CC BY
1УДК 633.174
НАСЛЕДОВАНИЕ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ГИБРИДАМИ F1 СОРГО ЗЕРНОВОГО В УСЛОВИЯХ КРЫМА
Болдырева Л.Л., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Бритвин В.В., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Юдина В.Н., ассистент кафедры лесного дела и садово-паркового строительства,
Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского»
В данной работе отображены материалы по изучению наследования признаков гибридами F1 сорго зернового. При помощи коэффициента доминирования определен гетерозис по продолжительности вегетационного периода, высоте растений, длине метелки, выходу ножки из раструба верхнего листа, урожайности исследованных образцов. Важным является выявление гибридов с доминированием и сверхдоминированием изучаемых признаков.
Ключевые слова: сорго зерновое, гибрид, наследование, гетерозис
INHERITANCE OF AGRONOMIC CHARACTER BY HYBRIDS F1 OF GRAIN SORGHUM IN THE CONDITIONS OF CRIMEA
Boldyrevа L.L., Candidate of Agricultural Science, Associate Professor;
BritvinV.V.,Candidate of Agricultural Science, Associate Professor; Yudina V.N., assistant of the department of forestry and landscape construction, Institute "Agrotechnological Academy", FSAEI HE "V. I. Vernadsky Crimean Federal University"
This work displays materials on the study of the inheritance of traits by F1 hybrids of grain sorghum. Using the dominance coefficient, heterosis was determined by the duration of the growing season, plant height, panicle length, stem exit from the bell of the top leaf, and yield in grain sorghum hybrids. It is important to identify hybrids with dominance and overdominance of the studied traits.
Keywords: grain sorghum, hybrid, inheritance, heterosis
Введение. Создание сортов и гибридов сорго с заранее заданными параметрами (моделями) - чрезвычайно важная и трудная задача. Для успешного ее решения необходимо не только иметь исходный материал, владеть методами оценки, выбраковки и отбора, но и знать генетику наследования того или иного признака. Гибридизация представляет собой сложный процесс образования новых форм, основанный на развитии генотипа в постоянно меняющихся ус-
34
ловиях внешней среды. В гибридном организме признаки и свойства, полученные от родительских особей, образуя различные сочетания, развиваются в каждом поколении заново. Поэтому необходимо знать, как наследуются те или иные признаки и свойства при определенных условиях развития растений [2].
Многие авторы отмечают, что характер наследования признаков определяется не только генетическими особенностями материала, вовлекаемого в скрещивания, но и спецификой почвенно-климатических условий района проведения исследований [1].
В настоящее время особенности наследования хозяйственно ценных признаков и продуктивности гибридами первого поколения изучены у многих сельскохозяйственных культур: тритикале [1], озимой пшеницы [6], сои [3], ярового ячменя [4], риса [7], овса [5] и др.
В настоящее время в Институте «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И.Вернадского». ведут работу в этом направлении по культуре сорго (зернового, сахарного, суданского, ве-ничного и сорго-суданковых гибридов).
Для Республики Крым с его сложными почвенно-климатическими условиями большой интерес в качестве страховой культуры представляет сорго зерновое.
Материал и методы исследований. В течение 2020-2022 гг. нами изучено 11 гибридов первого поколения сорго зернового селекции Института «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского».
Полевые исследования проводили на опытном поле Академии (повтор-ность трехкратная), площадь делянки 21 м2. Учет биометрических показателей проводили перед уборкой в фазу полной спелости зерна. При закладке опытов руководствовались методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (2019), методами полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1979, 1985). На основе учетов и наблюдений морфологических признаков и урожайности был рассчитан эффект гетерозиса гибридов по отношению к родительским формам и коэффициент доминирования фр) по которому определяли наследование изучаемого признака [8].
Результаты и обсуждение. Цель наших исследований - изучить характер наследования основных хозяйственно ценных признаков гибридами сорго зернового F1 в агроэкологических условиях Республики Крым.
