Селекция кунжута индийского в Приднестровье

Селекция на высокую продуктивность и устойчивость к полеганию в условиях Среднего Поволжья связана с высотой растения. В шестидесятые годы прошлого столетия в производстве Самарской области был распространен сорт Воронежский, характеризующийся устойчивостью к засухе за счет развитой корневой системы и не крупных семян, не требующих много влаги для прорастания, высокой семенной продуктивностью (на растении формировалось по 4 – 6 бобов и 15 – 25 семян), высокими пищевыми качествами зерна. Недостатком сорта являлась сильная полегаемость растений в период массового цветения из-за длинного стебля, достигающего высоты 1,5- 2 метра. Комбайновая уборка полегших растений сопровождалась сильными потерями семян, поэтому высокая семенная продуктивность сорта не реализовывалась высокой урожайностью зерна. В связи с этим в Самарском НИИСХ была начата селекционная работа по снижению высоты растения, но с сохранением высокого уровня продуктивности [1]. В распоряжении селекции имелись сорта короткосте-

Майстренко Оксана Алексеевна, младший научный сотрудник.

бельного типа, Западноевропейской селекции: Аурколия, Бодиль, Бирта, Макси, Эрби, Рондо и др. Но эти сорта были не устойчивыми к засухе, а из-за слишком короткого стебля в засушливые годы во время уборки бобы первого плодущего узла оставались не срезанными жаткой [2].

Сорта короткостебельного типа скрещивали с сортом Воронежский. В результате серии бек-кроссов с сортом Рондо и отборов удалось создать среднестебельный, высокопродуктивный сорт Куйбышевский. Характеризуясь высокой пластичностью к условиям Среднего Поволжья, сорт Куйбышевский получил широкое распространение в производстве региона. Его посевные площади в Самарской области в семидесятые годы прошлого столетия достигали 100 тыс. га. Сорт интенсивно вовлекался в селекционный процесс и является родоначальником современных сортов гороха селекции Самарского НИИСХ: Флагман 9, Флагман 10, Флагман 12, Самариус, Степняк [2].

Однако остается не выясненной генетика длины стебля сорта, особенности наследования этого признака потомством. Этим вопросам посвящены данные исследования.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Исследования выполнены в ФГБНУ «Самарский НИИСХ» в 2015 г. Погодные условия для роста и развития гороха были близкими к норме (ГТК = 0,7).

В исследовании использовали сорта Куйбышевский, Воронежский, Рондо и гибридные популяции F1, F2 (Воронежский х Куйбышевский и Рондо х Куйбышевский). Сорта и гибриды высевали вручную рядками длиной 50 см, площадь делянки 0,5м2, повторность четырехкратная. Уборку осуществляли вручную. Биометрический анализ проводили по признакам: длина растения, количество междоузлий на растении, до 1 боба и плодущих узлов. По каждому варианту опыта анализировали 15 растений. Длину междоузлий на растении вычисляли путем деления длины растения на количество междоузлий.

Математическую обработку экспериментального материала осуществляли методом дисперсионного анализа [3] с использованием программы AGROS. Соответствие фактического расщепления признаков теоретически ожидаемому расщеплению у гибридов определяли методом χ ² с помощью биометрико-генетического анализа программы AGROS. Степень фенотипического доминирования признаков определяли по формуле [4].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Дисперсионный анализ показал, достоверные различия между сортами Воронежский, Куйбышевский и Рондо по длине стебля. Максимальную высоту растения имел сорт Воронежский средняя длинна которого составила 77,1 см. У сорта Куйбышевский длина стебля составила в среднем 51,3 см, а у сорта Рондо – 33,8см. Генеральная средняя совокупность растений сорта Куйбышевский по рассматриваемому признаку находилась между генеральными средними совокупностями растений родительских сортов Рондо и Воронежский, что указывает на полигенный характер наследования длины растения (рис. 1).

Длина стебля гороха взаимосвязана с длиной междоузлий и их числом. Данные признаки обусловлены большим числом генов, локализованных в разных хромосомах [5, 6, 7].

Количество междоузлий. Анализ количества междоузлий показал, что у сортов Рондо и Куйбышевский их значения на одном уровне - 15,9 и 16,4 (различия в пределах ошибки), а у сорта Воронежский количество междоузлий достоверно выше указанных сортов (18,7 шт.). Кривые классов признака сортов Куйбышевский и Рондо совпадают, а у сорта Воронежский кривая располагается правее (рис. 2). Следовательно, сорт Куйбышевский унаследовал количество междоузлий от сорта Рондо, а взаимодействие генов, определяющих признак родительских сортов – аллельное.

Для выявления степени доминирования признака было проведено скрещивание сорта Куйбышевский с родительскими сортами. Было установлено, что количество междоузлий у гибридной популяции F1 (Куйбышевский х Рондо) в среднем было 16,4 шт., на одном уровне с сортами Рондо и Куйбышевский, а в популяции F1 (Куйбышевский х Воронежский) - на уровне сорта Воронежский – 18,3 см. (табл. 1). Следовательно, данный признак в перечисленных популяциях наследуется моногенно, при этом сорт Воронежский имеет доминантный ген, а Куйбышевский и Рондо - рецессивный. Определение степени фенотипического доминирования в популяции F1 Куйбышевский х Воронежский показало полное доминирование (hp = 0,70).

