Створення та оцінювання гібридних матеріалів буряку цукрового за формою коренеплоду

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Постановка проблеми. Одним із найактуальніших напрямів розвитку агропромислового комплексу України є підвищення базового потенціалу галузі рослинництва за рахунок ефективного впровадження у виробництво конкурентноздатних сортів і гібридів сільськогосподарських культур. Вони вважаються одними з основних елементів інтенсивного землеробства, в основі яких лежать біологічні чинники, зокрема, притаманний їм високий генетичний потенціал урожайності та якості продукції [1].

У сучасному землеробстві - це найдоступніший та найефективніший спосіб збільшення обсягів виробництва продукції всіх сільськогосподарських культур.

Тому, одним з головних шляхів подальшого підвищення врожайності буряку цукрового та поліпшення якості цукросировини є створення і впровадження у виробництво нових високопродуктивних ди- і триплоїдних ЦЧС гібридів. Успіх цієї роботи, в першу чергу, обумовлено наявністю різноманіття комбінаційно-здатних ліній-закріплювачів стерильності (О типів), їх ЦЧС аналогів і багаторосткових запилювачів, як батьківських компонентів майбутніх гібридів .

Ці завдання вирішує селекція, яка завдяки зміні генотипів рослин урізноманітнює їх сортові ресурси та збільшує продуктивність. Тому, роль генетичних особливостей сучасних сортів і гібридів буряка цукрового в інтенсифікації галузі є досить суттєвого [1, 2].

У селекційних дослідженнях попередніх років основними критеріями добору кращих сортів і гібридів буряка цукрового були висока їх продуктивність, поліпшені технологічні якості цукросировини, стійкість до хвороб та екологічна адаптивність. Однак, багато “другорядних” особливостей рослин (морфологічні ознаки) не було введено в оціночну систему випробування сортів і гібридів буряків, що стало істотним недоліком і практично загальмувало роботи зі створення гібридів буряка цукрового з параметрами форми коренеплоду найпридатнішими для технології механізованого вирощування і збирання. Введення в оціночну систему сортовипробування сортів і гібридів буряків морфологічних ознак рослин першого року вегетації (форма коренеплоду, рівень виступання над поверхнею ґрунту тощо) істотно прискорило б процес створення сортів з формою коренеплодів, яка б забезпечувала їх більшу продуктивність та була найбільш придатна для механізованого збирання. Впровадження сортів з такими морфологічними ознаками рослин дозволило б розпочати роботи з розробки менш металоенергетичних збиральних машин і на основі цього знизити втрати і пошкодження коренеплодів, підвищити валовий збір бурякової сировини, зменшити загальну забрудненість вороху коренеплодів і непродуктивні витрати на перевезення сировини до місць переробки [3, 4].

На даний період розвитку галузі існуюча форма коренеплоду створює певні обмеження в подальшому підвищенні врожайності рослин буряка цукрового. Окрім того, вона пов'язана з великими енергозатратами під час викопування коренеплодів з ґрунту і значним виносом за межі поля родючого шару ґрунту. Наближеною до оптимальної моделі є овально-конічна форма коренеплоду з незначним зануренням його в ґрунт і відсутністю борозенок (ортостихи).

Серед великого розмаїття селекційних зразків буряка кормового є сорти, коренеплоди яких за формою наближені до бажаної нової форми коренеплодів буряка цукрового. У майбутньому така форма коренеплодів буряка цукрового вбачається і високопродуктивнішого.

Шляхом досягнення даної мети є гібридизація буряку цукрового з кормовим. Буряк кормовий за однакових агрокліматичних умов культивування може вдвічі перевищувати цукровий за врожайністю коренеплодів. Майже дві третини коренеплоду у нього розташована над поверхнею ґрунту, що полегшує його викопування і суттєво зменшує винос родючого шару ґрунту. Таким чином, буряк кормовий має низку цінних ознак, які можливо привнести у цукровий для суттєвого поліпшення останнього [5].

Мета і завдання досліджень. Вивчити вихідні форми буряку цукрового і кормового за морфологічними ознаками рослин першого року вегетації та створити гібридні матеріали буряка цукрового з поліпшеними параметрами форми коренеплоду.

У процесі досліджень передбачено:

- провести оцінку вихідних форм буряку цукрового і кормового та їх гібридів за біометричними показниками та відібрати селекційні зразки з оптимальним поєднанням морфологічних і господарсько-цінних ознак;

- вивчити характер успадкування форми коренеплоду гібридними селекційними матеріалами, отриманими за схрещування буряку цукрового і кормового.

