Селекція батьківських форм простих і потрійних гібридів соняшнику на адаптивність та комбінаційну здатність за господарськими ознаками

Размещено на http://allbest.ru

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

СЕЛЕКЦІЙНО-ГЕНЕТИЧНИЙ ІНСТИТУТ - НАЦІОНАЛЬНИЙ ЦЕНТР СОРТОВИВЧЕННЯ ТА НАСІННЄЗНАВСТВА

06.01.05 - Селекція рослин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

“Селекція батьківських форм простих і потрійних гібридів соняшнику на адаптивність та комбінаційну здатність за господарськими ознаками”

Карапіра Сергій Іванович

Одеса - 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Селекційно - генетичному інституті - Національному центрі насіннєзнавства та сортовивчення, м. Одеса

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор

Бурлов Віктор Васильович,

Селекційно- генетичний інститут - Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, головний науковий співробітник

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Петренкова Віра Павлівна,

Інститут рослинництва імені В.Я.Юр'єва УААН,

заступник директора з наукової роботи,

завідувач лабораторії стійкості до біо- та абіотичних чинників

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник

Бушулян Олег Володимирович,

Селекційно- генетичний інститут - Національний

центр насіннєзнавства та сортовивчення,

провідний науковий співробітник відділу селекції,

генетики та насінництва зернобобових культур

Захист відбудеться “ 18 ” жовтня 2007 р. о 8.30 годині на

засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.363.01 в

Селекційно-генетичному інституті - Національному центрі

насіннєзнавства та сортовивчення за адресою: , 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога 3.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Селекційно- генетичного інституту - Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення

за адресою: 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога 3.

Автореферат розісланий “ 14 ” вересня 2007 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради З.В.Щербина

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Як свідчить світовий досвід, найменш витратним і в той же час найбільш ефективним шляхом підвищення урожайності та валових зборів насіння соняшнику є створення та впровадження у виробництво високопродуктивних гібридів цієї культури з потенційною врожайністю 45 - 50 ц/га і високим адаптивним потенціалом, які здатні пристосовуватись до зовнішнього середовища і формувати стабільний врожай в мінливих умовах вирощування. Необхідною умовою створення гібридів такого рівня продуктивності є цілеспрямований добір вихідного матеріалу на високу комбінаційну здатність за основними господарськоцінними ознаками з метою підвищення ефекту гетерозису та адаптивного потенціалу простих і потрійних гібридів. Проте, незважаючи на значний науковий досвід зі створення й використання гібридного соняшнику, виявились недостатньо розробленими ряд актуальних теоретичних та прикладних питань гетерозисної селекції цієї культури. Так, у літературі обґрунтована необхідність створення і використання потрійних гібридів соняшнику. Але залишаються недостатньо дослідженими такі важливі питання цього напряму, як порівняльний аналіз комбінаційної здатності батьківських форм простих і потрійних гібридів, характер її успадкування, рівень кореляційно-регресивного зв'язку між продуктивністю простих і потрійних гібридів та комбінаційною здатністю їх батьківських форм. Крім того суперечливими є дані про порівняльну ефективність добору за комбінаційною здатністю з найбільш важливих для культури соняшнику господарських ознак (урожай насіння, олійність, збір олії з 1 га). Недостатньо висвітлені й питання впливу умов середовища на рівень прояву і мінливості комбінаційної здатності ліній та материнських простих гібридів, особливості екологічної пластичності та стабільності простих та потрійних гібридів. Таким чином, є всі підстави вважати, що всебічне дослідження та експериментальне обґрунтування селекційно-генетичних та адаптивних аспектів проблеми добору за комбінаційною здатністю батьківських форм простих і потрійних гібридів, порівняльний аналіз потенціалу їх продуктивності, пластичності та стабільності становлять собою актуальну наукову задачу, вирішення якої має важливе значення для селекційної практики, сільськогосподарського виробництва. Дослідженню саме цих актуальних питань і присвячена дисертаційна робота.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дисертаційна робота виконувалась у відділі селекції та насінництва олійних культур СГІ - НЦНС протягом 1999 - 2003 рр. згідно з НТП “Зернові і олійні культури” (реєстраційні номери 03.04-МВ/37-96 та 0101 U001461).

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження було виявлення та експериментальне обґрунтування відмінних особливостей простих і потрійних гібридів соняшнику та їх батьківських форм за важливими селекційно-генетичними параметрами, зокрема, комбінаційною здатністю, адаптивністю, екологічною стабільністю. Для цього необхідно було вирішити наступні задачі:

- провести порівняльний аналіз прояву загальної та специфічної комбінаційної здатності ліній і материнських простих гібридів та дослідити характер її мінливості в різних умовах вирощування;

- визначити кореляційний зв'язок між комбінаційною здатністю за різними ознаками і на цій основі експериментально обґрунтувати найбільш результативну цільову ознаку при доборі на комбінаційну здатність ліній та материнських простих гібридів;

- дослідити особливості кореляційно-регресивного зв'язку між ЗКЗ (загальною комбінаційною здатністю) і СКЗ (спеціфичною комбінаційною здатністю) материнських ліній та гібридів з ознаками продуктивності тесткросних гібридів;

- виявити особливості успадкування комбінаційної здатності материнськими простими гібридами та визначити селекційну цінність вихідного матеріалу за комбінаційною здатністю;

- визначити параметри адаптивної здатності й екологічної стабільності простих і потрійних гібридів соняшнику за ознаками продуктивності;

- на основі дослідження селекційно-генетичних і адаптивних особливостей за важливими господарськими ознаками виділити найбільш цінні материнські лінії та гібриди для створення на їх основі перспективних простих і потрійних гібридів соняшнику.

Об'єкт дослідження: селекція соняшнику на гетерозис.

Предмет дослідження: особливості прояву і кореляційні зв'язки комбінаційної здатності ліній і материнських простих гібридів та рівень адаптивності й стабільності простих і потрійних гібридів соняшнику.