Наследование продолжительности вегетационного периода. В зависимости от комбинаций родительских пар, коэффициент доминирования у гибридов по данному показателю варьируется от отрицательного к положительному значению.
У гибридов Искра 2С х Сориз (2,3), Апича С х Сориз (2,0) выявлено сверхдоминирование по исследуемому признаку.
У гибридов Искра 2С х Крупинка 10, Бурана 24 С х Крупинка 10, Коричневая 11С х Оркси 15, Апича С х Оркси 15, Бурана 24 С х Оркси 15 наблюдался отрицательный коэффициент доминирования (-0,2; -0,7; -2,5; -3,5; -1,0 соответ-
35
ственно), таким образом, полная спелость у данных гибридов наступает раньше среднего значения родительских форм, что является хорошим показателем для производства гибридов сорго зернового (табл. 1). Таблица 1. Наследование продолжительности вегетационного периода (всходы-полная спелость) гибридами F1 сорго зернового, 2020-2022 гг.
Название гибрида Среднее значение обоих родителей, МР (дней) Среднее значение лучшего родителя, Р (дней) Среднее значение признака в F1, (дней) Коэффициент домнирования, hp Гетерозис к ?, % Гетерозис к в, %
Искра 2С х Крупинка 10 111,2 в 114,0 110,5 -0,2 -2,3 -3,5
Бурана 24 С х Крупинка 10 112,2 в 114,5 110,5 -0,7 0,4 -3,5
Перспектива 80 С х Сориз 109,0 в 111,0 111,0 1,0 3,7 1,8
Искра 2С х Сориз 109,5 в 111,0 113,0 2,3 4,6 1,8
Апича С х Сориз 110,5 в 111,0 111,5 2,0 1,3 0,0
Искра 2С х Оркси 15 110,0 в 112,0 112,5 1,2 4,1 1,3
Коричневая 11С х Оркси 15 112,0 в 111,0 109,5 -2,5 -2,2 -2,2
Апича С х Оркси 15 111,0 в 112,0 107,5 -3,5 -2,2 -4,0
Бурана 24 С х Оркси 15 111,0 в 112,0 110,0 -1,0 0,0 -1,8
Бурана 8С х Оркси 15 110,5 в 112,0 111,0 0,3 1,4 -0,9
Перспектива 80 С х Оркси 15 109,5 в 112,0 110,0 0,2 2,8 -1,8
Большинство гибридов проявили отрицательный эффект гетерозиса по отношению к отцовской форме. Данные образцы созревают раньше отцовского компонента.
Наследование высоты растений. Высота растений является важным признаком в селекции сорго зернового, которая в большой мере определяет устойчивость сорта или гибрида к полеганию и пригодности к механизированной уборке.При исследовании наследования у большинства гибридов сорго зернового по высоте растений наблюдается эффект сверхдоминирования, при котором коэффициент hp>1.
Наибольший коэффициент доминирования ^р = 56,1) отмечается у гибридов Апича С х Оркси 15 и Апича С х Сориз ^р = 28,7) (табл. 2).
Гибрид Бурана 24 С х Крупинка 10 имеет низкий коэффициент доминирования (0,5). При определении наследования высоты растений у изучаемых гибридов не наблюдалось отрицательного значения коэффициента доминирования. Из данных таблицы 2 видно, что по высоте растений большее количество
гибридов проявляют эффект соматического гетерозиса как по материнской, так и по отцовской форме. В зависимости от комбинации он варьировал по отношению к стерильному аналогу от 3,3 до 58,5 %; по отношению к восстановителю фертильности - от 6,5 до 40,0 %.
Таблица 2. Наследование высоты растений гибридами F1 сорго зернового, 2020-2022 гг.
