Главная Коллекция "Revolution" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Формирование генетических ресурсов и их использование в селекции ячменя

Формирование генетических ресурсов и их использование в селекции ячменя

Селекция сортов ячменя, адаптированных для разных экологических зон Казахстана. Генетическое разнообразие озимого ячменя по селекционным, биохимическим и технологическим показателям. Создание дигаплоидных линий ячменя, изучение их ценности для селекции.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 15.04.2018
Размер файла 322,8 K
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 631.527:575:633:1

Формирование генетических ресурсов и их использование в селекции ячменя

06.01.05 - Селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Алимгазинова Баян Шурумбаевна

Алмалыбак 2010

Работа выполнена в ТОО «Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства» АО «КазАгроИнновация»

Научные консультанты:

доктор биологических наук, профессор, академик АСХН РК Сариев Б.С.

доктор биологических наук, профессор Абугалиева А.И.

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик НАН РК Мейрман Г.Т.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Калиев А.Х.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Джунусова М.К.

Ведущая организация: ТОО «Казахский НИИ рисоводства» АО «КазАгроИнновация»

Защита состоится 24 декабря 2010 года в 14-00 часов на заседании диссертационного совета ОД 55.05.01 при ТОО «Казахский НИИ земледелия и растениеводства» по адресу: 040909, Алматинская область, Карасайский район, п. Алмалыбак, ул. Ерлепесова, 1. Тел./Факс: 8(727)388-39-25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТОО «Казахский НИИ земледелия и растениеводства» АО «КазАгроИнновация».

Автореферат разослан ___ ________ 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук Альдеков Н.А.

ячмень озимый селекция дигаплоидный

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Генетические ресурсы растений являются биологической основой продовольственной безопасности и жизнеобеспечения любой страны. Высокая эффективность селекции достигается при наличии исходного материала с широким генетическим разнообразием, о чем свидетельствует мировая практика [Вавилов Н.И., 1935].

Республикой Казахстан подписана Конвенция по сохранению биоразнообразия. Она предполагает ряд международных обязательств, в том числе, ответственность за сохранение и развитие генетических ресурсов в масштабе страны. К тому же для республики необходимость охраны и рационального использования генофонда растений определяется, прежде всего, из тенденции ограничения ареалов и разнообразия представителей культурной и дикой флоры. Многие дикие и дикорастущие сородичи культурных растений находятся под непосредственной угрозой генетической эрозии. Почти полностью исчезли староместные сорта народной селекции, которые представляют исключительный интерес как генетические источники высокой устойчивости к болезням, вредителям, холоду, засухе. Проблема усугубляется и тем, что в селекции многих культур отмечается недостаток генетического разнообразия по ряду хозяйственно ценных признаков. Объёмные коллекции растительной зародышевой плазмы сельскохозяйственных культур сохраняются с различной степенью риска.

В Концепции устойчивого развития агропромышленного комплекса Республики Казахстан на 2006-2010 годы определен перечень приоритетных культур, к числу которых относится ячмень - пластичная и устойчивая к стрессовым факторам среды культура многоцелевого назначения: продовольственного, кормового и пивоваренного (Трофимовская А., 1967; Сурин Н., Ляхова Н., 1993; Сариев Б., Перуанский Ю., 2002). Планируется наращивание объемов производства и переработки, использование ячменя в качестве основной фуражной культуры, ускоренное создание новых высокоурожайных сортов, устойчивых к стрессам биотического и абиотического характера, различной технологической направленности.

На основании вышеизложенного, формирование, идентификация и система-тизация генофонда сельскохозяйственных культур, создание унифицированной базы данных согласно международным дескрипторам, выбор оптимальных путей сохранения, мониторинга и менеджмента агробиоразнообразия, комплексное изучение генетического разнообразия ячменя озимых и яровых форм сочетанием традиционных методов селекции и современных биотехнологических, биохимических, технологических подходов и показателей является актуальным и позволит осуществить перевод селекции культуры на качественно новый уровень.

Связь темы с планом научно-исследовательских работ и различными государственными программами. Исследования проведены в 1991-2009 годы в соответствии с республиканскими целевыми и отраслевыми программами по заданиям: Разработать новые и усовершенствовать существующие схемы, методы селекции и на их основе создать новые высокопродуктивные, устойчивые к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды и с высоким качеством продукции сорта и гибриды пшеницы, ячменя, овса, кукурузы, сорго, сои, гороха с разработкой экологических основ промышленного семеноводства (Гос. регистрация №0194 РК 00228, 1991-1995 гг.); Создать новые с использованием методов генетики, биотехнологии и других биологических дисциплин устойчивые к стрессовым факторам среды, высокопродуктивные сорта и гибриды зерновых, зернобобовых, сорговых культур (Гос. регистрация №0196 РК 00292, 1996-2000 гг.); в 2001-2005 г.г. в рамках республиканской целевой программы НАЦАИ МОН РК и МСХ РК «Сохранение, развитие и использование генофонда сельскохозяйственных культур на 2001-2005 г.г.» и в 2006 -2009 г.г.- в рамках бюджетной программы МСХ РК «Прикладные научные исследования в области агропромышленного комплекса» по заданиям: 01.01.Генетические ресурсы культурного и дикого ячменя: морфологические, биохимические и технологические базы данных по сортам, коллекциям, дигаплоидам и диким сородичам (Гос.регистрация №042 РК 00229, 2001-2005 гг.); 01.03.01.06. Селекция сортов ячменя пивоваренного для условий орошения, обеспеченной богары и неполивных земель Казахстана с урожайностью не ниже 40-50 ц/га, содержанием белка не выше 11,5%, кормового и пищевого назначения для развития комбикормовой и пищевой промышленности с урожайностью не ниже 30-35 ц/га, содержанием белка не ниже 14% (Гос. регистрация №0106РК00700, 2006-2008 гг.); 01.02.01.02. Селекция на основе биотехнологий конкурентоспособных сортов озимого ячменя, с урожайностью 40-45 ц/га, для перерабатывающей промышленности и организация их семеноводства (Гос. регистрация №0106 РК 00699, 2006-2008 гг.); 01.01.01.02. Создание национальной информационной системы по генетическим ресурсам растений Казахстана согласно международным дескрипторам (Гос. регистрация №0106 РК 00714, 2006-2008 гг.); Повышение потенциала продуктивности ячменя и овса для устойчивого производства зерна в основных зерносеющих регионах Казахстана (Гос. регистрация № 0109 РК 00936, 2009-2011 гг.); в рамках международных проектов: Plant genetic conservation, documentation and utilization in Central Asia and the Caucasus (ACIAR, 2004-2005 гг.); PR30755 UNDP Национальный механизм информационного обмена для мониторинга выполнения Глобального плана действий по генетическим ресурсам растений для продовольствия и сельского хозяйства в Казахстане (ФАО, 2005-2007 гг.); Второй Национальный отчет о состоянии генетических ресурсов растений для продовольствия и сельского хозяйства в Республике Казахстан (ФАО, 2007 г.).

