О повышении эффективности отбора вики посевной на адаптивность и урожайность семян в селекционном питомнике

Размещено на http://www.allbest.ru/

О повышении эффективности отбора вики посевной на адаптивность и урожайность семян в селекционном питомнике

Г.И. Ившин

На основе использования статистических показателей рассматривается возможность выявления адаптивных форм вики посевной еще в селекционном питомнике первого года, а также повышения надежности оценок на этом этапе селекции по урожайности семян. Приведены данные по пластичности и гомеостатичности сортообразцов вики посевной в разные по метеорологическим условиям годы.

ABOUT INCREASE OF SELECTIVE EFFICIENCY IN Vicia sativa ON ADAPTIVITY AND SEED PRODUCTIVITY IN BREEDING NURSERY

G.I. Ivshin

On the basis of statistics parameters the possibility for revelation of adaptive form in Vicia sativa already in breeding nursery of first year and the increase of reliability of estimation on this breeding stage was considered. The data are presented on plasticity and homeostatic character of vetch during different on meteorological conditions years. It was shown, that the use two variants on planting density (530 and 2,515 sm) permit to reveal the best vetch variants on plasticity and homeostatic character in breeding nursery of first year on the basis of estimation of their intensity and breeding value. The index of breeding value permit to increase the reliability of vetch selection in nursery on seed productivity. These statistic indices do not allowed during extreme on weather conditions years.

Известно, что на начальных этапах селекции теряется немало ценного материала из-за низкой разрешающей способности принятых технологий анализа. При этом особенно сложно проводить оценку по адаптивности и урожайности семян с учетом природно-климатических и агроэкологических условий предполагаемой зоны районирования, что связано с одногодичным циклом определений, небольшими размерами делянок, отсутствием повторностей в опытах и т.д. Вследствие этого адаптивность сортообразцов на первых этапах селекционного процесса, как правило, не оценивают, что приводит в свою очередь к нестабильности показателей урожайности создаваемых сортов (1, 2). селекция урожайность вика посевной

Адаптивность сорта к изменяющимся условиям среды обусловлена пластичностью и гомеостатичностью. Если пластичность сорта отражает изменчивость признаков и свойств в соответствии с переменами условий произрастания, то гомеостаз ограничивает эту изменчивость в той мере, в какой это необходимо для поддержания постоянства функций организма. Для ускорения выявления пластичных форм некоторые авторы предлагают использовать принцип географической отдаленности, заменив многолетние испытания внутри отдельной зоны оценкой селекционного материала в нескольких пунктах (3-6). Однако применительно к начальным звеньям селекции этот вопрос остается пока малоизученным.

В настоящей работе была поставлена задача повысить результативность оценок образцов вики посевной по пластичности, гомеоста-тичности и урожайности семян в условиях селекционного питомника (за один год, в одном пункте) с целью устранения или минимизации потерь хозяйственно ценных форм и ускорения селекционного процесса.

Методика. Объектом исследования служили девять сортообразцов вики посевной, различающихся по скороспелости и продуктивности. Селекционный питомник первого года (СП-1) включал два варианта опыта, различающихся по густоте стояния растений: I - 530 см; II - 2,515 см. Повторность опыта 5-кратная. Контролируемый признак (масса семян с растения) определяли на основе индивидуального анализа 50 растений, отобранных равномерно во всех повторностях в фазу полной спелости. Используя данные семенной продуктивности вики посевной на оптимальном (I вариант) и лимитированном (II вариант) фонах СП-1 рассчитывали селекционную ценность (Sс) по формуле, предложенной Хангильдиным (7):

, [1]

где lim, opt, - среднее значение признака сортообразца соответственно на лимитированном, оптимальном и усредненном фонах. Показатель интенсивности (И) (коэффициент мультипликативности по Драгавцеву) определяли по формуле Удачина с соавт. (8):

И = (opt - lim)/ 100 (%), [2]

где - среднее значение признака на обоих фонах испытания, или обобщенный индекс среды. Анализировали статистические показатели по каждому году исследований в течение 4 лет.

В конкурсном сортоиспытании (КСИ) на основе обобщенных данных рассчитывали среднее значение признака (), коэффициент регрессии признака на изменение условий среды (bi), вариансу стабильности (S2di) - по методике Эберхарта и Рассела (9) и гомеостатичность сорта (Hom) - по Хангильдину (7):

Hom = . [3]

Для оценки сопряженности между селекционной ценностью и интенсивностью в СП-1, с одной стороны, и урожайностью, пластичностью и гомеостатичностью сортообразцов в КСИ, с другой, использовали показатель корреляции рангов по Спирмэну () (10).

