Перспективный исходный материал для селекции гибридов подсолнечника на автофертильность и пчелопосещаемость

Автор: Зайцев А.Н.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

Статья в выпуске: 1 (140), 2009 года.

Бесплатный доступ

Изучено 52 сортообразца подсолнечника различного происхождения. Отмечены существенные различия по ав-тофертильности и пчелопосещаемости. Варьирование по автофертильности составляло от 6,1 % у сорта Флагман до 75,0 % у гибрида Кубанский 930. Наибольшее значение по пчелопосещаемости было отмечено у гибрида ЦМС Кубанский 93 (10 шт./раст./час), минимальное у самоопыленной линии ВК-571 (2 шт./раст./час.) Наиболее ценными для селекции являются формы, сочетающие в себе повышенную автофертильность с высокой аттрактивностью для пчел. К ним относятся гибриды Кубанский 930, Меркурий, Юпитер. Среди самоопыленных линий - ВК-551, ВК-585, ВК-276. Показатель автофертильности в дополнение к показателю пчелопосещаемости позволяет более четко идентифицировать самоопыленные линии подсолнечника по их селекционной ценности и должен найти применение в практике селекционной работы.

Еще

Подсолнечник, селекция, гибриды, автофертильность, пчелопосещаемость

Короткий адрес: https://sciup.org/142150883

IDR: 142150883

Текст научной статьи Перспективный исходный материал для селекции гибридов подсолнечника на автофертильность и пчелопосещаемость

Создание и внедрение в производство высокопродуктивных гибридов подсолнечника является одним из эффективных путей решения проблемы обеспечения населения Российской Федерации высококачественным растительным маслом. Однако доля гибридов в общей структуре сортовых посевов этой культуры в нашей стране в настоящее время не превышает 40 %. Основной причиной этого является низкий уровень развития гибридного семеноводства подсолнечника в России.

В гибридном семеноводстве подсолнечника важную роль играет автофертильность – генетически обусловленная способность перекрестноопыляющегося растения завязывать семена даже в отсутствии насекомых-опылителей.

В научной литературе имеются многочисленные данные, свидетельствующие о значимости этого признака как для размножения селекционного материала, так и для товарного производства подсолнечника.

В то же время на современных гибридах и линиях отечественной селекции такие исследования не проводились.

При производстве гибридных семян важную роль играет фактор пчелоопыления как обязательный элемент технологии их выращивания. Отсутствие насекомых-опылителей или недостаточное их количество может привести к череззернице и резкому снижению выхода кондиционных семян с участка гибридизации. Зачастую это сводит на нет любые усилия семеноводов, поскольку особенности опыления растений родительских форм на участках гибридизации подсолнечника предполагают перенос пыльцы от отцовской к стерильной материнской форме. Это указывает на необходимость изучения селекционного материала по пчелопосещаемости для достижения максимальной эффективности внедрения гибридов подсолнечника в производство.

Целью нашей работы явилось изучение вопросов, связанных со сравнительной характеристикой сор-тообразцов подсолнечника по автофертильности и пчелопосещаемости.

Материал и методика исследований. В качестве исходного материала были использованы 52 сорто-образца подсолнечника различного происхождения, в том числе 15 сортов-популяций, 20 межлинейных гибридов и 17 константных самоопыленных линий. Опыт закладывался методом организованных повторений. Делянка 4-рядковая, общей площадью 24,5 м², учетной 12,2 м², повторность 4-кратная. Схема посева 70 х 35 см, по 3 семени в гнездо, высевали ручными сажалками. После прорывки в гнезде оставлялось по одному растению.

В течение вегетации проводили фенологические наблюдения и биометрические измерения. Перед началом цветения на учетных рядках делянок проводили изоляцию 30-35 растений легкими сетчатыми изоляторами. Дополнительного опыления не проводили. Во время уборки использовали ручной обмолот изолированных корзинок, семена каждой из них помещали в индивидуальные пакеты. После вейки проводили подсчет выполненных семянок по каждой корзинке в отдельности.

Показатель автофертильности определяли как отношение количества выполненных семянок при самоопылении под изоляторами к аналогичному показателю, полученному при анализе свободноцветущих растений [2, 3].

Учет пчелопосещаемости проводили внутри каждой группы сортообразцов определенного периода вегетации маршрутным способом по методике Фасулати [1]. Подсчет количества пчелопосещений проводили на 50 растениях учетных рядков делянки в трехкратной повторности в течение 10 дней с момента массового цветения.