Цель исследований - формирование генетических ресурсов ячменя для создания исходных форм и сортов различной технологической направленности, адаптированных для экологических зон Казахстана.

Задачи исследований:

- формирование отечественного генофонда сельскохозяйственных культур: сбор, анализ, систематизация и создание национальной базы данных согласно международным дескрипторам;

- изучение генетического разнообразия озимого ячменя по селекционным, биохимическим и технологическим показателям для использования в практической селекции;

- формирование генетических ресурсов ярового ячменя по комплексу хозяйственно-ценных признаков и биологических свойств, отбор наиболее ценных для создания исходного материала;

- создание технологией «бульбозум» дигаплоидных линий ячменя для расширения генетического разнообразия и изучение их ценности для использования в селекции;

- ранжирование генотипов ячменя по технологической направленности (пивоваренное, кормовое, крупяное) и питательной ценности методами биохимии для дифференциации в селекционном процессе;

- создание и передача в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур Республики Казахстан новых сортов ячменя на основе многообразия генетических ресурсов, комплекса традиционных и биотехнологических методов, биохимических и технологических показателей.

Научная новизна работы:

- впервые сформирована коллекция сельскохозяйственных культур ex situ в условиях централизованного сохранения; разработана стратегия и прогноз модели сохранения, рационального развития и использования генетических ресурсов сельскохозяйственных растений в Казахстане;

- создана национальная паспортная база данных по сельскохозяйственным культурам, в т.ч. по ячменю, для обеспечения информацией и образцами отечественных и зарубежных селекционеров, фермеров и специалистов других отраслей;

- впервые в Казахстане проведено комплексное изучение биоразнобразия озимого ячменя с целью обоснования его конкурентоспособности как сырья для комбикормовой и пивоваренной промышленности; выделены ценные генотипы для селекционных питомников;

- изучена коллекция ярового ячменя по селекционным, биохимическим, технологическим показателям, в т.ч., впервые по содержанию Fе и Zn, в-глюкана, как показателям пищевой ценности зерна;

- впервые в Казахстане технология «бульбозум» ячменя доведена от стадии лабораторной разработки до создания новых сортов и коммерческого использования; показана эффективность гаплоидной биотехнологии для расширения генетического разнообразия ячменя: дигаплоидные линии оценены по белковым маркерам, биохимическим показателям и морфологическим признакам УПОВ, выделенные формы идентифицированы по хозяйственно-ценным признакам как новые исходные формы;

- на основе изучения и использования генетического разнообразия ячменя созданы и переданы в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур Республики Казахстан 4 новых сорта ячменя, в том числе, полученные на основе дигаплоидной технологии.

Практическая ценность. Разработан Национальный механизм информационного обмена для мониторинга выполнения Глобального плана действий по генетическим ресурсам растений для продовольствия и сельского хозяйства в Казахстане. Создана паспортная база данных генетических ресурсов сельскохозяйственных растений, в том числе ячменя, для оперативного обмена информацией и семенным материалом отечественными и зарубежными исследователями. Выделены формы ячменя перспективные: по протеину (<12%); содержанию крахмала (>62%), амилозы (>25%) и по комплексу признаков соответственно направлениям селекции, включая критерии питательной ценности по показателям содержания Fе и Zn, в-глюкана в зерне. Созданы перспективные формы - дигаплоидные линии ячменя, расширяющие разнообразие культуры по хозяйственно ценным признакам и качеству зерна. На базе комплексного изучения коллекций озимой и яровых форм выделен исходный материал ячменя, который используется в практической селекции, и созданы новые сорта, адаптивные к стрессовым условиям среды.

Основные положения, выносимые на защиту:

- отечественный генофонд сельскохозяйственных культур и национальная паспортная база данных по генетическим ресурсам Казахстана в соответствии с международными дескрипторами;

- характеристика коллекций озимого и ярового ячменя по направлениям технологического использования;

- дигаплоидия как технология создания генетического разнообразия ячменя для практической селекции;

- сорта ячменя, созданные и переданные в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур Республики Казахстан.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на 28 научно-практических конференциях, симпозиумах, в т.ч.: на межд. конгрессе 37th IUPAC Congress “Frontiers in Chemistry: Molecular Basis of the Life Sciences” (Berlin, 1999); межд. науч. - пр. конф. «Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Казахстана, Сибири и Монголии» (Алматы, 2000; Барнаул, 2005; Алмалыбак, 2006; Шымкент, 2009); 8th International Barley Genetics Symposium (Adelaide, South Australia, 2000); первом съезде почвоведов Таджикистана (Душанбе, 2000); 4-й межд. науч. конф. «Проблемы экологии АПК и охрана окружающей среды» (Щучинск, 2002); межд. науч.- пр. конф. «Экология и здоровье человека» (Павлодар, 2002); межд. конф. «Научное обеспечение Государственной агропродовольственной программы РК на 2003-2005 гг.» (Астана, 2003); YIII межд. конф. «Биология клеток растений in vitro и биотехнология» (Саратов, 2003); межд. конф. «Развитие ключевых направлений сельскохозяйственной науки в Казахстане: селекция, биотехнология, генетические ресурсы» (Астана, 2004); Третьем Московском межд. конгрессе «Биотехнология: состояние и перспективы развития» (Москва, 2005); Второй Центрально-Азиатской конф. по зерновым культурам (Чолпан-Ата, 2006); на национальном семинаре по проекту ФАО - Bioversity International «Национальный механизм информационного обмена для внедрения Глобального плана действий в Республике Казахстан» (Алмалыбак, 2006); на отчете национального координатора Казахстана по генетическим ресурсам растений в рамках Консорциума Консультативной группы международных сельскохозяйственных исследований по Центральноазиатско-Транскавказской сети по генетическим ресурсам (Ташкент, 2006, 2007); межд. конф. «Genetic Resources of Biodiversity» (Баку, 2006); на региональном семинаре «Политика касательно генетических ресурсов растений и законодательство по защите сортов» (Ташкент, 2007); межд. конф. памяти Е.Н.Синской «Генетические ресурсы культурных растений. Проблемы эволюции и систематики культурных растений» (Санкт - Петербург, 2009); 8th International Wheat Conference (St. Petersburg, 2010); межд. науч. конф. «Наука, техника и инновационные технологии в эпоху Великого Возрождения» (Ашхабад, 2010); межд. науч.-пр. конф. «Достижения и перспективы земледелия, селекции и биологии сельскохозяйственных культур» (Алмалыбак, 2010).

