CC BY
33
УДК 631.527:633.112.1 “32 1 ":581.132.
ПОДБОР РОДИТЕЛЬСКИХ ГЕНОТИПОВ ДЛЯ ГИБРИДИЗАЦИИ В СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ
П.Н. МАЛЬЧИКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией
Самарский НИИСХим. И. М. Тулайкова E-mail: [email protected]
Резюме. Приводятся сведения об эффективности способов подбора родительских компонентов для гибридизации в селекции твердой пшеницы. Показана перспективность использования концепции базового генотипа, приведены примеры трансгрессий, усиливающих общий гомеостаз формирования урожайности, проанализированы лежащие в их основе свойства родительских сортов. Продемонстрирована возможность применения всех, имеющихся в «арсенале» селекционеров, способов подбора пар в селекции твердой пшеницы.
Ключевые слова: пшеница твердая, принцип, гибридизация, подбор, базовый генотип.
В Среднем Поволжье в процессе селекции твердой пшеницы сформировался устойчивый блок коааапти-рованных генов, который, контролируя формирование неспецифического гомеостаза, обеспечил повышение урожайности и устойчивости сортов [1,2]. Задача селекции состоит в том, чтобы не только сохранить его, но и обеспечить эволюцию. Поэтому на современном этапе при подборе родительских компонентов и создании исходного материала для селекции коммерческих сортов за основу берутся базовые генотипы, несущие коадап-тированный блок генов [3]. Однако они, как и все другие, не идеальны и могут нести нежелательные признаки — отличаться от оптимальных величин по продолжительности вегетационного периода, устойчивости к болезням, полеганию, качеству зерна. Дта исправления таких недостатков методами беккроссов, парных скрещиваний вводятся соответствующие гены, названные В.В. Хангильдиным [3] реализаторами.
Для устойчивой эволюции селекционного материала по пути повышения продуктивности и адаптивности нужна достаточно представительная коллекция базовых генотипов, обладающих высоким уровнем общего гомеостаза. Принципиально новые базовые генотипы чаще всего характеризуют определенный этап в селекции коммерческих сортов, их появление обеспечивается рекомбинационными процессами — трансгрессиями. Трансгрессии возникают при скрещивании генетически различающихся сортов. Если генетика родительских компонентов хорошо изучена, то прогноз результатов гибридизации имеет высокую вероятность. Сложность получения и тем более прогнозирования трансгрессий по продукционным возможностям и адаптивности определяется полигенными системами, контролирующими эти свойства и методическими проблемами их изучения [4]. В связи с этим се-
лекционеры широко применяют гибридизацию эколо-го-географически отдаленных форм, обеспечивающую высокую вероятность получения необходимых трансгрессий. Ю.Б. Коновалов и ТИ. Хупацария [5] обосновали принцип подбора родительских компонентов для скрещивания по комплиментарности признаков продукционного процесса. Для его использования необходимо детальное изучение процессов формирования урожайности родительских сортов в широком диапазоне условий среды. При этом результативность селекции в случае надежного прогноза перспективности скрещивания резко увеличивается.
Цель наших исследований оценка эффективности различных способов планирования скрещиваний.
Условия, материалы и методы. Исследования проведены в Самарском НИИСХ в условиях засушливого климата и неустойчивой динамики метеорологических параметров. Лимитирующие факторы, кроме высоких температур и засухи,—частые эпифитогии листовых пятнистостей, мучнистой росы, бурой ржав1гины, фузарио-за колоса. Объект исследований — различные генотипы яровой твердой пшеницы (сорта, коллекционные образцы, представители других видов рода Тп1кит). Для изучения сортов, представляющих ярко выраженные транс-гресси по продуктивности и адаптивности, а также методов создания базовых генотипов, доноров генов, контролирующих хозяйственно-ценные признаки применяли ретроспективный анализ.
Результаты и обсуждение. Пример успешной реализации принципа подбора родительских компонентов для гибридизации по комплиментарности продукционных процессов — сорт Безен'гукская 182. Основные различия в формировании урожайности его родительских форм (Харьковская 46, Безенчукская 105) определяются типом их ростовых процессов. Харьковская 46 характеризуется значительной долей боковых побегов с момента начала их роста и до колошения, у Безенчукской 105 ярко выражено доминирование главного побега
* 40,0 ,35 0
л а о 30,0
* О S» Ю З4 25.0
2 я 5 р ?0 0
а йз Clio ГГ о 15,0
х С =г зс 100
X >» е 5,0
0,0
кущение трубкозание колошение цветение созревание Фазы развития
Рис.1. Функции роста боковых побегов в онтогенезе сортов в
среднем за 1995,1997,1998,2001 гг: -*-------Харьковская46. -±—-
Безенчукская 105, -9- — Безенчукская 182.
