CC BY
78
МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (140), 2009
А. Н. Зайцев, аспирант
ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии
350038, Краснодар, ул. Филатова, 17 тел.: (861)254-23-33, факс: (861)254-27-80, e-mail: vniimk-center@mail.ru
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА НА АВТОФЕРТИЛЬНОСТЬ И ПЧЕЛОПОСЕЩАЕМОСТЬ
Ключевые слова: подсолнечник, селекция, гибриды, автофертильность, пчелопосещаемость.
УДК 633.854.78:631.52
Создание и внедрение в производство высокопродуктивных гибридов подсолнечника является одним из эффективных путей решения проблемы обеспечения населения Российской Федерации высококачественным растительным маслом. Однако доля гибридов в общей структуре сортовых посевов этой культуры в нашей стране в настоящее время не превышает 40 %. Основной причиной этого является низкий уровень развития гибридного семеноводства подсолнечника в России.
В гибридном семеноводстве подсолнечника важную роль играет автофертильность - генетически обусловленная способность перекрестноопыляющегося растения завязывать семена даже в отсутствии насекомых-опылителей.
В научной литературе имеются многочисленные данные, свидетельствующие о значимости этого признака как для размножения селекционного материала, так и для товарного производства подсолнечника.
В то же время на современных гибридах и линиях отечественной селекции такие исследования не проводились.
При производстве гибридных семян важную роль играет фактор пчелоопыления как обязательный элемент технологии их выращивания. Отсутствие насекомых-опылителей или недостаточное их количество может привести к череззернице и резкому снижению выхода кондиционных семян с участка гибридизации. Зачастую это сводит на нет любые усилия семеноводов, поскольку особенности опыления растений родительских форм на участках гибридизации подсолнечника предполагают перенос пыльцы от отцовской к стерильной материнской форме. Это указывает на необходимость изучения селекционного материала по
пчелопосещаемости для достижения максимальной эффективности внедрения гибридов подсолнечника в производство.
Целью нашей работы явилось изучение вопросов, связанных со сравнительной характеристикой сор-тообразцов подсолнечника по автофертильности и пчелопосещаемости.
Материал и методика исследований. В качестве исходного материала были использованы 52 сорто-образца подсолнечника различного происхождения, в том числе 15 сортов-популяций, 20 межлинейных гибридов и 17 константных самоопыленных линий. Опыт закладывался методом организованных повторений. Делянка 4-рядковая, общей площадью 24,5 м2, учетной 12,2 м2, повторность 4-кратная. Схема посева 70 ^ 35 см, по 3 семени в гнездо, высевали ручными сажалками. После прорывки в гнезде оставлялось по одному растению.
В течение вегетации проводили фенологические наблюдения и биометрические измерения. Перед началом цветения на учетных рядках делянок проводили изоляцию 30-35 растений легкими сетчатыми изоляторами. Дополнительного опыления не проводили. Во время уборки использовали ручной обмолот изолированных корзинок, семена каждой из них помещали в индивидуальные пакеты. После вейки проводили подсчет выполненных семянок по каждой корзинке в отдельности.
Показатель автофертильности определяли как отношение количества выполненных семянок при самоопылении под изоляторами к аналогичному показателю, полученному при анализе свободноцветущих растений [2, 3].
Учет пчелопосещаемости проводили внутри каждой группы сортообразцов определенного периода вегетации маршрутным способом по методике Фасулати [1]. Подсчет количества пчелопосещений проводили на 50 растениях учетных рядков делянки в трехкратной повторности в течение 10 дней с момента массового цветения.
Результаты исследований. Проведенные нами исследования позволили выявить существенные различия между сортами-популяциями по автофертильности (табл. 1). Среди изученных сортов-популяций наибольшие показатели отмечены у сортов Бузулук и Кулундинский-1 (20,1 и 19,3 %, соответственно). Несколько меньшей выраженностью данного признака отличался сорт Богучарец (18,4 %). Сорта Енисей, Скороспелый 87, Р-453 (Родник) могут быть отнесены к группе сортообразцов со средним уровнем автофертильности. Отношение числа выполненных семянок при самоопылении к соответствующему числу при свободном опылении у них составляло 16,5-14,9 %.
