Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1. Теория гетерозиса 7
1.2. Исследование гетерозиса хлопчатника 15
1.3. Методы генетического изучения гетерозиса
по количественным признакам у хлопчатника 22
2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА 32
2.1. Условия проведения опыта 32
2.1.1. Почвенные и климатические условия 32
2.1.2. Агротехнические мероприятия на опытном участке 33
2.2. Исходный материал, использованный в опытах 35
2.3. Методика проведения опыта 42
2.4. Методика генетико-статистических анализов 59
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 65
3.1. Гетерозис и общая комбинационная способность сортов по продуктивности 65
3.1.1. Гетерозис и комбинационная способность сортов по крупности коробочки 72
3.1.2. Гетерозис и комбинационная способность сортов по скороспелости 77
3.1.3. Гетерозис и комбинационная способность сортов по длине волокна 82
3.1.4. Выход волокна 88
3.1.5. Вес 1000 шт семян 92
3.2. Анализ комбинационной способности советских и зарубежных сортов хлопчатника по хозяйственно-ценным признакам в системе диаллельных скрещиваний 99
3.2.1. Наследование гибридами признака скороспелости III
3.2.2. Высота закладки первой плодовой ветви 116
3.2.3. Наследование гибридами крупности коробочек 122
3.2.4. Наследование гибридами длины волокна 125
3.2.5. Наследование выхода массы волокна 132
3.2.6. Описание селекционных линий 137
ВЫВОДЫ 140
ПРЕДЛОЖЕНИЯ 143
ЛИТЕРАТУРА 144
ПРИЛОЖЕНИЕ
- Теория гетерозиса
- Почвенные и климатические условия
- Гетерозис и общая комбинационная способность сортов по продуктивности
Введение к работе
В материалах ХХУІ съезда КПСС, майского и ноябрьского (1982 г.) Пленумов ЦК КПСС огромное внимание уделено дальнейшему развитию сельскохозяйственного производства, его интенсификации, повышению количества и качества основной продукции сельскохозяйственных культур, в том числе и хлопчатника. К концу одиннадцатой пятилетки намечено валовой сбор хлопка -сырца по стране до 9,2 млн. тонн.
В комплексном решении вопроса по интенсификации хлопководства немаловажную роль занимает создание и внедрение в производство новых, устойчивых к болезням, высокоурожайных сор-у тов, обладающих комплексом хозяйственно-ценных признаков.
Уровень требований к сортам со стороны современного сельскохозяйственного производства неуклонно возрастает. Это касается урожайности, скороспелости и устойчивости к новым расам гриба, выхода и качества хлопкового волокна.
В материалах УП Пленума ЦК КП Узбекистана (1982 г.) подчеркивается необходимость создания продуктивных сортов с высокой скороспелостью, интенсивного типа, устойчивых к дефициту влаги, то-есть, с хорошими приспособительными возможностями.
Вместе с тем подчеркивается и необходимость сокращения периодов сортосмены и, следовательно, сроков создания новых сортов. Совершенно ясно, что повышение требований к новым сортам и, вместе с тем, сокращение сроков выведения новых сортов представляет собою трудную задачу, для решения которой необходима сильная генетически обоснованная теория и эффективные методы селекции.
Как известно, главными звеньями селекционного процесса являются создание, подбор исходного материала и отбор; поэтому усовершенствование именно этих звеньев имеет решающее значение для оптимизации селекции в целом.
Важнейшей задачей является обогащение генетического потенциала культурных видов. Надо отметить, что генетический потенциал близко родственных сортов, в определенной степени, исчерпан, поэтому для обогащения генофонда и, следовательно, для повышения эффективности селекции привлечение иностранного материала, геном которого складывался в иных экологических условиях, может существенно повлиять при наследовании признаков.
Об эффективности гибридизации экологически отдаленных форм подчеркивалось достаточно много, но этот метод все еще недостаточно взят на вооружение селекционерами. Применение данного метода не может быть шаблонным и дает эффект лишь при соответствующем подборе родительских пар и изучении комбинационной способности исходного материала. Это определяет актуальность исследований по оптимизации подбора родительских пар и отбора, чего можно достигнуть использованием в селекционно-генетических исследованиях методов статистической генетики.
Большой практический интерес при отдаленной внутривидовой гибридизации хлопчатника представляет определение таких важнейших селекционно-генетических параметров, как оценка комбинационной способности сортов, конкретная характеристика генотипа исходного материала по содержанию доминантных и рецессивных генов, направление доминирования, наследуемость признаков, а также другие параметры, ориентирующие селекционера и оптимизирующие процесс создания новых сортов.
Вышеперечисленные вопросы, в частности, оценка комбинационной способности и характера наследования признаков имеют ценность не только с точки зрения обычной селекции, но и с точки зрения гетерозисной селекции, преследующей цель практического использования эффекта гетерозиса в хлопководстве.
Перспективность этого направления многократно доказана и лишь затруднения в массовом получении дешевых гибридных семян тормозят развитие гетерозисной селекции хлопчатника.
Целью нашей работы было изучение комбинационной способности при отдаленной гибридизации сортов советской селекции и селекции США в системе топкроссовых и диаляельных скрещиваний.
Преследовалась также цель генетического анализа и оценки исходных форм по генотипу и рекомендации лучших из них для создания гетерозисных гибридов первого поколения, а также получение селекционно-ценных линий - родоначальников новых сортов.
