Особливості використання міжвидових гібридів і нових сортів картоплі в селекції на складові продуктивності та інші господарсько-цінні ознаки - Автореферат

Аналіз сучасного стану селекційної роботи з картоплею показав, що наявний генофонд вихідного матеріалу недостатньо повно використовувався в гібридизації з метою одержання генетично різноманітного селекційного матеріалу. Так як в Україні цілеспрямованих досліджень в цьому напрямку і з використанням вказаного вихідного матеріалу не проводили та враховуючи важливість таких досліджень в селекції картоплі на складові продуктивності та інші господарсько-цінні ознаки, тема дисертаційної роботи є актуальною. На основі складних міжвидових і міжсортових гібридів, сортів зарубіжної і вітчизняної селекції створити новий генетично різноманітний селекційний матеріал та встановити в потомства гібридів різного походження характер проявлення ознак продуктивності, її складових в поєднанні з іншими господарсько-цінними ознаками. Для досягнення цієї мети в програмі досліджень були поставлені такі задачі: гібрид картопля продуктивність селекція в залежності від батьківських форм встановити у отриманого потомства гібридів характер проявлення таких ознак: продуктивність, її складових, вміст крохмалю, сирого протеїну, білка, амінокислот, вітаміну С, нітратів, редукуючих цукрів, стійкість проти фітофторозу;На основі літературних даних проаналізовано результати попередніх досліджень з питань селекції картоплі на продуктивність та її складові, вміст крохмалю в бульбах залежно від походження вихідного матеріалу та ефективність використання сортів та міжвидових гібридів в селекції на фітофторостійкість. Високим вмістом незамінних амінокислот (4,36-4,85%) характеризувались сорти Чернігівська рання, Слава, Багряна, Крініца, Луговська, Лелека, а високу стійкість проти фітофторозу (8,5-8,9 балів) мали сорти Альпініст, Виток, Сузорє, Тетерів і Ракурс. При простих міжсортових схрещуваннях кореляційна залежність за цією ознакою була слабкою, середньою і високою додатною та слабкою і середньою відємною, при складних міжсортових схрещуваннях, за виключенням однієї комбінації - середньою, високою додатною, при бекросуванні складних міжвидових гібридів, в більшості комбінацій схрещувань - слабкою і середньою відємною. Між середньою масою бульб батьківських форм та потомства, незалежно від типу схрещування, виявлено слабку, середню та високу додатну і слабку відємну кореляційну залежність, що вказує на можливість підбору батьківських пар для гібридизації за фенотипом, а також за потомством. Високою стійкістю проти фітофторозу (8,2-8,9 балів) характеризувалось потомство комбінацій Лелека х Альпініст, Альпініст х Тетерів, Тетерів х Крініца, Sagitta x (Maritta x Igor) х Ракурс, (Воловецька х Pamir) х Либідь, (Воловецька х Pamir) х Сузорє, (Воловецька х Pamir) х Виток, 88.1450 с.2 х Чернігівська рання, Либідь х 90.841 с.21, Либідь х 88.1450 с.2, 86.563 с.4 х Либідь.У дисертації наведено теоретичне обґрунтування і нове вирішення важливого наукового завдання зі встановлення особливостей використання батьківськими формами вітчизняних і зарубіжних сортів, міжсортових та багатовидових гібридів в селекції картоплі шляхом узагальнення особливостей прояву складових продуктивності, якісних ознак, стійкості проти фітофторозу, кореляцій між господарсько-цінними ознаками, підбору нових батьківських форм для міжсортової та міжвидової гібридизації, характеру передачі ознак потомсту та їх успадкування. Складні міжвидові гібриди, створені на основі філогенетично віддалених видів, вітчизняні і зарубіжні сорти та міжсортові гібриди, використані як вихідний матеріал, проявляють високі показники продуктивності, багатобульбовості, крохмалистості, стійкості до фітофторозу, характеризуються задовільною або доброю результативністю гібридизації, що дає змогу використати їх батьківськими формами і отримати потомство з високими параметрами цих ознак. Незалежно від типу схрещування між продуктивністю батьківських форм і потомства встановлена слабка і середня відємна (r =-0,229 --0,541) та слабка, середня і висока додатна (r = 0,238 - 0,956) кореляційні залежності, що вказує на можливість підбору батьківських пар в селекції на цю ознаку за фенотиповим її проявленням в окремих комбінаціях та за генотипом. Між кількістю бульб батьківських форм і потомства виявлена слабка і середня відємна (r =-0,195 --0,496) та слабка середня і висока додатна кореляційна залежність (r = 0,193 - 0,990), що свідчить про можливість підбору батьківських пар при селекції на багатобульбовість за фенотипом і генотипом. Між масою однієї бульби батьківських форм і потомства незалежно від типу схрещування встановлена слабка, середня і висока додатна (r = 0,067 - 0,982) та слабка середня відємна кореляційна залежність (r =-0,245 --0,593), що свідчить про можливість підбору батьківських пар при селекції на цю ознаку за фенотипом та потомством.

