Развитие отечественного АПК является одним из приоритетных направлений для нашей страны. Поэтому надеемся, что материалы публикуемые в журнале внесут достойный вклад в успешное развитие научного поиска, повышение значимости научных разработок, подъем сельскохозяйственного производства
 д. с.-х. н., профессор А.В.Алабушев

 

№3 2010

№2 2010

№1 2010

№6 2009

№5 2009

№4 2009

№3 2009

№2 2009

№1 2009

 

 

Теоретический и научно-практический журнал ISSN 2079-8733

УДК 633.11.«324»:631.527.33

С.В. Косенко,
канд. с.-х. наук,
ГНУ Пензенский НИИ сельского хозяйства penzniish@sura.ru

Генетический контроль зимостойкости озимой мягкой пшеницы


С использованием диаллельного анализа установлены системы генетического контроля признака «зимостойкость» у 10 сортов озимой мягкой пшеницы, выделены доноры для селекции на увеличение признака.
When using diallel analysis these are stated genetic control systems of “hardiness” sign on 10 soft winter wheat varieties, these are revealed donors for selection on sign increase.

Ключевые слова: пшеница мягкая озимая, зимостойкость, диаллельный анализ, комбинационная способность.
Key words: soft winter wheat, hardiness, diallel analysis, combinative ability.

Введение. Для обоснованного подбора пар для гибридизации и успешной селекционной работы с гибридными популяциями необходимо иметь достоверную информацию по комбинационной способности родительских форм, характеру наследования, детерминации систем генетического контроля признаков. Наиболее точную информацию позволяет получать метод диаллельного анализа, который с определёнными ограничениями приемлем в селекционной практике, в том числе и при работе с самоопыляющимися культурами [1]. Наследование и взаимодействие генов при гибридизации зависят от генотипа и условий внешней среды [2]. Поэтому информация, полученная в зоне, для которой создаётся сорт, имеет исключительное значение для повышения эффективности селекционной работы.
Целью данной работы являлось изучение комбинационной способности и генетического контроля признака «зимостойкость» у сортов озимой мягкой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья.
Материал и методика исследований. Десять сортов озимой мягкой пшеницы отечественной селекции: Безенчукская 380, Безенчукская 616 (Самарская обл.), Смуглянка, Виктория 95 (Саратовская обл.), Оренбургская 105 (Оренбургская обл.), Московская 39 (Московская обл.), Конкурент (Ростовская обл.), Хазарка, Победа 50 (Краснодарский край), Туровчанка (Беларусь), были скрещены по полудиаллельной схеме.
Гибридные популяции и родительские формы изучали по схеме P1–F1–P2 в 2005/06 году и P1–F1–F2–P2 в 2006/07 году. Полевые опыты закладывали по чистому пару в селекционном севообороте Пензенского НИИСХ. Семена высевали на делянках площадью 0,4 м2 (F1) и 1,0 м2 (F2,) с нормой высева 100 шт./м2. Комбинационную способность образцов определяли по II методу B. Griffing [3]. Генетический анализ диаллельного комплекса проводили по B.I. Hayman [4].
Результаты исследований. Условия перезимовки в годы исследований были различными. Наиболее низкими температурами отличалась зима 2005/06 года. Однако зима 2006/07 года была более мягкой, главная причина гибели – выпревание.
Среди родительских форм лучшие результаты по выживаемости в полевых условиях имели сорта Виктория 95 (в 2005/06 г. – 96%; в 2006/07 – 54%), Смуглянка (94 и 48%), Московская 39 (87 и 54%), Безенчукская 380 (90 и 52%) и Безенчукская 616 (94 и 55%). Наименее зимостойкими оказались короткостебельные сорта Хазарка (49 и 42%) и Победа 50 (57 и 51%). Сорта Конкурент, Туровчанка и Оренбургская 105 занимали промежуточное положение по зимостойкости.
В дисперсию признака зимостойкости достоверный вклад вносили как общая (ОКС), так и специфическая (СКС) комбинационная способность. Доля вариансы ОКС в общей дисперсии признака составляла 17,3…29,3%, а СКС –52,6…69,2%. Преобладание эффектов СКС в контроле зимостойкости отмечалось и другими авторами [5].
Наиболее высокими положительными оценками ОКС в оба года исследований характеризовались сорта Безенчукская 616 и Московская 39, а также Безенчукская 380 в 2005/06 году (табл. 1).


