Наследование количественных признаков у гибридов яровой мягкой пшеницы

Количественные признаки продуктивности растений определяются полимерными генами и характеризуются широким спектром изменчивости под влиянием условий среды. Поэтому важно знать, как наследуются в гибридах хозяйственно ценные признаки родительских форм.

Полигены, контролирующие количественные признаки, проявляют не только аддитивный эффект, но и неаддитивные, детерминированные межаллельным и межгенными взаимодействиями. Эффекты взаимодействия генов способны существенно изменяться под влиянием условий среды. Это значительно усложняет генетический анализ количественных признаков [4, 5].

Основная цель наших исследований состояла в выявлении селекционной ценности сортов яровой мягкой пшеницы по основным количественным признакам.

В задачи исследований входило:

• 1.    Создать исходный материал в системе топкроссных скрещиваний.

• 2.    Определить устойчивость гибридов к мучнистой росе.

• 3.    Провести анализ структуры урожая по основным хозяйственно ценным признакам и выделить перспективные комбинации по комплексу хозяйственно ценных признаков.

• 4.    Определить степень доминирования.

Объекты и методы

Объектом исследований служили сорта и линии яровой мягкой пшеницы, а также гибридные комбинации первого и второго поколений, полученные в топкроссной схеме скрещиваний.

В качестве материнских форм (Р 1 ) взяты лучшие линии КСИ кафедры селекции, генетики и физиологии растений, которые характеризуются высокой потенциальной урожайностью, высокой устойчивостью к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам.

В качестве отцовских форм (тестеров) (Р 2 ) в топкроссные скрещивания включены сорта Терция селекции ОмГАУ совместно с ИЦиГ и Курганским НИИСХ, Новосибирская 15 селекции СибНИИРС и Омская 35 селекции СибНИИСХ. В качестве стандартов использовались сорта: Памяти Азиева (среднеранний), Терция (среднеспелый), Эритроспермум 59 (среднепоздний).

Посев проводился в гибридном питомнике по схеме P1-F 1 -F 2 -Р2, стандарты высевались в начале и в конце схемы.

Предшественник – чистый пар. Площадь делянки – 1 погонный метр. Норма высева – 20 зерен на 1 погонный метр. Повторность – трехкратная. Посев осуществлялся в оптимальные для зоны сроки вручную.

При оценке на поражение растений мучнистой росой учитывали наличие болезни по ярусам по интегрированной шкале оценок (шкала Прескотта и Саери).

Уборка делянок вручную, в фазу полной спелости. В лабораторных условиях был сделан индивидуальный структурный анализ сноповых образцов по девяти основным элементам структуры урожая (высота растений, общая кустистость, продуктивная кустистость, длина главного колоса, количество колосков и зерен в главном колосе, масса зерна с колоса и с растения, дополнительно рассчитывали массу 1000 зерен) для выявления выраженности количественных признаков и на их основе общей продуктивности гибридных популяций. Математическая обработка производилась по методике Б.А. Доспехова [3], степень доминирования вычислили по методике G.M. Beil, R.E. Atkins [1].

Результаты исследований

Агроклиматические условия в годы опытов позволили наиболее полно и достоверно оценить исходный материал, что способствовало достижению поставленной в исследованиях цели.

Вегетационный период 2009 г. характеризовался избыточным увлажнением в июле на фоне умеренных температур, что способствовало развитию листовых заболеваний. 2010 г. характеризовался значительным варьированием температур по декадам и недостаточным увлажнением [2].

В селекции яровой мягкой пшеницы большое внимание уделяется устойчивости растений к болезням. Существенный ущерб урожаю в Западной Сибири наносят возбудители листовых патогенов, и прежде всего бурая ржавчина (Рuccinia recondita Rob. ex Desm. f. tritici Erikss) и мучнистая роса (Erysiphe graminis f. sp. tritici). В годы эпифитотий потери урожая от этих возбудителей достигают 30 и более процентов валового сбора зерна. Поэтому новые сорта должны сочетать в себе, наряду с высокой потенциальной урожайностью, и устойчивость к болезням.

Наиболее устойчивыми среди родителей были отцовские формы: Омская 35 – 6 баллов как в начале, так и в конце колошения и Терция – 6 баллов в начале и 5 – в конце. Среди материнских форм: Лютесценс 43-04 – 6 баллов в начале колошения и 5 – в конце. Гибриды, полученные с участием одного из восприимчивых родителей, так же восприимчивы к мучнистой росе. Сильно восприимчив к мучнистой росе стандарт Памяти Азиева (2 балла), Эрит-роспермум – восприимчив (4 балла в конце колошения), Терция – среднеустойчив (6 баллов). У гибридов устойчивых сортов не было, а среднеустойчивыми были гибриды, полученные с помощью материнской формы Лютесценс 149-02.

Степень доминирования гибридов первого поколения характеризует их ценность для дальнейшей селекции и позволяет судить о возможности эффективного отбора в популяции на данный признак.

Результаты изучения степени доминирования представлены на рисунке.

Степень доминирования

Наследование продуктивной кустистости у большинства комбинаций шло преимущественно по типу сверхдоминирования (гетерозиса) – 66,7% комбинаций, у 22,2% комбинаций было отмечено промежуточное наследование признака и у 11,1% наблюдалось частичное доминирование.

Наследование числа зерен главного колоса у большинства комбинаций шло преимущественно по типу отрицательного сверхдоминирования – 55,6% комбинаций, также в равных долях были отмечены комбинации, которые унаследовали признак путем частичного доминирования и положительного сверхдоминирования.

Наследование массы зерна главного колоса у большинства комбинаций шло по типу отрицательного сверхдоминирования – 44,4% комбинаций, 33,3% комбинаций наследовали признак по типу сверхдоминирования, 11% комбинации – по типу частичного доминирования и промежуточного наследования.

Наследование массы зерна растения у большинства комбинаций шло преимущественно по типу сверхдоминирования (гетерозиса) – 77,7%, остальные комбинации наследовали признак по типу частичного доминирования.

Выводы

• 1.    В селекции на увеличение продуктивной кустистости, числа зерен главного колоса, массы зерна главного колоса следует использовать комбинации с участием материнской линии Эритроспермум 85-04.

• 2.    В наследовании всех изученных количественных признаков преобладало сверхдоминирование: от 55,5% комбинаций по числу зерен главного колоса до 77,7% по массе зерна растения. Высокий гетерозисный эффект отмечен по продуктивной кустистости и массе зерна растения.

• 3.    Отбор продуктивных форм по всем изученным признакам будет эффективен в более поздних поколениях гибридов.