CC BY
43
УДК 635.656:631.524
КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫМИ ПРИЗНАКАМИ ГОРОХА ОВОЩНОГО
Е. В. МАКСИМЕНЯ
РНПДУП «Институт овощеводства» п. Самохваловичи, Минский р-н, Минская обл., 223013
(Поступила в редакцию 18.12.2015)
Существующий сортимент гороха овощного нуждается в совершенствовании в первую очередь в направлении увеличения продуктивности, повышения устойчивости к болезням, неблагоприятным условиям среды, пригодности для механизированной уборки урожая и улучшения его качества. В селекционной практике важно знать характер проявления признаков и свойств во взаимосвязи, чтобы усилить действие положительных и исключить влияние отрицательных свойств. Выявленные корреляционные связи между основными признаками позволяют прогнозировать результаты использования исходных форм, помогают в подборе родительских пар. Всестороннее изучение таких взаимосвязей дает возможность прогнозировать результаты отбора по определенным признакам и совершенствовать селекционный процесс, позволяет определять за счет каких элементов структуры урожая можно эффективнее повышать общую семенную продуктивность растений. Поскольку все эти элементы взаимосвязаны между собой, то повышение продуктивности растений может быть достигнуто путем рекомбинации генов, детерминирующих количественное выражение отдельных элементов структуры урожая. В статье приведены данные по изучению корреляционных взаимосвязей между хозяйственно ценными признаками гороха овощного, а также биохимическим составом зеленого горошка. Установлена сильная линейная зависимость продуктивности растений от количества и массы бобов с растения. Выявлена тесная корреляционная взаимосвязь межу количеством стерильных узлов и продолжительностью межфазных периодов. Также отмечено наличие отрицательно направленной зависимости между содержанием сахара и крахмала в зеленом горошке и различными типами крахмальных зерен.
Ключевые слова:горох овощной, корреляционные связи, биохимический состав, селекционный процесс, повышение продуктивности.
The existing range of vegetable pea needs to be improved first and foremost in the direction of increasing productivity, resistance to disease and adverse environmental conditions, suitability for mechanical harvesting, and improving its quality. In breeding practice, it is important to know the nature of the manifestation of attributes and properties and their relations to enhance the action of positive properties and eliminate the influence of negative ones. The revealed correlations between the main features allow to predict the results of using the original forms, help in the selection ofparental pairs. A comprehensive study of these relationships makes it possible to predict the results of selection according to certain characteristics, and to improve selection process, it allows to define by what elements of crop structure one can effectively improve overall seed productivity of plants. Since all of these elements are interrelated, the increase in plant productivity can be achieved by recombination of genes that determine the quantitative expression of individual elements of crop structure. The article presents data on the study of correlations between economically valuable traits of vegetable peas and biochemical composition of green peas. We have established strong linear dependence ofplant productivity on the number and weight of beans per plant. We have established close correlation between the amount of sterile components and the duration of inter-phase periods. We have also noted that there is a negative relationship between the content of sugar and starch in green peas and various types of starch grains.
Keywords: vegetable peas, correlations, biochemical composition, selection process, increased productivity.
Введение
Горох овощной получил широкое распространение, как в мировом земледелии, так и в Республике Беларусь. Благодаря своим ценным питательным и вкусовым качествам пользуется большим спросом у населения. Недозрелое зерно гороха овощного используется для консервирования, заморозки, а также может употребляться в свежем виде. Существующий сортимент гороха овощного нуждается в совершенствовании, в первую очередь в направлении увеличения продуктивности, повышения устойчивости к болезням, неблагоприятным условиям среды, пригодности для механизированной уборки урожая и улучшения его качества. Новые сорта овощного гороха с определенными признаками и свойствами создаются с помощью разных методов: гибридизации, индивидуального и массового отборов с проверкой по потомству, химического и физического мутагенеза. Основным методом создания современных высококачественных сортов является гибридизация и отбор форм с требуемым сочетанием морфофизиологических и биологических свойств. Этот метод находит все более широкое применение и в селекции гороха [3,14].
Успех селекции в наибольшей степени зависит от богатства исходного материала, обладающего важнейшими хозяйственно полезными свойствами и признаками. В селекционной практике важно знать характер проявления признаков и свойств во взаимосвязи, чтобы усилить действие положительных и исключить влияние отрицательных свойств. Выявленные корреляционные связи между основными признаками позволяют прогнозировать результаты использования исходных форм, помогают в подборе родительских пар. Всестороннее изучение таких взаимосвязей дает возможность прогнозировать результаты отбора по определенным признакам и совершенствовать селекционный процесс, позволяет определять за счет каких элементов структуры урожая можно эффективнее повышать общую семенную продуктивность растений. Поскольку все эти элементы взаимосвязаны между собой, то повышение продуктивности растений может быть достигнуто путем рекомбинации генов, детерминирующих количественное выражение отдельных элементов структуры урожая [7,13].
