Изучение сочетания сортов и отобранных количеств лугового клевера в зависимости от продуктивности семян
Автор: Зарянова З.А., Кирюхин С.В.
Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau
Статья в выпуске: 5 (50), 2014 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены результаты оценки исходного материала лугового клевера в коллекции детского сада. 24 разновидности и 2 отобранных числа с высокой производительностью семян (+ 7,7-76,9%) по сравнению со стандартным средневеским были дифференцированы. Объединяющая способность отделенного исходного материала в соответствии с производительностью семян оценивается по методу поликросса. В породе, полученном из перекрестности растений путем коллективного тестера, мы выбрали 6 сортов (Орловский кредитор, Фетцерскицер, Юно Даченфельдт, Арлингтон, Хунсбаль, Болховский местный) и отобранное количество CHP (комплексно-гибридная синтетическая популяция) 40 с очень высокой комбинационной способностью (121, 2-170,5%); 4 разновидности (Tilo Dachenfeldt, Rondo, Khakass 1, Uralsky double-cutting) и выбранное количество CHP 65 с высокой способностью сочетания (114,4-119,9%); 3 разновидности (Birsky local, Trio, Srednerussky) со средней комбинационной способностью (101,4-106,8%) в соответствии с повышенной продуктивностью семян. На основании разновидностей и выбранных чисел с очень высокой, высокой и средней комбинированной способностью были созданы 8 комплексно-гибридных синтетических популяций лугового клевера, лучшие из них (CHP 159) после отработки и оценки отбора прошли в государственное тестирование как разновидность Suvenir.
Луговой клевер, селекция, продуктивность семян, коллекция питомников, исходный материал, поликросс, комбинированная способность, сложная гибридная синтетическая популяция, разнообразие
Короткий адрес: https://sciup.org/147124175
IDR: 147124175
Текст научной статьи Изучение сочетания сортов и отобранных количеств лугового клевера в зависимости от продуктивности семян
Вновь создаваемые сорта клевера лугового наряду с отличными кормовыми качествами должны обладать высокой семенной продуктивностью [16]. Это является условием их быстрого размножения и длительного использования в сельскохозяйственном производстве.
Известно, что одним из наиболее эффективных направлений селекции перекрёстноопыляющихся культур является гибридизация с использованием эффекта гетерозиса [2]. Ежегодное получение достаточного количества семян первого поколения многолетних трав для закладки производственных посевов является трудоёмким процессом и не применяется в семеноводстве. Использование гетерозиса в селекции клевера лугового, как и других многолетних трав, чаще всего осуществляется путём создания сложных гибридов, представляющих собою генетически сбалансированные синтетические популяции [26]. За счёт специально подобранного исходного материала в синтетических популяциях происходит многократное проявление эффекта гетерозиса, не затухающего в течение ряда поколений в связи с поддержанием гетерозиготности по многим генам, повышающего жизнеспособность растений [6].
Сложногибридные синтетические сорта формируются на основе линий, клонов, сортов, популяций, прошедших оценку по комбинационной способности в системе диаллельных скрещиваний или методом поликросса [2, 9]. В селекции многолетних трав из-за простоты применения наиболее часто используется метод поликросса, разработанный ещё в 40-50 годах прошлого века в Дании (H.N. Frandsen, 1940; H.N.
Frandsen, K.I. Frandsen, 1940), США (H.M. Tysdal, T.A. Kiesselbach, H.Z. Westower, 1942; N.M. Tysdal, B.N. Grandal, 1948) и Голландии (S.I. Wellensiek, 1952) [1, 3].
Сущность метода поликросса заключается в выращивании растений в питомнике, где создаются условия для возможно максимального перекрёстного опыления при свободном цветении, получении поликроссных семян и испытании их потомств с целью выделения поликроссных гибридов с высокой комбинационной способностью для создания популяций из лучших генотипов по селектируемым признакам. При этом общую комбинационную способность каждого компонента рассматривают как отношение (в %) урожая его гибрида от скрещивания в питомнике поликросса к среднему урожаю всех гибридов и стандарта в опыте плюс НСР [13, 25].