Название гибрида Среднее значение обоих родителей, МР (см) Среднее значение лучшего родителя, Р (см) Среднее значение признака в F1, (см) Коэффициент домнирования, hp Гетерозис к 2, % Гетерозис к в, %
Искра 2С х Крупинка 10 91,0 в 91,5 97,5 13,0 7,7 6,5
Бурана 24 С х Крупинка 10 98,2 2 105,0 101,5 0,5 -3,3 10,9
Перспектива 80 С х Сориз 87,3 в 94,6 106,0 2,6 32,3 12,0
Искра 2С х Сориз 92,5 в 94,6 111,5 9,0 23,2 17,9
Апича С х Сориз 94,9 2 95,2 103,5 28,7 8,7 9,4
Искра 2С х Оркси 15 93,5 в 96,5 109,5 5,3 20,9 13,5
Коричневая 11С х Оркси 15 96,8 2 97,2 125,8 72,5 29,4 30,3
Апича С х Оркси 15 95,8 в 96,5 135,1 56,1 41,9 40,0
Бурана 24 С х Оркси 15 100,7 2 105,0 120,5 4,6 14,7 24,9
Бурана 8С х Оркси 15 91,0 в 96,5 105,0 2,5 22,6 8,8
Перспектива 80 С х Оркси 15 88,3 в 96,5 127,0 4,7 58,5 31,6
У гибридов Искра 2С х Крупинка 10, Перспектива 80С х Сориз, Искра 2С х Сориз, Искра 2С х Оркси 15, Апича С х Оркси 15, Бурана 8С х Оркси 15, Перспектива 80С х Оркси 15 эффект гетерозиса по высоте растений по отношению к материнской форме выше, чем к отцовской, а поэтому доминирование признака идет за счет отцовской формы.
Наследование длины метелки. Длина метелки важный количественный признак, он напрямую связан с продуктивностью растений сорго зернового.
Все гибриды, за исключением Бурана 8 С х Оркси 15, превосходят по данному показателю обе родительские формы и имеют высокий коэффициент доминирования, от 1,2 (Апича С х Оркси 15) до 4,7 (Искра 2С х Сориз).
Отрицательного коэффициента доминирования по наследованию длины метелки у гибридов сорго зернового не наблюдалось.
В целом гибридных популяций эфффект гетерозиса варьировал от - 10,5 до 71,4 %.
Гетерозис по длине метелки у гибридов по отношению к материнской форме,
37
чаще имел положительный эффект, кроме гибрида Бурана 8С х Оркси 15 (-10,5).
Эффект гетерозиса по отношению к отцовской форме по данному признаку был выше и составил от 18,6 (Перспектива 80С х Сориз) до 71,4 % (Искра 2С х Оркси 15). Наследование признака длины метелки у изучаемых гибридов 2020-2022 гг. проходило за счет материнских форм (табл. 3).
Таблица 3. Наследование длины метелки гибридами F1 сорго зернового, 2020-2022 гг.
Название гибрида Среднее значение обоих родителей, МР (см) Среднее значение лучшего родителя, Р (см) Среднее значение признака в F1, (см) Коэффициент домнирования, hp Гетерозис к 2, % Гетерозис к в, %
Искра 2С х Крупинка 10 21,4 2 23,3 25,0 1,9 7,3 28,2
Бурана 24 С х Крупинка 10 21,1 2 22,6 24,3 2,1 7,5 24,6
Перспектива 80 С х Сориз 23,1 2 24,7 25,5 1,5 3,2 18,6
Искра 2С х Сориз 22,4 2 23,3 26,6 4,7 14,4 23,9
Апича С х Сориз 23,8 2 26,2 30,5 2,8 16,4 41,8
Искра 2С х Оркси 15 20,4 2 23,3 30,0 3,3 28,7 71,4
Коричневая 11С х Оркси 15 20,1 2 22,7 25,6 2,1 12,8 46,3
Апича С х Оркси 15 21,8 2 26,2 29,3 1,2 11,8 67,4
Бурана 24 С х Оркси 15 20,0 2 22,6 25,0 1,9 10,6 42,9
Бурана 8С х Оркси 15 20,9 2 24,3 21,7 0,2 -10,5 24,2
Перспектива 80 С х Оркси 15 21,1 2 24,7 27,1 1,7 9,9 55,1
Наследование выхода ножки из раструба верхнего листа. Данный морфологический признак не влияет на урожайность зерна, однако его наличие облегчает процесс механизированной уборки при прямом комбайнировании.