Результаты исследований. Проведенные нами исследования позволили выявить существенные различия между сортами-популяциями по автофертильности (табл. 1). Среди изученных сортов-популяций наибольшие показатели отмечены у сортов Бузулук и Кулундинский-1 (20,1 и 19,3 %, соответственно). Несколько меньшей выраженностью данного признака отличался сорт Богучарец (18,4 %). Сорта Енисей, Скороспелый 87, Р-453 (Родник) могут быть отнесены к группе сортообразцов со средним уровнем автофертильности. Отношение числа выполненных семянок при самоопылении к соответствующему числу при свободном опылении у них составляло 16,5-14,9 %.

К категории сортов с пониженной автофертильностью можно отнести Скороспелый, Воронежский 638, Крепыш, ВНИИМК 8883, Метеор, Чакинский 931 и Чакинский 602 (автофертильность 13,7-10,3 %). Очень низкой автофертильностью отличались сорта Лакомка и Флагман, завязываемость семянок при самоопылении у которых составляла 7,5 и 6,1 % соответственно. Такие особенности данных сортов могут оказать негативное влияние на завязываемость семянок при отсутствии или недостаточном количестве насекомых-опылителей.

В среднем по всем изученным сортам процент завязавшихся при самоопылении семян составил 13,4 %, размах варьирования 14,0 % (от 6,1 % у сорта Флагман до 20,1 % у сорта Бузулук).

Таблица 1 - Ранги сортов-популяций подсолнечника по автофертильности

Краснодар, 2006-2008 гг.

Название сорта	Учетных растений, шт.	Выполненных семянок, шт.		Автофертильность, %
Название сорта	Учетных растений, шт.	при самоопылении	при свободном опылении	Автофертильность, %
Бузулук	210	268	1332	20,1 + 2,3
Кулундинский-1	228	151	784	19,3 + 3,7
Богучарец	240	199	1082	18,4 + 3,7
Енисей	198	167	1013	16,5 + 3,5
Скороспелый-87	200	164	1092	15,0 + 2,9
Р-453 (Родник)	224	197	1322	14,9 + 2,3
Скороспелый	192	147	1070	13,7 + 3,1
Воронежский 638	222	146	1126	13,0 + 2,2
Крепыш	196	169	1362	12,4 + 2,9
ВНИИМК 8883	228	167	1418	11,8 + 3,2
Метеор	218	147	1305	11,3 + 3,4
Чакинский 931	216	129	1240	10,4 + 2,2
Чакинский 602	226	126	1229	10,3 + 2,1
Лакомка	200	74	986	7,5 + 2,0
Флагман	174	82	1346	6,1 + 2,4
Среднее	211	156	1180	13,4 + 2,8

Среди межлинейных гибридов подсолнечника нами также отмечено большое разнообразие по восприятию собственной пыльцы при самоопылении под изоляторами (табл. 2). Однако средний уровень автофертильности у них составил 48,2 %, что в 3,6 раза больше, чем в среднем по сортам-популяциям. Размах варьирования данного признака составил у гибридов 54,4 % (от 20,6 % у гибрида Воронежский-1 до 75,0 % у гибрида Кубанский 930).

Таблица 2 – Ранги межлинейных гибридов подсолнечника по автофертильности

Краснодар, 2006-2008 гг.

Название гибрида	Учетных растений, шт.	Выполненных семянок, шт.		Автофертильность, %
Название гибрида	Учетных растений, шт.	при самоопылении	при свободном опылении	Автофертильность, %
Кубанский 930	218	1075	1434	75,0 + 3,8
Авангард	212	1174	1631	72,0 + 4,6
Юпитер	248	921	1395	66,0 + 3,5
Альенор	210	1092	1699	64,3 + 3,7
Альтаир	236	895	1408	63,6 + 4,3
Ригасол ОР	254	890	1509	59,0 + 2,6
Близар	234	771	1351	57,1 + 3,0
Меркурий	240	738	1465	50,4 + 5,0
Красотка	260	734	1549	47,4 + 3,4
Триумф	172	659	1659	39,7 + 2,8
Барс	230	481	1670	28,8 + 3,1
Темп	222	416	1465	28,4 + 2,6
Арена ПР	216	455	1751	26,0 + 3,2
Арол	216	366	1468	24,9 + 2,9
Воронежский-1	224	257	1250	20,6 + 3,9
Среднее	226	728	1514	48,2 + 3,5

Наиболее высокими показателями по автофертильности отличались гибриды Кубанский 930 и Авангард (75,0 и 72,0 % соответственно). Хорошей автофертильностью в диапазоне 66,0-57,1 % обладали гибриды Юпитер, Альенор, Альтаир, Ригасол ОР и Близар.

