CC BY
241
УДК 633.11:631.527.5
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОЗИМЫХ СОРТОВ В СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРОДУКТИВНОСТИ
Л.М. МОИСЕЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
А.Г. КЛЫКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
И.В. КОНОВАЛОВА, младший научный сотрудник П.М. БОГДАН, младший научный сотрудник Приморский НИИСХ Россельхозакадемии E- mail: [email protected]
Резюме. Проведен анализ гетерозиса и степени фенотипического доминирования у ярово-озимых гибридов по 18 комбинациям. Наибольшие величины этих показателей по четырем селекционно-хозяйственным признакам отмечены у комбинации Приморская 40 х Мироновская 808.
Ключевые слова: яровая мягкая и озимая пшеница, гибрид, элементы продуктивности, гетерозис.
Сорт - одно из наиболее эффективных средств повышения сельскохозяйственного производства. Достигнутое за последние годы увеличение урожайности зерновых культур во многом обусловлено использованием новых сортов и гибридов. При этом выдвигается задача комплексного совмещения в одном сорте продуктивности, устойчивости к полеганию,болезням,вредителям и неблагоприятным условиям среды, высокого качества, и ряда других показателей.
Мировой опыт свидетельствует о том, что значительно проще создавать новые сорта с использованием в качестве исходных форм для скрещивания образцов, имеющих максимум хозяйственно ценных признаков. В селекции яровой пшеницы в этом аспекте большой интерес представляют лучшие сорта озимой пшеницы.
Селекцию яровой и озимой пшеницы в нашей стране длительное время вели обособленно, что привело к определенной генетической дивергенции созданных сортов. Поэтому привлечение в скрещивания озимых форм способствует обогащению исходного материала, а возможности в этом отношении еще далеко не полностью реализованы. Сорта озимой пшеницы нередко обладают контрастной с яровой расоспецифической устойчивостью к важнейшим патогенам, что можно с успехом использовать в селекции [1].
Идея включения озимой пшеницы в процесс создания сортов яровой разновидности этой культуры не нова. Лучший в свое время сорт ярового типа Экстро-Кольбен был получен от скрещивания яровой формы с озимым сортом Королева Вильгельмина [2].
Саратовские ученые для повышения потенциала продуктивности яровой пшеницы включали в селекцию озимые сорта Безостая 1, Аврора, Кавказ и др. [3].
Анализируя результаты селекционной работы с яровой мягкой пшеницей в Приморском НИИСХ мы установили, что все районированные по Приморскому краю в 1990-2010 гг. сорта получены с участием озимых форм.
Работу по изучению коллекции озимой пшеницы проводили в 1977-1980 гг. [4]. За этот период изучено 328 образцов, в том числе 157 отечественной и 171 зарубежной селекции. В итоге было выделено 78 сортов с ценными селекционно-хозяйственными признаками, проведено 286 комбинаций скрещиваний. Главным результатом этой работы стали сорта - Приморская 21,
Приморская 39 и Приморская 40, созданные с участием озимых форм.
С 2008 г селекцию яровой мягкой пшеницы с участием озимых форм возобновили. В связи с этим большой практический интерес представляет изучение характера наследования количественных признаков у гибридов яровых пшениц с озимыми, и наоборот, что дает возможность вести более целенаправленную работу. В научной литературе по этому вопросу приводятся весьма противоречивые сведения [4].
В задачу наших исследований входило изучить характер наследования основных элементов продуктивности у ярово-озимых гибридов пшеницы, с целью повышения эффективности селекции яровых сортов этой культуры.
Условия, материалы и методы. В качестве материнских форм при гибридизации использовали местные районированные сорта яровой пшеницы -Приморская 40, Приморская 39 и озимые - Златия (Болгария), Безостая 1 (Россия), Мироновская 808 (Украина), NB-67730R (к- 515803) (США), Buson (США). В качестве отцовских форм привлекали яровые сорта
- Line PCASBW 15 (Мексика), Afrika Maja (Мексика), Vacaria (Бразилия), Юй-Сянь-Бай-Май-Цзы (Китай), Приморская 14, Приморская 39 (Приморский край) и озимые - Безостая 1 (Россия), Мироновская 808 (Украина), NB-67730R (к-515803) (США).