Основний зміст роботи

У дисертації наведено теоретичне обґрунтування і нове вирішення важливого наукового завдання зі встановлення особливостей використання батьківськими формами вітчизняних і зарубіжних сортів, міжсортових та багатовидових гібридів в селекції картоплі шляхом узагальнення особливостей прояву складових продуктивності, якісних ознак, стійкості проти фітофторозу, кореляцій між господарсько-цінними ознаками, підбору нових батьківських форм для міжсортової та міжвидової гібридизації, характеру передачі ознак потомсту та їх успадкування. На основі цього доведено можливість і ефективність поєднання високої продуктивності, якості і фітофторостійкості селекційного матеріалу та створено генетично цінні сорти, що має велике значення в селекції картоплі та для сільськогосподарського виробництва України.

1. Складні міжвидові гібриди, створені на основі філогенетично віддалених видів, вітчизняні і зарубіжні сорти та міжсортові гібриди, використані як вихідний матеріал, проявляють високі показники продуктивності, багатобульбовості, крохмалистості, стійкості до фітофторозу, характеризуються задовільною або доброю результативністю гібридизації, що дає змогу використати їх батьківськими формами і отримати потомство з високими параметрами цих ознак.

2. Встановлені різні типи успадкування потомством продуктивності - проміжний, гетерозис і депресія. Незалежно від типу схрещування між продуктивністю батьківських форм і потомства встановлена слабка і середня відємна (r = -0,229 - -0,541) та слабка, середня і висока додатна (r = 0,238 - 0,956) кореляційні залежності, що вказує на можливість підбору батьківських пар в селекції на цю ознаку за фенотиповим її проявленням в окремих комбінаціях та за генотипом.

3. Проявлення в потомства однієї із складових продуктивності (кількості бульб в кущі) залежало від вихідного матеріалу і типу схрещувань. При простих міжсортових схрещуваннях спостерігався проміжний характер успадкування ознаки, при схрещуванні складних міжсортових гібридів - підвищення, при бекросуванні складних міжвидових гібридів - зниження їх кількості порівняно з батьківськими формами. Між кількістю бульб батьківських форм і потомства виявлена слабка і середня відємна (r = -0,195 - -0,496) та слабка середня і висока додатна кореляційна залежність (r = 0,193 - 0,990), що свідчить про можливість підбору батьківських пар при селекції на багатобульбовість за фенотипом і генотипом.

4. Проявлення в потомства ознаки маси однієї бульби залежало від вихідного матеріалу і типу схрещувань. Відмічено проміжний характер успадкування ознаки, підвищення та зниження величини бульби порівняно з батьківськими формами. Найбільш високу середню масу мало потомство, отримане від простих міжсортових схрещувань - 84, від складних - 72 і при бекросуванні складних міжвидових гібридів - 61 г.

