Теоретическое обоснование и практическое использование методов селекции и семеноводства цветочных культур

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

УДК 635.649:(631.52+631.53)

Теоретическое обоснование и практическое использование методов селекции и семеноводства цветочных культур

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Левко Геннадий Дмитриевич

Москва 2009

Диссертационная работа выполнена в лаборатории селекции и семеноводства цветочных культур ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур в 1980-2009 годах.

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, академик РАСХН Пивоваров Виктор Федорович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Ежова Татьяна Анатольевна

доктор биологических наук, профессор Карписонова Римма Анатольевна

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Старцев Виктор Иванович

Ведущая организация: РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева

Защита состоится «…...» ……………… 2009 года в 10⁰⁰ час. на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства овощных культур по адресу: 143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, п. ВНИИССОК

Факс (495) 599-22-77; (495) 780-91-78 E-mail: vniissok@mail.ru

aspirantura@vniissok.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИССОК

Автореферат разослан «____»_____________ 2009 года

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Пышная О.Н.

селекция семеноводство цветочный гибрид

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Благоустройство и озеленение городов и сел неотъемлемо связано с повышением качества и расширением ассортимента цветочной продукции. Для достижения этой цели перспективны однолетние и многолетние цветочно-декоративные растения, которые, благодаря разнообразию окрасок, форм цветка, продолжительному и обильному цветению, экологической пластичности, могут широко использоваться при создании клумб, массивов, групп, миксбордеров, бордюров, рабаток, ковровых посадок, оформлении контейнеров, подвесных корзин, для вертикального озеленения, а многие из них - для срезки. В условиях научно-технического прогресса, в период, когда экологическая обстановка в городах ухудшается, разработка теоретических и практических основ создания устойчивого ассортимента цветочно-декоративных растений в системе озеленения является насущной и неотъемлемой задачей селекционеров. Цветочно-декоративные растения, улучшая санитарно-гигиенические и эстетические условия, занимают определенное место в оптимизации окружающей среды, то есть, в создании здоровых и благоприятных условий для жизни человека.

Цель и задачи исследований. Цель работы - научное обоснование и разработка методов селекции и семеноводства для создания и внедрения новых высокодекоративных видов, сортов и гибридов цветочных культур, обладающих обильным и продолжительным цветением, высокой семенной продуктивностью, универсального использования (вертикальное озеленение, обсадка клумб, бордюров, рабаток, контейнерная культура, срезка), пригодных для выращивания в условиях Нечерноземной зоны (НЧЗ) России.

В связи с этим для реализации основной цели научных исследований были поставлены и решены следующие задачи:

- разработать критерии оценки коллекционного материала по основным декоративным и хозяйственно ценным признакам для вовлечения лучших образцов в селекционный процесс;

- изучить и идентифицировать пигментный состав, определяющий окраску цветка, у различных видов декоративных культур;

- изучить характер наследования признака “окраска цветка” у горошка душистого;

- изучить корреляцию признака «окраска цветка» с другими декоративными признаками у цветочных культур;

- определить комбинационную способность основных декоративных признаков у родительских форм и F₁ - гибридов горошка душистого;

- изучить последействие на сортовую типичность горошка душистого при выращивании его в различных климатических зонах (зона влажных субтропиков - Ленкоранский район, Азербайджан; юго-запад и степная зоны Украины; Южный берег Крыма; Прибалтика);

- изучить характер распределения признака “окраска цветка” в разноколерных сортопопуляциях цветочных культур, полученных разными методами отборов;

- разработать и усовершенствовать методы семеноводства разноколерных сортопопуляций цветочных культур;

- создать новый исходный материал у горошка душистого по разным декоративным признакам;

- создать сорта цветочных культур с новыми декоративными и хозяйственно ценным признакам для выращивания в условиях НЧЗ России.

Научная новизна. Научно обоснована и разработана система методов, позволяющая повысить эффективность селекционного процесса у цветочных культур за счет применения усовершенствованных традиционных и качественно новых технологий.

В результате селекционной работы созданы модели сортов горошка душистого для условий выращивания в Нечерноземной зоне России.

Теоретическое обоснование подбора родительских пар в диаллельных скрещиваниях позволило расширить проявление изменчивости основных декоративных признаков и получить новый исходный материал у горошка душистого.

Созданы новые источники селекционно ценных признаков (окраски и формы цветка, высоты растения, высокой семенной продуктивности) у горошка душистого.

Впервые изучен и идентифицирован состав пигментов, определяющих окраску цветка/соцветия у горошка душистого, люпина многолистного, василька синего, георгины однолетней.

Разработана технология элитного семеноводства разноколерных сортопопуляций для люпина многолистного, василька синего, георгины однолетней.

Практическая и научно-методическая значимость работы. В результате двадцатипятилетних исследований создана селекционная технология, которая получила отражение в 7 методических указаниях и других опубликованных работах по селекции и семеноводству цветочных культур. С использованием методических разработок и на основе полученных линий во ВНИИССОК созданы 35 сортов цветочных культур, в том числе 26 сортов горошка душистого, 4 из которых получили высокую оценку за раннее и обильное цветение на международных выставках цветов в Нидерландах и Великобритании и внесены в Международный каталог сортов по горошку душистому. Сорта «Розовый Фламинго» и «Анна» чины танжерской, сорт «Ривьера» чины посевной и сорт «Маленький Принц» чины зеленоцветковой являются новинками селекции цветочных культур, используемых для вертикального озеленения. Два сорта «Сиреневая Дымка» и «Снегирь» василька синего получены в результате индивидуального отбора и обладают оригинальной для данной цветочной культуры окраской соцветий. Сорт «Солнечный Луч» календулы лекарственной имеет густомахровые соцветия. Сорт «Сиреневый Каскад» долихоса впервые внесен в Госреестр селекционных достижений РФ, как принципиально новая цветочная культура, пригодная для вертикального озеленения.