Результаты. Масса семян с растения (продуктивность в узком смысле) служит основным показателем оценки образцов вики посевной в селекционном питомнике при выведении высокоурожайных сортов. Ранее нами была выявлена статистически достоверная корреляционная связь между вариансой изменчивости этого признака под влиянием погодных условий периода вегетации и густотой стояния растений (r = 0,8060,224). В связи с этим возникла идея использовать специфику реакции генотипов на изменение густоты стояния растений для предварительной оценки (на начальных этапах селекции) их адаптивных свойств.

1. Показатели адаптивности и семенной продуктивности сортообразцов вики посевной различной скороспелости по вариантам опыта

Данные таблицы 1 свидетельствуют о разной отзывчивости сортообразцов вики посевной на увеличение площади питания растений в рамках испытывавшихся вариантов СП-1: семенная продуктивность возросла относительно лимитированного фона на 66-141 %. Выявлена также значительная дифференциация сортообразцов по показателю интенсивности (табл. 2). В сравнительно благоприятный и умеренные по метеорологическим условиям годы более высокие показатели интенсивности отмечены у раннеспелых сортов Немчиновская 72, Луговская, Ярославская 136 и среднеспелого сорта Белоцерковская 27.

В экстремальный год, характеризующийся жесткой засухой на протяжении всего вегетационного периода, ранжировка по показателю интенсивности изменилась в пользу позднеспелых сортов Льговская 31-292 и Харьковская 134; высокий ранг сохранился у сорта Немчиновская 72. Такую необычную реакцию сортообразцов вики в засушливых условиях, отразившуюся на приросте семенной продуктивности при изменении густоты стояния растений, можно объяснить тем, что смена внешних лимитирующих факторов вызвала переопределение спектров генов, детерминирующих усредненную величину и генетическую изменчивость признака (11). Это, в свою очередь, должно было обеспечить относительно высокий уровень метаболических процессов, являющихся энергетической базой защитно-компенсаторных реакций (12).

2. Показатель интенсивности и селекционная ценность сортообразцов вики посевной по семенной продуктивности в селекционном питомнике в зависимости от метеорологических условий лет испытания

Для оценки прогностической ценности показателя интенсивности при выявлении пластичных и гомеостатичных селекционных форм вики посевной необходимо было проанализировать характер взаимосвязей между соответствующими статистическими характеристиками. Коэффициент регрессии урожайности семян на изменение погодных условий, представленный в таблице 1, свидетельствует о высокой пластичности (bi 1) таких сортообразцов, как Немчиновская 72, Луговская, Белоцерковская 27, Харьковская 134. Незначительная величина вариансы стабильности у двух последних сортов (S2di соответственно 0,20 и 4,84), отражающая устойчивость по урожайности семян, могла быть обусловлена повышенной толерантностью этих генотипов к неблагоприятным внешним факторам.

Повышенной гомеостатичностью характеризовались, наряду с высокопластичными сортами Немчиновская 72 и Луговская, сортообразцы Льговская 60, Луговчанка и Ярославская 136 - Ноm соответственно 19,0; 25,0 и 28,8. Показатель корреляции рангов между пластичностью и гомеостатичностью оказался статистически недостоверным, хотя и отмечена тенденция к положительной зависимости между этими признаками. Следовательно, в селекции вики посевной необходимо учитывать обе эти статистические характеристики.

Оценка корреляции рангов между интенсивностью и пластичностью подтвердила наше предположение о возможности выявления еще в СП-1 лучших по пластичности образцов вики посевной (табл. 3). Эти данные свидетельствуют также о зависимости результативности оценок на пластичность от погодных условий периода вегетации. Наиболее тесной была сопряженность между интенсивностью и пластичностью в благоприятном году. В условиях же продолжительной засухи показатель интенсивности не давал надежной информации о пластичности сортообразцов. Взаимозависимость между интенсивностью и гомеостатичностью на статистически достоверном уровне выявлена только на фоне погодных условий, близких к среднемноголетним.

