Совершенствование техники отбора и создание адаптивного исходного селекционного материала сахарной свёклы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНИКИ ОТБОРА И СОЗДАНИЕ АДАПТИВНОГО ИСХОДНОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА САХАРНОЙ СВЁКЛЫ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство

Мищенко Владимир Николаевич

Рамонь - 2010

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Кубанская селекционно-семеноводческая станция сахарной свёклы» Россельхозакадемии (до 2009 г. Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара),

за период 1995-2010 годы.

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Логвинов Виктор Алексеевич

ГНУ «Кубанская селекционно-семеноводческая

станция сахарной свёклы Россельхозакадемии»

Официальные аппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Ошевнев Валерий Павлович

ГНУ»Всероссийский НИИ сахарной свёклы

им. А.Л. Мазлумова»

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Павлюк Николай Трофимович

ФГОУ ВПО «Воронежский ГАУ им. К.Д. Глинки»

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Кубанский Государственный аграрный университет»

Защита состоится «28» января 2011 г в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 006.065.01 при Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы им. А.Л. Мазлумова» по адресу: 396030, Воронежская область, Рамонский район, п. ВНИИСС, д. 84; тел./факс (47340) 2-19-93; E-mail: vniiss@mail.ru

Приглашаем Вас принять участие в заседании совета или прислать отзыв на автореферат в двух экземплярах, подписанный и заверенный печатью учреждения, по указанному выше адресу на имя ученого секретаря совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИСС.

Автореферат разослан и размещён на официальном сайте ГНУ ВНИИСС www.gnuvniiss.narod.ru «27» декабря 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

кандидат сельскохозяйственных наук Путилина Л.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем в селекции сахарной свёклы является создание новых гибридов, обладающих адаптивным комплексом биолого-хозяйственных признаков, способных реализовывать заложенный в них генетический потенциал в неблагоприятных погодных условиях, складывающихся в отдельные годы, с минимальным снижением продуктивности растений. На современном этапе прогресс в селекции сахарной свеклы невозможен без использования новых приемов и методов создания исходного селекционного материала, устойчивого к неблагоприятным условиям среды (Корниенко, 2007). Растения, которые кажутся типичными в обычных условиях, могут нести дефекты генотипа, проявляющиеся при стрессовых воздействиях (Кириченко, 1963). Разными авторами проводились исследования и предлагались те или иные модификации диагностики сравнительной устойчивости сортов зерновых культур по прорастанию семян (Удовенко, Гончарова, 1982). Литературные сведения по оценке устойчивости форм сахарной свеклы с помощью проращивания семян носят отрывочный характер (Шевченко, 1950; Логвинов, 1982). Среди важнейших факторов внешней среды большое влияние на все жизненные процессы растений сахарной свеклы оказывает температура. Растения сахарной свёклы имеют определенные температурные границы, ниже и выше которых их жизненные функции подавляются (Коровин, 1972; Шпаар, 2004; Вострухин, 2005). Известно, что гербициды, применяемые на свекловичных плантациях, оказывают существенное негативное влияние на всхожесть семян, рост и развитие растений сахарной свеклы, что приводит к снижению их продуктивности (Деева, Дворянкин, 1981).

Разработка новых подходов к созданию исходного селекционного материала, а также совершенствование методов получения новых гибридов, устойчивых к неблагоприятным факторам внешней среды, совмещающих хозяйственно полезные свойства, являются актуальными направлениями исследований.

Цель и задачи исследований. Создать исходный селекционный материал для формирования гетерозисных гибридов сахарной свеклы, адаптированных к условиям Северо-Кавказского региона. Для достижения поставленной цели предусмотрено решение следующих задач:

1. Установить характер изменчивости признаков стерильности и раздельноплодности при создании линий-закрепителей стерильности и их МС-аналогов; селекционный гетерозисный гибрид свекла

2. Создать и изучить линии сахарной свеклы различной плодности и степени инцухта по комбинационной способности и установить характер изменчивости признаков;

3. Изучить реакцию различных генотипов сахарной свёклы на воздействие стрессовых факторов (гербициды, холод) и создать линии, устойчивые к неблагоприятным условиям внешней среды;

4. Создать новые гибриды сахарной свёклы, обладающие комплексом хозяйственно-ценных признаков, с устойчивостью к абиотическим стрессорам.