Положения, выносимые на защиту:

- особенности наследования и изменчивости основных декоративных признаков у цветочных культур;

- методология основных элементов селекции и семеноводства горошка душистого, василька синего, георгины однолетней, люпина многолистного.

- научные и практические результаты, полученных на основании применения традиционных (межсортовая гибридизация по диаллельной схеме, индивидуальный, индивидуально-семейственный, массовый отборы) и качественно новых технологий (биохимический анализ пигментов, определяющих окраску цветка).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях аспирантов и докторантов ВНИИССОК, а также:

на 5 Всесоюзном симпозиуме по фенольным соединениям (Таллинн, 1987), на конференции «Роль науки в интенсификации сельского хозяйства» (Омск, 1989), на XXIII международном конгрессе по садоводству (Флоренция, Италия,1990),международной конференции молодых ученых (Ялта,1995),. на VI международной конференции по цветоводству (Ялта,1998), на научных конференциях в ТСХА (Москва, 2004, 2005, 2006), на международной конференции “Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия и рационального использования растительных ресурсов” (Москва, 2005), на IV Международном симпозиуме “Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования” (Пущино, 2005), на научно-практической конференции “Инновационные подходы в селекции цветочно-декоративных, субтропических и плодовых культур” (Сочи, 2005), на V международной научной конференции «Цветоводство без границ» (Харьков, 2006), на I международной научно-практической конференции «Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы» (Москва, 2008), на II Международной научной конференции "Интродукция, селекция и защита растений" (Донецк, 2009), на международной научной конференции «Актуальные проблемы прикладной генетики, селекции и биотехнологии растений» (Ялта, 2009), на научно- практической конференции «Субтропическое растениеводство и южное садоводство на черноморском побережье Краснодарского края Российской Федерации» (Сочи, 2009), на 23 международном симпозиуме Эукарпия «Генетика и селекция окраски цветка» (Лейден, Нидерланды, 2009).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 99 печатных работ, в том числе 34 авторских свидетельства на сорта цветочных культур, одна монография, 7 методических указаний.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 360 страницах, содержит 34 таблицы, 43 рисунка. Список использованной литературы включает 435 наименований, в том числе 334 - иностранных авторов.

В выполнении исследований принимали участие сотрудники лаборатории селекции и семеноводства цветочных культур ВНИИССОК, работавшие в разное время под руководством доктора с.-х. наук, профессора И.В. Дрягиной, кандидаты с.-х. наук Д.Б. Кудрявец и Е.А. Сытов В.М. Турушина - ученый-агроном, Л.А. Юхимук - мл. научн. сотрудник, В.Н. Солопова - лаборант, а также бывшие аспиранты С.А. Юскевич, Д.К. Гордеев, М.И. Грубиянова Е.Е. Орлова, работавшие и работающие в настоящее время под руководством автора диссертации, которые принимали непосредственное участие в полевых и аналитических работах, за что автор выражает им глубокую благодарность. Большое спасибо сотрудникам института - зав. лабораторией биотехнологии, доктору биол. наук Шмыковой Н.А, канд. с.- х. наук Козарь Е.Г., научному руководителю моей курсовой и дипломной работ, доценту кафедры генетики и селекции биол. ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова С.И. Янушкевичу (посмертно), сотрудникам института общей генетики им. Н.И. Вавилова А.В. Ратькину и Л. Евдокимовой за содействие и большую помощь в выполнении данной работы. В проведении исследований большую помощь оказали сотрудники кафедры молекулярной биологии МГУ Крашенинников И.А. Дынга Л.О. Выражаю благодарность канд. биол. наук Н.А. Петренко - сотруднику отдела цветоводства ВНИИР им. Н.И. Вавилова за предоставленный исходный материал горошка душистого, а также сотрудникам отдела дендрологии - доктору биол. наук, профессору З.К. Клименко, кандидатам биол. наук - М.А. Бескаравайной (посмертно), Л.Е. Соболевой, Г.Н. Шестаченко и Е.А. Донюшкиной за предоставленную возможность выполнять научные исследования по клематисам и неоценимые консультации во время проведения экспериментов в Никитском ботаническом саду г. Ялты. Отдельная благодарность сотрудникам ботанического сада г. Кембриджа и семеноводческой фирмы “Unwin's” (Великобритания) - мистеру Эндрю Анвин и мистеру Колину Хэмбиджу, а также Президенту Национального Королевского общества любителей душистого горошка Великобритании - мистеру Джону Бишопу за предоставление части исходного материала горошка душистого.

Особая признательность научному консультанту доктору с. - х. наук, академику РАСХН, профессору В.Ф. Пивоварову, а также докторам наук, профессорам Е.Г. Добруцкой, Н.Н. Балашовой, М.И. Федоровой П.Ф.,Н.И. Тимину, Кононкову, В.К. Гинс, В.А. Лудилову.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Место проведения исследований

Экспериментальная работа выполнена в 1981-2009 годах на базе лабораторий селекции и семеноводства цветочных культур и биотехнологии растений ВНИИССОК, а также в отделе дендрологии Никитского ботанического сада (г. Ялта, Украина), опорных пунктах ВНИИССОК (г. Херсон, г. Севастополь - Украина; г. Ленкорань - Азербайджан, г. Термез- Узбекистан), цветоводческих хозяйствах Прибалтики.

Объекты исследований

Объекты исследований - горошек душистый (Lathyrus odoratus L.), георгина однолетняя (Dahlia x cultorum Thorst. et Reis), василек синий (Centaurea cyanus L.), люпин многолистный (Lupinus polyphyllus Lindl.), виды из рода Lathyrus. В исследовании были использованы линии, коллекционные и селекционные образцы лаборатории селекции и семеноводства цветочных культур ВНИИССОК, лаборатории развития высших растений института общей генетики им. Н.И. Вавилова, коллекционные образцы из ВНИИР им. Н.И. Вавилова, отдела дендрологии Никитского ботанического сада (Ялта, Украина), а также образцы из семеноводческой фирмы Unwins, ботанического сада г. Кембриджа и Национального Королевского общества любителей душистого горошка (Великобритания), фирмы Royal Sluis (Нидерланды) и других стран.