Методи дослідження: польові методи оцінки гібридів соняшнику в дослідах із сортовипробування; методи статистичного аналізу для визначення комбінаційної здатності, параметрів екологічної пластичності і стабільності; дисперсійний та кореляційно-регресивний аналіз; метод оцінки олійності насіння соняшнику за допомогою ядерно - магнітного резонансу на апараті NEWPORT ANALYSER. селекція гібрид соняшник адаптивний

Наукова новизна отриманих результатів. Кореляційно-регресивний зв'язок ЗКЗ і СКЗ материнських ліній і гібридів за ознаками продуктивності з рівнем продуктивності простих і потрійних гібридів соняшнику, а також параметри їх адаптивності й екологічної стабільності в умовах північного Причорномор'я досліджені вперше. При цьому встановлено ряд нових чинників і закономірностей, які розширюють і поглиблюють існуючі в галузі гетерозисної селекції соняшнику уявлення і концепції. Серед них:

- уперше в гетерозисній селекції соняшнику обґрунтовано і запропоновано новий інтегральний показник добору ліній і материнських гібридів - ЗКЗ за збором олії з гектара, який характеризується більш тісними кореляційними зв'язками із ЗКЗ інших ознак, і який забезпечує значно вищий потенціал адаптивності та стабільності, найвищу насіннєву і олійну продуктивність простих і потрійних гібридів в різних умовах порівняно з показниками ЗКЗ інших досліджених ознак;

- отримані нові дані про особливості кореляційного зв'язку між показниками ЗКЗ і СКЗ різних ознак: урожаю насіння, олійності, збору олії з гектара;

- доведено, що в несприятливих умовах регресивний відгук потрійних гібридів на покращення ЗКЗ їх материнських форм помітно вищий у порівнянні з реакцією простих гібридів на подібну динаміку ЗКЗ їх материнських ліній;

- ідентифіковані екологічно найбільш стабільні показники добору за комбінаційною здатністю: у ліній - ЗКЗ за врожаєм насіння і збором олії та СКЗ за олійністю, у материнських гібридів - ЗКЗ за збором олії і СКЗ за олійністю;

- встановлено, що материнські прості гібриди відрізняються більш високим адаптивним потенціалом, ніж самозапилені материнські лінії, який проявляється в значно вищому рівні та більшій частоті прояву їх ЗКЗ і СКЗ у несприятливих умовах;

- отримано докази того, що за середніми показниками адаптивності та стабільності потрійні гібриди поступаються простим. Але на індивідуальному рівні кращі потрійні гібриди за інтегральним критерієм продуктивності, адаптивності та стабільності практично не поступаються простим;

- отримано нові дані про рівень середовищної стабільності простих і потрійних гібридів за олійністю насіння, який у 2-3 рази перевищує стабільність інших ознак; виявлено значне переважання ефектів дестабілізації у формуванні врожаю насіння і збору олії, що й призводить до значної нестабільності цих ознак;

- доведено, що селекція гібридів соняшнику тільки за показниками продуктивності й адаптивності ще не забезпечує необхідний рівень їх екологічної стабільності. В селекційних програмах необхідно враховувати параметри стабільності.

Практичне значення отриманих результатів. Результати досліджень особливостей прояву комбінаційної здатності лінійних і материнських гібридів, закономірностей її зв'язку з ознаками, дані аналізу параметрів адаптивності та стабільності простих і потрійних гібридів - всі ці матеріали виконаного дослідження можуть знайти використання в селекційній практиці та в аграрному виробництві. Зокрема, запропонований новий інтегральний показник оцінки ліній і гібридів за ЗКЗ зі збору олії з гектара, який забезпечує добір простих і потрійних гібридів з максимальною олійною продуктивністю, доцільно використовувати в селекційних програмах з метою підвищення їх ефективності. Отримані автором наукові факти, згідно яких кращі потрійні гібриди практично не поступаються простим за комплексним показником селекційної цінності генотипу, можуть бути враховані при розробці селекційних програм, нових стратегій і напрямів розвитку селекції соняшнику, зокрема розширення робіт у напрямі створення потрійних гібридів. Також можуть бути корисними при плануванні селекційного процесу рекомендації автора, згідно яких селекція гібридів соняшнику тільки за показниками продуктивності не забезпечує необхідний рівень екологічної стабільності кращих простих і потрійних гібридів. Необхідно обов'язково оцінювати і параметри стабільності.

Виділені та рекомендовані для широкого використання в селекції кращі лінії та чоловічостерильні прості гібриди, які представляють собою цінний вихідний матеріал для створення високопродуктивних простих і потрійних гібридів. В результаті використання створеного в процесі досліджень вихідного матеріалу у співавторстві переданий до Держсортовипробування скоростиглий потрійний гібрид Спринт.

Особистий внесок здобувача. Дисертант самостійно проаналізував літературні джерела, особисто виконав польові та лабораторні дослідження, статистично обробив цифровий матеріал, проаналізував і узагальнив результати досліджень та виклав їх у формі дисертаційної роботи. Доля авторства в матеріалах, опублікованих у співавторстві, складає 60 - 80 %. Концепцію досліджень та основні задачі дисертант визначав разом з науковим керівником - завідувачем відділу селекції і насінництва олійних культур СГІ - НЦНС, доктором біологічних наук, професором Бурловим В.В.

Апробація результатів дисертації. Основні наукові результати дисертації доповідались на міжнародній конференції молодих вчених “Сучасні проблеми генетики, біотехнології і селекції рослин” (Харків, 2001 р.), міжнародній науковій конференції “Адаптивная селекция культивируемых растений” (Мерефа, 2001 р.), Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні (Дніпропетровськ, 2002 р.), та на Всеукраїнській науковій конференції “Современные приоритеты селекции сельскохозяйственных культур” (Одеса, 2004 р.).

