Селекційна цінність ліній соняшнику за стійкістю до фомопсису та господарськими ознаками їх гібридів

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ім. в.я. юР'ЄВА

Української Академії Аграрних наук

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

СЕЛЕКЦІЙНА ЦІННІСТЬ ЛІНІЙ СОНЯШНИКУ ЗА СТІЙКІСТЮ ДО ФОМОПСИСУ ТА ГОСПОДАРСЬКИМИ ОЗНАКАМИ ЇХ ГІБРИДІВ

06. 01. 05 -- селекція рослин

БОРОВСЬКА ІРИНА ЮРІЇВНА

Харків -- 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Петренкова Віра Павлівна,

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

заступник директора з наукової роботи, завідуюча лабораторії стійкості до біо- та абіотичних чинників

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Бурлов Віктор Васильович,

Селекційно-генетичний інститут УААН,

головний науковий співробітник кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Гур'єва Ірина Анатоліївна,

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

провідний науковий співробітник лабораторії генетичних ресурсів кукурудзи та соняшнику

Провідна установа: Полтавська державна аграрна академія, м. Полтава

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На теперішній час в Україні практично відсутні дослідження, пов'язані з встановленням принципів добору батьківських форм соняшнику в процесі селекції стійких до фомопсису гібридів. При цьому потребує вивчення характер взаємозв'язків між стійкістю та основними господарськими ознаками, а також закономірності успадкування стійкості потомством.

Проведення таких досліджень є своєчасним і актуальним для вирішення важливого наукового завдання - добору стійких до фомопсису самозапилених ліній соняшнику та забезпечення ними селекційних програм для створення високопродуктивних, високоолійних, конкурентоспроможних гібридів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові дослідження за темою дисертації виконано в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН в 2000-2005 рр. відповідно до завдання тематичного плану відділу імунітету рослин до хвороб та шкідників „Дослідити закономірності успадкування стійкості зернових, зернобобових та соняшнику до хвороб і шкідників, виділити нові генетичні джерела стійкості та господарсько цінних ознак, сформувати ознакові колекції” (№ державної реєстрації 0101U006138) згідно НТП „Теоретичні основи селекції сільськогосподарських культур” та НТП "Генетичні ресурси рослин".

Мета і завдання дослідження. Визначити селекційну цінність ліній-аналогів стерильності та відновлювачів фертильності соняшнику за стійкістю до збудника фомопсису та цінними господарськими ознаками, встановити їх загальну та специфічну комбінаційну здатність (ЗКЗ, СКЗ) та донорські властивості і впровадити кращі відібрані цінні лінії в програми гетерозисної селекції соняшнику.

Для досягнення цієї мети були поставлені такі завдання:

1) визначити рівень стійкості ліній соняшнику до збудника фомопсису та провести розподіл їх за генотиповою та екологічною мінливістю цієї ознаки;

2) визначити характер успадкування гібридами першого покоління стійкості до фомопсису;

3) встановити рівень ЗКЗ та СКЗ у батьківських та материнських форм гібридів соняшнику за стійкістю до фомопсису;

4) виділити стійкі до фомопсису гібриди за комплексом цінних господарських ознак;

5) встановити донорські властивості за комплексом ознак у ліній, виділених за стійкістю до фомопсису.

Об'єкт дослідження: добір стійких до збудника фомопсису самозапилених ліній та створення на їх основі експериментальних гібридів соняшнику.

Предмет дослідження: закономірності прояву стійкості до фомопсису, комбінаційна здатність і селекційна цінність самозапилених лінії та успадкування стійкості до цієї хвороби у гібридів соняшнику.

Методи дослідження: польові - для оцінки самозапилених ліній і експериментальних гібридів соняшнику за стійкістю до хвороби, господарських ознак, фенологічних спостережень, біометричних вимірів; гібридизація - для отримання експериментальних гібридів; лабораторні - для виділення збудника фомопсису в чисту культуру, визначення патогенності штамів, виявлення стійких генотипів рослин на ранніх етапах їх розвитку; мікроскопічні - визначення виду збудників хвороб; математично-статистичні - для групування форм за рівнем стійкості, визначення параметрів екологічної пластичності і стабільності ліній, виділених за ознакою стійкості, визначення генетичної цінності батьківських форм гібридів за інтегральними індексами, оцінки достовірності одержаних результатів досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах східної частини Лісостепу України встановлено норму реакції самозапилених ліній національної колекції соняшнику за стійкістю до збудника фомопсису. Виділено найперспективніші лінії з високою загальною адаптивністю до факторів зовнішнього середовища і зокрема, з високою стійкістю до патогена. Встановлено рівень та напрямок кореляційної залежності між стійкістю до фомопсису і цінними господарськими ознаками гібридів. Визначено методом індексації селекційну цінність вихідного матеріалу соняшнику за рівнем прояву стійкості до фомопсису для гетерозисної селекції. Встановлено складний генетичний контроль успадкування стійкості до фомопсису гібридами, який визначається як комплементарною взаємодією обох батьківських компонентів, так і материнським ефектом, що потребує вивчення індивідуальних донорських властивостей батьківських форм соняшнику.

Практичне значення одержаних результатів. Класифіковано 144 самозапилених лінії колекції соняшнику Національного центру генетичних ресурсів рослин України за ознакою стійкості до фомопсису. На основі встановлених типів екологічної пластичності виділено 3 високопластичних та 5 гомеостатичних стійких до хвороби ліній, які запропоновано для селекції на адаптивність в умовах східної частини Лісостепу України. Створені в дослідах кращі за стійкістю та комплексом цінних ознак тест-гібриди рекомендовані для подальшого селекційного процесу.