Личный вклад соискателя. В диссертационной работе обобщены результаты анализа и систематизации теоретических и экспериментальных исследований в качестве научного руководителя и ответственного исполнителя в рамках республиканской целевой программы «Сохранение, развитие и использование генофонда сельскохозяйственных культур на 2001-2005 гг. и «Прикладные научные исследования в области агропромышленного комплекса» в 2006-2009 гг. Часть исследований проведена в сотрудничестве с научно-техническим персоналом отделов биохимии и качества зерна, селекции зернофуражных культур, генофонда полевых культур Казахского НИИ земледелия и растениеводства, Актюбинской СХОС МСХ РК, которым соискатель искренне признателен. Постановка научной проблемы, теоретическое и экспериментальное решение задач, обсуждение и обобщение результатов проведены автором лично.

Публикации. Основные результаты исследований представлены 68 публикациями (20 зарубежными) в научных журналах и сборниках, в т.ч. в материалах 28 международных и республиканских конференций, в отдельном издании «Второй Национальный отчет о состоянии генетических ресурсов растений для продовольствия и сельского хозяйства в Казахстане - Country Report on the State of Plant Genetic Resources for Food and Agriculture in the Kazakhstan Republic (ФАО, 2007). Получено авторское свидетельство на сорт ярового ячменя Акжол (А.с. №277).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 210 страницах компьютерного текста, содержит введение, 7 глав, заключение, предложения для практической селекции и производства, 5 приложений; включает 63 таблицы, 36 рисунков. Библиографический список включает 365 наименований.

Выражаю благодарность:

• профессору Перуанскому Ю.В. - основателю научной школы биохимиков, физиологов, биотехнологов в Казахском НИИ земледелия и растениеводства;

• научным консультантам за постоянную методическую и консуль-тационную помощь при выполнении работы: академику АСХН РК, доктору биологических наук, профессору Сариеву Б.С. и доктору биологических наук, профессору Абугалиевой А.И.;

• академику НАН РК, РАСХН и УААН Урозалиеву Р.А., кандидату сельскохозяйственных наук Есимбековой М.А., научно-техническому персоналу отделов генофонда полевых культур, биотехнологии, биохимии и качества зерна, селекции зернофуражных культур ТОО «Казахский НИИ земледелия и растениеводства», ТОО «Актюбинская СХОС» АО «КазАгроИнновация» МСХ РК (кандидату сельскохозяйственных наук Цыганкову В.И.) за организацию совместных исследований;

• международным организациям ФАО, Консультативной группе международных сельскохозяйственных исследований (ИКАРДА, СИММИТ, Bioversity International и др.), Aвстралийскому центру международных сельскохозяйственных исследований -АСIAR и др. за сотрудничество в области генетических ресурсов растений, создания генбанков при ТОО «Казахский НИИ земледелия и растениеводства» и ТОО «Красноводопадская СОС».

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Состояние изученности проблемы (обзор литературы)

В обзоре дана оценка состояния, сохранения и проблем развития генетических ресурсов растений для сельского хозяйства и продовольствия: показано сокращение генетического разнообразия возделываемых культур, объёмные коллекции сохраняются с различной степенью риска, в селекции многих культур отмечен недостаток гермоплазмы по ряду хозяйственно ценных признаков и свойств. Проведен анализ: 1) научных работ по формированию и изучению генетических ресурсов ячменя в Казахстане; 2) различных систем маркирования в оценке биоразнообразия и идентификации зерновых (по морфологическим признакам УПОВ, белковым и молекулярным маркерам); 3) состояния и результативности селекции ячменя в республике; 4) развития биотехнологий, преимуществ гаплоидных методов, в т.ч. «бульбозум», в создании генофонда и селекции зерновых культур.

2 Условия проведения экспериментов, материалы и методы исследований

2.1 Почвенно-климатические условия и место проведения исследований

Полевые опыты были проведены в Казахском НИИ земледелия и растениеводства, в Карасайском районе Алматинской области, расположенном в предгорной зоне (740 м над уровнем моря) в 25 км к западу от г.Алматы, где климат характеризуется сравнительно мягкой зимой, прохладной и влажной весной, жарким летом и сухой осенью.

Среднесуточная температура выше +50С составляет в году 219 дней (+100С -181 день, +150С - 135 суток). В равнинных юго-восточных районах Алматинской области устойчивый переход средней суточной температуры от отрицательных значений в сторону положительных (через 00С) происходит 5-10 марта. В январе - самом холодном месяце, средняя температура воздуха колеблется от -1,90С до -7,60С, в июле - самом жарком месяце, соответственно, от +27,80С до +31,40С. Продолжительность безморозного периода в большинстве районов Алматинской области составляет 5-6 месяцев.

Среднее годовое количество осадков составляет 332-645 мм, максимальное количество осадков приходится на период март-июнь. В засушливые годы осадков бывает в 1,5-2,0 раза меньше нормы, во влажные годы - во столько же раз больше.

Продолжительность периода со снежным покровом в равнинных районах Алматинской области составляет 1,5-3,0 месяца. Глубина снежного покрова не превышает 15-20 см.

Почва - светлокаштановая, суглинистая с содержанием гумуса от 1,7 до 3,0% и общего азота - до 0,2%. Содержание валового фосфора - 0,16%, калия - около 2,0%. Глубина залегания грунтовых вод колеблется от 5 до 30 м.

2.2 Объекты и методы исследований Материалом исследований служили:

- данные коллекций (базы данных, каталоги), семенные коллекции генетического разнообразия 29 НИО МСХ и МОН РК 10 групп культур - зерновые, зернофуражные, зернобобовые, масличные, кормовые, овоще-бахчевые, плодово-ягодные, крупяные, технические, лекарственные;

- паспортная информация по более 55тыс. образцам 15 НИУ РК;

- коллекция озимого ячменя ИКАРДА- 600 образцов;

- коллекция ярового ячменя - 1370 образцов 30 стран мира;

- оценка биохимических показателей (содержание белка и его фракций, амилозы, пленчатость, экстрактивность) и урожайности проведена на 23 дигаплоидных линиях ячменя;

- 30 образцов блока КСИ лаборатории селекции зернофуражных культур КазНИИЗР (ДГ-линии, сорта ярового и озимого ячменя, перспективные сортообразцы), дикие сородичи описаны по морфологическим признакам согласно УПОВ;

- сравнительный анализ по эффективности маркеров - гордеинов и ферментов в регистрации растительных ресурсов ячменя проведен на 20 дигаплоидных линиях, 75 районированных и перспективных сортах ячменя, 32 сортообразцах конкурсного сортоиспытания пивоваренного направления, 34 образцах коллекции озимого ячменя, 10 популяциях Н.spontaneum К.;

- 183 образца ярового ячменя контрольного и конкурсного питомников вегетации 2006 г. КазНИИЗР совместно с коллегами из ИКАРДА изучены в условиях Сирии (г.Алеппо, Тель - Хадия).

