Общая комбинационная способность родительских линий арбуза по урожайности и содержанию сухого вещества

Автор: Варивода Елена Александровна, Байбакова Н.Г., Варивода Г.В.

Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Статья в выпуске: 5 (55), 2020 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. Создание гетерозисных гибридов арбуза является одним из современных направлений селекции для решения задачи по обеспечению населения РФ продукцией бахчеводства. Ускорить процесс создания гетерозисных гибридов позволяет оценка общей комбинационной способности (ОКС) родительских линий. Материалы и методы. Исследования проводили в зоне Волгоградского Заволжья на Быковской бахчевой селекционной опытной станции, в богарных условиях в 2018 и 2019 годах. Объектом исследований являлись 9 отцовских линий и 3 материнские линии арбуза. Оценка общей комбинационной способности проводилась по двум показателям: урожайность и содержание сухих веществ. Результаты. В ходе исследований проведена оценка полученных гибридов F1 арбуза по комплексу хозяйственных признаков в сравнении со стандартами: Зенит, Синчевский и Бархан. По результатам работы выделены гибриды F1 по длине вегетационного периода, урожайности, содержанию сухих веществ. Путем подбора ценных генетических источников обладающих высокой ОКС можно успешно вести селекцию на улучшение хозяйственно ценных показателей гибридов F1 арбуза. По урожайности как в 2018, так и в 2019 году выделились гете-розисные гибриды, полученные от скрещивания с отцовскими линиями Фаворит, Стимул, Икар, средний эффект за два года составил от 3,5-10,6 т/га. Среди исследуемых материнских линий положительным эффектом обладает линия 4ms-4, средний эффект составил 1,2 т/га. По содержанию сухого вещества положительный эффект был выявлен у отцовских линий Стимул - 1,8%, Медунок - 1,6%, Фаворит - 0,8% и у материнской линии 4ms - 41,8%. Выводы. По результатам проведенного анализа комбинационной способности по урожайности и содержанию сухого вещества нами были выделены две перспективные отцовские линии для создания гетерозисных гибридов арбуза: Фаворит, Стимул. Также выделилась одна материнская линия 4ms - 4. При использовании этих линий в гетерозисной селекции арбуза в большинстве комбинаций скрещивания будет проявлен гетерозис по одному или двум признакам.

Еще

Гетерозисный гибрид, отцовская линия, материнская линия, общая комбинационная способность

Короткий адрес: https://sciup.org/140250321

IDR: 140250321 | DOI: 10.18619/2072-9146-2020-5-29-33

Текст научной статьи Общая комбинационная способность родительских линий арбуза по урожайности и содержанию сухого вещества

Одной из актуальных задач современного экономического и социального развития агропромышленного комплекса Российской Федерации является обеспечение продовольственной безопасности государства, которое невозможно без эффективно развивающихся отраслей сельского хозяйства, в том числе овощеводства [1]. Отрасль бахчеводства является одной из неотъемлемых частей овощеводства, и развитие этой отрасли заключается в создании зон промышленного производства плодов бахчевых культур, обеспечивающих получение высоких урожаев в богарных условиях. Для обеспечения бесперебойного конвейерного производства необходимо обеспечить отрасль сортами и гибридами бахчевых культур различных сроков созревания, обладающих высокой продуктив- ностью и качеством продукции, адаптированные к стрессовым факторам среды и устойчивостью к заболеваниям [2].

В современных условиях рынок очень динамичен, что ставит перед селекционерами задачу быстрого реагирования на его запросы [3]. Одним из направлений быстрого реагирования на запросы рынка в селекции является создание гетерозисных гибридов. Гетерозисные гибриды можно получить за 3-4 года, тогда как на получение нового сорта методом классической селекции уходит 6, а зачастую 10 лет. Внедрение в производство гибридов F 1 обеспечивает также повышение урожайности на 20-25% и более, высокую выравненность плодов, гибриды отличаются скороспелостью, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды [4].