Особистий внесок здобувача. Особиста участь здобувача в розробці положень, що виносяться на захист, полягає в проведенні польових та лабораторних дослідів: фенологічних спостережень, гібридизації, аналізу елементів структури урожайності, доборі цінних форм соняшнику, освоєнні та проведенні обробки результатів досліджень статистичними методами і їх узагальнення. Автором особисто узагальнено світову та вітчизняну літературу за темою дисертації. Публікації виконано як самостійно, так і в співавторстві. Внесок здобувача в публікаціях, виконаних у співавторстві, полягає в одержанні експериментальних даних і узагальненні результатів досліджень і становить 15-50%.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень представлені та обговорені на засіданнях селекційної секції вченої ради Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН в 2000-2003 рр., Міжнародних симпозіумах та конференціях „Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва” (Харків, 2001); „Адаптивная селекция. Теория и практика” (Харків, 2002); „Современные вопросы создания и использования сортов и гибридов масличных культур” (Запоріжжя, 2002); „Сучасні технології селекційного процесу сільськогосподарських культур” (Харків, 2004); Всеукраїнській науково-практичній конференції „Стан та перспективи розвитку насінництва в Україні” (Харків, 2004); на конференціях молодих вчених „Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур” (Краснодар, 2005); „Генетичні ресурси для адаптивного рослинництва: мобілізація, інвентаризація, збереження, використання” (Львів, 2005); „Інноваційні напрями наукової діяльності молодих вчених в галузі рослинництва” (Харків, 2006).

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи висвітлено у 24 публікаціях, з яких 4 статті опубліковані у фахових виданнях у галузі сільськогосподарські науки, 2 статті у галузі біологічні науки, 8 тез наукових з'їздів, конференцій, симпозіумів, 10 праць науково-практичного характеру.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота містить вступ, 5 розділів, висновки, пропозиції для селекційної практики, список використаних літературних джерел і додатки. Загальний обсяг роботи становить 182 сторінки, ілюстрована 31 таблицею, 32 рисунками, додатки містять 7 таблиць і 2 рисунки, використано 239 літературних джерел, з них 66 зарубіжних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

В результаті аналізу літературних джерел установлено недостатність вивчення селекційної цінності вихідного матеріалу соняшнику за стійкістю до збудника фомопсису та її зв'язків з господарськими ознаками. Наведені в огляді літератури дані обумовили обгрунтування актуальності теми досліджень і важливості вирішення цього питання для гетерозисної селекції соняшнику.

Умови, матеріал і методика досліджень. Дослідження за темою дисертаційної роботи проводили в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН в 2000-2005 рр. в умовах дослідного поля та лабораторії. Рівень розвитку фомопсису визначали в порівнянні з середнім значенням ураженості стандартів відповідних груп стиглості. Підвищення ступеня ураженості соняшнику хворобою відмічено з 2002 р., разом з підвищенням гідротермічного коефіцієнта (ГТК) від 1,1 до 1,75 у 2003 р., коли хвороба набула масштабів епіфітотії, і не зважаючи на зниження ГТК, розвиток хвороби залишався високим в наступні роки.

Матеріалом для дослідів були 144 самозапилені лінії соняшнику, що входять до складу колекції Національного центру генетичних ресурсів рослин України та 265 гібридних комбінацій, одержані нами за схемою неповного топкросу. При цьому використано 33 лінії-відновлювача фертильності пилку соняшнику як батьківські (>) форми та 7 материнських (+) стерильних ліній, підібраних за контрастними показниками стійкості до фомопсису.

Досліди проводили відповідно до методик польових досліджень та методики Державного сортовипробування. Гібридний та лінійний матеріал вивчали на провокаційному фоні інфекційного розсадника соняшнику, розміщеного в чотирипільній науковій сівозміні. Визначали польову стійкість до фомопсису, вегетаційний та міжфазні періоди, морфологічні та господарські ознаки (продуктивність, елементи її структури). Експериментальні гібриди висівали в триразовій повторності з обліковою площею 9,8 м², самозапилені лінії - 4,9 м². Всі показники порівнювали з відповідними даними національних стандартів 4-х груп стиглості, визначених Державною комісією з випробування і охорони сортів рослин: скоростигла - Харківський 49, ранньостигла - Візит, середньоранньостигла - Харківський 58, середньостигла - Світоч.

В умовах лабораторії виділяли збудник фомопсису в чисту культуру та нарощували інокулюм за методикою В. Білай (1982), оцінювали матеріал на ранніх етапах розвитку рослин у фазі проростків та на наступних етапах за допомогою об'єднаних експрес-методів М. Лісового, А. Парфенюк, Л. Василюк (1993) та В. Петренкової, В. Михайлової, Н. Коваленко (1993).

Для обробки експериментальних даних використовували методи дисперсійного, варіаційного, кореляційного, регресійного та кластерного аналізів. Ефекти комбінаційної здатності визначали стандартним та інтегральним методами оцінки. Для отримання комплексної характеристики генетичної цінності ліній за сукупністю ознак використано метод інтегральної оцінки, в якому для визначення генетичної цінності ліній використано відносні показники - індекси, які вказують на відношення напівсибсових гібридів до середнього значення в досліді в кожному з років вивчення і визначаються як х_і/х_ср. Середнє значення індексів гібридів з участю певної лінії відображає ЗКЗ, а коефіцієнт варіювання за ним вказує на СКЗ. Інтегральну оцінку генетичної цінності лінії визначали як середнє геометричне індексів за всіма вивченими ознаками (П. Літун, В. Коломацька, О. Бєлкін та ін., 2004).

Статистичну обробку дослідних даних виконували на ПЕОМ із використанням програми Microsoft Excel (ліцензійний № XJT36-B8T7W-9C3FV-9C9Y8-MJ226), Statistics 6.0 (ліцензійний номер ВХХR502C631824NET3) і пакету прикладних програм „ОСГЕ”, розробленого в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН.

