Анализ комбинационной способности генотипов ячменя по хозяйственно-ценным признакам в двух экологических зонах Казахстана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ комбинационной способности генотипов ячменя по хозяйственно-ценным признакам в двух экологических зонах Казахстана

Тохетова Л.А.,

Шермагамбетов К.,

Кужамбердиева С.Ж.,

Абжалелов Б.Б.

Успешное решение селекционных задач требует, наряду с изучением наследуемости в широком смысле, характера наследования признаков, более детальных знаний генных взаимодействий и, особенно, комбинационной способности - самого надежного критерия оценки ценности родительских форм. Очень важно из разнообразного исходного материала выделить формы, не только сочетающие ценный комплекс признаков, но и обладающие свойством передавать его потомству, какие комбинации скрещивания приведут к образованию желаемых трансгрессий. Одним из таких методов топкроссного анализа, позволяющих оценить генетические свойства сортов является определение комбинационной способности, которая позволяет исследователю предвидеть результаты будущих скрещиваний и сконцентрировать внимание на перспективном материале, избегая при этом ненужных затрат времени и средств на повторное получение и испытание гибридов, не имеющих практической ценности [1- 4].

Исследования проводились в двух контрастных по природно-климатическим условиям зонах Казахстана: - рисовые системы Кызылординской области (ОХ «Караултюбинское», Казахский НИИ рисоводства); - предгорная зона Алматинской области (поливная зона, ОПХ «Каскеленское», Казахский НИИ земледелия и растениеводства). Климат Кызылординской области резкоконтинентальный, жаркое сухое лето и холодная, с неустойчивым снежным покровом зима. Средняя годовая температура воздуха 9, 8⁰С. Климат области очень засушливый. Средняя годовая сумма осадков - 129 мм. В отдельные сухие годы их может выпасть всего 40-70 мм. Почва опытного участка - лугово-болотная, типичная для рисовых севооборотов области. Отличается низким содержанием гумуса до 1 %, и высоким значением плотного остатка - 0, 88 %. Засоление хлоридно-сульфатное.

Климатические условия предгорной зоны Алматинской области характеризуются холодной зимой, жарким и сухим летом, теплой и сухой осенью. Средняя температура воздуха 7, 6⁰С. Средняя годовая сумма осадков - 414 мм. Почвенный покров представлен светло-каштановыми почвами. Содержание гумуса достигает до 3 %.

Методом топкросса по гибридам F1 изучена общая и специфическая комбинационная способность 4 сортообразцов ячменя: 5-9 (WI2291*2/WI2269); 5-7 (WI2291/Roho/WI2269) (ICARDA (Сирия)); Би-16, Би-17 (Иран), использованных в качестве материнских форм. В качестве тестеров - сорта Донецкий 8, Одесский 100 (Украина), Сауле (Казахстан). Основными критериями подбора материнских форм были скороспелость, низкорослость; отцовских - высокая озерненность, крупность зерна, высокорослость. Анализ комбинационной способности проводили методом Савченко В.К. [5]. Изменчивость оценок комбинационной способности под влиянием средовых факторов оценивали по методике Тарутиной А.И. и Хотылевой Л.В. [6].

В детерминации изученных признаков участвовали аддитивные (ОКС) и неаддитивные эффекты (СКС), а превалирование тех или иных типов генных взаимодействий зависело от условий выращивания. Независимо от мест выращивания в детерминации таких признаков как высота растений, длина колоса, число зерен в колосе, массы зерна с колоса, продуктивной кустистости превалировали аддитивные эффекты (таблица 1). А в проявлении признака «масса 1000 зерен» в условиях рисовой системы Кызылординской области основное влияние оказывали неаллельные эффекты генов, в отличие от условий предгорной зоны Алматинской области. Если, в условиях Кызылординской области по длине вегетационного периода аллельные эффекты генов превышали неаллельные, то в предгорной зоне Алматинской области этот признак равнозначно контролировался как аддитивными, так и неаддитивными генными взаимодействиями.

