Грабовская Т.А. Селекция засухоустойчивых исходного материала кукурузы плазмы Айодент с использованием физиологических методов
Тип:
Автореферат
Краткое содержание:
Огляд літератури з питань посухостійкості вихідного матеріалу для селекції кукурудзи. У розділі наводиться огляд літератури з питань фізіологічної реакції рослин на дію посухи. Проведено аналіз основних методів, які використовуються для діагностики селекційного матеріалу кукурудзи на посухостійкість. Висвітлена роль вихідного матеріалу різних гетерозисних груп при селекції на посухостійкість. Обґрунтована актуальність та необхідність проведення досліджень за темою дисертаційної роботи.
Ґрунтово-кліматичні умови та методика проведення досліджень, вихідний матеріал. Досліди проводили протягом 2004-2007 рр. у дослідному господарстві “Дніпро” ІЗГ УААН, яке знаходиться в Дніпропетровській області і відноситься до північної підзони Степу України. Господарство розташоване на правобережжі Дніпра в південно-східній частині Придніпровської височини (130-140 м над рівнем моря). Територія області характеризується помірно-континентальним кліматом з нестійким та недостатнім зволоженням. За роки досліджень більш сприятливі умови склалися у 2004 р., погодні умови 2005 р. характеризувалися незначною посухою. В 2006-2007 рр. спостерігалась жорстка посуха.
Агротехнічні прийоми, застосовані в ході проведення досліджень, відповідали рекомендованим у “Методиці державного сортовипробування сільськогосподарських культур” (2001).
Кукурудзу вирощували в спеціальних селекційних сівозмінах, у селекційному і контрольному розсадниках. Розмір ділянок – 4,9 м2, повторність при вивченні тесткросів – трикратна. Густоту стояння рослин формували у фазі 4-5 листків, вона становила 50 тис. рослин на гектар.
Проводили фенологічні спостереження: відмічали дату появи сходів, цвітіння чоловічих та жіночих суцвіть. Визначали тривалість періоду “сходи – цвітіння 50% качанів”. З біометричних характеристик враховували висоту рослин і висоту прикріплення качанів. Збирання врожаю проводили при досягненні зерном повної стиглості. Відбирали по 10 качанів для обчислення елементів структури врожаю: маси 1000 зерен, числа рядів зерен на качані, числа зерен у ряду качанів, довжини та діаметра качана.
Визначення фізіологічних ознак досліджуваних зразків кукурудзи проводили у фазах 14-15 листків, цвітіння волоті, молочної стиглості зерна.
Посухостійкість на проростках визначали методом гідролізу статолітного крохмалю в клітинах кореневого чохлика під впливом зневоднення (Г.Л. Филиппов, Н.В. Вишневский, В.А. Губенко, Л.А. Максимова, 1989), методом набубнявіння насінин у розчині з підвищеним осмотичним тиском (Методические указания по определению жаро- и засухоустойчивости кукурузы, 1979), методом пророщування насінин на розчинах сахарози (Методические указания по комплексной оценке засухоустойчивости самоопыленных линий и гибридов кукурузы, 1981).
На вегетуючих рослинах посухостійкість встановлювали за такими показниками: фракційний склад води – рефрактометричним методом (Н.А. Гусев, 1960); водоутримуюча здатність листків – ваговим методом при їх в’яненні (Методические указания по комплексной оценке засухоустойчивости самоопыленных линий и гибридов кукурузы, 1981); зміна електричного опору тканин при в’яненні листків (Г.Л. Филиппов, Н.В. Вишневский, В.А. Губенко, Л.А. Максимова, 1989).
Оцінку на жаростійкість проводили методом пророщування насіння при граничних температурах (+41…+43ºС) (В.Ю. Черчель, Н.В. Вишневский, Л.А. Максимова, 1999) та на вегетуючих рослинах методом Ф.Ф. Мацкова в модифікації Т.В. Олейниковой, Ю.В. Скляра (1981).