Изучаемые гибриды по отношению к родительским формам можно разделить на две группы:
1. Со сверхдоминированием ^р > 1,0) признака. Здесь можно выделить гибриды Искра 2С х Крупинка 10, Бурана 24С х Крупинка 10, Искра 2С х Оркси 15, Коричневая 11С х Оркси 15, Бурана 8С х Оркси 15 (Ир соответственно: 4,9; 4,0; 3,2; 2,0; 7,9).
2. С отрицательным эффектом доминирования, когда коэффициент доминирования hp ниже нуля. Это такие гибриды как Искра 2С х Сориз, Апича С х Сориз, Бурана 24С х Оркси 15, Перспектива 80 С х Оркси 15 (Ир соответственно: -4,0; -1,5; -0,8; -8,8) (табл. 4).
38
Таблица 4. Наследование выхода ножки метелки из раструба верхнего листа гибридами F1 сорго зернового, 2020-2022 гг.
Название гибрида Среднее значение обоих родителей, МР (см) Среднее значение лучшего родителя, Р (см) Среднее значение признака в F1, (см) Коэффициент домнирования, hp Гетерозис к 2, % Гетерозис к в, %
Искра 2С х Крупинка 10 2,7 ¿3,1 4,7 4,9 200,0 49,2
Бурана 24 С х Крупинка 10 3,6 2 4,15 5,6 4,0 36,1 79,3
Перспектива 80 С х Сориз 1,2 в 2,5 1,3 0,1 170,0 -46,0
Искра 2С х Сориз 2,4 в 2,5 2,0 -4,0 75,1 -20,0
Апича С х Сориз 2,3 в 2,5 2,0 -1,5 -6,9 -20,0
Искра 2С х Оркси 15 1,1 2 2,3 5,0 3,2 114,9 62,0
Коричневая 11С х Оркси 15 2,3 2 4,6 7,0 2,0 50,5 130,0
Апича С х Оркси 15 1,1 2 2,1 1,5 0,4 -30,2 200,0
Бурана 24 С х Оркси 15 2,1 2 4,1 0,3 -0,8 -91,5 -30,0
Бурана 8С х Оркси 15 0,4 2 0,8 3,8 7,9 347,0 660,0
Перспектива 80 С х Оркси 15 0,5 0,5 3,1 -8,8 530,0 530,0
Наследование урожайности. Изучение урожайности зерна гибридов первого поколения сорго зернового является заключительным этапом селекционной работы. Большинство гибридов по данному признаку значительно превосходят обе родительские формы. Сверхдоминирование по урожайности наблюдается у гибридов Бурана 24С х Оркси 15 (31,0), Перспектива 80С х Сориз (19,7), Апича С х Оркси 15 (18,2), Искра 2С х Крупинка 10 (16,0), Перспектива 80С х Оркси 15 (13,0), Бурана 24 С х Крупинка 10 (10,7), Искра 2С х Оркси 15 (10,2), Апича С х Сориз (8,3), Бурана 8С х Оркси 15 (6,6), Коричневая 11С х Оркси 15 (6,5). Частичное доминирование выявлено у гибрида Искра 2С
х Сориз (0,2) (табл. 5).
Все изучаемые гибриды имели положительный эффект гетерозиса как к материнской, так и к отцовской форме: наибольший эффект гетерозиса по отношению к материнской форме имели гибриды Апича С х Сориз (164,7 %), Перспектива 80 С х Сориз (155,0 %), Апича С х Оркси 15 (173,5 %), Перспектива 80С х Оркси 15 (140,0 %); по отношению к отцовской - эффект гетерозиса изменялся от 50,0 (Искра 2С х Оркси 15) до 121,7 % (Перспектива 80С х Сориз).
Стоит отметить, что эффект гетерозиса по величине продуктивности у всех гибридов был выше к материнской форме, чем к отцовской.