Н. Н. Балашова указывает на то, что комплексное изучение взаимосвязей между количественными признаками у гороха на основе корреляционного анализа позволяет выявлять пути для создания высокопродуктивных сортов с оптимальным сочетанием хозяйственно ценных признаков. Корреляция между признаками имеет большое значение при выявлении более детальной роли каждого из элементов структуры урожая, особенно в тех случаях, когда прямая оценка селектируемого признака по каким-либо причинам затруднена. Вопросу выявления корреляционных взаимосвязей между хозяйственно-ценными признаками гороха посвящено достаточно большое количество работ многих авторов, в которых отражены величина и направление взаимодействия между различными парами признаков [13].
Согласно В. В. Хангильдину связь компонентов урожая с семенной продуктивностью растения всегда положительная и линейная. Именно поэтому селекционный отбор по числу семян в бобе и числу бобов на плодоносе наиболее существенно влияет на урожай семян. В работах ряда авторов положительная корреляция отмечена между семенной продуктивностью и количеством семян на растении (от 0,56 до 0,63-0,89), количеством бобов на растении (r=0,48-0,92), числом плодущих узлов (r=0,57), массой 1000 семян (r=0,35-0,43). Отмечена тенденция к положительной корреляции между урожайностью и числом бобов на узле, а также между урожайностью и периодами всходы-цветение, всходы-созревание [1, 2, 4,6,15,16]. Урожайность находится в обратной зависимости с высотой растения и длиной междоузлий - r=, -0,62 —0,70. Установлено наличие связи между урожайностью и числом зерен с первого продуктивного узла (r=0.79) и их массой (r=0,71), на основании чего возможен отбор у гороха на высокую продуктивность растений. Представленные выше сведения о корреляционных взаимосвязях относятся к посевному гороху. Данных о наличии корреляционных связей между хозяйственно ценными признаками овощного гороха очень мало. Так, Н. Н. Балашова с соавторами [13] отмечает наличие высокой положительной корреляции между массой семян с растения, с одной стороны, и числом семян (r=0,92), сухой надземной массой растения (r=0,84) и числом бобов с растения (r=0,79) - с другой. Сопряженность массы семян с растения с такими признаками, как средняя длина междоузлия, число узлов на главном стебле, масса одного семени и число семян в бобе, оказалась слабой. По данным О. В. Марченко высокая положительная корреляция существует между количеством бобов и количеством семян с растения (r=0,89), количеством семян и массой семян с растения (R=0,82), массой семян с растения и количеством бобов с растения (R=0,68) [9,13].
В связи с вышеизложенным, целью нашей работы являлось определение корреляционных связей между наиболее важными признаками гороха овощного для селекции технологичных высокопродуктивных сортов.
Основная часть
Исследования проводились в 2011-2013 гг. на опытном поле РУП «Институт овощеводства». Почва участка дерново-подзолистая, легкосуглинистая, pH - 6,2-6,6, содержание гумуса - 2,56-2,74 %, фосфора - 240-300 мг/кг, калия - 260-320 мг/кг почвы. Опыты закладывали в соответствии с общепринятыми методиками. Технология возделывания гороха овощного соответствует организационно-технологическими нормативами возделывания сельскохозяйственных культур в условиях республики. Измерения и учет хозяйственно ценных признаков проводили согласно международному классификатору СЭВ. В качестве объектов исследований использовали 81 сортообразец гороха овощного [10-12].
Коллекционные образцы высевались в однократной повторности, площадь делянки составляла 1 м2. Определяли следующие биометрические показатели: длину стебля, количество продуктивных узлов и количество узлов до первого боба, количество бобов на растении, массу бобов на растении, продуктивность растения и массу 1000 семян. Также определяли межфазные периоды - продолжительность вегетационного периода от всходов до цветения и от всходов до технической спелости.
Для определения содержания крахмальных зерен в образцах гороха овощного из пробы семян экстрагировали тонкие фрагменты ткани семядолей на предметное стекло. Крахмальные зерна каждого типа (простые, сложные и осколки сложных) учитывали в капле воды под микроскопом проходящего света при увеличении ><400. Процентное содержание каждого типа крахмальных зерен рассчитывали от общего их количества. Биохимический анализ содержания сахаров и крахмала в зеленом горошке проводили в «Центральной республиканской лаборатории по определению качества новых сортов сельскохозяйственных растений». Статистическую обработку данных и расчет коэффициента корреляции проводили по методике Б. А. Доспехова с помощью пакета программ MS Excel 2010.
