Комбинационная способность линий перца сладкого по основным компонентам урожайности
Автор: Демидов Е.С., Бронич О.П., Шлмка О.Н., Кропивянская И.В.
Журнал: Овощи России @vegetables
Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Статья в выпуске: 1 (34), 2017 года.
Бесплатный доступ
Важным этапом при селекции F1 гибридов перца сладкого на высокую урожайность является изучение комбинационной способности родительских линий по продуктивности и возможности её прогнозирования по фенотипическому проявлению признака, а знание комбинационной способности линий позволяет целенаправленно подходить к созданию гетерозисных F1 гибридов и использованию исходного материала в селекции. В системе полных диаллельных скрещиваний изучена комбинационная способность селекционного материала перца сладкого по основным компонентам урожайности. Исследования проводили на опытном участке ГУ Приднестровский НИИ сельского хозяйства в 2015-2016 годах. Для изучения комбинационной способности линейного материала в 2015 году была проведена гибридизация 7 фертильных линий перца сладкого по типу полной диаллельной схемы. В 2016 году родительские формы и 42 гибридные комбинации F1, полученные от их скрещивания были изучены в полевых условиях. Анализ общей и специфической комбинационной способности показал, что ни один из родительских компонентов не обладал существенными эффектами для всех изученных признаков продуктивности одновременно. Линия 134 показала высокие эффекты общей комбинационной способности по четырём показателям (ранняя и общая урожайность, средняя масса и толщина перикарпия плода) в качестве как материнского, так и отцовского компонента скрещивания. Из 42 изученных гибридных комбинаций выделен ряд образцов сочетающих высокие эффекты общей комбинационной способности с высокими константами специфической комбинационной способности: по ранней урожайности - 4, общей - 12, средней массе плода - 9, толщине перикарпия - 4, содержанию сухого вещества - 10 и аскорбиновой кислоты - 13 комбинаций F1.
Перец сладкий, линии, гибридные комбинации f1, гибридизация, диаллельная схема, комбинационная способность
Короткий адрес: https://sciup.org/140205213
IDR: 140205213
Текст научной статьи Комбинационная способность линий перца сладкого по основным компонентам урожайности
Н еобходимость в различных методах изучения количественных признаков возникла ещё в начале XX века с зарождением селекции на гетерозис. Первые методы определения генетической изменчивости (вариансы) и типов генетических эффектов, важных в наследовании количественных признаков, были разработаны Р. Фишером (1918)
и С. Райтом (1921), но эти методы не получили широкого распространения. В конце 40-х – начале 50-х годов прошлого столетия американскими исследователями Sprague G.F. и Tatum L.A. (1942) была разработана концепция комбинационной способности, которая активно используется в селекции на гетерозис многих экономически значимых культур во всем мире [1].
Ранее Dawis R.L. (1927) предложил метод топкросса, сущность которого состоит в переопылении каждой инбредной линии с популяцией одного свободно опыляемого сорта. Разнообразие особей сортовой популяции и их гетерозиготность при этом обеспечивают большое разнообразие получаемых гибридов, что позволяет определить общую комбинационную способность данной линии, т.е. её способность передавать свои качества гибридам в различных комбинациях скрещивания. Используемый в качестве тестера сорт должен быть распространён в зоне будущего выращивания гибридов [2; 3].
Комбинационная способность – это способность родительских линий к образованию ценных гибридов при скрещиваниях. Различают общую и специфическую комбинационные способности. Под общей комбинационной способностью (ОКС) понимают среднюю ценность родительских форм в ряде гибридных комбинаций, под специфической (СКС) – случаи, когда конкретные комбинации оказываются относительно лучше или хуже, чем можно было ожидать на основе среднего качества изучаемых линий [4; 5; 6].
В практике используют несколько генетических систем для получения гибридов и изучения особенностей родительских форм, однако наиболее полную информацию как в отношении ОКС, так и СКС каждой проверяемой линии дают диаллельные скрещивания [7].
Важным этапом при селекции F1 гибридов перца сладкого на высокую урожайность является изучение комбинационной способности родительских линий по продуктивности и возможности её прогнозирования по фенотипическому проявлению признака, а знание комбинационной способности линий позволяет целенаправленно подходить к созданию гетерозисных F1 гибридов и использованию исходного материала в селекции.