Методы исследований

В работе использованы традиционные методы селекции: интродукция, гибридизация, отбор.

Для получения гибридных семян F₁ у горошка душистого проводили скрещивания между сортообразцами иностранной и российской селекции по диаллельной схеме.

В коллекционных образцах высаживали по 30 растений, в родительских формах и гибридах F₁ - по 20 растений в двух повторностях. В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения и измеряли основные декоративные признаки у растений по методике ГСИ (Китаева Л.А.,1968): высоту растений, длину междоузлий, длину цветоносов, размеры цветка (длину и ширину паруса, длину весел); отмечали узел закладки цветоноса, наличие или отсутствие антоцианового налета на узлах и усах; подсчитывали число цветков на цветоносах, междоузлий на главном побеге, побегов первого порядка, цветоносов на главном стебле; описывали: окраску цветка.

Биохимический анализ пигментов, определяющих окраску цветка, проводили в лаборатории генетики развития растений Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН и на кафедре молекулярной биологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова по методикам А.В. Ратькина, В.С. Андреева, В.В. Аркатова (1977) и Г.Б. Самородовой-Бианки (1964) с изменениями и дополнениями.

Определение жизнеспособности пыльцы у видов из рода Чина проводили в стадии массового цветения растений. В наших исследованиях были использованы 5 видов: Lathyrus annuus L. (чина однолетняя), Lathyrus belinensis, Lathyrus chloranthus L. (чина хлорная, сорт “Маленький принц”), Lathyrus odoratus L. (чина душистая или горошек душистый, линия - “отбор из Kenneth”, сорта “Термезий”, “Cambridge Blue”) и один вид из рода Четырехкрыльник (Tetrogonolobus) - четырехкрыльник пурпуровый (T. purpureus Moench), который является близким родственником рода Чина. Фертильность определяли по методике З.П. Паушевой (1980), подсчитывая процент пыльцевых зерен, дающих положительную ацетокарминовую реакцию.

Методика постановки опытов по элитному семеноводству разноколерных сортопопуляций люпина многолистного, василька синего, георгины однолетней. В исходных опытных сортопопуляциях «Абендглют» - люпина многолистного, «Rigoletto» - георгины однолетней, “Polka Dot” - василька синего систематизировали описание окрасок, проводили фенологические наблюдения, измеряли и описывали основные декоративные признаки. Опыты по методам отбора (рис.1) закладывали на участках с пространственной изоляцией не менее 100 м в соответствии с «Методическими указаниями…» (1985). Сортопопуляции описывали по следующим основным декоративным признакам: окраска соцветий, махровость соцветий, диаметр соцветий, высота растения, компактность куста, диаметр куста, число побегов первого порядка.

Первый год		Второй год		Третий год		Четвертый год
Участок № 1 контроль 400 растений		Участок № 1 контроль 400 растений		Участок № 1 контроль 400 растений		Участок № 1 контроль 400 растений
	Участок № 2 Закладка семей (по 50 растений в семье		Участок № 2 Отбор с сортопрочистками 400 растений		Участок № 2 1-я репродукция отбора сортопрочистками 400 растений
Отбор суперэлитных растений		По 1/3 семян с каждого растения		Оценка семей
		По 1/3 семян с каждого растения		Участок № 3 Суперэлита массового отбора 400 растений
		По 1/3 семян с каждого растения		Участок № 4 Суперэлита индивидуального отбора (из лучших семей по оценке второго года) по 50 растений в семье

Рис 1 Схема опытов по методам отбора

Обработку экспериментального материала проводили по методике полевого опыта (Доспехов, 1985), для родительских форм и гибридов F₁ у горошка душистого - ОКС и СКС - по методу 2 Гриффинга (Griffing, 1956), степень доминирования изученных признаков определяли по формуле K.F. Peter, K. Frey (1966), сравнение процентного состава окрасок соцветий разноколерных сортопопуляций люпина многолистного, георгины однолетней и василька, полученных разными методами отбора, - с помощью критерия идентичности Л.А. Животовского (1983) на ПЭВМ с использованием пакета прикладных программ Биостат и MICROSOFT EXCEL (7.0, NCSS Statistical and Data Analysis Software, 2004).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Создание сортов горошка душистого с принципиально новыми декоративными признаками, пригодных для выращивания в климатических условиях НЧЗ России

Основным из методов создания новых сортов является гибридизация, а подбор родительских пар для скрещиваний обеспечивает успех в селекции. Существуют три концепции подбора родительских пар для скрещивания: концепция сорта, концепция признака и концепция гена (Бороевич, 1984). Определение комбинационной способности перспективных сортообразцов по основным декоративным и хозяйственно ценным количественным признакам позволяет правильно подбирать родительские пары в селекции на гетерозис.

В результате анализа комбинационной способности можно выделить образцы, обеспечивающие в F₁ получение высоких урожаев при скрещивании их с любыми другими сортами или только в конкретных комбинациях, а также выявить характер действия генов на изучаемые признаки.

В селекционной программе с горошком душистым в разное время за период 1985-2008 годы было испытано более 70 гибридов F₁, полученных при помощи диаллельных скрещиваний между сортообразцами отечественной и зарубежной селекции, а также около 40 гибридных популяций F₂ - F₆.

В данной работе приводятся результаты исследований в этом направлении за последние годы (2003-2005), в которой в скрещивания были вовлечены 8 сортообразцов: сорта Grenadier, Bicolour, Navy Blue, Zig Zag, White Ensign, Селекцвет и линии «отбор 53-03», «Бабочки».

Изменчивость количественных признаков у родительских форм и гибридов F₁

Анализ изменчивости и степени доминирования декоративных признаков у родительских форм и гибридов F₁ горошка душистого показал, что гетерозисный эффект отмечен у гибридов F₁ в следующих комбинациях скрещиваний: “Селекцвет х Grenadier” и “Grenadier х Бабочки” - по 7, “Grenadier х Navy Blue” и “Grenadier х White Ensign” - по 6, “Отбор 53-03 х White Ensign” и “Bicolour х Navy Blue” - по 5 признакам (табл.1, табл.2).

