CC BY
54
Список литературы
1. Рендов, Н.А. Воспроизводство плодородия почв и биологизация земледелия лесостепной зоны Западной Сибири : монография / Н.А. Рендов. - Омск : Сфера, 2008. - 292 с.
2. Бесалиев, И.Н. Формирование высокопродуктивных агроценозов ярового ячменя в степной зоне Южного Урала : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук : 06.01.09 / Бесалиев Ишен Насанович. - Оренбург, 2008. - 42 с.
3. Полевые культуры Западной Сибири : учеб. пособие / под ред. Л.И. Шаниной. - 2-е изд., доп. и пере-раб. - Омск : Изд-во ОмГАУ, 2003. - 504 с.
4. Степановских, А.С. Головневые болезни ячменя : автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук : 06.01.11 / Степанов-ских Анатолий Сергеевич. - Новосибирск, 1991. - 44 с.
SUMMARY
A.V. Gladkikh, N.A. Rendov, E.V. Nekrasova, S.I. Mozyleva, O.A. Istomina, A.A. Utkin
Opportunities of agrotechnical measures of protection from weeds of crops of barley
in southern forest-steppe of Omsk area
In conditions of southern forest-steppe of Omsk area the highest degree of protection against weeds of crops of barley provide the sowing in the first decade of June with rate of seeding 4,5 million grains on hectare. Key words: barley, a weeds, productivity, rate of seeding, term of crop.
УДК 633.11:631.527(571.1) С.П. Кузьмина
СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГИБРИДОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Представлены результаты селекционно-генетической оценки гибридных популяций яровой мягкой пшеницы в условиях южной лесостепи Омской области.
Ключевые слова: яровая пшеница, гибриды, степень доминирования, наследуемость, степень и частота трансгрессий, коэффициент вариации.
Введение
Для успешного создания сортов, сочетающих высокую урожайность с устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам, необходимо изучение закономерностей изменчивости и наследования основных хозяйственно-ценных признаков под влиянием сортовых особенностей, природно-климатических условий и их взаимодействия в конкретных экологических условиях, которые дадут возможность обосновывать подбор родительских форм для гибридизации и проводить отбор селекционно-ценных рекомбинантов в расщепляющихся поколениях. Только зная генотипы привлекаемых в скрещивания сортов по тому или иному признаку и особенности генных взаимодействий, можно вести подбор родительских пар на строго научной основе [4].
Основная цель наших исследований состояла в селекционно-генетической оценке гибридов яровой мягкой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири.
В задачи исследований входило:
1. Провести оценку селекционного материала по продолжительности межфазных периодов.
© Кузьмина С.П., 2012
2. Определить устойчивость гибридов к мучнистой росе и бурой ржавчине.
3. Провести анализ структуры урожая по основным хозяйственно-ценным признакам и выделить перспективные комбинации по комплексу хозяйственно-ценных признаков.
4. Определить генетико-статистические параметры (степень доминирования, степень и частоту трансгрессий, коэффициент вариации).
Объекты и методы
Объектом наших исследований служили сорта и линии яровой мягкой пшеницы, а также гибридные комбинации первого и второго поколений, полученные в топкроссной схеме скрещиваний.
В качестве материнских форм (Р i) взяты лучшие линии КСИ кафедры селекции, генетики и физиологии растений, характеризующиеся высокой потенциальной урожайностью, высокой устойчивостью к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам.
В качестве отцовских форм (тестеров) (Р 2) в топкроссные скрещивания включены сорта Терция селекции ОмГАУ совместно с ИЦиГ и Курганским НИИСХ, Новосибирская 15 селекции СибНИИРСа и Омская 35 селекции СибНИИСХа. В качестве стандартов использовались сорта: Памяти Азиева (среднеранний), Терция (среднеспелый), Эритроспермум 59 (среднепоздний).
Посев проводился в гибридном питомнике по схеме Р1-Е1-Б2-Р2, стандарты высевались в начале и в конце схемы. Предшественник - чистый пар. Площадь делянки - 1 погонный метр. Норма высева - 20 зерен на 1 погонный метр. Повторность - трехкратная. Посев осуществлялся в оптимальные для зоны сроки вручную.
При оценке на поражение растений мучнистой росой учитывали наличие болезни по ярусам по интегрированной шкале оценок (шкала Прескотта и Саери).