К категории сортов с пониженной автофертильностью можно отнести Скороспелый, Воронежский 638, Крепыш, ВНИИМК 8883, Метеор, Чакинский 931 и Чакинский 602 (автофертильность 13,7-10,3 %). Очень низкой автофертильностью отличались сорта Лакомка и Флагман, завязываемость семянок при самоопылении у которых составляла 7,5 и 6,1 % соответственно. Такие особенности данных сортов могут оказать негативное влияние на завязываемость семянок при отсутствии или недостаточном количестве насекомых-опылителей.
В среднем по всем изученным сортам процент завязавшихся при самоопылении семян составил 13,4 %, размах варьирования 14,0 % (от 6,1 % у сорта Флагман до 20,1 % у сорта Бузулук).
Таблица 1 - Ранги сортов-популяций подсолнечника по автофертильности _Краснодар, 2006-2008 гг.
Название сорта Учетных растений, шт. Выполненных семянок, шт. Автофертильность, %
при самоопылении при свободном опылении
Бузулук 210 268 1332 20,1+2,3
Кулундинский-1 228 151 784 19,3+3,7
Богучарец 240 199 1082 18,4+3,7
Енисей 198 167 1013 16,5+3,5
Скороспелый-87 200 164 1092 15,0+2,9
Р-453 (Родник) 224 197 1322 14,9+2,3
Скороспелый 192 147 1070 13,7+3,1
Воронежский 638 222 146 1126 13,0+2,2
Крепыш 196 169 1362 12,4+2,9
ВНИИМК 8883 228 167 1418 11,8+3,2
Метеор 218 147 1305 11,3+3,4
Чакинский 931 216 129 1240 10,4+2,2
Чакинский 602 226 126 1229 10,3+2,1
Лакомка 200 74 986 7,5+2,0
Флагман 174 82 1346 6,1+2,4
Среднее 211 156 1180 13,4+2,8
Среди межлинейных гибридов подсолнечника нами также отмечено большое разнообразие по восприятию собственной пыльцы при самоопылении под изоляторами (табл. 2). Однако средний уровень авто-фертильности у них составил 48,2 %, что в 3,6 раза больше, чем в среднем по сортам-популяциям. Размах варьирования данного признака составил у гибридов 54,4 % (от 20,6 % у гибрида Воронежский-1 до 75,0 % у гибрида Кубанский 930).
Таблица 2 — Ранги межлинейных гибридов подсолнечника по автофертильности
Краснодар, 2006-2008 гг.
Название гибрида Учетных растений, шт. Выполненных семянок, шт. Автофертильность, %
при самоопылении при свободном опылении
Кубанский 930 218 1075 1434 75,0+3,8
Авангард 212 1174 1631 72,0+4,6
Юпитер 248 921 1395 66,0+3,5
Альенор 210 1092 1699 64,3+3,7
Альтаир 236 895 1408 63,6+4,3
Ригасол ОР 254 890 1509 59,0+2,6
Близар 234 771 1351 57,1+3,0
Меркурий 240 738 1465 50,4+5,0
Красотка 260 734 1549 47,4+3,4
Триумф 172 659 1659 39,7+2,8
Барс 230 481 1670 28,8+3,1
Темп 222 416 1465 28,4+2,6
Арена ПР 216 455 1751 26,0+3,2
Арол 216 366 1468 24,9+2,9
Воронежский-1 224 257 1250 20,6+3,9
Среднее 226 728 1514 48,2+3,5
Наиболее высокими показателями по автофертильности отличались гибриды Кубанский 930 и Авангард (75,0 и 72,0 % соответственно). Хорошей автофертильностью в диапазоне 66,0-57,1 % обладали гибриды Юпитер, Альенор, Альтаир, Ригасол ОР и Близар.
В меньшей степени адаптированы к опылению собственной пыльцой гибриды Меркурий, Красотка и Триумф, автофертильность которых составила 50,4; 47,4 и 39,7 % соответственно.
Гибриды Барс, Темп, Арена ПР, Арол и Воронежский-1 отличались самым низким уровнем выраженности изучаемого признака (от 28,8 % у гибрида Барс до 20,6 % у гибрида Воронежский-1).
По-видимому, как и в случае сортов Лакомка и Флагман, данная категория гибридов будет наиболее чувствительной к недостатку насекомых-опылителей и требует учета такой особенности при разработке сортовой агротехники возделывания их на товарных посевах.