Характеристика лінійного матеріалу соняшнику за стійкістю до збудника фомопсису

Генотипова різноманітність лінійного матеріалу соняшнику за ознакою стійкості до фомопсису. Враховуючи різний рівень розвитку хвороби в роки досліджень, визначено його середній багаторічний показник, який становив - 46,4%. Відповідно до цього показника лінійний матеріал соняшнику розподілено на групи за стійкістю до хвороби. Достовірні межі груп стійкості визначено як 46,4 ± найменша істотна різниця. Виділено 12 самозапилених ліній соняшнику (Х 843 В, Х 718а В, Х 945 В, Х 839а В, Х 950 В, Х 943 В, Х 718 В, Х 946 В, Х 854 В, Х 948 В, Х 760 В, Х 762 В), які впродовж 2000-2003 рр. виявили високу стійкість до збудника фомопсису.

Характеристика екологічної мінливості ознаки стійкості до фомопсису у самозапилених ліній соняшнику. Екологічну мінливість визначали за порядковим номером значення ураженості кожної лінії окремо в роки досліджень і за сумою цих значень. Найменшу суму значень (29) за ураженістю фомопсисом серед ліній-відновлювачів фертильності пилку соняшнику мали Х 843 В та Х 718а В. З низькими сумами значень ураженості (43-50) в даній групі також виділено 6 ліній: Х 781 В, Х 854 В, Х 767 В, Х 946 В, Х 718 В, Х 715 В.

Серед стерильних материнських ліній низькі суми значень ураженості (35-51) мали 3 лінії: Сх 2552 А, Сх 503 А та Сх 908 А.

Особливості екологічної пластичності ліній-відновлювачів фертильності пилку соняшнику за ознакою стійкості до фомопсису. Проведено ідентифікацію ліній за особливостями їх реакції на екологічні фактори. Методами статистичної графіки (кластерний аналіз) виділено три типи реакції ліній на ураження патогеном під впливом умов року: 1-з високим коливанням рівня ураження ліній; 2-найбільш стабільний; 3-помірний.

Кореляційний аналіз показав пряму залежність в кожен з років вивчення (r = 0,605...0,442) рівня ураження хворобою ліній-відновлювачів фертильності пилку соняшнику від тривалості міжфазного періоду „сходи - цвітіння”.

В умовах східної частини Лісостепу України суттєвий вплив (r = 0,46 - 0,48) на ураженість фомопсисом має складова періоду „сходи - цвітіння” - міжфазний період утворення другої пари справжніх листків - формування кошика.

Вплив екологічних умов на мінливість рівня стабільності адаптивного потенціалу ліній соняшнику. З метою одержання надійної і об'єктивної оцінки реакції ліній соняшнику на варіювання погодних умов проведено аналіз їх екологічної пластичності та стабільності за стійкістю до фомопсису. Результати оцінки екологічної пластичності свідчать, що найбільшу цінність мають лінії з сумарним рангом - 2 та 3. У них поєднуються високі рівні стійкості і стабільності ознаки. Оцінено за екологічною пластичністю 25 контрастних за стійкістю до фомопсису ліній - відновлювачів фертильності пилку соняшнику.

Крім цього, за допомогою регресивної моделі лінії розподілені за типом реакції на середовище (рис. 1). Виділено ряд ліній щодо ураження збудником фомопсису за типами екологічної пластичності. Так, стійкі до ураження фомопсисом лінії Х 943 В, Х 760 В, Х 950 В, Х 762 В мають середню пластичність, лінії Х 854 В, Х 946 В, Х 948 В є високопластичними, а лінії Х 843 В, Х 839а В, Х 718а В, Х 945 В, Х 718 В - гомеостатичними.

Рис. 1 Розподіл ліній соняшнику за рівнем ураження фомопсисом і коефіцієнтом пластичності (2000-2003 рр.)

Аналіз генотипового ефекту та ступеня пластичності показує, що стерильні тестерні лінії мають середні потенціал і рівень стабільності протягом кожного з років досліджень. Це підтверджує цінність материнських форм, які надають потомству високу адаптивність і широку норму реакції на ураження збудником фомопсису.

Диференціація лінійного матеріалу за стійкістю до фомопсису в лабораторних умовах. З використанням штучно напрацьованого нами дозованого інокулюму проведено оцінку за стійкістю до хвороби 144 ліній-відновлювачів фертильності пилку соняшнику та 7 стерильних тестерів. Лінійний матеріал розподілено на три групи стійкості. До групи стійких з ураженням від 5 до 47,5% тканини листка увійшло 17,4% лінійного матеріалу (25 ліній), до середньостійких - 20,8% досліджуваного матеріалу (30 ліній), до сприйнятливих - 61% лінійного матеріалу (88 зразків).

Співставлення даних, одержаних під час польового та лабораторних методів оцінки, дало можливість охарактеризувати лінійний матеріал (батьківські і материнські форми) за стійкістю до фомопсису як на різних етапах вегетації рослин, так і в різних екологічних умовах, визначити пластичність і стабільність ліній та підібрати матеріал для дослідження закономірностей успадкування даної ознаки.