Уборка делянок производилась вручную в фазу полной спелости. В лабораторных условиях был сделан индивидуальный структурный анализ сноповых образцов по девяти основным элементам структуры урожая (высота растений, общая кустистость, продуктивная кустистость, длина главного колоса, количество колосков и зерен в главном колосе, масса зерна с колоса и с растения, дополнительно рассчитывали массу 1000 зерен) для выявления выраженности количественных признаков и на их основе общей продуктивности гибридных популяций. Степень доминирования вычислили по методике G.M. Beil, R.E. Atkins [1], степень и частоту трансгрессии вычислили по методике Г.С. Воскресенской и В.И. Шпота [1], коэффициент вариации - по пособию Б.А. Доспехова [3].
Результаты исследований
Агроклиматические условия в годы опытов позволили наиболее полно и достоверно оценить исходный материал, что способствовало достижению поставленной в исследованиях цели.
Вегетационный период 2009 г. характеризовался избыточным увлажнением в июле на фоне умеренных температур, что способствовало развитию листовых заболеваний. 2010 г. характеризовался значительным варьированием температур по декадам и недостаточным увлажнением [2].
В селекции яровой мягкой пшеницы большое внимание уделяется устойчивости растений к болезням. Существенный ущерб урожаю в Западной Сибири наносят возбудители листовых патогенов, и прежде всего бурая ржавчина (Рuccinia recondita Rob. ex Desm. f. tritici Erikss) и мучнистая роса (Erysiphe graminis f. sp. tritici). В годы эпифитотий потери урожая от этих возбудителей достигают 30 и более процентов валового сбора зерна. Поэтому новые сорта должны сочетать в себе наряду с высокой потенциальной урожайностью и устойчивость к болезням.
Наиболее устойчивыми среди родителей были: отцовские формы Омская 35 (6 баллов как в начале, так и в конце колошения) и Терция (6 баллов в начале и 5 в конце), материнская форма Лютесценс 43-04 (6 баллов в начале колошения и 5 в конце). Гибриды, полученные с
участием одного из восприимчивых родителей, также восприимчивы к мучнистой росе. Сильно восприимчив к мучнистой росе стандарт Памяти Азиева (2 балла), восприимчив Эритроспермум (4 балла в конце колошения), среднеустойчив Терция (6 баллов). У гибридов устойчивых сортов не было, а среднеустойчивыми были гибриды, полученные с помощью материнской формы Лютесценс 149-02.
Длина вегетационного периода является важным биологическим адаптивным и хозяйственно-ценным свойством в селекции пшеницы. С ней связано множество других свойств, определяющих «уход» от засухи, поражения болезнями и, как следствие, урожай и качество зерна. В связи со сложностью определения фазы созревания у гибридов ограничиваются обычно изучением продолжительности периода «всходы - колошение», которая тесно коррелирует с общей длиной вегетационного периода [5].
У большинства изученных гибридных растений продолжительность периода «всходы -колошение» в 2009 г. в среднем составила 47 суток, а в 2010 г. - 50 суток. Продолжительность данного периода варьировала в 2009 г. от 43 суток у комбинации Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 до 51 суток у комбинации Лютесценс 149-02 х Омская 35. В 2010 г. от 46 суток у комбинации Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 до 52 суток у комбинаций Лютесценс 149-02 х Терция, Лютесценс 43-04 х Омская 35, Лютесценс 149-02 х Омская 35. По продолжительности данного периода большинство комбинаций были среднепоздними.
Степень доминирования гибридов первого поколения характеризует их ценность для дальнейшей селекции и позволяет судить о возможности эффективного отбора в популяции на данный признак. Результаты изучения степени доминирования представлены на рис. 1.
100% 80% 60% 40% 20% 0%
■ Гетерозис ^ Промеж. наслед. □ Депрессия □ Частичное доминир.
Рис. 1. Распределение комбинаций по степени доминирования
Наследование продуктивной кустистости у большинства комбинаций шло преимущественно по типу положительного сверхдоминирования (гетерозиса) (66,7% комбинаций). У 22,2% комбинаций было отмечено промежуточное наследование признака, и у 11,1% наблюдалось частичное доминирование.
