Изменчивость и наследование признаков самофертильности и пчелопосещаемости у подсолнечника
Бесплатный доступ
Исследования проводили на центральной экспериментальной базе ГНУ ВНИИМК имени В.С. Пустовойта в 2006-2008 гг. Изучена изменчивость признаков самофертильности и пчелопосещаемости у сортов, гибридов и самоопыленных линий подсолнечника. Установлено, что варьирование признака пчелопосещаемости по годам более чем в 2 раза превышает варьирование признака самофертильности. Отмечена специфическая реакция отдельных сортообразцов по изменчивости этих признаков в зависимости от погодных условий. Наследование признаков самофертильности и пчелопосещаемости носит сложный полигенный характер.
Подсолнечник, самофертильность, пчелопосещаемость, изменчивость и наследование признаков
Короткий адрес: https://sciup.org/142151165
IDR: 142151165
Текст научной статьи Изменчивость и наследование признаков самофертильности и пчелопосещаемости у подсолнечника
Введение. В селекции и семеноводстве гибридного подсолнечника важную роль играет самофертильность – генетически обусловленная способность растения формировать семена даже в отсутствие насекомых-опылителей. В научной литературе имеются многочисленные данные, свидетельствующие о значимости этого признака как для размножения селекционного материала, так и для товарного производства подсолнечника [1–5].
При производстве гибридных семян подсолнечника важную роль играет фактор пчелоопыления, поскольку особенности переопыления родительских форм на участках гибридизации предполагают перенос пыльцы насекомыми от отцовской фертильной к стерильной материнской форме [6–9].
В задачу наших исследований входило изучение варьирования признаков самофертильности и пчелопосещаемости в зависимости от погодных условий, а также определение характера их наследования.
Материалы и методы. Исследования проводили в период 2006–2008 гг. на центральной экспериментальной базе ГНУ ВНИИМК имени В.С. Пустовойта. Погодные условия в период вегетации подсолнечника в годы проведения исследований имели существенные различия. В 2006 г. наблюдалось избыточное выпадение осадков в июле (238 % к норме), 2007 г. отличался острым дефицитом осадков в течение всего периода вегетации в сочетании с высокой среднесуточной температурой. Погодные условия 2008 г. были близкими к среднемноголетним показателям.
Самофертильность определяли как отношение количества выполненных семянок при самоопылении под изоляторами к аналогичному значению, полученному при анализе свободно цветущих растений [10].
Учет пчелопосещаемости проводили маршрутным способом по методике К.К. Фасулати [11]. Подсчет количества пче-лопосещений проводили на 50-и растениях учетных рядков делянки в 3-кратной повторности в период наиболее интенсивного лета пчел (с 9 до 11 ч).
Результаты исследований. Изучение изменчивости признаков в зависимости от условий года выращивания растений подсолнечника необходимо для более полной характеристики исходного селекционного материала. В этой связи нами вычислен коэффициент вариации для признаков самофертильности и пчелопосещаемости в годы проведения исследований.
Установлено, что среди сортов-популяций наибольшей изменчивостью по самофертильности в зависимости от условий года обладали Р-453 (Родник) и Чакинский 931, у которых коэффициент вариации составил 81,3 и 54,7 % соответственно (табл. 1).
Таблица 1
Изменчивость сортов-популяций подсолнечника по самофертильности и пчелопосещаемости в зависимости от погодных условий г. Краснодар, 2006–2008 гг.
Название сорта |
Коэффициент вариации, % |
|
самофертильность |
пчелопосе-щаемость |
|
Енисей |
32,7 |
52,0 |
Богучарец |
45,1 |
41,6 |
Кулундинский-1 |
13,6 |
48,8 |
Бузулук |
11,5 |
61,6 |
Метеор |
8,5 |
49,2 |
Скороспелый |
48,5 |
74,4 |
Скороспелый-87 |
22,7 |
74,4 |
Р-453 (Родник) |
81,3 |
33,3 |
Воронежский 638 |
6,4 |
75,8 |
Чакинский 602 |
3,9 |
72,0 |
Чакинский 931 |
54,7 |
74,4 |
ВНИИМК 8883 |
4,8 |
47,2 |
Крепыш |
4,4 |
50,0 |
Лакомка |
42,1 |
65,0 |
Среднее |
27,2 |
58,6 |
Несколько меньшие показатели отмечены у сортов Скороспелый (48,5 %), Богуча-рец (45,1 %), Лакомка (42,1 %) и Енисей (32,7 %).
