Интрогрессивные линии в селекции яровой мягкой пшеницы на устойчивость к грибным заболеваниям

Исследование и характеристика процесса наследования устойчивости к мучнистой росе и листовой ржавчине. Ознакомление с результатами селекционной оценки интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы. Изучение сегментации хромосом интрогрессивных линий.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 28.06.2018
Размер файла 384,5 K

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

На правах рукописи

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Интрогрессивные линии в селекции яровой мягкой пшеницы на устойчивость к грибным заболеваниям

06.01.05 - селекция и семеноводство

Ступина Наталья Владимировна

Саратов-2006

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Лобачёв Юрий Викторович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Дьячук Таисия Ивановна

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Ильин Алексей Васильевич

Ведущая организация: ФГНУ Российский НИИ сорго и кукурузы «Россорго»

Защита состоится «27» октября 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.05 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова» по адресу: 410012 г. Саратов, Театральная пл., д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ».

Автореферат разослан «23» сентября 2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Пронько Н.А.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В Поволжье одним из основных факторов, снижающих урожайность и качество зерна яровой мягкой пшеницы, являются грибные заболевания, и в первую очередь, листовая ржавчина и мучнистая роса. Многолетние научные исследования и сельскохозяйственная практика доказали, что выведение и внедрение в производство генетически устойчивых сортов - наиболее эффективный, а также экономически выгодный и экологически безопасный способ борьбы с грибными болезнями. В настоящее время у пшеницы нет собственных эффективных генов, контролирующих устойчивость к этим заболеваниям и современные сорта несут гены устойчивости к листовой ржавчине и мучнистой росе, полученные от эгилопсов, пыреев и других диких и культурных сородичей пшеницы.

Часто чужеродный генетический материал, обеспечивающий устойчивость к заболеваниям, приводит к снижению урожайности и ухудшению качества зерна у интрогрессивных линий, поэтому для рекомендации их использования в производстве необходимы селекционные и цитогенетические исследования.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключается в расширении генетического разнообразия за счёт введённых в генотип яровой мягкой пшеницы посредством отдалённой гибридизации чужеродных генов для создания исходного материала в селекции на устойчивость к грибным заболеваниям.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Оценить интрогрессивные линии на устойчивость к патогенам, вызывающим такие заболевания как мучнистая роса, листовая и стеблевая ржавчины.

2. Провести цитогенетический анализ устойчивых к этим патогенам интрогрессивных линий.

3. Изучить наследование устойчивости к мучнистой росе и листовой ржавчине.

4. Дать селекционную оценку интрогрессивным линиям яровой мягкой пшеницы.

Научная новизна. Выявлены устойчивые к мучнистой росе, листовой и стеблевой ржавчинам интрогрессивные линии пшеницы. Установлено цитогенетическое состояние чужеродного материала. Изучена селекционная ценность интрогрессивных линий.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Фитопатологическая оценка интрогрессивных линий пшеницы.

2. Цитогенетическая характеристика интрогрессивных линий пшеницы.

3. Результаты изучения наследования устойчивости к листовой ржавчине и мучнистой росе от интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы.

4. Селекционная оценка интрогрессивных линий пшеницы.

Практическая значимость и реализация полученных результатов. Выявлены устойчивые к листовой и стеблевой ржавчинам, мучнистой росе высокоурожайные интрогрессивные линии, которые могут быть использованы в селекционной работе по выведению устойчивых к грибным заболеваниям сортов. Результаты исследований внедрены в селекционный процесс в отделе генетики ГНУ НИИСХ Юго-Востока.

Личный вклад соискателя. Планирование, проведение полевых экспериментов, анализ и обобщение результатов исследований, представленных в диссертации, проведены лично соискателем. С-сегментация выполнена соискателем совместно с доктором биологических наук Е.Д. Бадаевой в лаборатории функциональной морфологии хромосом института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгарда РАН (г. Москва).

Апробация работы. Результаты исследований были представлены на международной научно-практической конференции (Саратов, 2004); второй региональной конференции молодых учёных «Стратегия взаимодействия микроорганизмов с окружающей средой» (Саратов, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Вавиловские чтения» (Саратов, 2003, 2004, 2005); научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской и учебно-методической работы (Саратов, 2003, 2004, 2005); научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 115-летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 2002).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе в реферируемом журнале, рекомендуемом ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы. Работа изложена на 189 страницах компьютерного текста и содержит 48 таблиц и 13 рисунков. Список литературы включает 235 источников, в том числе 141 - на иностранных языках.

Содержание работы

Основы использования чужеродных генов в селекции пшеницы (обзор литературы)

В обзоре литературы рассказывается об основных успехах, достигнутых в области отдалённой гибридизации, а также о проблемах использования чужеродных генов в селекции пшеницы на устойчивость к грибным заболеваниям, связанных с процессом интрогрессии этих генов и преодолением их отрицательных побочных эффектов (низкая урожайность и плохое качество хлеба) и низкой цитологической стабильностью получаемого материала.

