Проявление эффекта гетерозиса роста у внутривидовых гибридов мягкой пшеницы

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 633/635: 631.52                                

Повышение продуктивности и экономической эффективности зернового хозяйстве за счет создания новых интенсивных, устойчивых к биотическим и абиотическим факторам сортов пшеницы является одной из актуальных задач [1, 15-18].

Последние глобальные изменения климата приводят к усилению стрессовых факторов, появлению новых болезней и вредителей, снижению урожайности и качества существующих сельскохозяйственных культур. Наиболее экономически эффективным способом решения этой проблемы является создание более продуктивных новых сортов пшеницы, устойчивых к биотическим и абиотическим стрессовым факторам. Создание новых сортов озимой пшеницы – одна из первостепенных и решающих ролей в повышении генетического потенциала урожайности и получении высококачественного зерна. Среди основных мировых направлений селекции озимой пшеницы следует выделить следующие: повышение зимостойкости, устойчивости к болезням, полеганию, стрессовым факторам среды, повышение хлебопекарных и кормовых достоинств зерна [7].

Объект и методика исследования

Исследования проводились в 2019-2020 вегетационном году на Абшеронском региональном опытном хозяйстве в условиях орошения. В год исследований были изучены высоты гибридов первого (F1) поколения в 32 комбинациях мягкой пшеницы в сравнении с родительскими формами. Определялась степень истинного гетерозиса и доминирования и отражалась в результатах. В исследованных гибридных комбинациях обнаружено разнообразие от высокого доминирования до депрессии по передаче наследственности. В вегетационный период проводились агротехнические работы в соответствии с принятой методикой [9].

Истинный гетерозис у гибридов первого поколения (F1) по Д. С. Омарову (1975), степень доминирования рассчитывали по формуле Г. М. Бейля и Р. Э. Аткинса (1965) [10, 14].

Анализ и обсуждение

Сортосмена важное звено в деле повышения стабильно высоких урожаев с высоким качеством продукции, поскольку любой сорт в течение ряда лет (5–7) утрачивает свои изначальные хозяйственно полезные признаки, в частности, снижается устойчивость к болезням из-за появления новых рас грибов, этому сопутствует снижение зимостойкости, замедление осенней и весенней вегетации, что, в свою очередь, приводит к снижению урожайности и качества продукции [8]. В то же время в интенсивном земледелии велика роль устойчивых к полеганию, среднерослых и низкорослых сортов. Высокорослые сорта имеют высокий агрофон, в результате чего снижается урожайность, качество пищевых продуктов и качество семян [5]. На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что для достижения потенциальной продуктивности оптимальная высота растения должна находиться в пределах 70-100 см [2]. По данным литературы, наследование количественных показателей носит различный характер и зависит от генетических особенностей родительских форм и условий выращивания [6]. Впервые в селекционную науку ввел понятие исходного материала академик Н.И. Вавилов, назвав исходный материал основой селекции и подчеркнув его особое значение в создании новых продуктивных сортов [4]. Изучение большого количества генотипов разного экологического происхождения как исходного материала является важной и неотъемлемой частью селекционного процесса, позволяющего выделять селекционно-ценные формы [11] и использовать для создания новых конкурентоспособных сортов [12].

Гетерозис или гибридная сила организмов, проявляющийся в превосходстве гибридов над лучшей родительской формой давно привлекает к себе внимание селекционеров, как мощный резерв повышения продуктивности и улучшения других хозяйственно-ценных признаков. Степень гетерозиса является предметом многих экспериментальных исследований [3].

Гетерозис как феномен превосходства гибридов F1 над родителями служит основным механизмом повышения продуктивности в сельскохозяйственном производстве, но при этом остается одним из наиболее интригующих явлений с точки зрения генетики [13].

По мнению Н.И. Вавилова, для получения гибридов с высокой силой гетерозиса прежде всего необходимо правильно подобрать родительские формы [4].

По высоте растения изученные образцы относились к полукарликовым (51,0-80,0 см), среднерослым (81,0-110,0 см) и высокорослым (111,0-140,0 см) сортам и комбинациям. В гибридных комбинациях высота растений колеблется в пределах 70,0-111,0 см, 28,1% комбинаций (9 шт.) полукарликовые, 68,7% комбинаций (22 шт.) среднерослые и 3,2% комбинаций (1-ад.) наблюдался большой рост. Онур х Гобустан (73,5 см), Гырмызы гюль-1 х Онур (76,0 см), Онур х Муров-2 (72,0 см), Гобустан х Гырмызы гюль-1 (70,0 см) и т.д. комбинации полукарлик, Муров-2 х Аскеран (83,0 см), Фатима х Муров-2 (88,5 см), Гырмызы гюль-1 х Матин (90,0 см) и др. комбинации относились к комбинациям средней высоты. Комбинация Аскеран х Гобустан (111,0 см) была зафиксирована как высокая (Таблица).