Таблица 1 Фенотипическая изменчивость основных количественных признаков у родительских форм и гибридов F₁ горошка душистого (2003-200 5годы), Cv, %

№ п/п	Название сортообразца	Высота растения, см	Число побегов первого порядка, шт.	Длина междоузлия, см	Число узлов на главном побеге, шт.	Размеры цветка, см	Всего цветоносов, шт.	Длина цветоноса, см
						ширина паруса	высота паруса	Длина весел
Родительские формы
1	Bicolour	4,15	20,32	8,56	7,55	6,53	5,37	8,78	6,27	6,25
2	Zig Zag	5,61	30,23	7,32	8,60	2,57	6,58	4,65	15,38	3,74
3	Селекцвет	4,61	6,57	6,77	7,69	4,49	2,73	3,12	8,25	3,45
4	Grenadier	7,87	26,21	9,65	7,93	3,89	2,83	2,32	7,96	6,29
5	Navy Blue	8,26	20,17	6,39	13,06	2,29	4,32	3,35	14,84	3,18
6	White Ensign	2,31	7,35	4,34	4,95	3,77	7,50	5,18	4,21	6,59
7	“отбор 53-03”	2,66	8,05	6,40	3,86	8,67	9,18	9,31	6,64	8,24
8	“Бабочки”	3,75	6,77	7,56	7,66	3,66	3,82	4,39	14,55	9,14
Гибриды F1
1	Bicolour х Zig Zag	8,25	16,64	11,21	8,65	5,25	6,24	5,22	17,56	16,21
2	Bicolour х Селекцвет	4,33	8,32	15,88	6,54	3,89	4,59	6,51	8,45	13,75
3	Bicolour х Grenadier	22,34	25,65	21,32	21,56	5,28	2,35	4,33	7,97	6,54
4	Селекцвет х Grenadier	13,61	23,16	11,20	9,21	4,54	4,39	6,41	14,30	9,16
5	Bicolour х Navy Blue	6,24	11,41	9,10	12,57	4,72	6,86	5,24	22,65	15,42
6	Grenadier х White Ensign	5,88	29,36	5,76	12,50	8,67	9,12	9,32	23,92	18,31
7	Grenadier х Navy Blue	6,47	22,54	7,88	5,30	4,92	5,83	8,33	8,85	9,38
8	Bicolour х White Ensign	16,27	17,64	7,69	9,25	6,25	9,11	2,54	14,25	7,56
9	“отбор 53-03” х White Ensign	4,52	10,63	13,20	16,63	9,31	13,22	9,25	15,47	16,42
10	Grenadier х“Бабочки”	8,26	15,23	9,14	23,49	7,47	5,36	4,54	25,56	15,73



Таблица 2 Степень доминирования основных количественных признаков (hp) у гибридов F₁ (2004-2005 годы)

№ п/п	Название гибрида F1	Высота растения, см	Число побегов первого порядка, шт.	Длина междоузлия, см	Число узлов на главном побеге, шт.	Размеры цветка, см	Всего цветоносов, шт.	Длина цветоноса, см
						ширина паруса	высота паруса	длина весел
1	Bicolour х Zig Zag	7,27	-2,89	0,69	3,15	0,67	-4,23	-0,27	-2,23	-0,80
2	Bicolour х Селекцвет	8,80	0,63	3,22	-0,48	4,6	1,00	3,21	-0,62	-0,24
3	Bicolour х Grenadier	-0,53	-2,56	1,31	-2,88	0,81	0,22	0,05	-1,31	-0,04
4	Селекцвет х Grenadier	3,17	1,54	7,12	-0,92	9,5	1,30	2,31	-5,20	1,69
5	Bicolour х Navy Blue	-1,31	2,52	2,68	-9,09	1,41	1,21	1,08	-2,51	-0,02
6	Grenadier х White Ensign	0,36	0,20	7,00	8,20	2,12	2,93	3,50	0,10	5,33
7	Grenadier х Navy Blue	1,09	7,03	9,28	-1,35	1,31	3,61	2,14	-1,38	0,52
8	Bicolour х White Ensign	2,28	-0,77	3,22	6,24	-2,92	0,02	-0,56	0,0	-0,56
9	“отбор 53-03” х White Ensign	5,93	0,00	5,82	4,10	-7,44	-0,17	0,2	3,06	1,50
10	Grenadier х“Бабочки”	8,37	-1,70	6,52	2,61	0,50	1,37	1,5	1,94	7,90

Корреляционный анализ декоративных признаков у перспективных сортообразцов горошка душистого

Таблица 3 Корреляции между основными декоративными признаками у перспективных сортообразцов горошка душистого (2003-2005 годы)

Сорт, линия	Пары признаков	Коэффициент корреляции, r + S r	Критерий существенности
			t r факт.	t r 0,5 теор.
Линия “Отбор 53-03”	1…3	0,13 + 0,09	0,13	12,71
	2…6	0,99 + 0,07	12,96
	2…4	0,86 + 0,05	1,68
	4…3	-0,98 + 0,16	-6,13
	5…6	-0,10 + 0,09	-0,10
	9…1	0,86 + 0,05	1,71
	9…3	0,99 + 0,12	8,09
Сорт Селекцвет	1…9	0,29 + 0,05	0,30	12,71
	1…6	0,99 + 0,03	31,17
	3…1	0,80 + 0,05	1,35
	3…4	-0,90 + 0,04	-2,09
	5…6	-0,25 + 0,06	-0,26
	4…8	0,84 + 0,53	1,59
Сорт Bicolour	1…9	0,89 + 0,04	2,00	12,71
	2…8	0,81 + 0,05	1,41
	2…4	0,83 + 0,05	1,52
	3…4	-0,22 + 0,06	-0,22
	4…5	0,99 + 0,02	40,60
Сорт White Ensign	1…3	0,77 + 0,02	1,23	12,71
	1…4	0,80 + 0,05	3,27
	2…8	0,84 + 0,05	1,59
	3…4	-0,17 + 0,04	-0,18
	3…9	0,91 + 0,04	2,28
	5…6	-0,98 + 0,15	-6,35
	7…9	0,99 + 0,07	13,79

Примечание: 1 - высота растения, 2 -число побегов первого порядка, 3 - длина междоузлия, 4 - число узлов на главном побеге, 5 - ширина паруса, 6 - высота паруса, 7 - длина весел, 8 - число цветоносов, 9 - длина цветоноса.