Научная новизна исследований. Установлено, что повышение уровня признака стерильности осуществляется путем насыщающих парных скрещиваний МС формы с линией О-типа. Парные скрещивания позволяют получить высокий уровень стерильности (до 99,8%) и раздельноплодности (100%) в процессе создания новых линий закрепителей стерильности и их стерильных аналогов.

При увеличении поколения инбридинга до I₆, как в условиях высокогорья, так и на равнине наблюдается постепенное накопление самосовместимых форм сахарной свеклы, что способствует созданию новых самофертильных линий обладающих комплексом хозяйственно-ценных признаков.

Установлено, что комбинационная способность линий сахарной свёклы определяется главным образом аддитивным взаимодействием генов, что подтверждается проявлением эффекта гетерозиса в большей степени по урожайности, чем по сахаристости.

Впервые выявлено, что в качестве провокационного фона для тестирования селекционных материалов сахарной свёклы в лабораторных условиях на устойчивость к гербицидам бетанальной группы и отбора устойчивых форм, целесообразно использовать водный раствор гербицида Бурефен ФД - 11 с концентрацией 5 мл/л. Установлено, что растения сахарной свёклы в оптимальных условиях прорастания имеют близкие параметры по длине ростков и всхожести семян, в стрессовых условиях они имеют контрастные показатели. Фон проращивания семян с температурой +9^оС может применяться в качестве дифференцирующего при отборе холодовыносливых генотипов. Оригинальные экспериментальные данные послужили основами для разработки методов отбора генотипов, устойчивых к гербицидам бетанальной группы и пониженным температурам.

Практическая значимость работы. Созданные новые линии закрепители стерильности 4936, 7994, 12122 с высоким уровнем раздельноплодности и закрепительной способности и сростноплодные самофертильные линии - опылители (5050, 5063, 4977, 10632), полученные методом инбридинга, обладающие различными хозяйственно-ценными признаками, использованы в селекционном процессе при создании гетерозисных гибридов.

Методики по тестированию и отбору селекционных материалов на ранних этапах онтогенеза с использованием стресс фонов, применены в селекционном процессе. На их основе созданы новые линии сахарной свёклы СКЛ 5063П96 ОП, СКЛ 10632 ОП, СКЛ 5121 ОП, СКЛ 4936 ОТ, СКЛ 12122 ОТ, СКМС 4935, СКМС 12169, характеризующиеся повышенной устойчивостью к стрессовым условиям внешней среды, которые использованы при формировании новых МС гибридов сахарной свеклы.

Успешно прошедшие Государственное сортоиспытание и включенные в Государственный реестр селекционных достижений РФ новые гибриды сахарной свёклы Кубанский МС 81 (А.с. № 30029), Кубанский МС 90 (А.с. № 40944), Кубанский МС 91 (А.с. № 45370), Кубанский МС 92 (А.с. № 45371) и Кубанский МС 95 (А.с. № 44869), используются в свеклосахарном производстве Северо-Кавказского региона. Суммарный экономический эффект от внедрения новых гибридов Кубанский МС 91, Кубанский МС 92, Кубанский МС 95 составляет соответственно: 975 руб./га, 1725 руб./га, 6927 руб./га.

В 2008 году переданы в Государственное испытание новые гибриды сахарной свеклы Успех, Кулон, Вектор, обладающие адаптивными свойствами к холодовому и гербицидному стрессам.

Положения, выносимые на защиту:

1. Создание новых линий сахарной свеклы, обладающих высоким уровнем проявления и наследования признаков раздельноплодности, мужской стерильности и закрепительной способности.

