Оценка комбинационной способности стерильных аналогов линий у простых и трехлинейных гибридов кукурузы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка комбинационной способности стерильных аналогов линий у простых и трехлинейных гибридов кукурузы

А.Г. Горбачева

Аннотация

ESTIMATION OF COMBINING ABILITY IN STERILE LINES

ANALOGS OF SIMPLE AND THREE-LINEAR MAIZE HYBRIDS

A.G. Gorbacheva

Summary

The combining ability during hybridization of sterile lines analogs in maize with M-type of cytoplasmic male sterility was determined. The effect of cytoplasm sterility on crop capacity, plant's height, height of spadix attachment, panicle length and length of panicle pedicle was estimated. The specificity of interaction of sterile analogs in simple and three-linear hybrids was revealed. The author shows as free occurrence advantages as negative effect of sterile cytoplasm on crop capacity. It was established, that M-type of cytoplasmic male sterility has mainly depressive influence on plant's height, height of spadix attachment, length of panicle pedicle and panicle length.

Определяли комбинационную способность при гибридизации стерильных аналогов линий кукурузы с М-типом цитоплазматической мужской стерильности. Оценивали влияние стерильности цитоплазмы на урожайность зерна, высоту растений, высоту прикрепления початка, длину метелки и длину ножки метелки.

Использование цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС) является важнейшим условием для получения качественных гибридных семян кукурузы в нашей стране. В семеноводческой практике в настоящее время используют М-, С- и SD-типы ЦМС; Т-тип запрещен к использованию с 1991 года в связи с угрозой распространения гельминтоспориоза (Helminthosporium maydis, раса Т). Проведено достаточно много исследований по оценке влияния конкретного типа ЦМС на проявление хозяйственно ценных признаков линий и гибридов кукурузы.

Урожайность простых и двойных гибридов кукурузы с М-типом ЦМС в среднем на 3,0 % выше, чем у аналогичных фертильных гибридов; гибриды с Т-типом ЦМС уступают по этому признаку фертильным в среднем на 2,3 % (1). Однако продуктивность растений в значительной степени зависит от конкретного характера взаимодействия между стерильной цитоплазмой и генотипом. Показано, что Т-тип ЦМС оказывает наиболее существенное ингибирующее влияние на большинство признаков гибридов кукурузы, в том числе и урожайность зерна (-1,9 % к норме) (2). По данным Вархушевой, М- и Т-типы ЦМС оказывали угнетающее действие на ряд морфологических признаков, однако первый способствовал снижению высоты растений в меньшей степени, чем второй (3). Считается, что влияние цитоплазмы в основном обусловлено взаимодействием генотипа и цитоплазмы, а не типом ЦМС. Отмечена зависимость степени проявления действия типа ЦМС от метеорологических условий.

Изучение у простых гибридов оригинальных линий-восстановителей С-типа ЦМС, стерильных аналогов и аналогов-закрепителей С-типа ЦМС свидетельствует о специфичности взаимодействия между генотипами в конкретной комбинации скрещивания (4). На урожайность конкретных гибридов кукурузы взаимодействие факторов генотип--цитоплазма оказывает большее влияние, чем тип цитоплазмы. Установлено, что стерильная цитоплазма способствует снижению общей высоты растений кукурузы, высоты прикрепления початка, длины верхнего междоузлия и особенно длины ножки метелки, причем Т-типа в большей степени, чем М- и С-типа ЦМС (5, 6).

Учитывая специфичность взаимодействия стерильных аналогов со всеми типами ЦМС, при подборе конкретной гибридной комбинации в тесткроссы рекомендуется включать не оригинальную линию, а готовый аналог, с тем чтобы избежать возможного отрицательного влияния цитоплазмы на урожайность зерна (7).

Целью нашей работы было сравнительное исследование и оценка комбинационной способности стерильных аналогов линий кукурузы с М-типом ЦМС и нормальной цитоплазмой.