Материал, методы и условия проведения исследований

Изучаемый материал

В качестве изучаемого материала использовали интрогрессивные линии яровой мягкой пшеницы, полученные в отделе генетики ГНУ НИИСХ Юго-Востока, и несущие чужеродный материал от Triticum durum Desf., Triticum dicoccoides (Koern. ex Aschers. et Graebn.) Schweinf., Agropyron intermedium Host., Agropyron elongatum Host., Aegilops umbellulata Zhuck., Aegilops speltoides Tausch. и Secale cereale L. В качестве стандартов использовали четыре сорта яровой мягкой пшеницы: Саратовская 29, Саратовская 55, Саратовская 58 и Л503.

Методы исследований интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы

Основные полевые эксперименты проводили на опытном поле отдела генетики ГНУ НИИСХ Юго-Востока.

Посев части интрогрессивных линий проводили в 2003-2005 гг. сеялкой ССФК-7 (конкурсное сортоиспытание). Способ посева - сплошной рядовой с нормой высева 400 семян/м2. Площадь делянок - 7 м2, а расстояние между рядками - 0,15 м. Делянки размещались рендомизированно с 4-х кратной повторностью. Убирали урожай комбайном «HEGE 125 B».

Другой набор интрогрессивных линий и сорта-стандарты Саратовская 29, Саратовская 58, Л 503 в 2003-2005 гг. высевали с помощью одесского аппарата в селекционном питомнике в четырехкратной повторности при норме высева 400 зёрен/ м2 на делянке площадью 1,2 м2.

Гибридологический анализ некоторых интрогрессивных линий селекционного питомника проводился в поле в 2000-2001, 2003-2005 гг., а также в теплице в 2004 г.

Оценка интрогрессивных линий на устойчивость к листовой ржавчине была проведена по шкале Э.С. Стекмена (Stekman E.G. et. al, 1962). Тип поражения стеблевой ржавчиной определяли по шкале Э.С. Стекмена и Дж. Харара (1959). Устойчивость линий к мучнистой росе оценивалась по шкале Е.В. Mains and S.M. Dietz (1930). Степень поражения стеблевой ржавчиной определяли по шкале Л.Ф. Русакова (1939), листовой ржавчиной - по шкале Т.Д. Страхова (1959). Устойчивость к вирусным заболеваниям оценивалась путём подсчёта процента поражённых растений по отношению к здоровым.

Цитогенетические исследования состояния чужеродного материала у интрогрессивных линий включали анализ метафазы 1 митоза (корешки окрашивали по методике М.И. Цветовой (2003)), метафазы 1 мейоза (по общепринятой методике З.П. Паушевой (1988)), рисунков С-сегментации при дифференциальном окрашивании по Гимза (С-сегментация выполнена д. б. н. Е.Д. Бадаевой в лаборатории функциональной морфологии хромосом института молекулярной биологии им. В.А. Энгельгарда РАН (г. Москва) по методике, предложенной Н.С. Бадаевым (Badaev N.S. et. al., 1985)).

Для определения наследования устойчивости к патогенам использовали анализ расщеплений на устойчивые и восприимчивые растения в расщепляющихся семьях F2. При этом степень расхождения теоретических результатов и фактических данных оценивали по критерию соответствия 2 (Доспехов Б.А., 1985) по программе «AGROS-2» (версия-09, автор - С.П. Мартынов). Для установления передачи хромосомы с геном (генами) устойчивости через пыльцу и яйцеклетки проводили прямые и обратные анализирующие скрещивания.

Оценка селекционной ценности включала определение продолжительности вегетационного периода, высоты растений, устойчивости к полеганию, коэффициентов общей и продуктивной кустистости, элементов продуктивности колоса, урожайности зерна (по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, 1988).

Качество зерна и хлеба определяли в лаборатории биохимии и качества зерна ГНУ НИИСХ Юго-Востока: содержание белка в зерне на приборе «Inframatic» согласно инструкции к прибору; содержание и качество клейковины в зерне по И.И. Василенко (Оценка качества зерна…, 1987); показатель SDS-седиментации по В.М. Бебякину (Бебякин В.М., Бунтина Л.П., 1991); объёмный выход хлеба, пористость и цвет хлебного мякиша по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1988).

Полученные данные подвергали однофакторному дисперсионному анализу и множественным сравнениям частных средних по тесту Дункана при использовании программ статистического и биометрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции «AGROS-2» (версия - 09, автор - С.П. Мартынов).

Условия проведения исследований

Экспериментальное поле расположено в черте г. Саратова, в зоне, характеризующейся континентально - засушливым климатом. Почвы - южные черноземы слабогумусированные. По погодным условиям в период вегетации 2000 и 2003 гг. были влажными, 2001, 2005 гг. - засушливыми, а 2004 г. - близкий к среднестатистическому по условиям увлажнения. Сильные эпифитотии листовой ржавчины наблюдали в 2000, 2003-2005 гг., мучнистой росы - в 2004 г., стеблевой ржавчины - в 2004 г., вирусные заболевания отмечены во все годы исследований.

Оценка на устойчивость к патогенам интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы

Устойчивость к возбудителю листовой ржавчины

Из изучаемых в селекционном питомнике линий к листовой ржавчине были устойчивы Л1078, Л2505, Л2608, Л2075, Мульти 6R, Л1059, Л2166, в то время как сорта-стандарты Саратовская 29, Саратовская 58, Л 503 и часть линий Л2560, Л1740, Л1015, Л1016, Л1046/2, Л1074/2 поражались на оценку в 3 балла (табл. 1). При заражении в теплице результаты полевой оценки подтвердились.