Материалы и методы
Исследования проводили на опытном участке ГУ Приднестровский НИИ сельского хозяйства (Приднестровье, Слободзейский район, г. Тирасполь) в 2015-2016 годах. Для изучения комбинационной способности линейного материала в 2015 году была проведена гибридизация 7 фертильных линий перца сладкого по типу полной диаллельной схемы.
В 2016 году родительские формы и 42 гибридные комбинации F1, полученные от их скрещивания были изучены в полевых условиях. Схема посадки (90 + 50) х 10-15 см. Агротехника возделывания растений общепринятая.
Участок, на котором располагались гибридные питомники, представлен чернозёмами обыкновенными и характеризуется следующими показателями содержания питательных веществ (по данным анализа проведённого в почвенной лаборатории Института) в слое почвы 0-20 см: NO 3 – 22,4 мг/кг, Р 2 О 5 – 135,4 мг/кг, К 2 О – 850,0 мг/кг сухой почвы, реакция водной вытяжки щелочная (рН – 9,3), содержание гумуса – 2,4%.
В почвенной лаборатории института среди изученных гибридных комбинаций перца сладкого проведена оценка химического состава плодов для выявления содержания сухого вещества (%), общих сахаров (%) и аскорбиновой кислоты (мг/100 г) согласно общепринятым методикам:
– содержание сухого вещества – термостатно-весовым методом;
– содержание сахаров – по Бертрану в модификации Бьерри;
– содержание аскорбиновой кислоты – титрованием 2,6 дихлор-фенолиндофенолом.
Оценку общей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационной способности по показателям урожайности (ранняя и общая урожайность, средняя масса плода и толщина перикарпия, содержание
1. Средние значения (xi), оценка эффектов ОКС ( д ,) и констант СКС ( S jj) линий перца сладкого по основным компонентам урожайности (открытый грунт, 2016 год)
|
Линия ? |
Линия ♂ |
|||||||||
|
Признак |
Л-13 |
Л-60 |
Л-70 |
Л-109 с.. bij |
Л-134 |
Л-204 |
Л-224 |
“ хi |
ĝ i |
|
|
Л-13 |
– |
1,4 |
-0,5 |
0,9 |
3,3 |
1,8 |
-2,7 |
6,8 |
0,3 |
|
|
Л-60 |
2,3 |
– |
1,1 |
-1,4 |
2,2 |
-1,7 |
1,8 |
6,5 |
0 |
|
|
Л-70 |
-2,2 |
-2,5 |
– |
1,9 |
-0,1 |
1,6 |
1,4 |
5,4 |
-1,1 |
|
|
Ранняя |
Л-109 |
-3,8 |
0,9 |
1,8 |
– |
-3,4 |
2,4 |
2,3 |
8,9 |
2,4 |
|
урожайность, т/га |
Л-134 |
5,9 |
3,7 |
-1,4 |
0,5 |
– |
4,7 |
-5,3 |
7,9 |
1,4 |
|
Л-204 |
0,4 |
2,4 |
-0,4 |
-0,7 |
-1,1 |
– |
1,8 |
4,8 |
-1,7 |
|
|
Л-224 |
1,5 |
-1,7 |
-0,2 |
-1,1 |
1,0 |
-0,5 |
– |
5,5 |
-1,0 |
|
|
– х i |
6,7 |
7,0 |
6,0 |
6,3 |
8,5 |
4,4 |
6,9 |
|||
|
ĝ i |
0,2 |
0,5 |
-0,5 |
-0,2 |
2,0 |
-2,1 |
0,4 |
|||
|
Л-13 |
– |
4,6 |
-14,5 |
-0,6 |
1,8 |
8,1 |
-3,9 |
29,7 |
-2,1 |
|
|
Л-60 |
-6,1 |
– |
1,0 |
3,8 |
7,4 |
-0,3 |
-2,6 |
30,7 |
-1,1 |
|
|
Л-70 |
-9,2 |
-0,7 |
– |
5,8 |
3,5 |
2,8 |
0,2 |
23,8 |
-8,0 |
|
|
Общая |
Л-109 |
0,1 |
-10,1 |
7,3 |
– |
-7,7 |
-0,7 |
6,0 |
33,4 |
1,6 |
|
урожайность, т/га |
Л-134 |
5,3 |
14,5 |
-6,1 |
-7,5 |
– |
-2,9 |
1,8 |
33,3 |
1,5 |
|
Л-204 |
11,9 |
-4,0 |
1,7 |
-6,7 |
-3,9 |
– |
9,0 |
35,6 |
3,8 |