Для яровизации озимых сортов семена выдерживали в стерильном влажном песке при температуре 18...22 0С 3...4 дня. После этого растения с проростками величиной 1.2 мм помещали в камеру с температурой 0.3 0С на 40 дней. Затем проростки, длина которых за этот срок увеличилась до 3.5 см, 10...15 апреля высаживали с поливкой в поле. Одновременно высевали семена материнских яровых сортов пшеницы.
После такой яровизации пшеницы в среднем у 80 % растений озимых сортов все фазы развития шли одновременно с яровыми.
Всего проведено 18 комбинаций скрещивания с участием озимых сортов. Среди них 6, когда в качестве материнских форм брали яровые формы, 12 - озимые. Опыление проводили твел-методом на 3.4 день после кастрации материнских растений. Родительские озимые формы для биометрического анализа высевали осенью, а полученные гибриды F0 весной следующего года, для получения гибридов F1.
В наших исследованиях у всех изучавшихся гибридов F1 (независимо от вида скрещиваний) полностью доминировало свойство яровости (при весеннем посеве), развитие растений в большинстве случаев шло дружно, сроки наступления фаз колошения и созревания почти не отличались от ярового родительского компонента (2.4 дня в ту или иную сторону), что согласуется со сведениями из литературных источников.
При уборке для биометрического анализа по каждой комбинации с родительских сортов и гибридов отбирали по 10 растений с корнем. Оставшиеся растения гибридов отбирали и обмолачивали индивидуально для посева на следующий год в F2.
Анализ степени доминирования и проявления гетерозиса в F1 проводили по восьми признакам, определя-
— Достижения науки и техники АПК, №12-2011
Таблица. степень фенотипического доминирования и величина гетерозиса по основным элементам
Высота, см Кустистость, шт. Длина Число , шт. Масса з ер 8
Комбинации общая продукти- вная колоса, см колосков зерен в колосе с 1 колоса с 10 растений
в качестве материнской линии сорт яровой пшеницы Приморская 39 х Безостая 1 -8,7/-18,2 -0,2/-2,4 -1,0/-6,0 3,0/38,8 1,7/10,4 9,1/53,0 3,7/57,0 2,4/41,0
Приморская 39 х Мироновская 808 - 4,3/-15,4 3,6/88,4 3,9/94,0 2,1/22,0 2,0/21,3 3,7/77,0 4,1/50,0 4,8/71,0
Приморская 39 х NB-67730R (к-515803) 2,7/16,9 1,0/11,8 4,0/10,0 -2,4/-17,0 -0,7/-3,3 3,8/27,0 2,0/29,0 1,4/10,0
Приморская 40 х Безостая 1 -1,2/-14,5 0,4/19,0 1,5/27,0 -0,3/-13,0 2,1/12,5 4,2/70,0 3,0/27,0 3,0/31,0
Приморская 40 х Мироновская 808 3,7/15,0 12,5/65,7 3,0/86,0 3,0/10,0 2,2/23,2 2,3/78,0 7,0/42,4 2,9/89,0
Приморская 40 х NB-67730R (к-515803) 2,3/14,3 -0,2/-20,0 -0,5/-11,0 1,0/7,0 0,4/13,3 2,4/54,0 5,0/27,0 7,0/53,0
в качестве Buson х Шпє PCASBW 15 -1,5/-12,0 материнской линии сорт озимой пшеницы 1,3/2,9 2,0/10,0 6,0/15,0 -1,0/-4,0 1,6/31,0 3,0/13,0 2,1/34,0
Buson х Vacaria 3,2/4,0 7,1/91,0 8,0/45,0 3,7/35,0 5,8/17,1 1,7/57,0 2,0/13,0 2,2/53,0