В меньшей степени адаптированы к опылению собственной пыльцой гибриды Меркурий, Красотка и Триумф, автофертильность которых составила 50,4; 47,4 и 39,7 % соответственно.

Гибриды Барс, Темп, Арена ПР, Арол и Воронежский-1 отличались самым низким уровнем выраженности изучаемого признака (от 28,8 % у гибрида Барс до 20,6 % у гибрида Воронежский-1).

По-видимому, как и в случае сортов Лакомка и Флагман, данная категория гибридов будет наиболее чувствительной к недостатку насекомых-опылителей и требует учета такой особенности при разработке сортовой агротехники возделывания их на товарных посевах.

Особую значимость признак автофертильности имеет для самоопыленных линий – родительских форм межлинейных гибридов. Высокая автофертильность облегчает репродуцирование селекционного материала и позволяет добиться более высокой генетической чистоты.

Изученные нами самоопыленные линии (табл. 3) также имели существенные различия по данному признаку. Среди них наиболее высокими показателями отличались линии ВК-551, ВК-174, ВК-276, ВК-810 и ВК-789, процент автофертильности у которых варьировал от 40,5 % у линии ВК-551 до 32,0 % у линии ВК-789.

Таблица 3 – Ранги самоопыленных линий подсолнечника по автофертильности

Краснодар, 2006-2008 гг.

Индекс линии	Учетных растений, шт.	Выполненных семянок, шт.		Автофертильность, %
Индекс линии	Учетных растений, шт.	при самоопылении	при свободном опылении	Автофертильность, %
ВК-551	244	300	740	40,5 + 4,9
ВК-174	234	242	691	35,0 + 3,8
ВК-276	206	259	761	34,1 + 4,9
ВК-810	240	272	806	33,7 + 2,5
ВК-789	196	148	463	32,0 + 3,8
ВК-585	186	185	667	27,8 + 2,8
ВК-678	200	235	850	27,7 + 3,0
ВК-580	172	225	826	27,2 + 2,3
ВК-462	160	316	1176	26,9 + 3,6
ВК-571	162	166	668	24,9 + 4,4
ВК-653	260	193	859	22,5 + 1,8
ВК-734	186	249	1107	22,5 + 4,0
ВА-93	150	144	1218	11,8 + 2,0
ВК-464	180	86	764	11,3 + 1,6
Среднее	198	216	828	27,0 + 3,2

Средним уровнем выраженности данного признака отличались линии ВК-585, ВК-678, ВК-580, ВК-462 и ВК-571 (автофертильность 27,8-24,9 %).

Пониженной способностью к восприятию собственной пыльцы отличались линии ВК-653 и ВК-734 (22,5 %), а самой низкой автофертильностью – линии ВК-464 и ВА-93 (11,3 и 11,8 % соответственно).

Семеноводство таких линий, несомненно, будет связанно с большими трудностями как в его первичных звеньях, так и при выращивании крупных партий гибридных семян.

Аттрактивность растений подсолнечника пчелам является важным фактором, оказывающим влияние на эффективность опыления семеноводческих посевов. Особое значение он приобретает в семеноводстве гибридного подсолнечника, при котором требуется перенос пыльцы от линии-восстановителя фертильности на стерильную материнскую форму.

Проведенные нами исследования позволили установить, что среди сортообразцов подсолнечника ультраранней группы имелись существенные различия по пчелопосещаемости (табл. 4). Среди изученных сортов и гибридов этой группы наибольшей аттрактивностью отличались сорта Енисей, Богучарец и Бузулук, а также гибрид Воронежский-1, пчелопосещаемость которых находилась на уровне 7-8 шт./раст./час. Несколько меньшие показатели отмечены у гибрида Авангард и сорта Метеор (6 шт./раст./час), а самая низкая пчелопосещаемость наблюдалась у сортов Кулундинский-1, Скороспелый и Скороспелый-87 (4-5 шт./раст./час).

Среди материнских форм-закрепителей стерильности различие по пчелопосещаемости были еще более контрастными. Они варьировали от 6 пчелопосещений на одно растение в час у стерильного простого гибрида ЦМС Кубанский 86 до 1 шт./раст./час у линии ВК-810. Самоопыленные линии ВК-276 и ВК-174 занимали промежуточное положение по аттрактивности (3-4 шт./раст./час).