|
|
Л-224 |
4,0 |
-1,2 |
12,6 |
-9,3 |
4,1 |
0,9 |
– |
36,2 |
4,4 |
|
|
– х i |
33,6 |
28,7 |
38,0 |
29,7 |
34,5 |
25,9 |
32,3 |
|||
|
ĝ i |
1,8 |
-3,1 |
6,2 |
-2,1 |
2,7 |
-5,9 |
0,5 |
2. Средние значения (xi), оценка эффектов ОКС ( д ,) и констант СКС ( s ij) линий перца сладкого по основным компонентам урожайности (открытый грунт, 2016 год)
Линия 5
Результаты и их обсуждение
При изучении комбинационной способности следует отметить, что сочетание высоких и средних значений ОКС родительских линий и высоких значений СКС гибридных комбинаций как правило обеспечивает высокий эффект гетерозиса у гибридов по хозяйственно ценным признакам, а для создания синтетических популяций перспективным может быть использование линий с высокой (или средней) ОКС и низкой СКС.
Анализ ранней урожайности показал, что наиболее высокие эффекты ОКС в качестве материнской и отцовской формы имела Л-134 ( g , = 1,4 и 2,0 соответственно), а также Л-109 - в качестве материнской ( § , 1 = 2,4; при х = 8,9 т/га). Удачное сочетание высокой положительной ОКС родительских линий с константами СКС при прямых скрещиваниях отмечено у гибридов Л-109хЛ-204, Л-109хЛ-224 и Л-134хЛ-204, а при обратных – Л-224ЧЛ-134 (табл. 1).
Общая урожайность товарных плодов является важнейшим показателем, определяющим практическую значимость сорта или гибрида. Самые высокие эффекты ОКС в качестве материнских и отцовских компонентов отмечены у Л-134 (д, = 1,5 и 2,7 соответственно); в качестве материнских - Л-109, Л-204 и Л-224 ( g i = 1,6; 3,8 и 4,4; при хi = 33,4; 35,6 и 36, 2 т/га соответственно), отцовских - Л-13 и Л-70 ( g i = 1,8 и 6,2; при x i = 33,6 и 38,0 т/га соответственно). Сочетание высоких положительных эффектов ОКС родительских линий с высокими константами СКС при прямых скрещиваниях отмечено у гибридов Л-109хЛ-224, Л-134хЛ-224 и Л-204хЛ-224; при обратных – Л-224хЛ-13, Л-204хЛ-13, Л-134хЛ-13, Л-224хЛ-70, Л-204хЛ-70, Л-109хЛ-70, Л-224хЛ-134, Л-70хЛ-134 и Л-60хЛ-134.
Наиболее высокими эффектами ОКС по признаку «средняя масса плода» в качестве обоих родительских компонентов характеризовались Л-109 и Л-134; в качестве материнского - Л-60 ( g i = 3,6; при x i = 95,4 г); отцовского - Л-70 ( g i = 1,8; при x i = 93,6 г). Сочетанием высоких эффектов ОКС с константами СКС при прямых скрещиваниях характеризовались комбинации Л-60хЛ-109, Л-60хЛ-134, Л-60хЛ-204, Л-134хЛ-204 и Л-134хЛ-224; при обратных – Л-109хЛ-70, Л-204хЛ-70, Л-224хЛ-70 и Л-204хЛ-109 (табл. 2).
По признаку «толщина перикарпия» наиболее высокие эффекты ОКС в качестве материнской и отцовской формы имела Л-134 ( g , = 0,4; при х = 5,9 мм), в качестве материнских - Л 60 и Л-109 ( g , = 0,3 и 0,2; при х = 5,8 и 5,7 мм соответственно); отцовской - Л-224 ( g , = 0,3; при хi = 5,8 мм). Высоким сочетанием эффектов ОКС и констант СКС при прямых скрещиваниях характеризовались гибридные комбинации Л-60хЛ-70, Л-60хЛ-109 и Л-134хЛ-204; при обратных – Л-204хЛ-134.