Например, у образцов была отмечена следующая корреляция: чем больше число побегов первого порядка, тем больше цветоносов на растении, или чем выше растение, тем длиннее междоузлие и больше длина цветоноса.

Эти признаки являются ценными для выращивания горошка душистого как на срезку, так и для семеноводства. Для признаков “размеры цветка” было отмечено - чем меньше высота паруса, тем больше его ширина. Эта отрицательная корреляция, тем не менее, имеет положительный эффект, так как такие цветки имеют наибольшую декоративность, и чем меньше длина междоузлия, тем больше число узлов на главном побеге. Такая отрицательная корреляция указывает на высоту растения: как правило, все низкорослые сорта имеют короткие междоузлия. Остальные изученные признаки имели несущественные слабые корреляционные зависимости.

Комбинационная способность сортообразцов горошка душистого по количественным признакам

Наиболее прямым и точным методом определения селекционной ценности сортов и линий является изучение их комбинационной способности. Фенотипически близкие по тому или другому признаку исходные формы при генотипических различиях имеют разную комбинационную способность и не в одинаковой степени передают признак (Vaidya P.K., Pandya B.P., 1981). Знание комбинационной способности сортов является необходимым условием для правильного подбора родительских пар в селекции на гетерозис.

Анализ изменчивости варианс общей комбинационной способности родительских форм (табл. 4) показал, что наибольший эффект ОКС был отмечен у трех сортообразцов: у сорта White Ensign - по 6 количественным признакам: “высота растения” (14,20), “число побегов первого порядка” (0,51), “длина междоузлия” (0,26), “число узлов на главном побеге” (2,56), “высота паруса” (0,02) и “всего цветоносов” (2,37); у сорта Bicolour - по 6 признакам: “высота растения” (6,78), “число побегов первого порядка” (0,23), “высота паруса” (0,23), “длина весел” (0,13), “всего цветоносов” (0,53) и “длина цветоноса” (2,22); у линии “отбор 53-03” - по 4 признакам: “длина междоузлия” (0,43), “длина весел” (0,10), “всего цветоносов” (0,14) и “длина цветоноса” (0,86). У сортов Grenadier и Navy Blue вариансы ОКС у большей части признаков были отрицательными или имели низкие значения.

По литературным данным (Gill et al., 1973) высокие положительные значения СКС часто получают при скрещивании двух родителей с высокой и низкой ОКС. Следует также учитывать, что родители с низкой ОКС могут дать высокие положительные значения СКС.

Оценка варианс ОКС и СКС в наших исследованиях показала, что почти все изученные признаки устойчиво передаются гибридному потомству F₁ сортообразцами Bicolour, White Ensign и “отбор 53-03”, которые контролируются доминантными и аддитивными аллелями генов, а также эпистатическими эффектами генов, что позволяет использовать их в селекционном процессе.

Особенности наследования качественных признаков у горошка душистого

В 1986-2007 годах проводили скрещивания по общепринятой методике. В диаллельные схемы скрещиваний были вовлечены более 50 сортов и линий с различной окраской цветка и разным сочетанием окраски узлов (Уз) и усов (Ус). Окраску Уз и Ус наблюдали как в стадии рассады, так и на полностью развитых растениях в период цветения. Было проанализировано155 сортообразцов зарубежной и российской селекции, 110 гибридных популяций F₁ - F₆. Всего было изучено более 10000 растений.

Наблюдения за проявлением признаков «окраска узлов» и «окраска усов» у сортов и линий, относящихся к различным садовым группам, показали, что эти при-знаки зависят, главным образом, от температуры в период выращивания: чем она ниже (от 4-10. до 15°С), тем интенсивнее окрашены Уз и Ус, чем выше (20...30°С), тем труднее определить окраску Уз и Ус. Поэтому лучшее время для наблюдения окраски узлов и усов - фаза рассады, когда температура поддерживается в пределах от 10 до 18°С и на молодых светло-зеленых растениях хорошо видна антоциановая окраска. Кроме того, зная распределение окраски узлов и усов у сортов горошка душистого, можно уже на стадии рассады проводить сортопрочистки по этому признаку.

Таблица 4 Варианты общей комбинационной способности родительских форм горошка душистого по основным количественным признакам (2003-2005 годы)

№ п/п	Название сортообразца	Высота растения	Число побегов первого порядка	Длина междоузлия	Число узлов на главном побеге	Размеры цветка, см	Всего цветоносов	Длина цветоноса
						ширина паруса	высота паруса	Длина весел
1	“отбор 53-03”	0,21	-0,53	0,43	-0,24	-0,02	0,01	0,10	0,14	0,86
2	Bicolour	6,78	0,23	-0,45	0,12	-0,01	0,23	0,13	0,53	2,22
3	Grenadier	-13,36	-0,32	0,14	0,64	-0,02	-0,07	-0,06	-1,58	1,02
4	Navy Blue	-7,83	0,11	-0,38	-3,08	0,09	-0,19	-0,24	-1,46	-4,14
5	White Ensign	14,20	0,51	0,26	2,56	-0,04	0,02	0,07	2,37	0,04

Другим аспектом применения знания о наследовании окраски Уз и Ус является использование ее в качестве маркеров в селекционных программах для получения новых сортов с заданными параметрами и, особенно, с новой окраской цветка.