Наиболее стабильными по годам были сорта Чакинский 602 (3,9 %), Крепыш (4,4 %), ВНИИМК 8883 (4,8 %), Воронежский 638 (6,4 %) и Метеор (8,5 %).
Сорта Бузулук, Кулундинский-1 и Скороспелый 87 занимали промежуточное положение между выделенными группами (коэффициент вариации 11,5; 13,6 и 22,7 % соответственно).
Что касается признака пчелопосещае-мости, то, как правило, его изменчивость по годам была значительно выше, чем у признака самофертильности. Исключения составляют сорта Р-453 (Родник) и Богу-чарец, у которых отмечена противоположная тенденция. Эти же сорта отмечались минимальным варьированием изучаемого признака по годам (коэффициент вариации 33,3 и 41,6 % соответственно). К сортам с максимальным варьированием признака пчелопосещае-мости в нашем опыте относились Воронежский 638, Скороспелый, Скороспелый 87, Чакинский 931 и Чакинский 602. Коэффициент вариации у них находился в пределах 72,0–75,8 %. Установлено также, что у изученной совокупности сортов-популяций варьирование признака пче-лопосещаемости превышало более чем в 2 раза варьирование признака самофертильности (коэффициент вариации в среднем составил 58,6 и 27,2 % соответственно). Среди использованных в опыте межлинейных гибридов подсолнечника нами также отмечены большие различия по изменчивости признаков самофертильности и пчелопосещаемости (табл. 2).
Таблица 2
Изменчивость межлинейных гибридов подсолнечника по самофертильности и пчелопосещаемости в зависимости от погодных условий г. Краснодар, 2006–2008 гг.
Название гибрида |
Коэффициент вариации, % |
|
самофертильность |
пчелопосе-щаемость |
|
Авангард |
6,0 |
91,7 |
Воронежский-1 |
50,5 |
65,7 |
Триумф |
63,2 |
75,5 |
Юпитер |
4,6 |
66,7 |
Меркурий |
8,3 |
76,1 |
Кубанский 930 |
2,6 |
60,4 |
Темп |
46,1 |
80,7 |
Арол |
27,3 |
52,0 |
Барс |
1,2 |
52,0 |
Красотка |
16,4 |
54,8 |
Ригасол |
14,7 |
67,6 |
Арена ПР |
25,6 |
66,2 |
Альенор |
3,4 |
56,7 |
Среднее |
20,8 |
66,6 |
Так, например, минимальное варьирование признака самофертильности по годам отмечено у гибридов Барс, Кубанский 930, Альенор, Юпитер и Авангард. Коэффициент вариации у них находился в пределах 1,2–8,3 %. Максимальная изменчивость данного признака наблюдалась у гибридов Триумф (63,2 %), Воронежский-1 (50,5 %) и Темп (46,1 %). Остальные изученные гибриды отличались средними показателями по изменчивости.
Варьирование признака пчелопосещае-мости у всех без исключения изученных в опыте гибридов оказалось значительно выше по сравнению с самофертильностью. Максимальные значения коэффициента вариации этого признака отмечены у гибридов Авангард (91,7 %), Темп (80,7 %), Меркурий (76,1 %) и Триумф (75,5 %). В то же время минимальные значения этого показателя отмечены у гибридов Арол (52,0 %), Барс (52,0 %), Красотка (54,8) и Альенор (56,7). Остальные, изученные в опыте гибриды занимали промежуточное положение между этими выделенными крайними вариантами.