Проявление комбинационной способности возможно по любым признакам, но чаще всего – по урожайности. Выделенные методом поликросса лучшие по данному свойству компоненты используются для формирования сложногибридных синтетических сортов-популяций. Оценка исходного материала по общей комбинационной способности, которая является наследственным признаком и передаётся потомству, является основным положением в схеме создания синтетического сорта [2]. Метод поликросса в селекционной практике с многолетними травами, в том числе с клевером луговым, имеет значительные преимущества перед другими методами на первых этапах селекционного процесса. С его помощью удаётся выделить образцы с высокой комбинационной способностью при меньших затратах труда.
Основными этапами создания синтетических (сложногибридных) популяций являются: оценка исходного материала в коллекционном питомнике и выделение лучших образцов; переопыление отобранных образцов в питомнике поликросса; оценка потомств от переопыления исходных компонентов в селекционном питомнике по общей или специфической комбинационной способности и создание на основе лучших из них сложногибридных синтетических популяций; оценка и селекционная проработка созданных номеров по основным биологическим и хозяйственным признакам и отбор наиболее перспективных из них для размножения на изолированных участках [20].
При подборе исходного материала для переопыления в питомнике поликросса необходимо стремиться к обеспечению его максимальной генетической разнородности, используя различия в географическом, экологическом происхождении и степени окультуренности. Непрерывно идущий процесс возникновения новых комбинаций генов в популяциях приводит к уравновешиванию генотипов, что способствует устойчивости гетерозиса в поколениях [11, 19, 20].
Имеются сообщения о случаях проявления гетерозиса при скрещивании экотипов с очень разным составом популяций. При межэкотипических скрещиваниях гибридная сила может удерживаться или даже возрастать в последующих поколениях [24]. Количество компонентов, из которых формируются популяции, является различным и составляет от 3 до 26 и более [10].
Многолетние исследования во многих научно-исследовательских учреждениях показали, что создание сложногибридных синтетических сортов с выраженным множественным эффектом гетерозиса является перспективным методом селекции. На его основе были созданы широко распространённые отечественные и зарубежные сорта клевера лугового: ВИК 7, Гибридный позднеспелый, Пионер, Салют, Марс, Алтын, Орловский среднеранний, Метеор (РФ), Цудовны (Беларусь), Йыгева (Эстония), Kumberland, Midland (США), Lassale (Канада) и другие [8, 13, 15, 17, 18, 21].
Практическое использование метода поликросса позволило получить перспективный селекционный материал клевера лугового с наличием эффекта гетерозиса по многим хозяйственно полезным признакам [4, 7, 13, 14, 15, 17, 22, 23].
Целью нашей работы являлось выявление сортов и селекционных номеров клевера лугового с наличием комбинационной способности по признаку повышенной семенной продуктивности и их дальнейшее использование для создания новых сортов этой культуры.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проведены в ФГБНУ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. Почва опытных участков тёмно-серая лесная среднесуглинистого состава, слабокислая (рН 5,5-5,8). Содержание гумуса (по Тюрину) – 4,8-5,1 %, калия (по Масловой) – 15,9-17,8 мг, подвижного фосфора (по Кирсанову) – 15,7-18,6 мг/100 г почвы. В опытах была изучена общая комбинационная способность по признаку семенной продуктивности 24 сортов клевера лугового отечественного и зарубежного происхождения и 2 номеров селекции ВНИИЗБК, выделенных ранее в коллекционном питомнике. Закладка опытов, полевые наблюдения и учёты осуществлены в соответствии с общепринятыми методическими указаниями [11, 12].
