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

 

ВЫПУСКИ ЖУРНАЛА

№2 2011

№1 2011

 

АРХИВ

№1-6 2010

№1-6 2009

 

 

 

Теоретический и научно-практический журнал ISSN 2079-8733

УДК 633.15 : 631. 527

Г. Я. Кривошеев, канд. с.-х. наук,
ВНИИЗК им. И. Г. Калиненко,
vniizk30@mail.ru

МЕТОД СЕСТРИНСКИХ СКРЕЩИВАНИЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СЕМЕННОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ РОДИТЕЛЬСКИХ ФОРМ
В ЗАСУШЛИВЫХ УСЛОВИЯХ


Выделены сестринские гибриды РК 478 х РК 475, РК 478 х РК 503, РК 478 х РК 504, существенно превышающие по семенной продуктивности в засушливых условиях исходную самоопыленную линию и не уступающие ей по комбинационной способности. Установлен оптимальный уровень гетерозиса сестринских гибридов для создания модифицированных гибридов кукурузы.
These are extracted sister hybrids RK 478*RK 475, RK 478*RK 503, RK 478*RK 504 which exceed an initial self pollinated line according to seed productivity in drought conditions and don’t yield to it according to a combined ability. It is established an optimal level of heterosis of sister hybrids for selection of modified maize hybrids.
Ключевые слова: сестринские гибриды, самоопыленные линии, индекс гетерозиса, комбинационная способность, оценки эффектов ОКС.
Key words: sister hybrids, self pollinated lines, heterosis index, combined ability, OKS effects evaluation.

Введение. По количеству составляющих самоопыленных линий различают следующие основные типы гибридов кукурузы: простые межлинейные, состоящие из 2-х линий, трехлинейные, включающие 3 линии и двойные межлинейные, состоящие из 4-х линий. Наиболее урожайными и выровненными по хозяйственным признакам считаются простые гибриды. Крупные иностранные селекционно-семеноводческие фирмы производят в основном семена простых гибридов, преимущества которых позволяют им успешно вести конкуренцию.
Отечественные простые гибриды кукурузы, производимые в Российской Федерации, пока не получили широкого распространения. Основная причина – низкая семенная продуктивность их родительских форм. Родительскими формами простых гибридов являются самоопыленные линии, которые имеют очень низкий выход семян с участков гибридизации и очень сильно реагируют на неблагоприятные условия выращивания, в крайне засушливые годы оказываются полностью бесплодными.
Одним из путей решения проблемы может быть использование метода сестринских скрещиваний. Американский селекционер Ф. Ричи (1955) первым предположил возможности использования подлиний для семеноводства гибридов. Эта идея была осуществлена несколько позже его соотечественниками [4].
В настоящее время ведущие зарубежные селекционеры эффективно используют метод сестринских скрещиваний для создания простых модифицированных гибридов. Модифицированные простые гибриды (А х А1) х Б4 (А х А1) х (Б х Б1) создаются на базе лучших простых гибридов А х Б путем замещения их родительской линии гибридами от скрещивания двух специально подобранных родственных линий.
Материалы и методы. В качестве исходного материала использованы 9 родственных среднеспелых линий кукурузы: РК 477, РК 478, РК 481, РК 482, РК 483, РК 485, РК 502, РК 503, РК 504, относящиеся к гетерозисной группе «Рейд» и 8 сестринских гибридов: РК 478 х РК 477, РК 478 х РК 481, РК 478 х РК 482, РК 478 х РК 483, РК 478 х РК 485, РК 478 х РК 502, РК 478 х РК 503, РК 478 х РК 504, полученные от скрещивания самоопыленной линии РК 478 с остальными родственными линиями.
Для оценки комбинационной способности в системе топкроссных скрещиваний использованы тестеры – простые гибриды Юца М, Нила М, Восход МВ, в состав которых входят самоопыленные линии относящиеся к гетерозисной группе «Ланкастер» и «Айодент». Определение общей комбинационной способности (ОКС) выполнено по методу полных топкроссов [1]. Тесткроссные гибриды, полученные от скрещивания с родственными линиями высевали в 2007–2008 годах. В качестве стандарта для оценки комбинационной способности служила самоопыленная линия из мировой коллекции – А 632, относящаяся к гетерозисной группе «Рейд». Комбинационная способность сестринских гибридов оценивалась в 2008–2009 годах, стандартом использована родственная линия РК 478 с наиболее высокими оценками эффектов ОКС. В 2008–2009 годах родственные линии и сестринские гибриды дополнительно изучены по комплексу основных хозяйственно-ценных признаков.
Для усреднения наименьшей существенной разницы (НСР) по серии опытов (годам) использовали методику, изложенную в «Методических рекомендациях по созданию короткостебельных сортов озимой пшеницы в условиях орошения» (1984).
Гетерозис (Г) семенной продуктивности у сестринских гибридов F1 определен по сравнению с родительской формой (Р) – линией РК 478.