Публікації. Результати дослідження за темою дисертації викладені в 6 публікаціях, у тому числі в 4 статтях у фахових виданнях ВАК України і 2 тезах доповідей на наукових конференціях.

Структура та об'єм дисертації. Дисертаційна робота містить вступ, 5 розділів, висновки, пропозиції для селекційної практики, список використаних літературних джерел і додатки. Загальний обсяг роботи становить 121 сторінку, робота ілюстрована 40 таблицями, 3 рисунками, додатки містять 20 таблиць, використано 214 літературних джерел, з них 65 іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Стан вивченості проблеми та задачі досліджень (аналітичний огляд літератури)

У розділі подається аналіз літературних джерел про природу гетерозису, розвиток уявлень про комбінаційну здатність і адаптивний потенціал гібридів соняшнику і їх батьківських форм. На основі наведених в огляді наукової літератури даних обгрунтована актуальність теми дисертації і важливість дослідження цих питань для гетерозисної селекції соняшнику.

Умови проведення та методика досліджень

Дослідження за темою дисертаційної роботи виконувались на полях експериментальної бази “Дачна” СГІ - НЦНС в період 1999 - 2002 років.

Метеорологічні умови у роки проведення досліджень суттєво різнились, що надало змогу отримати достовірні дані в сприятливих і несприятливих умовах та зробити об'єктивні висновки.

Для досліджень в якості материнських форм використовували десять чоловічостерильних самозапилених ліній і вісімнадцять чоловічостерильних простих гібридів соняшнику. Чоловічими формами - запилювачами простих і потрійних гібридів були шість ліній - тестерів, повних відновлювачів фертильності пилку. Прості та потрійні експериментальні гібриди отримували на ізольованих ділянках гібридизації методом топкросу. Всього в 1999 році отримали 30 простих і 57 потрійних гібридів, які впродовж 2000 - 2002 років вивчали у сортовипробуванні за ознаками продуктивності ( урожай насіння, олійність насіння, збір олії з гектара). Агротехніка польових дослідів загально- прийнята для зони Південного степу України: ділянки дворядкові, густота стояння рослин - 60 тис.га. Гібриди висівали рендомізованими блоками у чотирьохразовій повторності, облікова площа ділянки - 10 м2.

Урожай насіння і збір олії з гектара розраховували за загальноприйнятою методикою. Олійність визначали на приладі ЯМР (NEWPORT ANALYSER). Для обчислення рівня гетерозису середній врожай гібридів порівнювали з середнім урожаєм по досліду і зі стандартним гібридом.

Комбінаційну здатність визначали за алгоритмами Дремлюка- Герасименка, розробленими для аналізу нерегулярних (незбалансованих) комплексів. Параметри адаптивності та екологічної стабільності простих і потрійних гібридів розраховували за методом Кільчевського - Хотильової. Статистичну обробку даних проводили за алгоритмами Доспехова з використанням пакету програм Agrobase 2000, Microsoft Excel і Statistica на персональному комп'ютері.

Аналіз комбінаційної здатності ліній та материнських простих гібридів за ознаками продуктивності

На підставі порівняння експериментальних виборок ліній і материнських простих гібридів зроблено висновок, що в сприятливих умовах вирощування за рівнем загальної і специфічної комбінаційної здатності з урожаю насіння істотні переваги мають материнські самозапилені лінії (20, 76). У несприятливих умовах при доборі за комбінаційною здатністю (ЗКЗ і СКЗ) суттєві переваги виявили материнські прості гібриди, кращими з яких були, зокрема, 20 х 50, 20 х 76, 20 х 52, 8 х 58, які обумовили більш високу частоту високопродуктивних потрійних гібридів. За олійністю насіння максимальні значення ЗКЗ за роки випробувань мали материнські гібриди 12 х 10 та 20 х 62. Звертає на себе увагу такий факт, що за рівнем СКЗ з олійності насіння материнські прості гібриди виявилися значно кращими і за частотою, і за рівнем цієї ознаки як у сприятливих (2000 р.), так і в несприятливих (2001 р.) умовах.

Аналіз комбінаційної здатності за збором олії з гектара має особливе значення, оскільки він є одним з найбільш суттєвих інтегральних показників господарської цінності гібридів соняшнику. Порівнюючи ЗКЗ і СКЗ за цією ознакою, можна зробити висновок, що кращі умови вирощування допомогають добору найбільш цінних ліній, а гірші умови сприяють розкриттю генетичного потенціалу і ефективному добору материнських простих гібридів. Тому найкращі лінії (42, 10, 76, 20) мали суттєві переваги над гібридами у сприятливому 2000 році, а у 2001 неспрятливому році такі ж суттєві переваги над лініями мали прості материнські гібриди (20 х 52, 48 х 50, 48 х 42).

Враховуючи те, що параметри комбінаційної здатності оцінювали на довільних вибірках ліній і материнських простих гібридів, представляло інтерес проаналізувати комбінаційну здатність на модельних вибірках простих і потрійних гібридів, які забезпечили б однакову частоту зустріваності материнських ліній у материнських простих гібридах, а перших і других - у тестерних простих і трилінійних гібридах. З цією метою ми використали шість материнських ліній і на їх основі отримали прості материнські гібриди з однаковою частотою кожної з вихідних ліній у загальному наборі материнських гібридів. Створену вибірку материнських форм з дев'яти компонентів схрестили з двома тестерами відновлювачами фертильності пилку та отримали модельну вибірку із 18 тестерних гібридів (12 простих і 6 потрійних). Аналіз комбінаційної здатності в модельному досліді та загальній вибірці показав, що істотної різниці між рівнем і частотою кращих значень ЗКЗ з урожаю насіння і збору олії з гектару в обох дослідах не виявлено за два роки досліджень. В той же час на обмеженій модельній вибірці виявлені переваги за рівнем СКЗ кращих ліній над кращими материнськими гібридами. У сприятливих умовах вирощування виявлені достовірні переваги ліній над простими материнськими гібридами за ЗКЗ і особливо СКЗ за збором олії й урожайністю насіння.