Теория гетерозиса
Поскольку целью данной работы является оценка комбинационной способности советских и зарубежных сортов хлопчатника, а также выявление лучших пар с наиболее сильным проявлением гетерозиса, обзор литературы мы начнем с вопроса о гетерозисе сельскохозяйственных культур и в, частности, хлопчатника, так как понятие комбинационной способности сформулировалось в процессе изучения явления гетерозиса.
Единой научно Обоснованной теории, объясняющей причину гетерозиса, до настоящего момента нет.
Однако существуют интересные рабочие гипотезы, которые рассматриваются ниже и взятые вместе определяют наиболее вероятное толкование данного вопроса в его многообразных проявлениях.
Согласно гипотезе гетерозиготности Иста и Хайса ( East , Haes , 1912), Шелла ( Shell , 1912), сделавших первую попытку объяснения этого явления, гетерозиготное состояние оказывает стимулирующее действие на физиологическое состояние организма, которое проявляется в усиленном росте и развитии. Эта теория безусловно верна в общих чертах, но не раскрывает механизма действия гетерозиса.
Как известно, в 10-20 годах XX столетия была разработана модель полигенного наследования Нильсона-Эле ( Hilson-Ehele , 1924). Согласно этой модели при резких различиях родительских форм гибриды не обнаруживают гетерозиса, а имеет место промежуточное наследование. Этот неоспоримый факт вытекает из главного постулата теории Нильсона-Эле, а именно - чем йольше в генотипе доминантный аллелей полимерных генов, тем сильнее выражен признак.
Предполагалась однозначность и аддитивный эффект полимерных генов. Однако в дальнейшем выяснилось, что полигены имеют не только полимерный эффект, но способны проявить и другие типы межаллельных и межгенных взаимодействий, обеспечивающие у гибридов первого поколения явление гетерозиса.
Почвенные и климатические условия
Тип почв - лугово-болотныйДпо механическому составу -тяжело-суглинистые, с содержанием гумуса до 1,5%, с близким залеганием незасоленных грунтовых вод. В подпахотном слое на глубине 0,7-1,0 м находится подстилающий галечник. Рельеф земельных площадей ровный, с водостоками на северо-запад. Источником водоснабжения являются постоянные оросительные арыки внутрихозяйственного пользования, берущие начало от канала "Тавкат".
Метеорологические условия за годы проведения экспериментов, а именно среднесуточная температура воздуха, максимальная и минимальная температуры, относительная влажность воздуха и количество осадков были благоприятными для роста и развития хлопчатника. Наиболее благоприятными были метеорологические условия весны 1971 г., когда со второй декады апреля установилась теплая (+1б,8С) температура с незначительными осадками и относительной влажностью воздуха 55%, что способствовало появлению дружных всходов на посевах хлопчатника.
Климатические условия 1972, 1973, 1974 и 1975 годов были аналогичными условиям 1971 года, за исключением весеннего периода 1973 г., отличавшегося обилием атмосферных осадков.
Гетерозис и общая комбинационная способность сортов по продуктивности
Как видно из приведенной схемы, при топкроссе в качестве тестеров могли служить как материнские, так и отцовские формы, то-есть, сорта селекции США. Наиболее характерной особенростью этих сортов является высокая продуктивность в условиях Средней Азии и относительная позднеспелость.
Поскольку все исходные сорта американской селекции подвергались самоопылению в коллекционном питомнике, то они по генотипу были достаточно однородными.
Нами была поставлена цель изучить общую комбинационную способность сортов и гетерозис гибридов первого года по важнейшим хозяйственно-ценным признакам.
Продуктивность хлопчатника является одним из наиболее сложных по структуре признаков. Она зависит от целого комплекса признаков, а также условий произрастания. Можно считать, что продуктивность контролируется всей генетической системой и характером взаимодействия "генотип х среда". Сравнение продуктивности исходных форм-сортов советской и американской селекции показало, что наиболее продуктивными были сорта советской селекции - Ташкент-І, С-3506, 173. Американские сорта все без исключения уступали лучшим сортам советской селекции. При исследовании урожайности следует непременно учитывать выраженное явление гетерозиса. В наших опытах гибриды первого поколения по продуктивности дают самые различные отклонения от средних значений суммы двух родительских форм, лучшего, т.е. более высокоурожайного родителя и отклонение от стандартного сорта Ташкент-1. По данным таблицы 3.1., гибриды первого поколения в двадцати семи комбинациях превосходили среднее значение двух родителей и в 27 случаях превосходили лучшего родителя, т.е. проявляли сильный гетерозис (позитивный). Наиболее сильный гетерозис, как превосходство над обоими родителями наблюдалось у гибридов: Ташкент-1 х Акала-1517; Акала меза х х І08-Ф, а также у гибридов, полученных от скрещивания сортов Ташкент-І, І08-Ф, І4-9-Ф, C-I73 и С-3506 с американским сортом Акала-1517. В отмеченных комбинациях гетерозис от лучшего родителя и стандарта достигал 10-20% и более. Худшие пары, не обнаружившие гетерозиса, это - І4-9-Ф х Акала меза, С-3506 х Импаир-61, С-3506 х Акала-44-ІО и С-3506 х Акала СЗ-І.
