CC BY
49
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Creation of viltresistant perspective cotton varieties wilt a complex of economic-valuable traits by using intva and inter species hubbrisations Ahmedzhanov A.1, Mamaruziev A.2, Akkuzhin D.3, Sherimbetov A.4 Создание вилтоустойчивых перспективных сортов хлопчатника с комплексом хозяйственно-ценных признаков методом внутри и межвидовой гибридизации Ахмеджанов А. Н.1, Мамарузиев А. А.2, Аккужин Д. А.3, Шеримбетов А. Г.4
'Ахмеджанов Асам Незамович /Ahmedzhanov Asam - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник;
Мамарузиев Абдукаюм Абдумавланович /Mamaruziev Abdukayum - кандидат биологических наук,
старший научный сотрудник; 3Аккужин Дамир Анварович /Akkuzhin Damir - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник;
4Шеримбетов Анвар Гулмирзаевич /Sherimbetov Anvar - младший научный сотрудник, Институт генетики и экспериментальной биологии Академия наук, г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: в этой работе мы изучали F1, F2 и F3 гибриды, полученные от скрещиваний культурных сортов хлопчатника между Ташкентом-6 (G. hirsutum) и C-6037 (Г. barbadense). Далее эти комбинации были испытаны к увяданию инфекционного P-I и П-II и смешанных слоев. Для того чтобы улучшить раннее созревание и качественные черты в отдельных L-27 (Ташкент-6 и C-6037), мы гибридизовали возвратное скрещивание с Ташкентом-6. Fb и fB1 комбинации были устойчивы к увяданию болезни. Среди линий мы выбрали L-118, который сочетает раннее созревание, устойчивость к увяданию с хорошим качеством волокна пуха, который далее называют «Ишонч». Этот сорт был перспективен в 2014 году и в 2015 году был посеян на 2000 га. Хлопок сорта «Ишонч» отличается устойчивостью к увяданию, ранним созреванием и имеет волокна, которые принадлежат к IV типу категории.
Abstract: in this work, we studied F1, F2 and F3 hybrids obtained from hybridizations of cultivated cotton varieties between Tashkent-6 (G. hirsutum) and C-6037 (G. barbadense). Further these combinations were tested in wilt infectious P-I and P-II and mixed backgrounds. In order to improve early maturing and quality traits in selected L-27 (Tashkent-6 and C-6037), we hybridized backcrossed with Tashkent-6. Fb and Fbl combinations were resistance to wilt disease. Among the lines we selected L-''8 which was early maturing, resistance to wilt with good quality offiber lint that further named as "Ishonch ". This variety was perspective in 2014 and in 2015 was planted on 2000 hectares. Cotton variety "Ishonch " is wilt resistant, early maturing and fiber of which belongs to IV type of category.
Ключевые слова: внутри- и межвидовой гибрид, устойчивость, вилт, инфекционный фон, раса, вегетационный период, отбор, скороспелость, засухоустойчивость, тип волокна.
Keywords: intraspecific and interspecific hybrid resistance, wilt, infectious background, race, growing season, selection, early maturity, drought resistance, the type of fiber.
УДК 633.511. + 631.527.5. + 632.4.
Последние три десятилетия в нашей стране и за рубежом ознаменованы бурным развитием исследований в области молекулярной генетики с использованием более совершенных методов селекции. Несмотря на достижения молекулярной генетики (генная инженерия и различные методы биотехнологии), не утратили своего значения основные традиционные пути улучшения качества урожая - путь создания генетической изменчивости селекции новых сортов и форм растений с высоким потенциалом продуктивности и других показателей. Поскольку основной с/х культурой нашего региона является хлопчатник, создание новых сортов, отвечающих требованиям отрасли, продолжает оставаться актуальной проблемой.
Все возрастающие потребности в хлопководческой продукции диктуют необходимость в продолжение работ в селекции и семеноводстве хлопчатника. Это наиболее реальная перспектива увеличения качества продукции хлопководства в стране.