Методы исследований:

- методические указания ВИР по изучению мировой коллекции ячменя (Ленинград, 1981);

- закладка образцов для хранения проведена согласно Genebank Standards (FAO/IPGRI. 1994);

- документирование генофонда проведено по руководству «Guidebook for Genetic Resources Documentation» (IPGRI, 1993).

- получение гаплоидов ячменя технологией «бульбозум» проводили в соответствии с методическими рекомендациями ВСГИ (1988);

- биохимическая оценка зерна ячменя, электрофоретическое разделение гордеинов, статистическая обработка ряда данных осуществлена с использованием многомерного кластерного анализа и интегральных оценок на основе алгоритмов и методов, изложенных в сборнике «Методы биохимической оценки коллекционного и селекционного материала (Алматы, 1996);

- морфологическое описание по УПОВ проведено согласно UPOV TG/19/7/ Guidelines for the conduct of tests for distinctness, homogeneity and stability. (UPOV, 1981);

- содержание Fe, Zn и в-глюкана в зерне ячменя определялось согласно методам, изложенным в сборнике «Crop quality evaluаtion methods and guidelines (ICARDA, Aleppo, 1988);

- полевые опыты по селекции кормового и пивоваренного ячменя заложены по методикам Доспехова (1985 г.) и Государственной комиссии сельскохозяйственных культур РК (2002 г.).

В работе использованы следующие ГОСТы: определение выполненности и выравненности зерна - ГОСТ 10939-64; метод определения массы 1000 зерен - ГОСТ 10842-89; определение содержания протеина в зерне - ГОСТ 10846-74, определение содержания крахмала - ГОСТ 10845-98 и амилозы - поляриметри-ческим и иодометрическим методами, соответственно, с использованием БИК-спектроскопии (Перуанский и др., 1996).

Достоверность полевых опытов определялась на основе дисперсионного анализа по Доспехову (1985 г.).

3 Генетические ресурсы сельскохозяйственных культур

3.1 Сбор, анализ, оценка ценности и систематизация коллекций по генетическим ресурсам растений Казахстана. В 2004-2007 годы проведена инвентаризация генетических ресурсов растений - ГРР, сохраняемым в условиях ex situ: сбор, анализ, систематизация и обобщение информации и наличия семенного материала в НИО МСХ и МОН РК Казахстана [Абугалиева А., 2004; Aлимгазинова, Есимбекова и др., 2006). Научно-исследовательскими учреждениями поддерживались и хранились более 75,0 тыс. образцов сельскохозяйственных культур.

Структура ГРР в разрезе культур представлена на рисунке 1. Зерновые культуры составляли 53,4% генофонда; 12,5% - кормовые; 11,3% - зернофуражные; 11,3% - овощебахчевые; 4,2% - плодово-ягодные; 0,5% - сахарная свекла; 1,8% - картофель; масличные - 1,8%; 1,4% - зернобобовые; 0,9% - крупяные. В группах отмечено преобладание определенных культур. Так, более 80% коллекций зерновых культур представлены пшеницей, в генофонде кормовых растений доминируют злаковые и бобовые. Дыня и томат составляют 51,3% коллекций генофонда овощебахчевых культур. В генофонде плодовых наиболее широко представлена яблоня (48,1%).

Рисунок 1 - Объемы генетических ресурсов растений в разрезе культур в НИО РК, в % (2007 г.)

Таким образом, как и во многих генбанках мира, в генофонде Казахстана хлебные злаки играют доминирующую роль. В связи с диверсификацией растениеводства значительное внимание уделяется селекции и производству масличных, зернобобовых, крупяных и др. Однако, в коллекциях Казахстана эти культуры занимают незначительную часть - от 1,8% до 0,9% (Национальный механизм информационного обмена для внедрения Глобального плана действий в Республике Казахстан, 2007).

Коллекции различных групп культур сформированы определенными категориями материалов. Статус возделываемого/улучшенного сорта имеют 67% - зерновых, 46% - зернофуражных, 75% - зернобобовых, 57% - картофеля, 58% - плодово-ягодных культур, что составляет в среднем по всем коллекциям ex situ 48% (Есимбекова, 2004). Проведение инвентаризации по ГРР и целевой анализ состояния наличных коллекций показал, что национальные коллекции генетических ресурсов сельскохозяйственных растений не содержат либо имеются в малом объёме дикие и дикорастущие сородичи культурных растений местной флоры, представляющие особую ценность.

Обобщение информации по условиям хранения ГРР показало, что более 70% существующих коллекций хранятся краткосрочно с различной степенью риска в неконтролируемых условиях температуры и влажности. Стандарты хранения по температуре выдержаны при хранении 2-х семенных коллекций Научно-исследовательского института проблем биологической безопасности МОН РК: пшеницы - 18тыс. образцов; ячменя - 1,6тыс. образцов.

На основании инвентаризации ГРР в системе НИО МСХ РК и создания условий краткосрочного хранения в КазНИИЗР сконцентрированы ценные категории генетических ресурсов - свыше 15 тысяч образцов (рисунок 2). Впервые в Казахстане согласно международным протоколам организовано сохранение генетических ресурсов 29 сельскохозяйственных культур. Собран, объединен, систематизирован и репродуцирован гербарный и семенной материал 410 образцов диких сородичей, в том числе - 86 зерновых, 152 кормовых культур и 172 образцов лекарственных трав природной флоры Казахстана и на их основе сформирована коллекция местных видов указанных групп культур. На основе 3-х летнего изучения систематизированы данные по степени генетического разнообразия коллекции видов - сородичей трибы Triticeae Dum. (Роды - Hordeum L., Aegilops L., Ovena L., Triticum L) на уровне фенотипа (морфология) и генотипа (запасные белки); созданы базы данных по морфологическим и молекулярным маркерам 227 образцов (Второй Национальный отчет о состоянии генетических ресурсов растений для продовольствия и сельского хозяйства в Казахстане, 2007).