1. Комбинационная способность сортов озимой мягкой пшеницы по зимостойкости

Сорт

F1 (2005/06 год)

F1 (2006/07 год)

F2 (2006/07 год)

Эффект ОКС gi

Варианса ОКС ??gi

Варианса CКС ??si

Эффект ОКС gi

Варианса ОКС ??gi

Варианса CКС ??si

Эффект ОКС gi

Варианса ОКС ??gi

Варианса CКС ??si

Победа 50

0,52

0,19

457,02

–3,60

12,95

81,90

–0,62

0,28

69,34

Конкурент

–8,82

77,66

365,70

–2,10

4,40

38,01

–1,49

2,13

42,13

Виктория 95

–3,11

9,59

243,75

3,19

10,18

124,23

0,38

0,05

17,15

Туровчанка

–1,48

2,13

172,53

–4,23

17,84

59,41

–1,20

1,34

20,49

Хазарка

–9,94

98,76

188,56

–5,43

29,51

57,61

–4,45

19,70

36,27

Безенчукская 616

4,68

21,86

336,01

4,78

22,79

65,97

1,55

2,30

31,91

Оренбургская 105

–1,36

1,77

276,01

0,02

0,01

82,35

–0,03

0,10

58,59

Безенчукская 380

–6,03

36,23

357,42

2,98

8,89

101,37

4,68

21,76

44,70

Смуглянка

11,10

123,14

378,43

3,28

10,72

96,08

–2,62

6,75

30,90

Московская 39

14,43

208,25

367,02

1,11

1,22

30,61

3,80

14,34

29,45

Среднее

 

57,96

314,24

 

11,85

73,76

 

6,86

38,09

НСР05

0,60

 

 

0,18

 

 

0,69

 

 


Следует отметить частичное несовпадение знаков эффектов ОКС у сортов в 2005/06 и 2006/07 годах, при том, что в F1 и F2 в 2006/07 году они совпали почти полностью. Это объясняется различными условиями перезимовки. Тем не менее, положительные эффекты ОКС сортов Безенчукская 616 и Московская 39 и отрицательные эффекты короткостебельных сортов Хазарка и Конкурент характеризовались слабой зависимостью от условий среды.
Коэффициент корреляции между средними значениями признака у родителей и эффектами ОКС в 2005/06 году в F1 не отличался достоверно от нуля (0,54±0,298), а в 2006/07 году был достоверен (0,69±0,255* в F1; и 0,77±0,225** в F2). Таким образом, нельзя сказать, что подбор родительских сортов для гибридизации на увеличение зимостойкости по высокому значению данного признака у родительского сорта будет всегда эффективным, надёжнее использовать эффекты ОКС.
Исходя из соотношения варианс ОКС и СКС, признак «зимостойкость» в большинстве случаев детерминирован аддитивно-доминант-ной системой с преобладанием неаддитивных эффектов генов (??gi<??si).
Анализ генетических параметров по Хейману также подтвердил преобладание доминантных эффектов в генетическом контроле признака. В целом зимостойкость хорошо наследуется, но доля аддитивных эффектов в общей наследуемости признака невелика, о чём свидетельствуют коэффициенты наследуемости в широком и узком смысле (табл. 2).


2. Анализ генетических параметров по зимостойкости

Генетические параметры

F1 (2005/06 год)

F1 (2006/07 год)

F2 (2006/07 год)

D

304,41*

81,13*

48,36*

F

366,46*

72,92*

49,80*

H1

1851,42*

348,79*

227,10*

H2

1479,19*

301,65*

193,20*

E

2,61

4,22

3,50

H1/D

6,08

4,29

4,69

v H1/D

2,46

2,07

2,16

H2/4H1

0,20

0,21

0,21

v4DH1+F/v4DH1–F

1,00

1,00

1,00

Наследуемость в широком смысле (H2)

0,99

0,96

0,95

Наследуемость в узком смысле (h2)

0,29

0,26

0,24

r между Хр и Wr+Vr

0,74±0,238*

0,61±0,280

–0,92±0,139**

b Wr/Vr

0,70

0,32

0,47

* – достоверно на уровне значимости P=0,05;** – при P=0,001.


