Макарчук О.С. Використання інбредних ліній та тестерів різної генетичної структури в селекції кукурудзи на гетерозис

Краткое содержание

РОЗДІЛ 1. СЕЛЕКЦІЯ ГЕТЕРОЗИСНИХ ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ

(Огляд наукової літератури)

          У розділі представлено  особливості селекції гетерозисних гібридів кукурудзи, яка базується на використанні самозапилених ліній різних зародкових плазм.

Точність визначення комбінаційної здатності в значній мірі залежить від правильного вибору тестера, який обумовлений особливостями генетичної детермінації їх урожайності і сукупності ліній. В той же час, не існує єдиного або системи критеріїв добору тестерів для оцінки самозапилених ліній в селекції гетерозисних гібридів, що й визначає актуальність досліджень.

РОЗДІЛ 2. Умови, МАТЕРІАЛ та методика досліджень

 Дослідження  проводилися протягом  2001-2006 років в лабораторії кафедри  селекції та насінництва і стаціонарних сівозмінах Агрономічної дослідної станції Національного аграрного університету (с. Пшеничне, Васильківського району Київської області ).

           Грунт - чорнозем типовий малогумусний крупнопилувато-середньосуглинковий за гранулометричним складом. Вміст гумусу в орному шарі становить 4,34-4,68 %, рН – 6,8-7,3, ємність вбирання – 30,7-32,5 мг. екв./100 г грунту. Щільність грунту у рівноважному стані – 1,16-1,25 г/см³, вологість стійкого в’янення – 10,8 %. Глибина залягання грунтових вод 2-4 м. Грунти станції характеризуються великим вмістом валових і рухомих форм поживних речовин: легкогідролізованого азоту 10,6-11,4 мг/100 г грунту, рухомого фосфору 6,2-6,5, обмінного калію 8,9-10,6 мг/100 г грунту.

Для вивчення і добору вихідного матеріалу в селекції  скоростиглих гібридів кукурудзи на зерно висівали інбредні лінії із колекції  Національного центру генетичних ресурсів культурних рослин, Всеросійського інституту рослинництва ім. М.І.Вавилова, кафедри селекції та насінництва НАУ. Щорічно у вивченні знаходилась 51 константна лінії, що відрізняються між собою за генеалогічним та еколого-географічним походженням, проявом селекційно важливих ознак.

Спостереження та обліки проводились у відповідності до "Методичних рекомендацій польового та лабораторного вивчення генетичних ресурсів кукурудзи" (1993, 2003), а градаційне та бальне оцінювання всіх морфологічних ознак за Класифікатором-довідником виду Zea mays L (1994).

         Стандартами для ліній приймали ранньостиглі лінії F2  та F7 (Франція) і середньоранню лінію Ух 52 (Україна).

         Тестерами  були використані батьківські форми районованих і перспективних гібридів, до складу яких входять лінії різних зародкових плазм (Айодент, Лакауне, Ланкастер), що дозволяє використати їх для визначення комбінаційної здатності та ідентифікації ліній, що вивчались:

         - ♀  Прип’яті – 50% Айодент;

         - ♀  ТОСС 231СВ – 50% Айодент;

         - ♀  Пролісок –  міксерна плазма;

         - ♀  Бершаді –  50% Ланкастер;

         - ♀  ТОСС 156МВ – 50% Лакауне.

         Стандартами за врожайністю зерна для гібридів використали рекомендовані для Лісостепу України гібриди вітчизняної селекції: ранньостиглий – Планета 180 і середньоранній – Дніпровський 193 МВ.

         Математичну обробку результатів проводили за методикою Доспєхова Б.О. (1985). Прояв гетерозисного ефекту визначали за методикою Омарова Д.С.(1975), Ступінь домінування кількісних ознак визначали за формулою Г.М.Бейла, Р.І.Аткінса (1965), Peter, Frey (1966), Зенищева (1968).

Генетична цінність самозапилених ліній встановлювалась шляхом визначення загальної та специфічної комбінаційної здатності методом повних та неповних тестерних схрещувань (Літун П.П., Проскурнін М.В., 1992).

РОЗДІЛ 3. БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ  РОСТУ ТА  РОЗВИТКУ   САМОЗАПИЛЕНИХ ЛІНІЙ  КУКУРУДЗИ

          В результаті досліджень виявлено  особливості формування тривалості вегетаційного періоду колекції самозапилених ліній різного походження .

          Враховуючи основні елементи добору батьківських пар на основі фенотипового прояву ознак, було проведено добір самозапилених ліній з бажаними ознаками.  Перш за все, були відібрані лінії, які характеризуються стабільністю проходження фенологічних фаз вегетаційного періоду та формуванням продуктивності зерна з рослини.