Под гетерозисом понимается свойство F 1 гибридов превосходить родителей или лучшую из родительских форм по биологическим и хозяйственным признакам и свойствам, по степени их выраженности [5]. Проявление гетерозиса заключается во взаимодействии наследственных факторов, полученных гибридом от родительских форм с различной наследственностью. Успех при создании гибридов F 1 во многом зависит от правильного подбора родительских пар, способных давать значительный эффект гетерозиса в первом поколении благодаря их высокой комбинационной способности [6]. Для определения генотипа отсе-лектированных линий применяют методику по оценке комбинационной способности, которая позволяет определить возможность линий давать гетерозисное потомство при скрещивании с другими линиями, сортами или простыми гибридами. Методику для оценки для определения ОКС разработал Савченко В.К. [7].

Материал и методы

Исследования проводили в 2018-2019 годах на Быковской бахчевой селекционной опытной станции, в богарных условиях. Объектом исследований были созданные инбредные линии из лучших сортов арбуза, отличающиеся высокой однородностью и выравнен-ностью плодов. Данные линии были включены в процесс создания гетерозисных гибридов. Полученные гибридные комбинации первого поколения от скрещиваний линий арбуза Ультраскороспелый, Ница, Медунок, Рубиновое сердце, Метеор, Восторг, Фаворит, Стимул и Икар с материнскими линиями Чms-3, Чms-4 и Чms-6 были высеяны для оценки общей комбинационной способности по урожайности и содержанию сухих веществ. Агротехника проведения опыта общепринятая.

За стандарты были взяты два сорта селекции станции: Зенит – для раннеспелых гибридов, Синчевский – для среднеспелых. Для сравнения с иностранными гибридами был взят гибрид F1 Бархан фирмы Сингента.

Во время вегетации проводили фенологические наблюдения по фазам роста и развития, во время созревания – полевой и органолептический анализы плодов, оценку по морфологическим признакам, качественным показателям и учёт урожая.

Результаты исследований обрабатывали по методике Доспехова Б.А. [8] и с использованием метода Савченко В.К. [7] была изучена комбинационная способность линий.

Результаты исследований

До настоящего времени проблема прогнозирования гетерозиса не решена, и почти во всех технологиях селекции на гетерозис доминирует метод проб – испытание всех возможных комбинаций скрещиваний. В связи с этим все большее внимание уделяется подбору родительских пар и применению методов, позволяющих основывать их подбор по результатам комплексной оценки. Для этого необходимо всестороннее изучение исходного материала и точное определение отдельных признаков, проявление которых ожидается у гибридной комбинации (рекомбинированного организма) [9]. В селекционной работе при создании гетерозисных гибридов арбуза для подбора отцовских линий мы руководствовались несколькими признаками: длина вегетационного периода, урожайность, вкусовые качества.

На станции проведена оценка материнской линии, отцовских форм и полученных на их основе гибридов F 1 арбуза по комплексу хозяйственных признаков. Результаты оценки приведены в таблице 2.

Экспериментальные данные показали, что вегетационный период у гибридов F 1 , как правило, наследуется промежуточно. Все гибриды имеют более короткий вегетационный период по сравнению с отцовскими формами (на 4-12 суток). В раннеспелой группе все гибриды созрели раньше стандартного сорта Зенит на 2-5 суток. В среднеспелой группе гибриды созрели раньше стандартного сорта Синчевский на 6-8 суток.

По урожайности, в ранней группе значительно превысил стандарты Зенит и Бархан F 1 : гибрид Линия Чms х Медунок – на 2,0 и 2,7 т/га, Линия Чms х Ница – на 1,5 и 2,2 т/га, соответственно. В средней группе значительно превысил стандарт гибрид Линия Чms х Фаворит – на 2,7 т/га. Все гетерозисные гибриды превысили по урожайности отцовские линии (табл.2).