Buson х Afrika 3,3/14,0 4,0/84,4 5,5/90,8 1,0/23,0 2,7/11,2 2,8/60,0 2,0/33,0 2,6/71,0
Buson х Приморская 40 3,6/12,0 2,5/14,3 8,0/25,0 5,3/13,0 2,6/4,7 4,9/93,0 6,0/50,0 3,0/63,9
Безостая 1 х Приморска 40 -2,4/-11,0 2,4/49,0 6,3/48,0 -0,3/-7,0 1,9/11,3 4,9/81,0 5,0/53,0 7,0/23,0
Безостая 1 х Приморская 14 -0,9/-2,8 2,0/25,0 10,0/27,0 3,2/37,0 1,8/9,5 1,6/2,8 4,1/33,0 1,8/45,0
Безостая 1 х Приморская 39 -3,6/-7,0 6,0/86,0 3,1/91,0 -0,7/-2,8 1,9/12,9 8,3/48,0 2,7/36,0 2,9/91,0
NB-67730R (к-515803) х Приморская 39 -1,2/-5,0 2,6/22,4 3,4/82,4 0,1/7,0 -0,5/-5,6 7,2/70,0 2,4/29,0 9,0/80,0
NB-67730R (к-515803) х Приморская 40 -5,2/-9,5 4,0/51,4 8,0/50,0 2,0/14,0 -0,4/-7,8 4,0/83,0 5,0/27,0 7,5/57,0
NB-67730R (к-515803) х Юй-Сянь-Бай-Май-Цзы -1,7/-4,5 18,3/79,3 4,6/78,0 3,0/16,0 -4,6/-16,0 3,1/41,8 1,4/14,0 -6,0/-30,0
Златия х Приморская 39 -3,2/-13,9 8,5/91,2 6,1/90,3 1,0/10,0 1,4/21,0 5,2/26,0 0,9/7,0 5,3/45,0
Мироновская 808 х Приморская 40 -1,0/-21,0 -3,5/-26,0 -0,5/-14,0 -0,8/-13,0 1,3/17,0 7,9/26,0 1,0/7,0 3,4/58,0
В числителе - степень фенотипического доминирования, в знаменателе - гетерозис
ющими продуктивность: высота растений, кустистость (общая и продуктивная), длина колоса, число колосков и зерен в колосе, масса зерна с одного колоса и 10 растений. На основании гибридологического и структурного анализа по каждой комбинации в F1 были определены степень фенотипического доминирования и гетерозиса по методу Гриффинга [5].
результаты и обсуждение. Характеристика гибридов F1, полученных при прямых и обратных скрещиваниях, свидетельствует о том, что наследование количественных признаков очень специфично и варьирует от депрессии до сверхдоминирования. При этом наблюдается некоторая тенденция положительной связи между значением доминирования и гетерозиса: при высокой степени доминирования - выше гетерозис [6]. В зависимости от комбинаций гетерозис проявлялся в различной степени. Так, по высоте растения он в большинстве случаев (12 из 18) был отрицательным. Самое высокое положительное значение 2,7/16,9 и 3,7/15,0 соответственно отмечено в комбинациях Приморская 39 х NB-67730R (к-515803) и Приморская 40 х Мироновскую 808 (см. табл.).
Отрицательные значения гетерозиса и степени доминирования признака кустистости (общая и продуктивная) отмечены только по трем комбинациям, а наибольшая положительная величина этого показателя - в комбинациях Приморская 39 х Мироновская 808 (3,6/88,4 и 3,9/94,0), Buson х А^ка М^а (4,0/84,4 и 5,5/ 90,8), Безостая 1 х Приморская 39 (6,0/86,0 и 3,1/91,0) и Златия х Приморская 39 (8,5/91,2 и 6,1/90,3).
Отрицательные значения гетерозиса и степени доминирования длины колоса установлены по пяти комбинациям, а самые высокие - в комбинациях Приморская 39 х Безостая 1 (3,0/38,0) и Безостая 1 х Приморская 14 (3,2/37,0).