39
Таблица 5. Наследование урожайности гибридами F1 сорго зернового, 2020-2022 гг.
Название гибрида Среднее значение обоих родителей, МР (т/га) Среднее значение лучшего родителя, Р (т/га) Среднее значение признака в F1, (т/га) Коэффициент домнирования, hp Гетерозис к ?, % Гетерозис к в, %
Искра 2С х Крупинка 10 2,2 в 2,3 3,5 16,0 62,8 52,2
Бурана 24 С х Крупинка 10 2,1 в 2,3 4,1 10,7 76,1 76,1
Перспектива 80 С х Сориз 2,1 в 2,3 5,1 19,7 155,0 121,7
Искра 2С х Сориз 2,2 в 2,3 3,1 0,2 44,2 34,8
Апича С х Сориз 2,0 в 2,3 4,5 8,3 164,7 95,6
Искра 2С х Оркси 15 2,3 в 2,4 3,6 10,2 67,4 50,0
Коричневая 11С х Оркси 15 2,1 в 2,4 3,8 6,5 99,5 57,9
Апича С х Оркси 15 2,3 в 2,4 4,6 18,2 173,5 93,3
Бурана 24 С х Оркси 15 2,3 в 2,4 3,9 31,0 69,5 62,5
Бурана 8С х Оркси 15 2,2 в 2,4 3,7 6,6 89,7 54,1
Перспектива 80 С х Оркси 15 2,2 в 2,4 4,8 13,0 140,0 100,0
Выводы. 1. В результате проведенных исследований выделены гибриды Коричневая 11С х Оркси 15, Апича С х Оркси 15, Бурана 24С х Оркси 15, которые рекомендуются для дальнейшей селекции на скороспелость.
2. Наследование гибридами первого поколения сорго зернового таких признаков как высота растений, длина метелки и урожайность зерна происходит по принципу сверхдоминирования. Все представленные гибриды представляют собой большую ценность для создания высокопродуктивного селекционного материала.
Работа финансируется за счет гранта Государственного Совета Республики Крым (Постановление Президиума Государственного Совета Республики Крым от 30.01.2023 г. № п653-2/23).
Список использованных источников:
1. Асеева, Т.А. Наследование основных хозяйственно ценных признаков гибридами ярового тритикале F1 в условиях Среднего Приамурья / Т.А. Асеева, К.В. Зенкина // Дальневосточ-
References:
1. Aseeva, T.A. Inheritance of the main economically valuable traits by hybrids of spring triticale F1 in the conditions of the Middle Amur region / T.A. Aseeva, K.V. Zenkina // Far Eastern
40
ный аграрный вестник. - 2018. -№ 4 (48).-С. 7-12.
2. Багавиева, Э.З. Селекционная ценность сортов и гибридов яровой мягкой пшеницы в условиях Среднего Поволжья / Э.З. Бавгиева: Дис. ...канд. с.-х. наук: 06.01.05. - Пенза, 2011. - 179 с.
3. Галиченко, А.П. Наследование высоты растения и высоты прикрепления нижнего боба гибридами сои первого поколения / А.П. Галиченко // В сборнике: Молодежь XXI века: шаг в будущее. Материалы XXIV региональной научно-практической конференции. В 4-х томах.- Благовещенск, 2023.- С. 184-185.
4. Герасимов, С.А. Наследование размеров колоса и числа зерен гибридами ярового ячменя / С.А. Герасимов // Вестник КрасГАУ. -2022. -№ 11 (188). -С. 27-32.
5. Петров, Г.Л. Изменчивость и наследование элементов продуктивности у гибридов овса в условиях Северного Зауралья / Г.Л. Петров, М.Н. Фомина, Н.Г. Малышкин, ЕЮ. Петрова // Успехи современного естествознания.- 2017.- № 2. - С. 32-37.
6. Фоменко, А.М. Наследование хозяйственно ценных признаков гибридами мягкой озимой пшеницы в степной зоне Ростовской области / М.А. Фоменко, А.И. Грабовец, О.В. Мельникова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2016.- № 4 (60). - С. 17-20.