Проблема создания скороспелых форм была и продолжает оставаться актуальной в силу ограниченности суммы эффективных температур для хлопчатника.
Для продвижения этой теплолюбивой культуры хлопчатника в северные регионы, где температурные факторы ограничены, необходимо продолжение поиска более скороспелых форм. Эта
проблема очень важна в аспекте своевременной уборки урожая хлопчатника и посева пшеницы и других культур как повторных посевов.
Вследствие всего сказанного, все острее ощущается необходимость быстрого создания сортов с очень коротким вегетационным периодом, с максимальной адаптивностью к факторам среды и высокими хозяйственно-ценными показателями. Новые сорта по комплексу хозяйственно-ценных признаков должны превосходить районированные и высеваемые в производстве сорта. Внедрение новых интенсивных пластичных сортов хлопчатника, обладающих вилтоустойчивостью, высокой потенциальной продуктивностью, приспособленных к различным почвенно-климатическим условиям (засухе, засолению и т.д.), является актуальным из-за прогрессирующей нехватки поливной воды, как следствие этого - рост засоления почвы и выход сельхозугодий из оборота.
Не менее актуальной проблемой, стоящей перед селекционерами, остается вопрос вилтоустойчивости и скороспелости. На решение этой задачи должны быть направлены многоплановые теоретические исследования в области взаимоотношений: хозяин-паразит, подбор исходного материала, изучение генетики вилтоустойчивости, методов оценки вилтоустойчивости, скороспелости и др.
Одними из первых исследований по изучению внутривидовой и сортовой устойчивости хлопчатника к вилту проведены [6, 8]. В селекционно-генетических исследованиях по хлопчатнику как у нас, так и в зарубежных странах широко используется отдаленная внутривидовая и межвидовая гибридизация, на основе которой созданы высококачественные сорта. Успешно используется межвидовая гибридизация хлопчатника, где для гибридизации берутся культивируемые равнохромосомные виды G.hirsutum L. и G.barbadense L., [1, 2, 3, 4, 7]. По проблеме скороспелости хлопчатника проведены исследования хлопчатника [9, 10, 11].
В связи с этим нами проведены исследования по созданию сортов хлопчатника, сочетающих вилтоустойчивость, качество волокна, потенциальную продуктивность с устойчивостью к экстремальным условиям среды. Таким методом созданы известные сорта хлопчатника Бухара-6 и Бухара-8 [5].
Материал и методы исследований
Объектом исследований служили сорта Ташкент-6 (G.hirsutum L), С -6037 (G.barbadense L). Прямые и реципрокные гибридные растения были вовлечены в генетико-селекционный процесс F1-F4 c дальнейшим изучением наследования и изменчивости вилтоустойчивости, выявление вилтоустойчивых биотипов на искусственных инфекционных фонах, зараженных наиболее распространенными в производственных условиях агрессивными расами гриба V.dahliae Kleb. В опыте также участвовали сорт Зафар (Л-170), ряд перспективных семей и стандартный сорт Наманган-77.
Исследования были проведены на экспериментальной базе Института генетики и экспериментальной биологии растений АН РУз. Устойчивость родительских форм и их гибридов F1-F4 к вертициллезному вилту определяли по поражаемости стебля путем среза у корневой шейки главного стебля растений по 4-бальной схеме: 0-здоровое растение, 1 -слабая степень, 2-средняя степень и 3- сильная степень поражения растений. Для отбора более однородных и скороспелых семей был изучен вегетациионый период, темпы раскрытия коробочек на опытном материале. Хозяйственно-ценные показатели определялись в лабораторных условиях Центра сертификации хлопкового волокна «Сифат». Опыт закладывался в 20-луночных, 4-рядковых делянках. Все растения нумеровались путем развешивания этикеток на каждом растении. В каждой гибридной комбинации изучалось от 75 до 80 растений.