Наследование числа зерен главного колоса у большинства комбинаций шло преимущественно по типу отрицательного сверхдоминирования (55,6% комбинаций). В равных долях были отмечены комбинации, которые унаследовали признак путем частичного доминирования и положительного сверхдоминирования.
Наследование массы зерна главного колоса у большинства комбинаций шло по типу отрицательного сверхдоминирования (44,4% комбинаций). 33,3% комбинаций наследовали
ПК ЧЗГК МЗГК МЗР
признак по типу сверхдоминирования, частичного доминирования и промежуточного наследования (по 11,1%).
Наследование массы зерна растения у большинства комбинаций шло преимущественно по типу сверхдоминирования (гетерозис) (77,7%). Остальные комбинации наследовали признак путем частичного доминирования.
Проявление трансгрессивной изменчивости зависит от условий внешней среды. Отбор трансгрессивных растений возможен только в поздних поколениях гибридов, на ранних этапах селекционного процесса довольно сложно утверждать о ценности трансгрессивных форм.
Трансгрессия выражается степенью и частотой. Степень указывает на процент растений, превышающих лучшую родительскую форму, при высоком значении данного показателя можно говорить о присутствии гетерозисного эффекта. Частота трансгрессии указывает на превосходство лучшей гибридной формы над родительской.
Наибольшую ценность для практической селекции имеют комбинации с высокими значениями трансгрессивной изменчивости по продуктивной кустистости: Эритроспер-мум 85-04 х Терция (Тс = 27,3, Тч = 28,6), Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (Тс = 23,1, Тч = 33,3), Лютесценс 43-04 х Новосибирская 15 (Тс = 20, Тч = 66,7); по числу зерен главного колоса: Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (Тс = 30,8, Тч = 55,6) и Эритроспермум 85-04 х Омская 35 (Тс = 10, Тч = 12,9); по массе зерна главного колоса: Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (Тс = 38,5, Тч = 64,2), Эритроспермум 85-04 х Терция (Тс = 75, Тч = 29,1), Лютесценс 43-04 х Терция (Тс = 22,2, Тч = 7,5), Лютесценс 149-02 х Терция (Тс = 12,5, Тч = 0,9); по массе зерна растения: Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (Тс = 30,8, Тч = 141,4), Лютесценс 43-04 х Омская 35 (Тс = 10, Тч = 11,3), Эритроспермум 85-04 х Терция (Тс = 18,2, Тч = 3,1). Их следует использовать в селекции в качестве источников ценных признаков.
Доля комбинаций с положительной и отрицательной трансгрессией показана на рис. 2.
100% 80% 60% 40% 20% 0%
ПК ЧЗГК МЗГК МЗР
□ Отри цател ь ная ■ Пол ожител ь ная □ Отсутствует
Рис. 2. Распределение комбинаций по степени трансгрессии, %
По продуктивной кустистости преобладала положительная трансгрессия, доля трансгрессивных комбинаций варьировала от 16,7% до 66,7%. Поэтому отбор ценных форм в расщепляющихся поколениях гибридов будет эффективен.
По числу зерен главного колоса, массе зерна главного колоса и массе зерна растения преобладала отрицательная трансгрессия, поэтому отбор ценных форм будет затруднен.
Коэффициент вариации показывает степень варьирования (изменчивости) признака и может изменяться в пределах сорта, фона (условий) и поколения.
Результаты изучения коэффициента вариации у гибридов яровой мягкой пшеницы представлены на рис. 3.
50% 40% 30% 20% 10% 0%
ПК ЧЗГК МЗГК МЗР
Рис. 3. Коэффициент вариации у гибридов яровой мягкой пшеницы
По продуктивной кустистости коэффициент вариации изменялся от 8,3% (Лютесценс 149-02 х Терция) до 53,6% (Эритроспермум 85-04 х Омская 35). В среднем коэффициент вариации характеризовался сильной изменчивостью (34,9%). Наибольшая изменчивость данного признака была отмечена у комбинаций Эритроспермум 85-04 х Омская 35 (53,6%), Лю-тесценс 149-02 х Омская 35 (50%), Лютесценс 43-04 х Терция (48,6%).