Закладка питомников производилась ручной сеялкой РС-1М. Коллекционный питомник был высеян широкорядным способом с индивидуальным стоянием растений по схеме 0.45 м х 0,25 м. Длина ряда – 10 м, повторность – двукратная. Изоляция – тимофеевка луговая. Питомник поликросса был заложен широкорядным способом (х 0,70 м). Длина ряда – 1 м, повторность – шестикратная, расположение компонентов – рендомизированное. Для обеспечения наиболее полного взаимного переопыления каждая повторность обсевалась смесью семян сортов, представленных в опыте. Сбор семян каждого компонента питомника поликросса произведён раздельно. Оценка семенной продуктивности потомств от переопыления коллективным тестором осуществлена в питомнике, заложенном широкорядным способом (х 0,7 м), длина ряда – 1 м, повторность - шестикратная.
Обработка экспериментальных данных проведена с использованием метода корреляционного анализа [5]. Общая комбинационная способность (в %) каждого компонента поликросса рассчитана как отношение урожайности семян его гибрида от переопыления коллективным тестором к средней урожайности всех гибридов и стандарта плюс НСР. Комбинационная способность была определена как очень низкая, если это отношение менее 100 %, низкая – 100 %, средняя – 101-110 %, высокая – 111-120 %, очень высокая – более 120 % [25]. Агротехника в опытах – общепринятая в зоне.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В работе по созданию новых сортов клевера лугового первостепенное значение имеет подбор исходного материала для селекции. С этой целью в коллекционном питомнике были оценены по семенной продуктивности сорта клевера лугового отечественного и зарубежного происхождения, а также номера собственной селекции. Были выделены сорта и селекционные номера, превысившие стандарт Среднерусский по урожайности семян на 7,7-76,9 %.
Наиболее высокой урожайностью семян в коллекционном питомнике обладали сорта селекции Дании (Rondo, Iuno Dachenfeldt, Tilo Dachenfeldt Hunsballe), а также США (Arlington), сбор семян с растения у которых составил в среднем 3,8-4,6 г, что превышало стандарт Среднерусский на 46,2-76,9 %. Более высокой, чем стандарт, семенной продуктивностью характеризовались отечественные сорта - Бирский местный, Кировский 159, Псковский местный, Север, Хакасский 1, Орловский среднеранний, Уральский двуукосный и селекционный номер СГП 65, сбор семян с растения у которых составил в среднем 3,2-4,2 г, что превышало сорт Среднерусский на 23,1-61,5 %. Кроме этих образцов, были отобраны сорта Болховский местный, Трио, Орлик, Дымковский, Алан, Цудовны, Persist, Fetzerskitzinger, Elbo Paibjerg, Leinum и селекционный номер СГП 40, также достоверно превысившие стандарт по семенной продуктивности, хотя и в меньшей степени (на 7,7-19,2 %) (табл. 1).
Предыдущими исследованиями было показано, что объединение исходного материала, отобранного по хозяйственно ценным признакам, в простые механические смеси не всегда даёт положительный результат по проявлению эффекта гетерозиса в созданных сложногибридных популяциях.
