Вплив генів маркерних морфологічних ознак ліній соняшнику на господарські якості гібридів

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

У виробництві соняшнику досить давно використовують гібриди, створені селекційними лініями. Гібриди мають дуже велику схожість за морфологічними ознаками. Лінії, що використовують для їх створення мають велике різноманіття. В селекційних лініях використовують рецесивні морфологічні ознаки: лимонне, оранжеве, світло-жовте забарвлення крайових квіток, верхнє галуження.

Маркування батьківських ліній гібридів моногеними рецесивними морфологічними ознаками є важливою умовою контролю генетичної чистоти ліній. Через насиченість сівозмін при сучасній системі рослинництва посівами товарного соняшнику відбувається порушення норм просторової ізоляції. Морфологічні маркери дозволяють контролювати і навіть виправляти ситуацію при вирощуванні в умовах недостатньої ізоляції. Основними вимогами, що пред'являються до ознак, як маркерів, є: чітка візуальна відмінність, прояв до цвітіння або на початку фази цвітіння, відсутність негативного плейотропного впливу на господарсько-цінні ознаки [ТолмачевВВ, 2014]. У попередньому дослідженні [Vedmedeva К.У, 2015] визначено, що лише деякі морфологічні ознаки мають вплив на кількісні господарські ознаки ліній соняшнику. Лінії у сучасному сільському господарстві використовуються лише на ділянках гібридизації і займають не великі площі. Дійсний прибуток отримують від врожайності та олійності гібридів. Вивченню гібридів та якостей ліній які їх створюють присвячено багато наукових досліджень [Кутіщева Н.М, 2014]. Але вплив конкретних генів на важливі ознаки гібридів не досліджувався.

Мета дослідження: Встановити вплив генів контролюючих морфологічні маркерні ознаки ліній на господарсько-цінні показники гібридів соняшнику першого покоління.

Матеріали та методи досліджень. Матеріалом дослідження слугувала колекція аналогів ліній соняшнику за морфологічними ознаками та стерильні аналоги селекційних ліній [Vedmedeva K.V, 2015]. Для встановлення впливу окремих генів маркерних ознак створені лінії аналоги та їх вихідні форми одночасно залучили до схрещувань на стерильній основі з лініями тестерами. Гібридні комбінації отримували на трьох кошиках для кожної комбінації. Гібриди висівали ділянками площею 10,2 м2 кожного кошику окремо. Наявність трьох кошиків обумовила наявність трьох повторень. Гібриди кожної групи ліній аналогів та їх вихідної форми висівали окремим дослідом з використанням рендомізації. В досліді 2010-2011рр гібриди оцінювали за вегетаційним періодом, врожайністю, масою 1000 насінин, олійністю, висотою, кількістю листків та діаметром кошику. Загальна методика закладки дослідів та обрахунку результатів поведена за методикою Доспехова [Доспехов ВН, 1979].

Вивчали вплив генів: o(оранжеві крайові квітки), shc(полосковидні крайові квітки), tu2(довгі трубкоподібні крайові квітки), l(лимонні крайові квітки), lu(світло-жовті крайові квітки), lb (світло-коричневе забарвлення листка) на врожайність, олійність на інші ознаки гібридних комбінацій.

Результати досліджень та їхнє обговорення

В таблиці 1 представлені середні показники гібридів лінії КЛВ80/1 та її аналогів. У якості материнської лінії використали три материнські компоненти: нову крупноплідну лінію соняшнику КП11А, стерильну лінію селекції Селекційно-генетичного інституту - Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення позначену як А, та простий невідновлений гібрид Кубанський 93, позначений як Куб 93. Отримані групи гібридів між собою мали відмінності що до вивчених характеристик та вегетаційного періоду. Так гібриди з лінією А мали меншу врожайність, більшу олійність, менший вегетаційний період на 3 дні ніж інші комбінації.

З батьківських ліній аналогів лінії КЛВ80/1 лінія аналог М10 виявляла зменшену олійність та висоту рослин у порівнянні з вихідною лінією. Гібриди з нею мали однакову з вихідними гібридами висоту з урахуванням похибок, однак в абсолютному значенні вона була все ж менша. За іншими ознаками у гібридів з цією лінією достовірних відмінностей не виявлено.

В гібридах спостерігались поодинокі зміни важливих селекційних характеристик. Так виявилось, що гібридна комбінація КП11АхМ17/1 за своєю врожайністю перевищила гібрид з вихідною формою. Але в двох інших гібридних комбінаціях з використанням М17/1 достовірних відмінностей за врожаєм не встановлено. Ознака олійності не мала достовірної різниці у гібридів з маркерними ознаками та без них. За висотою гібридів лише гібрид КП11АхМ17/1 мав більшу висоту за вихідну комбінацію.

соняшник генетичний рецесивний

Табл. 1

Так само він вирізнявся більшім діаметром кошику. Відмінності гібриду КП11АхМ17/1 потребують подальшого випробування для використання у якості виробничого гібриду. За ознакою кількості листків спостерігали їх достовірне зменшення в двох комбінаціях з різними батьківськими лініями.

Загалом з усіх спостережень за ознаками видно, що заявлені маркерні гени не мають суттєвого впливу на врожайність, олійність, висоту, діаметр кошику та кількість листків їх гібридів. Це дозволяє використовувати їх як маркерні.