Как и в случае сортов-популяций, среднее варьирование гибридов подсолнечника по пчелопосещаемости в разные годы исследований более чем в 2 раза превосходило варьирование их по самофертильности (средний коэффициент вариации 66,6 и 20,8 % соответственно).
Характерной реакцией самоопыленных линий подсолнечника явилось наличие образцов, у которых коэффициент вариации признака самофертильности по годам превышал по абсолютной величине соответствующие показатели признака пче-лопосещаемости (табл. 3).
К числу таких самоопыленных линий можно отнести ВК-174 и ВК-585. Они же отличались и наиболее высокими показателями варьирования признака самофер- тильности (коэффициент вариации 64,0 и 87,0 % соответственно).
Таблица 3
Изменчивость самоопыленных линий подсолнечника по самофертильности и пчелопосещаемости в зависимости от погодных условий г. Краснодар, 2006–2008 гг.
Название гибрида |
Коэффициент вариации, % |
|
самофертильность |
пчелопосещаемость |
|
ВК – 276 |
6,8 |
40,5 |
ВК – 174 |
64,0 |
44,4 |
ВК – 810 |
23,7 |
74,8 |
ВК – 462 |
25,6 |
56,7 |
ВК – 678 |
3,5 |
56,7 |
ВК – 464 |
52,2 |
83,8 |
ВА – 93 |
22,0 |
130,0 |
ВК – 653 |
45,85 |
119,0 |
ВК – 571 |
29,3 |
85,0 |
ВК – 585 |
87,0 |
72,0 |
ВК – 580 |
28,4 |
34,9 |
ВК – 789 |
54,7 |
65,2 |
ВК – 551 |
16,3 |
104,0 |
Среднее |
35,3 |
74,4 |
Реакция этих линий на условия года аналогична реакции сортов-популяций Р453 (Родник) и Богучарец.
Другой особенностью некоторых из числа изученных самоопыленных линий является наличие образцов с предельно высокими показателями варьирования признака пчелопосещаемости по годам, превышающими по абсолютной величине соответствующие показатели всех остальных, использованных в опыте сортов и гибридов подсолнечника. К числу таких линий можно отнести ВА-93, ВК-653 и ВК-551 (коэффициент вариации 130,0; 119,0 и 104,0 % соответственно).
В остальном реакция самоопыленных линий принципиальным образом не отличалась от реакции сортов-популяций и межлинейных гибридов. Так, среди них имелись образцы с минимальным варьированием признака самофертильности, представленные линиями ВК-678 и ВК-276 (коэффициент вариации 3,5 и 6,8 % соответственно).
Самоопыленные линии ВК-551, ВА-93, ВК-810, ВК-462, ВК-580 и ВК-571 имели средний коэффициент вариации в пределах 16,3–29,3 %. Изменчивость линий
ВК-585, ВК-174, ВК-789, ВК-464 и ВК-653 по самофертильности в зависимости от года исследований была высокой (коэффициент вариации 45,8–87,0 %).
Аналогичная специфическая реакция самоопыленных линий была отмечена нами и в отношении изменчивости по годам признака пчелопосещаемости. Так, среди изученных линий повышенной стабильностью этого признака отличались линии ВК-580, ВК-276 и ВК-174 (коэффициент вариации 34,9; 40,5 и 44,4 % соответственно). Средняя изменчивость данного признака наблюдалась у линий ВК-462, ВК-678 и ВК-789 (коэффициент вариации 56,7; 56,7 и 65,2 % соответственно). Остальные линии отличались повышенной (ВК-585, ВК-810 и ВК-464) и высокой (ВА-93, ВК-653 и ВК-551) изменчивостью пчелопосещаемости по годам.
Таким образом, общей закономерностью для всех изученных сортов-популяций, межлинейных гибридов и са-моопыленных линий подсолнечника, обнаруженной в наших опытах, явилась специфическая реакция отдельных сорто-образцов по изменчивости признаков самофертильности и пчелопосещаемости в зависимости от погодных условий. Варьирование признака пчелопосещаемости по годам более чем в два раза превышает соответствующий показатель по самофертильности.
