Слісарчук М.В. Генетична природа ознаки \"фасціація стебла\" сої та її використання в селекції

Короткий зміст

РОЗДІЛ 1. БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ, СИСТЕМАТИКА ТА ПОХОДЖЕННЯ СОЇ (огляд наукової літератури)

У розділі наведено короткий огляд результатів селекційно-генетичних досліджень по сої. Показано недостатнє чітке й однозначне пояснення механізмів успадкування та проявлення значної частини господарсько-цінних ознак, їхньої пластичності та стабільності. Із аналізу літературних даних зроблено висновок, що оцінювання генетичних і селекційних показників у форм сої з фасційованим і звичайним типом стебла вимагає проведення додаткових досліджень для виявлення наявного генетичного потенціалу сортів та селекційних номерів звичайного і фасційованого типу стебла сої. На особливу увагу заслуговують експерименти визначення кількості генів, якими різняться окремі ознаки у звичайних та фасційованих форм сої, встановлення алельності генів, наукове обгрунтування можливостей виведення нових сортів сої з високим рівнем продуктивності. Все це визначить доцільність використання фасційованих форм сої у селекційній роботі.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

            Дослідження за темою дисертації виконувались протягом 2003 - 2006 років в ДП “ДГ Чабани” ННЦ “Інститут землеробства УААН”, який розташований у правобережному Лісостепу України.

            Грунти господарства відносяться до дерново-середньоопідзолених супіщаних легкого механічного складу, з характерними для даного типу грунту показниками: вміст гумусу 0,70 - 0,84 % (за Тюріним), вміст P₂O₅ становить 12-17 мг на 100 г грунту (за Ареніусом), грунт має слабокислу реакцію (pH знаходиться в межах 5,3-6,1). Окультуреність грунтів середня.

            Погодні умови зони відповідають вимогам культури до її вирощування. Сума активних температур повітря складає у середньому 2555°С. Тривалість вегетаційного періоду зі середньою температурою повітря вище 10°С складає 158 днів (у роки проведення експериментів - від 157 до 168 днів). Річна кількість опадів у більшості випадків буває від 480 до 620 мм, за період з температурою вище 10°С - 329 мм (у роки дослідження – від 312,0 мм у 2005 році до 411,3 мм у 2004 році).

Польові досліди закладали у селекційно-насінницьких сівозмінах. Застосовували загальноприйняту технологію вирощування культури. Сівбу гібридів першого і другого поколінь проводили вручну, квадратно-гніздовим способом 45х45 см, по 2-3 насінини в лунку, селекційні й колекційні сортозразки висівали широкорядним способом з міжряддями 45см.

Штучне схрещування проводили за загальноприйнятою методикою, з кастрацією та ізоляцією запилених бутонів. Батьківські форми висівали у чотири строки для максимального подовження періоду схрещування. У результаті проведених схрещувань отримали 21 гібридну комбінацію. Як материнські форми були використані сорти та селекційні номери, створені у відділі селекції сої: Київська-98, Устя, №242, №427, Єлена та Юг-30, а батьківськими компонентами були фасціанти: Lf1010, Lf1020, Lf1030, Lf1090, Lf1110, Lf2010, Lf3020 і Lf3070. За сортами та гібридами проводили комплекс фенологічних спостережень.

У гібридів першого покоління вивчали всі рослини, а у гібридів F₂ - рослини у кількості не менше 120 в одній комбінації. Всі рослини з кожної комбінації були позначені етикетками для індивідуального спостереження за проходженням фаз онтогенезу. Збирання проводили по мірі достигання, після чого проводили аналіз структури рослин за кількісними ознаками: висота рослин, кількість вузлів на головному стеблі, кількість бобів на рослині, кількість насінин з рослини, маса насіння з рослини та іншими.

Виділені константні лінії, отримані за участю фасційованих форм сої, вивчали у сортовипробуванні разом з іншими нефасційованими селекційними номерами. Статистичний аналіз при випробуванні сортів проводили загальноприйнятими методами. Статистичне оброблення результатів гібридологічного аналізу проводили з використанням формул і таблиць R. Fisher. За математичного обчислення використовували стандартні («MS Excel 7.0») та статистичні («STATISTICA 6.0») комп’ютерні програми.

РОЗДІЛ 3. Мінливість і СТАБІЛЬНІСТЬ господарсько-цінних ознак у СОЇ ЗІ звичайним та фасційованим ТИПОМ стеблА

За тривалістю вегетаційного періоду сортозразки характеризувались значною мінливістю, проте у межах однієї форми мінливість не була високою; за параметрами пластичності й стабільності переважна їх більшість значно реагувала на зміну умов вирощування порівняно зі  сортами і селекційними номерами; найстабільнішими виявились: ЮГ-30, 427, Устя, 242, Єлена, Lf1030, Lf1080, Lf2050, Lf2090, Lf3040, Pf1060, Pf1130, Pf2030, а також Pf3050.

За висотою рослин найбільшу перспективу для селекційної роботи мають стабільні середньо- і високорослі форми, які характеризуються коефіцієнтом регресії менше 1 і невисоким середньоквадратичним відхиленням. Серед них можна виділити: Lf1020, Lf1040, Lf1060, Lf1070, Lf1090, Lf1110, Lf1120, Lf 2010, Lf2020, Lf2030, Lf2050, Lf2070, Lf2080, Lf2090, Lf2100, Lf3020, Lf3070, Pf1020, Pf1050, Pf1060, Pf1070, Pf1090, Pf1130, Pf1140, Pf1150, Pf2010, Pf2020, Pf2030, Pf3010 та Pf3030.

Висота прикріплення нижніх бобів у зразків фасційованих форм на 90-93% залежить від генотипу, тоді як у звичайних сортів і селекційних номерів ця ознака є досить мінливою і обумовлена, в основному, умовами вирощування і лише на 42-44% залежить від генотипу. Для селекційної роботи слід рекомендувати форми з більшим значенням цієї ознаки, і які характеризуються більшою стабільністю, це : Lf1010, Lf1050, Lf1060, Lf1070, Lf1080, Lf1120, Lf2050, Lf2080, Lf2100, Pf1020, Pf1060-Pf1080, Pf1090, Pf1110, Pf1200, Pf1210, Pf1220, Pf2020, Pf2040, Pf2050.

Маса рослини у фасційованих сортозразків, в основному, обумовлена генотипом і позитивно корелює з більшістю ознак, що визначають структуру рослини; за параметрами пластичності й стабільності серед форм з високою масою рослини найбільшу перевагу мала Рf1200. У подальшій селекційній роботі доцільно також використовувати такі високопродуктивні й стабільні генотипи, як Єлена, Lf1050, Lf2010, Lf2020, Lf2070, Lf2100, Рf1090, Рf1100, Рf1110, Рf1240 і Рf2030.

Сортозразки, що вивчалися, значно різнилися за масою 100 насінин, генетична обумовленість цієї ознаки досягає у сортів і селекційних номерів звичайного сортотипу 84-85%, а у фасційованих форм 73-74%. Для подальшої селекційної роботи слід підбирати сортозразки з крупнішим насінням, які характеризуються і найвищою стабільністю, а саме: Lf1070, Lf2010, Lf3020 та інші.

Кількість насінин з рослини є дуже мінливою ознакою, яка у форм сої з нефасційованим стеблом на 65-69% і у форм з фасційованим стеблом на 97-99% обумовлена генотипом. Враховуючи основні параметри стабільності та пластичності, перевагу слід віддати Lf1060, Lf2040, Рf1060, Рf1140 і Рf2020, а потім іншим формам з високою кількістю насінин на рослині, таким як Lf1050, Lf2020, Lf2100, Рf1010, Рf1090, Рf1150, Рf1200, Рf3010 і Рf3030.

Таким чином, серед усіх вищенаведених зразків доцільно виділити: сорти Єлена, ЮГ-30 та Устя, номери 242 і 427, а серед форм з фасційованим стеблом: Lf1010, Lf1020, Lf1030, Lf1040, Lf1050, Lf1060, Lf1070, Lf1080, Lf1120, Lf2020, Lf2030, Lf2040, Lf2050, Lf2080, Lf2090, Lf2100, Lf2100, Lf3020, Lf3070, Pf1020, Pf1050, Pf1060, Pf1070, Pf1080, Pf1090, Рf1100, Pf1110, Рf1200, Pf1130, Рf1150, Pf1180, Pf 1200, Рf1240, Pf2020, Pf2030, Pf3010, Pf3030 та Pf3050.

РОЗДІЛ 4. МІНЛИВІСТЬ І УСПАДКУВАННЯ ТРИВАЛОСТІ ПЕРІОДУ ВЕГЕТАЦІЇ ТА МОРФОЛОГІЧНИХ ОЗНАК ГІБРИДІВ СОЇ F₁ І F₂ ВІД СХРЕЩУВАННЯ ФОРМ З ФАСЦІЙОВАНИМ І НЕФАСЦІЙОВАНИМ ТИПОМ СТЕБЛА

            На основі проведених досліджень можна сказати, що за тривалістю періоду вегетації у основної маси гібридів F₁ проявився проміжний тип успадкування. Лише у гібридів Київська-98/Lf3020 і ЮГ-30/Lf1090 відбулося скорочення періоду вегетації порівняно з батьківськими формами. Це дозволяє говорити про те, що ця ознака успадковується адитивно-домінантною генетичною системою з перевагою адитивних ефектів. За результатами гібридологічного аналізу рослин в F₂ були виділені ранньостиглі форми з відносно високими показниками продуктивності порівняно з батьківськими формами. У гібридів F₂ усіх комбінацій схрещувань проявилось домінування пізньостиглості. Варіабельність цієї ознаки в усіх гібридів F₂ була високою, про що свідчать середньоквадратичні відхилення і коефіцієнти варіації (табл. 1).