Генетичний аналіз господарських ознак сортів озимої м’якої пшениці різних років селекції - Автореферат

Оцінка і аналіз тренду генетичних параметрів на основі порівняння даних генетичного аналізу кількісних ознак, як то: тип дії генів, характер розподілу домінантних і рецесивних алелів у вихідних форм, взаємодії генотип-середовище, в теоретичному плані дасть можливість оцінити напрямок генетичної дивергенції в процесі еволюції культури, а для практичної роботи - визначити кращі комбінації для схрещування, в яких можна очікувати видатних потомків та визначити стратегію і тактику добору з цих гібридних популяцій. Дані дослідження є частиною державної теми “Створення нових сортів озимої пшениці і тритикале та розробка їхньої сортової агротехніки в степу України з наступним упровадженням сортів у виробництво” (номер державної реєстрації 0196U017094), яка виконувалась в Одеському ДАУ. Метою роботи було вивчення генетичних параметрів кількісних ознак та їх динаміки у сортів озимої мякої пшениці різних років створення в умовах півдня України, а також створення матеріалу для подальшої селекційної роботи. Вперше на Україні проведено вивчення закономірностей успадкування господарсько-корисних ознак у сортів озимої мякої пшениці різних років створення, виявлена динаміка генетичних параметрів кількісних ознак в процесі селекції. Виділені сорти озимої мякої пшениці в якості перспективних пар для схрещувань використовуються при виконанні нової держбюджетної теми: “Створити нові сорти озимої мякої пшениці і тритикале з потенціалом врожаю зерна 70-100 ц/га, стійких до хвороб і впровадити їх у виробництво хлібопродуктів” (№ державної реєстрації 0101U005084) в Одеському державному аграрному університеті.ЗКЗ ознак висоти рослини та її складових: довжини верхнього та 2-го зверху міжвузля і довжини головного колосу змінювались чітко направлено від високих позитивних значень у сортів ранньої селекції Кооператорка та Одеська 26 до високих відємних значень у сучасних сортів: Обрій, Альбатрос одеський та Вікторія одеська. Графічний аналіз Хеймана показав, що в процесі селекції зниження висоти рослини та її компонентів, за виключенням довжини колосу, відбувалось шляхом зміни співвідношення домінантно - рецесивних генів на перевагу рецесивних. У сортів Кооператорка та Одеська 26 в детермінації довжини головного колосу переважають домінантні гени, але в процесі селекції на зниження висоти рослини відбувалась зміна співвідношення домінантних та рецесивних генів на перевагу рецесивних. В детермінації довжини головного колосу та маси 1000 зерен приймають участь 2 гени або блоків генів. На відміну від цього сучасний сорт Хлібодарка 2 має за кількістю колосків та зерен у головному колосі стабільно за роками дослідження відємні значення ефектів ЗКЗ, а за масою зерен з головного колосу, навпаки, позитивні значення.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Ретроспективний генетичний аналіз показав, що в процесі тривалої селекції озимої мякої пшениці відбувалися як направлені, так і ненаправлені в часі зміни генетичного контролю кількісних ознак.

2. ЗКЗ ознак висоти рослини та її складових: довжини верхнього та 2-го зверху міжвузля і довжини головного колосу змінювались чітко направлено від високих позитивних значень у сортів ранньої селекції Кооператорка та Одеська 26 до високих відємних значень у сучасних сортів: Обрій, Альбатрос одеський та Вікторія одеська.

3. Графічний аналіз Хеймана показав, що в процесі селекції зниження висоти рослини та її компонентів, за виключенням довжини колосу, відбувалось шляхом зміни співвідношення домінантно - рецесивних генів на перевагу рецесивних. У сортів Кооператорка та Одеська 26 в детермінації довжини головного колосу переважають домінантні гени, але в процесі селекції на зниження висоти рослини відбувалась зміна співвідношення домінантних та рецесивних генів на перевагу рецесивних. Так, у найбільш низькорослого сорту Обрій виявлено значну перевагу рецесивних генів в детермінації довжини головного колосу.

4. У детермінації висоти рослини та її складових (довжина верхнього та 2-го зверху міжвузля) незалежно від умов року переважають адитивні ефекти, а успадкування цих ознак відбувається за типом неповного домінування. За ознакою “довжина головного колосу” спостерігається зміна в залежності від умов року типу успадкування від наддомінування у несприятливих умовах до повного домінування у більш сприятливих.