2. Оценка общей и специфической комбинационной способности линий сахарной свёклы для создания новых МС гибридов, адаптированных к условиям региона возделывания.

3. Научное обоснование и реализация метода отбора биотипов сахарной свёклы в условиях гербицидного стресса и низких положительных температур, обеспечивающих создание устойчивых исходных материалов.

4. Создание новых высокопродуктивных гибридов сахарной свёклы, обладающих комплексом хозяйственно-ценных признаков.

Апробация работы. Основные результаты исследований ежегодно докладывались на заседаниях ученого совета ГНУ СКНИИССиС и Кубанской селекционно-семеноводческой станции сахарной свеклы Россельхозакадемии (2006-2010 гг.), Всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых в Кубанском Государственном аграрном университете (Краснодар, 2008, 2009 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ в журнале «Сахарная свёкла», рекомендованном ВАК, получено 5 авторских свидетельств на гибриды сахарной свеклы и 2 патента на селекционные достижения.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 разделов, выводов и предложений по практическому использованию результатов исследований. Экспериментальная часть включает в себя 5 подразделов, результаты исследований представлены 25 таблицами, 7 рисунками, приведены схемы селекционной работы по созданию линий опылителей и гетерозисных гибридов на линейной основе с использованием цитоплазматической мужской стерильности. Диссертация изложена на 116 страницах компьютерного текста. Использованы 153 литературных источника, в том числе 33 источника зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия, исходный материал и методика проведения исследований

Экспериментальная часть выполнена на базе ГНУ «Кубанская селекционно-семеноводческая станция сахарной свеклы» Россельхозакадемии (до 2009 года Северо-Кавказский НИИ сахарной свеклы и сахара), которая расположена в г. Гулькевичи Краснодарского края в период с 1995 по 2010 годы.

Исследования выполнены в рамках программы исследований Российской академии сельскохозяйственных наук по заданию: 10.02.04.01. «Разработать и усовершенствовать методы селекции и научные основы систем создания, размножения и возделывания новых высокопродуктивных гибридов раздельноплодной сахарной свеклы. Создать и испытать высокопродуктивные гибриды раздельноплодной сахарной свеклы с повышенными технологическими качествами, превышающие коммерческие гибриды по сбору сахара на 0,4 т/га и выше, обладающие комплексной устойчивостью».

Опыты со свеклой первого и второго года жизни закладывались на полях ФГУП «Гулькевичское», расположенных в северной части Гулькевичского района, на верхней террасе реки Кубань.

Преобладающими почвами являются слабовыщелоченные малогумусные черноземы. Глубина гумусовых горизонтов достигает 110-125 см с содержанием гумуса в пахотном слое 2,8-3,5 %. Обеспеченность почв подвижными формами питания высокая. Климат - умеренно континентальный, вегетационный период - 220-230 дней. Специфическими погодными факторами являются: изобилие солнечной инсоляции, обуславливающее сильный перегрев почвы, высокая температура воздуха, крайняя неравномерность распределения осадков, частые и порой длительные суховеи.

Часть опытов по созданию линий сахарной свеклы проводили на высокогорном участке Тебердинского заповедника. Почва - бурая лесная. Климат Тебердинского заповедника - умеренно континентальный. Специфическими погодными факторами являются изобилие солнечной инсоляции, значительное количество осадков, пониженные температуры в ночные часы летних месяцев.

Исходным материалом служили диплоидные раздельноплодные МС линии, линии - закрепители стерильности О-типа, сростноплодные линии-опылители, сорта, популяции из коллекции СКНИИССиС, а также популяции из Японии, США, Германии, полученные через ВИР.

Гибридизацию проводили на пространственно-изолированных участках, а также под групповыми бязевыми изоляторами. Самоопыление проводили под индивидуальными бязевыми изоляторами, начиная с 3-4-го поколения, инбридинг чередовали с размножением по типу сибсов.