Коэффициент вариации по числу зерен главного колоса изменялся от 12,8% (Эрит-роспермум 85-04 х Терция) до 30,2% (Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15). В среднем коэффициент вариации характеризовался средней изменчивостью (19,2%). Наибольшая изменчивость данного признака была отмечена у комбинаций Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (30,2%), Лютесценс 43-04 х Терция (25,6%), Лютесценс 149-02 х Терция (21,3%).
По массе зерна главного колоса коэффициент вариации изменялся 0,49% (Лютес-ценс 43-04 х Омская 35) до 28,6% (Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15). В среднем коэффициент вариации характеризовался средней изменчивостью (17,2%). Наибольшая изменчивость данного признака была отмечена у комбинаций Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (28,6%), Лютесценс 43-04 х Терция (25%), Лютесценс 149-02 х Новосибирская 15 (22,9%).
Коэффициент вариации по массе зерна растения изменялся от 22,7% (Эритроспермум 85-04 х Терция) до 77,3% (Лютесценс 43-04 х Омская 35). В среднем по изученным комбинациям коэффициент вариации массы зерна растения характеризовался высокой изменчивостью (46,7%). Наибольшая изменчивость данного признака была отмечена у комбинаций Лютесценс 43-04 х Омская 35 (77,3%), Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (64,3%), Эритроспермум 85-04 х Омская 35 (51,4%).
Отбор продуктивных форм по массе зерна растения и продуктивной кустистости будет высокоэффективен.
Выводы
1. В качестве источников отдельных хозяйственно-ценных признаков следует использовать комбинации:
- по продуктивной кустистости - сорт Лютесценс 149-02;
- по числу зерен в главном колосе - сорта Эритроспермум 85-04, Лютесценс 43-04, Терция;
- по массе зерна главного колоса - сорта Терция, Эритроспермум 85-04;
- по массе зерна растения - сорта Лютесценс 43-04, Лютесценс 149-02, Эритроспермум 85-04.
2. Высокой степенью и частотой трансгрессии характеризовались комбинации:
- по продуктивной кустистости - Лютесценс 43-04 х Новосибирская 15 (Тч = 20%, Тс = 66,7%), Эритроспермум 85-04 х Терция (Тч = 27,3%, Тс = 28,6%);
- по числу зерен главного колоса - Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (Тс = 30,8%, Тч = 55,6%).
- по массе зерна главного колоса - Эритроспермум 85-04 х Терция (Тс = 75%, Тч = 29,1%), Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (Тч = 38,5%, Тс = 64,2%);
- по массе зерна растения - Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 (Тч = 30,8%, Тс = 141,4%).
3. В наследовании продуктивной кустистости и массы зерна растения преобладал гетерозис, поэтому отбор продуктивных комбинаций будет эффективен в более поздних поколениях. По массе зерна главного колоса и числу зерна главного колоса наблюдалось отрицательное сверхдоминирование.
4. Комбинация Эритроспермум 85-04 х Новосибирская 15 характеризуется комплексом хозяйственно-ценных признаков, отличается высокими значениями трансгрессивной изменчивости по всем изученным признакам. Отбор ценных форм в данной комбинации будет эффективен.
5. Коэффициент вариации продуктивной кустистости и массы зерна растения характеризовался сильной изменчивостью, поэтому отбор высокопродуктивных форм будет высокоэффективен.
Список литературы
1. Абрамова, З.В. Практикум по генетике / З.В. Абрамова. - Л., 1992. - 224 с.
2. Агроклиматический справочник по Омской области. - Л. : Гидрометеоиздат, 1959. - 228 с.
3. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - 2-е изд-е, перераб. и доп. - М. : Колос, 1968. - 336 с.
4. Мережко, А.Ф. Необходимость генетического изучения источников селекционно-ценных признаков растений / А.Ф. Мережко // Докл. Рос. акад. с.-х. наук. - 1994. - № 3. - С. 7-9.
5. Стельмах, А.Ф. Наследование и генетическая роль различий по типу и скорости развития у мягкой пшеницы : автореф. дис. ... д-ра биол. наук / А.Ф. Стельмах. - М., 1987. - 34 с.
SUMMARY
S.P. Kuzmina
Breeding and genetic evaluation hybrids of spring wheat in the south steppe West Siberia
Presents the results of genetic selection and evaluation of hybrid populations of spring wheat in the southern steppe of the Omsk region.
Key words: spring wheat hybrids, the degree of dominance, heritability, degree and frequency of transgressions, the coefficient of variation.