Між масою однієї бульби батьківських форм і потомства незалежно від типу схрещування встановлена слабка, середня і висока додатна (r = 0,067 - 0,982) та слабка середня відємна кореляційна залежність (r = -0,245 - -0,593), що свідчить про можливість підбору батьківських пар при селекції на цю ознаку за фенотипом та потомством.

5. Між кількістю бульб в кущі і середньою масою однієї бульби потомства, встановлена переважно обернена кореляційна залежність, що вказує на складність поєднання високих показників цих ознак. Незалежно від типу схрещувань продуктивність потомства корелювала із середньою масою однієї бульби, кількістю бульб і стебел в кущі. Кореляційна залежність між цими ознаками була середньою і високою додатною.

6. Встановлений, переважно проміжний, характер успадкування потомством стійкості проти фітофторозу та доведена можливість поєднання високих показників стійкості проти фітофторозу і продуктивності.

Виявлені комбінації, перспективні для одержання високопродуктивного потомства (700-1203 г/кущ) в поєднанні з високою стійкістю проти фітофторозу (7,1-8,9 балів): Альпініст х Тетерів, Лелека х Альпініст, Слава х Pamir, Луговська х Kristal, Sagitta x (Maritta x Igor) х (Комсомолець х Нароч), (Воловецька х Pamir) х Сузорьє, (Воловецька х Pamir) х Виток, Либідь х 88.1450 с.2.

7. Вміст крохмалю в бульбах потомства залежав від фенотипу батьківських форм і перевищував їх за цією ознакою. Найвищим вмістом крохмалю характеризувалось потомство, отримане при бекросуванні складних міжвидових гібридів - 19,2-23,4%. Коефіцієнт кореляції між продуктивністю і крохмалистістю бульб залежав від батьківських форм і був слабким, середнім, високим додатним (r = 0,121 - 0,875) та слабким, середнім відємним (r = -0,086 - -0,636), що свідчить про незалежність успадкування цих ознак і можливість поєднання їх високих показників в процесі селекції.

8. Вміст сирого протеїну і білка в потомства залежав від фенотипового проявлення цих ознак у батьківських форм та їх генотипу. Найбільшу кількість нащадків (66,7%) з високим вмістом сирого протеїну і білка виділено при простих міжсортових схрещуваннях. Співвідношення білок : сирий протеїн залежало від підбору батьківських пар та походження вихідного матеріалу. Найбільший відсоток (58,6) білка в сирому протеїні мали потомство від бекросування складних міжвидових гібридів.

9. Загальний вміст амінокислот в бульбах потомства незалежно від батьківських форм і типу схрещувань був рівнозначним, змінювалася лише їх кількість.

Виділені комбінації схрещування, ефективні для отримання потомства з високим (10,75-12,71%) вмістом незамінних і замінних амінокислот: Альпініст х Тетерів, Слава х Памір, Луговська х Крістал, Тетерів х Крініца, Sagitta x (Maritta x Igor) х (Комсомолець х Нароч), (Воловецька х Pamir) х Виток, (Воловецька х Pamir) х Либідь, Чернігівська рання х 89.721 с.23, Либідь х 88.1450 с.2.

10. Вміст вітаміну С в бульбах потомства залежав від фенотипового проявлення цієї ознаки в батьківських форм та їх генотипу, частково - від типів схрещування. Найбільш високою (21,0-22,3 мг%) вітамінністю бульб характеризувалось потомство отримане при схрещуванні простих міжсортових гібридів.

11. Вміст нітратів у бульбах потомства більше залежав від батьківських форм, ніж від типів схрещувань. Середні показники ознаки вмісту нітратів потомства були нижчими батьківських форм. Встановлена слабка, середня, висока додатна (r = 0,128 - 0,896) та відємна кореляційна залежність (r = -0,126- -0,861), що вказує на можливість підбору пар для гібридизації за фенотипом та генотипом. Найбільша кількість генотипів з мінімальним (до 45 мг/кг сирої маси) отримана в потомстві створеному при бекросуванні складних міжвидових гібридів.