7. Чухирь, И.Н. Наследование признаков, формирующих продуктивность растений риса в гибридах первого поколения / И.Н. Чухирь, Т.Л. Коротенко // Рисоводство. -2018 - №
Agrarian Bulletin. 2018.- No. 4 (48).- P. 7-12.
2. Bagavieva, E.Z. Breeding value of varieties and hybrids of spring soft wheat in the conditions of the Middle Volga region / E.Z. Bavgieva: Dis. ...Candidate of Agricultural Sciences: 06.01.05. - Penza, 2011. - 179 p.
3. Galichenko, A.P. Inheritance of plant height and attachment height of the lower bean by first-generation soybean hybrids // In the collection: Youth of the XXI century: a step into the future. Materials of the XXIV regional scientific and practical conference. In 4 volumes.-Blagoveshchensk, 2023.-P. 184-185.
4. Gerasimov, S.A. Inheritance of ear size and number of grains by spring barley hybrids / S.A. Gerasimov // Bulletin of KrasGAU. -2022. -No. 11 (188).- P. 27-32.
5. Petrov, G.L. Variability and inheritance of productivity elements in oat hybrids in the conditions of the Northern Trans-Urals / G.L. Petrov, M.N. Fomina, N.G. Malyshkin, E.Yu. Petrova // Successes of modern natural science. -2017. -No. 2.- P. 32-37.
6. Fomenko, A.M. Inheritance of economically valuable traits by hybrids of soft winter wheat in the steppe zone of the Rostov region / M.A. Fomenko, A.I. Grabovets, O.V. Melnikova // Proceedings of the Orenburg State Agrarian University.- 2016. -No. 4 (60). -P. 17-20.
7. Chukhir, I.N. Inheritance of traits that form the productivity of rice plants in hybrids of the first generation / I.N. Chukhir, T.L. Korotenko // Rice growing.- 2018. -No. 2 (39).- P. 6-10.
8.Yudina, V.N. Inheritance of
41
2 (39).- С. 6-10.
8. Юдина, В.Н. Наследование хозяйственно-ценных признаков гибридами сорго сахарного / В.Н. Юдина, Л.Л. Болдырева, В.В. Бритвин // Известия сельскохозяйственной науки Тавриды. - 2021.- № 28 (191). - С. 22-31.
agronomic character by hybrids F1 of sweet sorghum /V.N. Yudina, L.L. Boldyreva,V.V. Britvin //Transactions of Taurida Agricultural Science. - 2021.- № 28 (191). - P.22 -31.
Сведения об авторах:
Болдырева Любовь Леонидовна -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры земледелия и растениеводства Института «Агро-технологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», e-mail bold.1958@mail.ru, 295492, п. Аграрное, Институт «Агротехнологи-ческая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
Бритвин Виктор Викторович-кандидат сельскохозяйственных
наук, доцент кафедры земледелия и растениеводства Института «Агро-технологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», e-mail viktorbritvin@mail.ru, 295492, п. Аграрное, Институт «Агротехно-логическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
Юдина Виктория Николаевна -ассистент кафедры лесного дела и садово-паркового строительства Института «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», e-mail viktoryia93@ mail.ru, 295492, п. Аграрное, Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
Information about authors:
Boldyreva Ljubov Leonidovna -Candidate of Agricultural Sciences, associate professor, associate professor of department of agricultural and plant-grower of the Institute "Agrotechnological Academy" FSAEI HE "V. I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail bold.1958@mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Britvin Viktor Viktorovich -Candidate of Agricultural Sciences, associate professor of department of agricultural and plant-grower of the Institute "Agrotechnological Academy" FSAEI HE "V. I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail viktorbritvin@mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Yudina Viktoriya Nikolaevna -assistant of the department of forestry and landscape construction of the Institute "Agrotechnological Academy" FSAEI HE "V. I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail viktoryia93@ mail.ru, 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
42