В цілому, формування тривалості вегетації має свої особливості для кожної із розглянутих ліній. Проте, можна зазначити, що незначна мінливість загальної тривалості вегетації ліній формувалась за рахунок  стабільного або мінливого проходження вегетативної та генеративної  фаз розвитку. В першому випадку спостерігається стабільний  прояв ознак, а в іншому специфічна реакція генотипів на умови зовнішнього середовища. Лімітуючі або оптимальні умови якого в залежності від фаз розвитку сприяли подовженню чи скороченню тривалості вегетації, в результаті такої взаємодії отримувалась стабільність загального періоду вегетації.

За мінливістю продуктивності зерна з рослини досліджувані лінії поділяються на три групи:  із незначною мінливістю – Ак 135-1, Дунай 2, ИКК 26-1; із середньою мінливістю – F 2/1, 3412, O54K, F 161, FC 1138, IG 1998, IG 1999, B 37, Дунай 1;  із значною мінливістю – S 38, RA 72, 4P51, Ак 135-2, П 40-1. Однак, рівень мінливості результуючої ознаки приблизно рівний для групи ліній, а  варіювання складових елементів може різко відрізнятись.

Відповідно до отриманих даних для найпродуктивніших ліній характерна середня мінливість результуючої ознаки з одночасним сильним варіюванням складових, що вказує на компенсаторні механізми формування продуктивності і пристосованість до мінливості погодних умов впродовж розвитку рослин кукурудзи.

Взаємозв’язок  між показниками тривалості вегетації перспективних ліній зберігає тенденцію розвитку характерну для загальної кількості самозапилених ліній. Однак,  із збереженням особливостей прояву зв’язку залежно від років вивчення для основних періодів розвитку рослин спостерігається  певна особливість залежності  тривалості міжфазних періодів генеративного розвитку рослин.

Кореляційні зв’язки для середніх показників тривалості періодів вегетації доводять  підвищення оберненого зв'язку  між тривалістю періоду від посіву до появи сходів і періодів від появи сходів до появи r =-0,66 та квітування  волоті r =-0,54, появи приймочок r =-0,59 і молочної стиглості зерна r = -0,58.

Для періоду від появи волоті до квітування волоті та до появи приймочок характерний середньої сили зв'язок із періодом від появи сходів до молочної стиглості зерна r= -0,60 та r= -0,57 відповідно. Для періода від появи приймочок до воскової стиглості характерний середньої сили зв'язок r= 0,52 із періодом від появи сходів до воскової стиглості зерна. Для періода від воскової стиглості  до повної стиглості зерна характерні обернені середньої сили зв’язки із періодом від появи сходів до воскової r= -0,63, молочної стиглості зерна r= -0,53 та до появи волоті – r= -0,53.

За середніми  показниками  за роки дослідження для перспективних ліній   встановлені середньої сили зв’язки продуктивності із діаметром початка r=0,50, кількістю рядів зерен  r=0,47 та масою 1000 зерен r=0,39.

Довжина початку характеризується оберненим середньої сили зв'язком із кількістю рядів зерен r=-0,63 і зерен на початку r=-0,49  та позитивною залежністю із масою 1000 зерен r=0,55. Діаметр початка характеризується прямою залежністю із кількістю рядів зерен r=0,84 та зерен на початку r=0,72. Кількість рядів зерен і зерен в ряду характеризуються середньою r=0,69 та сильною r=0,74 залежністю із кількістю зерен на початку. Маса 1000 зерен характеризується середньої сили зв’язком із довжиною початка та оберненим зв’язком із іншими показниками r=-0,27…-0,64.

Таким чином, можна стверджувати, що прояв кореляційних зв'язків в значній мірі визначається умовами навколишнього середовища та особливостями досліджуваного набору ліній.  Залежно від умов змінюються сила та направленість зв'язків не лише між  результуючою та складовими ознаками, але і між ознаками, які визначають складові.

В той же час, незалежно від самозапилених ліній для маси 1000 зерен характерний середній зв'язок із продуктивністю зерна з рослини r=0,39…0,45 та обернений зв'язок із діаметром початка r=-0,10…-0,27, з кількістю рядів зерен на початку r=-0,39…-0,49, з кількістю зерен в ряду r=-0,50…-0,59 та кількістю зерен на початку r=-0,51…-0,64. Кількість зерен на початку характеризується сильним зв’язком із діаметром початка r= 0,72, кількістю рядів зерен на початку r= 0,69…0,72 та кількістю зерен в ряду r=0,74…0,85. Кількість рядів зерен на початку характеризується сильним зв’язком із діаметром початка r=0,84…0,84.