Методика. Эксперименты проводили в 1997-1998 годах на опытном поле ВНИИ кукурузы (ВНИИК) и в лаборатории колхоза «Казьминский» (Ставропольский край). Метеорологические условия в 1997 году в целом сложились благоприятно для роста и развития растений кукурузы. Обилие осадков в июле (+112 мм к среднемноголетним) способствовало высокой урожайности зерна. Условия 1998 года оказались крайне неблагоприятными: холодный и сухой май, жаркая и сухая погода в июне и августе -- дефицит осадков составлял в мае, июле и августе соответственно -25,9; -43,8 и -56,2 мм. В итоге урожайность зерна была существенно ниже, чем в 1997 году. Объектом исследований служили аналоги линий PC 201, П 346 и ГК 26 на нормальной и стерильной (М-тип ЦМС) цитоплазме, а также простые и трехлинейные гибриды, полученные с участием аналогов этих линий: РС 201 РГС 254; П 346 П 502; ГК 26 РГС 246; ГК 26 РГ 204; ГК 26 РС 273; (РС 201 РГС 254) См 7МВ; (П 346 П 502) Старт МВ; трехлинейные гибриды от скрещивания простых гибридов с отцовскими формами ДС 9МВ, ГК 11МВ и R 1011МВ. Повторность опыта -- 3-кратная, учетная площадь делянки -- 7,84 м2. У 10 растений каждой повторности измеряли высоту стебля, высоту прикрепления початка, длину ножки метелки и длину метелки. Уборку проводили вручную с последующим обмолотом початков и оценкой уборочной влажности зерна. Экспериментальные данные обрабатывали методом многофакторного дисперсионного анализа по схеме расщепленных делянок (8). При статистическом анализе использовали программу Excel.

Результаты. Урожайность зерна стерильных аналогов линий П 346 и ГК 26 в оба года изучения оказалась ниже, чем у таковых с нормальной цитоплазмой (далее норма), на 2,1-4,6 ц/га. Урожайность зерна стерильного аналога линии PC 201 в благоприятном году была достоверно ниже нормы на 1,5 ц/га, а в неблагоприятном -- превысила таковую на 2,1 ц/га (рис. 1).

Рис. 1. Урожайность аналогов линий и простых гибридов кукурузы с М-типом ЦМС относительно аналогов с нормальной цитоплазмой (норма) в благоприятный (1) и неблагоприятный (2) годы исследований: I, II, III, IV, V, VI, VII и VIII -- соответственно РС 201, П 346, ГК 26, РС 201 РГ 254, П 346 П 502, ГК 26 РГС 246, ГК 26 РГ 204 и ГК 26 РС 273.

При этом урожайность зерна линий PC 201, П 346, ГК 26 составляла соответственно 34,3 и 12,0; 36,6 и 17,7; 48,1 и 22,6 ц/га. Урожайность зерна простого гибрида PC 201 РГС 254 на стерильной основе в оба года изучения была ниже, чем у фертильного аналога, на 1,5-8,7 ц/га. Однако при использовании этого гибрида в качестве материнской формы урожайность зерна трехлинейного гибрида в неблагоприятном году оказалась выше нормы на 3,2-4,5 ц/га (рис. 2). кукуруза цитоплазма урожайность зерно

Рис. 2. Урожайность зерна трехлинейных гибридов кукурузы с М-типом ЦМС относительно аналогов с нормальной цитоплазмой (норма) в неблагоприятный год исследований: I и II -- соответственно (РС 201 РГС 254) См 7МВ и (П 346 П 502) Старт МВ; 1 и 2 -- ВНИИ кукурузы и колхоз «Казьминский» (Ставропольский край).

Урожайность зерна у простого гибрида П 346 П 502 с М-типом ЦМС в оба года изучения была выше, чем у фертильных гибридов, на 3,3-9,1 ц/га. У трехлинейных гибридов с использованием гибридов П 346 П 502 в качестве материнской формы при испытании во ВНИИК сохранялось преимущество по этому признаку по сравнению с нормой; при оценке этого гибрида в колхозе «Казьминский» урожайность зерна была на уровне нормы.

Урожайность зерна гибридов ГК 26М РГ 204 и ГК 26М PC 273) так же, как и у стерильного аналога ГК 26М, в оба года исследований оказалась ниже на 1,0-6,0 ц/га, чем у фертильного аналога. В гибридной комбинации ГК 26М РГС 246 этот показатель в 1997 и 1998 годах был соответственно ниже (на 1,0 ц/га) и выше (на 5,0 ц/га) нормы.

Материнские формы этих трех гибридов с М-типом ЦМС и нормальной цитоплазмой были скрещены с тремя отцовскими формами: ДС 9МВ, ГК 11MB и R 1011MB. Трехлинейные гибриды испытывали в 1998 году в двух пунктах (рис. 3). Стерильные гибриды с опылителем ДС 9МВ по урожайности зерна достоверно превзошли фертильные формы на 2,3-9,1 ц/га. Урожайность зерна трехлинейных гибридов на стерильной основе с опылителями R 1011MB и ГК 11MB при выращивании на делянках ВНИИК была близка к норме или достоверно превышала последнюю, а в колхозе «Казьминский» -- близка или достоверно меньше нормы.