Особую значимость признак автофертильности имеет для самоопыленных линий - родительских форм межлинейных гибридов. Высокая автофертильность облегчает репродуцирование селекционного материала и позволяет добиться более высокой генетической чистоты.
Изученные нами самоопыленные линии (табл. 3) также имели существенные различия по данному признаку. Среди них наиболее высокими показателями отличались линии ВК-551, ВК-174, ВК-276, ВК-810 и ВК-789, процент автофертильности у которых варьировал от 40,5 % у линии ВК-551 до 32,0 % у линии ВК-789.
Таблица 3 — Ранги самоопытенныш линий подсолнечника по автофертильности
Краснодар, 2006-2008 гг.
Индекс линии Учетных растений, шт. Выполненных семянок, шт. Автофертильность, %
при самоопылении при свободном опылении
ВК-551 244 300 740 40,5+4,9
ВК-174 234 242 691 35,0+3,8
ВК-276 206 259 761 34,1+4,9
ВК-810 240 272 806 33,7+2,5
ВК-789 196 148 463 32,0+3,8
ВК-585 186 185 667 27,8+2,8
ВК-678 200 235 850 27,7+3,0
ВК-580 172 225 826 27,2+2,3
ВК-462 160 316 1176 26,9+3,6
ВК-571 162 166 668 24,9+4,4
ВК-653 260 193 859 22,5+1,8
ВК-734 186 249 1107 22,5+4,0
ВА-93 150 144 1218 11,8+2,0
ВК-464 180 86 764 11,3+1,6
Среднее 198 216 828 27,0+3,2
Средним уровнем выраженности данного признака отличались линии ВК-585, ВК-678, ВК-580, ВК-462 и ВК-571 (автофертильность 27,8-24,9 %).
Пониженной способностью к восприятию собственной пыльцы отличались линии ВК-653 и ВК-734 (22,5 %), а самой низкой автофертильностью - линии ВК-464 и ВА-93 (11,3 и 11,8 % соответственно).
Семеноводство таких линий, несомненно, будет связанно с большими трудностями как в его первичных звеньях, так и при выращивании крупных партий гибридных семян.
Аттрактивность растений подсолнечника пчелам является важным фактором, оказывающим влияние на эффективность опыления семеноводческих посевов. Особое значение он приобретает в семеноводстве гибридного подсолнечника, при котором требуется перенос пыльцы от линии-восстановителя фертильности на стерильную материнскую форму.
Проведенные нами исследования позволили установить, что среди сортообразцов подсолнечника ультраранней группы имелись существенные различия по пчелопосещаемости (табл. 4). Среди изученных сортов и гибридов этой группы наибольшей аттрактивностью отличались сорта Енисей, Богучарец и Бузу-лук, а также гибрид Воронежский-1, пчелопосещаемость которых находилась на уровне 7-8 шт./раст./час. Несколько меньшие показатели отмечены у гибрида Авангард и сорта Метеор (6 шт./раст./час), а самая низкая пчелопосещаемость наблюдалась у сортов Кулундинский-1, Скороспелый и Скороспелый-87 (4-5 шт./раст./час).
Среди материнских форм-закрепителей стерильности различие по пчелопосещаемости были еще более контрастными. Они варьировали от 6 пчелопосещений на одно растение в час у стерильного простого гибрида ЦМС Кубанский 86 до 1 шт./раст./час у линии ВК-810. Самоопыленные линии ВК-276 и ВК-174 занимали промежуточное положение по аттрактивности (3 -4 шт./раст./час).
Таблица 4 — Пчелопосещаемость сортообразцов подсолнечника ультраранней группы
Краснодар, 2006-2008 гг.
Название Количество пчелопосещений, шт./раст./час
сортообразца 2006 2007 2008 Среднее
Сорта и гибриды
Енисей 9 4 10 8
Богучарец 11 3 8 7
Бузулук 12 3 7 7
Воронежский-1 12 3 6 7
Авангард 12 2 3 6
Метеор 9 3 7 6
Кулундинский-1 6 3 5 5
Скороспелый 8 2 3 4
Скороспелый 87 8 2 3 4
Материнские формы-закрепители стерильности
ЦМС Кубанский 86 8 3 6 6
ВК - 276 5 2 4 4
ВК - 174 2 2 4 3
ВК - 810 1 1 1 1
Отцовские линии-восстановители фертильности
ВК-585 9 4 2 5
ВК-789 4 1 2 2
НСР05 3 1 2 -
У отцовских линий-восстановителей фертильности также отмечены резкие различия по данному признаку. Большей аттрактивностью для пчел обладала линия ВК-585 (5 пчелопосещений на одно соцветие в час), в то время как у линии ВК-789 этот показатель не превышал 2 шт./раст./час.
