Створення стерильних аналогів та відновників фертильності пилку соняшнику, оцінка інбредних ліній на комбінаційної здатності. Розташування земельної ділянки поля. Визначення рівня гетерозису гібридами F1 в порівнянні з батьківськими компонентами.
Аннотация к работе
На теперішній час урожайність соняшнику знаходиться на рівні 1,50 т/га, тобто потенціал культури в виробництві використовується не більше, ніж на 50%. Впровадження нових сучасних гібридів соняшнику в виробництво дає можливість значно підвищити урожайність за умови дотримання технологічних вимог до їх вирощування. Суттєве значення має промислове насінництво, успіх якого залежить від схожості та енергії проростання насіння при знижених температурах, стійкості до травмування, пристосованості до обрушування, збереження панцирного шару в плодової оболонці в звязку з селекцією на низьку лузжистість і т.д. Пріоритетними напрямами в роботі селекціонерів залишається використання генетичного потенціалу вихідного матеріалу, теоретичні дослідження з використанням системного підходу при створенні новітніх гібридів. Створення нових гібридів базується на адаптивній основі, яка передбачає селекцію ліній і гібридів з високим рівнем стійкості до біо - та абіотичних чинників середовища для певних ґрунтово-кліматичних зон і регіонів [1, 4].Вивчення рівня гетерозисного ефекту в першому поколінні гібридів і характеру успадкування основних господарсько - корисних ознак цікавлять селекціонера, що дозволяє на ранніх етапах прогнозувати підбір батьківських пар для схрещувань і надає можливість отримати гібриди з заданими параметрами по висоті стебла, тривалості вегетаційного періоду, елементам продуктивності і т.д. У генетичних дослідженнях гетерозис розглядається як всякий прояв надлишку «потужності» гібриду над середньою точкою між його батьківськими компонентами [5]. При такій оцінці гетерозис характеризується як «гетерозис гіпотетичного» і виражається у відсотках за співвідношенням величини ознаки у гібрида і в середньому у обох батьківських форм. У селекційно - генетичних дослідженнях гетерозис частіше розглядається як ознака зростання «потужності» ознаки, особливо господарськоцінних ознак, у гібридів першого покоління F1 порівняно з кращого батьківською формою (Р краща). Про внесок ознаки «маса 1000 насіння» в гетерозис по урожаю говорить встановлена позитивний звязок між абсолютним вагою і урожаєм насіння з рослини [6, 24].Результати досліджень дозволяють зробити наступні висновки: 1. Всі гібриди оцінювали за тривалістю періоду від сходів до цвітіння, якісними та кількісними ознаками.
Вывод
4.1 Визначення рівня гетерозису гібридами F1 в порівнянні з батьківськими компонентами
Вивчення рівня гетерозисного ефекту в першому поколінні гібридів і характеру успадкування основних господарсько - корисних ознак цікавлять селекціонера, що дозволяє на ранніх етапах прогнозувати підбір батьківських пар для схрещувань і надає можливість отримати гібриди з заданими параметрами по висоті стебла, тривалості вегетаційного періоду, елементам продуктивності і т.д.
Активне вивчення особливостей прояву гетерозису в першому поколінні гібридів соняшнику почалося наприкінці 60- х років у звязку з виділенням форм з чоловічою стерильності і що відкрилися при цьому перспективами промислового виробництва гібридного насіння. Гетерозис у соняшнику досліджували багато біологів і селекціонерів України, Росії, Франції, Югославії, Румунії, США, Болгарії, Іспанії, Канади та інших країн [14, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25].
Метод кількісної оцінки гетерозису як складного біологічного явища залежить від цілей досліджень. У генетичних дослідженнях гетерозис розглядається як всякий прояв надлишку «потужності» гібриду над середньою точкою між його батьківськими компонентами [5]. При такій оцінці гетерозис характеризується як «гетерозис гіпотетичного» і виражається у відсотках за співвідношенням величини ознаки у гібрида і в середньому у обох батьківських форм.