5. У детермінації висоти рослини приймають участь 2 - 3 блоки полімерних генів, при цьому довжину верхнього міжвузля контролює 1 блок, а довжину 2-го зверху міжвузля близько 2 блоків генів. В детермінації довжини головного колосу та маси 1000 зерен приймають участь 2 гени або блоків генів. Щодо ознак “кількість колосків у головному колосі”, “кількість та маса зерен з нього”, то їх контролює близько 1 блоку генів.

6. За елементами продуктивності колосу, а саме: кількістю колосків, масою та кількістю зерен з нього, зміна ЗКЗ в часі не є строго направленою, що свідчить про наявність різних типів генетичного контролю цих ознак. Так, сорти Кооператорка, Одеська 26 відзначаються високими відємними значеннями ефектів ЗКЗ, а сучасні сорти Альбатрос одеський, Вікторія одеська та Гелея - високими позитивними значеннями ефектів ЗКЗ. На відміну від цього сучасний сорт Хлібодарка 2 має за кількістю колосків та зерен у головному колосі стабільно за роками дослідження відємні значення ефектів ЗКЗ, а за масою зерен з головного колосу, навпаки, позитивні значення.

7. У сучасних сортів елементи продуктивності колосу детермінуються переважно домінантними генами, як то у Альбатроса одеського за ознаками “кількість колосків” та “маса зерна з колосу”, у сорту Вікторія одеська за “кількістю колосків” та у Гелеї за “кількістю колосків у колосі”. За ознакою “маса 1000 зерен” вирізняється сорт Хлібодарка 2, який характеризується як стабільною системою контролю маси 1000 зерен, так і найбільшою кількістю домінантних генів, що обумовлюють збільшення величини цієї ознаки.

8. За ознаками продуктивності рослини: “маса зерна з колосу” та “маса 1000 зерен” спостерігається зміна типу успадкування від наддомінування у несприятливих умовах до повного домінування у більш сприятливих. А ознака “кількість колосків у колосі” успадковується за типом повного домінування та ознака “кількість зерен з головного колосу” - за типом наддомінування, незалежно від умов року.

9. Стабільні оцінки в різних умовах середовища показує ЗКЗ для більшості ознак, а ефекти СКЗ мають нестабільний прояв, на що вказують надвисокі оцінки взаємодії СКЗ Ч середовище. Встановлено, що взаємодія генотип Ч середовище може коливатися від середніх до надвисоких величин.

10. Основний прямий позитивний вклад в зернову продуктивність озимої мякої пшениці на півдні України вносить маса всієї рослини (0,80) та маса 1000 зерен (0,74). В процесі селекції відбувалась зміна причинно-наслідкової системи зернової продуктивності рослини. Так, у сортів ранньої селекції (що мають висоту рослини більше 130 см) основний прямий позитивний внесок в зернову продуктивність дає маса зерна з продуктивних пагонів (0,92), у сучасних сортів (висота рослини до 100 см) - маса всієї рослини (0,90), а також відносно високий прямий позитивний внесок дають індекс урожаю (0,47) та маса 1000 зерен (0,37).

11. Встановлено зміну впливу маси зерна з головного колосу на зернову продуктивність рослини - від її відсутності у сортів ранньої селекції до високого негативного внеску у сучасних. Це вказує на те, що селекція пшениці йшла шляхом збільшення продуктивності колосся всієї рослини, а не тільки головного колосу. Це також підтверджується й зміною в процесі селекції генетичних кореляційних плеяд.

12. Порівняння коефіцієнтів генотипової мінливості (CVG) вказує на те, що тривала селекція озимої мякої пшениці на збільшення урожайності призвела до збільшення генотипової мінливості практично за всіма ознаками.

Пропозиції для селекції

1. В селекційній роботі на покращення сортів озимої мякої пшениці слід в більшій мірі опиратися на ефекти ЗКЗ ніж на ефекти СКЗ, які є нестабільними за умовами років.