Результаты исследований
Анализ полученных результатов показал, что у родительских форм на 2-х инфекционных фонах наблюдалась высокая устойчивость к патогену, кроме сорта Ташкент-6. У растений F1 (Ташкент-6 х С-6037) наблюдалась устойчивость к этой болезни. В F2 устойчивость к вилту наследовалась на обоих фонах, как полигенный признак от 55,0-62,0%. В следующих поколениях межвидовых гибридов также наблюдалось доминирование устойчивости к вилту (табл. 1).
Надо отметить, что полученные межвидовые гибриды, характеризующиеся невысоким выходом и длиной волокна, а также среднеспелостью и т.д., не представляли практического интереса.
Путем бекроссирования (F3 Ташкент-6 х С-6037) х Ташкент-6 (Линия 27) и использования перспективных форм в генетико-селекционном процессе удалось обогатить генофонд популяции формами (семьями по скороспелости и другим хозяйственно-ценным признакам).
Результаты показали, что у растений F1- F3 сохраняется вилтоустойчивость (табл. 1). В гибридных комбинациях Fвз (F3 Ташкент-6 х С-6037) х Ташкент-6 встречались растения с такими положительными признаками, как вилтоустойчивость, скороспелость, крупнокоробочность и другими хозяйственно-ценными свойствами (табл. 1).
Родительские формы и гибриды Фон расы 1
% здор. раст. 0 % в слаб. степени 1 % в сред. степени 2 % в сильн. степени 3 Вегетац период, дни Выход Волокна, % Длина волокна мм
Ташкент-6 63,5 35,7 0,8 - 109 36,5 33,4
С-6037 61,2 35,8 3,0 - 125 30,0 38,5
(Таш-6 х С-6037) 47,8 47,8 4,4 - 118 34,0 30,0
62,0 28,0 10,0 - 120 35,0 32,0
Б3 -//- 31,3 56,2 10,4 2,1 123 34,0 33,0
Б4 -//- 14,3 45,7 40,0 - 117 35,6 32,8
Фон расы 2
Ташкент-6 21,5 25,4 48,3 6,8 111 36,7 33,7
С-6037 75,5 24,5 - - 128 28,4 37,9
(Таш-6 х С-6037) 30,0 45,0 25,0 - 125 30,0 32,0
55,0 32,5 12,5 - 118 35,0 33,0
Б3 -//- 50,0 31,6 15,8 2,6 120 37,0 32,0
Б4 -//- 53,6 26,2 13,0 7,2 123 36,5 31,0
Таблица 2. Характер поражения растений на смешанном фоне вилтом
Материал % здоровых. растений 0 % в слабой степени 1 % в средней степени 2 % в сильной степени 3
РЫ(Р3 Ташкент-6 х С-6037) х Ташкент-6 62,0 30,0 8,0 -
РВ2 -//- 50,5 42,5 7,5 -
Рв3 -//- 42,0 48,0 10,0 -
Результаты показали, что у растений Ег Е3 сохраняется вилтоустойчивость (табл. 1). В гибридных комбинациях Ев3 (Е3 Ташкент-6 х С-6037) х Ташкент-6, встречались растения с такими положительными признаками, как вилтоустойчивость, скороспелость, крупнокоробочность и другими хозяйственно-ценными свойствами (Среди растений Гв2. Гв3 были проведены отборы растений по вилтоустойчивости, скороспелости и качеству волокна. Была выделена семья Л-118, с которой были проведены селекционно-семеноводческие работы (табл. 3)).
Таблица 3. Хозяйственно-ценные признаки семей Л-118
№ семей Вегетац. Период, дни Урожай на 1 растение (гр.) Вес одной коробочки, г Длина волокна, мм Выход волокна, % Микро-нейр. Поража емость, %
1 115 66,0 6,4±0,4 33,8±0,13 38,2±0,22 4,1-4,3 5,5
2 117 70,0 6,6±0,21 34,0±0,14 37,6±0,17 4,2-4,5 4,3
3 113 63,5 6,3±0,18 34,1±0,14 37,9±0,25 4,0-4,3 7,0
4 118 61,0 6,5±0,15 33,5±0,12 38,0±0,20 4,1-4,4 5,0
5 116 60,0 6,4±0,13 34,2±0,13 37,0±0,12 4,2-4,5 4,8
Данные таблицы этих семей показывают, что все хозяйственно-ценные показатели отвечают всем требованиям Госстандарта. Среди этих семей путем многократного отбора на смешанном фоне создана вилтоустойчивая Линия-118, которая названа сортом «Ишонч».