Закономірності успадкування стійкості до фомопсису в експериментальних гібридних комбінаціях соняшнику

Характеристика експериментальних гібридних комбінацій за польовою стійкістю до фомопсису та господарськими ознаками. В 2000-2002 рр. створено тест-гібриди соняшнику, батьківськими формами яких були контрастні за стійкістю до збудника фомопсису 7 материнських і 33 батьківських лінії. Тестерні лінії Сх 908 А і Сх 503 А - стійкі, Сх 3848 А - середньостійка, а лінії Сх 1002 А, Сх 1006 А, Сх 2111 А, Сх 2552 А - сприйнятливі. Впродовж вегетаційного періоду 2003 -2004 рр. експериментальні гібриди першого покоління (F₁) вивчено за ознаками: тривалість вегетаційного періоду, продуктивність рослини, маса 1000 насінин, олійність, лушпинність, стійкість до фомопсису. Виділено 6 стійких гібридних комбінацій з комплексом цінних ознак: Cх 908 А Ч Х 780 В, Cх 908 А Ч Х 837 В, Сх 2111 А Ч Х 780 В, Сх 2111 А Ч Х 837 В, Сх 2552 А Ч Х 780 В, Сх 2552 А Ч Х 837 В.

Кореляційна залежність між стійкістю до фомопсису та цінними господарськими ознаками у гібридів соняшнику та їх батьківськими формами. Методом парної кореляції був визначений взаємозв'язок між стійкістю до фомопсису і цінними господарськими ознаками у гібридів при значному інфекційному тиску патогена у 2003-2004 рр. (рис. 2).

Рис. 2 Сполученість між проявом генетичної цінності ліній за рівнем ураження фомопсисом та господарськими ознаками (2003-2004 рр.)

Примітка. 1-вегетаційний період; 2-маса 1000 насінин; 3-продуктивність рослини; 4-олійність; 5-лушпинність; 6-діаметр кошика; 7-висота рослини; 8-площа листкової поверхні

Установлена позитивна і середня за ступенем кореляція між рівнем ураженості соняшнику фомопсисом та такими ознаками як лушпинність (r = 0,51) і висота рослин (r = 0,25). Обернена залежність визначена між показником ураженості фомопсисом та тривалістю вегетаційного періоду (r = - 0,18), продуктивністю (r = -0,22), олійністю (r = -0,13) та діаметром кошика (r = -0,35). Одержані дані свідчать, що стійкість до хвороби у гібридів поєднується з низькою лушпинністю та висотою рослини, але з незначним діаметром кошика. Установлені закономірності дозволяють виділяти лінії з комплексною генетичною цінністю.

Особливості успадкування ознаки стійкості до фомопсису гібридами соняшнику. Для визначення ефектів обох батьківських форм в спадковій передачі стійкості використано функціональний простір системи батьки - потомство за проявом цієї ознаки. Розмах даних характеризує залежність ураженості фомопсисом гібридів від генотипічних властивостей обох батьківських форм (рис. 3).

Рис. 3 Взаємозв'язок ураженості гібридів і їх батьківських форм

Аналіз одержаних результатів свідчить, що за включенням у схрещування обох стійких батьківських форм, у потомства спостерігається такий же рівень стійкості до хвороби. Від схрещування середньостійкої материнської форми з сприйнятливою батьківською, гібриди уражуються на рівні кращої (материнської) форми. Із залученням у схрещування сприйнятливих материнських і середньостійких батьківських форм потомство уражується патогеном на рівні сприйнятливої материнської форми.

Нами встановлено характер успадкування стійкості за ступенем фенотипічного домінування (hp) у досліджуваних експериментальних гібридів залежно від материнського компонента. Домінантність в успадкуванні ознаки стійкості до фомопсису у гібридів F₁ визначали в контрольованих лабораторних умовах на жорсткому інфекційному фоні (рис. 4).

Діапазон числових значень коефіцієнта домінування показує, що успадкування стійкості до патогена відбувається за різними типами: наддомінування, часткове позитивне домінування, проміжне успадкування, часткове від'ємне домінування, депресія. Причому, відмінності за ступенем домінування установлені не тільки між групами напівсибсів F₁ різних материнських ліній, але і в межах гібридних потомств кожної окремої лінії.

Рис. 4 Оцінка ступеня фенотипічного домінування в успадкуванні ознаки стійкості до фомопсису у напівсибсових гібридів F₁

Одержані нами результати підтверджують попередні висновки про складний полігенний контроль ознаки стійкості соняшнику до збудника фомопсису (Ph. helianthi) та про формування цієї ознаки залежно від взаємодії материнського та батьківського компонентів.

Селекційна цінність самозапилених ліній соняшнику за стійкістю до фомопсису та цінними господарськими ознаками

Загальна комбінаційна здатність ліній соняшнику за ознакою стійкості до фомопсису. За результатами аналізу отриманих даних установлені стабільно середні ефекти ЗКЗ за стійкістю до фомопсису у материнських форм експериментальних гібридних комбінацій Сх 908 А та Сх 3848 А, а також мінливі від середніх до високих ефектів у ліній Сх 503 А та Сх 1002 А. Перехід від групи з середніми ефектами ЗКЗ до високих в залежності від умов інфекційного навантаження характеризує більш високий рівень генетичної цінності досліджуваних ліній за стійкістю до патогена.

Серед батьківських форм тест-гібридів виділено лінії Х 718а В, Х 837 В, Х 760 В, Х 854 В, Х 780 В, які мали стабільно середні ефекти ЗКЗ за стійкістю до фомопсису, та Х 743 В і Х 843 В, з середніми ефектами ЗКЗ з підвищенням до високих.

Інтегральна оцінка батьківських форм гібридів соняшнику за комплексом кількісних ознак. На теперішній час в адаптивній селекції з'являються нові підходи до вивчення генетичної цінності вихідного матеріалу. Для одержання комплексної характеристики батьківських форм нами використано метод інтегральної оцінки, проведеної на основі узагальнення індексів окремих селекційних ознак гібридів з їх участю за кожний рік досліджень, а також мінливості ознаки стійкості до фомопсису у батьківських форм соняшнику в роки досліджень.