Годы изучения (2007–2009) оказались неблагоприятными для роста и развития растений кукурузы (высокие температуры воздуха, почвенная и воздушная засуха во вторую половину вегетации). Это позволило изучить эффективность метода «сестринских скрещиваний» для засушливых условий.
Результаты. Дисперсионный анализ комбинационной способности по признаку «урожайность зерна» свидетельствует о наличии существенных различий по ОКС (Fфакт. > Fтеор.) по линиям в оба года исследований. НСР05 для сравнения со средней в 2007 году составила 1,35; в 2008 году – 1,82.
Общую комбинационную способность определяли по величине оценок эффектов ОКС(gi) (табл. 1).
В 2007 году высокие оценки эффектов ОКС (от +2,37 до +4,2) имели линии РК 477, РК 478, РК 485 и РК 504 соответственно были отнесены к первому рангу.
Существенно более высокие оценки эффектов ОКС(gi) в 2008 году имели родственные самоопыленные линии РК 478, РК 485 и РК 504 (соответственно +3,67, +2,71, +2,28). Они отнесены к первому рангу по ОКС.
Следует отметить о незначительной изменчивости оценок эффектов ОКС по годам. В 2008 году только 2 линии из 10 (РК 477 и РК 482) изменили ранг по ОКС. В среднем за 2 года испытания выделились родственные линии: РК 477, РК 478, РК 485 и РК 504 (оценки эффектов ОКС от +2,07 до 2,75; НСР05 – 1,67). Они представляют наибольшую ценность как исходный материал для гетерозисной селекции.


1. Оценки эффектов ОКС(gi) по урожаю зерна у родственных самоопыленных линий кукурузы

Линии

Оценки эффектов ОКС (gi)

Ранги по ОКС

2007г.

2008г.

среднее

2007г.

2008г.

среднее

А 632, стандарт

–0,95

–0,34

–0,65

II

II

II

РК–477

+4,2

–0,06

+2,07

I

II

I

РК–478

+2,76

+3,67

+3,22

I

I

I

РК –481

–1,95

–2,28

–2,12

III

III

III

РК–482

–3,47

–1,28

–2,37

III

II

III

РК –483

–1,82

–2,13

–1,98

III

III

III

РК –485

+2,37

+2,71

+2,54

I

I

I

РК –502

–3,81

–1,71

–2,76

III

III

III

РК –503

–0,54

–0,86

–0,70

II

II

II

РК –504

+3,22

+2,28

+2,75

I

I

I

НСР05

1,35

1,82

1,67

 

 

 


В 2008–2009 годах 9 родственных самоопыленных линий и 8 полученных с их участием сестринских гибридов изучены по основным хозяйственным признакам (табл. 2). Урожайность зерна родственных самоопыленных линий в среднем составила 0,36–0,75 т/га, в том числе у линий РК 477, РК 478, РК 485, РК 504 выделившихся по комбинационной способности 0,39–0,53 т/га.
Использование самоопыленных линий с таким уровнем урожайности в качестве родительских форм весьма проблематично – очень низкий выход семян F1. Существуют и другие недостатки у тех же самоопыленных линий – низкое прикрепление початка (42–46 см), полегание растений (до 3,2 %), поражение пузырчатой головней на естественном фоне (до 2,8 %).
Анализ результатов всестороннего изучения сестринских гибридов кукурузы в 2008–2009 годах свидетельствуют о значительном улучшении основных хозяйственно-ценных признаков. Урожайность зерна в среднем за 2 года составила 0,68 –1,38 т/га, в том числе по сестринским гибридам, полученным с участием линий с высокой комбинационной способностью РК 478 х РК 477, РК 478 х РК 485, РК 478 х РК 504 – 0,77 –1,03 т/га. Названные гибриды отличались высоким прикреплением початка 50–60 см, не полегали, не поражались, либо слабо поражались (0–1,8 %) пузырчатой головней на естественном фоне.


2. Основные хозяйственно-ценные признаки родственных линий и сестринских гибридов кукурузы (2008–2009 гг.)

Линии
и сестринские гибриды

Урожайность зерна при 14 % влажности

Уборочная влажность зерна, %

Длина вегетационного периода, дней

Полегание растений,
%

Поражение пузырчатой головней,
%

Высота,
см

т/га

± к стандарту

растений

прикрепленного початка

самоопыленные линии

РК 478, стандарт

0,48

 