Хозяйственно-ценные показатели перспективного вилтоустойчивого сорта «Ишонч»: высота растений - 90-100 см, вегетационный период - 114-116 дней, урожайность 35-38 ц/га, выход волокна -38%, длина волокна 34,0-34,2 мм, масса сырца 1 коробочки - 6,0-6,6 гр, микронейр. - 4,3-4,4. Сорт «Ишонч» в 2014 г. признан перспективным и размножается в южных районах, где имеет место дефицит поливной воды.
Как выше отмечалось, проблема скороспелости остается и в настоящее время весьма актуальной в хлопководстве. Проведенные нами многолетние исследования по скороспелости показали, что скороспелость сортов хлопчатника, часто не сочетается с комплексом хозяйственно-ценных признаков,
которые хотелось бы совмещать в одном растении, сорте. В частности имеются в виду такие важные хозяйственно-ценные признаки, как потенциальная урожайность, скороспелость и качество волокна.
Подтверждением тому являются результаты изучения сортов хлопчатника, их семей, характеризующихся примерно одинаковым вегетационным периодом, которые показали довольно существенные различия по проценту созревшего в сентябре урожая хлопка-сырца (табл. 4).
Таблица 4. Продолжительность вегетационного периода и процент сентябрьского урожая сортов хлопчатника
Название сорта Вегетационный период % от сентябрьского урожая
С-4727 108 81,0
Ташкент-6 109 85,0
Зангиота-2 112 84,0
Ишонч 114 80,0
Зафар 110 85,0
Как видно из данных таблицы, независимо от различной скороспелости сорта отличаются различными темпами раскрытия, созревания коробочек, что необходимо было учитывать при подборе исходного материала в селекции на скороспелость и оценке гибридного потомства.
При создании скороспелых форм и сортов хлопчатника важное значение приобретает использование классического метода селекции (гибридизации) с использованием метода отбора -индивидуальные и посемейные отборы скороспелых форм с высокими хозяйственно-ценными признаками. Так, применяя индивидуальный отбор скороспелых растений в комбинации, полученный путем гибридизации F3 (Ташкент-6 х Орзу) х С-6524 удалось получить скороспелую линию с высокими хозяйственно-ценными показателями (выхода и длины волокна). Эта линия была передана в 2014 году в Государственное сортоиспытание под названием сорта «Зафар».
В результате наших исследований получен целый ряд семей линии-170, выделяющихся скороспелостью, урожайностью, с высокими качествами волокна, устойчивостью к вилту в сравнении со стандартным сортов Наманган-77 (табл. 5).
Следует отметить, что в селекционно-семеноводческих исследованиях важным является фактор отбора растений.
Таблица 5. Характер распределения учетных растений по классам длины и выхода волокна
Название материала Число Классы длины (мм) Классы выхода волокна (%)
учетных 32,1 33,1 34,1 35,1 36,1- 35,0 36,0 37,0 38,0 39,0-
исследований растений 33,0 34,0 35,0 36,0 37,0 35,9 36,9 37,9 38,9 39,9
Наманган-77(Stad) 51 35 15 - - - - 1 30 19 -
Л-170(Зафар) 48 3 20 20 5 - - 28 20 - -
Семьи: 01 52 1 10 36 5 - - 1 36 15 -
02 45 - 12 28 5 - - 2 33 10 -
03 48 - 20 20 8 - - 1 38 9 -
04 50 2 25 23 - - 1 5 40 4 -
05 52 1 28 20 2 - 1 6 41 4 -
06 46 - 30 16 - - 2 10 27 7 -
07 50 5 32 13 - - - 12 28 10 -
08 46 2 26 15 3 - - 10 24 12 -
Благодаря проведенным нами исследованиям путем индивидуальных и семейных отборов по сорту Зафар выделены перспективные семьи 01, 02, 03 и 04, имеющие практическое значение (табл. 6).