На основі кореляційного аналізу комбінаційної здатності встановлено тісний зв'язок показників ЗКЗ (rs = 0,87 - 0,99) і СКЗ (rs = 0,70 - 0,99) між такими важливими господарськими ознаками, як збір олії та врожай насіння з гектара в ліній і материнських гібридів соняшнику. Отриманий результат виявився ідентичним і для ліній, і для материнських гібридів у досліді на довільних вибірках цих батьківських форм і підтверджений в модельному досліді на генетично адекватних вибірках материнських форм.

Рівень впливу особливостей середовищних чинників на мінливість комбінаційної здатності виявили за допомогою кореляційного аналізу рангів в умовах 2000 - 2001 років. Особливість застосування коефіцієнта кореляції з метою аналізу впливу умов середовища на певні ознаки полягає в тому, що чим більшим є вплив зовнішних чинників, тим меншим є значення rs(аж до -1), і навпаки - при зменшенні впливу умов вирощування на ознаку значення rs буде наближатися до +1 (табл. 1).

Таблиця 1. Коефіцієнти кореляції рангів (rs) загальної () і специфічної () комбінаційної здатності з основних ознак ліній і материнських гібридів в залежності від умов вирощування (2000-2001 роки)

Батьківські форми	Ознаки
	урожай насіння	олійність	збір олії
rs ЗКЗ
Лінії	0,54 (0,77)*	0,24 (0,64)	0,20 (0,54)
Гібриди	0,07 (-0,50)	-0,34 (-0,50)	0,14 (0,50)
rs СКЗ
Лінії	-0,04 (-0,14)	0,13 (0,13)	0,13 (-0,37)
Гібриди	-0,29 (-0,50)	0,50 (0,50)	-0,62 (-0,50)

Примітка. *- У дужках наведені значення rs, отримані на модельних вибірках

Загальна комбінаційна здатність материнських гібридів з урожаю насіння і олійності в більшій мірі залежить від умов середовища, ніж ЗКЗ ліній. У той же час, умови вирощування в однаковій мірі впливають на рівень ЗКЗ за збором олії у ліній і гібридів. Але міра впливу умов вирощування на ЗКЗ материнських гібридів за цією ознакою набагато менша, ніж за іншими ознаками, тому показник ЗКЗ за збором олії доцільно використовувати як інтегральний показник добору материнських гібридів при селекції в різних умовах. Спеціфична комбінаційна здатність і ліній і гібридів за такими ознаками, як урожай насіння і збір олії, піддається впливу умов у значно більшій мірі ніж ЗКЗ. Але на СКЗ гібридів з олійності умови впливають значно менше ніж за ЗКЗ. Таким чином, СКЗ з олійності насіння можна визнати як екологічно найбільш стабільну ознаку порівняно до СКЗ і ЗКЗ інших ознак материнських гібридів.

Класифікуючи досліджений вихідний матеріал за селекційною цінністю, материнські лінії і прості гібриди розподілили на 5 класів за характером прояву їх комбінаційної здатності (табл. 2).

Таблиця 2

Загальна селекційна цінність материнських ліній та гібридів

за рівнем ЗКЗ і СКЗ

Селекційна цінність	Класи	Лінії	Гібриди
		ЗКЗ	СКЗ	ЗКЗ	СКЗ
Висока	1-2	42 10 8 76 20	10 76 20	8 х 2 48 х 42	20 х 52 20 х 50 20 х 60 12 х 18
		Разом = 5	Разом = 3	Разом = 2	Разом = 4
Середня	3-4	62 2	62 2 6 4 42 8	20 х 50 20 х 52 20 х 62 8 х 58 20 х 60 2 х 4 48 х 50 12 х 10 86 х 10 48 х 76 92 х 14	20 х 62 8 х 58 20 х 76 48 х 50 92 х 62 86 х 10 92 х 14 8 х 2
		Разом = 2	Разом = 6	Разом = 11	Разом = 8
Низька	5	48 4 6	48	20 х 76 92 х 62 12 х 18 12 х 84 12 х 62	48 х 42 2 х 4 48 х 76 12 х84 12 х 62 12 х 10
		Разом = 3	Разом = 1	Разом = 5	Разом = 6

До класу 1, як найбільш селекційно цінних батьківських форм, були віднесені лінії або гібриди, які поєднували стабільно високий рівень ЗКЗ з високою в певних умовах СКЗ або високу ЗКЗ за певних умов і стабільно високу СКЗ; 2клас - форми зі стабільно високою ЗКЗ або СКЗ, яка зберігається на високому рівні в різних умовах; 3клас - форми, які поєднують нестабільно високі рівні ЗКЗ і СКЗ; 4 клас - форми з нестабільним проявом високих значень ЗКЗ або СКЗ ; 5 клас - лінії або гібриди з середніми та низькими значеннями ЗКЗ або СКЗ. В свою чергу з метою узагальнення оцінки якості дослідженого вихідного матеріалу за комбінаційною здатністю материнські форми були диференційовані за трьома рівнями селекційної цінності - висока, середня, низька.

Були виділені 5 ліній і 2 материнських гібрида з високим рівнем ЗКЗ, а також 3 лінії та 4 гібриди з високою СКЗ. Перспективними для подальшої селекційної роботи є також лінії і материнські гібриди, віднесені до середнього рівня селекційної цінності.

Встановлено, що високий рівень ЗКЗ або СКЗ лінії ще не гарантує отримання на її основі материнського гібриду також з високим рівнем цих показників. І навпаки - на основі ліній з низьким рівнем ЗКЗ або СКЗ можна створити високоцінні за цими ознаками прості материнські гібриди. Це цілком залежить від генетичних особливостей за комбінаційною здатністю схрещуваних форм.