За допомогою інтегрального методу вперше оцінено гібриди з участю ліній-відновлювачів фертильності пилку соняшнику за комплексом ознак, які поряд з високою генетичною цінністю за стійкістю до збудника фомопсису мають високі господарські властивості. Індекси генетичної цінності материнських ліній соняшнику за стійкістю до фомопсису відображають їх ЗКЗ, а рівень їх варіювання в межах гібридних комбінацій з їх участю - СКЗ. Застосування методу індексів генетичної цінності надало можливість узагальнити інформацію про здатність лінії реалізувати генетичний потенціал стійкості до фомопсису в гібридах.

Виявлено лінії з високою генетичною цінністю за ознакою стійкості у поєднанні з комплексом господарських ознак (табл. 1).

Донорські властивості ліній соняшнику за ознакою стійкості до фомопсису. Для визначення донорських властивостей ліній за стійкістю до фомопсису було проведено індексацію рівня ураження ліній та гібридів з їх участю та розподіл за ними окремо материнських і батьківських форм. Шляхом визначення індексів виявлено надійні донори стійкості до фомопсису серед досліджуваних материнських форм, зокрема лінії Сх 503 А, Сх 908 А та Сх 2111 А, які стабільно забезпечували гібридам високу стійкість в польових умовах, а лінія Сх 2552 А забезпечувала гібридам середню стійкість.

Таблиця 1

Інтегральна оцінка генетичної цінності батьківських форм (>) гібридів соняшнику за цінними господарськими ознаками (2003-2004 рр.)

Лінія	Індекси селекційних ознак батьківських форм гібридів
	тривалість вегетаційного періоду	продуктив-ність рослини	маса 1000 насінин	олійність	лушпинність	діаметр кошика	висота рослин	площа листкової поверхні
Х 843 В	0,93	1,13	1,04	0,99	0,98	1,02	1,02	1,05
Х 790 В	0,97	1,07	1,01	1,08	0,91	1,04	0,93	0,98
Х 767 В	0,99	1,19	1,02	0,95	0,96	1,00	0,96	0,99
Х 837 В	1,00	1,02	1,02	0,99	0,97	0,98	1,01	1,01
Х718аВ	1,03	1,00	0,99	0,99	0,98	0,98	1,06	1,01
НІР0,05	0,02	0,07	0,05	0,03	0,02	0,02	0,03	0,03

Серед батьківських (>) форм контрастних за стійкістю, виявлено лінії з високими донорськими властивостями - Х 781 В, Х 796 В, Х 727 В, Х 854 В, Х 843 В, Х 790 В.

Дослідження особливостей проявлення ознак батьківських форм в гібридах надають можливість значно підвищити надійність добору вихідного матеріалу і створити робочі колекції під конкретні селекційні програми. Ці дані також дозволяють прогнозувати високогетерозисні комбінації за продуктивністю з оптимальним поєднанням цінних ознак і властивостей.

ВИСНОВКИ

В дисертації теоретично узагальнено і практично вирішено важливе наукове завдання для гетерозисної селекції соняшнику з визначення селекційної цінності вихідного матеріалу за стійкістю до фомопсису та цінними господарськими ознаками їх гібридів. Шляхом визначення стійкості, мінливості, комбінаційної здатності і селекційної цінності ряду інцухт-ліній виділено стійкі до патогена лінії з різним типом екологічної пластичності та на їх основі створено гібриди, що поєднують ознаку стійкості до фомопсису з високими господарськими ознаками. Встановлені закономірності мають важливе значення в селекції соняшнику на стійкість до хвороб.

1. Встановлено залежність рівня стійкості до збудника фомопсису від генотипу у 144 самозапилених ліній соняшнику національної колекції рослин України, з яких 17,4% стійкі (25 ліній), 20,8% середньостійкі (30 ліній), 61% сприйнятливі (88 ліній). соняшник фомопсис гібрид

2. Вперше встановлено особливості екологічної пластичності та стабільності самозапилених ліній соняшнику щодо їх стійкості до фомопсису залежно від генотипу. На основі цього виділено стійкі високопластичні - Х 854 В, Х 946 В, Х 948 В, стійкі середньопластичні лінії - Х 943 В, Х 760 В, Х 950 В, Х 762 В, стійкі гомеостатичні - Х 945 В, Х 843 В, Х 839а В, Х 718а В, Х 718 В.

3. Підтверджена в лабораторних умовах за допомогою експрес-методу висока стійкість самозапилених ліній Х 843 В, Х 839а В, Х 718а В, Х 945 В, Х 718 В.

4. Встановлено пряму залежність рівня ураження фомопсисом ліній-відновлювачів фертильності пилку соняшнику від тривалості міжфазного періоду „сходи - цвітіння” (r = 0,61...0,44). Вперше в умовах східної частини Лісостепу України встановлено, що на ураженість самозапилених ліній збудником фомопсису суттєво впливає складова міжфазного періоду „сходи - цвітіння” - фаза „утворення другої пари справжніх листків - формування кошика” (r = 0,46...0,48).

5. Встановлено складний генетичний контроль успадкування стійкості гібридами до фомопсису, який визначається як комплементарною взаємодією обох батьківських компонентів, так і материнським ефектом, що потребує вивчення індивідуальних донорських властивостей батьківських форм соняшнику.

6. Виявлено позитивну і середню за ступенем кореляцію між рівнем ураженості гібридів соняшнику фомопсисом та лушпинністю (r = 0,51) і висотою рослин (r = 0,25); обернену залежність - з ознаками тривалості вегетаційного періоду (r = -0,18), продуктивності (r=-0,22), олійності (r = -0,13) та діаметру кошика (r = -0,35).

7. Виділено стійкі до збудника фомопсису гібридні комбінації з комплексом цінних ознак на рівні стандартів відповідних груп стиглості: Cх 908 А Ч Х 780 В, Cх 908 А Ч Х 837 В, Сх 2111 А Ч Х 780 В, Сх 2111 А Ч Х 837 В, Сх 2552 А Ч Х 780 В, Сх 2552 А Ч Х 837 В.

