Размещено на http://www.allbest.ru/

6

Оценка комбинационной способности линий кукурузы по продуктивности и устойчивости к болезням и вредителям

Е.Ф. Сотченко

Оценивали наследуемость, общую и специфическую комбинационную способность восьми линий кукурузы из коллекции ВНИИ кукурузы по урожайности и устойчивости к стеблевой гнили, фузариозу, гиббереллезу початков, а также хлопковой совке и I генерации кукурузного мотылька.

EVALUATION OF COMBINATIVE CAPACITY OF MAIZE LINES ON PRODUCTIVITY AND RESISTANCE TO DISEASES AND VERMINS

E.F. Sotchenko

The inheritance, specific and general combinative capacity (GCC) in 8 maize lines of different ecology-geographic origin from collection of All-Russian Scientific Research Institute of Maize were estimated on productivity and resistance to stem rot, fusariosis, spadices gibberelosis, cottonworm moth and 1 generation of maize butterfly. The additive, dominant and additive-dominant genes effects were revealed, which determined the resistance to vermins. The maize lines RGS 201 M and GP 510 having the best indices on GCC should be of great utility as source of group and complex resistance; the line RS 273 M is useful as source of moderate complex resistance, which appears at the high GCC on productivity.

К числу первых болезней кукурузы, зарегистрированных на юге России с начала до середины ХХ века, относятся ржавчина, северный гельминтоспориоз, фузариоз початков, головневые грибы (1, 2). С 70-х годов в группу лидирующих болезней кукурузы входят стеблевые гнили, распространенность которых достигает 100 % (3, 4). Наиболее вредоносными в Ставропольском крае считались пузырчатая головня и фузариоз початков (5). При повреждении початков хлопковой совкой распространенность фузариоза в отдельных регионах достигала 76,6 % (6).

Многие отечественные и зарубежные исследователи отмечали взаимосвязь между повреждаемостью насекомыми и развитием болезней початков, наиболее ощутимую в годы массового распространения вредителей (7). По нашим данным, в предгорной и центральной зонах Ставропольского края в засушливые годы (1998-2000) резко возрастали численность и массовое повреждение хлопковой совкой початков ранне-, средне- и позднеспелых гибридов кукурузы независимо от их географического происхождения -- соответственно на 92,0, 81,0 и 61,4 %. В 2001 году повреждаемость початков составляла в среднем 81,8 %. Ежегодно отмечается сильное поражение початков как хлопковой совкой, так и кукурузным мотыльком, при этом соотношение по частоте повреждаемости в последние 3 года составляло соответственно (10-19):1. При существующей тесной и достоверной корреляционной зависимости между развитием фузариоза и повреждаемостью початков кукурузы насекомыми (в 1998-2001 годы r = = 0,67ј0,97) наблюдалось увеличение частоты встречаемости других болезней -- аспергиллеза, пенициллиоза и серой гнили.

Контроль устойчивости растений кукурузы к различным типам стеблевых гнилей носит полигенный характер, к гиббереллезной гнили початков -- аддитивный или аддитивно-доминантный (8-11). Гены, определяющие устойчивость к кукурузному мотыльку, локализованы не менее чем в четырех хромосомах (12). Несмотря на значительное распространение фузариозной гнили початков, генетика устойчивости к этому заболеванию изучена недостаточно. Показано, что устойчивость к Fusarium moniliforme контролируется более чем одной парой генов, эффекты действия которых различаются (13).

В задачу нашей работы входила оценка общей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационной способности линий кукурузы различного эколого-географического происхождения по урожайности и устойчивости к фузариозной стеблевой гнили, фузариозу и гиббереллезу початков, а также хлопковой совке и I генерации кукурузного мотылька с целью отбора источников групповой и комплексной устойчивости для селекции на иммунитет. кукуруза продуктивность болезнь вредитель

Объектом исследования служили восемь самоопыленных линий кукурузы: RS 2, RS 273 М, RGS 498 М, RGS 201 М (созданы в селекцентрах России), GP 510, GP 048, GP 288, GP 304 (получены в Германии). Гибриды F1 выращивали на делянках площадью 12,6 м2 рендомизированными блоками в 4-кратной повторности. Устойчивость к стеблевым гнилям и паразитарной ломкости стеблей определяли в севообороте с короткой ротацией после 2-недельного перестоя растений, достигших полной спелости зерна (14); развитие фузариоза и гиббереллеза початков -- при инокуляции чистой культурой соответственно F. moniliforme и F. graminearum; повреждаемость листьев кукурузным мотыльком -- в соответствии с методическими рекомендациями по оценке на комплексную устойчивость (15). Комбинационную способность линий по урожайности, устойчивости к вредителям и болезням оценивали по Гриффингу (модель I, метод 4) (16).