12. Між вмістом редукуючих цукрів в бульбах батьківських форм і потомства виявлена слабка, середня і висока відємна (r = -0,010- -0,852) та додатна (r = 0,260- 0,817) кореляційні залежності, що свідчить про можливість підбору батьківських пар для гібридизації в селекції на вказану ознаку за фенотипом та генотипом. Виділені комбінації, які за низьким (0,10-0,16%) вмістом редукуючих цукрів придатні для виготовлення чіпсів.

13. Перспективними для одержання потомства з продуктивністю понад 1000 г/кущ і більше, стійкістю проти фітофторозу (8,0-9,0 балів), з високим (більше 20,0%) вмістом крохмалю, сирого протеїну, білка і амінокислот, низьким вмістом нітратів та редукуючих цукрів, є комбінації: - від простих міжсортових схрещувань - Лелека х Альпініст, Альпініст х Тетерів, Слава х Pamir і Луговська х Kristal;

- від складних міжсортових схрещувань - Sagitta x (Maritta x Igor) х (Комсомолець х Нароч), (Воловецька х Pamir) х Сузорьє, (Воловецька х Pamir) х Виток;

- від бекросування складних міжвидових гібридів - Либідь х 88.1450 с.2.

14. Використовуючи різні типи схрещувань на основі складних міжвидових і міжсортових гібридів, сортів вітчизняної і зарубіжної селекції, створено новий генетично різноманітний селекційний матеріал з продуктивністю понад 1000 г/кущ, крохмалистістю вище 20,0%, стійкістю до фітофторозу 8,0-9,0 балів, високим вмістом сирого протеїну, білка, амінокислот, вітаміну С, низьким - редукуючих цукрів, нітратів. Створено сорти картоплі різних груп стиглості: Оксамит-99, Легенда, Удай, Лівадія. Перший занесений до Реєстру сортів рослин України з 2002 р., Легенда і Удай проходить державне сортовипробовування з 2005 р., Лівадія - підготовлений для передачі в державне сортовипробовування.

Практичні рекомендації.

Виробництву: Впровадити новий середньопізній сорт картоплі Оксамит-99.

Селекції: Для створення нового генетично різноманітного, високопродуктивного, з комплексом господарсько-цінних ознак селекційного матеріалу використовувати в якості батьківських форм: сорти картоплі Лелека, Альпініст, Тетерів, Слава, Pamir, Луговська, Kristal; міжсортові гібриди Sagitta x (Maritta x Igor), Комсомолець х Нароч, Луговська х Kristal; міжвидовий гібрид, створений на основі філогенетично віддалених видів - 88.1450 с.2 (S.acaule, S.bulbocastanum, S.phureja, S.andigenum, сорт Аурелія).

В селекції на високу продуктивність, стійкість проти фітофторозу, високу крохмалистість бульб і комплекс інших господарсько-цінних ознак використовувати новий селекційний матеріал одержаний: - на основі простих міжсортових схрещувань - Лелека х Альпініст, Альпініст х Тетерів, Брігантіна х Тетерів, Тетерів х Крініца, Слава х Pamir, Луговська х Kristal;

- при схрещуванні складних міжсортових гібридів - Sagitta x (Maritta x Igor) х (Комсомолець х Нароч), (Воловецька х Pamir) х Либідь, (Воловецька х Pamir) х Сузорє, (Воловецька х Pamir) х Виток;

- при бекросуванні складних міжвидових гібридів - 88.1450 с.2 х Чернігівська рання, Либідь х 88.1450 с.2.

Передані в ДСВ середньостиглий сорт картоплі Легенда і середньопізній сорт Удай та підготовлений для передачі в ДСВ середньостиглий сорт Лівадія.

1. Ільчук Р.В. Вихідний матеріал для створення високопродуктивних сортів картоплі столового призначення // Передгірне і гірське землеробство і тваринництво. - Львів, 2001. - Вип. 43. - Ч. 1. - С. 81-87.

