Кондратенко М.І. Виявлення генетичної структури кількісних ознак гороху та покращення їх селекційним шляхом

Краткое содержание

РОЗДІЛ 1. ОСНОВНІ НАПРЯМКИ СЕЛЕКЦІЇ ГОРОХУ НА ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ (огляд наукової літератури)

            В даному розділі подається аналіз досліджень з питань виведення високопродуктивних сортів гороху в Україні та зарубіжних країнах.  Характеризуються сучасні методи та напрямки селекції на підвищення зернової продуктивності. При цьому особлива увага приділяється методу гібридизації, як найбільш результативному в роботі з даною самозапильною культурою в минулому і в наш час, а також висвітлюється значення удосконалення технологічності сортів. Наводяться дані по успадкуванню господарсько – цінних кількісних ознак гороху, отримані різними вченими, в тому числі і шляхом аналізу комбінаційної здатності та  за допомогою застосування генетичного аналізу по методу Джинкса – Хеймана.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ, МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ

ДОСЛІДЖЕННЯ

            Дослідження за темою дисертаційної роботи виконані на дослідних полях лабораторії селекції кормових культур Інституту кормів УААН, які розміщені в Центральному Лісостепу України. Вінницький район, в якому проводилися випробування, характеризується помірно-теплим та вологим кліматом, гідротермічний коефіцієнт  (ГТК) –1,7-1,8. Опадів на протязі року випадає  534-540 мм. Сума активних температур, більше 10⁰С  - 2320-2440.

            Ґрунтовий покрив дослідної ділянки  представлений сірими лісовими середньосуглинковими ґрунтами на лесі.

            Погодні умови в період проведення дослідження характеризувалися значними відмінностями за середньодобовими температурами повітря та кількістю опадів. Найбільш сприятливим для росту і розвитку рослин гороху були 2001-2002 рр. На відміну від них 2004-2006 рр. мали менш оптимальний температурний режим та меншу кількість опадів. Найбільш несприятливі погодні умови склалися в 2003 році, внаслідок високих температур та гострого дефіциту вологи під час періодів: „посів-сходи” (сума опадів 7,1 мм або 24% від середньобагаторічної) та „сходи-цвітіння” (сума опадів 31 мм або 38,2% від середньобагаторічної. Такі умови негативно вплинули на  ріст і розвиток рослин гороху, які в даний рік сформували найнижчий урожай за весь період випробувань.

            Для проведення дослідження було узято шість високопродуктивних сортів гороху різних морфотипів, виведених в різних НДУ України. Це такі сорти, як Елегант (Інститут кормів УААН, Уладово – Люлінецька ДСС), Банан (Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва) та Ароніс (Уладово – Люлінецька ДСС), що характеризуються звичайним типом листка та мають ознаку неосипаємості насіння; Дамир 4 (фірма „Мир – Сем”) з безлисточковим або вусатим типом листка, без ознаки неосипаємості; Комбайновий 1 (Луганський інститут АПВ) з безлисточковим типом листка та ознакою неосипаємості; Грант (Інститут кормів УААН, Уладово – Люлінецька ДСС)   зі звичайним типом листка, без ознаки неосипаємості.

            Дослідження  проводилося шляхом схрещування даних сортів за повною діалельною схемою в 2001-2002 рр. з метою отримання 30 гібридних комбінацій. Гібриди F₁ та батьківські форми висівали з індивідуальним розміщенням рослин в трьох повтореннях за схемою: материнська форма - F₁ - батьківська форма. В 2003-2005 рр. за такою ж схемою висівалися гібриди F₂. З гібридних популяцій різних морфотипів проводився добір перспективних рослин для висіву в селекційному розсаднику. Виділені в селекційному розсаднику лінії вивчалися в контрольному розсаднику. Закладка досліду та догляд за посівами, основні фенологічні спостереження, обліки та оцінки проводилися згідно Методики державного сортовипробування сільськогосподарських культур (2000), Методики польового досліду за Б. О. Доспєховим (1985).

            Гібриди та батьківські форми аналізувалися в лабораторних умовах за основними кількісними господарсько-цінними ознаками такими, як: „висота рослин”, „кількість міжвузль стебла”, „кількість плодоносних вузлів стебла”, „кількість бобів на одну рослину”, „кількість насінин на одну рослину”, „вага насіння з однієї рослини”, „маса 1000 насінин”.

            Дослідні дані оброблялися дисперсійним, комбінаційним та генетичним методами аналізу за Б. О. Доспєховим (1985), П. П. Літуном (1992), М. О. Федіним, Д. Я. Сіліс (1980), М. В. Турбіним, Л. В.Хотилевою, Л. О. Тарутіною (1974). Загальна та специфічна комбінаційна здатність оцінювалася згідно з методом 1 Грифінга, модель 1. Генетичний аналіз проводився по методу Джинкса-Хеймана. Частота та ступінь позитивних трансгресій в поколінні F₂ визначалася за методикою Г. С. Воскресенської та В. І. Шпоти (1967).

РОЗДІЛ 3. ОЦІНКА КОМБІНАЦІЙНОЇ ЗДАТНОСТІ ТА ГЕНЕТИЧНИЙ АНАЛІЗ УСПАДКУВАННЯ МОРФОЛОГІЧНИХ ОЗНАК

РІЗНИХ МОРФОТИПІВ ГОРОХУ

            Висота рослин. Серед батьківських форм найбільшу висоту за результатами трьох років випробувань мали сорти Грант (81,6 см) та Комбайновий 1 (80,7 см). Найвищими гібридами були такі, як Ароніс х Грант, Дамир 4 х Банан, Грант х Ароніс і Комбайновий 1 х Грант (91-94,4 см).

            Високу загальну комбінаційну здатність (ЗКЗ) мали сорти Комбайновий 1(g_i=6,39, 4,30 і 2,56) та Елегант (g_i=-0,10, 4,79,2,91), середню - Грант (g_i=3,29, 0,33, 4,25) і Банан (g_i=5,19, -0,06 і -2,35) і найнижчу – Дамир 4 (g_i=-7,09, -1,73 і -4,65) та Ароніс (g_i=-7,69, -7,50 і -2,72, відповідно, за період випробувань 2002-2004 рр.). Високою специфічною комбінаційною здатністю (СКЗ) характеризувалися сорти Дамир 4 (у²_Si=248,9, 11,9 і 85,6) і Ароніс (у²_Si=140,7, 10,7, і 103,1). Аналіз окремих комбінацій свідчив про значний вплив неадитивних ефектів генів на прояв ознаки „висота рослин” в таких гібридів, як Елегант х Дамир 4, Грант х Ароніс і  Комбайновий 1 х Ароніс, оскільки  відповідні константи СКЗ мали високе числове вираження (S_ij=5,80-13,20; 4,32-14,34 і 2,05-8,57, відповідно).

            Дані генетичного аналізу вказують на визначальну роль неадитивних ефектів генів, оскільки співвідношення Н₁/D протягом періоду випробувань було значно більшим за одиницю (табл. 1). Асиметричність розподілу домінантних і рецесивних генів між батьківськими формами неістотна. При цьому кількість домінантних генів практично дорівнює числу рецесивних, оскільки параметр  протягом періоду випробувань практично дорівнював одиниці (1,55, 1,05 і 1,04, відповідно, в 2002-2004 рр.).

            Коефіцієнти успадковування в широкому та вузькому розумінні мали значну різницю, тому можна зробити висновок про низьку ступінь успадковування висоти рослин внаслідок більшого впливу неадитивних ефектів генів. Коефіцієнти кореляції між середніми значеннями даної ознаки у сортів і відповідними значеннями суми варіанс і коваріанс r[(Vr+Wr);xp] мали високе числове вираження. Це вказує на наявність зв’язку між кількістю домінантних генів та довжиною стебла у рослин. Негативне значення даного коефіцієнту свідчить про вплив домінантних генів в напрямку збільшення ознаки.

            Таким чином, ознака „висота рослин” у даних сортів гороху знаходиться під контролем адитивних ефектів генів при чіткому наддомінуванні в середині локусів. Розрахунок теоретично домінантного сорту та результати оцінки комбінаційної здатності вказують на можливість збільшення висоти рослин гібридів при схрещуванні сортів Елегант і Комбайновий 1 з іншими селекційними формами. Однак, оскільки наддомінування заважатиме відбору форм, у яких на прояв ознаки впливають адитивні ефекти генів, проводити добір в ранніх поколіннях гібридів не доцільно. У рослин гороху збільшення висоти є небажаним явищем, тому перспективними також можуть вважатися сорти Дамир 4 та Ароніс, які мають в своєму генотипі найбільшу кількість рецесивних алелей, що діють в напрямку зменшення даної ознаки, в поєднанні з ознаками високої зернової продуктивності.