Таблица 4 – Пчелопосещаемость сортообразцов подсолнечника ультраранней группы

Краснодар, 2006-2008 гг.

Название сортообразца	Количество пчелопосещений, шт./раст./час
Название сортообразца	2006 1	2007 1	2008 1	Среднее
	Сорта	и гибриды
Енисей	9	4	10	8
Богучарец	11	3	8	7
Бузулук	12	3	7	7
Воронежский-1	12	3	6	7
Авангард	12	2	3	6
Метеор	9	3	7	6
Кулундинский-1	6	3	5	5
Скороспелый	8	2	3	4
Скороспелый 87	8	2	3	4
Материнские формы–закрепители стерильности
ЦМС Кубанский 86	8	3	6	6
ВК – 276	5	2	4	4
ВК – 174	2	2	4	3
ВК – 810	1	1	1	1
Отцовские линии-восстановители фертильности
ВК-585	9	4	2	5
ВК-789	4	1	2	2
НСР 05	3	1	2	-

У отцовских линий-восстановителей фертильности также отмечены резкие различия по данному признаку. Большей аттрактивностью для пчел обладала линия ВК-585 (5 пчелопосещений на одно соцветие в час), в то время как у линии ВК-789 этот показатель не превышал 2 шт./раст./час.

Из числа изученных сортов и гибридов раннеспелой группы хорошей аттрактивностью отличались гибриды Меркурий, Красотка, Триумф и Юпитер, а также сорт Р-453 (Родник), у которых отмечено от 6 до 7 пчелопосещений на одно растение в час (табл. 5).

Несколько меньшие показатели имели сорта Чакинский 602 и Чакинский 931 (4-5 шт./раст./час), а самая низкая пчелопосещаемость отмечена у сорта Воронежский 638 (3 шт./раст./час).

Среди родительских форм гибридов подсолнечника наиболее высокой аттрактивностью для пчел отличался стерильный простой гибрид ЦМС Кубанский 93 (10 шт./раст./час).

Стерильный простой гибрид ЦМС Кубанский 48, а также самоопыленные линии ВК-678, ВК-462, ВК-551 И ВК-580 обладали средней аттрактивностью (4-5 пчелопосещений на одно соцветие в час). Минимальные показатели отмечены для линий ВА-93 и ВК-571 (2 шт./раст./час).

Таблица 5 – Пчелопосещаемость сортообразцов подсолнечника раннеспелой группы

Краснодар, 2006-2008 гг.

Название сортообразца	Количество пчелопосещений, шт./раст./час
Название сортообразца	2006	2007	2008	Среднее
Сорта и гибриды
Меркурий	11	1	8	7
Красотка	11	3	8	7
Р-453 (Родник)	8	4	7	6
Триумф	9	2	6	6
Юпитер	10	2	6	6
Чакинский 602	9	2	4	5
Чакинский 931	8	2	3	4
Воронежский 638	6	1	3	3
Материнские формы–закрепители стерильности
ЦМС Кубанский 93	14	7	9	10
ЦМС Кубанский 48	10	2	2	5
ВК-678	6	3	2	4
ВК-462	6	3	3	4
ВА-93	5	1	1	2
Отцовские линии–восстановители фертильности
ВК-551	11	2	2	5
ВК-580	6	4	3	4
ВК-571	4	1	1	2
НСР 05	3	2	2	-

Аналогичные существенные различия по пчелопосещаемости отмечены нами и для сортообразцов среднеранней группы (табл. 6).

Таблица 6 – Пчелопосещаемость сортообразцов подсолнечника среднеранней группы

Краснодар, 2006-2008 гг.

Название сортообразца	Количество пчелопосещений, шт./раст./час
Название сортообразца	2006	2007	2008	Среднее
Сорта и гибриды
Арена ПР	14	6	4	8
Флагман	14	3	4	7
Темп	11	3	3	6
ВНИИМК 8883	8	3	5	5
Кубанский 930	9	4	3	5
Арол	8	3	3	5
Барс	8	3	3	5
Лакомка	7	3	2	4
Крепыш	6	2	4	4
Ригасол ОР	6	4	1	4
Материнские формы–закрепители стерильности
ВК-653	15	2	2	6
ВК-464	7	1	3	4
ВК-734	9	1	2	4
НСР 05	2	1	1	-

При этом гибрид Арена ПР и сорт Флагман были наиболее привлекательны для пчел (8 и 7 пчелопо-сещений на одно растение в час соответственно), средней аттрактивностью (5-6 шт./раст./час) отличались гибриды Темп, Кубанский 930, Арол и Барс, а также сорт ВНИИМК 8883. Самые низкие показатели по пче-лопосещаемости (4 шт./раст./час) отмечены у сортов Лакомка, Крепыш и гибрида Ригасол ОР.