8. Встановлено високу генетичну цінність батьківських форм гібридів соняшнику Х 718а В, Х 760 В, Х 837 В, Х 843 В за рівнем ЗКЗ і СКЗ та інтегральних індексів за стійкістю до фомопсису.

9. Установлено високі та середні ефекти ЗКЗ у материнських форм гібридів соняшнику Сх 908 А та Сх 3848 А, Сх 503 А за стійкістю до фомопсису .

10. Виявлено батьківські форми з високою селекційною цінністю за здатністю поєднання в генотипі гібридів стійкості до хвороби з комплексом цінних господарських ознак - Х 843 В, Х 790 В, Х 743 В, Х 727 В, Х 837 В, Х 718а В, Х 767 В, Х 780 В, Х 951 В.

11. За індексами генетичної цінності експериментальних гібридів встановлено високі донорські властивості за стійкістю до фомопсису у материнських форм Сх 503 А, Сх 2111 А, Сх 908 А та у батьківських форм Х 781 В, Х 796 В, Х 727 В, Х 854 В, Х 843 В, Х 790 В.

12. Встановлені закономірності дозволяють значною мірою підвищити ефективність селекційної роботи - виділені кращі лінії поповнили робочу колекцію, а створені в дослідах гібриди мають практичну цінність для використання в подальшій селекційній роботі.

ПРОПОЗИЦІЇ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЙНОЇ ПРАКТИКИ

Селекційним установам пропонується:

1) використовувати стійкі до фомопсису лінії - відновлювачі фертильності пилку соняшнику - Х 843 В, Х 718а В, Х 945 В, Х 839а В та середньостійкі - Х 950 В, Х 943 В, Х 718 В, Х 946 В, Х 854 В, Х 948 В, Х 760 В, Х 762 В; материнськими формами гібридів - стійкі стерильні лінії Сх 503 А та Сх 908 А;

2) враховувати тип екологічної пластичності виділених за стійкістю до збудника фомопсису інцухт-ліній для створення стійких, екологічно-орієнтованих гібридів соняшнику;

3) включати до селекційних програм:

- лінії, які забезпечують гібридам комплекс цінних ознак, зокрема: скоростиглість - Х 843 В, Х 790 В, Х 951 В; високі масу 1000 насінин - Х 843 В Х 860 В; продуктивність - Х 843 В, Х 743 В, Х 767 В; олійність - Х 790 В, Х 796 В, Х 854 В; низьку лушпинність - Х 790 В; оптимальні діаметр кошика, висоту рослини та площу листкової поверхні - Х 843 В, Х 790 В, Х 743 В, Х 727 В, Х 718а В.

- лінії з високими та середніми ЗКЗ та високими донорськими властивостями за ознакою стійкості до фомопсису: стерильні - Сх 503 А, Сх 2111 А, Сх 908 А; відновлювачі фертильності пилку - Х 781 В, Х 796 В, Х 727 В, Х 854 В, Х 843 В, Х 790 В.

- використовувати для широких екологічних випробувань стійкі до фомопсису гібридні комбінації з комплексом цінних ознак - Cх 908 А Ч Х 780В, Cх 908 А Ч Х 837 В, Сх 2111 А Ч Х 780 В, Сх 2111 А Ч Х 837 В, Сх 2552 А Ч Х 780 В, Сх 2552 А Ч Х 837 В.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Петренкова В.П., Кривошеєва О.В., Леонова Н.М., Боровська І.Ю. База для селекції стійких гібридів // Захист рослин. - 2002. - № 10. - С. 15-16. (авторство складає 20%, включає аналіз та узагальнення експериментальних даних).

2. Марченко О.А., Петренкова В.П., Боровська І.Ю. Методика подвійної культури. Оцінка стійкості генотипів соняшнику проти збудника фомопсису на ранніх етапах органогенезу // Захист рослин. - 2003. - № 9. - С. 14-15. (авторство складає 35%, включає аналіз та узагальнення експериментальних даних).

3. Боровська І.Ю. Селекційна цінність ліній соняшнику для створення гібридів стійких до фомопсису // Селекція і насінництво. - Харків, 2004. - Вип. 89. - С. 64-70.

4. Боровська І.Ю. Вихідний матеріал соняшнику в селекції на стійкість до фомопсису // Селекція і насінництво. - Харків, 2005. - Вип. 91. - С. 104-111.

5. Боровская И.Ю. Особенности развития возбудителя серой пятнистости стеблей подсолнечника Phomopsis/Diaporthe helianthi Munt.-Cvet. et al. // Вісник ХНАУ. Серія - Біологія. - 2004. - Вип. 2 (5). - С. 117-130.

6. Боровська І.Ю. Сучасний стан, стратегія і методичні аспекти селекції соняшнику на стійкість до збудника фомопсису Phomopsis/Diaporthe helianthi Munt.-Сvet.еt al. // Вісник ХНАУ. Серія - Біологія. - 2005. - Вип. 1. - С. 28-37.

7. Петренкова В.П., Кривошеева Е.В., Боровская И.Ю. Особенности селекции подсолнечника на устойчивость к фомопсису // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений”: Сб. тез. междунар. конф. мол. уч. (2-7 июля 2001 г.). - Харьков, ИР УААН, 2001. - С. 291-292. (авторство складає 30%, включає аналіз експериментальних даних).

8. Петренкова В.П., Кривошеева О.В., Леонова Н.М., Боровська І.Ю. Колекція соняшнику для практичного використання в селекції // Современные вопросы создания и использования сортов и гибридов масличных культур: Сб. тез. науч. конф. (23-24 октября 2002 г.). - Запорожье, ИМК, 2002. - С. 56. (авторство складає 20%, включає аналіз та узагальнення експериментальних даних).