При определении типов стерильности пыльцы пользовались классификацией Оуэна (Owen, 1942). Фертильность и жизнеспособность пыльцы определяли согласно рекомендациям Г.И. Ярмолюк и Э.И. Ширяевой (1982), всхожесть семян определяли по ГОСТу 22617.0 -77 - 22617.4 -77.

Для оценки комбинационной способности фертильных и стерильных форм проводили скрещивания по типу топкросс с использованием нескольких МС тестеров. При скрещивании линейных материалов с МС тестерами несколько стерильных линий высаживались на одном участке с фертильной линией-опылителем в соотношении стерильной и фертильной форм 4:1. Для анализа комбинационной способности пользовались методикой, предложенной Г.В. Подкуйченко, согласно шкале комбинационной способности линий. Оценка по шкале комбинационной способности подтверждена математическим методом оценки эффектов комбинационной способности по Гриффингу - Савченко (Подкуйченко, 1969).

Оценку родительских компонентов и их гибридов по продуктивности корнеплодов и устойчивости к церкоспорозу осуществляли в конкурсном сортоиспытании на трех рядковых делянках площадью 13,5 мІ в 6-кратной повторности с рендомизированным размещением вариантов.

Содержание сахара в корнеплодах определяли методом холодной дигестии на автоматической линии «Венема». Степень завязывания плодов определяли по методическим рекомендациям З.С. Слюсаренко и С.Т. Бережко (1976), поражение церкоспорозом - по методике В.Н. Шевченко (1973).

Оценку селекционных материалов на воздействие стресс-факторов проводили в лабораторных и полевых условиях с диплоидными односемянными и многосемянными формами сахарной свеклы с использованием различных стресс-фонов. За основу была взята методика Г.В. Удовенко, Э.А. Гончаровой (1982), апробированная на семенах злаковых культур. Изучали действие водных растворов широко применяемых гербицидов Дуал Голд и Бурефен ФД - 11 в концентрациях 3; 5 и 8 мл/л. Для оценки генотипически обусловленной холодоустойчивости использовали способ проращивания семян разных форм сахарной свёклы в шкафах-термостатах при температуре +6єС, +9єС. Контролем служили варианты проращивания на дистиллированной воде при температуре + 22єС.

Результаты экспериментальных данных по продуктивности линий и гибридов обрабатывались методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1979) и П.Ф. Рокицкому (1973). Степень изменчивости признаков (показателей) определяли с помощью коэффициента вариации (V). Изменчивость считали незначительной, если V < 10%, средней - V = 10 - 20% и высокой - V >20%.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Создание закрепителей стерильности и их стерильных аналогов

Селекционная работа по созданию линий сахарной свеклы с мужской стерильностью на первом этапе осуществлялась с помощью контролируемых парных скрещиваний линий, обладающих цитоплазматической мужской стерильностью, с раздельноплодными самофертильными линиями - кандидатами в закрепители стерильности под изоляторами. При получении новых линий опылителей О-типа эффективным методом является гибридизация раздельноплодных фертильных линий и выделение новых трансгрессивных форм в последующих репродукциях.

Первоначально в качестве кандидатов в опылители О-типа были использованы инбредные линии, выделенные из сортовых популяций, материалы поляриметрических отборов и простые гибриды односемянных растений сахарной свёклы с фертильной пыльцой из раздельноплодных сортов сахарной свёклы Янаш, Ялтушковская односемянная, Северо-Кавказская односемянная - 42. Источниками ЦМС служили ранее созданная мужскостерильная линия с селекционным номером 4935, а также иностранные материалы (БНР, ВНР, ГДР и др.).

В 1998 году по результатам поляриметрического анализа были отобраны родоначальники - кандидаты в закрепители стерильности. Все кандидаты в закрепители стерильности были высажены для самоопыления на участке индивидуальных изоляторов, где проводились браковки по признаку раздельноплодности. В дальнейшую селекционную проработку отбирались особи с раздельноплодностью, близкой к 100%, которые высаживались для парных скрещиваний по схеме (беккросс) с линиями источниками ЦМС для оценки закрепительной способности.