По результатам проведенных исследований выявлено наличие корреляционных взаимосвязей между хозяйственно-ценными признаками гороха овощного (табл. 1). Установлено наличие тесной корреляционной зависимости у гороха овощного между периодом от всходов до цветения и продол-
жительностью вегетационного периода до технической спелости (г=0,78±0,07), между количеством стерильных узлов и продолжительностью периодов от всходов до цветения (г=0,81±0,08) и от всходов до технической спелости (г=0,69±0,09). Полученные данные согласуются с результатами исследований других авторов [14], которые указывают на наличие прямой корреляции между продолжительностью периода всходы-цветение и числом непродуктивных узлов, между продолжительностью вегетационного периода и началом цветения.
Таблица 1. Корреляционные связи между хозяйственно ценными признаками гороха овощного
Признак 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 х
2 0,78±0,07 х
3 0,21±0,10 0,29±0,11 х
4 0,81±0,08 0,69±0,09 0,36±0,10 х
5 0,18±0,11 0,03±0,11 0,32±0,11 0,14±0,11 х
6 0,17±0,11 0,22±0,11 0,36±0,10 0,27±0,10 0,40±0,10 х
7 0,08±0,11 0,19±0,11 0,42±0,10 0,23±0,11 0,41±0,10 0,78±0,07 х
8 0,01±0,11 0,10±0,11 0,39±0,10 0,16±0,11 0,32±0,11 0,71±0,09 0,86±0,08 х
9 -0,06±0,11 0,10±0,11 -0,02±0,11 0,05±0,11 0,10±0,11 -0,11±0,09 0,06±0,09 0,05±0,11 х
Примечание: 1 - продолжительность вегетационного периода от всходов до цветения, дней; 2 - продолжительность вегетационного периода от всходов до технической спелости, дней; 3 - высота растения, см; 4 - количество непродуктивных узлов, шт.; 5 - количество продуктивных узлов, шт.; 6 - количество бобов на растении, шт.; 7 - масса бобов на растении, г; 8 - урожайность зеленого горошка, г; 9 - масса 1000 семян, г.
Выявлено наличие сильной положительной корреляции между продуктивностью растений гороха и такими элементами структуры урожая, как количество и масса бобов с растения (г=0,71±0,09 и г=0,86±0,08 соответственно), а также между количеством и массой бобов на растении (г=0,78±0,07). Исходя из наших данных, а также опираясь на данные других исследователей, продуктивность культуры напрямую зависит от количества и массы бобов на растении. Однако при селекции гороха овощного на увеличение количества и массы бобов на растении следует учитывать и дружность их созревания. Этого можно достичь с помощью селекции на увеличение числа бобов и цветков на цветоносе.
Анализ значений коэффициентов корреляции показал, что с высотой растения в незначительной степени коррелируют такие признаки, как количество бобов на растении (г=0,36±0,10), масса бобов с растения (г=0,42±0,10) и масса зеленого горошка с растения (г=0,39±0,10). С увеличением высоты растений снижается технологичность гороха овощного, так как длинный стебель сильнее полегает. Поэтому современные сорта являются среднерослыми с длиной стебля 60-100 см.
Слабая зависимость обнаружена и между количеством бобов на растении и количеством продуктивных узлов (г=0,40±0,10), массой бобов на растении и количеством продуктивных узлов (г=0,41±0,10).
Особое значение для сортов гороха овощного имеет соотношение сахара и крахмала, содержащегося в недозрелом зерне гороха овощного, так как от данного показателя зависят вкусовые качества зеленого горошка. Повышение содержания крахмала (свыше 3 %) резко снижает его вкусовые качества. Некоторые авторы указывают на взаимосвязь между содержанием сахара и крахмала в зеленом горошке и строением крахмальных зерен в биологически зрелых семенах. В тоже время отсутствуют сведения о величине и направлении данной зависимости.
В результате проведенного нами корреляционного анализа между содержанием сахара и крахмала в зеленом горошке и крахмальными зернами различных типов установлена отрицательная корреляция между содержанием сахара и простых крахмальных зерен (г= -0,34±0,17), а также между содержанием крахмала и сложных крахмальных зерен (г= -0,40±0,17) (табл. 2).
Таблица 2. Корреляционные связи между содержанием углеводов в недозрелом зерне гороха овощного и крахмальных зерен в биологически спелых семенах
Признак Содержание, % Содержание крахмальных зерен, %
сахара крахмала простые сложные осколки
Содержание, % сахара х
крахмала -0,61±0,14 х
Содержание крахмальных зерен, % простые -0,34±0,17 0,29±0,17 х
сложные -0,01±0,18 -0,40±0,17 0,31±0,17 х
осколки 0,16±0,18 0,17±0,18 -0,69±0,13 -0,90±0,08 х
В процессе проведенных исследований установлена тесная отрицательная зависимость между содержанием сложных крахмальных зерен и их осколков (г= -0,90±0,08), простых крахмальных зерен и осколков сложных (г= -0,69±0,13), содержанием сахара и крахмала (г= -0,61±0,14).