9. Петренкова В.П., Кривошеева О.В., Леонова Н.М., Боровська І.Ю. Можливості селекції соняшнику на стійкість до фомопсису // Адаптивная селекция растений. Теория и практика: Сб. тез. междунар. конф (11-14 ноября 2002 г.). - Харьков, ИР им. В.Я. Юрьева УААН, 2002. - С. 98. (авторство складає 20%, включає аналіз та узагальнення експериментальних даних).

10. Боровская И.Ю. Селекционная ценность форм подсолнечника толерантных к фомопсису Phomopsis/Diaporthe helianthi Munt.-Cvet. et al. // Сучасні технології селекційного процесу сільськогосподарських культур: Зб. тез міжнар. наук. симп. (7-9 липня 2004 р.). - Харків, ІР ім. В.Я. Юр`єва УААН. - 2004. - С. 121-122.

11. Петренкова В.П. Кривошеєва О.В., Боровська І.Ю. Значення фітосанітарної експертизи насіння соняшнику в обмеженні поширеності хвороб // Стан та перспективи розвитку насінництва в Україні: Мат. всеукр. наук.-практ. конф. (19-20 жовтня 2004 р.). - Харків: ІР ім. В.Я. Юр`єва УААН, 2004. - С. 103-104.

12. Боровська І.Ю., Петренкова В.П. Донори стійкості соняшнику до збудника фомопсису Phomopsis/Diaporthe helianthi Munt.-Cvet. et al. // Генетичні ресурси для адаптивного рослинництва: мобілізація, інвентаризація, збереження, використання: Мат. міжнар. наук.-пр. конф. (29 червня - 1 липня 2005 р.). - Оброшино, 2005. - С. 72. (авторство складає 50%, включає аналіз та узагальнення експериментальних даних).

13. Боровская И.Ю. Изучение устойчивости к фомопсису селекционного материала подсолнечника // Актуальные вопросы селекции, технологии и переработки масличных культур: Сб. докл. 3-ей междунар. конф. мол. уч. (28-30 марта 2005 г.). - Краснодар, ГНУ ВНИИ масличных культур им. В.С. Пустовойта РАСХН, 2005. - С. 56-59.

14. Боровська І.Ю. Особливості успадкування ознаки стійкості до фомопсису гібридами соняшнику // Інноваційні напрямки наукової діяльності молодих вчених в галузі рослинництва: Зб. тез ІІІ-ої Міжнар. наук. конф. мол. вчених присвяченої 40 річниці утворення Ради молодих вчених в ІР ім. В.Я. Юр'єва (20-22 червня 2006 р.). - Харків: ІР ім. В.Я. Юр`єва УААН, 2006. - С. 199.

АНОТАЦІЇ

Боровська І.Ю. Селекційна цінність ліній соняшнику за стійкістю до фомопсису та господарськими ознаками їх гібридів. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук зі спеціальності 06.01.05 - селекція рослин. - Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН, Харків, 2006.

В умовах східної частини Лісостепу України визначено селекційну цінність вихідного матеріалу соняшнику за стійкістю до фомопсису та цінними господарськими ознаками. Виділено ряд ліній, стійких до фомопсису за даними випробувань в польових умовах. Класифіковано за стійкістю до хвороби 144 лінії, що входять до складу колекції Національного центру генетичних ресурсів рослин України. Поряд з оцінкою рівня розвитку досліджуваної ознаки, визначено характер її екологічної та генотипової мінливості.

Вперше встановлено особливості екологічної пластичності та стабільності самозапилених ліній соняшнику за стійкістю до збудника фомопсису залежно від генотипу. Виділено стійкі високопластичні, стійкі середньопластичні, стійкі гомеостатичні лінії соняшнику.

Встановлено пряму залежність рівня ураження ліній-відновлювачів фертильності пилку соняшнику від тривалості міжфазного періоду „сходи - цвітіння” (найбільш критичного періоду для ураження рослин соняшнику збудником фомопсису). Вперше в умовах східної частини Лісостепу України встановлено, що на ураженість ліній соняшнику збудником фомопсису суттєво впливає складова міжфазного періоду „сходи - цвітіння” - та „утворення другої пари справжніх листків - формування кошика”.

За результатами аналізу експериментальних гібридних комбінацій, отриманих при схрещуванні за схемою неповного топкросу, встановлено ефекти комбінаційної здатності стандартним і інтегральним методами визначення генетичної цінності батьківських та материнських форм гібридів соняшнику за стійкістю до фомопсису. Визначена інтегральна генетична цінність батьківських форм гібридів соняшнику за показниками комплексу цінних селекційних ознак. Аналіз отриманих даних дозволив виявити лінії з високою генетичною цінністю за стійкістю до фомопсису в поєднанні з цінними господарськими ознаками їх гібридів.

Встановлено складний генетичний контроль успадкування гібридами соняшнику стійкості до фомопсису, який визначається як комплементарною взаємодією обох батьківських компонентів, так і материнським ефектом.

Виділено за стійкістю до фомопсису з високими донорськими властивостями стерильні аналогі та відновлювачі фертильності пилку соняшника.

Ключові слова: селекція, соняшник, самозапилені лінії, стійкість, фомопсис, екологічна пластичність, селекційна і генетична цінність, успадкування, донорські властивості, господарські ознаки

Боровская И.Ю. Селекционная ценность линий подсолнечника по устойчивости к фомопсису и хозяйственными признаками их гибридов. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.05 - селекция растений. - Институт растениеводства им. В.Я. Юрьева УААН, Харьков, 2006.