Из числа изученных сортов и гибридов раннеспелой группы хорошей аттрактивностью отличались гибриды Меркурий, Красотка, Триумф и Юпитер, а также сорт Р-453 (Родник), у которых отмечено от 6 до 7 пчелопосещений на одно растение в час (табл. 5).
Несколько меньшие показатели имели сорта Чакинский 602 и Чакинский 931 (4-5 шт./раст./час), а самая низкая пчелопосещаемость отмечена у сорта Воронежский 638 (3 шт./раст./час).
Среди родительских форм гибридов подсолнечника наиболее высокой аттрактивностью для пчел отличался стерильный простой гибрид ЦМС Кубанский 93 (10 шт./раст./час).
Стерильный простой гибрид ЦМС Кубанский 48, а также самоопыленные линии ВК-678, ВК-462, ВК-551 И ВК-580 обладали средней аттрактивностью (4-5 пчелопосещений на одно соцветие в час). Минимальные показатели отмечены для линий ВА-93 и ВК-571 (2 шт./раст./час).
Таблица 5 — Пчелопосещаемость сортообразцов подсолнечника раннеспелой группы
Краснодар, 2006-2008 гг.
Название Количество пчелопосещений, шт./раст./час
сортообразца 2006 2007 2008 Среднее
Сорта и гибриды
Меркурий 11 1 8 7
Красотка 11 3 8 7
Р-453 (Родник) 8 4 7 6
Триумф 9 2 6 6
Юпитер 10 2 6 6
Чакинский 602 9 2 4 5
Чакинский 931 8 2 3 4
Воронежский 638 6 1 3 3
Материнские формы-закрепители стерильности
ЦМС Кубанский 93 14 7 9 10
ЦМС Кубанский 48 10 2 2 5
ВК-678 6 3 2 4
ВК-462 6 3 3 4
ВА-93 5 1 1 2
Отцовские линии-восстановители фертильности
ВК-551 11 2 2 5
ВК-580 6 4 3 4
ВК-571 4 1 1 2
НСР05 3 2 2 -
Аналогичные существенные различия по пчелопосещаемости отмечены нами и для сортообразцов среднеранней группы (табл. 6).
Таблица 6 — Пчелопосещаемость сортообразцов подсолнечника среднеранней группы
Краснодар, 2006-2008 гг.
Название Количество пчелопосещений, шт./раст./час
сортообразца 2006 2007 2008 Среднее
Сорта и гибриды
Арена ПР 14 6 4 8
Флагман 14 3 4 7
Темп 11 3 3 6
ВНИИМК 8883 8 3 5 5
Кубанский 930 9 4 3 5
Арол 8 3 3 5
Барс 8 3 3 5
Лакомка 7 3 2 4
Крепыш 6 2 4 4
Ригасол ОР 6 4 1 4
Материнские формы-закрепители стерильности
ВК-653 15 2 2 6
ВК-464 7 1 3 4
ВК-734 9 1 2 4
НСР05 2 1 1 -
При этом гибрид Арена ПР и сорт Флагман были наиболее привлекательны для пчел (8 и 7 пчелопо-сещений на одно растение в час соответственно), средней аттрактивностью (5-6 шт./раст./час) отличались гибриды Темп, Кубанский 930, Арол и Барс, а также сорт ВНИИМК 8883. Самые низкие показатели по пче-лопосещаемости (4 шт./раст./час) отмечены у сортов Лакомка, Крепыш и гибрида Ригасол ОР.
Среди материнских линий среднеранней группы наибольшая аттрактивность отмечена у линии ВК-653 (6 пчелопосещений на одно растение в час), а линии ВК -464 и ВК-734 имели меньшую привлекательность для пчел (4 шт./раст./час).
Таким образом, проведенные нами исследования позволили установить четкие сортовые различия по аттрактивности пчелам у изученного селекционного материала.