Доля аддитивных эффектов генов родительских форм также зависела от влияния среды. В отличие от предгорной зоны Алматинской области, в условиях рисовых систем Приаралья по высоте растений, длине колоса средние квадраты ОКС материнских линий превосходили значения ОКС тестеров, уступив при этом по СКС. Число зерен в колосе, масса 1000 зерен, масса зерна с колоса, длина вегетационного периода в обеих зонах в основном определялись аддитивными генами отцовских форм, однако, в условиях рисовых систем наблюдалось его некоторое уменьшение. Зоны выращивания оказали существенное влияние на проявление специфической комбинационной способности массы 1000 зерен и длины вегетационного периода.

Таблица 1 - Дисперсионный анализ комбинационной способности изучаемых признаков в двух пунктах испытания, 2006 - 2007 гг.

В условиях засоленных почв Приаралья масса 1000 зерен, в предгорной зоне Алматинской области длина вегетационного периода - отмечались более выраженными неаллельными взаимодействиями.

Высота растений. Лучшими в селекционном отношении являются сортообразцы 5-7 и Би-16, отличившимися стойкими низкими ОКС по высоте и положительными по числу зерен, массе 1000 зерен, массе зерна с колоса, в сочетании с низкими эффектами ОКС по длине вегетационного периода одновременно в двух зонах (источники скороспелости). Одним из определяющих факторов при районировании сортов ячменя в условиях рисового севооборота Кызылординской области является высота растений, так как его в основном возделывают в качестве покровной культуры многолетних трав, в сочетании со скороспелостью для избежания перерастания трав. Учитывая наибольшую ценность в практическом плане данных признаков лучшими родительскими формами следует признать сорта Одесский 100 и Би-17, у которых отмечено очень благоприятное сочетание высокой ОКС и СКС, причем аддитивная варианса в количественном выражении несколько преобладала над неаддитивной, что указывает на возможность проявления положительных трансгрессий в последующих поколениях (таблица 2).

Таблица 2 - Оценки эффектов ОКС и варианс СКС сортов по морфо-биологическим признакам в зависимости от пунктов испытания

Длина колоса. По длине колоса не выделено сортов со стабильно высокими оценками ОКС одновременно в двух пунктах. Можно отметить Би-17, характеризующийся относительно стабильными положительными оценками, т.е независимыми от средовых различий высокой и средней ОКС. В условиях Приаралья сорт Одесский 100, имеющий также высокие вариансы СКС, может использоваться в гетерозисной, так и линейной селекции по улучшению данного признака (таблица 3).

Таблица 3 - Оценки эффектов ОКС и варианс СКС сортов по признакам продуктивности в зависимости от пунктов испытания

Число зерен в колосе. В условиях рисовых систем Приаралья по ОКС выделены линии 5-9, Би-17, тестер Одесский 100, которые характеризовались также большими значениями по “числу зерен в колосе” (в среднем 22 -24 шт.) в сравнении с другими изучаемыми генотипами. Линии Би-16, Би-17 и тестеры Одесский 100, Сауле отличаются высокими вариансами СКС, которые рекомендуются использовать для получения отдельных гетерозисных комбинаций. В специфических комбинациях лучшими оказались гибриды 5-9 х Одесский 100; 5-7 х Сауле; 5-9 х Донецкий 8; Би-17 х Сауле. В условиях предгорной зоны Алматинской области положительные оценки эффектов ОКС отмечены у линии 5-7, Би-16. По данному признаку отсутствует наличие стабильных по ОКС сортов, можно выделить лишь Одесский 100, отличившийся положительными высокими и средними оценками эффектов ОКС, характеризующийся также большими значениями по “числу зерен в колосе” (в среднем 22 -24 шт.) в сравнении с другими изучаемыми генотипами, то есть доминирует наибольшее выражение признака, следовательно, обладает наибольшим числом аллелей, положительно определяющих признак.