Наиболее высокие эффекты ОКС по признаку «содержание сухого вещества» в качестве обоих родительских компонентов отмечены у Л-204; в качестве материнского - Л-13 ( g , = 0,3; при х , = 9,0%), отцовских - Л-60 и Л-109 ( g , = 0,3 и 0,6; при х , = 9,0 и 9,3% соответственно). Сочетание высоких эффектов ОКС с константами СКС при прямых скрещиваниях отмечено у комбинаций Л-13хЛ-70, Л-13хЛ-134, Л-13хЛ-204, Л-13хЛ-224, Л-60хЛ-134 и Л-60хЛ-224; при обратных – Л-70хЛ-60, Л-109хЛ-60, Л-224хЛ-109 и Л-224хЛ-204 (табл. 3).
По содержанию аскорбиновой кислоты эффекты ОКС в качестве материнских и отцовских форм имели Л-13, Л-70 и Л-224, в качестве материнской - Л-60 ( g , = 1,3; при х = 226,0 мг/100 г); отцовской - Л-109 ( g , = 1,9; при х = 226,6 мг/100 г). Высоким сочетанием эффектов ОКС и констант СКС при прямых скрещиваниях характеризовались гибридные комбинации Л-13хЛ-134, Л-13хЛ-224, Л-60хЛ-109, Л-60хЛ-134, Л-60хЛ-224, Л-70хЛ-109 и Л-70хЛ-204; при обратных – Л-60хЛ-13, Л-60хЛ-224, Л-109хЛ-70, Л-134хЛ-70, Л-204хЛ-70 и Л-224хЛ-109.
3. Средние значения (xi),, оценка эффектов ОКС ( д ,) и констант СКС ( S jj) линий перца сладкого по основным компонентам урожайности (открытый грунт, 2016 год)
|
Линия 5 |
||||||||||
|
Признак |
Линия |
Л-13 |
Л-60 |
Л-70 |
Л-109 |
Л-134 |
Л-204 |
Л-224 |
* хi |
ĝ i |
|
♀ |
S j |
|||||||||
|
Л-13 |
– |
-0,7 |
0,9 |
-2,0 |
0,7 |
0,4 |
0,5 |
9,0 |
0,3 |
|
|
Л-60 |
-0,9 |
– |
0 |
-0,4 |
0,5 |
0 |
0,9 |
8,8 |
0,1 |
|
|
Содержание |
Л-70 |
-0,2 |
1,2 |
– |
1,7 |
-2,5 |
-1,0 |
0,3 |
8,1 |
-0,6 |
|
сухих |
Л-109 |
0,3 |
1,0 |
0,5 |
– |
-0,1 |
-0,5 |
-1,0 |
8,7 |
0 |
|
веществ, % |
Л-134 |
0,7 |
-0,3 |
-0,7 |
0,2 |
– |
-0,3 |
-0,7 |
8,3 |
-0,4 |
|
Л-204 |
-0,2 |
-0,9 |
0,1 |
-0,3 |
0,3 |
– |
-16,9 |
9,4 |
0,7 |
|
|
Л-224 |
0,4 |
-0,4 |
-1,3 |
0,9 |
0,1 |
0,9 |
– |
8,7 |
0 |
|
|
– х i |
7,7 |
9,0 |
8,8 |
9,3 |
8,4 |
9,3 |
8,6 |
|||
|
ĝ i |
-1,0 |
0,3 |
0,1 |
0,6 |
-0,3 |
0,6 |
-0,1 |
|||
|
Л-13 |
– |
-4,2 |
-11,2 |
-10,3 |
6,4 |
-24,8 |
10,0 |
225,4 |
0,7 |
|
|
Л-60 |
5,1 |
– |
-11,2 |
11,9 |
11,7 |
0,6 |
11,3 |
226,0 |
1,3 |
|
|
Л-70 |
-21,0 |
23,9 |
– |
10,5 |
-31,9 |
17,7 |
-18,9 |
231,1 |
6,4 |
|
|
Содержание |
Л-109 |
-7,2 |
19,1 |
15,0 |
– |
3,9 |
-5,7 |
-37,9 |
224,9 |
0,2 |
|
аскорбиновой кислоты, мг/100 г |
Л-134 |
-23,5 |
21,4 |
9,9 |
-39,5 |
– |
-7,9 |
17,6 |
218,2 |
-6,5 |
|
Л-204 |
1,1 |
-17,0 |
7,0 |
0,5 |
1,8 |
– |
-14,8 |
219,6 |
-5,1 |
|
|
Л-224 |
11,8 |
-13,7 |
-29,6 |
14,2 |
-14,1 |
-1,5 |
– |
228,1 |
3,4 |
|
|
– х i |
226,0 |
217,5 |
227,5 |
226,6 |
225,3 |
220,1 |
230,1 |
ĝ i 1,3 -7,2 2,8 1,9 0,6 -4,6 5,4
Выводы
-
1. Анализ общей и специфической комбинационной способности показал, что ни один из родительских компонентов не обладал существенными эффектами ОКС и СКС для всех изученных признаков компонентов урожайности одновременно.