При определении типа реакции на листовую ржавчину интрогрессивных линий питомника конкурсного испытания линии Мульти 6R, Л487/03, Л484/03 и Л2870 имели оценку 0 баллов, линия Л784/03 - 0; баллов; линия Л2032 - 3 балла. Сорта-стандарты Саратовская 55 и Л 503 имели тип реакции 3 балла (табл. 1).

Устойчивость к возбудителю стеблевой ржавчины

Среди 13 линий, изученных в селекционном питомнике по устойчивости к стеблевой ржавчине, выделились две, которые имели оценку 2 балла и небольшую степень поражения листьев - Л2075 и Л2166, остальные линии и сорта-стандарты имели тип реакции 3-4 балла (табл. 1).

В конкурсном испытании все сорта и линии были восприимчивы к стеблевой ржавчине (тип реакции 3 балла), за исключением линии Л784/03, которая имела оценку 1 балл.

Таблица 1 Тип реакции интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы на листовую и стеблевую ржавчины, мучнистую росу, балл/%

Сорт, линия

Листовая ржавчина, 2005 г.

Стеблевая ржавчина, 2004 г.

Мучнистая роса, 2004 г.

Селекционный питомник

Саратовская 29 st

3+/80

4/1

4/70

Саратовская 58 st

3+/80

3/10

4/90

Л 503 st

3/5

3/3

4/5

Л1015

3/50

3/3

4/45

Л1016

3/30

3/1

4/80

Л1046

3+/80

3/10

4/50

Л1059

0/0

3/5

2/3

Л1074

3/5

3/5

4/40

Л1078

0/0

3/3

4/5

Л1740

3/70

3/5

3/15

Л2075

0/0

2/1

2/5

Л2166

0/0

2/1

2/1

Л2505

0/0

3/1

1/1

Л2560

3/40

3/15

4/60

Л2608

1+/10

3/10

4/70

Мульти 6R

0/0

3/5

0/0

Питомник конкурсного испытания

Саратовская 55 st

3/80

3/1

3/50

Л 503 st

3/10

3/1

2/3

Л484/03

0/0

3/1

0/0

Л487/03

0/0

3/1

0/0

Л784/03

0;/1

1/1

0/0

Л2032

3/10

3/1

0/0

Л2870

0/0

3/20

3/5

Мульти 6R

0/0

3/1

0/0

Устойчивость к возбудителю мучнистой росы

Среди изучаемых в селекционном питомнике и теплице интрогрессивных линий устойчивыми к мучнистой росе были Мульти 6R, Л2505, Л1059 (тип реакции 0 баллов), Л2166 (тип реакции 2 балла) (табл. 1). Сорта-стандарты в поле и теплице поражались на оценку в 4 балла.

При оценке на устойчивость к мучнистой росе интрогрессивных линий питомника конкурсного испытания устойчивыми были линии Мульти 6R, Л2032, Л487/03, Л484/03, Л784/03 (тип реакции 0 баллов), а также сорт Л 503 (тип реакции 2 балла). Остальные линии и сорта имели тип реакции 3 балла.

Устойчивость к возбудителям вирусных заболеваний

В среднем за 2003-2005 гг. по степени поражения вирусами все интрогрессивные линии селекционного питомника значимо не отличались от сортов-стандартов, за исключением линии Л2608 (степень поражения - 11,07%), которая поражалась на уровне сортов Саратовская 58 (степень поражения - 6,94%) и Л 503 (степень поражения - 6,89%) и значимо сильнее сорта Саратовская 29 (степень поражения - 3,94%).

Цитогенетическое изучение интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы

Предварительно проведённый цитологический анализ метафазы 1 митоза показал наличие у всех интрогрессивных линий 42-х хромосом.

Конъюгация хромосом и рисунок С-сегментации у пшенично-пырейных линий

При анализе дифференциального окрашивания хромосом по Гимза линии Мульти 6R установлено, что она несёт в себе замещение 6Agi (6D) от Agropyron intermedium Host. (рис. 1). Определена средняя формула метафазы 1 мейоза линии Мульти 6R: 20,83II +0,16I +0,01IV. Средняя формула метафазы 1 мейоза гибрида F1 Мульти 6R / Саратовская 29: 19,10II +1,89I +0,01III (табл. 2).

С-сегментация линии Л1059 показала наличие замещения 6Agi (6D) от Agropyron intermedium Host. (рис. 1). Средняя формула метафазы 1 мейоза линии Л1059 следующая: 20,89II +0,11I. Средняя формула метафазы 1 мейоза гибрида F1 Л1059 / Саратовская 29 - 19,16II +1,64I +0,19III +0,01IV.

Дифференциальное окрашивание хромосом по Гимза линии Л1015 показало наличие замещения 3Age (3D) от Agropyron elongatum Host. (рис. 1). Средняя формула метафазы 1 мейоза: 20,80II +0,15I +0,05IV.

У линии Л1016 анализ дифференциального окрашивания хромосом по Гимза показал наличие замещения 3Age (3D) от Agropyron elongatum Host. (рис. 1). Средняя формула метафазы 1 мейоза: 19,77II +1,06I +0,13III +0,04IV.

Установлена средняя формула метафазы 1 мейоза линии Л1740: 20,58II +0,36I +0,06III. Средняя формула метафазы 1 мейоза гибрида F1 Л1740 / Саратовская 29: 20,25II +0,74I +0,01III.