Результаты изучения наследования признака мужской стерильности представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Наследование признака мужской стерильности при создании стерильных аналогов у сахарной свёклы (1999 - 2000 г.)

Анализ таблицы показывает, что на практике не наблюдалось 100% закрепление стерильности. Это можно объяснить присутствием среди МС форм гетерозиготных особей с генотипом (SXxzz, SxxZz, SXXzz, SxxZZ), которые удаляются в процессе браковок. Лучшими номерами оказались 4936(18); 4936(16); 7994(76); 7994(74). Таким образом, в последующих поколениях беккроссов при надлежащих браковках по признаку стерильности можно добиться 96-99,8% стерильности МС форм и высокого уровня раздельноплодности (95-100%) (табл. 2).

Таблица 2 - Показатели стерильности и раздельноплодности селекционных материалов в различных поколениях беккроссов в 2002-2004 годах

Полученные в процессе исследований результаты позволяют сделать заключение:

- наследование признака стерильности происходит согласно схеме дигибридного расщепления, предложенной Оуэном;

- в процессе осуществления насыщающих скрещиваний линий - закрепителей стерильности с МС формами и отбора по признаку стерильности, происходит повышение уровня данного признака;

- парные скрещивания позволяют получить высокий уровень стерильности и раздельноплодности в процессе создания линий закрепителей стерильности и их МС аналогов.

За ряд лет нами были созданы раздельноплодные, комбинационно способные линии сахарной свеклы, обладающие признаком ЦМС с каталожными номерами (4935х4936 (16); 4935х7994 (76); 12173), которые были использованы в качестве материнской формы в гибридах сахарной свеклы Кубанский МС 91, Кубанский МС 92, Кубанский МС 95.

Создание сростноплодных линий опылителей методом инбридинга

Важной работой при создании гетерозисных гибридов сахарной свёклы являются получение отцовского компонента - опылителя и подбор пар скрещивания. В качестве опылителей при создании таких гибридов используются многосемянные, диплоидные самоопыленные линии.

При создании самоопыленных линий сахарной свеклы селекционер сталкивается с определенными трудностями. Самофертильные растения в исходных популяциях обычно встречаются в небольших количествах (Рыбак, 1979; Балков, 1990).

Одним из методов создания самофертильных линий сахарной свёклы является инбридинг в условиях высокогорья, где в летнее время сохраняется невысокая температура воздуха (Малецкий, Денисова, Лутков, 1970; Денисова, 1973; Знаменская, 1985; Логвинов, Волгин, Логвинова, Нуждина, 1987; Логвинов, Красильников, Волгин, Логвинова, Кудрявцева, 1993).

Для характеристики изменчивости по признаку самофертильности растения делили на классы в зависимости от числа плодов, завязавшихся под изоляторами. Выделяли 5 классов: 0-самонесовместимые растения, 1 - особи, завязавшие от 1 до 150 плодов; 2 - от 151 до 300; 3 - от 301 до 500; 4 - 501 и более плодов.

В результате проведенных исследований было установлено, что на высокогорном и на равнинном участках завязываемость плодов была соответственно 88,3% и 81,5% растений. Разница по признаку самосовместимости на высокогорном и на равнинном участках была сравнительно небольшая - 6,8 %, однако растений, завязавших 501 и более плодов на высокогорном участке было в 2 раза больше и составило 31,4 % при 15,2 % на равнинном. Поскольку уровень освещенности на участках был почти одинаковым, высокая степень завязываемости плодов на высокогорном участке обусловлена более низкой (на 8-10є С) температурой воздуха. Модифицирующее действие пониженных температур в период бутонизации - цветения в условиях высокогорья способствовало большему завязыванию плодов, облегчало и ускоряло работу по отбору самосовместимых биотипов.