Длина междоузлий. Анализ длины междоузлий показал достоверные различия у изучаемых сортов (НСР = 0,3). Наибольшую среднюю длину междоузлий имел сорт Воронежский – 4,2 см., а наименьшую сорт Рондо – 2,3 см. У сорта Куйбышевский длина междоузлий была на 1 см меньше сорта Воронежский и на 0,9

классы

^^Воронежский

^^Куйбышевский

• Рондо

Рис. 1. Распределение частот сортов Куйбышевский, Воронежский, Рондо по длине растения

Рондо; 16-17; 51

о; 14-15; 15

• Воронежский; 1819; 43

_ ..       . ^^Воронежский; 20-

[З П ■ Куибый^^скии; 18-  ^ ^

бышевскии; 16-

Рондо;1Й-4^4

воронежский; 1413; 0          ^ 2

—^Воронежский      —Ш^^йбышевский

шевский; 20 ^ИЙ; 11 —.-(24; (

Рис. 2. Распределение частот сортов Куйбышевский, Воронежский, Рондо по количество междоузлий на растении

Таблица 1. Морфология длины растения у изучаемых сортов гороха и их гибридных популяций

Сорт/ гибридная популяция	ДР	КМР	hp	ДМР	hp
Воронежский	77,1	18,7	-	4,2	-
Куйбышевский х Воронежский F1	67,8	18,3	0,70	3,7	0,1
Куйбышевский	51,3	16,4	-	3,2	-
Куйбышевский х Рондо F1	69,7	16,4	0,02	4,3	2,8
Рондо	33,8	15,9	-	2,3	-
НСР	6,4	1,1		0,3

Примечание: ДР – длина растения; КМР – количество междоузлий растения; ДМР – средняя длина междоузлия растения; hp – степень доминирования.

см больше сорта Рондо (табл. 1). На рис. 3 генеральные средние совокупности признака сортов находятся в разных частях графика. У сорта Воронежский - в крайней правой части, у сорта Рондо – в крайней левой части, а у сорта Куйбышевский в середине. Такая градация признака обозначает не аллельность генов родительских сортов.

С целью выявления степени доминирования признака был проведен анализ гибридных по- пуляций F1 и F2 комбинаций Куйбышевский х Рондо и Куйбышевский х Воронежский.

В среднем длина междоузлия гибридной популяции F1 (Куйбышевский х Рондо) достоверно отличалась от родительских сортов в сторону большего значения признака (по сравнению с сортом Куйбышевский на 1,1 см, а с сортом Рондо на 2,0 см.) (табл. 1). Степень доминирования составила 2,8, что интерпретируется как сверх доминирование. Поскольку между сортами Рон-

Рис. 3. Распределение частот сортов Куйбышевский, Воронежский, Рондо по длине междоузлий

до и Куйбышевский выявилось неоднозначное действие генов, было проведено ранжирование гибридов F2 на 7 фенотипических классов. Расщепление было следующим: 2 растения со средней длиной междоузлия – 2,0 см, 7 растений – 2,3 см, 6 растений – 2,8 см, 17 растений – 3,3 см, 14 растений – 3,8 см, 5 растений – 4,3 см, и 1 растение – 4,6 см. Анализ данного расщепления методом χ ² позволил определить теоретически ожидаемое расщепление и достоверность его фактическому. В результате фактическое расщепление 2:7:6:17:14:5:1 соответствовало теоретическому 1:6:15:20:15:6:1 ( χ ²_факт = 6,1, χ ²_0,05 = 12,5) и интерпретируется как полимерия.

Гибридная популяция F1 (Куйбышевский х Воронежский) по длине междоузлий была достоверно выше сорта Куйбышевский и достоверно ниже сорта Воронежский на 0,5 см. при НСР – 0,3. Степень доминирования признака в популяции составила 0,1 (неполное доминирование). В гибридной популяции F2 фактическое расщепление признака составило: 5 растений со средней длиной междоузлия 3,0 см, 14 растений – 3,3 см, 18 растений – 3,6 см, 17 растений – 3,9 см, 4 растения – 4,2 см. Анализ расщепления методом хи-квадрата показал, что фактическое расщепление признака 5:14:18:17:4 соответствует теоретически ожидаемому 1:4:6:4:1 ( χ ²_факт = 1,65, χ ²_0,05 = 9,49) и интерпретируется как полимерия.

ВЫВОДЫ

Длина растения сорта Куйбышевский имеет сложный характер наследования. Этот признак определяется двумя генетическими блоками, один из которых контролирует длину междоузлий, а другой их количество на растении.

Установлено, что количество междоузлий на растении у сортов Воронежский, Рондо и Куйбышевский наследуется моногенно. Причем сорт Воронежский имеет доминантный ген, а сорта Рондо и Куйбышевский – рецессивный.

Полигенное наследование у изучаемых сортов выявлено по длине междоузлий на растении.

В гибридной популяции F1 (Куйбышевский х Рондо) отмечено сверх доминирование (2,8), а расщепление в F2 – полимерное, количество локусов, участвующих в проявлении признака равно 6. В гибридной популяции F1 (Куйбышевский х Воронежский) отмечено промежуточное наследование (0,1), а расщепление в F2 – полимерное, количество локусов участвующих в проявлении признака равно 4.