Таким образом, полученные данные ряда лет: по всем показателям сорт Зафар (длина, выход волокна, микронейр., скороспелость и др.) отвечает мировым требованиям Международного госта волокна IV типа.
№ семей Вегетац. период Выход волокна, % Длина волокна, мм Удельно-разрывная нагрузка, гс Микронейр.
1 105 37,0 34,0 30,0 4,0
2 104 38,8 33,8 31,2 4,1
3 106 37,0 34,0 30,9 4,1
4 104 38,0 35,0 29,0 4,2
Наманган-77 (стандарт)
5 108 38,0 32,8 27,5 4,6
Рис. 1. Перспективный сорт хлопчатника Рис. 2. Перспективный сорт хлопчатника
Ишонч Зафар
Заключение
На основании полученных результатов исследований следует сделать следующие выводы:
- родительские формы на двух инфекционных фонах показывают высокую устойчивость к патогену V.dahliae Kleb;
- у гибридов Fj (Ташкент-6 х С-6037) наблюдается доминирование устойчивости к вилту. В F2, устойчивость к вилту наследовалась на обоих фонах, как полигенный признак;
- использование в гибридизации сортов вида G.barbadense L. пополнили информацией о характере наследования вилтоустойчивости, в частности, межвидовыми гибридами, показали направление селекционного процесса по созданию не только вилтоустойчивых, но и по высоким хозяйственно-ценным признакам сортов хлопчатника;
- использование индивидуального и семейного отборов скороспелых вилтоустойчивых растений в комбинации F3 (Ташкент-6 х Орзу) х С-6524 помогло получить линию Л-170 с высокими хозяйственно-ценными признаками, которая испытывается по линии ГСИ под селекционным названием сорта «Зафар» с 2015 года.
Литература
1. Абдуллаев А. А. Устойчивость некоторых сортов и видов хлопчатника к вертициллезному вилту. Матер. Всес. симп. по борьбе с вилтом хлопчатника. Ташкент, 1964. С. 89-94.
2. Автономов А. А. Использование межвидовой гибридизации при выведении вилтоустойчивых сортов хлопчатника. Генетика и селекция растений. Ташкент. Фан, 1973. С. 93-100.
3. Арутюнова Л. Г. Метод межвидовой гибридизации в селекции хлопчатника (Итоги исслед. по вопросам генетики, селекции и семеноводства хлопчатника). Сб. научн. тр. Т. Фан., 1970. С. 205-216.
4. Ахмеджанов А. Н. и др. Важная веха в селекции вилтоустойчивости хлопчатника: Достижения и перспективы экспериментальной биологии растений. Ташкент, 2013. С. 195-197.
5. Баталов А., Нематов Х. Ш. Преимущество бухарских сортов хлопчатника. Мат. респ. научно-практ. конф. Ташкент, 2015 г. С. 220-222.
6. ВавиловН. И. Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям. М., 1935. С. 10-15.
7. Губанова Н. Г. и др. Межвидовая гибридизация, как метод в селекции хлопчатника. Матер. Респ. научно-практ. конф. Достижения, проблемы и перспективы агробиологии сельхозкультур. Ташкент, 2015. С. 184-186.
8. Мирахмедов С. М. Внутривидовая отдаленная гибридизация хлопчатника G.hirzutum L. на вилтоустойчивость. Изд. «Фан». Ташкент, 1974.
9. Симонгулян Н. Г. Проблема скороспелости в селекции хлопчатника. Ташкент. «Фан», 1971. 222 с.
10. Сукуров М., Попов П. В. и др. О корреляции между скороспелостью и вилтоустойчивостью у гибридов. Хлопководство. № 11, 1992. 25 с.
11. Сеноедов В. П. Создание сортов и линий хлопчатника, сочетающих скороспелость с устойчивостью к вилту. VI съезд УзОГиС. Тез. докладов, С. 25.