Конъюгация хромосом и рисунок С-сегментации у пшенично-Secale сereale линии Л2075

У линии Л2075 была идентифицирована транслокация 1BL-1RS. Установлена средняя формула метафазы 1 мейоза Л2075 - 20,53II +0,11III +0,29I +0,07IV. Средняя формула метафазы 1 мейоза F1 Л2075 / Саратовская 29 следующая: 20,71II +0,19I +0,05III +0,05IV (табл. 2).

Конъюгация хромосом и рисунок С-сегментации у пшенично-Aegilops speltoides линий

С-сегментация линии Л2166 показала наличие транслокации 2D-2S от Aegilops speltoides Tausch. Средняя формула метафазы 1 мейоза линии Л2166 - 20,92II +0,03I +0,03III +0,01IV +0,01VI. У гибрида F1 Л2166 / Саратовская 29 средняя формула метафазы 1 мейоза - 20,82II +0,09I +0,02III +0,07IV (табл. 2).

Рис. 1. С-сегментация хромосом интрогрессивных линий Л1059, Мульти 6R, Л1015, Л1016 (соответственно слева направо в пределах генома). Стрелками показаны транслокации и чужеродные хромосомы. Буквами A, B, D обозначены геномы мягкой пшеницы, а цифрами по вертикали обозначены номера хромосом соответствующего генома.

Таблица 2 Конъюгация хромосом у сорта Саратовская 29, у линий яровой мягкой пшеницы и гибридов первого поколения, полученных от скрещивания интрогрессивных линий с сортом Саратовская 29

Сорт, линия, гибрид

Проанализировано МКП*

Средняя формула метафазы 1 мейоза

Саратовская 29 st

163

20,90II +0,10I

Л1015

116

20,80II +0,15I +0,05IV

Л1016

120

19,77II +1,06I +0,13III +0,04IV

Л1046

157

20,87II +0,13I

Л1059

166

20,89II +0,11I

Л1074

150

20,83II +0,09I +0,03III +0,05IV

Л1740

61

20,58II +0,36I +0,06III

Л2075

90

20,53II +0,11III +0,29I +0,07IV

Л2166

146

20,92II +0,03I +0,03III +0,01IV +0,01VI

Л2608

60

20,78II +0,13I +0,07III +0,02IV

Мульти 6R

218

20,83II +0,16I +0,01IV

F1 Л1046 / Саратовская 29

106

20,92II +0,06I +0,02III

F1 Л1059 / Саратовская 29

149

19,16II +1,64I +0,19III +0,01IV

F1 Л1074 / Саратовская 29

86

20,14II +0,75I +0,10III +0,01IV

F1 Л1740 / Саратовская 29

107

20,25II +0,74I +0,01III

F1 Л2075 / Саратовская 29

87

20,71II +0,19I +0,05III +0,05IV

F1 Л2166 / Саратовская 29

207

20,82II +0,09I +0,02III +0,07IV

F1 Мульти 6R / Саратовская 29

133

19,10II +1,89I +0,01III

* МКП - материнские клетки пыльцы.

Линия Л2608 несёт в себе транслокацию 2BL-2SL от Aegilops speltoides Tausch. (Лапочкина И.Ф., 1999) Установлена средняя формула метафазы 1 мейоза Л2608 - 20,78II +0,13I +0,07III +0,02IV (табл. 2).

Конъюгация хромосом и рисунок С-сегментации у пшенично-Aegilops umbellulata линий

Дифференциальное окрашивание по Гимза линии Л1046 показала наличие замещения 2U (2A) от Aegilops umbellulata Zhuk. Установлена средняя формула метафазы 1 мейоза Л1046: 20,87II +0,13I. Линия цитологически стабильна. При анализе гибрида F1 Л1046 / Саратовская 29 составлена средняя формула метафазы 1 мейоза: 20,92II +0,06I +0,02III (табл. 2).

С-сегментация линии Л1074 показала наличие замещения 2U (2A) от Aegilops umbellulata Zhuk. Средняя формула метафазы 1 мейоза Л1074 - 20,83II +0,09I +0,03III +0,05IV. У гибрида F1 Л1074 / Саратовская 29 средняя формула метафазы 1 мейоза - 20,14II +0,75I +0,10III +0,01IV.

Наследование устойчивости к грибным заболеваниям от интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы

Наследование устойчивости к листовой ржавчине от пшенично-пырейных линий Л1015 и Л1016

В условиях эпифитотии 2000 г. линии Л1015 и Л1016 были высокоустойчивы к листовой ржавчине, тип реакции - 0 баллов, степень поражения - 0 %, а сорт-стандарт яровой мягкой пшеницы Саратовская 29 имел тип реакции 3 балла, степень поражения - 60 %. Популяции F1 Л1015 / Саратовская 29 и F1 Л1016 / Саратовская 29 имели тип реакции 0 баллов, степень поражения - 0 %, что свидетельствует о доминантном наследовании устойчивости. яровой пшеница интрогрессивный

Линии Л1015 и Л1016 являются носителями замещения 3Age(3D), поэтому при анализе расщеплений популяций F2 Л1015 / Саратовская 29 и F2 Л1016 / Саратовская 29 проверялось соответствие наследования хромосомы, содержащей Lr-ген(ы) (Lr-хромосомы) наследованию моносомии у растений (Sears E.R., 1954; Millet E. et al., 1988) (табл. 3).