По вкусовым качествам выделились гибриды: Линия Чms х Медунок и Линия Чms х Стимул.

Подбор пар родительских линий для скрещивания является одним из самых трудных и важных вопросов для практической селекции. Применение родителей с высокой общей комбинационной способностью (ОКС) повышает во много раз вероятность получения высокопродуктивных гетерозисных гибридов. При этом необходимо вовлекать в скрещивания как можно большее число селекционных линий, сочетающих многие основные ценные признаки и высокую ОКС [10].

Общая комбинационная способность выражает среднюю ценность сорта (линии) в гибридных комбинациях с участием этой родительской формы от общего среднего по всем гибридам. Мы определяли общую комбинационную способность по урожайности и содержанию сухого вещества у 9 отцовских и 3 материнских линий арбуза для использования при создании гетерозисных гибридов. Определяли комбинационную способность в 2018 и 2019 годах. Результаты общей комбинационной способности по урожайности представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 1. Характеристика гетерозисных гибридов и родительских форм арбуза, 2018-2019 год Table 1. Characterization of heterosis hybrids and parent forms of watermelon, 2018-2019

Название образца	Длина вегетационного периода, суток	Урожайность, т/га	Масса товарного плода, кг	Содержание сухих веществ, %
Раннеспелая группа
Зенит, st	72	24,4	7,0	10,7
Бархан F 1 - st	70	23,7	8,5	11,0
Линия Чms х Ультраскороспелый	67	24,4	7,0	11,0
Ультраскороспелый, отцовская линия	76	16,2	7,0	10,6
Линия Чms х Ница	67	25,9	7,0	11,3
Ница, отцовская линия	76	20,0	7,0	11,0
Линия Чms х Медунок	68	26,4	7,0	12,0
Медунок, отцовская линия	74	24,9	7,0	12,4
Линия Чms х Рубиновое сердце	70	24,3	7,5	11,0
Рубиновое сердце, отцовская линия	74	17,1	7,5	10,9
Линия Чms х Метеор	67	24,0	8,0	11,0
Метеор, отцовская линия	72	21,9	7,5	12,0
	НСР 05 –	1,96 т/га
Среднеспелая группа
Синчевский, st	78	26,4	8,0	11,7
Линия Чms х Восторг	72	23,4	7,0	11,5
Восторг, отцовская линия	78	18,0	7,0	13,9
Линия Чms х Фаворит	70	29,3	9,0	11,7
Фаворит, отцовская линия	78	26,2	9,0	11,6
Линия Чms х Стимул	70	27,5	8,5	12,0
Стимул, отцовская линия	80	26,5	8,5	12,6
Линия Чms х Икар	72	26,7	8,5	11,4
Икар, отцовская линия	84	24,0	7,5	12,4
	НСР 05 –	1,65 т/га

Таблица 2. Результаты оценки родительских линий арбуза по урожайности, 2018 год Table 2. Results of assessment of parental lines of watermelon by yield, 2018

Материнские линии	Отцовские линии									gi
Материнские линии	Ультра-скороспелый	Ница	Медунок	Рубиновое сердце	Метеор	Восторг	Фаворит	Стимул	Икар	gi
Линия Чms-3	24,6	27,0	27,4	26,1	24,6	25,0	30,6	29,6	28,0	-1,7
Линия Чms-4	24,9	27,8	27,6	26,5	25,2	24,7	30,9	30,0	29,0	+2,0
Линия Чms-6	25,2	27,4	27,8	25,7	24,9	24,4	31,2	29,2	28,5	-0,3
gi	-6,8	+0,4	+1,3	-3,2	-6,8	-7,4	+11,2	+7,3	+4,0

НСР 05 – 1,17 т/га

Таблица 3. Результаты оценки родительских линий арбуза по урожайности, 2019 год Table 3. Results of assessment of parental lines of watermelon by yield, 2019