2. Ільчук Л.А., Ільчук Р.В. Основні результати наукової роботи з селекції картоплі в Інституті землеробства і тваринництва західного регіону України // Вісник аграрної науки. Спец. випуск. - К., 2001. - С. 89-92.

3. Ільчук Л.А., Ільчук Р.В. Сорт як фактор впливу на продуктивність і якість картоплі // Передгірне і гірське землеробство і тваринництво. - Л., 2002. - Вип. 44. - С. 37-44. (Особистий внесок 85%. Проведено експериментальні дослідження, опрацьовано результати, написано наукову статтю).

4. Ільчук Р.В. Зміна біохімічного складу бульб при довготривалому зберіганні // Картоплярство. - Аграрна наука, 2003. - Вип. 32. - С. 89-94.

5. Ільчук Р.В. Використання міжвидових гібридів в селекції картоплі // Зб. наук. праць Уманського державного аграрного університету “Біологічні науки і проблеми рослинництва”. Спец. випуск. - Умань, 2003. - С. 443-448.

6. Ільчук Р.В., Осипчук А.А. Продуктивність потомства від використання батьківськими формами сортів, міжсортових та багатовидових гібридів // Картоплярство. - К.: Аграрна наука. - 2004. - Вип. 33. - С. 107-114. (Особистий внесок 85%. Проведено експериментальні дослідження, опрацьовано результати, написано наукову статтю).

7. Сорт картоплі - Оксамит-99: А.с. № 1553. Україна / Ільчук Л.А., Островський А.О., Ільчук Р.В. № 99031002; Заявлено 18.10.1999 р. Зареєстровано в Реєстрі сортів рослин України в 2002 р. (Частка участі у створенні сорту 30%).

8. Ільчук Р.В. Новосозданные сорта картофеля украинской и белорусской селекции - ценный исходный материал в селекции на качественные показатели клубней // Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых “Адаптивное растиниеводство: проблемы и решения”. - Минск, 2004. - С. 31-34.

9. Ільчук Р.В. Кореляційна залежність між складовими врожайності в нащадків, створених на основі сортів картоплі S. tuberosum, простих та складних міжвидових гібридів // Зб. тез міжнародного наукового симпозіуму 7-9 липня 2004р. “Сучасні технології селекційного процесу сільськогосподарських культур”. - Харків, 2004. - С. 41-44.

10. Ільчук Р.В., Ільчук Л.А. Використання різностороннього генетичного фонду картоплі в селекції на високу крохмалистість бульб // Тези Міжнародної науково-практичної конференції “Генетичні ресурси для адаптивного рослинництва: мобілізація, інвентаризація, збереження, використання”. - Львів-Оброшино, 2005. - С. 113.

11. Рекомендації щодо вирощування картоплі в передгірній і гірській зонах Карпат. Інститут землеробства і тваринництва західного регіону УААН / Л.А. Ільчук, В.А. Ільчук, А.О. Островський, Р.В. Ільчук, Л.М. Дзяб’як. - Львів, 2002. - 12 с. (Особистий внесок 50%. Написано три розділи рекомендацій).

12. Вирощування садивного матеріалу картоплі (методичні рекомендації). Центр наукового забезпечення АПВ Львівської області. Інститут землеробства і тваринництва західного регіону УААН / І.М. Гнатюк, А.О. Островський, Р.В. Ільчук, Л.М. Дзяб’як. - Оброшино, 2003. - 33 с. (Особистий внесок 50%. Написано чотири розділи рекомендацій).

13. Ільчук Л.А., Проць Р.Р., Ільчук Р.В. Альтернативні елементи технології виробництва якісної продукції з картоплі // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького, т. 4 (№ 2), ч. 5. - Львів, 2002. - С. 42-45. (Особистий внесок 50%. Проведено хімічний аналіз, статистичну обробку одержаних результатів).