Среди материнских линий среднеранней группы наибольшая аттрактивность отмечена у линии ВК-653 (6 пчелопосещений на одно растение в час), а линии ВК-464 и ВК-734 имели меньшую привлекательность для пчел (4 шт./раст./час).

Таким образом, проведенные нами исследования позволили установить четкие сортовые различия по аттрактивности пчелам у изученного селекционного материала.

В опыте по изучению влияния количества язычковых цветков на пчелопосещаемость проводили их удаление в начале фазы цветения у всех растений на делянках гибридов Темп, Арол, Барс в пропорции 25, 50, 75 и 100 %. Контролем при этом служил вариант без удаления язычковых цветков.

В среднем по всем гибридам показатель пчелопосещаемости был практически равным (табл. 7).

Таблица 7 – Пчелопосещаемость (шт./раст./час) соцветий подсолнечника с различным количеством язычковых цветков

Краснодар, 2006-2008 гг.

Гибрид	Пропорция удаленных язычковых цветков, %
Гибрид	0	25	50	75	100
Темп	4	4	4	5	5
Арол	5	5	5	5	7
Барс	3	3	4	3	4
Среднее	4	4	4	4	5

Аналогичные результаты были получены нами и в опыте по изучению влияния ЦМС на аттрактив-ность соцветий подсолнечника для пчел (табл. 8).

Таблица 8 – Пчелопосещаемость фертильных линий и их стерильных аналогов

Краснодар, 2006-2008 гг.

Индекс линии	Пчелопосещаемость, шт./раст./час
Индекс линии	2006 г.	2007 г.	2008 г.	Среднее
ВК-276	5	2	4	4
ЦМС ВК-276	3	2	6	4
ВК-174	2	2	4	3
ЦМС ВК-174	1	1	1	1
ВК-678	6	2	2	3
ЦМС ВК-678	3	2	4	3
ВК-462	6	2	3	4
ЦМС ВК-462	8	3	6	6
ВА-93	5	1	1	2
ЦМС ВА-93	7	2	1	3
ВК-464	7	1	1	3
ЦМС ВК-464	2	1	3	2
Среднее по фертильным линиям				3,2
Среднее по ЦМС-аналогам линий				3,2

Заметного предпочтения фертильных форм их стерильным аналогам нами не обнаружено.

Проведенные нами исследования позволили сделать следующие предварительные выводы :

1. Степень автофертильности сортообразцов подсолнечника зависит от генетических особенностей селекционного материала и варьирует в значительной степени: от 6,1 до 75,0 %.
2. Среди сортов-популяций наибольшей автофертильностью обладают сорта Бузулук, Кулундинский-1 и Богучарец (20,1; 19,3; 18,4 % соответственно), а минимальной – сорта Флагман и Лакомка (6,1 и 7,5 % соответственно). Из межлинейных гибридов наибольшими показателями отличались Кубанский 930 (75,0 %), Авангард (72,0 %) и Юпитер (66,0 %), а минимальными – гибриды Арол (24,9 %) и Воронежский-1 (20,6 %). Из самоопыленных линий наибольший процент выполненных семянок при самоопылении по сравнению со свободным опылением отмечен у линий ВК-551 и ВК-174 (40,5 и 35,0 %), а минимальный – у линий ВК-464 и ВА-93 (11,3 и 11,8 % соответственно).
3. Хорошей аттрактивностью для пчел обладают сорта Енисей, Богучарец, Бузулук, Р-453 (Родник) и Флагман, гибриды Воронежский-1, Меркурий, Красотка, Триумф, Юпитер и Арена ПР. Из материнских форм-закрепителей стерильности наиболее привлекательными для пчелопосещений являются ЦМС Кубанский 93, ЦМС Кубанский 86 и самоопыленная линия ВК-653, а среди отцовских линий-восстановителей фертильности – самоопыленные линии ВК-585 и ВК-551.
4. Пчелопосещение фертильных линий и их стерильных аналогов происходит примерно с равной интенсивностью. Количество язычковых цветков не оказывает существенного влияния на пчелопосещаемость.

Статья научная