Таблица 1 – Семенная продуктивность сортообразцов клевера лугового в коллекционном питомнике и их потомств от поликросса
Наименование сортообразцов |
Происхождение сортообразцов |
Семенная продуктивность |
|||
оригинальные сортообразцы |
потомство от поликросса |
||||
г/раст. |
% к стандарту |
г/м |
% к (ср. по опыту +НСР) |
||
1. Орловский среднеранний |
ВНИИЗБК |
3,2 |
123,1 |
24,9 |
170,5 |
2. СГП 40 |
ВНИИЗБК |
3,0 |
115,4 |
24,5 |
167,8 |
3. СГП 65 |
ВНИИЗБК |
4,1 |
157,7 |
17,2 |
117,8 |
4. Хакасский 1 |
Хакассия |
3,3 |
126,9 |
16,8 |
115,1 |
5. Уральский двуукосный |
УралНИИСХоз |
3,2 |
123,1 |
16,7 |
114,4 |
6. Болховский местный |
Орловская область |
3,0 |
115,4 |
17,7 |
121,2 |
7. Бирский местный |
Красноярский край |
4,2 |
161,5 |
15,6 |
106,8 |
8. Трио |
ВНИИ кормов |
3,1 |
117,0 |
14,9 |
102,1 |
9. Орлик |
ВНИИЗБК |
2,9 |
111,5 |
13,1 |
89,7 |
10. Дымковский |
НИИСХ Северо-Востока |
2,8 |
107,7 |
11,6 |
79,5 |
11. Псковский местный |
Псковская область |
3,7 |
142,3 |
9,0 |
61,6 |
12. Алан |
НИИСХГиПЗ |
2,9 |
109,4 |
8,5 |
58,2 |
13. Север |
Архангельская СХОС |
3,6 |
134,6 |
8,4 |
57,5 |
14. Хабаровский |
ДальНИИСХ |
3,3 |
126,9 |
7,5 |
51,4 |
15. Кировский 159 |
Кировский СХИ |
3,8 |
146,2 |
7,2 |
49,3 |
16. Persist |
США |
3,1 |
119,2 |
7,1 |
48,6 |
17. Цудовны |
Беларусь |
3,0 |
115,4 |
7,0 |
47,9 |
18. Fetzerskitzinger |
Германия |
2,9 |
111,5 |
20,1 |
137,7 |
19. Arlington |
CША |
3,8 |
146,2 |
18,0 |
123,3 |
20. Iuno Dachenfeldt |
Дания |
4,3 |
165,4 |
18,1 |
124,0 |
21. Hunsballe |
Дания |
3,9 |
150,0 |
17,8 |
121,9 |
22. Tilo Dachenfeldt |
Дания |
4,0 |
153,8 |
17,5 |
119,9 |
23. Rondo |
Дания |
4,6 |
176,9 |
17,2 |
117,8 |
24. Elbo Pajbjerg |
Дания |
3,1 |
119,2 |
11,9 |
81,5 |
25. Leinum |
Норвегия |
2,9 |
111,5 |
9,2 |
63,0 |
26. Среднерусский (стандарт) |
ВНИИЗБК |
2,6 |
100,0 |
14,8 |
101,4 |
НСР 05 |
- |
0,1 |
- |
0,4 |
- |
В среднем по опыту + НСР 05 |
- |
- |
- |
14,6 |
100,0 |
Поэтому необходимо создавать не механические, а биологические смеси на основе предварительного выявления эффекта гетерозиса, который затем проявится в новой популяции [20]. С этой целью методом поликросса была проведена оценка общей комбинационной способности выделенного исходного материала по признаку повышенной семенной продуктивности с целью создания сложных биологических смесей с множественным проявлением эффекта гетерозиса. Отобранные сорта и селекционные номера были высеяны в специально созданном на изолированном участке питомнике поликросса с обеспечением возможности наиболее полного перекрёстного опыления между различными компонентами, участвующими в опыте.
Так как селекция велась на повышенную семенную продуктивность, являющуюся признаком, контролируемым естественным отбором, в основу метода поликросса было положено переопыление не отдельных выделенных клонов, биотипов, а целых популяций (сортов и селекционных номеров), различающихся по экологогеографическому происхождению, что предполагает их существенную генетическую разнокачественность, делающую проявление эффекта гетерозиса наиболее вероятным [11, 19].
Семена каждого сорта и селекционного номера, полученные в питомнике поликросса от переопыления исходного материала коллективным тестором, представляющим собою смесь всех участвующих в опыте компонентов, были обмолочены отдельно и использовались для закладки питомника оценки потомств от поликросса. Исследования показали, что среди 26 компонентов, участвующих в переопылении, только в потомстве 13 сортов и 2 селекционных номеров был выявлен эффект гетерозиса в первом поколении.