По числу колосков отрицательные величины гетерозиса и степени доминирования наблюдали в пяти комбинациях, а наибольшие положительные - в комбинациях Приморская 39 х Мироновская 808 (2,0/21,3),
Достижения науки и техники АПК, №12-2011 —
Приморская 40 х Мироновская 808 (2,2/23,2) и Златия х Приморская 39 (1,4/21,0).
По числу зерен в колосе по всем комбинациям гетерозис и степень доминирования были положительными. Наибольшие их значения отмечены вком-бинациях Buson х Приморская 40 (4,9/93,0), Безостая
1 х Приморская 40 (4,9/81,0), NB-67730R (к-515803) х Приморская 40 (4,0/83,0) и Приморская 40 х Мироновская 808 (2,3/78,0).
Величины гетерозиса и степени доминирования массы зерна с одного колоса и 10 растений соответственно низким и отрицательным были только в комбинации NB-67730R (к-515803) х Юй-Сянь-Бай-Май-Цзы (1,4/14,0 и -6,0/-30,0). В остальных вариантах эти показатели варьировали от 2,0/29,0 и 1,4/10,0 -Приморская 39 х NB-67730R (к-515803) до 2,7/36,0 и 2,9/91,0 - Безостая 1 х Приморская 39.
Анализ гетерозиса и степени доминирования у гибридов при реципрокных скрещиваниях свидетельствует о том, что четких закономерностей изменения величины этих показателей в зависимости от того какие сорта взяты в качестве материнской формы (яровые или озимые) не проявилось. В отдельных комбинациях (Приморская 40 х Безостая 1 и Безостая 1 х Приморская 40) отрицательное значение гетерозиса и степени доминирования по высоте и длине колоса было как в прямых, так и в обратных скрещиваниях.
Выводы. Результаты исследований показывают, что стабильно положительные значения гетерозиса и степени доминирования различной величины (от минимального до сверхдоминирования) по всем изучаемым признакам наблюдаются в 4-х комбинациях из 18: Buson х Vacaria, Buson х А^ка Maja, Buson х Приморская 40, Приморская 40 х Мироновская 808. Причем у последней из них отмечены наибольшие значения гетерозиса и степени доминирования по четырем признакам (количество колосков и зерен в колосе, масса зерна с одного и с 10 колосьев).
-------------------------------------------- 29
Литература.
1. Неттевич Э.Д. Проблемы исходного материала на современном этапе селекции зерновых культур.//Российский вестник сельскохозяйственных наук. - 1982. - № 6. - С. 20 - 24.
2. Вавилов Н.И. Научные основы селекции пшеницы. - М.; Л., 1935. - 166 с.
3. Мамонтова В.Н. Итоги, задачи и перспективы селекции яровой пшеницы на Юго-востоке европейской части СССР / Селекция яровой пшеницы. - Тр. ВАСХНИЛ. - М., 1977. - С. 10 - 19.
4. Меланич Ю.В. Использование озимой пшеницы в селекции яровой в Приморском крае : Дис.... канд. с.-х. наук. - Хабаровск, 1989. - 163 с.
5. Зенищева Л.С. Наследуемость количественных признаков определяющих устойчивость растений к полеганию//Сель-скохозяйственная биология.-1968.-Т.3, №5.-С.780-794.
6. Хасбиулина О.И. Изучение сортов-источников высокой продуктивности сои и донорских свойств для использования в селекции: Дис.... канд. с.-х. наук - п. Тимирязевский, 2005. - 160 с.
usage of WINTER VARiETiES iN SELEcTioN of SoFT SPRiNG WHEAT FoR iMPRoVEMENT
of genetic potential of productivity
L.M.Moiseenko, A.G.Klykov, i.V.Konovalova, P.M.Bogdan
Summary. There were determined the level of heterosis and the phenotypic dominance level of spring-winter hybrids on 18 combinations. The maximum value of the data indices on four selection-quality characteristics had the combination Primorskaya 40 x Mironovskaya 808. Key words: spring and winter soft wheat, hybrid, the productivity elements, heterosis, the phenotypic dominance level.