Кореляційно - регресивний аналіз ефективності добору батьківських ліній та гібридів за комбінаційною здатністю ознак продуктивності

Дослідження кількісного і функціонального зв'язку між мінливістю батьківських форм за ЗКЗ і СКЗ з основних ознак і рівнем насіннєвої та олійної продуктивності тесткросів дали змогу визначити один показник (замість трьох), який в найбільшій мірі корелює з продуктивністю простих і потрійних гібридів, що дозволяє обґрунтувати інтегральний критерій оцінки і добору за комбінаційною здатністю. Саме таким критерієм запропоновано використовувати виявлений нами високий рівень кореляційно - регресивного зв'язку між загальною комбінаційною здатністю зі збору олії з гектара материнських ліній і гібридів та урожаєм насіння тестерних гібридів. В стресових умовах рівень цього зв'язку у материнських гібридів підсилюється. Високий рівень зв'язку спостерігався також і з ЗКЗ з урожаю насіння, але найбільш високу регресивну реакцію простих і потрійних тесткросних гібридів встановлено на добір ліній і материнських гібридів за ЗКЗ зі збору олії з гектара (табл.3). Добір материнських ліній та гібридів на підвищену загальну комбінаційну здатність за врожаєм насіння і збором олії з гектара має низький від'ємний зв'язок з мінливістю рівня олійності в простих і потрійних гібридах у сприятливих умовах вирощування. У несприятливих умовах ці зв'язки змінюються до позитивних, але залишаються низькими і не можуть слугувати основою для результативного добору батьківських форм.

Характер кореляційно - регресивних зв'язків ЗКЗ основних ознак материнських ліній і гібридів з продуктивністю тесткросів за збором олії дуже схожий за своїм форматом з особливостями зв'язків цих ознак з насіннєвою продуктивністю.

Добір на загальну комбінаційну здатність зі збору олії з 1 га материнських ліній і гібридів забезпечує на одиницю приросту ЗКЗ у 2,1 - 10,0 разів більший приріст збору олії з гектара і врожаю насіння простих і потрійних гібридів, ніж добір на ЗКЗ інших досліджених ознак. На кореляційно - регресивний зв'язок ЗКЗ із збору олії і олійною продуктивністю простих і особливо потрійних гібридів слабко впливають умови вирощування. Тому цю комплексну ознаку ми пропонуємо розглядати як об'єктивний інтегральний критерій добору материнських ліній і гібридів, який забезпечує найвищу насіннєву і олійну продуктивність тестерних гібридів.

Таблиця 3

Рівень зв'язку (Ry/x) між збором олії з 1га (y3)простих і потрійних тестерних гібридів і загальною комбінаційною здатністю з основних ознак ліній і материнських гібридів в різних умовах вирощування (2000-2001 рр.)

Ознака тесткросів y3	Ознака батьківських форм x1-x3	+Лінії	+Гібриди
		Ry3/x1-3	r y3/x1-3	Ry3/x1-3	r y3/x1-3
2000 рік
Збір олії з 1га тесткросів, ц/га	ЗКЗ з урожаю насіння (x1)	0,43	0,98**	0,36	0,97**
	ЗКЗ з олійності насіння (x2)	0,04	0,02	-0,74	-0,58
	ЗКЗ зі збору олії з 1га (x3)	1,05**	0,99**	0,89**	0,96**
2001 рік
Збір олії з 1га тесткросів, ц/га	ЗКЗ з урожаю насіння (x1)	0,39	0,81**	0,51*	0,98**
	ЗКЗ з олійності насіння (x2)	0,23	0,18	0,10	0,16
	ЗКЗ зі збору олії з 1га (x3)	0,88*	0,85**	1,04*	0,99**

Примітка. *, ** - достовірно при P<0,05 та <0,01 відповідно.

Коефіцієнти кореляції і регресії між СКЗ материнських ліній і гібридів та ознаками продуктивності простих і потрійних гібридів, за деякими винятками, залишалися низькими і не доводили існування певних закономірностей або чітких тенденцій.

Порівняльний аналіз параметрів адаптивності і стабільності простих і потрійних гібридів за ознаками продуктивності

У сучасній теорії селекційного процесу розроблено ряд алгоритмів оцінки показників адаптивності та стабільності. Для розрахунку параметрів адаптивності ми застосували метод Кільчевського - Хотильової, який дозволяє оцінити екологічну пластичність, стабільність, селекційну цінність генотипу та параметри середовища як фону для добору. Інтегральним критерієм добору за рівнем продуктивності, адаптивності та стабільності генотипу в застосованому методі є показник СЦГі - селекційна цінність генотипу (табл. 4). Співставлення простих і потрійних гібридів соняшнику за показником селекційної цінності зі збору олії підтверджує виявлену загальну закономірність - за середніми показниками параметрів адаптивності та стабільності прості гібриди переважають потрійні. Але кращі потрійні гібриди (15, 16) практично не поступаються кращим простим (3, 5) за комплексним критерієм селекційної цінності (СЦГі ) і продуктивності.

Таблиця 4

Параметри адаптивної здатності та стабільності простих і потрійних гібридів за збором олії з гектара (2000-2001 рр.)

