИБРИД, Keywords: BARLEY, HYBRID, COMBINATIONAL
КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ГЕН, ABILITY, GENE, TRANSGRESSION
ТРАНСГРЕССИЯ
Устойчивость к полеганию представляет собой комплексный признак, контролируемый сложной системой генов, тесно взаимодействующих между собой и условиями внешней среды (Калашник
Н.А. и др., 2005). Н.М. Федуловой и Л.П. Реш (1990) была предложена модель сорта ярового ячменя, имеющего высоту растений в пределах 80-90 см. И хотя высота растений, по мнению Н.А Калашника и др. (2005), не является элементом структуры урожая, но через устойчивость к полеганию, транспорт метаболитов и фотосинтетическую активность оказывает влияние на продуктивность растений.
Исследования проводились в 2008-2010 гг. в отделе селекции и семеноводства озимого и ярового ячменя ГНУ Всероссийский научноисследовательский институт зерновых культур им. И.Г. Калиненко (г. Зерноград). В качестве родительских форм использовались адаптивные к местным условиям сорта ярового ячменя, обладающие пивоваренными качествами согласно ГОСТа-5060-86 (изменение № 1 от 14.10.2010г.): Зерноградский 1419, Зерноградский 1З80, Зерноградский 1З74, Зерноградский 1229, Зерноградский 1260, Леон, Тонус. В результате
скрещивания было получено 10 прямых и обратных гибридных комбинаций.
В лабораторных условиях проводился биометрический анализ гибридов и родительских форм по таким количественным признакам, как высота растений, длина колоса, число зерен в колосе и масса 1000 семян. Математическую обработку экспериментального материала осуществляли с помощью дисперсионного метода [Доспехов Б.А., 1985] с использованием ЭВМ, Statistica 6, Excel и программы генетического анализа количественных признаков Полиген А [Мережко А.Ф., 1984].
Эффективность работы при оценке сортов и гибридов на общую и специфическую комбинационную способность (ОКС) зависит, прежде всего, от наличия исходного материала с ценными хозяйственнобиологическими признаками (раннеспелость, устойчивость к полеганию, болезням, вредителям, стрессовым факторам среды и др.). Ценность линий и сортов оценивается их способностью давать при скрещивании с другими линиями потомство с большей или меньшей степенью гетерозиса (Кудайбергенов М.С., 2005). Оценка комбинационной способности
родительских форм позволяет исследователю предвидеть результаты будущих скрещиваний и сконцентрировать внимание на перспективном материале, избегая при этом ненужных затрат времени и средств на повторное получение и испытание гибридов от родителей, не имеющих практической ценности (Савченко В.К., 1984).
Знание исходного материала по комбинационной способности значительно облегчает подбор компонентов для гибридизации и гарантирует получение высокоурожайных гибридов (Родина Н.А., 2006).
24,5
Зерн.1229 Зерн.1260 3ерн.1380 Леон
-6,8 -6,8
Тонус Зерн. 13
6,1
74
-6,7
Рис. 1 - Общая комбинационная способность по признаку высота растений
20
15
10
5
0
10
Анализ общей комбинационной способности выявил, что наибольшим значением данного показателя обладает сорт Леон (+24,5), а наименьшим - Зерноградский 1229 и Зерноградский 1260 (-6,8). В селекции пивоваренного ячменя большое значение имеет устойчивость к полеганию. Поэтому в данном случае следует обратить внимание на родительские формы с низкими значениями ОКС.
По признаку высота растений все гибридные комбинации имели положительные значения СКС: от +24,0 (Зерноградский 1380 х Леон) до +71,6 (Зерноградский 1229 х Зерноградский 1260).
Г енетический анализ изучаемого признака выделил следующие типы наследования у гибридов первого поколения: депрессия ^ неполное доминирование меньших значений ^ частичное доминирование меньших
значений ^ частичное доминирование больших значений ^ неполное доминирование больших значений ^ сверхдоминирование (рис. 2).
2
о
90
80
70
60
5 50
н
о
а 40
а н о о 3 аз
30
20
10
Зерн.1419 х 3ерн.1380 х Леон х Тонус Леон ^ = - Леон ^ ^ = -0,41)
1,75) 0,95)
Леон х Зерн.1419 ^ = 0,08)
гибрид
Леон х Зерн.1229 х 3ерн.1380 Зерн.1260 ^ = 0,74) (hp = 1,71)
Рmax
□ F1
□ Р^п
Рис. 2 - Типы наследования у гибридов Б1 по признаку высота растений
0
По типу депрессии высота растений наследовалась у комбинации Зерноградский 1419 х Леон (Ир = -1,75; Гист = -1,41). Неполное и частичное доминирование меньших значений было выявлено у линий Зерноградский 1380 х Леон (Ир = -0,95; Гист = -5,46) и Леон х Тонус (Ир = -
0,41; Гист = -6,66), соответственно.
Частичное доминирование больших значений было обнаружено у единственной комбинации Леон х Зерноградский 1419 (Ир = 0,08; Гист = -2,23). Гибриды Зерноградский 1229 х Зерноградский 1260 (Ир = 0,58; Гист = -0,54) и Леон х Зерноградский 1380 (Ир = 0,74; Гист = -1,81) наследовали изучаемый признак по типу неполного доминирования больших значений.