В условиях восточной части Лесостепи Украины определена селекционная ценность исходного материала подсолнечника по устойчивости к фомопсису и ценным хозяйственным признакам. Выделен ряд самоопыленных линий, устойчивых к фомопсису в полевых условиях. Классифицированы по устойчивости к болезни 144 линии, которые входят в состав коллекции Национального центра генетических ресурсов растений Украины. К группе устойчивых отнесено 17,4% линий, к группе среднеустойчивых - 20,8%, к группе восприимчивых - 61% линий. Наряду с оценкой уровня развития исследуемого признака, определён характер его экологической и генотипической изменчивости.

Впервые изучены особенности экологической пластичности и стабильности самоопыленных линий подсолнечника относительно устойчивости к возбудителю фомопсиса в зависимости от генотипа. Выделены устойчивые высокопластичные, устойчивые среднепластичные, устойчивые гомеостатичные линии подсолнечника.

Определена прямая зависимость уровня поражения линий - восстановителей фертильности пыльцы подсолнечника от длительности межфазного периода “всходы - цветение” (наиболее уязвимого периода для поражения растений подсолнечника возбудителем фомопсиса). Впервые в условиях восточной части Лесостепи Украины установлено, что на пораженность линий подсолнечника возбудителем фомопсиса существенно влияет период - “образование 2-й пары настоящих листьев - формирование корзинки”.

По результатам анализа изучения экспериментальных гибридных комбинаций, полученных при скрещивании по схеме неполного топкросса, установлены эффекты комбинационной способности стандартным и интегральным методами определения генетической ценности отцовских и материнских линий подсолнечника по устойчивости к фомопсису. Определена интегральная генетическая ценность отцовских линий подсолнечника по показателям комплекса селекционных признаков их гибридов. Анализ полученных данных позволил выявить линии с высокой генетической ценностью по устойчивости к возбудителю фомопсиса в совокупности с комплексом ценных хозяйственных признаков.

Группирование интегральных индексов генетической ценности отцовских форм с использованием кластерного анализа позволило выявить линии с высокой ценностью. Определена высокая дифференциация между кластерами по признакам продуктивность растений и пораженность фомопсисом. К первому кластеру отнесены линии, у которых зафиксированы наивысшие индексы по продуктивности растений и средней устойчивостью. Отличием линий этого кластера также являются сравнительно высокие индексы генетической ценности по массе 1000 семян. Генетическая ценность линий второго кластера представлена скороспелостью, что подтверждается наименьшими значениями индексов по продолжительности вегетационного периода. Линии этого кластера характеризуются высокой восприимчивостью к фомопсису. Линии подсолнечника третьего кластера имеют индексы генетической ценности по устойчивости, масличности, площади листовой поверхности и высоте растений ближе к средней. В четвертый кластер сгруппированы отцовские формы гибридов со стабильно средним уровнем проявления интегральных индексов комплекса ценных хозяйственных признаков, кроме наивысшего среди кластеров индекса пораженности.

Наиболее ценными по устойчивости к патогену являются линии пятого кластера. Их особенность - высокие показатели таких значимых в селекционной практике признаков как масса 1000 семян, продуктивность растений, масличность.

Выделены устойчивые экспериментальные гибридные комбинации, достоверно превышающие стандарты соответствующих групп спелости по показателям ценных хозяйственных признаков.

Вследствие сложного генетического контроля наследования гибридами подсолнечника устойчивости к фомопсису, которые определяются как комплементарным взаимодействием родительских компонентов, так и материнским эффектом, установлены индивидуальные донорские свойства родительских форм.

Ключевые слова: селекция, подсолнечник, самоопыленные линии, устойчивость, фомопсис, экологическая пластичность, селекционная и генетическая ценность, наследование, донорские свойства, хозяйственные признаки

Borovskaya I.Yu. Breeding value of self-pollinated line of sunflower as to phomopsis resistance and valuable economic traits its hybrids. - Manuscript. The thesis for the of Candidate of Agricultural Sciences in the speciality 06.01.05 - plant breeding. - Plant Production Institute nd. a. V.Ya. Yurjev UAAS, Kharkov, 2006.

Breeding value of sunflower original material as to phomopsis resistance and valuable economic traits is determined for the conditions of the Eastern Forest - Steppe of Ukraine. A number of self-pollinated lines resistant to phomopsis is identified in field conditions. 144 lines classified for disease resistance are included in the collection of National Centre for Plant Genetic Resources of Ukraine.

For the first time the peculiarities of ecological plasticity and stability in sunflower self-pollinated lines relative to the resistance to Ph. helianthi pathogene depending on a genotype are studied. Some resistant highly adaptable, resistant mid-adaptable, resistant homeostatic lines of sunflower are identified.

According to the results of the analysis of experimental hybrid combinations obtained from an incomplete top-crossing design, there are established some effects of combining ability with standard and integral methods to estimate genetical value of paternal and maternal lines of sunflower against resistance to phomopsis. The integral genetical value of paternal lines of sunflower as to the indexes of breeding traits' complex is determined. The analysis of the data obtained has allowed to identify some lines with high genetical value as to the resistance to phomopsis pathogene together with the complex of economic traits.

Classification of the integral indexes on genetic value of the paternal forms with cluster analysis usage has allowed to identify the lines of high value. There is defined a high differentiation between the clusters by the traits of plant producing capacity and phomopsis affection.

The resistant experimental hybrid combinations being significantly superior to the standards of corresponding maturity groups as to the indexes of valuable economic traits are identified.

Due to a complex genetical control of inheritance of resistance to phomopsis by sunflower hybrids, which is defined both by a complementary interaction of both parental components and by a maternal effect, there are established some individual donor properties of the paternal forms.

Key words: breeding, sunflower, self-pollinated line, resistance, phomopsis, ecological plasticity, breeding and genetical value, inheritance, donor property, economic traits

Размещено на Allbest.ru

...