Отдельным опытом в исследовании самосовместимости сахарной свёклы в процессе инбридинга было изучение влияния кратности инбридинга и отбора на завязываемость плодов.

В результате изучения установлено, что при увеличении поколений инбридинга наблюдалось постепенное накопление самосовместимых форм, способных завязывать в процессе самоопыления большое количество плодов. У растений первого поколения инбридинга число биотипов, завязавших плоды в классе от 0 до 100 шт., составило 73,2%, биотипов с высокой завязываемостью (более 750 шт.) не было. В последующих поколениях инбридинга отмечено уменьшение числа растений с низкой завязываемостью и возрастание числа биотипов с высокой завязываемостью. Так, в шестом поколении инбридинга число биотипов, завязавших от 0 до 100 плодов, составило всего лишь 10,6 %, в класс с завязываемостью более 750 шт. попало 24,4 % растений (табл. 3).

Первоначально отбор родоначальников проводили в коллекционных питомниках по комплексу хозяйственно-ценных признаков. По результатам индивидуальной поляризации отбирали корнеплоды-педигри, сочетающие в себе высокую массу корнеплода, с высокой сахаристостью.

Таблица 3 - Завязываемость плодов при самоопылении растений сахарной свёклы разных поколений инбидинга, (1996-1999 гг.)

Все отобранные корнеплоды подвергались многократному инбридингу и дальнейшей оценке потомств по ряду хозяйственно-ценных признаков (сахаристость, урожайность, устойчивость к церкоспорозу, семенная продуктивность, самосовместимость и др.). Учитывая сложность поддержания самоопылённых линий сахарной свёклы, начиная с третьего поколения, самоопыление чередовали с сибсовым размножением под групповыми бязевыми изоляторами.

Среди линий - опылителей выделились линии с селекционными номерами 5063 П96 (61), 5121 П96 (99), 5121, 5063. Данные линии сочетают в себе высокую сахаристость и массу корнеплода. Линии с селекционными номерами 8949 и 5050 выделились как высокосахаристые. Высокой устойчивостью к церкоспорозу обладали линии 5050, 4750, 4977, 5121П96/99 (табл. 4).

Таблица 4 - Основные характеристики линий-опылителей сахарной свёклы по результатам конкурсного испытания и поляризационного анализа в 2004-2005 годах

За годы исследований были созданы сростноплодные самофертильные линии-опылители, обладающие различными морфо-биологическими признаками (сахаристость, урожайность, устойчивость к церкоспорозу, холодовому и гербицидному стрессу). Наиболее ценные из них линии с селекционными номерами СКЛ 8949; СКЛ 4738 П96; СКЛ 5121П96(99); СКЛ 4750; СКЛ5050 используются в качестве опылителя в гибридах Кубанский МС 91, Кубанский МС 92, Успех, Вектор.

Оценка самоопыленных линий на комбинационную способность

Ряд исследователей (Зосимович, 1960; Зайковская, 1960; Неговский, Макогон, 1963; Семененко, 1966; Балков, 1966 и др.) считают, что наиболее прогрессивным методом оценки комбинационной способности линий является топкросс, при котором в качестве тестера используются несколько МС форм. Многотестерный метод позволяет точнее определить комбинационную способность линий сахарной свёклы и одновременно выявить возможность применения фертильных компонентов скрещивания в качестве опылителей.

В процессе исследований было установлено, что изучаемые гибриды имели существенные различия по признакам урожайности и сахаристости, эффект гетерозиса в большей степени наблюдался по урожайности чем по сахаристости. Высокие показатели ОКС по урожайности были отмечены у линий с каталожными номерами СКЛ 5121 П96 и СКЛ 4950, 6 линий из 13 обладали хорошей комбинационной способностью. Остальные линии показали низкую комбинационную способность по признаку урожайности (табл. 5).