УДК 633.112.9:664.6:633.2
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ХЛЕБОПЕКАРНЫЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА СОРТОВ ТРИТИКАЛЕ В СРАВНЕНИИ С ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЕЙ И ОЗИМОЙ РОЖЬЮ
Т.А ГОРЯНИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Самарский НИИСХ им. Н.М. Тулайкова Россельхо-закадемии
E-mail: [email protected]
Резюме. Анализ свойств зерна сортов озимой тритикале, в сравнении с сортами озимой ржи и озимой пшеницы, показал, что в условиях центральной зоны Самарской области при равной урожайности с озимой пшеницей (21,3.28,8 ц/га) качество зерна и муки тритикале не уступает сортам озимой ржи и озимой пшеницы. Хлеб из муки тритикале в чистом виде хуже, чем пшеничный и ржаной. Добавление муки пшеницы к муке тритикале во всех соотношениях улучшало эластичность (на 0,3...1,3 балла) и объём хлеба (на 65. 295 см3). Пористость (3,2...3,5 балла) и вкус (4,0 балла) хлеба из смеси были на уровне и выше (на 0,3...0,8 и 0,5...1,0 баллов соответственно), чем у хлеба из муки тритикале. Наилучший вариант использования муки тритикале - смесь с пшеничной в соотношении 50:50.
Ключевые слова: качество, зерно, мука, хлеб, тритикале, рожь, пшеница
В последние годы резко увеличился интерес к такой новой сельскохозяйственной культуре, как тритикале [5, 6, 7]. Возможность использования ее муки в хлебопекарном производстве исследуют учёные разных стран на протяжении нескольких лет [3]. Однако технологические качества этого продукта ещё не достигли уровня лучших сортов пшеницы [11]. В большинстве случаев для приготовления качественных хлебных изделий муку тритикале используют в смеси с пшеничной [8].
Цель наших исследований - изучить технологические и хлебопекарные свойства зерна тритикале, в сравнении с зерном пшеницы и ржи.
Для достижения посталенной цели решали следующие задачи:
30 ---------------------------------------------
определить технологические свойства зерна озимой тритикале;
установить возможность использования муки из зерна тритикале для выпечки хлеба в чистом виде и в смеси с пшеницей.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2005-2009 гг. Озимые культуры возделывали на полях лаборатории селекции серых хлебов Самарского НИИСХ, расположенных в центральной зоне Самарской области. Хлебопекарные и технологические свойства определяли в лаборатории технологии зерна и массового анализа института.
Почва опытного участка - чернозём обыкновенный среднемощный.
В опыте изучали сорта озимой тритикале Устинья, Варвара и Кроха, сорт-стандарт Тальва 100, сорт озимой ржи Антарес и сорт озимой пшеницы Безенчукская 380.
В лабораторных условиях по выборке из 45 растений, взятых в трёх повторностях, определяли массу 1000 зёрен (ГОСТ 10842-76), биохимические свойства зерна и муки (по общепринятой методике [4]), «число падения» (методом Хагберга-Пертена [1]). вязкость водного экстракта (методом Пуазейля [2]), 5-алкилре-зорцинолы (по методике ВИР [12]). Пробную выпечку хлеба из муки тритикале проводили безопарным методом с интенсивным замесом теста с добавлением
2 мл 49 %-ной молочной кислоты по методике ВНИИ зерна). Ржаной хлеб выпекали опарным способом на трёхфазовой закваске [9].
результаты и обсуждение. В конкурсном сортоиспытании в среднем за 2005-2009 гг на неудобренном фоне по чёрному пару сбор зерна сортов тритикале (21,3.28,8 ц/га) был на одном уровне и выше урожая озимой пшеницы (21,6 ц/га) и на 4,8.12,3 ц/га ниже, чем у озимой ржи (табл.1). Зерно сортов тритикале в
Достижения науки и техники АПК, №12-2011