15,6

116

2,2

2,8

135

42

РК–477

0,39

–0,09

15,4

116

1,8

0,8

144

46

РК –481

0,57

+0,09

15,6

117

1,0

8,4

133

40

РК –482

0,66

+0,18

16,4

119

0

0

140

42

РК –483

0,44

–0,04

14,9

114

4,0

1,2

146

48

РК –485

0,53

+0,05

15,5

116

0

0

152

45

РК –502

0,75

+0,27

16,4

118

0

16,4

161

52

РК –503

0,36

–0,12

15,3

115

6,4

0,8

131

33

РК –504

0,38

–0,10

15,0

116

3,2

0

146

45

сестринские гибриды

РК 478 х РК 477

1,03

+0,55

15,1

115

1,2

0

158

53

РК 478 х РК 481

1,11

+0,63

15,0

116

0

2,4

149

51

РК 478 х РК 482

1,24

+0,76

16,0

117

0

0

153

53

РК 478 х РК 483

0,86

+0,38

14,0

113

2,4

0,8

166

56

РК 478 х РК 485

0,98

+0,5

14,9

115

0

0

170

60

РК 478 х РК 502

1,38

+0,90

16,2

114

0

6,8

178

65

РК 478 х РК 503

0,77

+0,29

15,1

114

1,8

0

150

60

РК 478 х РК 504

0,68

+0,20

14,4

114

0

0

156

55

НСР0,5

0,25

 

 

 

 

 

 

 


Дисперсионный анализ комбинационной способности сестринских гибридов свидетельствует о существенности различий по ОКС в оба года исследований (Fфакт. > Fтеор.)
Оценки эффектов ОКС (gi) усреднены за 2 года в связи с отсутствием значительных различий между 2008 и 2009 годом. Усредненная наименьшая существенная разность (НСР0,5) составила 2,41.
Исследования позволили установить, что комбинационная способность сестринских гибридов зависела от комбинационной способности составляющих их родственных линий (рис. 1).


Подпись: Индекс гетерозиса, %

Сестринские гибриды:

1. РК 478, стандарт

 4. РК 478 х РК 503

7. РК 478 х РК 481

2. РК 478 х РК 504

5. РК 478 х РК 477

8. РК 478 х РК 482

3. РК 478 х РК 485

 6. РК 478 х РК 483

РК 478 х РК 502

Рис. 1. Оценки эффектов ОКС (gi) и индекс гетерозиса по признаку «урожайность зерна»


Самые высокие оценки эффектов ОКС (gi) отмечены у сестринских гибридов РК 488 х РК 504 (+4,67) и РК 478 х РК 485 (+4,02), которые состоят из самоопыленных линий с высокой ОКС. К первому рангу по ОКС отнесен так же гибрид РК 478 х РК 503 (gi = +2,44), состоящий из линий с высокой и средней ОКС.
Самую низкую комбинационную способность имели сестринские гибриды, полученные с участием родственных линий РК 481, РК 482, РК 502, худших по этому показателю. Наибольший практический интерес представляют сестринские гибриды кукурузы не уступающие по комбинационной способности по признаку «урожайность зерна» заменяемой линии РК 478. К таковым относятся РК 478 х РК 485, РК 478 х РК 504, РК 478 х РК 503. Наиболее выгоден в семеноводстве РК 478 х РК 475 с индексом гетерозиса 104,2 %, т.е. превышающий по семенной продуктивности исходную линию в 2 раза, остальные гибриды превышали линию РК 478 соответственно на 41,7 и 60,4 %.
Анализ показателей эффектов ОКС (gi) и индекса гетерозиса у каждого сестринского гибрида позволяет сделать вывод о существовании зависимости между ними: чем выше уровень гетерозиса сестринских гибридов, тем ниже их комбинационная способность. Оптимальный уровень гетерозиса, при котором удалось выделить сестринские гибриды с высокой ОКС, составил 40–100 %.
Выводы. В условиях засухи выделены сестринские гибриды РК 478 х РК 504, РК 478 х РК 485, РК 478 х РК 503, превышающие на 40 – 100 % по семенной продуктивности самоопыленную линию РК 478 и не уступающие ей по комбинационной способности. Оценки эффектов ОКС (gi) равны +4,67; +4,02; +2,44 соответственно. Комбинационная способность сестринских гибридов тем выше, чем выше комбинационная способность составляющих родственных линий. С возрастанием гетерозиса сестринских гибридов уменьшается их комбинационная способность. Оптимальный уровень гетерозиса сестринских гибридов составляет 40–100 %.

Литература

1. Методические рекомендации по применению математических методов для анализа экспериментальных данных по изучению комбинационной способности / Сост.: В.Г. Вольф, П.П. Литун, А.В. Ха-велова, Р.И. Кузьменко // Харьков, 1980. – 74с.
2. Методические рекомендации по созданию короткостебельных сортов озимой пшеницы для условий орошения.  – М., 1984. – 44с.
3. Ричи Ф. Селекция кукурузы / Ф. Риччи // В кн. Гибридная кукуруза. – М., 1955. – С. 94– 130.
4. JugenheimerR.W., WilliamsK.E. 1958 performance of experimental corn hybrids in Illinois // Ill. Exp. Sta. Bul. –1959. – № 36.– 46p.

 

 

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