(рис.1). Последний тип направленности ростовых процессов оптимален для Среднего Поволжья. Он позволяет полнее реализовать потенциал главного побега и стабильно формировать относительно урожайные агроценозы. Тем не менее, имея тип ростовых процессов негативно влияющий на продуктивность главных побегов, Харьковская 46 не уступает по величине этого показателя сорту Безенчукская 105 (рис. 2).
200,0 ! ______________________
А-______
.......
!.-•----------------------
а о.о.
Рис. 1. Урожайность зерна главных побегов сортов в среднем за 1995, 1997, 1998,2001 п;: П — Харьковская 46, !_ — Псзенчук-ская 105, И — Безенчукская 182.
Объяснить это можно, предположив наличие у сорта Харьковская 46 компенсирующего комплекса генов [6], который, будучи унаследованным сортом Безенчукская 182, проявляется в виде трансгрессии по числу зерен в колосе. Кроме того, новый сорт унаследовал от Харьковской 46 более высокую устойчивость к листовым пятнистостям, а от Безенчукской 105 форму и массу зерновки, что в сумме обеспечивает стабильное формирование продуктивного колоса.
Другой пример трансфсссии но признакам продукционного процесса — сорт Памяти Чеховича. При его создании проведено целенаправленное уменьшение высоты растений (ген КМ АпЬ), на этапах сложной ступенчатой гибридизации введен признак синхронности развития главного и боковых побегов от образца Тг.сНсоссит к-46995, в качестве базового генотипа использован засухоустойчивый сорт Саратовская золотистая. Все это в совокупности позволило повысить жаростойкость процессов гаметогенеза и крупность зерна, что обеспечивает сорту в условиях засухи преимущество по числу зерен в колосе и па 1 м2 посева, а в благоприятные по увлажнению годы — по массе зерновки и позволяет стабильно формировать посев с высоким выходом зерна из надземной биомассы (К.хоз.). Генетико-статистическими исследованиями по диаллельной модели Хейма на установлена высокая наследуемость количественных признаков адаптивности (жаростойкость) и пролук-
тивности сорта Памяти Чеховича, что увеличивает его надежность как базового генотипа.
Учитывая ограниченные возможности рекомбинационного процесса в парных (А х В) и сложных ([А х В] х С; [А х В) х (С х Д|) скрещиваниях, эффективным остается метод ступенчатой гибридизации. Концепция использования базового генотипа развивает это направление и если высокий уровень неспецифическою гомеостаза базового генотипа рассматривать как сложный признак, объединяет два принципа подбора сортов для гибридизации — гена и признака.
Сегодня Самарский НИИСХ располагает адаптированными к условиям Поволжья донорами генов редукции высоты растений, устойчивости к популяциям патогенов мучнистой росы, бурой ржавчины, пыльной головни, листовых пятнистостей, высокой температуре, высокого содержания каротиноидных пигментов в зерне и выполненности соломины, обеспечивающей устойчивость к хлебному пилильщику.
При создании доноров используются межвидовые скрещивания (рис. 3), предусматривающие аккумуляцию водном генотипе нескольких генов, детерминирующих не только признак, передаваемый от другого вида, но и высокоэкспрессивных генов от других компонентов скрещивания. Так были созданы доноры генов устойчивости к мучнистой росе с высоким содержанием каротиноидов и качеством клейковины. Высокую эффективность показали сложные скрещивания F, х F, по схеме [Ах В) х [В х С], где В — базовый генотип, а А и С доноры (источники) передаваемых генов. В качестве базовых генотипов в таких скрещиваниях использовали Безенчукскую 182, Безенчукский янтарь, Оренбургскую 10, Гордеиформе 814, а сорта Саратовская золотистая и Гордеиформе 740 были донорами генов высокого качества зерна. Наибольшее количество сортов и перспективных линий получено на основе Безенчук-ской 182, в том числе Безенчукская степная, Безенчукская 202, Леукурум 1750 и Гордеиформе 1434, Последняя линия показала высокую эффективность в парных скрещиваниях с сортами Валентина, Гордеиформе 942 (донор гена редукции высоты растений Rht I) и при инт-рогрессии гена I’m от Idicoccum k-46995.
Саратове кая *+ Саратовская *'
золотистая х Tr.dicoccum (к-46995-донор гена Pm) золотистая х Гордеиформе 740*
i:, х Г,
Саратовская^-* Безенчукская 182 золотистая
Безенчукская 182 ,х
Гордеиформе 740 *
2200ь-1(Рт)
Гордеиформе 1727*+, Гордеиформе 1738*, Гордеиформе 1739* + (доноры гена Рт)
Рис.З. Родословная высококачественных сортов твердой пшеницы доноров гена устойчивости к мучнистой росе, интрогрессированного от ТгШсоссит £-46995 Обозначения: * — высокое содержание каротиноидов в зерне; •+ — хорошее качество клейковины.