Очень высокой комбинационной способностью по признаку семенной продуктивности (прибавка урожая гибрида более 20% в сравнении со средней урожайностью всех гибридов и стандарта в опыте плюс НСР 05 ) характеризовались сорта Орловский среднеранний (+70,5%), Fetzerskitzinger (+37,7%), Iuno Dachenfeldt (+24,0%), Arlington (+23,3%), Hunsballe (+21,9%), Болховский местный (+21,2%) и селекционный номер СГП 40 (+67,8%). Высокой комбинационной способностью по этому признаку (прибавка урожая гибрида 111-120 %) обладали сорта Tilo Dachenfeldt (+19,9%), Rondo (+17,8%), Хакасский 1 (+15,1%), Уральский двуукосный (+14,4%), селекционный номер СГП 65 (+17,8). Средней комбинационной способностью по признаку семенной продуктивности (прибавка урожая гибрида 101-110%) характеризовались сорта Бирский местный (+6,8%), Трио (+2,1%), Среднерусский (+1,4%). Остальные сорта по признаку семенной продуктивности имели очень низкую комбинационную способность, так как отношение урожайности гибрида к средней урожайности всех гибридов и стандарта в опыте плюс НСР 05 было меньше 100% (табл. 1).
На основании сортов и селекционных номеров с очень высокой, высокой и средней комбинационной способностью были созданы 8 сложногибридных синтетических популяций. После селекционной проработки и испытания лучшая сложногибридная популяция – синтетический сорт СГП 159 (Сувенир) был передан в государственное испытание, которое продолжается в настоящее время.
ВЫВОДЫ
Использование метода поликросса позволило выявить среди исходного материала клевера лугового сорта и селекционные номера с очень высокой, высокой и средней комбинационной способностью по признаку повышенной семенной продуктивности. Сложногибридные синтетические популяции, созданные на основе выделенного по комбинационной способности исходного материала, обладали ценными хозяйственными признаками, лучшая из них передана в государственное сортоиспытание.
Список литературы Изучение сочетания сортов и отобранных количеств лугового клевера в зависимости от продуктивности семян
- Боме, Н. А. Оценка комбинационной способности селекционного материала люцерны методом поликросса/Н. А. Боме, Т. Л. Петунина//Селекция и семеноводство. -1987. -№ 3. -С. 12-14.
- Бригс, Ф. Научные основы селекции растений/Ф. Бригс, П. Ноулз. -М.: Колос, 1972. -339 с.
- Вощинин, П. А. К методике создания сложногибридных популяций луговых злаковых трав/П.А. Вощинин//Доклады и сообщения по кормопроизводству. Вып. 1. -М., 1970. -С. 228-239.
- Годунов, И. А. Метод изучения комбинационной способности клевера лугового/И.А. Годунов//Селекция и семеноводство. -1984. -№ 9. -С. 10-11.
- Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта. -М.: Колос, 1985. -351 с.
- Дубинин, Н. П. Генетика популяций и селекция/Н. П. Дубинин, Я. Л. Глембоцкий. -М.: Наука, 1967. -591 с.
- Железнова, Н. Б. Изучение комбинационной ценности сортов клевера лугового в поликроссных скрещиваниях/Н. Б. Железнова, А. В. Железнов, Р. И. Полюдина//Генетические основы селекции. -Новосибирск, 1982. -С. 248-252.
- Зарьянова, З. А. Новый сорт клевера лугового Орловский среднеранний/З. А. Зарьянова, Н. А. Крамских//100 лет Шатиловской сельскохозяйственной опытной станции (1896 -1996): юб. сб. науч. тр. -Орёл: ОГТРК, 1996. -С. 157-159.
- Кедров-Зихман, О. О. Поликросс-тест в селекции растений/О. О. Кедров-Зихман. -Минск: Наука и техника, 1974. -123 с.