Таблица 3 Расщепление популяций F2 Л1015 / Саратовская 29 и F2 Л1016 / Саратовская 29 по устойчивости к листовой ржавчине

Комбинация

скрещивания

Всего растений, шт.

Устойчивых растений (R)

Восприимчивых растений (S)

Ожидаемое расщепление R(%) : S(%)

2

шт.

%

шт.

%

Поле 2000 г.

F2

Л1015 / Саратовская 29

9

2

22,2

7

77,8

61,4 : 38,6

5,88

24

5

20,8

19

79,2

61,4 : 38,6

16,80

10

2

20,0

8

80,0

61,4 : 38,6

7,29

=43

9

20,9

34

79,1

61,4 : 38,6

29,96

F2

Л1016 / Саратовская 29

13

1

7,7

12

92,3

61,4 : 38,6

15,92

14

1

7,1

13

92,9

61,4 : 38,6

17,50

8

1

12,5

7

87,5

61,4 : 38,6

8,13

=35

3

8,6

32

91,4

61,4 : 38,6

24,09

Поле 2001 г.

F2

Л1015 / Саратовская 29

15

5

33,3

10

66,7

61,4 : 38,6

5,04

16

2

12,5

14

87,5

61,4 : 38,6

16,25

=31

7

22,6

24

77,4

61,4 : 38,6

19,89

F2

Л1016 / Саратовская 29

16

9

56,2

7

43,8

61,4 : 38,6

0,19

14

5

35,7

9

64,3

61,4 : 38,6

3,94

8

3

37,5

5

62,5

61,4 : 38,6

1,95

8

5

62,5

3

37,5

61,4 : 38,6

1,95

=46

22

47,8

24

52,2

61,4 : 38,6

3,66

Fа

Л1015 / Саратовская 29 // Саратовская 29

15

5

33,3

10

66,7

75,0 : 25,0

13,89

15

2

13,3

13

86,7

75,0 : 25,0

30,42

=30

7

23,3

23

76,7

75,0 : 25,0

42,71

В популяции F2 Л1015 / Саратовская 29 наблюдается пониженная передача Lr-хромосомы (поле 2000, 2001 гг.). Анализирующее скрещивание (Fа Л1015 / Саратовская 29 // Саратовская 29) показало, что пониженная передача Lr-хромосомы происходит через яйцеклетки (табл. 3). Сделать вывод о передаче хромосомы с геном устойчивости через пыльцу было невозможно ввиду малой выборки растений.

В популяции F2 Л1016 / Саратовская 29 также наблюдается пониженная передача Lr-хромосомы (поле 2000 г.) и нормальная (поле 2001 г.). Можно предположить, что причиной расхождения стала меньшая нагрузка патогена в 2001 г. (в связи с меньшей влажностью), либо разный температурный режим (известно, что у ряда Lr-генов при разной температуре проявляется различная экспрессия).

Наследование устойчивости к листовой ржавчине и мучнистой росе от пшенично-пырейной линии Мульти 6R

В полевых условиях 2003-2005 гг. при оценке на устойчивость к листовой ржавчине и в условиях теплицы 2004 г. при оценке на устойчивость к мучнистой росе линия Мульти 6R показала тип реакции 0 баллов, а степень поражения - 0 %. Сорт-стандарт Саратовская 29 в тех же условиях показал тип реакции 3-3+ балла, а степень поражения - 20-80 %. Популяции F1 Мульти 6R / Саратовская 29, F1 Мульти 6R / Саратовская 62 // Л2032, F1 Л2032 Ч 4 / Мульти 6R, F1 Л503 // Мульти 6R / Саратовская 62 показали тип реакции на листовую ржавчину - 0 баллов и степень поражения - 0 %. В условиях искусственного заражения в теплице 2004 г. популяция F1 Мульти 6R / Саратовская 29 показала тип реакции к мучнистой росе - 0 баллов и степень поражения - 0 %, а сорт-стандарт Саратовская 29 - 4 балла и степень поражения 70 %. Полученные данные свидетельствуют о доминантном наследовании устойчивости к листовой ржавчине и мучнистой росе.

При использовании в гибридизации стандартного моносомика, а также димоносомиков, содержащих замещенную пшеничную хромосому и хромосому вида-донора, в популяциях F2 теоретически ожидается устойчивых растений 61,4 %, а восприимчивых -38, 6 %, или соотношение 1,6 R : 1 S (Sears E.R., 1954; Millet E. et al., 1988).

При анализе расщепления в популяциях F2 Мульти 6R / Саратовская 29, F2 Мульти 6R / Саратовская 62 // Л2032 и F2 Л2032 Ч 4 / Мульти 6R по устойчивости к листовой ржавчине и популяции F2 Мульти 6R / Саратовская 29 по устойчивости к мучнистой росе не было отклонений от теоретически ожидаемого. Таким образом, в данных гибридных комбинациях наследование чужеродной хромосомы происходит согласно наследованию моносомии у пшеницы (Millet E. et al., 1988). Тем не менее, в популяции F2 Л503 // Мульти 6R / Саратовская 62, в которой в качестве материнского растения был сорт Л 503, обнаружилась повышенная передача признака устойчивости к листовой ржавчине, что можно объяснить зависимостью передачи чужеродной хромосомы 6Agi от генофона сорта-реципиента пшеницы (Marais G.F., 1992; Prins R. et al, 1997).