Чаще всего (40 %) встречалось сверхдоминирование высоты растений. Явным примером данного типа наследования является комбинация Зерноградский 1229 х Зерноградский 1260 (Ир = 1,71; Гист = 5,07).
Таким образом, анализ наследования высоты растений гибридами первого поколения показал, что у 70 % комбинаций наблюдалось доминирование больших значений признака в различной степени.
В 2010 году родительские формы были распределены следующим образом (рис. 3).
100
95
2
о
>25
| 90
ф н
о
(О
а
та 85 н о о .0 00
80
75
сорта Зерн.1229 Тонус 3ерн.1374 3ерн.1380 Леон Зерн.1260 Зерн.1419
Рис. 3 - Распределение родительских форм по высоте растений, см
Установлено, что разница между сортами Зерноградский 1229 и Зерноградский 1260 составляет 11,4 см. Анализ наследования гибридов, полученных от их скрещивания, выявил разницу между данными сортами по двум парам генов (рис. 4).
96,4
91 91,2 91,5
82,5
1
классы
^^“Зерн.1229 ^^“F1 ^^“Зерн.1260
Рис. 4 - Распределение частот родительских форм и гибрида Зерноградский 1229 х Зерноградский 1260 по высоте растений
У данной комбинации степень доминирования составила -0,25. Произошло выщепление отрицательных трансгрессивных форм, которые можно будет в дальнейшем использовать при селекции на устойчивость к полеганию. При прямом и обратном скрещивании наблюдалось дигенное расщепление.
Несмотря на небольшую разницу по высоте растений между сортами Зерноградский 1380 и Леон (1,9 см) в прямой и обратной комбинации выявлены дигенные различия, о чем свидетельствует наличие выщепившихся трансгрессивных форм у гибрида (рис. 5).
классы
Рис. 5 - Распределение частот родительских форм и гибрида Зерноградский 1380 х Леон по высоте растений
Однако, в прямом скрещивании наблюдалось выщепление отрицательных трансгрессивных форм с доминирование меньших значений (Ир = -6,47), а в обратном - выщепились положительные трансгрессии, сверхдоминировали большие значения (Ир = 5,00) (рис. 6).
о
го
75-80 80-85 85-90 90-95 95-100
классы
—Леон —F1
100-105 105-110 110-115
3ерн.1380
Рис. 6 - Распределение частот родительских форм и гибрида Леон х Зерноградский 1380 по высоте растений
По двум парам генов отличались также родительские формы Леон и Тонус. В обеих комбинациях доминировали большие значения (Ир = 2,25 -Леон х Тонус; Ир = 0,25 - Тонус х Леон). В комбинации Тонус х Леон были выявлены как положительные, так и отрицательные трансгрессии. Доминировали большие значения (рис. 7).
го
н
о
I—
о
го
т
75-80
80-85
85-90
90-95
классы
95-100
100-105
105-110
•Тонус
F1
Леон
Рис. 7 - Распределение частот родительских форм и гибрида http://ej.kubagro.ru/2011/06/pdf/07.pdf
Тонус х Леон по высоте растений У линий Зерноградский 1374 х Зерноградский 1380 и Зерноградский 1380 х Зерноградский 1374 вершины кривых распределения (КРЧ) частот совпадают с вершиной КРЧ минимального родителя, что говорит о доминировании низкорослости (hp = -2,33 и -14,33, соответственно). Наличие трансгрессий свидетельствует о дигенной схеме расщепления (рис. 8).
классы
Рис. 8 - Распределение частот родительских форм и гибрида Зерноградский 1374 х Зерноградский 1380 по высоте растений
Имея разницу по высоте растений в 3 см, сорта Зерноградский 1419 и Леон различались по двум парам генов. При этом наблюдалось
доминирование больших значений с выщеплением положительных трансгрессий ^ = 1,53) (рис. 9).
классы
Рис. 9 - Распределение частот родительских форм и гибрида Зерноградский 1419 х Леон по высоте растений
В результате проведенного обширного анализа было установлено, что низко- и высокорослость доминировала в равной степени при дигенной схеме скрещиваний.
Выводы
1. Выявлены источники низкорослости - Зерноградский 1229, Зерноградский 1260;
2. Все родительские формы различались по двум парам генов, что обусловливает возможность рекомбинации их с генами других необходимых для селекционера признаков.
Список литературы
1. Калашник Н.А. Генетика продуктивности и показателей качества зерна пивоваренного ячменя в условиях Среднего Прииртышья: Монография. // Н.А. Калашник, Г.Я. Козлова, Н.И. Аниськов. - Новосибирск, 2005. - С. 26-27.
2. Кудайбергенов М. С. Селекционно-генетические модели высокопродуктивных сортов и гибридов зерновых культур. // Автореф. докт. дисс. - Алмата, 2005. - 44 с.
3. Родина Н.А. Селекция ячменя на Северо-Востоке Нечерноземья. / Н.А. Родина. - Киров, 2006. - 488 с.
4. Савченко В.К. Генетический анализ в сетевых пробных скрещиваниях. / В.К. Савченко. - Минск: «Наука и техника», 1984. - 222 стр.
5. Федулова Н.М. Ячмень. // Н.М. Федулова, Л.П. Реш // Программа работ Западно-Сибирского селекцентра до 2010 года. - Омск, 1990. - С. 64-76.