Рисунок 2 - Коллекции ex situ ГРР в разрезе культур, заложенные на хранение в КазНИИЗР

3.2 Формирование Национальной базы данных Казахстана по агро-биоразнообразию растений. Генофонд растений, сосредоточенный в НИО МСХ РК, характеризовался значительным объемом информации в виде каталогов, записей в полевых журналах, неунифицированных баз данных. Однако, информация была не систематизирована, имела разный формат, не соответствовала международной практике. В связи с актуальностью создания банка данных по ГРР в соответствии с международными дескрипторами необходимо было: провести сбор, анализ, систематизацию и унификацию информации для эффективного использования.

Ранее нами было начато формирование базы данных с использованием компьютерной программы «САС-ДВ» для стран Центральной Азии и Закавказья, внесена информация всего лишь по 450 образцам (Стрит и др., 2004). В программе заложены основные принципы создания информационных систем ИКАРДА и ВИР. Уточнен приоритет для создания единой Национальной базы данных по генофонду растений (НБД) - документирование базы паспортных данных. За основу документирования нами принята форма с 15 полями с информацией об образце: дате регистрации, месте и статусе хранения, стране происхождения и доноре, биологическом статусе, типу развития, наличия гербарного материала и др. (Aлимгазинова и др., 2006; Ержанова и др., 2006). Дескрипторные листы, положенные в основу документирования, приняты в международной практике и служат для раскрытия 4-х полей паспортной части - статуса хранения, типа развития, типа популяции и статуса образца, каждый из которых детализирует, в свою очередь, понятия через информационные поля, количество которых достигает 7. Таким образом, с учетом полей дескрипторов документирование паспортной части НБД содержит более 30 информационных полей. Документирование сородичей культурных растений проведено по специально разработанным дескрипторам, которые включали дополнительно фиксированные GPS данные места нахождения образца (широта, долгота, высота над уровнем моря), статус образца, количество собранных растений, состояние популяции, описание места сбора и др. (Ситпаева, Есимбекова и др., 2004). В целом экспедиционные данные внесены по 1433 образцам сельскохозяйственных культур.

На завершение 2008 года Национальная база данных включала паспортную информацию по более, чем 55 тысячам образцов 15 НИУ РК (Есимбекова, Ержанова и др., 2010). Основные группы культур и количество сохраняемых и документированных образцов было различно в зависимости от специализации НИУ по селекции.

Национальная база данных содержит также согласно форме (рисунок 3) данные по 2680 образцам ячменя.

Таким образом, в результате проведения исследований, оценки и концент-рации значительного объема семенных коллекций и научной информации по генетическому разнообразию нами впервые в Казахстане организовано рациональное сохранение генетических ресурсов сельскохозяйственных растений, сформирован и охарактеризован генофонд 29 сельскохозяйственных культур (более 15тысяч образцов), создана Национальная электронная база данных ГРР, в т.ч. ячменя, единая информационная сеть для эффективного изучения и обмена семенными ресурсами и информацией между НИУ республики и региона Средней Азии. Это позволило подготовить информативный Второй Национальный отчет для ФАО о состоянии генетических ресурсов растений для продовольствия и сельского хозяйства в Казахстане (ФАО, 2007).

Рисунок 3 - Форма Национальной базы данных: паспортная часть ячменя

3.3 Стратегия менеджмента генетическими ресурсами растений Казахстана

3.3.1 Стратегия развития генетических ресурсов растений - основные аспекты научного обеспечения менеджмента агроразнообразия

Разработана «Стратегия развития генетических ресурсов растений Казахстана» (Астана, 2004 г., международная конференция «Развитие ключевых направлений сельскохозяйственной науки в Казахстане: селекция, биотехнология, генетические ресурсы»). Определены основные направления, включающие многосторонние аспекты: разработка и контроль реализации правовых норм для охраны ГРР, защита интеллектуальной собственности, вопросы биобезопасности, выявление ценности ГРР и их коммерциализация; государственная регистрация коллекций, т.е. признание значимости их государством; строительство Национального генбанка генетических ресурсов для безопасного хранения ex situ с применением стандартов и технологических решений, принятых в мировой практике; государственная поддержка и целевое финансирование исследований по ГРР; обследование и инвентаризация ГРР, поиск и сбор семенных коллекций диких, редких эндемичных видов и сородичей культурных растений, стародавних сортов и аборигенных форм; изучение экономической ценности и имеющегося потенциала редких, недоиспользуемых и диких растений, их популяризация и реинтродукция с целью воссоздания микроагроэкосистем и сохранения в условиях on farm; скрининг, выделение и создание новых источников и доноров из различных коллекций ex situ с целью их ускоренного использования в селекции новых сортов и гибридов; модернизация технологий сохранения и оценки ГРР, в т.ч. in vitro и криоконсервации; содействие достижению высокого уровня генетического биоразнообразия в сочетании с повышением продуктивности и устойчивости к стрессам а- и биотической природы с использованием современных методов и достижений молекулярной биологии (ДНК и белковых маркеров) в маркировании гермоплазмы; дальнейшее развитие Национальной базы данных и других информационных систем; развитие партнерства на глобальном, региональном, национальном уровнях на многосторонней и двусторонней основе во всех областях деятельности с ГРР и др.

3.3.2 Модель развития управления генетическими ресурсами растений в Казахстане. Необходима четкая национальная координация действий для решения комплекса проблем, связанных с агробиоразнообразием, и вовлече-нием в эту деятельность всех заинтересованных организаций: государственных, частных, неправительственных, региональных, международных и др. Нескоординированы меры в сохранении и рациональном использовании биоразнообразия растений между системами министерств сельского хозяйства, образования и науки, охраны окружающей среды. В настоящее время НИО министерств, частные и неправительственные организации и другие заинтересованные лица работают в рамках ряда отраслевых программ, различных, зачастую не зарегистрированных, проектов, возможно, есть дублирование, не охвачены все аспекты деятельности в области ГРР, не всегда соблюдаются и учитываются национальные интересы, в т.ч. охрана интеллектуальной собственности. В мировой практике функционируют две модели менеджмента генетическими коллекциями ex situ - государственная и децентрализованная (Алексанян, 2003). В любом случае менеджмента первостепенна роль государства, поскольку оно несет полную ответственность за сохранение биоресурсов как перед страной, так и международным сообществом, разрабатывает стратегии и политику, определяет нужды и приоритеты страны в области сохранения биоразнообразия, регулирует механизмы доступа и получения выгод и обязано выполнять свою миссию в рамках условий Конвенции о биологическом разнообразии. Без создания межсекторального национального комитета по сохранению и рациональному использованию биоресурсов не реально решение глобальных и неотложных задач.