Наследование устойчивости к листовой ржавчине и мучнистой росе от пшенично-пырейной линии Л1059

Линия Л1059 и популяция F1 Л1059 / Саратовская 29 в полевых условиях 2003-2005 гг. показали тип реакции к листовой ржавчине 0 баллов и степень поражения 0 %. Сорт-стандарт Саратовская 29 поражался на 3-3+ балла, а степень поражения - 20-80 %. В условиях теплицы 2004 г. линия Л1059 и популяция F1 Л1059 / Саратовская 29 показали тип реакции к мучнистой росе 0 баллов и степень поражения 0%, тип реакции сорта-контроля - 4 балла, а степень поражения - 70 %. Линия Л1059 как и линия Мульти 6R является носителем замещения 6Agi (6D), что подтвердилось рисунком С-сегментации.

В популяциях F2 Л1059 / Саратовская 29 наблюдается повышенная передача устойчивости к листовой ржавчине и мучнистой росе. В популяции F2 Мульти 6R / Саратовская 29 наблюдалась нормальная передача устойчивости к листовой ржавчине и мучнистой росе. Полученные данные подтверждают сделанный нами ранее вывод о том, что передача хромосомы 6Agi зависит от генофона реципиента.

Наследование устойчивости к мучнистой росе от пшенично-Aegilops umbellulata линии Л1046

Линия Л1046 и популяция F1 Л1046 / Саратовская 29 в полевых условиях 2000-2001 гг. показали тип реакции к мучнистой росе 0 баллов, степень поражения - 0 %. Сорт яровой мягкой пшеницы Саратовская 29 имел тип реакции 3 балла, степень поражения - 50 %.

С-сегментация у линии Л1046 показала наличие замещения 2А-хромосомы пшеницы на 2U от Aegilops umbellulata Zhuk., поэтому мы проверили соответствие фактического и теоретически ожидаемого расщепления по устойчивости к мучнистой росе, исходя из стандартного расщепления моносомиков по E.R. Sears (1954) и Millet E. (1988). В поле 2000 и 2001 гг. в популяции F2 Л1046 / Саратовская 29 наблюдается повышенная передача 2U-хромосомы. Это можно объяснить часто проявляющимися у видов рода Aegilops действием генов-убийц пыльцы (Ki), гаметоцидных генов (Gc), а также результатом проявления генов-нарушителей расщепления (Sd).

Наследование устойчивости к листовой ржавчине от пшенично-Aegilops speltoides линий Л2166 и Л2608

При оценке в полевых условиях 2003-2005 гг. линия Л2166 имела тип реакции 0 баллов, степень поражения 0 %, линия Л2608 поражалась на 1+-2 балла, степень поражения - 1-10 %. Сорта яровой мягкой пшеницы Саратовская 29 и Саратовская 66 в 2003-2005 гг. имели тип реакции 3-3+ балла, а степень поражения - 20-80 %. Популяция F1 Л2166 / Саратовская 29 показала тип реакции на листовую ржавчину 0 баллов и степень поражения - 0 %, популяции F1 Саратовская 29 / Л2608 и F1 Саратовская 66 / Л2608 имели тип реакции 1+-2 балла и степень поражения - 1-10 %, что говорит о доминантном наследовании устойчивости к этому заболеванию.

С-сегментация линии Л2166 показала наличие транслокации 2D-2S, у Л2608 - транслокации 2BL-2SL (Лапочкина И.Ф., 1999) от Aegilops speltoides Tausch.

Присутствие в популяции F2 Л2166 / Саратовская 29 только устойчивых растений говорит о сцеплении гена устойчивости к листовой ржавчине (Lr) с геном(ами) Ki (ген-убийца пыльцы) или гаметоцидными генами (Gc). Подобные данные были получены Одинцовой И.Г. (1991).

Результаты анализа популяций F2 Саратовская 29 / Л2608 и F2 Саратовская 66 / Л2608 позволяют сделать вывод о наличии в этих линиях одного доминантного Lr-гена и о нормальной передаче транслокации 2BL-2SL от Aegilops speltoides Tausch., так как любое изменение в жизнеспособности как женских, так и мужских гамет привело бы к искажению соотношения 3R : 1S (табл. 4).

Таблица 4 Расщепление популяций F2 Саратовская 29 / Л2608 и F2 Саратовская 66 / Л2608 по устойчивости к листовой ржавчине

Всего растений, шт.

Растений, шт.

Ожидаемое расщепление R : S

2

устойчивых (R)

восприимчивых (S)

F2 Саратовская 29 / Л2608

16

11

5

3 : 1

0,333

F2 Саратовская 66 / Л2608

30

23

7

3 : 1

0,044

Наследование устойчивости к листовой ржавчине от линии Л2560

В условиях эпифитотий листовой ржавчины 2001 г. линия Л2560 и популяции F1 Саратовская 29 / Л2560 и F1 Саратовская 55 / Л2560 имели тип реакции 2, степень поражения 5 %. Сорт-стандарт Саратовская 29 поражалась листовой ржавчиной на 3-3+ балла, степень поражения от 20 до 80 %, а сорт-стандарт Саратовская 55 поражалась листовой ржавчиной на 3 балла, степень поражения растений - 40 %.