На основе дисперсионного анализа были выявлены достоверные генотипические различия между гибридами кукурузы по урожайности, устойчивости к возбудителям болезней и кукурузному мотыльку. Линии, достоверно различающиеся по устойчивости к гиббереллезной гнили початков, были распределены на три группы по убывающим эффектам ОКС: I -- RGS 201 М и RS 2; II -- GP 304, GP 288 и GP 510; III -- RS 273 М и RGS 498 М (табл. 1).

СКС по устойчивости к гиббереллезной гнили початков проявлялась в семи гибридных комбинациях: RS 273 М GP 304; RGS 498 М GP 304; RS 2 GP 304; RGS 201 М RGS 498 М; GP 288 GP 510; GP 048 GP 510 и GP 048 GP 288. При этом у линий RS 2, RGS 201 М и RGS 498 М , то есть существенный вклад в наследование устойчивости к болезни принадлежит генам с аддитивными эффектами, а у линий GP 510, GP 048, GP 288, GP 304 -- генам с доминантными и, возможно, эпистатическими эффектами (). Наиболее высокое значение линии GP 304 свидетельствует о том, что в гибридных комбинациях с участием последней устойчивость к болезни выше, чем можно было ожидать на основании усредненных показателей селекционной ценности. Линия RS 273 М характеризовалась практически одинаковой значимостью аддитивных и неаддитивных эффектов генов в наследовании устойчивости к этому заболеванию.

По устойчивости к фузариозной (розовой) гнили початков (возбудитель F. moniliforme) линии можно ранжировать в следующем порядке по уменьшению ОКС: GP 510, RGS 201 М, RGS 498 М, RS 273 М, GP 048, GP 304, GP 288, RS 2 (см. табл. 1). У шести линий преобладающее влияние на проявление устойчивости к болезни оказывали гены с аддитивными эффектами. При этом у линий RS 2, RGS 201 М и RGS 498 М проявлялись аддитивные, а у линии RS 273 М -- неаддитивные эффекты генов в наследовании устойчивости как к гиббереллезной, так и фузариозной гнили початков.

Высокое значение линии GP 048 свидетельствует о том, что две гибридные комбинации с ее участием (GP 048 GP 304 и GP 048 GP 510) характеризуются низкими отрицательными константами СКС; это позволяет судить о высокой СКС линии GP 048. При создании линий второго цикла в качестве источника устойчивости к фузариозной гнили початков можно использовать линию GP 510 с высокой ОКС.

Оценка комбинационной способности разных линий кукурузы по устойчивости к различным болезням и вредителям

По устойчивости к фузариозной стеблевой гнили (преобладающий возбудитель болезни -- F. moniliforme) выделили группу линий с высокой ОКС -- RGS 498 М, RS 273 М и RGS 201 М (см. табл. 1). При этом в четырех гибридных комбинациях (GP 510 RS 273 М; GP 048 RGS 498 М; GP 048 GP 304 и GP 048 GP 288) проявлялась высокая СКС. Наследование устойчивости к болезни у линий GP 510, GP 048, GP 304, RGS 201 М и GP 288 было обусловлено неаддитивными, а у линий RS 273 М и RGS 498 М -- аддитивными эффектами генов, однако только у линии RS 2 в генетическом контроле устойчивости к стеблевой гнили преобладали гены с аддитивными эффектами.

Известно, что степень антибиотического воздействия растения на гусениц I генерации кукурузного мотылька в конечном счете определяет численность II генерации насекомых, оказывающих влияние на распространенность болезней початков и ломкость стеблей. При оценке антибиотической устойчивости растений кукурузы к I генерации кукурузного мотылька были выявлены достоверные различия по ОКС между линиями, имеющими сходные (средние) показатели устойчивости; наивысшая ОКС была отмечена у линий GP 288, RS 2 и GP 048 (см. табл. 1). В наследовании устойчивости к вредителю у большинства линий (за исключением RGS 201 М) преобладали аддитивные эффекты генов ( > ); СКС проявлялась в комбинациях RS 2 GP 510 и RGS 201 М RS 273 М.

По антиксенотической устойчивости к хлопковой совке ОКС линий RS 273 М и RGS 498 М была наибольшей, причем только у первой генетический контроль устойчивости был обусловлен аддитивным и неаддитивным эффектами генов (см. табл. 1). У остальных линий проявлялось неаддитивное действие генов, поэтому отбор устойчивых к хлопковой совке генотипов по фенотипу может быть менее успешным, чем по устойчивости к кукурузному мотыльку.

Оценка комбинационной способности различных линий кукурузы по урожайности