№ п/п	Формула гібрида	(u+v)	ЗАЗ	2САЗі	Sgi, %	СЦГі	Кgi
			v	ранг			показник	ранг
прості гібриди
1	48 x 3B	9,8	-1,6	10	3,37	18,8	4,5	11	4,79
2	48 x 13B	10,9	-0,6	8	1,0	9,2	8,0	7	1,42
3	42 x 3B	12,6	1,2	4	0,12	0,8	11,6	1	0,17
4	42 x 13B	13,1	1,6	2	3,1	13,4	8,1	5	4,40
5	2 x 3B	10,6	-0,8	9	0,15	0,9	9,5	2	0,21
6	2 x 13B	12,7	1,2	3	2,67	12,8	8,0	6	3,79
7	4 x 3B	11,5	0,0	7	0,57	6,5	9,4	3	0,81
8	4 x 13B	9,7	-1,8	11	2,37	15,9	5,3	9	3,37
9	76 x 3B	11,8	0,4	6	5,85	20,5	4,9	10	8,31
10	76 x 13B	9,5	-2,0	12	18,94	45,8	0,1	12	26,90
11	20 x 3B	12,2	0,8	5	1,17	8,9	9,1	4	1,67
12	20 x 13B	14,4	2,9	1	5,85	16,8	7,5	8	8,31
	11,6	0,1		3,76	14,2	7,7		5,34
потрійні гібриди
13	(20 х 76) х 3В	8,2	-3,2	6	10,7	40,0	0,1	6	15,30
14	(20 х 76) х 13В	11,6	0,2	4	12,2	30,2	1,6	4	17,36
15	(48 х 42) х 3В	12,0	0,6	2	0,17	3,4	11,5	1	0,24
16	(48 х 42) х 13В	11,9	0,5	3	0,9	12,3	9,2	2	1,28
17	(2 х 4) х 3В	11,4	-0,1	5	4,22	18,0	5,6	3	5,99
18	(2 х 4) х 13В	12,2	0,8	1	18,32	35,1	0,1	5	26,02
	11,2	-0,2		7,76	23,2	4,7		11,03

Ми дослідили особливості прояву механізмів адаптації та стабілізації в межах модельного досліду і довільної вибірки на протязі 2000 - 2001 років, а також проаналізували вибірки кращих за продуктивністю гібридів, які вивчались у сортовипробуванні 3 роки (2000 - 2002 рр.). Дослідження закономірностей прояву адаптивного потенціалу, виконані на трьох типах вибірок суттєво не відрізнялись між собою ( табл. 5).

Таблиця 5

Середні параметри () та ліміти (lim) адаптивної здатності і стабільності довільних виборок простих та потрійних гібридів за збором олії з гектара (2000 - 2002 рр.)

Тип гібриду	Розмір вибірки	u + v	ЗАЗ (lim)	2САЗі	СЦГі
			lim			lim		lim
загальна вибірка гібридів (2000 - 2001 рр.)
Прості	30	11,5	7,6-16,1	-2,7 ­ +2,9	3,25	0,01-18,74	5,7	0,1-12,8
Потрійні	57	10,8	5,8-15,2	-2,6 - +2,6	3,86	0,01-18,38	5,2	0,1-12,5
НСР05		1,3
вибірка кращих гібридів (2000 - 2002 рр.)
Прості	19	13,3	7,6-19,3	-1,4 - +1,7	9,40	2,41-31,44	7,2	1,7-11,1
Потрійні	17	13,2	7,4-20,8	-2,6 - +1,6	13,05	1,73-43,43	6,1	0,1-11,0
НСР05		1,2

В цілому ці дослідження показали, що значні за обсягом вибірки потрійних експериментальних гібридів можуть містити у своєму складі генотипи, які за потенціалом продуктивності, адаптивності та стабільності практично не поступаються кращим простим гібридам. Питання тільки в частоті таких генотипів та якості вихідного матеріалу. Отримані результати теоретично обгрунтовують перспективність та конкурентноспроможність такого важливого напряму в сучасній селекції гібридного соняшнику, як створення потрійних гібридів.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється в необхідності експериментального обґрунтування відмінних особливостей простих і потрійних гібридів соняшнику та їх батьківських форм шляхом дослідження закономірностей прояву, середовищної мінливості та кореляційно-регресивних зв'язків комбінаційної здатності ліній і материнських простих гібридів, а також через встановлення відмінностей за параметрами адаптивності, екологічної стабільності та загальної селекційної цінності простих і потрійних гібридів як основних сучасних засобів виробництва соняшнику. Вперше в Україні встановлені закономірності кореляційно-регресивного зв'язку між рівнем продуктивності простих і потрійних гібридів і комбінаційною здатністю батьківських форм за різними ознаками, розроблено інтегральний критерій оцінки і добору материнських форм за їх гетерозисним потенціалом, представлені нові наукові факти щодо відмінних особливостей простих і потрійних гібридів соняшнику за параметрами адаптивності і стабільності.

Виявлено тісний кореляційний зв'язок між основними ознаками продуктивності - урожаєм насіння і збором олії з гектара за показниками ЗКЗ (r = 0,87-0,99) і СКЗ (r = 0,70-0,99) у материнських ліній і простих гібридів.

При доборі за комбінаційною здатністю екологічно найбільш стабільними ознаками ідентифіковані у ліній - ЗКЗ за врожаєм насіння і збором олії та СКЗ за олійністю насіння; у материнських гібридів - ЗКЗ за збором олії та СКЗ за олійністю насіння.

Специфічна комбінаційна здатність ліній і материнських гібридів за врожаєм насіння і збором олії з гектара у ліній і материнських гібридів залежить від умов вирощування в більшій мірі, ніж ЗКЗ, що підтверджує відомі в літературі дані. В той же час рівень СКЗ за олійністю насіння материнських простих гібридів в значно меншій мірі залежить від впливу умов середовища, ніж ЗКЗ.

Адаптивна цінність ліній і материнських простих гібридів для гетерозисної селекції соняшнику неоднакова: у сприятливих умовах вирощування безперечні переваги за рівним ЗКЗ і СКЗ з основних ознак мають материнські лінії. У несприятливих умовах у зв'язку з дією певних стресових чинників прості материнські гібриди за своїм адаптивним потенціалом суттєво переважають лінії, що проявляється в значно більш високому рівні та частоті прояву їх ЗКЗ, а в довільних вибірках і за СКЗ з ознак продуктивності порівняно з лініями.

