Введение к работе
Актуальность пройдеш. Углубление знаний о механизмах взаимодействия генотипа растения с факторами среды помимо большого теоретического имеет также и огромное практическое значение.Это связано с тем, что такие знания нередко позволяют разрабатывать новые способы селекции генотипов, которые успешнее противостоят экстремальным условиям среды. В результате снижаются экономические потери, например, от гибели посевов. Поэтому данная работа выполнена как попытка решения проблемы повышения недостаточной зимостойкости сортов озимой пшеницы,преимущесгвенно,дая условий Сибири. Это осуществляется путем разработки нового способа селекции высокозиыостойких в Сибири генотипов пшеницы на основе более детального исследования роли регуляторов роста растений в их взаимодействии с условиями среды в осенне-зимне-весенний период.
Недостаточный уровень зимостойкости сортов озимой пшеницы, полученных традиционными методами, приводит к ощутимым экономическим потерям из-за периодической гибели посевов на больших площадях в Европейской части страны. Тем более, слабая устойчи -весть этих сортов не позволяет возделывать их в Сибири. В то ке время, озимые обладают тремя основными преимуществами перед яровыми в условиях Сибири. Во-первых, в среднем по стране озимые вдвое урожайнее. Во-вторых, их уборка, как правило, происходит в теплую сухую погоду конца лета. Это позволяет получать продовольственное зерно высокого качества с наименьшими затратами ресурсов. В то же время, яровые созревают позднее и их нередко убирают в дождливую погоду. В результате убираемое зерно зачастую пригодно лишь для фуражных или технических целей. И, в-третьих, озимые являются удобным элементом в севообороте и позво -ляют уменьшить пиковые нагрузки в сельском хозяйстве в период сева и уборки, которые возникают, если весь посевной клин занимают яровые культуры.
Традиционные подходы к созданию сортов озимой пшеницы не позволяют ощутимо повышать потенциал зимостойкости сохраняя высокую урожайность и высокие технологические качества зерна и муки. Поэтому поиск новых подходов для цолучения высокоурожайных генотипов пшеницы, устойчиво из года в год зимующих в условиях Сибири, открывает возможность для решения важной экономической проблемы, проблемы устойчивого по годам обеспечения страны продовольственным зерном высокого качества с наименьшими затратили ресурсов.
Разработка новых способов селекции высокозимостойких генотипов позволит также внести вклад в исследование механизма взаимодействия "генотип-среда" у озимых, т.к. будут проверяться и уточняться те предполокения о генетических и биохимических основах этого взаимодействия, которые закладываются в основу этих способов Селекции.
Цель и задачи исследования. Была поставлена цель более детально исследовать признак зимостойкости и на этой основе разработать и проверить генетический метод отбора высокозимостойких генотипов пшеницы в условиях Сибири. В нашей работе эта цель достигается путем решения таких задач, как вр-первых,анализ литературных данных о процессах, приводящих,к закаливанию и к повревденияы озимых в ходе зимовки; во-вторых, анализ природных условий Сибири и выделение основных повреждающих факторов зимовки; в-третьих, более детальное исследование роли регуляторов роста во взаимодействии генотипа озимого растения с фа-кторами среды и на этой основе разработка способа отбора высо-козимостойких,генотипов и осуществление его проверки; в-четвертых обобщение полученных результатов на основе современных данных о ыолекулярно-генетических процессах у растений.
Научная новизна. Предметом исследования является признак зимостойкости у генотипов озимой пшеницы. Из анализа литературных данных следует, что во всем диапазоне температур на протяжении жизни растений у них осуществляется метаболизм разной степени активности. Наибольшей зимостойкостью обладают закаленные растения, находящиеся в состоянии глубоко покоя, т.е. с минимальными признаками метаболизма - с наименьшей скоростью снижения сухого веса растений. Повышение этой скорости связано со снижением уровня зимостойкости. С другой стороны, известно,что огромная роль в регуляции уровня метаболизма принадлежит регуляторам роста, Б частности, ингибиторам. У озимых генотипов в ходе осеннего развития накапливаются ингибиторы роста, которые снижают скорость роста, но деление клеток продолжается. Закаливание и накопление ингибиторов генотипами происходит под влиянием изменений климатических условий осени: сокращающейся длины дня, снижающейся освещенности, снижения температуры и ее суточных колебаний. У разных генотипов уровень зимостойко-сти по-разному изменяется в ответ на изменяющиеся в ходе закаливания и зимовки условия среды.
т.о., зимостойкость является итогом взаимодействия "генотип-среда" в ходе ее формирования и на протяжении самой зимовки.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и обсуждены на Сибирской региональной конференции (Барнаул 23-27 июня 1980 г.) "Актуальные вопросы генетики и селекции{ на I Всесоюзной конференции "Регуляторы роста и развития растений (Москва, I98I); на П Всесоюзной конференции "Экологическая генетика растений и животных" (Кишинев, 1984); на I съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (ВОГИС) (Саратов, 20г25 декабря 1994); на генетико-селекционной школе "Генетические ресурсы и эффективные методы создания нового селекционного материала с/х растений (12-17 декабря 1994, Новосибирск); на Мевдународной конференции, посвященной 80-летию со дня рождения акад. Д.К.Беляева, Новосибирск, 9-12 декабря 1997); а также на отчетных сессиях Института цитологии и генетики СО РАН в 1985, 1989, 1992, 1995 годах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав (обзор литературы; материал и методы,* анализ агрокли -матических условий жизнедеятельности озимых осенне-зимнего периода в природных зонах Сибири; роль регуляторов роста в осеннем закаливании и перезимовке растений пшеницы; разработка способа получения высокозимостойких генотипов озимой пшеницы для условий Сибири; изучение реакции на регуляторы у различных генотипов озимой пшеницы; возможная молекулярно-генетическая основа про -цессов, обеспечивающих длительный глубокий покой и высокую морозостойкость у озимых), общего заключения, выводов и списка литературы. Работа выполнена на 182 страницах, содержит 7 рисунков, 15 таблиц и 2 авторских свидетельства на сорта пшеницы. Список 'литературы содержит 191 работу отечественных и зарубежных авторов