В опыте по изучению влияния количества язычковых цветков на пчелопосещаемость проводили их удаление в начале фазы цветения у всех растений на делянках гибридов Темп, Арол, Барс в пропорции 25, 50, 75 и 100 %. Контролем при этом служил вариант без удаления язычковых цветков.
В среднем по всем гибридам показатель пчелопосещаемости был практически равным (табл. 7).
Таблица 7 — Пчелопосещаемость (шт/раст/час) соцветий подсолнечника с различным количеством язычковых цветков
Краснодар, 2006-2008 гг.
Гибрид Пропорция удаленных язычковых цветков, %
0 25 50 75 100
Темп 4 4 4 5 5
Арол 5 5 5 5 7
Барс 3 3 4 3 4
Среднее 4 4 4 4 5
Аналогичные результаты были получены нами и в опыте по изучению влияния ЦМС на аттрактив-ность соцветий подсолнечника для пчел (табл. 8).
Таблица 8 - Пчелопосещаемость фертильных линий и их стерильных аналогов
Краснодар, 2006-2008 гг.
Индекс линии Пчелопосещаемость, шт./раст./час
2006 г. 2007 г. 2008 г. Среднее
ВК-276 5 2 4 4
ЦМС ВК-276 3 2 6 4
ВК-174 2 2 4 3
ЦМС ВК-174 1 1 1 1
ВК-678 6 2 2 3
ЦМС ВК-678 3 2 4 3
ВК-462 6 2 3 4
ЦМС ВК-462 8 3 6 6
ВА-93 5 1 1 2
ЦМС ВА-93 7 2 1 3
ВК-464 7 1 1 3
ЦМС ВК-464 2 1 3 2
Среднее по фертильным линиям 3,2
Среднее по ЦМС-аналогам линий 3,2
Заметного предпочтения фертильных форм их стерильным аналогам нами не обнаружено.
Проведенные нами исследования позволили сделать следующие предварительные выводы:
1. Степень автофертильности сортообразцов подсолнечника зависит от генетических особенностей селекционного материала и варьирует в значительной степени: от 6,1 до 75,0 %.
2. Среди сортов-популяций наибольшей автофертильностью обладают сорта Бузулук, Кулундинский-1 и Богучарец (20,1; 19,3; 18,4 % соответственно), а минимальной - сорта Флагман и Лакомка (6,1 и 7,5 % соответственно). Из межлинейных гибридов наибольшими показателями отличались Кубанский 930 (75,0 %), Авангард (72,0 %) и Юпитер (66,0 %), а минимальными - гибриды Арол (24,9 %) и Воронежский-1 (20,6 %). Из самоопыленных линий наибольший процент выполненных семянок при самоопылении по сравнению со свободным опылением отмечен у линий ВК-551 и ВК-174 (40,5 и 35,0 %), а минимальный - у линий ВК-464 и ВА-93 (11,3 и 11,8 % соответственно).
3. Хорошей аттрактивностью для пчел обладают сорта Енисей, Богучарец, Бузулук, Р-453 (Родник) и Флагман, гибриды Воронежский-1, Меркурий, Красотка, Триумф, Юпитер и Арена ПР. Из материнских форм-закрепителей стерильности наиболее привлекательными для пчелопосещений являются ЦМС Кубанский 93, ЦМС Кубанский 86 и самоопыленная линия ВК-653, а среди отцовских линий-восстановителей фер-тильности - самоопыленные линии ВК-585 и ВК-551.
4. Пчелопосещение фертильных линий и их стерильных аналогов происходит примерно с равной интенсивностью. Количество язычковых цветков не оказывает существенного влияния на пчелопосещаемость.
Литература
1. Фасулати, К. К. Полевое изучение наземных беспозвоночных / К. К. Фасулати. - М.: Наука, 1971.
- 423с.
МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (140), 2009
2. Jocic, S. Inheritance of some yield components in sunflower / S. Jocic, D. Skoric // Proc. of the 16 - Intern. Sunfl. Conf. Fargo, ND., USA 2004 August 29 - September 2, 2004, V. 2. - P. 503-509.
3. Vranceanu, A. V. A correlation between self-fertility and the melliferous index in sunflower / A.V. Vran-ceanu, F. M. Stoenescu, M. Luoras. // Proc. of the XI Intern. Sunfl. conf. 10-13 March. Mar Del Plata, Argentina, 1985. - P. 697-702.