Таблица 5 - Урожайность корнеплодов (т/га) гибридов от пробных скрещиваний 13 линий опылителей с 4 МС-тестерами по данным конкурсного сортоиспытания в 2006 году

Урожайность стандарта (Кубанский МС 74) - 40,9 т/га.

По показателям ОКС по признаку сахаристости из 13 изучаемых линий опылителей всего лишь 4 имели среднюю ОКС (4950, 19965, 10182, 9855). Остальные линии проявили низкую комбинационную способность по данному признаку (табл. 6).

Таблица 6 - Сахаристость гибридов от пробных скрещиваний между 13 линиями опылителями и 4 МС тестерами по данным конкурсного сортоиспытания в 2006 году

Сахаристость стандарта (Кубанский МС 74) - 17,1 %.

Анализируя результаты изучения общей комбинационной способности МС линий, используемых в качестве тестеров, можно отметить, что ОКС по урожайности МС линий имела более низкие показатели, чем общая комбинационная способность линий - опылителей. Так, из четырех изучаемых в опыте МС форм две (СКМС 12171, СКМС 12173) показали хорошую, а две (СКМС 4935, СКМС 4935х7994) - среднюю комбинационную способность по урожайности корнеплодов.

По сахаристости две линии (СКМС 12171, СКМС 12173) показали среднюю, а две (СКМС 4935, СКМС 4935х7994) - низкую комбинационную способность.

По оценке эффектов ОКС линий - опылителей наибольшей селекционной ценностью обладают линии с селекционными номерами СКЛ 5121 П96 (99), СКЛ 4950, СКЛ 5063 П96, СКЛ 8949 П98, СКЛ 9855, среди стерильных форм - линии СКМС12171и СКМС 12173.

Изучение реакции гибридов и линий сахарной свёклы на воздействие стресс - агентами и отбор устойчивых форм

Для изучения реакции гибридов и линий сахарной свеклы на стрессовые условия среды в качестве стресс - агентов нами были выбраны растворы применяемых на сахарной свекле гербицидов, а также низкие положительные температуры.

Анализ проведенных исследований показал, что гербициды Дуал Голд и Бурефен ФД-11 неодинаково снижали всхожесть и длину проростков. Под влиянием гербицида Дуал Голд снижение всхожести у изучаемых гибридов было незначительное. Всхожесть в среднем по гибридам на различных концентрациях гербицида составила соответственно 96%; 94% и 93% к контролю. Коэффициент вариации признака по гибридам при разных концентрациях изменялся в пределах 10-11%, что подтверждает низкую вариабельность признака. Длина ростка резко снижалась и составила 30 - 32 % от контроля. Вариабельность признака по длине ростка по гибридам также оказалась низкой в пределах 7,5-8,4 %.

Под действием гербицида Бурефен ФД-11 отмечалось более контрастное снижение всхожести и длины ростка у всех гибридов сахарной свеклы. С увеличением концентрации гербицида Бурефен ФД-11 всхожесть у гибридов снижалась и составила соответственно 89%, 71% и 55% по сравнению с контролем. Длина ростка с увеличением концентрации гербицида также значительно снижалась и составила соответственно 21%, 8% и 5% в сравнении с контролем. Вариабельность признака всхожести и длины ростка среди изучаемых гибридов существенно изменялась и оказалась самой высокой на варианте с концентрацией гербицида Бурефен ФД-11 5 мл/л. Коэффициент вариации по всхожести составил 25,1%, по длине ростка - 43,0 %, что указывает на высокую вариабельность изучаемых признаков у исследуемых материалов сахарной свеклы.

Следующим этапом исследований было изучение реакции родительских форм гибридов на гербицидный стресс в процессе проращивания семян.