Материнские линии	Отцовские линии									gi
Материнские линии	Ультра-скороспелый	Ница	Медунок	Рубиновое сердце	Метеор	Восторг	Фаворит	Стимул	Икар	gi
Линия Чms-3	23,0	24,4	24,4	22,5	23,6	22,0	27,4	25,3	24,9	-0,4
Линия Чms-4	23,8	24,8	24,0	21,8	23,0	23,0	27,1	25,3	24,9	+0,4
Линия Чms-6	24,6	24,0	24,2	23,2	22,4	21,0	27,1	25,6	25,3	0
gi	-1,1	+0,7	+0,1	-5,5	-3,5	-6,5	+10,0	+3,4	+2,1

Рис.1. Эффект комбинационной способности родительских линий арбуза по урожайности, среднее за 2018-2019 годы

Fig.1. Effect of the combining ability of parental lines of watermelon on yield, average over 2018-2019

Рис. 2. Эффект комбинационной способности родительских линий арбуза по содержанию сухого вещества, среднее за 2018-2019 годы

Fig.2. The effect of the combining ability of parental lines of watermelon in terms of dry matter content, average for 2018-2019

По результатам проведенных в 2018 году исследований, положительный эффект комбинационной способности по урожайности выявился у отцовских линий: Медунок, Фаворит, Стимул и Икар и составил от 1,3 до 11,2 т/га и у материнской линии Чms-4 – 2,0 т/га (табл. 2).

В 2019 году, так же, как и в предыдущем 2018 году, достоверным положительным эффектом комбинацион- ной способности по урожайности обладали отцовские линии Фаворит, Стимул, Икар (табл. 3).

За два года исследований выявлено, что положительной комбинационной способностью обладают отцовские линии арбуза Фаворит, Стимул, Икар, Медунок и Ница и материнская линия Чms-4 (рис.1).

При определении комбинационной способности по содержанию сухого вещества самый высокий эффект в 2018 году

Таблица 4. Результаты оценки родительских линий арбуза по содержанию сухого вещества, 2018 год Table 4. Results of assessment of parental lines of watermelon by dry matter content, 2018

Матринские линии	Отцовские линии									gi
Матринские линии	Ультра-скороспелый	Ница	Медунок	Рубиновое сердце	Метеор	Восторг	Фаворит	Стимул	Икар	gi
Линия Чms-3	10,2	11,2	11,8	11,0	10,8	12,0	11,4	11,8	11,2	-1,3
Линия Чms-4	11,0	10,8	12,2	11,4	11,2	11,8	12,0	12,6	11,2	+1,5
Линия Чms-6	11,8	11,2	12,6	10,8	11,0	11,2	11,6	11,0	11,4	-0,1
gi	-1,2	-1,1	+2,3	-1,1	-1,2	+0,8	+0,8	+1,1	-0,4

НСР 05 –0,56%

Таблица 5. Результаты оценки родительских линий арбуза по содержанию сухого вещества, 2019 год Table 5. Results of the assessment of parental lines of watermelon by dry matter content, 2019

Материнские линии	Отцовские линии									gi
Материнские линии	Ультра-скороспелый	Ница	Медунок	Рубиновое сердце	Метеор	Восторг	Фаворит	Стимул	Икар	gi
Линия Чms-3	10,2	11,6	11,2	11,4	10,8	11,2	12,2	12,6	11,4	-0,5
Линия Чms-4	11,8	10,6	12,6	10,2	11,2	12,0	11,6	13,2	12,0	+2,1
Линия Чms-6	11,0	12,0	11,6	11,6	11,0	11,0	11,4	11,0	11,0	-1,5
gi	-1,4	-0,2	+1,0	-1,2	-1,4	-0,2	+0,8	+2,4	0

Байбакова Н.Г. на опытном участке

Линия Чms х Фаворит

был у линий Медунок – 2,3% и Стимул – 1,1%. Положительный эффект проявили также линии Фаворит – 0,8% и Восторг – 0,8%. Среди материнских линий выделилась линия Чms-4, эффект составил 1,5% (табл. 4). В 2019 году выделились гибридные комбинации с отцовскими формами Стимул – 2,4%, Медунок – +1,0% и Фаворит – 0,8%. Среди материнских линий также выделилась Чms-4 – 2,1% (табл. 5).