У селекційно - генетичних дослідженнях гетерозис частіше розглядається як ознака зростання «потужності» ознаки, особливо господарськоцінних ознак, у гібридів першого покоління F1 порівняно з кращого батьківською формою (Р краща). При такій оцінці гетерозис характеризується як «гетерозис істинний» [35].
У селекційній практиці особливе значення набуває зіставлення гібрида з сортом чи гібридом, прийнятим в якості стандарту (гетерозис конкурсний) [31].
Порівняння зі стандартним гібридом з практичної точки зору особливо цінно, так як дозволяє виявити найбільш перспективні для селекційної практики форми.
Існує також поняття «адаптивний гетерозис», введене в генетику А. Густавсоном [35]. Адаптивний гетерозис розглядають як підвищення життєздатності гібридів першого покоління, яке досягається за рахунок кращої стійкості до впливу несприятливих факторів зовнішнього середовища.
Численними дослідженнями було доведено, що гібриди між самозапильними лініями соняшнику дають у першому поколінні значну прибавку врожаю - до 20-30% і більше. Отримані дані дозволили зробити висновок, що в основу селекції соняшнику на гетерозис має бути покладений лінійно-гібризаційний метод як найбільш ефективний біологічний метод підвищення врожайності культури.
Відзначено, що гетерозис за продуктивністю може бути результатом вкладу відмінності складових врожаю, що підтверджується позитивною кореляцією між числом квіток, сімянок у кошику і урожаєм гібридів [13]. Гетерозис по урожаю насіння забезпечується головним чином за рахунок збільшення кількості сімянок у кошику і меншою мірою за рахунок збільшення їх крупності [33, 11]. Проте за даними Бородуліна А.А. та ін [4], гетерозис по урожаю може проявляється або в результаті збільшення числа насіння в кошику, або в результаті збільшення маси 1000 насінин, а в окремих випадках внаслідок того й іншого. Можливо оптимальне поєднання основних компонентів, що визначають насіннєву продуктивність соняшнику. Так, за даними Бурлова В.В. [33], у гібридів Одеський 121, Одеський 122 і Одеський 123 суміщені високі ефекти гетерозису як за кількістю насіння на рослині, так і за їх крупності.
Про внесок ознаки «маса 1000 насіння» в гетерозис по урожаю говорить встановлена позитивний звязок між абсолютним вагою і урожаєм насіння з рослини [6, 24]. У той же час, за даними Воскобойника Л.К. та Марина І.В. [12], маса 1000 насіння знаходиться в протилежній залежності від реальної продуктивності кошики.
Ступінь прояву гетерозису за продуктивністю визначає і такий компонент, як діаметр кошики, що доведено наявністю позитивної кореляційної залежністю між урожаєм насіння і діаметром кошики [15, 23].
4.2 Оцінка гібридів соняшнику за морфологічними ознаками
В 2013 році вивчено 80 гібридів соняшнику.
Всі гібриди оцінювали за тривалістю періоду від сходів до цвітіння, якісними та кількісними ознаками. Визначено морфологічні показники: висота рослини, діаметр кошика. Гібриди буде оцінено за вмістом олії в насінні, у деяких визначено жирнокислотний склад олії.
За тривалістю періоду від сходів до цвітіння гібриди соняшнику відносились до різних груп стиглості: скоростиглої, ранньостиглої, середньої, пізньостиглої.
Морфологічних називаються зовнішні ознаки рослини, які можна вимірювати, підраховувати: висота рослин, кількість листків, площа листкової поверхні тощо.
Висота рослини - це один з найважливіших критеріїв відбору в селекційній практиці, тісно повязаний з посухостійкістю, стійкістю до вилягання, придатністю до механізованого обробітку. Висота є показником екологічної пристосованості й адаптивних можливостей генотипу рослини.
Слід відмітити, що висота рослин гібридів соняшнику залежить у першу чергу від агроекологічних умов вирощування культури і варіює від 100-130 см у низькорослих в зоні достатнього зволоження до 180 см у високорослих за посушливих умов.