Результаты анализа расщепления популяций F2 вышеуказанных комбинаций позволяют сделать вывод о наличии в этих линиях одного доминантного Lr-гена.

Селекционная ценность интрогрессивных линий селекционного питомника

Продолжительность вегетационного периода

Интрогрессивные линии оценивали по продолжительности межфазных периодов всходы-колошение, колошение-физиологическая спелость и всходы-физиологическая спелость. В 2005 г. у растений был самый короткий период вегетации (78,00-87,00 суток), а в 2003 г. - самый длительный (85,00-93,00 суток).

По продолжительности периода всходы-физиологическая спелость в среднем за 2003-2005 гг. линии Л2560, Л1740, Л1015, Л1016, Л1046 и Л1074 были достоверно ниже сорта Л 503 и значимо не отличались от сортов Саратовская 29 и Саратовская 58. Линия Л1078 имела значимо более продолжительный период всходы-физиологическая спелость, чем все сорта-стандарты; остальные линии по продолжительности периода вегетации достоверно не отличались от сорта Л 503 и имели значимо более продолжительный период всходы-физиологическая спелость, чем сорта Саратовская 29 и Саратовская 58.

Высота растений и устойчивость к полеганию

Самыми высокими растения пшеницы были в 2003 г. (95,60-116,80 см), самыми низкими - в 2005 г. (78,50-96,00 см) По высоте растений в среднем за 2003-2005 гг. линии Л2505, Мульти 6R и Л1059 достоверно превысили все сорта-стандарты, линии Л2075 и Л1740 значимо превысили сорта Саратовская 29 и Л 503 и были на уровне сорта Саратовская 58. Линии Л1078, Л2608, Л1015, Л2166 и Л1074 достоверно не отличались от сортов, а линии Л2560, Л1016 и Л1046 значимо уступали сортам-стандартам (табл. 5).

В среднем за три года наибольшую устойчивость к полеганию показали линии Л2560, Л2075, Л2166, Л1074, которые по данному показателю достоверно превысили сорт Саратовская 29 и значимо не отличались от сортов Саратовская 58 и Л 503.

Продуктивность зерна

Наиболее благоприятным для формирования элементов продуктивности колоса, массы тысячи зёрен, общей и продуктивной кустистости, урожая зерна был 2004 г. В этом году выделились линии Л2505 и Мульти 6R, которые по урожайности зерна достоверно превысили все сорта-стандарты. В засушливом 2005 г. лучшей была линия Л1074, которая по данному показателю значимо превысила сорт Саратовская 29 и была на уровне сортов Саратовская 58 и Л 503.

В результате исследований 2003-2005 гг. выделили четыре наиболее продуктивные интрогрессивные линии пшеницы - Мульти 6R, Л2505, Л1074 и Л2075, которые по элементам продуктивности колоса, массе тысячи зёрен, коэффициенту продуктивной кустистости и урожайности зерна были или значимо выше, или на уровне сортов-стандартов (табл. 5).

Качество зерна

По содержанию белка в зерне в среднем за 2004-2005 гг. выделились линии Л1078, Л2608, Л1059, Л1015 и Л1016, которые по данному признаку значимо превысили сорта-стандарты Саратовская 29, Саратовская 58 и Л 503; остальные линии находились в пределах значений данных сортов (табл. 6).

По содержанию клейковины в среднем за 2004-2005 гг. наилучшим образом себя показали линии Л1078, Л2505, Л2608, Мульти 6R, Л1059, Л1015, Л1016, Л2166 и Л1074, которые достоверно превысили по данному показателю сорта Саратовская 29 и Саратовская 55 и были на уровне сорта Л 503 (табл. 6).

По качеству клейковины лучшими были линии Л1059, Л1740, Л1015, Л1046 и Л1074, которые значимо не отличались от сортов-стандартов (табл. 6).

По классификационным нормам содержания белка и клейковины в зерне, а также качества клейковины все изучаемые интрогрессивные линии относятся к сильным пшеницам, за исключением линий Л2166, Л2608 и Мульти 6R, которые по качеству клейковины относятся к хорошим филлерам (Методика государственного сортоиспытания …, 1988).

Таблица 5 Селекционная оценка интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы, 2003-2005 гг.

Сорт, линия

Высота растений 2003-2005 гг., см

Устойчивость к полеганию 2003-2005 гг., балл

Длина колоса 2003-2005 гг., см

Масса колоса 2003-2005 гг., г

Количество колосков в колосе 2003-2005 гг., шт.

Количество зёрен с колоса 2003-2005 гг., шт.

Масса зерна с колоса 2003-2005 гг., г

Масса 1000 зёрен 2003-2005 гг., г

Коэффициент продуктивной кустистости, 2003-2005 гг.

