Горлачова О.В. Створення вихідного матеріалу для селекції проса на продуктивність та якість зерна в умовах східного Лісостепу України

Короткий зміст

Селекційні дослідження господарсько-цінних ознак проса (огляд літератури)

Аналіз літературних джерел показав, що недостатньо вивчено сили кореляції між основними господарсько-цінними ознаками, особливості успадкування та системи генетичного контролю кількісних ознак проса. Це приводить до ускладнення вибору основних критеріїв селекційного відбору проса. Наведені дані переконливо стверджують актуальність теми досліджень і важливість вирішення цих питань для селекції проса.

Агрометеорологічні умови, вихідний матеріал, методика досліджень. Експериментальні дані отримано в лабораторії селекції проса Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН за період з 1999 по 2003 рр. Польові дослідження виконували в селекційній науковій сівозміні інституту. Територіально вона знаходиться у Харківському районі (східна частина лівобережного Лісостепу України). Основний грунт Харківського району характеризується могутнім, слабко вилуженим чорноземом на суглинистому лесі з товщиною гумусного шару 75 см і більше при вмісті гумусу 5,5-7,3 %. Гідролітична кислотність ґрунту складає 0,76-0,99 мол на 100 г.

За період досліджень метеорологічні умови по роках контрастно відрізнялися, що дало можливість на основі одержаних даних зробити об'єктивні висновки.

Матеріалом досліджень була світова колекція проса, яка представлена 200 сортозразками 15 різновидностей з генофонду 15 країн світу, а також гібриди першого і другого покоління. Облікова площа ділянок колекційного і гібридного розсадників складала 2,25 м². Стандарти Харківське 57 і Київське 87 висівали через 20 номерів. Штучне схрещування здійснювали водяним способом, розробленим І.В. Яшовським (1987).

У польових умовах проводили фенологічні спостереження за фазами: поява сходів, кущіння, викидання волоті (початок - 10%, масове - 75%), дозрівання. Проводили оцінку колекційного матеріалу і гібридів F₁ і F₂ за морфологічними (форма волоті, колір зерна, наявність або відсутність антоціану на стеблах і колоскових лусках та ін.) і господарсько-цінними ознаками (тривалість вегетаційного періоду, вилягання рослин, осипання та ін.).

Структурний аналіз продуктивності проводили за такими елементами: висота рослин, довжина і ширина волоті, маса 1000 зерен, маса зерен з рослини, кількість зерен з рослини - у 30 рослин на колекційній вибірці із 52 сортозразків та у рослин гібридів F₁ і F₂.

Загальний вміст білка в зерні проса визначали методом К’єльдаля, а загальний вміст каротиноїдів в зерні оцінювали шляхом колориметрування фільтрату на ФЕК за методикою Мурі (1982). Технологічні властивості зерна проводили за “Методическими рекомендациями по оценке качества зерна в процессе селекции” (Кучумова Л.П., Кравец Л.П., 1982). Оцінку стійкості проса до ураження меланозом проводили відповідно методичних вказівок “Фитосанитарная и иммунологическая оценка проса” (Рыжкова Е.Ю., 1990).

Експериментальні дані обробляли методами дисперсійного і кореляційного аналізу (Доспехов Б.А., 1985). Визначення практичної цінності (Ri, Ei) господарських ознак сортозразків проса проводили шляхом обчислення на персональному комп’ютері типу IBM за допомогою пакету прикладних програм обробки генетичних і селекційних експериментів, керуючись "Методическими рекомендациями по экологическому сортоиспытанию кукурузы" (Гурьев Б.П., Литун П.П. та інші, 1981). Комбінаційну здатність визначали у гібридів F₁, одержаних за системою діалельних схрещувань, за першим методом Грифінгу з залученням алгоритму Хеймана (1974). Ступінь фенотипового домінування у гібридів F₁ рахували за формулою А.А. Жученка (1988). Ступінь і частоту трансгресії у гібридів F₂ визначали за методикою      Г.С. Воскресенської та В.І. Шпоти (1967).