Матеріали і методика досліджень. До польового досліду було залучено чотири одноросткові диплоїдні лінії закріплювачів стерильності (О типів) буряка цукрового і три селекційні номери багаторосткового диплоїдного буряка кормового сорту Славія селекції Уманської ДСС з оптимальним поєднанням морфологічних і господарсько-цінних ознак. Створення гібридних матеріалів різної генетичної структури проводили під парними ізоляторами і на просторово ізольованих ділянках.

Вивчення батьківських форм та їх гібридів проводили методом рендомізованих блоків за загальноприйнятою методикою. Облікова площа ділянки 10,8 м2, повторність - триразова. Вибірка коренеплодів для аналізу становила 75 шт. з кожного повторення.

Для визначення індексу форми коренеплоду використано методику, яка базується на індексації форми кожного коренеплоду за співвідношенням його метричних показників [6].

Індекс форми коренеплоду (Ф), вираховували за формулою:

Ф = (K х D х B)/ (L х d)

де Ф - індекс форми коренеплоду;

К - коефіцієнт, виражений в абсолютних одиницях (визначається величиною маси коренеплоду, поділеній на 1000);

D - максимальний діаметр коренеплоду, см;

В - відстань від площини максимального діаметра коренеплоду до вершини головки, де починає формуватися гичка, см;

L - довжина власне коренеплоду, відстань від вершини головки до кінчика хвостової частини, см;

d - діаметр у хвостовій частині коренеплоду, см.

Позначення вищевказаних параметрів форми коренеплоду наведено на рис. 1.

Рис. 1. Позначення параметрів форми коренеплоду

селекційний коренеплод буряк

Залежно від величини індексу “Ф” використовували наступну класифікацію форми коренеплоду буряка цукрового:

- від 0,01 до 0,25 - веретеноподібна;

- від 0,26 до 0,50 - вузько-конічна;

- від 0,51 до 0,75 - конічна;

- від 0,76 до 1,00 - широко-конічна;

- від 1,01 до 1,50 - овально-конічна;

- від 1,51 до 2,50 - округло-конічна.

Статистичний обробіток результатів досліджень гібридів і батьківських форм здійснювали методом дисперсійного аналізу за Доспєховим Б.А. (1985) [7].

Результати досліджень та їх обговорення. За роки досліджень (2013 - 2015 рр.) виконано роботи з оцінки генотипів вихідних селекційних матеріалів буряків цукрового і кормового та їх гібридів, з метою добору нових гібридних матеріалів буряку цукрового з поліпшеними параметрами форми коренеплоду, високими показниками базової продуктивності та комбінаційної здатності для подальшого їх використання у формуванні конкурентноздатних, високопродуктивних ЦЧС гібридів зі зміненими параметрами форми коренеплоду та поліпшеними технологічними якостями цукросировини.

Дослідженнями Де Фріза (1901) і В.Л. Іогансена (1909) встановлено, що існує два типи мінливості - індивідуальна, коли вивчаються відмінності між окремими рослинами і групова, коли вивчається група рослин, що розглядається як підвид, різновидність, сорт тощо. У 1913 р. В.Л. Іогансен всі мінливості ознак організмів розділив на дві групи: спадкові та неспадкові. Форма коренеплоду є генетичною ознакою і змінюється або успадковується залежно від генотипів батьківських форм [5,6].

Використання на практиці індексу форми коренеплоду дає змогу селекціонерові зробити оцінку, опис та аналіз селекційних зразків для подальшого створення комбінаційно-здатних лінійних матеріалів буряка цукрового з поліпшеними параметрами форми коренеплоду, як батьківських компонентів високопродуктивних ЦЧС гібридів.

Наші дослідження є першим етапом нової селекційної програми «Створення ліній запилювачів Оуенівського типу зі зміненими параметрами форми коренеплоду». Тобто, проводиться аналіз вихідних форм буряку цукрового і кормового за проявом відповідної ознаки, гібридизація кращих зразків і аналіз успадкування цієї ознаки гібридними матеріалами. На другому і послідуючих етапах селекції буде проведено добори гібридних зразків з поліпшеними параметрами форми коренеплоду, за допомогою інбридингу - виділення одноросткових форм, аналізуючих і бекросних схрещувань - створення нових ліній О типу та їх ЦЧС аналогів з бажаними параметрами форми коренеплоду.

Таким чином, використання математичної моделі визначення форми коренеплоду і класифікації коренеплодів буряку цукрового і кормового за цією ознакою дозволяють не тільки виявити потрібний селекційний матеріал, але й вести цілеспрямовану селекцію за формою коренеплоду і прогнозувати необхідну їх продуктивність [6].

