Ільченко Л.А. Комбінаційна цінність кращих рекомбінантів синтетичної популяції кукурудзи Дніпровська 1 (Cv1D) в різних генераціях інбридингу

Короткий зміст

Основні принципи створення і оцінки вихідного матеріалу кукурудзи при селекції на гетерозис

Огляд літературних праць вітчизняних та зарубіжних вчених засвідчує, що гетерозисна селекція базується на різних методах одержання та оцінки вихідного матеріалу, а рівень її результативності визначається успіхами добору і створенням генофонду визначних за комбінаційною здатністю та іншими господарсько-цінними ознаками самозапилених ліній. На підставі аналізу цих матеріалів зроблено висновок про необхідність проведення досліджень за темою дисертаційної роботи.

Умови проведення експериментів, методика досліджень та вихідний матеріал

Експериментальну частину дисертаційної роботи виконано в лабораторії селекції кукурудзи Інституту зернового господарства УААН. Дослідження проводились з 1993 по 1997 рр. в Дослідному господарстві інституту, яке розташоване в північній підзоні Степу України. Клімат зони помірно-континентальний і характеризується значним коливанням погодних умов із року в рік. За елементами погоди роки досліджень відрізнялися від середньобагаторічних показників. Посуху різного ступеня відмічено в 1994, 1996 рр. Останній, 1997 р., можна охарактеризувати як досить вологий, за винятком травня.

Агротехнічні прийоми, які застосовували під час досліджень, відповідали вимогам “Методики державного сортовипробування сільськогосподарських культур” і “Методики польових дослідів із кукурудзою”.

Кукурудзу вирощували в умовах поливу (в 1993-1994 рр.) в селекційному і контрольному розсадниках; без поливу тільки в контрольному розсаднику в 1996-1997 рр. Розмір ділянок - 4,9 м², повторність при вивченні тесткросів –триразова з групуванням гібридів за тестерами. Густота стояння рослин на поливі складала 60 тис., а без поливу - 35 тис. рослин на гектар.

В обох розсадниках здійснювалися фенологічні спостереження та біометричні виміри. Тестерні гібриди вивчалися за такими ознаками як: урожайність зерна, збиральна вологість зерна, тривалість вегетаційного періоду, висота рослин та висота прикріплення качана, стійкість до вилягання, кущистість.

Облік урожайності зерна відбувався шляхом збирання ділянок селекційним комбайном “Хеге-140” та подальшим зважуванням зерна. Одержані результати, після визначення збиральної вологості зерна вологоміром “Burrows”, приводили до стандартних з перерахуванням на гектар при 14 % вологості.

Математичну обробку даних досліджень проводили за методикою Г.Ф. Лакина (1990). Оцінка параметрів комбінаційної здатності в системі повних тесткросів здійснювалася за методикою В.Г. Вольфа, П.П. Литуна (1980) і в системі неповних тесткросів за методикою Г.К. Дремлюка, В.Ф. Герасименка (1991). Статистичну обробку експериментальних даних проводили на персональному комп’ютері з використанням програмного забезпечення, розробленого в Інституті зернового господарства А.В. Адеговим та Г.Н. Душенко (1985).

Як вихідний матеріал, при здійсненні програми досліджень, використовували кращі рекомбінанти з популяції Дніпровська 1(С₁). Популяція Дніпровська 1(С₁) була синтезована в лабораторії селекції Інституту зернового господарства на основі рекомбінантів із найвищою комбінаційною здатністю за ознакою “урожайність зерна”, ідентифікованих під час проведення нульового циклу рекурентної напівсибсової селекції в популяції Дніпровська 1. До базової синтетичної популяції Дніпровська 1 увійшли лінії - ДК41, ДК655, ДК201, ДК643, створені в лабораторії при самозапиленні сестринських гібридів та інтродуковані лінії В55, ГК13, 290 і Од 214. Всі вони є спорідненими стосовно широко розповсюдженої у селекційній практиці лінії А619, що належить до гетерозисної плазми Ланкастер.