Загальна комбінаційна здатність за збором олії з гектара ліній та материнських гібридів в порівняні з іншими аналогічними показниками характеризується значно більшою стійкістю до несприятливих умов, тісною позитивною кореляцією із ЗКЗ за врожаєм насіння, а також найбільш тісним кореляційно-регресивним зв'язком з продуктивністю простих і потрійних гібридів. У зв'язку з цим обґрунтована доцільність використання ЗКЗ за збором олії як інтегрального показника при доборі батьківських ліній та гібридів в селекції простих та потрійних гібридів соняшнику.

Добір материнських ліній і гібридів за інтегральним показником - ЗКЗ за збором олії на одиницю приросту ЗКЗ забезпечує у 2,1-10 разів більший приріст збору олії з гектара і врожаю насіння простих і потрійних гібридів, ніж добір за ЗКЗ інших досліджених ознак.

Кореляційно-регресивний зв'язок ЗКЗ за збором олії материнських гібридів і олійною та насіннєвою продуктивністю потрійних гібридів, на відміну від простих, не піддається суттєвому негативному впливу несприятливих умов вирощування, і тому може використовуватись як їх важлива адаптивна характеристика.

При селекції на підвищення олійності насіння ЗКЗ за олійністю доцільно використовувати не як самостійний, а як додатковий показник разом з ЗКЗ за збором олії з гектара.

Кращі прості гібриди в сприятливих умовах переважають кращі потрійні за врожаєм насіння, олійністю та збором олії. У несприятливих умовах кращі потрійні гібриди практично не поступаються кращим простим за рівнем цих показників. За середніми показниками ознак продуктивності не встановлено суттєвої різниці між дослідженими вибірками простих і потрійних гібридів. Ці адаптивні особливості різних типів гібридів дозволяють рекомендувати більш широке використання потрійних гібридів у несприятливих умовах вирощування.

За середніми показниками адаптивності та стабільності прості гібриди перевищують потрійні. Проте кращі потрійні гібриди практично не поступаються кращим простим за інтегральним показником селекційної цінності генотипу, який включає параметри адаптивності, стабільності та продуктивності. Це може слугувати теоретичним обґрунтуванням перспективності та конкурентоспроможності такого важливого напряму в сучасній селекції гібридного соняшнику, як створення потрійних гібридів.

Встановлено високий рівень середовищної стабільності простих і потрійних гібридів за олійністю насіння, який у 2-3 рази перевищує цей показник у інших досліджених ознаках. Припускається, що встановлений факт зумовлений значним внеском ефектів компенсації генотипу. Для ознак "урожай насіння" і "збір олії з гектара" характерно значне переважання ефектів середовищної дестабілізації над компенсаційними механізмами, що й призводить до високої нестабільності цих ознак у багатьох гібридів.

Доведено, що добір гібридів соняшнику тільки за показниками продуктивності й адаптивності не забезпечує необхідний рівень стабільності кращих гібридів. В селекційних програмах необхідно враховувати параметри екологічної стабільності.

Виділено 3 лінії (10, 20, 76), які поєднують високі ЗКЗ та СКЗ, 2 лінії з високою ЗКЗ (42, 8), 2 материнських гібрида (8 х 2, 48 х42) з високою ЗКЗ, 4 материнських гібриди з високою СКЗ (20 х 52, 20 х 50, 20 х 60, 12 х 18), а також ідентифіковано 3 лінії-тестери відновлювачів фертильності (13В, 11В, 3В) з високими рівнями ЗКЗ і СКЗ. Вони являються цінним вихідним матеріалом для створених високопродуктивних простих і потрійних гібридів соняшнику. За їх участю створений і включений в 2003 році до державного сортовипробування трьохлінійний гібрид Спринт, де чоловічою лінією - відновлювачем фертильності пилку є лінія 11В.

Пропозиції селекційній практиці та виробництву

Загальну комбінаційну здатність за збором олії з гектара доцільно використовувати як інтегральний критерій оцінки і добору материнських ліній і гібридів за їх гетерозисним потенціалом з урожаю насіння та збору олії з гектара при селекції простих і потрійних гібридів соняшнику для різних умов вирощування.

В селекційних програмах необхідно передбачати комплексну оцінку та добір простих і потрійних гібридів соняшнику одночасно за продуктивністю і стабільністю, оскільки найбільш продуктивні гібриди далеко не завжди стабільно реалізують свій потенціал у мінливих умовах середовища.

Враховуючи високу конкурентноспроможність кращих потрійних гібридів за адаптивністю, стабільністю та загальною селекційною цінністю генотипу, необхідно активно розвивати селекційні програми зі створення потрійних гібридів як перспективного напряму сучасного виробництва гібридного соняшнику.

Враховуючи особливості адаптивного потенціалу гібридів різного типу, в сприятливих умовах вирощування перевагу у виробництві соняшнику необхідно надавати простим гібридам, у несприятливих - більш широке використання доцільно надавати потрійним гібридам.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Карапіра С.І. Можливість прогнозування гетерозису трьохлінійних гібридів соняшнику за рівнем продуктивності простих міжлінійних гібридів // Аграрний вісник Причорномор'я. - Вип. 12. - Одеса, 2001. -

С. 115-119.

Карапіра С.І. Можливості вирішення проблеми підвищення виробництва гібридного насіння соняшнику // Таврійський науковий вісник. - Вип. 19. - Херсон: Айлант, 2001. - С. 48-52.

Бурлов В.В., Карапіра С.І. Екологічна пластичність простих та трьохлінійних гібридів соняшнику // Міжвідомчий тематичний науковий збірник: „Овочівництво і баштанництво”. - Вип. 47. - Харків, 2002. -

С. 215-220 (Доля участі здобувача 60 %; особиста участь - приймав участь в проведенні досліджень, систематизував отримані результати, проводив їх математичну обробку).

АННОТАЦИИ

Бурлов В.В., Карапира С.И. Комбинационная способность родительских форм простых и тройных гибридов подсолнечника по основным хозяйственным признакам // Збірник наукових праць СГІ - НАЦ НАІС. - Вип. 8, (48). - Одеса, 2006. - С. - 163-168 (Доля участі здобувача 80 %; особиста участь - приймав участь в проведенні досліджень, систематизував отримані результати і проводив їх математичну обробку).