В результате многолетнего гибридологического анализа было установлено, что окраска узлов и окраска усов у горошка душистого являются характерными признаками сортообразцов, которые можно объединить в четыре группы: 1) с окрашенными Уз и Ус; 2) с неокрашенными Уз и Ус; 3) с неокрашенными Уз, но окрашенными Ус и 4) с окрашенными Уз, но неокрашенными Ус. Гибридологический анализ выявил моногенное отличие по окраске Уз (3 окраш.: 1 неокраш.) и дигенное отличие по окраске Ус (13 неокраш. : 3 окрашен.). Показано наличие доминантного эпистаза в паре неаллельных генов, определяющих окраску Ус, и их независимое наследование. Ген, ответственный за окраску Уз, сцеплен, вероятно, с одним из них, так как в F₂ по всем изученным комбинациям шло расщепление на 9 окрашенных Уз, неокрашенных Ус : 3 окрашенных Уз и Ус : 4 неокрашенных Уз и Ус (табл.5).

Анализ наследования признака “форма паруса” цветка показал, что загнутый простой является доминантным по отношению к отогнутому гофрированному парусу. В результате гибридологического анализа было выявлено, что признак “форма паруса” носит дигенный характер наследования. Следовательно, если обозначить ген “А”, ответственный за “загнутость” паруса, а его рецессивную аллель “а” - за “отогнутость” паруса и ген “В”, ответственный за “простой” парус, а его рецессивную аллель “в” - за “гофрированность” паруса, то можно предположить следующие генотипы родительских форм и гибридов F₁ (табл.6).

Генетико-биохимическое изучение признака “окраска цветка” у горошка душистого

Биохимические исследования окраски цветков у горошка душистого показали, что этот признак обусловлен присутствием в клеточном соке антоциановых и флавоноловых пигментов, причем ведущая роль принадлежит антоцианам (Аркатов В.В., Андреев В.С., Ратькин А.В,, 1976), которые представлены шестью основными антоцианидинами - пеларгонидином (Пл), цианидином (Ц), пеонидином (Пн), дельфинидином (Д), петунидином (Пт), мальвидином (Мв) и 3 флавоноловыми пигментами - кемпферолом (К), кверцетином (Кв), мирицетином (М).

Таблица 5 Результаты гибридологического анализа наследования признаков «окраска узлов» и «окраска усов» у горошка душистого (1987-2007 годы)

№ п/п	Комбинация скрещивания	Проявление признаков	X2теор. = 5,59 (n=2)
		в F1	в F2	X2факт.
1	Линия 121 № 2 (Уз, Ус- о) х Rabiette (Уз, Ус - н/о)	Уз-о, Ус-н/о	9 - Уз-о, Ус-н/о : 3 - Уз, Ус-о : 4 - Уз, Ус-н/о	1,68
2	Линия 121 № 2 (Уз,Ус- о) х Scarlette (Уз, Ус - н/о)	то же	то же	0,68
3	American Beauty (Уз, Ус- о) x Minnie (Уз, Ус - н/о)	то же	то же	3,34
4	American Beauty (Уз, Ус- о) x Rabiette (Уз, Ус - н/о)	то же	то же	1,69
5	Vanguard (Уз, Ус - н/о) х линия К-1 (Уз, Ус- о)	то же	то же	0,31
6	Гениана бело-сиреневая (Уз, Ус- о) х Люсьена (Уз, Ус - н/о)	то же	то же	0,86

Горошек душистый служит удобной моделью для изучения механизмов генетического контроля окраски цветка. Это связано с хорошей изученностью его генетики и значительной изменчивостью по окраске. (Ратькин А.В., Андреев В.С., Аркатов В.В., 1977; Ратькин А.В., 1980; Ратькин А.В., Андреев В.С., 1982; Зыков К.И., 1993).

Таблица 6 Особенности наследования признака «форма паруса» у родительских форм и гибридов F₁

горошка душистого (1987-2007 годы)

№ п/п	Родительские формы и гибриды F1	Окраска	Форма паруса	Предполагаемые генотипы
		усов	узлов	гофрированный/простой	отогнутый/ загнутый
1	Bicolour	о	о	простой	загнутый	ААВВ
2	Bicolour х Zig Zag	о	о	простой	загнутый	ААВв
3	Zig Zag	о	о	гофрированный	отогнутый	ААвв
4	Селекцвет	н	н	гофрированный	отогнутый	аавв
5	Bicolour х Селекцвет	о	о	простой	загнутый	АаВв
6	Grenadier	н	н	гофрированный	отогнутый	аавв
7	Bicolour х Grenadier	о	о	простой	загнутый	АаВв
8	Селекцвет х Grenadier	н	н	гофрированный	отогнутый	аавв
9	Navy Blue	о	о	гофрированный	отогнутый	аавв
10	Bicolour х Navy Blue	о	о	простой	загнутый	АаВв
11	White Ensign	о	о	гофрированный	отогнутый	аавв
12	Grenadier х White Ensign	о	о	гофрированный	отогнутый	аавв
13	Grenadier х Navy Blue	о	о	гофрированный	отогнутый	аавв
14	Bicolour х White Ensign	о	о	простой	загнутый	АаВв
15	“отбор 53-03”	о	о	простой	отогнутый	ааВВ
16	“отбор 53-03” х White Ensign	о	о	простой	отогнутый	ааВв
17	“Бабочки”	н	н	гофрированный	отогнутый	аавв
18	Grenadier х Бабочки”	н	н	гофрированный	отогнутый	аавв

Примечание: п.- парус, в.- весла.

Результаты генетического анализа этого признака позволили установить, что конечные стадии биосинтеза флавоноидных пигментов у горошка душистого контролируются не менее, чем 8 основными генами: ген К отвечает за синтез кемпферола, полимерные доминантные гены Q₁ и Q₂ детерминируют образование кверцетина, а ген М - мирицетина. Для проявления активности гена М необходимо наличие в доминантном состоянии генов К, Q₁ и Q₂. Синтез антоцианидинов контролируется также четырьмя генами: комплементарные гены С и R отвечают за синтез пеларгонидина, ген Sm - цианидина, ген Е - дельфинидина (Веа1е H. et all., 1939; Ратькин А.В., Андреев В.С., 1988).