З лінією КЛВ80/1 було отримано аналог з внесеним геном 1Ь обумовлюючим світло-коричневе забарвлення листків. Цей ген обумовлює створення пігменту померанчевого забарвлення, який накопичується у вакуолях і обумовлює коричневий відтінок. За участю лінії М791 та М790, які несуть цей маркерний ген було створено гібриди з п'ятьма материнськими лініями. Серед них лінія SW501A іноземної селекції та Одол 1 Селекційно-генетичного інституту - Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення та три описаних вище материнських лінії. Вивчені середні показники гібридних комбінацій представлено у таблиці 2.

Табл. 2

Назвою М791/1 позначена сублінія яка містила той самий маркерний ген 1Ь, але у спостереженнях предкова форма вважалась, як така що має більш яскраве коричневе забарвлення. За роками спостережень виявилось, що нащадки обох субліній нічім не вирізнялись. Назву М790 мала лінія, яка крім гену 1Ь містила ген низькорослості dw. Серед десяти випробуваних комбінацій з цими аналогами, виявилось лише три, які мали відмінності від гібридів з вихідними формами. Комбінації КП11АхМ791 та Куб 93хМ791/1 мали більшу врожайність, а комбінація Куб 93 х М790 нижчу висоту рослин. Останнє пояснюється дією гену dw. З десяти комбінацій збільшення врожайності у двох випадках не дає можливості стверджувати позитивний вплив гену на врожайність, але одночасно відсутність зменшення врожаю та олійності вказує на можливість використання морфологічних маркерних генів у створенні високоврожайних гібридів.

Серед проведених науковцями досліджень на тему вивчення гібридів та морфологічного маркування відомо дослідження HladniNet.al. [HladniNet.al., 2018], який вивчав сім морфологічних ознак гібридів з метою встановлення генетичної відстані між батьківськими формами за цими показниками та молекулярними маркерами. Ліній аналогів, морфологічних маркерних ознак обумовлених одним геном в їх дослідженнях не використано. Колекції ліній аналогів за морфологічними маркерними ознаками створювали Гаврилова В.О. [Гаврилова ВО, 2003] та Пімахін В.Ф. [Пімахін ВФ, 2000]. Однак їх дослідження не йшли далі прямого спостереження за лініями та схрещувань для уточнення генетичного контролю виявлених ознак. У порівнянні з ними наше дослідження є поглибленням знань з плейотропних ефектів генів. Воно доводить можливості застосування окремих морфологічних ознак у створенні виробничих гібридів з найкращими якостями. Використання морфологічного маркування забезпечить контроль чистоти насінництва і відповідно найкращу якість насіння.

Встановлено відсутність впливу на господарсько-цінні ознаки гібридів врожайність, олійність, висоту рослин, діаметр кошику, кількість листків генів морфологічних маркерних ознак: o(оранжеві крайові квітки), shc (полосковидні крайові квітки), tu2 (довгі трубкоподібні крайові квітки), l ("лимонні крайові квітки), lu (світло-жовті крайові квітки), lb (світло-коричневе забарвлення листка).

Доведено можливість використання ліній з морфологічними маркерними ознаками у виробничих гібридах без негативного впливу на основні сільськогосподарські показники.

Література

1. Avin F.A et.al. (2013) Identification of high diverse heterotic groups in sunflower inbred lines for further hybrid production. Research on crops 14(2): 492499.

2. Hladni N et.al. (2017) Classification of confectionary sunflower genotypes based on morphological characters. Journal of agricultural science 155(10): 15941609/DOI: 10.1017/S0021859617000739

3. Hladni N et.al. (2018) Comparison of methods for the estimation of best parent heterosis among lines developed from interspecific sunflower germplasm EUPHYTICA 214(7): UNSP 108 DOI: 10.1007/s10681-018-2197-0

4. Hubner S et.al. (2019) Sunflower pan-genome analysis shows that hybridization altered gene content and disease resistance. Nature plants 5(1): 54-62. DOI: 10.1038/s41477-018-0329-0

5. Mladenovic E et.al. (2017) Variability of morphological characters among ornamental sunflower collection. Genetika-belgrade 49(2): 573-582. DOI: 10.2298/GENSR1702573M

6. Vedmedeva K.V, Soroka A.I (2015) Influence of some mutant genes on certain agronomically important traits in sunflower Helia. 2:21-22. 10.1515/helia-2015-0013

7. Gavrilova V.A, Anisimova I.N (2003) Genetics of cultivated plants. Sunflower SPb.: VIR: 209.

8. Dospekhov B.A. (1979) Methodology of field experiment M.

9. Kutishcheva N.N. et al (2014) Influence of parental components on the formation of the main characters in multidirectional sunflower hybrids of Science and Technology Bulletin to the Institute of Olive Crops of NAAS21: 28-40.

10. Pimakhin V.F. et al. (1997) Creation and study of genetically labeled self- pollinated sunflower lines. Scientific development Acad. Heritage N.I. Vavilova. Tez.Internor. scientific conf.1:74

11. Tolmachev V.V., Vedmedeva K.V., Solodenko A.E. (2014) Use of Recessive genes for morphological traits of DNA markers in sunflower seed production. VisnykZGU. 1: 45-48.

Размещено на Allbest.ru