Впродовж 2013-2015 років досліджень, на основі узагальнення параметрів кожного варіанту в межах сортозразків, використовуючи індекс “Ф”, було визначено загальну форму коренеплодів буряка цукрового, притаманну лініям закріплювачам стерильності (О типам) різного генетичного походження селекції Уманської ДСС (табл. 1).

Результати досліджень (2013-2015 рр.) свідчать, що всі сортозразки буряка цукрового, незалежно від походження, характеризувалися конічною формою коренеплоду. Індекс форми коренеплоду був у межах 0,57-0,73. Групова мінливість між сортозразками за цією ознакою була неістотною. Коефіцієнт варіації (V) за три роки досліджень становив 7,35-10,29%. Індивідуальна мінливість показників індексу форми коренеплоду окремих зразків у розрізі трьох років вивчення була майже відсутнього.

Табл. 1

Примітки: х - середнє арифметичне; s - стандартне відхилення; V - коефіцієнт варіації.

Аналіз трьох сортозразків буряка кормового (табл. 2) свідчить, що вони характеризуються округло-конічною формою коренеплоду. За роки досліджень (2013-2015 рр.) індекс форми коренеплоду (Ф) у них був у межах 2,31-2,49. Групова мінливість між сортозразками буряка кормового за цією ознакою була ще нижчою, ніж у буряка цукрового. Коефіцієнт варіації (V) показників індексу форми коренеплоду становив 2,92-4,13%.

Гібридні матеріали, отримані шляхом схрещування буряків цукрового і кормового за формою коренеплодів значно відрізнялися від вихідних батьківських зразків (табл. 3).

Їх коренеплоди характеризувалися овально-конічною формою та індексом форми коренеплоду (Ф) у межах 1,23-1,43. Групова мінливість за цим показником між окремими сортозразками була неістотною. Коефіцієнт варіації (V) становив 5,97%. У порівнянні з вихідними формами буряка цукрового у гібридних матеріалах зменшилася довжина коренеплоду (L) та збільшилися показники максимального діаметру (D) і відстані від площини максимального діаметру до вершини головки (В).

Табл. 2

Табл. 3

Коренеплоди гібридних матеріалів характеризувалися більшим виступанням над поверхнею ґрунту, що в свою чергу сприяє зниженню енергозатрат при їх викопуванні.

Отримані гібридні матеріали є цінним вихідним матеріалом для проведення послідуючих етапів селекції зі створення нових ліній закріплювачів стерильності (О типів) з поліпшеними параметрами форми коренеплоду.

Висновки. Форма коренеплоду є полігенно-контрольованою ознакою, яка змінюється або спадкується залежно від генотипів батьківських форм. За схрещування буряку цукрового з конічною і кормового з округло-конічною формами коренеплодів у гібридному потомстві проявляється овально - конічна форма коренеплоду.

Індекс форми коренеплоду, є досить стабільним показником для оцінки, опису і аналізу селекційних зразків. Використання даного показника дозволяє не тільки виявити цінний селекційний матеріал, а й вести цілеспрямовану селекцію за формою коренеплоду і програмувати майбутню продуктивність рослин буряка цукрового.

Література

1. Роїк М.В. Гібриди нового покоління цукрового буряку і їхня роль у процесі інтенсифікації галузі / М.В. Роїк, М.О. Корнєєва // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - 2006. - № 3. - С. 71 - 82.

2. Роїк М.В. Напрями, методи та стратегія розвитку селекції цукрових буряків / М.В. Роїк, М.О. Корнєєва // Цукрові буряки. - № 6. - 2015. - С. 7 - 9.

3. Роїк М.В. Про морфологічні ознаки рослин цукрових буряків та їх вплив на продуктивність і якість механізованого збирання / М.В. Роїк, М.М. Зуєв, В.О. Борисюк // Збірник наукових праць [Інституту цукрових буряків УААН]. - 2000. - Вип. 2 (2). - С. 146 -166.

4. Роїк М.В. Форма коренеплодів як важлива еколого-селекційна ознака цукрових буряків / М.В. Роїк, М.О. Корнєєва // Підвищення ефективності бурякового виробництва та проблеми екології і відходів. - К., 1994. - С. 33-34.

5. Перетятько В.Г. Селекція на удосконалення форми і розмірів коренеплодів / В.Г. Перетятько, І.М. Боршківський // Цукрові буряки. - № 3. - 2002. - С. 16 - 21.

6. Корниенко А.В. Создание исходного материала нового поколения с использыванием методов сингенетики / А.В. Корниенко, В.А. Сукоруких, Р.В. Бердников, Е.В. Гончаров. - Рамонь: ВНИИсС. - 2010. - 246 с.

7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований / Доспехов Б.А. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

Размещено на Allbest.ru