Кроме основных 4 генов антоциановой окраски и 4 генов белой и кремовой окрасок, в процессе гибридологического анализа нами было выявлено 3 новых гена (I₁I_1, I₂I₂ и I₃I₃), которые действуют как ингибиторы антоциановых пигментов, причем каждый из них подавляет синтез антоциановых пигментов определенных групп (Левко Г.Д. и др., 2002).

В результате анализа данных, полученных от диаллельных скрещиваний, было выявлено, что сине-фиолетовая и вишнево-каштановая окраски, определяющиеся пигментами группы Д, являются доминантными по отношению к розовым и малиновым оттенкам, а те, в свою очередь, являются доминантными по отношению к ало-красной окраске, за проявление которой отвечает Пл (табл.7).

Таким образом, нашими исследованиями была подтверждена модель генетического контроля, разработанная ранее (Ратькин А.В., 1980; Ратькин А.В., Андреев В.С., 1988), а именно, за данный признак, по крайней мере, отвечают 4 основных гена синтеза Ант-пигментов, два из которых комплиментарны друг другу (C и R). Кроме этого, нами было установлено, что сорт White Ensign содержит 3 гена-ингибитора антоциановых пигментов: один из них подавляет синтез Пл (I₁), другой - синтез пигментов группы Ц (I₂) и третий - синтез пигментов группы Д (I₃), что позволяет использовать его в селекционных программах в качестве генетического донора этого признака.

В таблице 8 приводятся предполагаемые генотипы родительских форм и гибридов F₁ по признаку “окраска цветка” у горошка душистого.

Таблица 7 Характер наследования признака “окраска цветка” у горошка душистого

№ п/п	Родительские формы	Состав пигментов	Окраска цветка	Число растений, шт.	Расщепление по окраске цветка у гибридов F2	Х2 0,05
		у родительских форм	у гибридов F1	родительских форм	гибридов			факт.	теор.
1	“отбор 53-03” х Bicolour	Ц + Пео, Пл, К + Кв х Ц + Пео, К + Кв	Ц + Пео, Пл, К + Кв	карминовая х п. - т. розовый, в. - бел. + роз. налет	п. - карминовый, в. - розовые	256 92	3 т.розовых 1 карминовая	0,37	3,84
2	“отбор 53-03” х Grenadier	Ц + Пео, Пл, К + Кв х Пл, Ц, К	Ц + Пео, Пл, К + Кв	карминовая х темно-красная	карминовая	169 70	3 карминовых 1 темно- красная	0,31	3,84
3	Grenadier х Bicolour	Пл, Ц, К х Ц + Пео, К + Кв	Ц + Пео, Пл, К + Кв	темно-красная х п. - т. розовый, в. - бел. + роз. налет	п. - карминовый, в. - розовые	394 67 51	48 карминовых 9 красных 7 белых	1,03	5,99
4	Navy Blue х “отбор 53-03”	Д +Пт + Мв, К + Кв + М х Ц + Пео, Пл, К + Кв	Ц + Пео, Пл, Д +Пт + Мв, К + Кв + М	темно-фиолетовая х карминовая	фиолетово- карминовая	184 57	3 фиолетовых 1 карминовая	0,19	3,84
5	Navy Blue х Bicolour	Д +Пт + Мв, К + Кв + М х Ц + Пео, К + Кв	Ц + Пео, Д +Пт + Мв, К + Кв + М	темно-фиолетовая х п. - т. розовый, в. - бел. + роз. налет	п. вишнево-каштановый, в. - фиолетовые	144 42	3 фиолетовых 1 т. розовая	0,17	3,84
6	Navy Blue х Grenadier	Д +Пт + Мв, К + Кв + М х Пл, Ц, К	Пл, Ц, Д +Пт + Мв, К + Кв + М	темно-фиолетовая х темно-красная	фиолетово-вишнево-каштановая	277 64 18	12 фиолетовых 3 карминовых 1 т. красных	0,69	3,84
7	White Ensign х “отбор 53-03”	К + Кв + М х Ц + Пео, Пл, К + Кв	К + Кв + М	белая х карминовая	белая	29 34 89 580	12 фиолетовых 13 карминовых 39 т. красных 192 белых	7,44	7,82
8	White Ensign х Navy Blue	К + Кв + М х Д +Пт + Мв, К + Кв + М	К + Кв + М	белая х темно-фиолетовая	белая	5 13 47 149

Подобные документы

• Морфобиологическая оценка родительских пар сорго-суданковых гибридов при селекции на гетерозис

  Ботаническая характеристика, биологические особенности и использование сорго-суданковых гибридов; эффект гетерозиса в селекции новых гибридов. Экономическая эффективность получения зеленой массы от сорго-суданковых гибридов, методика проведения опытов.
  
  дипломная работа [77,1 K], добавлен 20.08.2010
  

• Изучение родительских форм для создания сорго-суданковых гибридов

  Ботаническая характеристика сорго. Использование гетерозиса в селекции новых гибридов. Характеристика почвенно-климатических условий проведения опытов. Методика проведения и результаты экспериментов. Эффективность выращивания сорго-суданковых гибридов.
  
  дипломная работа [96,5 K], добавлен 20.08.2010
  

• Подготовка ассортимента культур для оформления цветочного массива

  Способы выращивания цветочных культур в открытом и защищенном грунте, закаливание рассады. Биологическая характеристика наиболее распространенных гибридов лилий и особенности выращивания. Назначение и подбор ассортимента для построения цветочных массивов.
  
  контрольная работа [29,6 K], добавлен 07.10.2010
  

• Болезни и вредители цветочных культур

  Группы болезней цветочных культур: гнили, пятнистости и налеты. Способы предохранения цветочных растений от гнили. Основные вредители цветочных культур, эпидемия на участке. Мероприятия по предотвращению возникновения заболеваний и появления вредителей.
  