Такі відмінності повязані із сполученістю темпів росту між надземною частиною рослини і кореневою системою. У карликових гібридів основна маса коріння розташована в менш глибоких шарах ґрунту, ніж у звичайних гібридів. Навпаки, міцна і активна коренева система високорослих гібридів сприяє високій посухостійкості, здатності до використання вологи с глибини 150-250 см [4]. Інші переваги низькорослих форм - стійкість до вилягання, що має особливу актуальність для районів з високою вологозабезпеченістю, придатність до механізованого збирання, менший винос з ґрунту і витрати мінеральних речовин на формування вегетативної маси у порівнянні з високорослими сортами і гібридами.
За даними таблиці 1, найбільшу висоту рослин гібридів спостерігали 199 см, найменшу - 169 см, тобто висота, як і тривалість вегетаційного періоду, суттєво варіює залежно від умов року. У досліді не було карликових та низькорослих гібридів. У середньому, меншу висоту мали гібриди Оскіл (169 см), Зорепад (173 см) і Боєць (176 см). Інші гібриди були стабільно високорослими.
Таблиця 1. Морфологічні ознаки гібридів соняшнику, 2013 рік
ГібридВисота рослини, смКількість листків на рослині, шт.
Оскіл st.16929
Боєць17626
Ясон18830
Дарійst.19732
Всесвіт18831
Зорепад17330
Квін19632
Псьол19934
Кількість листків на рослині - одна з важливіших, що характеризує загальний габітус рослини. Ця ознака повязана із площею листкової поверхні, величина якої є одним із елементів моделі ідеального гібрида. Крім того, за літературними даними, кількість листків на рослині повязана з висотою рослини, тривалістю вегетаційного періоду, та іншими ознаками. Тому селекціонери, створюючи нові лінії та гібриди соняшнику, приділяють ознаці «кількість листків» значну увагу.
Тривалість вегетаційного періоду є важливою ознакою у визначенні оптимальних за скоростиглістю гібридів соняшнику при вирощуванні їх у конкретних ґрунтово-кліматичних умовах для максимального використання їх потенціальних можливостей. Диференціація гібридів за тривалістю вегетаційного періоду - важливий етап в селекції, бо при цьому визначається їхній ареал.
За тривалістю вегетаційного періоду, гібриди в нашому досліді віднесено до двох груп стиглості (табл. 2): ранньостиглі та середньоранні.
Таблиця 2. Тривалість вегетаційного періоду (діб) гібридів соняшнику на дослідному полі ХНАУ, 2013 рік
ГібридТривалість вегетаційного періоду, діб
Ранньостиглі
Оскіл - стандарт98
Боєць98
Ясон98
Середньоранні
Дарій - стандарт101
Всесвіт100
Зорепад102
Квін101
Псьол103
Стандартом у групі ранньостиглих, за рішенням Державної комісії з сортовипробування, є гібрид Оскіл, 98 діб. До цієї групи увійшли гібриди Боєць і Ясон.
У групі середньоранніх гібридів стандартом визнаний гібрид Дарій, з тривалістю вегетаційного періоду 101 доба. До групи середньоранніх увійшли гібриди Всесвіт, Зорепад, Квін і Псьол.
Подібні закономірності спостерігали й за тривалістю періоду «сходи - цвітіння» (табл. 3).
Таблиця 3. Тривалість періоду сходи - цвітіння (діб) гібридів соняшнику на дослідному полі ХНАУ, 2013 рік
ГібридТривалість періоду сходи - цвітіння, діб
Ранньостиглі
Оскіл - стандарт56
Боєць56
Ясон54
Середньоранні
Дарій - стандарт57
Всесвіт57
Зорепад61
Квін59
Псьол62
Таким чином, тривалість вегетаційного періоду і періоду «сходи - цвітіння» є мінливою ознакою, яка залежить значною мірою від генотипу і погодних умов року. Тому, віднести гібрид до тої чи іншої групи стиглості та отримати достовірну оцінку тривалості вегетаційного періоду гібрида можна лише шляхом порівняння цього гібрида з стандартом. У свою чергу, як стандарт беруть гібрид, вегетаційний період якого ретельно вивчено протягом декілька років у різних кліматичних зонах.