Таблица

НЕКОТОРЫЕ КОМБИНАЦИИ НАСЛЕДОВАНИЯ ВЫСОТЫ РАСТЕНИЙ

У ГИБРИДОВ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ (F 1 )

№	Комбинации	Высота растения, см			Истинный гетерозис, h ист %	Степень доминирования, hp
		?	в	F 1
1	Аскеран х Гобустан	87,0	88,0	111,0	26,13	47,0
2	Гобустан х Аскеран	88,0	87,0	106,8	21,36	38,6
3	Аскеран х Муров-2	87,0	80,0	106,7	22,64	6,62
4	Гобустан х Онур	88,0	85,0	97,5	10,79	7,33
5	Муров-2 х Фатима	80,0	75,5	109,3	36,62	14,0
6	Матин х Гырмызы гюль-1	91,5	86,0	109,0	19,12	7,36
7	Азери х Гобустан	81,5	88,0	109,2	24,09	7,42
8	Онур х Гырмызы гюль-1	85,0	86,0	96,7	12,44	22,4
9	Муров-2 х Онур	80,0	85,0	95,6	12,47	5,24
10	Онур х Муров-2	85,0	80,0	72,0	-15,29	-4,20
11	Азери х Онур	81,5	85,0	70,5	-17,15	-7,28
12	Онур х Гобустан	85,0	88,0	73,5	-16,47	-8,66
13	Гобустан х Гырмызы гюль-1	88,0	86,0	70,0	-20,45	-17,0
14	Гобустан х Матин	88,0	91,5	78,5	-14,20	-6,22

Примечание: hp=0 без доминирования; hp=1 полное доминирование; hp > 1 высокое доминирование; 0,5 < hp ≤ 1 частичное доминирование; -0,5 ≤ hp ≤ 0,5 промежуточное наследование; -0.5 > hp ≥ -1 отрицательное доминирование; hp= < -1 депрессия

При анализе гибридов мягкой пшеницы первого поколения (F1) по наследованию высоты растений высокая доминантность определена в 19 комбинациях (59,3%), депрессия — в 8 комбинациях (25,0%) и промежуточная наследственность — в 5 комбинациях (15,6%). Положительный гетерозис выявлен в 19 комбинациях (59,4%), отрицательный гетерозис — в 13 комбинациях (40,6%) (Рисунок).

19                                       ^25%

59%

• ■    Положительный гетерозис

• ■    отрицательный гетерозис

• ■    комбинация депрессии

• ■    комбинация промежуточной наследственности

• ■    комбинация высокой доминантности

Рисунок. Результаты анализа гибридов мягкой пшеницы

При исследовании в Аскеран х Гобустан (h ист = 26,13%; hp= +47,0); Гобустан х Аскеран (h ист = 21,36%; hp= +38,6); Гобустан х Онур (h ист = 10,79%; hp= +7,33); Онур х Гырмызыгюль-1 (h ист = 12,44%; hp= +22,4); Муров-2 х Онур (h ист = 12,47%; hp= +5,24); Матин x

Гырмызыгюль-1 (h ист = 19,12%; hp= +7,36); Аскеран х Муров-2 (h ист = 22,64%; hp= +6,62); Муров-2 х Фатима (h ист = 36,62%; hp= +14,0); Азери х Гобустан (h ист = 24,09%; hp= +7,42) и других комбинациях по наследованию высоты растений определяли доминирование и положительный гетерозис. Онур х Муров-2 (h ист = -15,2%; hp= -4,2), Азери х Онур (h ист = -17,1%; hp= -7,2), Онур х Гобустан (h ист = -16, 47%; hp= -8,66); Гобустан х Гырмызыгюль-1 (h ист = -20,45%; hp= -17,0); Гобустан х Матин (h ист = -14,20%; hp = -6,22); Онур х Муров-2 (h ист = -15,29%; hp= -4,20); Азери х Онур (h ист = -17,15%; hp= -7,28) и других комбинациях зафиксированы депрессия и отрицательный гетерозис.

В результате можно сделать вывод, что получить низкорослые гибриды можно вовлекая в гибридизацию сорта одинаковой высоты.