По содержанию сухого вещества средний положительный показатель за два года выявлен у гетерозисных гибридов с отцовскими линиями Медунок, Фаворит и Стимул и материнской линии Чms-4 (рис. 2).

Таким образом по результатам исследования комбинационной способности по урожайности и содержанию сухого вещества положительным эффектом обладали отцовские линии Фаворит, Стимул и материнская линия Чms-4.

Заключение

В результате проведенной работы были выделены перспективные гетерозисные гибриды арбуза, отличающиеся комплексом хозяйственно ценных признаков и высокой урожайностью.

С помощью проведенного анализа общей комбинационной способности по урожайности и содержанию сухого вещества нами были выделены две перспективные отцовские линии Фаворит и Стимул и одна материнская линия Чms-4 для создания гетерозисных гибридов арбуза. Использование этих линий при создании гетерозисных гибридов арбуза позволит получить гетерозис в большинстве комбинаций скрещивания.

Об авторах:

Elena A. Varivoda – Senior Researcher,

Nina G. Baibakova – Senior Researcher,

Gennady V. Varivoda – Junior Researcher,

Список литературы Общая комбинационная способность родительских линий арбуза по урожайности и содержанию сухого вещества

Pivovarov V.F., Soldatenko A.V., Pyshnaya O.N., Gurkina L.K. Federal scientific vegetable center - of the scientific security sector. Vegetable crops of Russia. 2018;(3):3-10. (In Russ.) DOI: 10.18619/2072-9146-2018-3-3-10
Koleboshina T.G. New varieties of watermelon, melon and pumpkin for commercial gourd russia, their competitiveness in the conditions of the modern market. Trudy Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015;(55):115-119. (In Russ)
Soldatenko A.V., Pivovarov V.F., Pishnaya O.N., Gurkina L.K., Tareeva M.M. Some results and prospects of the breeding of vegetable crops in Russia. News of FSVC. 2019;(1):27-38. DOI: 10.18619/2658-4832-2019-1-27-38
Baybakova N.G., Maslennikova E.S., Varivoda O.P. The steps of obtaining heterotic f1 hybrids of watermelon. Vegetable crops of Russia. 2018;(3):67-72. (In Russ.) 10.18619/2072-9146- 2018-3-67-72 DOI: 10.18619/2072-9146-2018-3-67-72
Bunin, M.S., Monahos G.F., Terekhova V.I. Production of hybrid vegetable seeds: uch. posobie. M. 2011: 182. (In Russ.)
Monahos G.F., Chan Thi Kam Tu, Ushanov A.A. Features of selection of parthenocarpic hybrids F1 cucumber. Gavrish. 2014;(2):39-43. (In Russ.)
Savchenko V.K. A method for assessing the combination ability of genetically diverse sets of parental forms. Minsk. 1973; 48-78. (In Russ.)
Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. M.: Agropromizdat.1985:351. (In Russ.)
Kozlovskaya E.A., Pyshnaya O.N., Mamedov M.I., Dzhos E.A., Matyukina A.A. Selection of parental components of sweet pepper hybrids for steppe and dry steppe. Vegetable crops of Russia. 2019;(1 ):8-11. (In Russ.) DOI: 10.18619/2072-9146-2019-1-8-11
Gotoceva I.P., Gavrish S.F. Use of greenhouse tomato selection lines selected for disease resistance and combination value in breeding for heterosis. Progressivnye priemy v ovoshchevodstve, selekcii i semenovodstve ovoshchnyh kul'tur - sb. nauch. tr. M.: 1986; 59-67 (In Russ.)

Еще

Статья научная