Таким чином, тривалість періоду «сходи - цвітіння» достовірно відображає загальну тривалість вегетаційного періоду гібридів соняшнику. Тобто, розподіл гібридів за групами стиглості можна проводити залежно від кількості діб від сходів до цвітіння 50% рослин на ділянці. Тривалість цього періоду добре визначає різницю між генотипами за тривалістю вегетації, а час цвітіння у селекційній практиці візуально оцінюється точніше, ніж достигання.
4.3 Оцінка гібридів соняшнику за господарсько-цінними ознаками
До господарськоцінних ознак належать олійність насіння, продуктивність з однієї рослини, урожайність.
Олійність насіння - один з головних показників гібридів соняшнику. За вимогами Державної комісії з сортовипробування, насіння гібридів соняшнику повинне містити не менше 48% олії.
Насіннєва продуктивність однієї рослини визначається за масою насіння та масою 1000 насінин. Від величин та співвідношення цих параметрів певною мірою залежить величина врожайності.
Урожайність - це складна ознака, яка визначається багатьма факторами. Саме на врожайність звертає в першу чергу увагу селекціонер, коли вирішує господарську цінність той чи іншої комбінації.Результати досліджень дозволяють зробити наступні висновки: 1. В 2013 році вивчено 80 гібридів соняшнику.
2. Всі гібриди оцінювали за тривалістю періоду від сходів до цвітіння, якісними та кількісними ознаками. Визначено морфологічні показники: висота рослини, діаметр кошика. Гібриди буде оцінено за вмістом олії в насінні, у деяких визначено жирнокислотний склад олії.
3. За тривалістю періоду від сходів до цвітіння гібриди соняшнику відносились до різних груп стиглості: скоростиглої, ранньостиглої, середньої, пізньостиглої.
4. Тривалість періоду «сходи - цвітіння» достовірно відображає загальну тривалість вегетаційного періоду гібридів соняшнику.
Список литературы
1. Батыгин Н.Ф. Онтогенез высших растений. - М.: Агропромиздат, 1986. - 286 с.
2. Бурлов В.В., Редько В.В. Корреляционный анализ некоторых хозяйственных признаков, определяющих длину вегетационного периода и урожайность подсолнечника // Науч.-техн. бюл. ВСГИ. - 1982. - Вып. 2. - С. 47-53.
3. Бурлов В.В. Идиотип гибридов подсолнечника для степных засушливых регионов // Маслич. культуры. - 1985. - №5. - С. 29-32.
4. Буряков Ю.П., Вронских М.Д. Проблемы возделывания гибридного подсолнечника // Технич. культуры. - 1990. - №2. - С. 2-6.
5. Вронских М.Д. Каким быть гибриду? // Маслич. культуры. - 1984. - №4. - С. 26-30.
6. Гуменюк А.Д., Кислинский О.Г., Кириченко В.В. Підсумки селекційної роботи по соняшнику // Селекція і насінництво. - 1992. - Вип. 72. - С. 34-37.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
8. Дьяков А.Б. Идиотип растений и параметры создаваемых гибридов подсолнечника // Маслич. культуры. - 1985. - №3. - С. 30-33.
9. Жданова Л.П. Роль листьев в формировании урожая семян у некоторых масличных культур // Биохимия и физиология маслич. растений. - Майкоп, 1967. - Вып. II. - С. 158 - 176.
10. Кириченко В.В., Макляк К.М., Михайлова Н.В., Сивенко В.І. Використання ліній соняшнику в простих та трьохлінійних гібридах // Селекція і насінництво. - 2000. - Вип. 83. - С. 19-24.
12. Кириченко В.В., Макляк К.М., Сивенко В.І., Кузьмишена Н.В. Трилінійні гібриди: напрямок в селекції соняшнику // Вісник Сумського національного аграрного університету. Сер. Агрономія і біологія. - 2003. - Вип. 7. - С. 45-47.