2. Ретроспективний аналіз за методом Хеймана встановив, що навіть у високорослих сортів ранньої селекції Кооператорка та Одеська 26 в детермінації висоти рослини та її складових: довжини верхнього та 2-го зверху міжвузля є частка рецесивних генів, які обумовлюють зниження цих ознак, тобто використовуючи ці сорти для покращення ознаки “довжина головного колосу”, яка детермінується переважною кількісттю домінантних генів, що обумовлюють її збільшення, можливо отримати форми, які також будуть мати й оптимальний рівень висоти рослини для півдня України.

3. У селекції на висоту рослини та її компоненти добори можна провадити в ранніх поколіннях (з F2), ефективність яких забезпечує домінантний тип дії генів.

4. Компонентами схрещувань у селекції на продуктивність колосу слід використовувати сорти Альбатрос одеський і Вікторію одеську, що мають високі позитивні значення ефектів ЗКЗ.

5. В селекційній роботі на збільшення маси 1000 зерен слід використовувати сучасний сорт Хлібодарка 2, для якого характерна стабільна генетична система детермінації цієї ознаки з перевагою домінантних генів, які обумовлюють збільшення маси 1000 зерен.

6. Для отримання найбільш високопродуктивних сортів озимої мякої пшениці слід добирати генотипи з висотою рослини 90 - 95 см, яка є оптимальною для умов півдня України, при цьому основними ознаками за якими слід проводити добори є маса всієї рослини, маса зерен з продуктивних пагонів та маса 1000 зерен.

Корлюк С.С., Герасименко В.П., Бондар Л.П. Ретроспективний генетичний аналіз висоти рослини в наборі сортів озимої пшениці // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць. - Одеса: ОДСГІ, 1999. - Вип. 3 (6). - С. 410 - 416.

Бондар Л.П. Вивчення успадкування числа та маси зерен з головного колосу озимої мякої пшениці // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету: Зб. наук. праць. - Біла Церква, 2000. - Вип. 10. - С. 22 - 27.

Бондар Л.П., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Генетичний аналіз довжини колосу у озимої мякої пшениці // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць. - Одеса: ОДСГІ, 2001. - Вип. 12. - С. 4 - 9.

Бондар Л.П., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Успадкування числа колосків з головного колосу у сортів озимої мякої пшениці різних років створення // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць. - Одеса: ОДСГІ, 2001. - Вип. 4 (14). - С. 17 - 22.

Бондар Л.П. Особливості успадкування маси 1000 зерен у сортів озимої мякої пшениці різних років створення // Таврійський науковий вісник: Зб. наук. праць. - Херсон: Айлант, 2001. - Вип. 17. - С. 17 - 22.

Бондар Л.П., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Кореляційні звязки між господарськими ознаками озимої мякої пшениці // Аграрний вісник Причорноморя: Зб. наук. праць. - Одеса: ОДАУ, 2002. - Вип. 18. - С.4 - 8.

Тези доповідей на наукових конференціях

Bondar L.F., Gerasimenko V.F. Genetic analysis of some quantitative traits of winter soft wheat varieties developed in different years // Conf. on Genetics and Molecular Biology for students and young scientists devoted to 100 th anniversary of genetics. - Lviv (Ukraine), 2000. - P. 92.

Бондар Л.П., Корлюк С.С., Герасименко В.П. Генетичний аналіз кількісних ознак у сортів озимої пшениці // Тези доповідей VII конференції молодих вчених: Проблеми фізіології рослин і генетики на рубежі третього тисячоліття. - К., 2000. - С. 92.

Бондар Л.П. Вплив погодних умов на генетичний контроль кількісних ознак озимої пшениці // Матеріали Всеукр. конф. молодих вчених: Агроекологія, як основа стабільності сільського господарства. - Харків, 2000. - С. 40- 41.

Бондарь Л.Ф., Герасименко В.Ф. Изучение наследования количественных признаков в диаллельных скрещиваниях озимой пшеницы // Материалы научной конференции: Памяти Грегора Менделя. - М.: МСХА, 2001. - С. 19 - 20.

Бондарь Л.Ф., Герасименко В.Ф., Корлюк С.С. Изучение комбинационной способности отдельных признаков продуктивности у озимой пшеницы // Материалы научной генетической конф., посвящ. 100-летию со дня рождения А.Р. Жебрака и 70-летию образования кафедр генетики в Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева. - М.: Изд. МСХА, 2002. - С. 45 - 46.

Размещено на .ru