Карапира С.И. Прогнозирование гетерозиса трехлинейных гибридов подсолнечника по основным хозяйственным признакам // Сборник тезисов международной конференции молодых ученых: “Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений”. - Харьков, 2001. - С. 183-184.

Карапіра С.І. Результати оцінки комбінаційної здатності ліній і гібридів соняшнику за основними господарськими ознаками // Матеріали всеукраїнської науково - практичної конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні. - Дніпропетровськ, 2002. - С. 89-90.

АННОТАЦІЇ

Карапіра С.І. Селекція батьківських форм простих і потрійних гібридів соняшнику на адаптивність та комбінаційну здатність за господарськими ознаками. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступення кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 - селекція рослин. - Селекційно-генетичний інститут - Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, м. Одеса, 2007.

У дисертації висвітлені питання впливу умов середовища на рівень прояву і мінливості комбінаційної здатності ліній та материнських простих гібридів, особливості екологічної пластичності та стабільності простих і потрійних гібридів соняшнику. Обґрунтовано і запропоновано для використання в селекційній практиці інтегральний критерій добору ліній і материнських гібридів - ЗКЗ за збором олії, який забезпечує найвищий приріст насіннєвої та олійної продуктивності у простих і потрійних гібридів соняшнику.

Вперше в умовах північного Причорномор'я досліджено специфічність кореляційно - регресивних зв'язків ЗКЗ і СКЗ материнських ліній і гібридів з ознаками продуктивності простих і потрійних гібридів соняшнику.

Визначено, що за середніми показниками адаптивності та стабільності потрійні гібриди поступаються простим. Але на індивідуальному рівні кращі потрійні гібриди за інтегральним крітерієм продуктивності, адаптивності й стабільності практично не поступаються простим.

Виділені й рекомендовані для широкого використання в селекції кращі лінії та материнські прості гібриди з метою створення високопродуктивних простих і потрійних гібридів соняшнику.

Ключові слова: селекція, соняшник, комбінаційна здатність, адаптивність, екологічна стабільність, селекційна цінність, ефективність добору.

Карапира С.И. Селекция родительских форм простых и трехлинейных гибридов подсолнечника на адаптивность и комбинационную способность по хозяйственным признакам. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.05. - селекция растений. - Селекционно - генетический институт - Национальный центр семеноведения и сортоизучения, Одесса, 2007.

В диссертации освещены вопросы влияния условий среды на уровень проявления и изменчивость комбинационной способности линий и материнских простых гибридов подсолнечника, особенности экологической пластичности и стабильности простых и трехлинейных гибридов.

Впервые в условиях северного Причерноморья исследована корреляционно - регрессионная связь ОКС (общая комбинационная способность) и СКС (специфическая комбинационная способность) материнских форм с признаками продуктивности простых и трехлинейных гибридов. Обоснован и предложен новый интегральный показатель отбора линий и материнских гибридов - ОКС по урожаю масла с гектара, который характеризуется более тесными корреляционно - регрессионными связями с ОКС других признаков, и обеспечивает наивысший прирост урожая семян и сбора масла с гектара у простых и тройных гибридов подсолнечника.

Получены новые данные об уровне средовой стабильности простых и трехлинейных гибридов подсолнечника по масличности семян, который в 2-3 раза превышает стабильность других исследуемых признаков.

Установлено, что по средним показателям адаптивности и стабильности трехлинейные гибриды уступают простым. Но на индивидуальном уровне лучшие трехлинейные гибриды по интегральному показателю селекционной ценности генотипа практически не уступают простым.

Выделено 3 линии (10, 20, 76), которые сочетают высокие значения ОКС и СКС, 2 линии с высокой ОКС (42, 8), 2 материнских гибрида (8 х 2,48 х 42) с высокой ОКС, 4 материнских гибрида с высокой СКС (20 х 52, 20 х 50, 20 х 60, 12 х 18). Также идентифицированы 3 линии - тестеры восстановители фертильности пыльцы (13В, 11В, 3В), имеющие высокие значения ОКС и СКС. Они являются ценным исходным материалом и рекомендованы для создания высокопродуктивных простых и трехлинейных гибридов подсолнечника.

Ключевые слова: селекция, подсолнечник, комбинационная способность, адаптивность, экологическая стабильность, селекционная ценность, эффективность отбора.

SUMMARY

Karapira S.I. Selection of parental plants of single cross and triple sunflower hybrids for adaptivity and combining ability of agronomic traits. - Manuscript.

Thesis for Scientific Degree of Candidate of Agricultural Sciences by speciality 06.01.05. - Plant Breeding. - Plant Breeding and Genetics Institute - National Center of Seed and Cultivar Investigation, Odesa, 2007.

The influence of environmental conditions on expression and variability level of combining ability of lines and maternal single cross hybrids, peculiarities of ecological adaptability and stability of single cross and triple sunflower hybrids have been elucidated in the thesis. The integral criterion of line and maternal hybrid selection - common combining ability for oil yield that provides the highest seed and oil productivity increase in single cross and triple sunflower hybrids has been substantiated and ordered to use in breeding work.

For the first time in the Black Sea Coastal region the specifity of correlative and regressive relationship of common combining ability and specific combining ability of maternal lines and hybrids with productivity characteristics of single cross and triple sunflower hybrids have been studied.

It was founded that triple hybrids yield to single cross ones in average indexes of adaptivity and stability. But on the individual level the best triple hybrids practically don't yield to single cross ones in the integral criterion of productivity, adaptivity and stability.

The best lines and maternal single cross hybrids were picked out and recommended for wide using in plant breeding in order to creating high- productive single cross and triple sunflower hybrids.

Key words: plant breeding, sunflower, combining ability, adaptively, ecological stability, breeding value, effectiveness of selection.

Размещено на Allbest.ru

...