  курс лекций [22,2 K], добавлен 04.07.2010
  

• Создание высокопродуктивных сортов и гибридов сорговых культур

  Характеристика почвенно-климатических условий почвы опытного участка. Изучение и размножение образцов сорго и создание национальной коллекции. Испытания сортов и гибридов, передача новых самоопыленных сортов сорго на государственную регистрацию.
  
  научная работа [186,4 K], добавлен 06.02.2011
  

• Изучение продуктивности сорго-суданковых гибридов в предварительном испытании в предгорной зоне Крыма

  Сорго - одна из культур, получившая широкое распространение в сельском хозяйстве. Ботаническая характеристика и биологические особенности растения. Эффект гетерозиса и его использование в селекции. Экономическая выгодность сорго-суданковых гибридов.
  
  дипломная работа [104,8 K], добавлен 06.02.2011
  

• Особенности селекции

  Понятие об исходном материале для селекции и методы его создания. Мутационная изменчивость и ее использование. Задачи и организация государственного сортоиспытания в России. Хозяйственно-биологическая характеристика возделываемых сортов полевых культур.
  
  курсовая работа [41,2 K], добавлен 23.07.2015
  

• Селекция лиственницы

  Биологические основы селекции и семеноводства. Методы лесной селекции и сохранение биоразнообразия. Характеристика, методы и результаты селекции различных видов лиственницы как хозяйственно ценной породы. Размножение хозяйственно-ценных форм лиственницы.
  
  курсовая работа [57,5 K], добавлен 08.05.2011
  

• Выращивание цветочных культур

  Требования культур к условиям выращивания. Подготовка почвы, посев, посадка и пересадка. Некоторые правила посадки и пересадки многолетников. Внекорневая подкормка и удобрение цветочных культур. Чередование при посадке, полив, окучивание и утепление.
  
  реферат [27,7 K], добавлен 04.07.2010
  

• Сортовые особенности огурца в весенних теплицах Южного Урала

  Урожайность сортов и гибридов огурца и повышение экономической эффективности выращивания. Испытание адаптивности гибридов огурца отечественной и зарубежной селекции к условиям весенних теплиц. Влияние условий микроклимата на рост и развитие растений.
  
  доклад [51,2 K], добавлен 18.07.2010
  

• Сельское хозяйство и модифицированные продукты

  Коммерческое выращивание ГМ-культур. Снижение биоразнообразия возделываемых и создаваемых сортов. Сужение генетической базы семеноводства. Монополизация транснациональными компаниями производства и рынка семян. Использование ГМ-продукции.
  
  реферат [19,9 K], добавлен 09.11.2006
  

• Выведение нового сорта огурцов методом гибридизации

  Гибридизация - основной метод создания гибридов и новых сортов. Подбор родительских пар и методы преодоления нескрещивания. Оценка исходных сортов огурцов, подбор родительской пары. Техника проведения скрещиваний. Анализ гибридов и их сортовая оценка.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 09.07.2012
  

• Основы селекции и семеноводства

  Правила отбора средних образцов из партии семян. Создание, приемы использования, экономическая эффективность культурных сенокосов и пастбищ. Кукуруза, ее значение и питательная ценность. Особенности биологии люцерны посевной. Методы селекции растений.
  
  контрольная работа [32,5 K], добавлен 07.10.2013
  

• Декоративные водоемы и каменистые сады

  Сочетание различных ландшафтных элементов в саду. Ассортимент растений и цветочных культур для оформления водоемов. Основные виды и устройство декоративных водоемов. Виды каменистых садов. Ассортимент древесных культур для оформления каменистых садов.
  
  реферат [40,3 K], добавлен 22.03.2016
  

• Оценка влияния генотипа и среды на признаки компоненты продуктивности у сортов земляники

  Вклады генотипических и средовых факторов в структуру изменчивости признаков-компонент продуктивности межсортовых гибридов земляники. Биологические особенности культуры земляники. Селекция земляники на Северном Кавказе. Продуктивность гибридов земляники.
  
  курсовая работа [50,6 K], добавлен 17.02.2014
  

• Разнообразие декоративных растений

  Классификация цветочных культур. Однолетние, двулетние и многолетние декоративные растения. Их характеристики и особенности, сроки посева в открытый грунт. Вьющиеся растения и особенности ухода за ними. Деревья и кустарники, их использование в саду.
  
  курс лекций [114,0 K], добавлен 04.07.2010
  

• Селекция люпина узколистного

  Достижения селекции на урожайность люпина узколистного. Модель сорта Першацвет. Создание исходного материала для селекции методом внутрисортового отбора. Методика и техника оригинального и элитного семеноводства. Семенной контроль и посевные качества.
  
  курсовая работа [463,1 K], добавлен 22.01.2012
  

• Достижения в области зерновых культур, ведущие ученые

  Особенности ресурсосберегающей технологии возделывания зерновых культур. Описание новых сортов яровой мягкой пшеницы. Районирование некоторых сортов. Функциональная геномика зерновых культур. Деятельность ведущих ученых в области зерновых культур.
  
  реферат [226,5 K], добавлен 30.10.2014
  

• Изучение различных гибридов кукурузы в условиях ООО "Автобан-Агро" Северского района

  Влияние удобрений и средств защиты на урожайность и качество зерна. Почвенно-климатические условия. Фенологические наблюдения и продолжительность межфазных периодов различных гибридов кукурузы. Анализ условий труда при возделывании кукурузы на зерно.
  
  дипломная работа [635,0 K], добавлен 02.12.2010
  

• Селекция. Методы селекции

  Определение понятия и функций селекции в современном сельском хозяйстве. Рассмотрение генетического процесса появления мутаций. Изучение особенностей эффекта гетерозиса. Применение основных методов клеточной инженерии в селекции растений и животных.
  
  презентация [898,2 K], добавлен 11.05.2015
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам