Прояв транcгресивних форм за стійкістю проти основних збудників листових хвороб та елементами продуктивності у гібридів пшениці м’якої озимої

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Прояв транcгресивних форм за стійкістю проти основних збудників листових хвороб та елементами продуктивності у гібридів пшениці м'якої озимої

Постановка проблеми

У селекційних програмах для створення урожайніших сортів пшениці м'якої озимої, стійких до біотичних чинників довкілля, важливо вже на початкових етапах селекційного процесу також мати відомості про характер мінливості та успадкування кількісних ознак. Тому дослідження прояву трансгресій за елементами продуктивності має вирішальне значення у створенні нового селекційного матеріалу пшениці озимої.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблемі підвищення продуктивності пшениці озимої у поєднанні зі стійкістю до біотичних чинників присвячено чимало праць [1-4]. Це цілком природно, адже продуктивність є одним з основних напрямів селекції цієї культури. Найважливішими компонентами врожайності і продуктивності рослин вважають довжину колоса, кількість зерен у колосі, масу зерна з колоса і рослини та 1000 зерен [5-7].

Невід'ємною складовою досліджень є виділення трансгресивних форм не тільки за елементами структури врожаю, а й у комплексі за стійкістю проти збудників хвороб пшениці, яка складає адаптивний потенціал сучасних сортів. Одержання таких форм озимої пшениці за низкою господарсько цінних ознак - дуже важлива й одна з найважчих проблем селекції цієї культури. Гетерозиготи за фенотипом дуже важко відрізнити від гомозигот, якими є трансгресивні форми, тому в аналізі гетерозиготи і гомозиготи потрапляють в одну групу. Виходячи з цього, необхідно проводити перевірку на гомозиготність у наступних поколіннях [8-10].

У селекційних дослідженнях необхідно вивчати успадкування не урожайності загалом, а окремих ознак, з яких вона складається. За даними А.А. Созинова [11], якщо у F₂ гетерозис зникає, то це означає, що причиною було наддомінування, а якщо в наступних поколіннях явище гетерозису зберігається, то це - неалельна взаємодія генів, яка є основою для виникнення трансгресивних форм. Тому у своїх дослідженнях особливу увагу ми звернули на характер успадкування найважливіших ознак продуктивності рослин і стійкості проти основних хвороб пшениці озимої у гібридних поколіннях.

Постановка завдання. Метою наших досліджень було виявити цінність гібридних популяцій на основі вивчення формування трансгресивних морфобіотипів за основними ознаками стійкості до ураження хворобами та елементів продуктивності пшениці озимої.

Виклад основного матеріалу

У селекції за стійкістю проти основних збудників хвороб пшениці озимої протягом 2011-2013 рр. було досліджено гібридні комбінації F₁-F₃ із використанням штучного комплексного інфекційного фону патогенів (ШКІФ) [12; 13] у лабораторії селекції інтенсивних сортів озимої пшениці Миронівського інституту пшениці імені В.М. Ремесла НААНУ. Внаслідок низького ступеня розвитку патогена Erysiphe graminis Dc. f. sp. tritici (Erysiphe graminis) пшениці озимої у 2013 р. ці дані не представлені.

Ступінь домінування кількісних ознак визначали за формулою G.M. Beil, R.E. Atkins [14], ступінь і частоту трансгресії кількісних ознак - за формулами, запропонованими Г.С. Воскресенською та В.І. Шпотою [15].

Рекомбінаційна мінливість за стійкістю проти ураження збудниками хвороб у популяціях F₂-F₃ пшениці озимої за використання ШКІФ патогенів забезпечує нові адаптивні, у тому числі трансгресивні за стійкістю проти збудників хвороб у поєднанні з елементами продуктивності форми рослин. У процесі досліджень 2012 р. спостерігали плюс трансгресії за стійкістю проти ураження збудником Erysiphe graminis у популяціях Галатея (Болгарія) / Єрмак (Росія) (56,7 %), Kalina (Болгарія) / Лісова пісня (Україна) (9,0 %), VIENNA (Канада) / SCAGEN (Німеччина) (6,7 %). За стійкістю проти ураження рослин пшениці озимої патогеном Puccinia recondita Rob. ex Desm. f. sp. tritici (Puccinia recondita) ступінь трансгресії тримався у межах 30,8 % - 42,9%: VIENNA (Канада) / SCAGEN (Німеччина), MEWA (Польща) / NS 124-01 (Югославія) та Kalina (Болгарія) / Лісова пісня (Україна). Ступінь трансгресії варіював у межах 22,7 % - 40 % за стійкістю проти ураження збудником Septoria tritici Rob. et Desm. (Septoria tritici) у таких популяціях: 29/03-72 (Болгарія) / Польовик (СГІ), Наталка (ІФРіГ, МІП) / Турунчук (СГІ), VIENNA (Канада) / SCAGEN (Німеччина), Kalina (Болгарія) / Лісова пісня (Україна) та MEWA (Польща) / NS 124-01 (Югославія) (табл. 1).

Проте слід зазначити, що виокремлюються трансгресивні морфобіотипи за комплексною стійкістю пшениці озимої проти трьох патогенів Erysiphe graminis, Puccinia recondita і Septoria tritici. Ступінь трансгресії був найвищим у гібридній комбінації Kalina (Болгарія) / Лісова пісня (Україна) і становив відповідно 9,0 % (Erysiphe graminis) 42,9 % (Puccinia recondite) та 39,1 % (Septoria tritici).

Частота трансгресій у досліджуваних комбінаціях за стійкістю проти ураження основними збудниками листових хвороб варіювала від 2,0 % - 3,4 %.

Таблиця 1 Особливості прояву стійкості проти ураження патогенами у гібридних комбінацій F₁-F₃ (2011-2013 рр.)*

* 1 - ступінь домінування у F₁; 2 - ступінь трансгресії у F₂; F₃.

У значної кількості популяцій гібриди F₂ у середньому за елементами структури урожаю перевищували вихідні батьківські форми. Але доцільно було дослідити насамперед форми, які виокремлювалися за комплексною стійкістю проти ураження фітопатогенами пшениці озимої. В основу систематизації гібридних популяцій за продуктивністю були покладені ознаки: довжина, кількість зерен і вага основного колоса, які є достовірно пов'язані з урожаєм зазначеної культури.

Аналіз прояву трансгресивних форм серед популяцій F₂ і F₃ за елементами структури урожаю виявив, що позитивні трансгресивні форми частіше проявляються серед комбінацій, у яких у F₁ спостерігали такі типи успадкування, як домінування чи наддомінування (гетерозис) певної ознаки. Тобто за цими типами успадкування ознак можна передбачати у поколіннях виділення трансгресивних форм, які становлять практичну цінність для селекції. За результатами проведеного аналізу гібридних комбінацій пшениці м'якої озимої за довжиною основного колоса виявлено трансгресивні рекомбінанти, які мали ступінь трансгресії від 7,8 % до 28,8 % та частоту вищеплених позитивних трансгресивних форм від 2,2 % до 3,3 %. Варто виокремити комбінацію Наталка (ІФРіГ, МІП) / Турунчук (СГІ) за високими показниками ступеня і частоти трансгресії (табл. 2). Отримані позитивні трансгресивні показники у третьому поколінні за ознаками кількості зерен та ваги їх з основного колоса. Варіювання ступеня й частоти трансгресивних форм у комбінаціях складало відповідно 3,6 % - 82,6 % і 2,1 % - 3,2 % - за кількістю зерен з основного колоса та 7,7 % - 42,6 % і 2,4 % - 3,5 % - за вагою зерна з основного колоса.

Таблиця 2 Характер прояву трансгресій гібридами F₁-F₃ за елементами продуктивності (2011-2013 рр.)*

* 1 - ступінь трансгресії; 2 - частота трансгресії.

Високі значення досліджуваних ознак спостерігали у третьому поколінні популяції MEWA (Польща) / NS 124-01 (Югославія) за кількістю зерен з основного колоса (Тс - 82,6 %) та за вагою зерен з основного колоса (Тс - 42,6 % ). Добрими показниками характеризується популяція Kalina (Болгарія) / Лісова пісня (Україна). Комбінації також поєднують високі значення позитивних трансгресій за стійкістю проти трьох патогенів Erysiphe graminis, Puccinia recondita і Septoria tritici. Такі нові генотипи є цінним селекційним матеріалом для селекції пшениці озимої за груповою стійкістю проти фітопатогенів і господарсько цінними ознаками, які визначають зернову продуктивність.

Висновки

За результатами досліджень виявлено залежність ступеня і частоти вищеплення позитивних трансгресивних форм від ступеня домінування у гібридів першого покоління. Чим вищий ступінь домінування, тим більші частота і ступінь трансгресій.