Следовательно, при селекции гороха овощного по комплексу хозяйственно ценных признаков необходимо учитывать корреляционные взаимосвязи между отдельными признаками. Это позволит предвидеть характер изменения одних свойств в зависимости от изменения других и тем самым упростить селекционный процесс.
Заключение
В результате проведенных исследований были выявлены тесные корреляционные взаимосвязи межу такими признаками, как период от всходов до цветения и продолжительность вегетационного периода до технической спелости (г=0,78±0,07), между количеством стерильных узлов и продолжительностью периодов всходы-цветение (г=0,81±0,08) и всходы-техническая спелость (г=0,69±0,09).
Установлена сильная линейная зависимость продуктивности растений от количества и массы бобов с растения, коэффициент корреляции был на уровне г=0,71±0,09 и г=0,86±0,08 соответственно.
Выявлена отрицательная корреляция между содержанием в зерне гороха овощного сахара и простых крахмальных зерен (г= -0,34±0,17), а также между содержанием крахмала и сложных крахмальных зерен (г= -0,40±0,17).
ЛИТЕРАТУРА
1. Абдул - Карим, Б. Х. Характеристика основных признаков различных сортотипов ярового гороха / Б. Х. Абдул-Карим, В. В. Ефремова, Г. Н. Гудкова // Тр. / Кубан. гос. аграр. ун-т. - Вып. 344. - Краснодар, 1995. - С. 74-80.
2. Васякин, Н. И. Основные результаты селекции гороха в Западной Сибири / Н. И. Васякин // Современные проблемы сельского хозяйства и пути их решения: Юб. сб. науч. тр. - Барнаул, 2000. - С. 54-73.
3. Гужов, Ю. Л. Прогнозирование повышения эффективности селекции растений на основе генетической и модифи-кационной изменчивости. Автореф. дис. д-ра биол. наук: 03.00.15 / Ю. Л. Гужов; АН СССР. Ин-т общей генетики. - М., 1975. - 50 с.
4. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): Учебник / Б. А. Доспехов. - 5-е изд., доп. и перераб. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
5. К л ы ш а , А . И. Корреляция урожая гороха с элементами продуктивности /А. И. Клыша // Селекция и семеноводство, 1988. - №. 3. - С. 15-16.
6. Генофонд рода Pisum L. и аспекты его изучения / Р. Х. Макашева [и др.] // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. Т. 72, вып. 1. - 1982. - С. 28.
7. Макашева, Р. Х. Горох / Р. Х. Макашева. - Л.: Колос, 1973. - 312 с.
8. Марченко, О. В. Анализ элементов продуктивности сортообразцов овощного гороха / О. В. Марченко, В. С. Анохина // Проблемы и пути повышения эффективности растениеводства в Беларуси: материалы Юбилейной международной научно-практической конференции, 29 июня 2007 г., г. Жодино. - Минск, 2007. - С. 100-102.
9. Международный классификатор СЭВ рода Pisum L. / Науч.-техн. Совет стран-членов СЭВ по коллекциям диких и культурных видов растений и др.; [Составители Р. Макашева и др.]. - Л.: ВИР, 1986. - 52 с.
10. Методические указания по селекции и первичному семеноводству овощных бобовых культур. - М., 1985. - 60 с.
11. Организационно-технологические нормативы возделывания овощных, плодовых, ягодных культур и выращивания посадочного материала: сборник отраслевых регламентов. - Минск, 2010. - 519 с.
12. Селекция и семеноводство овощных бобовых культур / Н. Н Балашова [и др.]; под общ. ред. Н. Н. Балашовой. - Кишинев: Штиинца, 1989. - 279 с.
13. Селекция и семеноводство овощных бобовых культур: Методические указания и рекомендации по селекции и семеноводству овощных бобовых и капустных культур / Всерос. НИИ селекции и семеноводства овощных культур; под. ред. В. Ф. Пивоварова, Н. С. Цыганка. - М.: ВНИИССОК 2001. - С. 4-59.
14. Семенов, В. А. Изучение наследования элементов структуры урожайности у гороха посевного / В. А. Семенов // Науч. тр. Ульян. науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва. - Ульяновск, 2005. - Т. 16. - С. 69-72.
15. Хангильдин, В. В. Репродуктивная способность и взаимосвязь между компонентами урожая гороха / В. В. Хангильдин // Репродуктивный процесс и урожайность полевых культур / ВАСХНИЛ, Всесоюз. селекц. -генет. ин-т. -Одесса: ВСГИ, 1981. - С. 55-66.
16. Хангильдин, В. Х. Некоторые результаты генетических исследований с горохом / В. Х. Хангильдин, В. В. Хангильдин // Труды Башкирского НИИСХ / Министерство сельского хозяйства РСФСР. - Уфа, 1969. - Вып. 3. - С. 40-61.