- Малашенко, В.С. Использование метода поликросса для формирования гетерозисных популяций клевера лугового/В.С. Малашенко, Б.К. Мамсуров, С.А. Бекузарова, И.П. Фетискин//Селекция и семеноводство клевера: Сб. науч. работ. -Вып. 27. -М.: ВНИИ кормов, 1982. -С. 59-67.
- Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера. -М.: РАСХН-ВИК, 2002. -72 с.
- Методические указания по селекции многолетних трав. -М.: ВИК, 1985. -188 с.
- Новосёлов, М.Ю. Метод поликросса в создании сложногибридных и синтетических популяций клевера/М.Ю. Новосёлов//Клевер России. -Воронеж: Изд. им. Е.Ф. Болховитинова, 2002. -С. 108-115.
- Новосёлов, М.Ю. Основные направления селекции и эффективные методы создания адаптивных сортов клевера лугового/М.Ю. Новосёлов, Л.В. Дробышева, С.Г. Пайвин, Г.П. Зятчина и др.//Адаптивное кормопроизводство: проблемы и решения. -М.: ФГНУ «Росинформагротекс», 2002. -С. 252-270.
- Новосёлов, М.Ю. Селекция клевера лугового на повышение адаптивности к неблагоприятному воздействию биотических и абиотических факторов среды (при создании сортов нового поколения) в Центральном Нечернозёмном регионе Российской Федерации/М.Ю. Новосёлов//экологическая селекция и семеноводство клевера лугового. -М.: ООО «Эльф ИПР», 2012. -С. 22-56.
- Новосёлова, А.С. Задачи, направления селекции и первичного семеноводства клевера/А.С. Новосёлова//Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера. -М.: РАСХН-ВИК, 2002. -С. 3-4.
- Новосёлова, А.С. Использование эффекта гетерозиса в селекции тетраплоидов клевера красного/А.С. Новосёлова, Р.Г. Писковацкая//Корма. -1975. -№ 4. -С. 45-47.
- Новосёлова, А.С. Методы и результаты селекционной работы с клевером/А.С. Новосёлова, С.Н. Чепрасова, В.С. Малашенко//Доклады и сообщения по кормопроизводству: Сб. науч. работ. -Вып. 1. -М.: ВНИИ кормов, 1970. -С. 208-227.
- Новосёлова, А.С. Методы создания сложногибридных и синтетических сортов -популяций/А.С. Новосёлова, М.Ю. Новосёлов, З.А. Зарьянова, Р.Г. Писковацкая и др.//Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера. -М.: РАСХН, ВНИИ кормов, 2002. -С. 14-18.
- Новосёлова, А.С. Селекция и семеноводство клевера/А.С. Новосёлова. -М.: Агропромиздат, 1986. -199 с.
- Полюдина, Р.И. Гетерозисная селекция при создании новых сортов клевера лугового/Р.И. Полюдина//Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. -2004. -№ 4. -С. 102-106.
- Полюдина, Р.И. Поликросс-метод в селекции клевера лугового/Р.И. Полюдина//Кормопроизводство. -1982. -№ 11. -С. 33-34.
- Поляков, Я.К. Гетерозис в селекции клевера лугового/Я.К. Поляков, Р.И. Полюдина//Научно-технический бюллетень СО ВАСХНИЛ. -1987. -№ 38-39. -С. 28-35.
- Синская, Е.Н. Проблемы популяции у высших растений/Е.Н. Синская. -Л.: Сельхозиздат, 1963. -123 с.
- Спрайнайтис, А.П. Эффективность метода поликросса в селекции клевера ползучего/А.П. Спрайнайтис, А.А. Свирскис//Селекция и семеноводство. -1985. -№ 3. -С. 19-21.
- Турбин, Н.В. Генетические основы селекции гетерозисных популяций/Н.В. Турбин, А.И. Палилов. -Минск: Наука и техника, 1971.