Масса 1000 зерен. В условиях Кызылординской области по ОКС выделены линии Би-16, сорт Одесский 100; по СКС - 5-9, который можно использовать для выделения отдельных удачных комбинаций при скрещивании по данному признаку. Предгорная зона Алматинской области обуславливала высокую комбинационную ценность линий 5-7, в отличие от зоны Приаралья, отрицательно влиявшего на крупность зерна. Независимо от зон выращивания высокодостоверны оценки эффектов ОКС у сорта Одесский 100, в сочетании с высокой СКС в зоне Приаралья, представляющий большую ценность, как для синтетической, так и гетерозисной селекции. В специфических комбинациях лучшими оказались гибриды: 5-9 Х Донецкий 8; 5-9 Х Одесский 100; Би-17 Х Сауле (таблица 3).

Масса зерна с колоса. Условия засоленных почв Приаралья оказывали отрицательное влияние на ОКС сортов 5-7, Сауле, Донецкий 8, Сауле по массе зерна с колоса, но не изменяли оценок сорта Одесский 100. Тогда как, условия предгорной зоны наоборот оказывали положительное влияние на ОКС линии 5-7, Би-16, обладающие также высокими эффектами ОКС по массе 1000 зерен и числу зерен в колосе, соответственно. Полученные на их основе гибриды характеризуются высокой продуктивностью. Особого внимания заслуживают образцы Би-17 и 5-7, отличившиеся и высокой вариансой СКС по остальным признакам продуктивности, которые можно рекомендовать для получения перспективных комбинаций с целью отбора трансгрессивных линий.

Проведенный анализ селекционно-генетических параметров по хозяйственно-ценным признакам ячменя позволяет сделать следующее заключение:

- определение ОКС и СКС генотипов ячменя в двух контрастных по почвенно-климатическим условиям областях Казахстана, выявило как наличие существенного варьирования изученных признаков от зон выращивания, так и различия между сортами по комбинационной способности, выявлена роль аддитивных и неаддитивных генов в детерминации изучаемых признаков;

- существенна роль аддитивных генов в генетическом контроле всех анализируемых признаков, поэтому для них можно предсказать эффективность отбора и появление трансгрессивных форм в ранних расщепляющихся популяциях, за исключением признака «масса 1000 зерен» и «длина вегетационного периода», так как в детерминации данных признаков превалируют доминантные и эпистатические гены;

- в разрезе родительских форм выявлены генотипы со стабильными оценками ОКС по комплексу признаков: Одесский 100 по двум признакам: длина вегетационного периода, масса 1000 зерен; Би-17 по двум признакам: высота растений, длина колоса; Би-16, 5-7 по трем признакам: высота растений, масса 1000 зерен, длина вегетационного периода, которые могут служить в качестве доноров важных селекционных параметров, в частности в экстремальных условиях Приаралья.

ячмень генный продуктивность климатический

Список литературы

1. Горшкова В.А., Гордов В.Т. Использование топкроссных скрещиваний в изучении исходного материала ярового ячменя / Биология, селекция и семеноводство зерновых культур, Каменная степь, 1981. - С. 47-54

2. Турбин Н.В., Хотылева Л.В., Тарутина Л.А. Диаллельный анализ в селекции растений - Мн.: Наука и техника, 1974. - С. 24 - 30

3. Вольф В.Г. Методика изучения комбинационной способности при использовании неполных диаллельных скрещиваний // Селекция и семеноводство. - 1969, - вып. 12, - С. 38-47

4. Singh K.P. Генетический анализ генотипов пшеницы, принадлежащих к двум различным географическим районам // Haryana Agr Univ. - № 3. - 1991. - С. 192 - 200

5. Савченко В.К. Генетический анализ в сетевых пробных скрещиваниях. - Мн.: Наука и техника, 1984. - 223с.

6. Тарутина Л.А., Хотылева Л.В. Оценка изменчивости комбинационной способности в различных условиях среды / Генетический анализ количественных и качественных признаков с помощью математико-статистических методов: М.ВНИИТЭИ сельхоз, 1973 - С. 74 - 82

Размещено на Allbest.ru