На основании изучения мирового опыта, нами предлагается следующая модель менеджмента генетическими ресурсами растений (рисунок 4).

Рисунок 4 - Предлагаемая модель управления ГРР

Преимущества модели (Алексанян, 2003; Алимгазинова, 2010): единая национальная политика, стратегия и координация, специальная государственная программа в области сохранения и рационального использования ГРР в соответствии с Модельным законом «О сохранении генетических ресурсов культурных растений и их рациональном использовании» (подписан Казахстаном, 2009), развитие правовой базы, единая международная политика; установление тесной связи и взаимодополняющее сотрудничество коллекций ex situ и in situ, четкое кооперирование в сохранении, сборе и изучении ГРР, регенерации сохраняемого генофонда, определении держателей дуплетных коллекций; пресечение несанкционированного использования ГРР, разработка механизма распределения выгод от их использования; рациональное использование научного потенциала, инфраструктуры, совместная разработка новых технологий и др. Становление соответствующего менеджмента генетическими ресурсами растений внесет вклад в обеспечение продовольственной безопасности и устойчивого развития агропромышленного комплекса страны через: конкурентоспособную национальную селекцию, основанную на сборе, сохранении и предселекционных комплексных исследованиях генофонда; эффективную связь между коллекциями и основными пользователями; внедрение новых продуктивных, устойчивых к стрессовым факторам сортов; охрану окружающей среды через сбор и сохранение видов - сородичей культурных растений.

4 Генетическое разнообразие озимого ячменя

4.1 Характеристика генофонда по элементам структуры урожайности и биологическим свойствам. Длина вегетационного периода, зимостойкость и продуктивная кустистость

Изучена коллекция 2 - рядного и 6 - рядного озимого ячменя (Абугалиева А., 2006; Алимгазинова и др., 2009). Длина вегетационного периода варьировала от 254 до 275 дней в зависимости от условий года со средними значениями по репродукциям в 2005, 2006 и 2007г.г., соответственно, 259, 265 и 264 дня - для двурядных форм и 257, 275 и 265 дней - для шестирядных форм. Как наиболее стабильно скороспелые выделены двурядные образцы: ОЯ-138; ОЯ-165; ОЯ-288, ОЯ-293, ОЯ-305; ОЯ-350; шестирядные: ОЯ-331, ОЯ-345, ОЯ-346 и ОЯ-484. Степень выживаемости образцов озимого ячменя была довольно высока от 79,0% до 99,0% при средних значениях 88% - в 2005 г. и 94% - в 2007 г. Стабильно повышенной кустистостью характеризовались образцы ОЯ-95 (3,3-4,3 шт.), Я-350 (3,6-4,0 шт.) и ОЯ-325 (3,0-4,0 шт.) - среди двурядных и ОЯ-335 (3,6-4,7 шт.), ОЯ-338 (3,7-4,3 шт.) и ОЯ-432 (3,3-5,0 шт.) - среди шестирядных форм.

Количество колосьев на м2 определяет потенциальную продуктивность. Считается, что 600-700 шт./м2 обуславливают высокий урожай в оптимальном варианте (Райнер, 1982). По количеству колосьев на м2 отмечено высокое варьирование от 245 до 1337 штук. По максимальным стабильным рангам выделены образцы ОЯ-425 (716-928 шт.), ОЯ-306 (605-938 шт.), ОЯ-516 (455-1148 шт.) среди двурядных форм, для шестирядных - образцы ОЯ-484 (720-1078 шт.), ОЯ-481 (678-931 шт.) и ОЯ-345 (720-826 шт.).

Число зерен в колосе является важным структурным элементом урожайности. Наиболее высокий урожай зерна обеспечивается при формировании 35-40 зерен в колосе. Показатель различается для двурядных и шестирядных форм ячменя (таблица 1).

Таблица 1 - Характеристика разнообразия СП-2 озимого ячменя по количеству зерен в колосе

Значения

Двурядные формы - 2R

Шестирядные формы - 6R

количество зерен в колосе, шт.

образцы

количество зерен в колосе, шт.

образцы

2005 г.

min

22,0

ОЯ-630

52,1

ОЯ-428

max

34,5

ОЯ-567

86,1

ОЯ-387

ср.

28,4

-

67,7

-

2006 г.

min

21,3

ОЯ-228

54,0

ОЯ-346

max

31,7

ОЯ-51, ОЯ-568

85,3

ОЯ-747

ср.

27,5

-

68,5

-

2007 г.

min

17,3

ОЯ-312

36,6

ОЯ-354

max

30,6

ОЯ-630

73,3

ОЯ-432

ср.

23,7

51,9

Длина главного колоса различается, соответственно, для двурядного и шестирядного ячменя (рисунок 5).

Рисунок 5 - Распределение генотипов двурядного и шестирядного озимого ячменя по длине главного колоса

4.2 Крупность, выравненность и однородность зерна озимого ячменя

Экономическая эффективность преимущества озимого ячменя целесообразна при наличии конкретных сортов, отвечающих требованиям, прежде всего, по крупности, выполненности, выравненности и химическому составу зерна. Проведены исследования по селективно значимым признакам размеров зерна и его генетической детерминированности по показателям натурная масса зерна, масса 1000 зерен, сход с сита 2,8, 2,5 и 2,2 мм. Натурная масса варьировала в зависимости от условий выращивания: для двурядных образцов - от 506 г/л до 651 г/л в урожае 2005 г.; от 450 г/л до 605 г/л - в более засушливом 2006 г.; от 578 г/л до 702 г/л - в 2007 г. По средним значениям 11 генотипов превысили значение 600 г/л. Стабильные генотипы по натурной массе отмечены как среди двурядных: ОЯ-51 (602-609 г/л); ОЯ-312 (600-621 г/л); ОЯ-325 (577-578 г/л); ОЯ-350 (574-576 г/л); ОЯ-625 (584-621 г/л); так и шестирядных форм: ОЯ-338 (581-604 г/л); ОЯ-346 (546-554 г/л); ОЯ-354 (602-646 г/л).

Изученный блок озимого ячменя характеризовался варьированием зерна по крупности от 54 до 95% со средним значением 76%, причем для двурядных форм от 63 до 95% со средним 81%, а для шестирядных - те же диапазоны изменчивости при среднем значении 71%. Генотипы ранжированы по содержанию каждой из фракций зерна, определяющих выравненность (2,8, 2,5 и 2,2 мм) и крупность от максимально соответствующего идеалу (с минимальным от него отклонением по интегральной оценке - SD) для двурядных и шестирядных форм ячменя. Образцы с самой высокой SD относятся к невыравненным: это ОЯ-567, ОЯ-313, ОЯ-306, ОЯ-568, ОЯ-51, ОЯ-95 среди двурядных и ОЯ-428, ОЯ-483, ОЯ-481, ОЯ-417, ОЯ-364, ОЯ-499 - среди шестирядных.