На основі проведених досліджень встановлено, що ефективним може бути добір трансгресивних форм за стійкістю проти збудників хвороб у поєднанні з елементами продуктивності у другому і третьому поколіннях гібридів. Нам вдалося частково поєднати позитивну трансгресію як за продуктивністю, так і за стійкістю проти ураження трьома збудниками хвороб пшениці озимої.

Заплановано проводити дослідження за окресленими ознаками з перевіркою на гомозиготність у наступних поколіннях.

Бібліографічний список

пшениця озимий селекція

1. Лісовий М. П. Екологічний аналіз складових інтегрованого методу захисту рослин у ХХI столітті / М. П. Лісовий, Г. М. Лісова // Вісник аграрної науки. ? К., 2007. ? № 2. ? С. 25-28.

2. Ковалишина Г. М. Селекція озимої пшениці у Миронівському інституті пшениці на стійкість до хвороб / Г. М. Ковалишина // Вісник Українського т-ва генет. і селекц. ? К. : Логос, 2010. ? Т. 8, № 2. ? С. 291-300.

3. Бабаянц О. В. Імунологічна характеристика рослинних ресурсів пшениці та обґрунтування генетичного захисту від збудників хвороб грибної етіології у Степу України : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра біол. наук : спец. 06.01.11 “Фітопатологія” / О. В. Бабаянц. ? К., 2011. ? 48 с.

4. Основи селекції польових культур на стійкість до шкідливих організмів : навч. посіб. / за ред. В. В. Кириченка та В. П. Петренкової. ? Харків, 2012. ? 320 с.

5. Воронкова Н. Е. Некоторые подходы к оценке селекционной ценности сортов и гибридов пшеницы / Н. Е. Воронкова // Сельскохозяйственная биология. ? М., 1982. ? Т. XVII (4). ? С. 458-462.

6. Литвиненко М. А. Результати селекції сортів озимої м'якої і твердої пшениці на підвищення продуктивності та адаптивного потенціалу в Селекційно-генетичному інституті / М. А. Литвиненко // Селекція і насінництво. - Харків, 2006. - № 93. - С. 9-20.

7. Коломієць Л. А. Формування показників адаптивності (урожайності, маси 1000 зерен та натури зерна) ліній пшениці озимої залежно від гідротермічних умов у зоні Лісостепу України / Л. А. Коломієць, В. В. Кириленко, С. М. Маринка // Селекція і насінництво : Харків, 2012. - Вип. 102. ? С. 22-29.

8. Федин М. А. Статистические методы генетического анализа / М. А. Федин, Д. Я. Силис, А.В. Смиряев. ? М. : Колос, 1980. ? 207 с.

9. Орлюк А. П. Принципы трансгрессивной селекции пшеницы / А.П. Орлюк, В. В. Базалий. ? Херсон, 1998. - 274 с.

10. Орлюк А. П. Трансгресивна мінливість господарсько цінних ознак і властивостей у озимої пшениці / А. П. Орлюк // Зб. наук. пр. СГІ. - Одеса, 2004. - Вип. 6 (46). - С. 20-32.

11. Созинов А. А. Генетическое улучшение пшеницы / А. А. Созинов, А. П. Орлюк, А. А. Корчинский. - К. : Укр.ИНТЭИ, 1993. - 132 с.

12. Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах - членах СЭВ / [Л. Бабаянц, А. Мештерхази, Ф. Вехтер и др.]. ? Прага, 1988. ? С. 125-251.

13. Створення стійких сортів озимої пшениці з використанням комплексних інфекційних фонів патогенів у ланках селекційного процесу / [В. В. Шелепов, В. І. Дубовий, В. В. Кириленко та ін.] // Методичні рекомендації / за ред. М. П. Лісового та В. В Шелепова. - К. : Колообіг, 2005. - С. 4-18.

14. Beil G. M. Inheritance of quantitative traits in grain sorghum / G. M. Beil, R. E. Atkins // Jowa J. Sci. - 1965. - Vol. 39, № 3. - P. 345-358.

15. Воскресенская Г. С. Трансгрессия признаков Brassica и методика количественного учета этого явления / Г. С. Воскресенская, В. И. Шпот // Доклады ВАСХНИЛ. - М., 1967. - № 7. - С. 18-20.

Размещено на Allbest.ru