Вивчення комбінаційної здатності в наших дослідах базувалося на застосуванні системи тестерних схрещувань з використанням тестерами генотипів середньопізньої групи стиглості з вузькою генетичною основою.

У селекційному розсаднику в 1993 р. висівалося п’ять груп вищезазначених рекомбінантів. Кожна група включала по 6 ліній S₂ цих рекомбінантів, які відібрали на підставі результатів оцінки вивчення самозапилених сімей S₁ в попередній рік. Для вивчення комбінаційної здатності рослини самозапилених сімей S₂, S₃ паралельно схрещувалися з двома тестерами плазми Айодент: лінією ГК26М і сестринським гібридом ГК26МхДК437зМ. З кожної комбінації одержували по 5 качанів, а також продовжували подальше самозапилення рекомбінантних сімей. Добір серед них проводився візуально за фенотипом. Гірші за різними ознаками сім’ї виключались з подальшої роботи. В селекційному розсаднику в 1994 р. було висіяно 86 кращих сімей із отриманих 320, а в 1996 р. – 160. Самозапилені сім’ї S₄ паралельно схрещувалися з лінією тестером ВД3320, однією з кращих серед середньопізніх ліній плазми Айодент, і двома тестерами, що використовувалися раніше. Отримані тесткроси вивчалися в контрольному розсаднику наступного року.

Всього за роки досліджень було отримано 887 тесткросів. Основна кількість гібридних комбінацій за участю 109 сімей S₄ (1997 р.) пройшла екологічне випробування на науково-дослідній станції з селекції кукурудзи АТ Каргіл в с. Успенка Кіровоградської області.

Гібриди, що вивчались, порівнювали з районованими стандартами: середньостиглим гібридом - Дніпровський 310МВ; середньопізніми - ДнОд 417МВ і Дніпровський 472МВ.

Селекційна оцінка рекомбінантів в тесткросах

Одним з резервів підвищення урожайності кукурудзи та поліпшення якості її продукції є створення і впровадження у виробництво нових гібридів цієї культури, пристосованих до умов конкретної грунтово-кліматичної зони. Запорукою успіху у вирішенні цієї задачі, є насамперед, достовірна оцінка і добір вихідного матеріалу за основними селекційними ознаками.

Результати оцінки тестерних гібридів самозапилених сімей S₂…S₄, створених на базі рекомбінантів, свідчили про те, що розмах варіювання у них таких ознак, як урожайність і збиральна вологість зерна, був досить значним. В табл. 1 і 4 висвітлені показники варіювання цих ознак у тесткросів тільки трьох рекомбінантних груп 1; 2; 4, як більш прийнятних для добору за комбінаційною здатністю та іншими господарсько-цінними ознаками.

Різниця за урожайністю зерна між кращими та гіршими тесткросами сімей S₂, S₃, S₄ була суттєвою для всіх представлених рекомбінантних груп щодо основних тестерів (табл. 1). Так, у тесткросів сімей другої генерації інбридингу, створених за участю рекомбінантної групи 1 і лінії ГК26М, вказаний показник складав 34,8 ц/га; у тесткросів сімей S₃ – 32,3 ц/га, а у тестерних гібридів ліній S₄ – 33,1 ц/га. Приблизно на такому ж рівні була й різниця між крайніми варіантами у гібридних комбінацій, отриманих на основі сестринського гібрида ГК26МхДК437зМ. Значною була і мінливість ознаки (див. V - коефіцієнти варіації в табл. 1), незалежно від інбредності самозапилених сімей, щодо обох тестерів.

Варто вказати, що на основі даних варіаційного ряду та оцінок ефектів загальної комбінаційної здатності (ЗКЗ) за ознакою “урожайність зерна” ми вибракували сім’ї рекомбінантної групи 3 після першого року випробування. Тесткроси даних форм характеризувалися найменшим гетерозисним потенціалом та найнижчою стійкістю до вилягання, що було наслідком сприйнятливості їх до фузаріозних гнилей.