Масса 1000 зерен является также одной из важных характеристик размеров зерна. Как видно из данных таблицы 2, зерно двурядного ячменя стабильно крупное по годам: 42,9-60,8 г в урожае 2005 года, 43,8-61,0 г - 2006 г., 42,4 -58,0 г -2007 г.

Таблица 2 - Характеристика разнообразия СП-2 озимого ячменя по массе 1000 зерен (г) в зависимости от года репродукции и формы (двурядные и шестирядные)

Масса 1000 зерен

2R, г

№, генотип

6R, г

№, генотип

2005 год

min

42,9

563, 568

35,4

483, 445

max

60,8

138, 312

48,2

444, 364

среднее

51,0

40,6

2006 год

min

43,8

568, 563

36,1

483, 445

max

61,0

138, 312

48,6

444, 364

среднее

49,6

41,0

2007 год

min

42,4

293

34,0

428

max

58,0

312

47,0

331

среднее

49,6

40,4

Таким образом, усредненными оптимальными структурными элементами стабильного урожая на уровне 40-45 ц/га являются: формирование 600-700 продуктивных стеблей на 1 м2, 35-40 зерен - в колосе и массой 1000 зерен в пределах 40-60 г. Шестирядные формы, в целом, имеют более низкий уровень показателя: 35,4-48,2 г - в урожае 2005 г.; 36,1-48,6 г - в 2006 г.; 34,0-47,0 г - в 2007 г.

4.3 Характеристика разнообразия озимого ячменя по содержанию протеина

Содержание протеина в зерне озимого ячменя трех репродукций варьировало от 12,3% до 18,2% (рисунок 6).

Рисунок 6 - Дифференциация генотипов 2R и 6R озимого ячменя по содержанию протеина

Важно дифференцировать генотипы по содержанию протеина в пределах технологических классов использования зерна ячменя: 12-13% - пивоваренный; 15% и выше - кормовой; 13-15% - крупяной (Абугалиева А., 2005). Как видно, из рисунка 6, около 12% образцов шестирядных форм по содержанию протеина могут рассматриваться как перспективные для пивоварения, несомненно, в балансе с другими показателями. Около 40% двурядного и 30% шестирядного озимого ячменя СП-2 блока технологически рациональней использовать как кормовые (более 15% протеина).

4.4 Характеристика генотипов озимого ячменя по содержанию крахмала, амилозы и стабильности их формирования

По содержанию крахмала в зерне образцы озимого ячменя представлены размахом изменчивости от 50,2 до 56,3%. По данным дисперсионного анализа изменчивость показателя обусловлена влиянием генотипа на 48%, условиями выращивания - на 38% и взаимодействием генотип х среда - на 24%. В целом, в условиях 2005 г. отмечено высокое среднее содержание крахмала 54,3% с тенденцией понижения до 52,0% - в 2006 г. и 51,2% - в 2007 году (таблица 3).

Таблица 3 - Характеристика генотипов озимого ячменя блока СП-2 по содержанию крахмала и амилозы в зерне

Значения

Двурядный ячмень

Шестирядный ячмень

Содержание крахмала, %

генотип

Содержание крахмала, %

генотип

1

2

3

4

5

2005 год

min

52,7

ОЯ-325, ОЯ-228

53,3

ОЯ-445, ОЯ-444

max

55,9

ОЯ-425

56,3

ОЯ-345

ср.

54,3

-

54,6

-

2006 год

min

50,5

ОЯ-312, ОЯ-175, ОЯ-590

50,0

ОЯ-345

max

55,7

ОЯ-288

55,1

ОЯ-428

ср.

52,0

-

52,5

-

2007 год

min

50,2

ОЯ-175, ОЯ-95

50,9

ОЯ-416

max

54,6

ОЯ-305, ОЯ-312, ОЯ-679

54,9

ОЯ-444, ОЯ-445

ср.

51,2

-

51,3

-

Значения

Двурядный ячмень

Шестирядный ячмень

содержание амилозы, %

генотип

содержание амилозы, %

генотип

2005 год

min

12,7

ОЯ-51

12,5

ОЯ-346, ОЯ-743

max

19,7

ОЯ-625, ОЯ-630

20,3

ОЯ-499

ср.

15,7

-

15,7

-

2006 год

min

3,7

ОЯ-312

4,1

ОЯ-417, ОЯ-345,

ОЯ-338

max

13,9

ОЯ-625

12,7

ОЯ-747

ср.

8,9

-

8,4

-

2007 год

min

23,1

ОЯ-175,ОЯ-325

22,3

ОЯ-441

max

32,8

ОЯ-225

30,1

ОЯ-747

ср.

27,2

-

26,1

-

По содержанию амилозы (таблица 3) размах изменчивости между репродукциями был существенным: по средним значениям 15,7% - 8,9% -27,2%, соответственно, по годам - для двурядных форм и 15,7%-8,4%-26,1% - для шестирядных. Стабильно максимальное значение характерно для шестирядного образца ОЯ-747 и для двурядного - ОЯ-625. Стабильные генотипы по крахмалу отмечены как среди двурядных форм ОЯ - 225; ОЯ - 288; ОЯ - 293; ОЯ - 305; ОЯ-312; ОЯ - 583, так и шестирядных форм: ОЯ - 428; ОЯ - 484; ОЯ - 492 согласно наименьшему рангу во всех репродукциях.

4.5 Идентификация образцов озимого ячменя по составу гордеина

Проведена регистрация компонентного состава гордеина по , , и - компонентам. Образцы озимого ячменя характеризовались генотип специфичностью, имеющие близкое происхождение характеризовались идентичным спектром гордеина: номера ОЯ - 138 и ОЯ -140; ОЯ - 563, ОЯ- 567 и ОЯ - 568; ОЯ- 444 и ОЯ- 445; ОЯ -312 и ОЯ -313 и т.д.

Определена однородность и идентичность генотипов на основе анализа 3х репродукций озимого ячменя. Сортообразцы ранжированы на моно- и полиморфные при определении степени гетерогенности. Наиболее стабильной является -зона спектра гордеина. Изменения характерны чаще для , и -зон. Кластерный анализ определения степени сходства-различий между образцами в многомерной статистической системе признака «компонентный состав гордеина» позволил разделить образцы по кластерам.