Оцінка генофонду проса на адаптивність за основними господарсько-цінними ознаками

Продуктивність та її структурні елементи. Встановлено високе міжсортове варіювання за урожайністю, продуктивністю, шириною волоті, кількістю зерен з волоті, що свідчить про можливість виділення форм, які в даних умовах проявляють як високий генотиповий рівень ознаки, так і високу адаптивність. Середній коефіцієнт варіації спостерігався у наступних структурних елементів продуктивності: висота рослин, довжина волоті, маса 1000 зерен (табл. 1). Результати вивчення колекційних зразків проса показали, що низьку пластичність в регіональних умовах мали форми з Афганістану, Білорусі, Грузії, Індії, Китаю, Монголії, Російської Федерації, Таджикистану, Туркменії, колишньої Югославії. Найбільшу практичну цінність за урожайністю мали Белгородское 1, Харківське 31 і Чегет, у яких сумарний ранг дорівнював 2. Незважаючи на те, що зразки Веселоподільської дослідної станції (Україна) Веселоподільське 16, Веселоподолянське 305-54, Веселоподолянське 375, Веселоподолянське 403, Веселоподолянське 559 і Веселоподолянське 632, а також зразки НДІСГ Південно-Східного регіону (Російська Федерація) Саратовское 2, Саратовское 3, Саратовское 6, Саратовское 8, Саратовское 853 і Старт мали більш низький рівень розвитку ознаки, у порівнянні з вище названими, їх також можна використовувати як вихідний матеріал в селекції на адаптивність завдяки стабільному прояву ознаки (Ri = 16,1-49,8; Ei = 0,12-0,83). В результаті аналізу зв’язків між продуктивністю і її структурними елементами підтверджено наявність високої кореляції між продуктивністю та крупністю зерна (r=0,33-0,67), а також кількістю зерен з рослини (r=0,79-0,85). Інші структурні елементи менше впливали на продуктивність.

Біохімічні та технологічні властивості зерна проса. Результати експериментальних даних свідчать, що колекційні зразки проса за вмістом білка відзначались невисоким генетичним різноманіттям матеріалу (V=7,49-9,20%) (див. табл. 1).

Оцінка селекційної цінності сортозразків проса з різних країн світу за вмістом білка підтверджує можливість виділення з колекції форм із стабільним проявом ознаки. Це сорти та лінії з Афганістану, Казахстану, Киргизстану, Китаю, Монголії, Російської Федерації, Угорщини, колишньої Югославії.

Як джерела високого вмісту білка в селекції на адаптивність можуть використовуватися сортозразки Гібрид 2, Гібрид 6, Гібрид 7, Веселоподільське 16, ВІР к-2269, Прохладненское, Токтогульское горное местное (Ri = 0,11-1,68, Ei = 0,53-0,87).

Підвищення вмісту каротиноїдів є важливим завданням при селекції на якість. Високий вміст каротиноїдів обумовлює більшу яскравість та склоподібність ядра, а також покращує харчові характеристики крупи. В умовах східного Лісостепу вихідний матеріал проса за цією ознакою для селекції на адаптивність оцінювали вперше. Коефіцієнт варіювання генофонду проса показував на можливість виділення сортозразків з високим вмістом каротиноїдів (див. табл. 1) Найбільшою практичною цінністю характеризуються Белгородское 1, Сонячне і Слобожанське (сума рангів 2).

Вперше в умовах східного Лісостепу встановлено рівень кореляції між вмістом каротиноїдів і господарсько-цінними ознаками. Відмічено, що коефіцієнт кореляції змінювався в залежності від погодних умов. В даному наборі сортозразків між вмістом каротиноїдів і урожайністю виявлено слабку позитивну залежність, що свідчить про можливість ведення селекції на поєднання високого значення цих ознак в одному генотипі за допомогою селекційних методів. Незначна негативна кореляція між вмістом білка і вмістом каротиноїдів була відмічена у посушливі 1999 та 2001 роки (r = -0,10 до r = -0,16), а у 2000 р. спостерігалась сильна негативна залежність (r = - 0,51). Яскравість пшона сильно впливала на вміст каротиноїдів в зерні проса в умовах надмірного зволоження. Очевидно, в посушливі роки в зовнішньому шарі пшона швидше відбувається руйнування каротиноїдів, ніж у внутрішньому, і тому яскравість ядра погіршується. Внаслідок цього не спостерігається