Средняя степень доминирования (H1/D) и пересечение оси Wr на графиках Хеймана (см. рисунок) свидетельствуют о сверхдоминировании. Полученные нами данные согласуются с результатами исследований, проведёнными в условиях Нечерноземья [6] и заволжской степи [7].
В локусах, проявляющих доминирование, распределение доминантных и рецессивных аллелей асимметрично (H2/4H1=0,20–0,21). Соотношение общего числа доминантных и рецессивных аллелей у родительских сортов равное ( =1).
Сравнение коэффициентов корреляции между средними значениями родителей и доминированием (суммой Wr+Vr) свидетельствует о перераспределении эффектов генов в зависимости от гибридного поколения. В 2005/06 году в F1 признак увеличивали рецессивные гены, на что указывает положительный коэффициент корреляции. В 2006/07 году в F1 коэффициент корреляции также положителен, но его отличие от нуля статистически не доказано, то есть признак увеличивали как рецессивные, так и доминантные аллели. В том же году в F2 доказано увеличение зимостойкости за счёт доминантных генов (коэффициент корреляции отрицательный). Соответственно и сорта могли менять своё расположение на графиках Хеймана. Так, сорт Безенчукская 616 переходил из рецессивной зоны (2005/06 год, F1) в доминантную (2006/07 год, F2), а в 2006/07 году в F1 занимал промежуточное положение.
Наиболее стабильным расположением на графике характеризовались сорта с высокой зимостойкостью Безенчукская 380 (соотношение доминантных и рецессивных аллелей близко к 50%) и Московская 39 (находится в доминантной зоне графика).
Выводы. На проявление генетических систем, определяющих наследование признака «зимостойкость» у озимой мягкой пшеницы, так же как и на эффекты ОКС и СКС, оказывали влияние условия года и анализируемое поколение. Тем не менее, установлены определённые закономерности.
Признак «зимостойкость» у изученных сортов контролируется неаддитивной генетической системой с преобладанием эффектов сверхдоминирования. Следовательно, отбор по зимостойкости следует проводить в более поздних поколениях.
В качестве доноров зимостойкости предлагаются сорта Московская 39 и Безенчукская 616, характеризующиеся высокими эффектами ОКС и участием доминантных аллелей в увеличении признака.



2005/06 год, F1

 

2006/07 год, F1

2006/07 год, F2

Рис. Графики Хеймана по признаку «зимостойкость»


Литература

1. Турбин, Н.В. Диаллельный анализ в селекции растений [Текст] / Н.В. Турбин, Л.В. Хотылева, Л.Р. Тарутина.– Минск: Наука и техника, 1974. –         С. 93–154.
2.?Драгавцев, В.А. Модель эколого-гене-тического контроля количественных признаков растений [Текст] / В.А. Драгавцев, П.П. Литун, Н.М. Шкель, Н.Н. Ничипоренко // Доклады АН СССР. – 1984. – Т.274. – №3. – 720 с.
3. Методические рекомендации по применению математических методов для анализа экспериментальных данных по изучению комбинационной способности [Текст] / В.Г. Вольф, П.П Литун,                    А.В. Хавелова, Р.И. Кузьменко. – Харьков, 1980. – 75 с.
4. Федин, М.А. Статистические методы генетического анализа [Текст] / М.А.Федин, Д.Я. Силис, А.В. Смиряев.- Москва: Колос, 1980. – С. 85–111.
5. Parodi, P.C. Traditional Combining-Ability and Gardner-Eberhart Analyses of a Diallel for Cold Resistance in Winter Wheat / P.C. Parodi, W. E. Nyquist, F.L. Patterson and H.F. Hodges // Crop Science. – 1983. – Vol. 23. – P. 314–318.
6. Конкурина, Е.А. Генетический контроль устойчивости к выпреванию и морозостойкости озимой пшеницы / Е.А. Конкурина, М.И. Рыбакова // Доклады ВАСХНИЛ, 1989. – №10. – С. 2–4.
7. Сухоруков, А.Ф. Селекционно-генетические исследования количественных признаков зимостойких сортов озимой мягкой пшеницы / А.Ф. Су-хоруков // Генетика, селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: Сб. науч. тр.: К 100-летию Самарского НИИСХ. – Самара: Изд-во «НТЦ», 2003. – С. 28–37.

 

© 2009 ГНУ ВНИИЗК
им. И.Г.Калиненко
Главная | Поиск | Авторам | Контакты | Архив