-
2. Линия 134 показала высокие эффекты ОКС по четырём признакам (ранняя и общая урожайность, средняя масса и толщина перикарпия плода) в качестве как материнского, так и отцовского компонента скрещивания.
-
3. Выделен ряд гибридных комбинаций сочетающих высокие положительные эффекты ОКС и константы СКС: по ранней урожайности – 4, общей – 12; по средней массе плода – 9, толщине перикарпия – 4; по содержанию сухого вещества – 10, аскорбиновой кислоты – 13 комбинаций F1.
-
4. Сочетанием высокой положительной ОКС и СКС как по ранней, так и по общей урожайности характеризовались две гибридные комбинации F1 (Л-109хЛ-224 при прямых и Л-224хЛ-134 при обратных скрещиваниях).
-
5. Высокие положительные эффекты ОКС наравне с константами СКС по признакам «средняя масса плода» и «толщина перикарпия» обладала комбинация F1 Л-60хЛ-109 при прямых скрещиваниях.
-
6. По содержанию сухого вещества и аскорбиновой кислоты в плодах сочетанием высокой ОКС и СКС при прямых скрещиваниях характеризовались четыре гибридные комбинации F1 (Л-13хЛ-134, Л-13хЛ-224, Л-60хЛ-134 и Л-60х224) и при обратных – одна (Л-224хЛ-109).
-
7. Отмечено, что высокие показатели урожайности имели те гибридные комбинации, которые характеризуются удачным сочетанием высокой ОКС родительских линий с высокой СКС при скрещивании.
Список литературы Комбинационная способность линий перца сладкого по основным компонентам урожайности
- Кайгородова И.М. Создание исходного материала гороха овощного (Pisum sativum L.) разных групп спелости для селекции на пригодность к механизированной уборке./Дисс. на соиск. уч. степ. канд. с.-х. наук. -М., 2014. -166 с.
- Бунин М.С., Монахос Г.Ф., Терехова В.И. Производство гибридных семян овощных культур: Учебное пособие. -М.: Изд-во «РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева», 2011. -182 с.
- Ибрагимбеков М.Г. Создание исходного материала лука репчатого для селекции длиннодневных полуострых сортов и гибридов./Дисс. на соиск. уч. степ. канд. с.-х. наук. -М., 2015. -109 с.
- Савченко В.К. Многоцелевой метод количественной оценки комбинационной способности в селекции на гетерозис.//Генетика. -М., 1978. -№ 5. -С. 793-804.
- Смиряев А.В., Мартынов С.П., Кильчевский А.В. Биометрия в генетике и селекции растений. -М.: «Изд-во МСХА», 1992. -269 с.
- Пышная О.Н., Мамедов М.И., Пивоваров В.Ф. Селекция перца. -М.: «ВНИИССОК», 2012. -248 с.
- Методические рекомендации по применению математических методов для анализа экспериментальных данных по изучению комби национной способности./Сост.: Вольф В.Г., Литун П.П., Хавелова А.В., Кузьменко Р.И. -Харьков, 1980. -75 с.
- Griffing B. 1956a. A generalized treatment of the use of diallel crosses in quantitative inheritance. Heredity. -1956а. 10(1):31-50.
- Griffing B. 1956b. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems. Austr. J. Biol. Sci. 9(4):463-493.