SELECTION OF PARENTAL GENOTYPES FOR HYBRIDIZATION IN BREEDING SUMMER WHEAT DURUM P.N.Mal’chikov
Summary. The data on efficiency of ways of selection of parental components for hybridization in breeding durum wheat are cited. Perspectivity of use of the concept of a base genotype is shown, examples of transgressions strengthening common homeostas/s formations of productivity are given, properties of parental varietys laying intheirbasisare analysed. The opportunity of application of everything available in «arsenal» of breeders of ways of breeding of pairs in breeding durum wheat is shown. Keywords: wheat durum, a principle, hybridization, selection, breeding, a base genotype.
УДК 634.11:581.192.1
ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ ПО ДИАГНОСТИКЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МНОГОЛЕТНИХ ПЛОДОВЫХ РАСТЕНИЙ*
Ю. В. ТРУНОВ, доктор сельскохозяйственных наук, директор
О.А. ГРЕЗЯ ЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
А. А. СОЛОМ АХИ И, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Н.Н. СЕРГЕЕВА, кандшЬт сельскохозяйственных наук Л. П. УЛЬЯНИЧ, кандидат сельскохозяйственных наук ВНИИ садоводства ust. И. В. Мичурина E-mail: [email protected]
Резюме. Применение некорневых подкормок комплексными удобрениями отдельно и совместно с бором и цинком способствовало оптимизации обменных процессов плодовых растений: росту вегетативных органов, повышению концентрации пигментов и минеральных элементов в листьях, снижению пораженное™ паршой и др. Это создало благоприятные условия для увеличения продуктивности деревьев яблони, что выразилось в росте урожайности, средней массы плода и физиологической ценности для потребителя благодаря повышенному содержанию аскорбиновой кислоты в плодах.
Ключевые слова: яблоня, минеральное питание, некорневые подкормки, качество плода.
Минеральное питание — важнейший фактор роста и плодоношения яблони, определяющий размеры урожая и качество плодов. Однако внесение удобрений в почву не всегда может обеа к? I ить достаточно надежный эффект в связи с различной доступностью элементов, условиями окружающей среды, замедленным прояштениемдействия удобрений на многолетней культуре.
Эффективное средство раулирования минерального питания растений — некорневые подкормки, поскольку они обеспечивают поступление минеральных элементов непосредственно к пунктам их основного потребления: точкам роста, листьям, плодам. Однако
* Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 09-04-99097р^офи
в средней зоне садоводства России исследований по этой проблеме проводилось недостаточно, не полностью изучена кратность обработок, влияние этого агро-приема на устойчивость деревьев яблони к абиотическим и биотическим стресс-факторам, не определены компоненты продуктивности деревьев при использовании некорневых подкормок.
Цель наших исследований — повышение продуктивности деревьев яблони и качества плодов на основе оптимизации минерального питания с использованием некорневых подкормок макро- и микроудобрениями в условиях ЦЧР.
Условия, материалы и методы. Экспериментальную работу- выполняли в учхозе «Комсомолец» Мичуринско-14) ГАУ и в СХПК «Сабуровские сады» Тамбовской области. Почва—средневышелочеиный. среднемощный чернозем . Объемная масса в слое 0.. .20 см — 1,10... 1,25 г/см3,
1 та глубине 80. 100 см — 1,30... 1,35 г/см3. Максимальная пироскопичность — 6,54 %, наименьшая влагоемкостъ слоя 0.. .40 см — 26,9.. .28,8%, рН^—5,20.. .5,65, гидролитическая кислотность — 7,90...8,15 мг-экв/100 г Содержание |умуса — среднее (5,2...6,4 %). Запасы доступных питательных веществ верхнею слоя почвы характеризуются следующими величинами: азот — 3.9...5,8 мг, фосфор—6,8... К),4мг и калий — 16,5...19,5мгна ЮОгпочвы.
Методика проведения исследований составлена с учетом «Программы и методики...» [1...2]. Обработки проводили двухкратно — в ф<иу завязывания плодов и перед июньской редукцией завязей при помощи аэрозольного гет кратора растворами удобрени й: акварин — 1,0 %, бор (в форме бор] юй кислоты) — 0,1 %, цинк (суггьфат цинка) — 0,1 %, акварин (1,0%) +бор (0,1 %), акварин (1,0%) + бор (0,1 %) + цинк (0,1 %). растворин — 1 %. Концентрации растворов и крап юсть обработки подобраны на основе анализа литературных данных, рекогносцировочных опытов и рекомендаций к препаратам. Объекты исследований — сортоподгойные комбинации; на подвое 54-118 — Орлик, Уалси (схема посадки 6x4 м, 1990 г посадки); на подвое 62-396 —Спарган.Лобо (5x2 м, 1994 г).
Результаты и обсуждение. Согласно полученным трехлетпим данным, некорневые подкормки комплек-