Урожайность зерна 2004-2005 гг., кг/м2

Саратовская 29 st

94,38

3,05

9,26

1,95

14,97

37,78

1,47

38,83

1,62

0,22

Саратовская 58 st

96,00

3,92

9,00

1,88

14,87

35,40

1,40

39,78

1,65

0,22

Л 503 st

94,32

4,19

9,41

1,92

15,48

37,23

1,42

38,04

1,68

0,23

Л1015

93,39

3,03

8,71

1,48

13,49

31,96

1,08

32,60

1,54

0,17

Л1016

89,10

3,16

8,60

1,24

13,53

29,77

0,88

29,21

1,46

0,12

Л1046

90,08

3,43

8,78

1,98

14,97

39,17

1,52

39,10

1,54

0,22

Л1059

101,66

3,77

10,12

2,07

16,33

43,34

1,54

35,17

1,41

0,21

Л1074

94,14

4,52

9,61

1,96

16,39

40,15

1,45

36,07

1,67

0,26

Л1078

95,17

3,78

9,82

1,99

15,76

41,34

1,41

34,09

1,18

0,13

Л1740

99,43

3,19

9,13

1,94

14,62

37,57

1,43

38,09

1,65

0,22

Л2075

98,83

3,87

9,04

1,99

14,95

39,63

1,44

35,35

1,68

0,24

Л2166

97,82

3,90

10,29

1,91

18,31

38,67

1,41

36,32

1,59

0,23

Л2505

101,21

3,75

10,00

2,13

15,82

44,40

1,65

36,62

1,77

0,26

Л2560

84,16

3,97

8,72

1,65

14,39

37,31

1,23

33,02

1,81

0,23

Л2608

94,57

3,57

9,88

1,62

14,57

35,63

1,11

30,90

1,28

0,16

Мульти 6R

104,56

3,50

10,22

2,37

17,87

45,18

1,80

39,33

1,39

0,29

Fфакт.

20,545*

3,546*

3,831*

5,255*

7,421*

6,155*

4,764*

3,957*

3,827*

4,728*

НСР05

3,263

0,644

0,863

0,338

1,425

4,813

0,296

4,568

0,266

0,063

Таблица 6 Качество зерна интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы, 2004-2005 гг.

Сорт, линия

Содержание белка в зерне, %

Клейковина

содержание, %

качество, ед. ИДК-1

Саратовская 29 st

14,60

31,83

72,00

Саратовская 58 st

14,98

32,62

69,50

Л503 st

16,05

39,50

77,50

Л1015

17,65

37,50

68,88

Л1016

19,55

42,93

66,75

Л1046

14,73

32,67

74,75

Л1059

18,48

42,47

73,25

Л1074

16,35

37,30

72,75

Л1078

18,55

40,72

60,25

Л1740

16,23

33,42

69,75

Л2075

17,47

34,80

63,88

Л2166

16,38

41,25

75,88

Л2505

16,35

37,33

67,25

Л2560

16,10

33,65

67,00

Л2608

18,00

40,65

77,50

Мульти 6R

17,25

40,40

77,00

Fфакт.

11,486*

8,136*

3,730*

НСР05

1,271

4,035

7,952

Селекционная ценность интрогрессивных линий конкурсного сортоиспытания

Продолжительность вегетационного периода

По продолжительности всего вегетационного периода в среднем за три года интрогрессивные линии достоверно не отличались от сортов-стандартов Саратовская 55 и Л 503, который составлял 87-90 суток.

Высота растений и устойчивость к полеганию

В среднем за три года наибольшую высоту имели линии Мульти 6R и Л484/03, которые достоверно превысили оба сорта-стандарта по данному показателю. Линия Л2870 по высоте растений значимо превысила сорт Саратовская 55 и была на уровне сорта Л 503. Линии Л2032, Л487/03 и Л784/03 по данному признаку значимо не отличались от сортов-стандартов (табл. 7).

По устойчивости к полеганию в среднем за 2003-2005 гг. линии Л2032 и Л487/03 достоверно превысили сорт Саратовская 55 и значимо не отличались от сорта Л 503. Линии Л484/03, Л784/03 и Л2870 по данному показателю достоверно не отличались от обоих сортов-стандартов. Линия Мульти 6R по устойчивости к полеганию была на уровне сорта Саратовская 55 и значимо ниже сорта Л 503 (табл. 7).

Таблица 7 Селекционная оценка интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы, 2003-2005 гг.

Сорт, линия

Высота растений 2003-2005 гг., см

Устойчивость к полеганию 2003-2005 гг., балл

Длина колоса 2004-2005 гг., см

Масса колоса 2004-2005 гг., г

Количество колосков в колосе 2004-2005 гг., шт.

Количество зёрен с колоса 2004-2005 гг., шт.

Масса зерна с колоса 2004-2005 гг., г

Масса 1000 зёрен 2004-2005 гг., г

Коэффициент продуктивной кустистости, 2004-2005 гг.

Урожайность зерна 2003-2005 гг., т/га

Саратовская 55 st

92,63

3,28

7,59

1,61

12,54

32,27

1,27

39,13

1,16

3,17

Л 503 st

94,75

3,53

8,75

1,85

13,42

34,88

1,39

39,16

1,06

3,11

Л484/03

103,21

3,49

8,77

1,83

13,67

35,50

1,42

39,48

1,11

3,38

Л487/03

94,29

3,72

9,73

1,95

15,38

38,72

1,41

37,09

1,07

3,59

Л784/03

97,62

3,31

9,11

1,90

13,67

35,05

1,43

38,74

1,18

3,55

Л2032

94,96

3,75

9,19

1,89

14,98

36,80

1,38

38,33

1,12

3,49

Л2870

97,79

3,30

8,54

1,75

13,27

33,80

1,37

38,12

1,...


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.