4.6 Хозяйственно-ценные признаки и биологические свойства выделенных форм озимого ячменя

В конкурсном сортоиспытании озимого ячменя в урожае 2008 г. уровень урожайности варьировал от 33,5 до 48,5 ц/га, относительно стандартов Южно-Казахстанский 43 и Береке 54 - 34 ц/га и 44,5 ц/га, соответственно. Пять образцов превышали сорт-стандарт Береке 54, в т.ч. 48,5 ц/га - ОЯ-252; 47,5 ц/га - ОЯ-312; 45,0 ц/га - ОЯ-305; и ряд образцов соответствовали заданной урожайности 40-45ц/га: 43,0 ц/га - ОЯ-425; 41,5 ц/га - ОЯ-583; 41,0 ц/га - ОЯ-432; 40,0 ц/га - ОЯ-630. При этом отмечено комбинирование трех основных составляющих урожайность показателей: количество колосьев на м2, количество зерен в колосе и масса 1000 зерен.

Таким образом, образцы СП-2 озимого ячменя дифференцированы по продуктивности, выделены формы, отличающиеся скороспелостью, зимостойкостью, элементам продуктивности, выполненности, выравненности, крупности зерна. В урожае 2005-2007 гг. по комплексу признаков образцы ранжированы по максимальному их проявлению, оценены на стабильность формирования каждого признака, что послужило основанием для выделения форм озимого ячменя в двурядном и шестирядном варианте как источников конкретных признаков. Как перспективные для селекции обозначены около 15% образцов СП-2, стабильно формирующих крупное, однородное по размерам зерно как в пределах двурядных, так и шестирядных форм, и 8 генотипов со стабильно высокой натурой зерна (до 621 г/л) как среди двурядных: ОЯ-51, ОЯ-312, ОЯ-325, ОЯ-350, ОЯ-625, так и шестирядных форм (до 644 г/л): ОЯ-338, ОЯ-346, ОЯ-354.

На основании анализа структуры урожая озимого ячменя были выявлены его оптимальные элементы, в частности, при уровне стабильной урожайности зерна 40-45 ц/га их параметры должны быть: продуктивных стеблей на 1 м2 - 600-700 шт., число зерен в колосе - 35-40 шт., масса 1000 зерен - 40-60 г. В изученных генотипах озимого ячменя оптимальный продуктивный стеблестой (600-700 шт./м2) был выявлен у 25% шестирядных и 37% -двурядных форм. По результатам биохимического состава зерна выделено 15-17% коллекции как высокоамилозные, 17-25% - как низкопротеиновые, 23-46% - как высококрахмальные, перспективные для использования в пивоваренной промышленности. Определены 40% двурядного и 30% шестирядного озимого ячменя, которые можно использовать как кормовые с содержанием протеина более 15%. В урожае 2008 года в конкурсном сортоиспытании выделены образцы ОЯ-252, ОЯ-312, ОЯ-305, ОЯ-425, ОЯ-432, ОЯ-630 с урожайностью 48,5 ц/га, 47,5 ц/га, 45,0 ц/га, 43,0 ц/га, 41,0 ц/га, 40,0 ц/га.

5 Генетические ресурсы ярового ячменя

5.1 Изучение разнообразия ячменя НИО Казахстана Проанализирована информация по образцам ярового ячменя, находящимся на хранении и/или используемых в селекционных программах. Образцы ячменя НИО были различного эколого-географического происхождения. По типу развития ячмень распределился следующим образом (таблица 4), 75 % образцов относились к яровому типу развития.

Таблица 4 - Распределение ячменя НИО МСХ РК по типу развития

Тип развития

Количество образцов

Факультативный и озимый

910

Яровой

2759

Итого

3669

В результате системных работ по формированию, сбору, сравнительной оценке и анализу данных выделено около 900 образцов ячменя по биологическим свойствам, элементам продуктивности и качеству зерна. В основном это современные селекционные сорта и линии казахстанской селекции из 30 стран мира. Значительная часть коллекции представлена образцами Международного центра по сельскохозяйственным исследованиям в засушливых регионах - ИКАРДА. Выделены ценные генетические источники по различным направлениям селекции: продолжительности вегетационного периода, продуктивности, качеству зерна, устойчивости к болезням и т.д. В ботаническом отношении изучаемый материал представлен разнообразием, отнесенным к 5 ботаническим разновидностям: V.nutans, V.pallidum, V.medicum, V. ricotense, V. submedicum.

Коллекция была изучена (таблица 5) по 10 основным морфологическим, хозяйственным признакам, технологическим параметрам.

Таблица 5 - Диапазон изменчивости признаков образцов коллекции ярового ячменя

Признаки

Значение признака

Среднее значение

минимум

максимум

Вегетационный период, дней

63

107

83,13

Высота растений, см

31,0

115,0

69,96

Число колосьев на 1 кв.м., шт.

400

882,0

416,6

Длина последнего междоузлия, см

0

34,3

3,98

Длина колоса, см

3,0

19,0

8,33

Число зерен в колосе, шт.

12,0

96,0

28,54

Масса 1000 зерен, г

26,4

59,0

42,13

Урожайность, ц/га

18,2

111,0

47,7

Содержание белка в зерне, %

9,8

19,9

14,66

Содержание крахмала в зерне, %

31,0

68,0

55,95

Раннеспелые сорта представлены, в основном, образцами отечественной селекции, ИКАРДА, Мексики, Украины, Сирии, Турции. Образцы казахстанской селекции составляли около 6% изученной коллекции. Они представляют интерес для селекции сортов для южных регионов возделывания ячменя (Шымкентская, Кызыл-Ординская области).

Одним из определяющих показателей сорта ячменя является высота растений. Данный признак контролируется малым числом генов и представляет интерес для генетиков и селекционеров. Изучено разнообразие коллекции ярового ячменя по этому показателю (таблица 6).

Разброс значений признака «высота растений» составлял от 31 до 115 см при среднем значении 69,96 см. Изучаемая коллекция была представлена в равной мере, в основном, тремя группами: очень низкими, низкорослыми, средненизкими: 23,94, 28,33 и 26,98 %, соответственно.

Таблица 6 - Распределение образцов коллекции ярового ячменя по высоте растений

Высота растений

Распределение

Градация

см

Количество образцов

%

Карликовые

< 41

7

0,79

Очень низкие

41-60

212

23.94

Низкорослые

61-70

251

28,33

Средненизкие

71-80

239

26,98

Среднерослые

81-95

155

 ...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены