СТВОРЕННЯ ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ ДЛЯ ГЕТЕРОЗИСНОЇ СЕЛЕКЦІЇ ЖИТА ОЗИМОГО В УМОВАХ ЦЕНТРАЛЬНОЇ ЧАСТИНИ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Краткое содержание

Генетичні основи гетерозисної селекції озимого жита

(огляд наукової літератури)

o                    У розділі наведено узагальнення літературних джерел про самонесумісність і самофертильність жита озимого, особливості лінійної селекції жита як перехреснозапильної культури, охарактеризовано джерела цитоплазматичної чоловічої стерильності і можливості її використання у селекційній практиці. Вказано на необхідність пошуку закріплювачів стерильності і створення на їх основі пилкостерильних ліній-аналогів. Аналіз наукової літератури засвідчив, що урожайність сортів-популяцій майже досягла ”плато”, тому подальший прогрес у збільшенні урожайності цієї культури пов'язаний з гетерозисною селекцією на основі ЦЧС, яка передбачає створення материнського (ЧС аналоги, прості стерильні гібриди) та батьківських компонентів схрещування.

§           Умови, вихідний матеріал та методика проведення досліджень

Дослідження з теми дисертаційної роботи виконували протягом 2004–2007 рр. в лабораторії селекції і насінництва зернових культур Верхняцької дослідно-селекційної станції (ВДСС).

Кліматичні умови зони діяльності станції характеризуються помірною континентальністю і за основними елементами погоди відповідають зоні нестійкого зволоження. За даними Христинівської метеостанції середня багаторічна кількість опадів складає 472 мм, середньодобова температура повітря (середньо багаторічний показник) – 7,0^оС.

Метеорологічні умови в окремі роки проведення досліджень були не типовими, але це істотно не вплинуло на ріст і розвиток рослин жита озимого, проте дозволили визначити частки генотипової та модифікаційної мінливості при вивченні успадкування господарсько цінних ознак.

Вихідним матеріалом для проведення досліджень використані сорти, гібриди і лінії жита озимого з рецесивним контролем довжини стебла, донори самофертильності та ЦЧС Пампа-типу, отримані від лабораторії селекції та генетики жита озимого Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН, сорти і гібриди з колекції, які вирощуються на Верхняцькій дослідно-селекційній станції.

Гібридизацію, самозапилення, насичуючі схрещування проводили за методикою Г.К. Адамчук, Н.А. Крайнюк (1978).

Математичну обробку експериментальних даних проводили методом двохфакторного аналізу і варіаційної статистики за Б.О. Доспеховим (1985), оцінку ефектів ЗКЗ і СКЗ визначали по методу В. Griffing (1956), результати полікросних та топкросних схрещувань − за алгоритмами В.Г.Вольфа і П.П.Літуна (1980). Рівень конкурсного гетерозису визначали за Д.С. Омаровим (1975).

Ступінь фенотипового прояву урожайності ознаки у гібридів F₁ за участю пилкостерильних та самофертильних ліній жита озимого оцінювали за методом G.M. Beil, R.E. Atkins (1965). Ефект гетерозису порівняно з батьківськими формами визначали за десятьма основними структурними ознаками: висота рослин (см), продуктивна кущистість ( шт.), довжина колоса (см), кількість квіток у колосі (шт.), кількість зерен у колосі ( шт.), озерненість колоса (%), щільність колоса, маса 100 зерен (г), маса зерна з колоса (г), маса зерна з рослини (г). Оцінювали 32 рослини з кожної комбінації з використанням методу Ст’юдента.

Експериментальні сортолінійні гібриди від топкросних схрещувань кращих материнських форм з 5 сортами-популяціями висівали в трьох еколого-географічних зонах: Верхняцька дослідно-селекційна станція Черкаської області (ДСС 1), Ялтушківська дослідно-селекційна станція Вінницької області (ДСС 2), Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН м. Харків (ІР 3). Посів проводили сівалкою „Максимчука” з обліковою площею 1 метр погонний у дворазовій повторності зі стандартним розміщенням ділянок. Збирання урожаю проводили вручну.

Агротехніка на всіх ділянках була загальноприйнятою для зони вирощування. Впродовж вегетаційного періоду проводили необхідні фенологічні спостереження згідно „Методики державного сортовипробування сільськогосподарських культур” (1995).

Для обробки експериментальних даних використовували методи дисперсійного, варіаційного, регресійного і факторіального аналізів. Статистична обробка даних виконана на ЕОМ із використанням програм Microsoft Excel.

·     Створення вихідного матеріалу гетерозисної селекції жита озимого

Створення самофертильних ліній – закріплювачів стерильності у жита затрудняється через самонесумісність при самозапиленні рослин, а також у поєднанні в одному генотипі генів самофертильності і закріплення стерильності. Для блокування генів самонесумісності в популяції сортів вводили донори самофертильності. Як донори самофертильності використано самофертильні лінії (СФ-2, СФ-6) Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН та німецькі гібриди Avanti, Farino. Для створення ліній використано сорти: Kystro, Motto, Ясельда, Валдай, Харківська 98, Danko, Веселоподолянське крупнозерне, суміш крупнозерних форм, Верхняцьке 94.

Гібриди від схрещування з донором самофертильності самозапилювали впродовж чотирьох років (2004–2007 рр.). Найбільший ступінь утворення насіння мали інбредні лінії, одержані за участю донора самофертильності СФ-6. У чотирьох комбінаціях схрещування Danko / СФ-6, В-З2 / СФ-6, Веселоподолянське крупнозерне / СФ-6, LPN-36 / СФ-6 зав'язалося більше 150 зерен. Інбредна лінія 3 з гібридної комбінації LPN-36 / СФ-6 передана для реєстрації в Національному центрі генетичних ресурсів рослин України як самофертильний закріплювач стерильності. Всього виділено 12 самофертильних ліній, які введені в схрещування зі стерильними рослинами з метою отримання самофертильних ЗС і створення на їх основі ЧС аналогів жита озимого.

При виділенні закріплювачів стерильності з генотипом N rfrf у 12 потомствах від схрещування фертильних рослин зі стерильними спостерігали різний відсоток стерильних рослин. Він коливався в межах 38,9–100% (табл. 1).

Закріплювачами стерильності визнано лінії зразків 3, 6, 21 і 13. Серед 12 ліній – кандидатів у закріплювачі стерильності, третина (33,3%) виявилася з генотипом N rfrf. Ті кандидати в ЗС, χ²_факт. у яких перевищує χ²_{теорет.}, мають алелі закріплення стерильності у різній концентрації, тому повні закріплювачі стерильності можуть бути відібрані із форм часткових закріплювачів стерильності. Лінії 4, 7, 8 та 20 з середньою або високою закріплюючою здатністю (57,4–71,7%) забезпечують можливість більш швидкого виділення повних закріплювачів стерильності, ніж лінії із низькою закріплюючою здатністю. Так, із комбінацій схрещування з лінією-кандидатом в ЗС під номером 4 три потомства (42,9%) мали стовідсоткову закріплюючу здатність, а із 16 потомств лінії з номером 7 половина потомств повністю закріплювали стерильність. До таких повних закріплювачів стерильності можна віднести третину потомств ліній-кандидатів ЗС зразків 8 і 20. Навіть із комбінацій схрещування зразка 1, у яких середній відсоток закріплення був найнижчим (38,9%), виділили одне потомство, яке закріплювало стерильність на 100%.