13. Кириченко В.В., Макляк К.М., Сивенко В.І. Формування колекції батьківських ліній у селекційній програмі зі створення високоолеїнових гібридів соняшнику // Вісник СНАУ. Сер. Агрономія і біологія. - 2004. - Вип. 1 (8). - С. 51-54.
14. Кириченко В.В., Макляк К.М., Сивенко В.І., Брагін О.М., Супрун О.Г. Покращення жирнокислотного складу олії соняшнику шляхом селекції // Селекція і насінництво. - 2004. - Вип. 88. - С. 3-9.
15. Куперман Ф.М. Морфофизиология растений. Морфофизиологический анализ этапов органогенеза различных жизненных форм покрытосеменных растений: Учеб.пособие для студентов биол. спец. унтов. - М.: Высш. школа, 1984. - 240 с.
16. Левина Р.Е. Репродуктивнаябиологиясеменныхрастений.-М.: наука, 1982. - 95 с.
17. Макляк К.М. Комбінаційна здатність ліній соняшнику і гетерозис у гібридів першого покоління // Селекція і насінництво. - 1996. - Вип. 77. - С. 10-13.
18. Макляк К.М., Кириченко В.В. Комбинационнаяспособность и адаптивныйпотенциалматеринских форм трехлинейныхгибридовподсолнечника // Біологічні науки і проблеми рослинництва: Зб. наукових праць Уманського державного аграрного університету (спец. вип.). - Умань, 2003. - С. 354-358.
19. Макляк К.М., Сивенко В.І., Кириченко В.В. Донорські властивості та селекційна цінність високоолеїнових Rf-ліній соняшнику // Селекція і насінництво. - 2005. - Вип. 89. - С. 48-55.
20. Методика державногосортовипробуваннясільськогосподарських культур. Вип. 1. Загальначастина. - Київ, 2000. - 100 с.
25. Пустовойт В.С. Избранные труды. - М.: Агропромиздат, 1990. - 367 с.
26. ФУРСОВАА.К. Биология семяобразования подсолнечника. - Х., 1993. - 200 с.
27. Фурсова Г.К. Соняшник: систематика, морфологія, біологія: Навчальний посібник / Харк. держ. аграр. ун-т ім. В.В. Докучаєва. - Х., 1997. - 126 с.
28. 28. Сивенко В.І. Селекційна цінність нових високоолеїнових ліній соняшнику - відновників фертильності пилку // Таврійський науковий вісник. - Херсон, 2010. - Вип. 70. - С. 20-24.
29. Макляк К.М. Лінії соняшнику для створення гібридів з високою адаптивною здатністю // К.М. Макляк, В.В. Кириченко, Н.М. Кутіщева // Генетичні ресурси. - Генетичні ресурси. - 2010. - Вип. 8.
30. Кириченко В.В., Макляк К.М., Сивенко В.І. Формування колекції батьківських ліній у селекційній програмі зі створення високоолеїнових гібридів соняшнику // Вісник СНАУ. Сер. Агрономія і біологія. - 2004. - Вип. 1 (8). - С. 51-54.
31. Гуменюк А.Д., Кислинский О.Г., Кириченко В.В. Підсумки селекційної роботи по соняшнику // Селекція і насінництво. - 1992. - Вип. 72. - С. 34-37.
32. Кириченко В.В., Макляк К.М., Сивенко В.І., Брагін О.М., Супрун О.Г. Покращення жирнокислотного складу олії соняшнику шляхом селекції // Селекція і насінництво. - 2004. - Вип. 88. - С. 3-9.
33. Спеціальна селекція і насінництво польових культур. Навчальний посібник. За ред. В.В. Кириченка. - Х.: ІР ім. В.Я. Юрєва НААН України, 2010. - 462 с.
34. Ідентифікація морфологічних ознак соняшнику (Helianthus L.): Посібник / [В.В. Кириченко, Петренкова В.П., Кривошеєва О.В. та ін.] - Х.: ІР ім. В.Я. Юрєва УААН, 2007. - 78 с.