Проведенные нами исследования показали, что наследование признака самофертильности носит сложный характер (табл. 4).
Таблица 4
Наследование самофертильности у гибридов подсолнечника г. Краснодар, 2006–2008 гг.
Название гибрида |
Самофертильность, % |
|||
♀ 1 |
♂ |
F 1 |
||
Простые межлинейные |
||||
Триумф |
27,7 |
27,2 |
39,7 |
|
Темп |
11,8 |
27,2 |
28,4 |
|
Трехлинейные |
||||
Кубанский 930 |
27,7 |
22,5 |
27,2 |
75,0 |
Авангард |
27,7 |
34,1 |
27,8 |
72,0 |
Юпитер |
27,7 |
34,1 |
27,2 |
66,0 |
Альтаир |
27,7 |
22,5 |
27,8 |
63,6 |
Меркурий |
27,7 |
22,5 |
40,5 |
50,4 |
Воронежский–1 |
27,7 |
34,1 |
24,9 |
20,6 |
Так, среди простых межлинейных гибридов в одном случае наблюдалось превосходство первого поколения над исходными родительскими формами (гибрид Триумф), а в другом случае такого превышения не было отмечено (гибрид Темп).
Аналогичная ситуация складывалась и у трехлинейных гибридов. В большинстве случаев первое поколение существенно превосходило по самофертильности исходные родительские формы (гибриды Кубанский 930, Авангард, Юпитер, Альтаир и Меркурий). В то же время у гибрида Воронежский-1 такого явления не наблюдалось. Это указывает на сложный, полигенный характер наследования данного признака, не позволяющего с достаточной определенностью судить об уровне самофертильности гибридов первого поколения, исходя из параметров этого признака у родительских форм.
При изучении наследования признака пчелопосещаемости было установлено, что он так же, как и признак самофертильности, имеет сложный, полигенный характер (табл. 5). Так, например, среди простых межлинейных гибридов существенное превышение над исходными родительскими формами отмечено только у гибрида Кубанский 93 (10 особей/раст./час по сравнению с четырьмя и шестью пче-лопосещениями на одно растение в час у самоопыленных линий). У остальных изученных простых межлинейных гибридов характер пчелопосещений гибридных растений практически не превышал уровень одной из родительских форм. У трехлинейных гибридов также не отмечено превосходства гибридов первого поколения над родительскими формами по изучаемому признаку. Промежуточное наследование признака наблюдалось у гибрида Меркурий, в остальных случаях пчелопосещаемость гибридных растений совпадала с аналогичным показателем одной из родительских форм.
ISSN 0202–5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ.
Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (157–158), 2014
Таблица 5
Наследование признака пчелопосещаемости у гибридов подсолнечника
Название гибрида |
Пчелопосещаемость, особей/раст./час |
||
♀ 1 |
♂ 1 |
F 1 |
|
Простые межлинейные |
|||
Триумф |
3 |
4 |
5 |
Темп |
2 |
4 |
6 |
Кубанский 48 |
4 |
3 |
5 |
Кубанский 93 |
4 |
6 |
10 |
Трехлинейные |
|||
Кубанский 930 |
10 |
4 |
5 |
Авангард |
6 |
5 |
6 |
Юпитер |
6 |
4 |
6 |
Меркурий |
10 |
5 |
7 |
Воронежский–1 |
6 |
2 |
7 |
Все это указывает на то, что гетерозис по признаку пчелопосещаемости встречается достаточно редко, а также свидетельствует о трудности в определении закономерности ее наследования.
Выводы. 1. Варьирование признака пчелопосещаемости по годам более чем в два раза превышает варьирование признака самофертильности. Отмечена специфическая реакция отдельных сорто-образцов по изменчивости признаков самофертильности и пчелопосещаемости в зависимости от погодных условий.
-
2. Наследование признаков самофертильности и пчелопосещаемости носит сложный полигенный характер. Это оказывает непосредственное влияние на малую эффективность прогноза поведения данных признаков в потомстве.