При тестировании родительских форм гибридов сахарной свеклы был отмечен аналогичный с гибридами характер снижения показателей всхожести и длины ростка. Коэффициент вариации по всхожести составил 25%, по длине ростка - 22%, что подтверждает значительную вариабельность изучаемых признаков. Меньшее снижение всхожести наблюдалось у МС формы 4935х7994, у закрепителя стерильности 12122, у опылителя 5063 и составило соответственно 61%, 65% и 72% по отношению к контролю. Снижение длины ростка было меньшим у этих же материалов (МС 4935х7994 - 33%, От 12122 - 31%, Оп 5063 - 26%) (табл.7). Отобранные проростки переносили в горшки или в грунт для получения корнеплодов - штеклингов и в дальнейшем семян.

Дальнейшие исследования состояли в изучении реакции потомств отборов на воздействие гербицида Бурефен ФД-11.

Полученные результаты показывают, что после цикла отбора на фоне гербицида Бурефен ФД-11 все селекционные материалы существенно превышали контроль по признаку всхожести, которая колебалась в пределах 35 - 68% (контроль 24 - 46%) (рис.1).

Таблица 7 - Реакция родительских форм сахарной свеклы в процессе проращивания семян в условиях гербицидного стресс - фона в 2008 году

Рис. 1. Влияние отбора в растворе гербицида Бурефен ФД-11 на всхожесть семян

По длине ростка наблюдалась различная реакция селекционных материалов на воздействие раствором гербицида Бурефен ФД - 11. Линия с каталожным номером 12173 после цикла отбора имела существенное превышение по длине ростка по отношению к контролю. Так, длина ростка у этой линии составила 3,5 мм на контроле (без отбора) и 6,5 мм на варианте после отбора на фоне гербицида (НСР05 = 2,3 мм). По остальным селекционным материалам между контролем и материалами, прошедшими цикл отбора в растворе гербицида Бурефен ФД - 11 существенных отличий не наблюдалось (табл. 8).

Таблица 8 - Результаты проращивания семян селекционных материалов сахарной свеклы, прошедших цикл отбора на растворе гербицида Бурефен ФД-11 (5 мл/л) в 2009 году

Проведенные исследования позволяют утверждать, что в качестве провокационного фона для тестирования селекционных материалов сахарной свеклы на устойчивость к гербицидам бетанальной группы и отбора устойчивых форм, целесообразно использовать водный раствор гербицида Бурефен ФД - 11 с концентрацией 5 мл/л.

При изучении влияния холодового стресса установлено, что реакция гибридов сахарной свёклы на воздействие низкими положительными температурами +6^оС и +9^оС в процессе проращивания семян была различной. С понижением температуры всхожесть семян снижалась у всех гибридов, но в различной степени. В среднем по гибридам снижение всхожести по отношению к контролю составило 30% при +9єС и 41% при +6єС. С понижением температуры изменялась и вариабельность признака всхожести по гибридам. Так, коэффициент вариации всхожести составил 4% на контроле, 19% при +9єС и 31% при +6єС (табл. 9). Коэффициент вариации признака длины ростка изменялся в меньших пределах, чем коэффициент вариации всхожести и составил 12% на контроле, 18% при температуре +9єС и 16% при +6єС.

Таблица 9 - Влияние температуры на всхожесть и длину проростков гибридов сахарной свёклы в 2008-2009 годах

Реакция родительских форм гибридов на проращивание при температуре +9^оС была различной. Меньшее снижение всхожести семян и длины ростков наблюдалось у сростноплодных линий-опылителей, всхожесть составила 72%, а длина проростка 58% по отношению к контролю. Средние значения этих признаков были отмечены у МС форм, всхожесть и длина проростка составили соответственно 70% и 50%. Более всех на низкую температуру реагировали раздельноплодные линии - закрепители стерильности О-типа, показатели всхожести и длины ростка у этих форм составили 59% и 43% соответственно (табл. 10).

Отобранные на холодовом фоне ростки родительских форм гибридов помещали в вазоны для получения корнеплодов-штеклингов, а затем выращивали на экспериментальном участке в условиях индивидуальной изоляции с целью получения семян для изучения реакции на холодовой стресс потомств отборов. Исследования показали, ч...