Холодостійкість визначали методом холодного пророщування насіння при температурі +6ºС (Г.Л. Филиппов, Н.В.Вишневский и др., 1991).
Статистичну достовірність експериментальних даних визначали за допомогою дисперсійного аналізу за Б.А. Доспеховым (1985), параметри варіювання і коефіцієнт кореляції розраховували за методикою Г.Ф. Лакина (1990). Оцінку параметрів комбінаційної здатності в системі неповних тесткросів здійснювали за методикою Г.К. Дремлюка, В.Ф. Герасименко (1992). Параметри стабільності та пластичності визначали за S.A. Eberhart, W.A. Russell (1966)та А.В. Кильчевским, Л.В. Хотылевой (1985).
Для проведення досліджень було використано самозапилені сім’ї кукурудзи S3-S6, відібрані із середньораннього синтетика плазми Айодент (отриманий на базі 2 сестринських гібридів) та 4 вихідні батьківські лінії ДК 278, ДК 279, ДК403/165МВ, ДК 777-2.
Для оцінки комбінаційної здатності лінії плазми Айодент схрещували з тестерами: ДК2/427-5СхДК2/427-3, ДК366МхДК236, ДК427МхДК420-1, ДК377.
Стандартами для ліній виступали вихідні батьківські лінії, для тесткросів – районовані гібриди середньостиглий Білозірський 295СВ і середньопізній Кодацький 442СВ. Тесткроси одночасно пройшли екологічне випробування на Жеребківській дослідній станції в 2006 р., у Кримському інституті АПВ та у дослідному господарстві “Дніпро” в 2006-2007 рр.
Оцінка та добір селекційного матеріалу кукурудзи плазми Айодент
на посухостійкість фізіологічними методами
Використання фізіологічних методів для оцінки селекційного матеріалу на посухостійкість.На першому етапі для характеристики селекційного матеріалу було використано 130 сімей S3 вихідної популяції Айодент П1, які оцінювались декількома методами для визначення їх загальної стійкості.
Посухостійкість визначали методом гідролізу статолітного крохмалю в клітинах кореневого чохлика при зневодненні та методом набубнявіння насінин в осмотичному розчині 2М NaCl. Після оцінки двома методами було виділено 55% посухо- та високопосухостійких форм.
Крім того, терморезистентність, яка непрямо вказує на посухостійкість, визначали методом пророщування насінин при порогових (+41ºС та +6ºС) температурах. Серед зразків популяції П1 39% були жаро- та високожаростійкими, та 44% холодо- та високохолодостійкими.
Після діагностики рослин на загальну стійкість було залишено 30% сімей популяції Айодент П1 для подальшого вивчення.
Для додаткової ідентифікації рослин за рівнем посухостійкості проводили оцінку і добір зразків за методом пророщування насінин в осмотичних розчинах сахарози. Виходячи з різноманіття існуючих концентрацій, визначали фон добору рослин – від 10 до 18 атм. на першому етапі. Для відібраної популяції оптимальним виявився фон з тиском 18 атм. З кожною наступною генерацією проводився добір стійких форм на більш концентрованих осмотичних розчинах сахарози порівняно до контрольних зразків. Концентрацію сахарози для посилення добору збільшували з кожним наступним інбридингом (на другому етапі – 20 атм., на третьому етапі – 22 атм.), але також залишали постійний фон добору (18 атм. та в подальшому і 20 атм.) для виявлення адаптаційного потенціалу відібраних генотипів (рис. 1).
Умовна назва зразків, відібраних при 18 атм. – ПК (1-117)-18; зразків, відібраних при 20 атм. – ПК (1-117)-20; зразків, відібраних при 22 атм. – ПК (1-117)-22, де ПК – посухостійка кукурудза, 1-117 – номер зразка, 18, 20, 22 – осмотичний тиск фону добору.
Після пророщення в осмотичному розчині сахарози вибракували ряд зразків, які не відповідали вимогам. Новостворену субпопуляцію П2 (22 сім’ї) використали в подальших дослідженнях за фізіологічними та селекційними критеріями стійкості.