3. Оценка корреляции рангов () между признаками семенной продуктивности вики посевной в разные по метеорологическим условиям годы

Корреляционная связь между интенсивностью и урожайностью семян в конкурсном сортоиспытании оказалась хотя и достоверной по трем годам из четырех, но недостаточно сильной, чтобы по этому показателю можно было с уверенностью отбирать высокоурожайные формы. В связи с этим мы проверили информативность показателя селекционной ценности: межсортовые различия по Sс были выражены в СП-1 достаточно четко во все годы исследований (см. табл. 2).

Однако, как и в случае с интенсивностью, ранжировка сортообразцов по селекционной ценности в экстремальный год существенно отличалась от других лет исследований. Так, если в благоприятный и умеренные годы первые три места занимали сортообразцы Луговская, Немчиновская 72 и Луговчанка, то в засушливый год лидерами были сортообразцы Белоцерковская 27, Ярославская 136 и № 3335. Статистический анализ подтвердил наличие тесной взаимосвязи между селекционной ценностью образцов в СП-1 и урожайностью семян в конкурсном сортоиспытании во все годы исследований, кроме экстремального (см. табл. 3). В среднем за 4 года показатель корреляции рангов между этими показателями достиг 0,967, в то время как между продуктивностью в I варианте, признанном лучшим для СП-1, и урожайностью семян он не превышал 0,892. На высоком уровне проявилась корреляционная связь между селекционной ценностью и гомеостатичностью - = 0,8000,933. Показатель корреляции рангов между урожайностью семян и пластичностью составлял 0,608, а между урожайностью семян и гомеостатичностью - 0,950.

Эти данные убедительно свидетельствуют об информативности при селекции вики посевной показателей как пластичности, так и гомеостатичности, дающих в совокупности более полное представление об ада-птивности генотипов к условиям среды произрастания.

Таким образом, использование разных вариантов по густоте стояния растений позволяет еще в селекционном питомнике первого года выявлять лучшие образцы вики посевной по пластичности и гомеостатичности на основе оценки показателей соответственно интенсивности и селекционной ценности. Кроме того, показатель селекционной ценности дает возможность повысить надежность отбора линий в питомнике по урожайности семян. Однако в экстремальные по метеорологическим условиям годы от использования этих статистических показателей при оценке на адаптивность и урожайность семян в селекционном питомнике следует воздерживаться.

Литература

Ш е в е л у х а B.C. Физиология растений и адаптивное растениеводство. Вест. с.-х. науки, 1991, 4: 22-32.

М о л ч а н И.М., И л ь и н а Л.Г., К у б а р е в П.И. Спорные вопросы в селекции растений. Сел. и сем., 1996, 1-2: 36-51.

В о л ь ф В.Г., Л и т у н П.П. Повышение точности экспериментов в селекции и математическая обработка их результатов. В сб.: Селекция и семеноводство зерновых культур. Киев, 1978: 254-270.

F o x P.N., R a t h j e n A.I. Relationships between sites used in the interstate wheat variety trials. Austral. J. Agr. Res., 1981, 32, 5: 672-691.

С и з и к о в А.П. Изменение генотипических корреляционных плеяд признаков продуктивности яровой пшеницы в зависимости от условий произрастания. Сиб. вест. с.-х. науки, 1982, I: 24-30.

Н е т т е в и ч Э.Д., Д е н и с о в а Л.В., Е р о ш е н к о Л.М. Влияние погодных условий на направление и результаты отбора в селекционных питомниках ярового ячменя. В сб.: Научно-методические вопросы селекции зерновых культур в Центральных районах Нечерноземной зоны. М., 1982: 80-85.

Х а н г и л ь д и н В.В., Л и т в и н е н к о Н.А. Гомеостатичность и адаптивность сортов озимой пшеницы. Науч.-техн. бюл. ВСГИ. Одесса, 1981, 1(39): 8-14.

У д а ч и н Р.А., Г о л о в о ч е н к о А.П. Методика оценки экологической пластичности сортов пшеницы. Сел. и сем., 1990, 5: 2-6.

П а к у д и н В.З. Параметры оценки экологической пластичности сортов и гибридов. В кн.: Теория отбора в популяциях растений. Новосибирск, 1976: 178-189.

З а й ц е в Г.Н. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. М., 1984.

Д р а г а в ц е в В.А. Эколого-генетическая модель организации количественных признаков растений. С.-х. биол., 1995, 5: 20-30.

Ж у ч е н к о А.А. Проблемы адаптации в современном сельском хозяйстве. С.-х. биол., 1993, 5: 3-35.

Размещено на Allbest.ru