Рис. 3. Урожайность зерна трехлинейных гибридов кукурузы с М-типом ЦМС относительно аналогов с нормальной цитоплазмой (норма) в неблагоприятный год исследований при выращивании на делянках ВНИИ кукурузы (а) и на опытном поле колхоза «Казьминский «(Ставропольский край) (б): I, II и III -- соответственно ГК 26 РГС 246, ГК 26 РГ 204 и ГК 26 РС 273; 1, 2 и 3 -- отцовская форма, соответственно ДС 9МВ, ГК 11МВ и R 1011МВ.

Стерильная цитоплазма М-типа оказывала преимущественно депрессивное влияние на высоту растений, высоту прикрепления початка и особенно длину ножки метелки (рис. 4). Однако и по этим признакам отмечена специфичность взаимодействия генотип--цитоплазма. У растений аналога П 346М депрессивное влияние на изучаемые признаки было несущественным или отсутствовало. У растений простого гибрида П 346М П 502 отмечено существенное уменьшение (на 17,8 %) только длины ножки метелки. У простых гибридов с участием аналога ГК 26М слабое депрессирующее влияние на изучаемые признаки отмечено только в комбинации ГК 26М РГ 204. У других гибридов и аналога ГК 26М наблюдалось достоверное снижение высоты растений, высоты прикрепления початка и значительное уменьшение длины ножки метелки.

Рис. 4. Сравнительная оценка морфологических признаков растений аналогов линий и гибридов кукурузы с М-типом ЦМС и аналогов с нормальной цитоплазмой: I, II, III, IV, V, VI, VII и VIII -- соответственно РС 201, РС 201 РГC 254, П 346, П 346 П 502, ГК 26, ГК 26 РГС 246, ГК 26 РГ 204 и ГК 26 РС 273; 1, 2 и 3 -- соответственно высота растений, длина метелки и длина ножки метелки (среднее за 1997-1998 годы).

Таким образом, если стерильный аналог линии кукурузы уступает фертильному аналогу по урожайности зерна и другим количественным признакам, это не значит, что депрессирующее влияние стерильной цитоплазмы (в первую очередь по урожайности зерна) должно проявиться у простых гибридов, родительских форм или трехлинейных гибридов, предназначенных для товарного использования. В каждом конкретном случае все определяется специфическим взаимодействием генотип--цитоплазма и генотип--цитоплазма--условия выращивания.

Литература

1. Чалык Т.С. ЦМС в селекции и семеноводстве кукурузы. Кишинев, 1974.

2. Мику В.Е., П а р т а с Е.К. Изучение и использование ЦМС в селекции и семеноводстве кукурузы. В сб.: Селекция и семеноводство раннеспелых гибридов кукурузы. Кишинев, 1991: 19-62.

3. Вархушева Э.И. Цитоплазматическая мужская стерильность в селекции и семеноводстве гибридов кукурузы. В сб.: Селекция и генетика кукурузы. Краснодар, 1979: 38-69.

4. Огняник Л.Г., Франковская М.Т., П а п а з о в Д.Ю. Изучение урожайности аналогов гибридов кукурузы с ЦМС С-типа. В сб.: Селекция и семеноводство раннеспелых гибридов кукурузы. Кишинев, 1991: 204-210.

5. Галеев Г.С., Г о р б а ч е в а А.Г., П а л и й А.Ф. и др. Сравнительное изучение продуктивности гибридов кукурузы на разных типах ЦМС. С.-х. биол., 1986, 8: 73-77.

6. Горбачева А.Г. Экологическое изучение и селекционное использование цитоплазматической мужской стерильности кукурузы. Автореф. канд. дис. Л., 1987.

7. Сотченко B.C., Г о р б а ч е в а А.Г., К о с о г о р о в а Н.И. Исследование новых типов ЦМС в селекции и семеноводстве кукурузы. В сб.: Селекция, семеноводство, производство зерна кукурузы. Пятигорск, 2002: 37-45.

8. Литтл Т.М., Хиллз Ф.Д. Сельскохозяйственное опытное дело. Планирование и анализ. М., 1981.

Размещено на Allbest.ru