Введение к работе
Актуальность проблемы
В современной систематике нет единства в определении видового статуса Triticaie и таксономической принадлежности его подразделений. Объект настоящего исследования представляет собой отселекгированныи сорт, который рассматривается нами как популяция, поскольку обладает наиболее типичными свойствами этой аллопэтрической единицы.
Популяции тритикале - пшенично-ржлиых ау.фидишюидов интересны как модельные объекты для изучения эволюционных процессов, так как дают возможность выявить механизмы Формо- и видообразования. Характерний особенностью популяция отдаленных гибридов является бурный процесс изменчивости, который Г.К.Мейстер назвал "фейверком изменчивости", Н.И.Вавилов выделил специальный "тип Нодеиа" - "сумзгаедеео расцепление", где не представляется возможным установить закономерности. С другой стороны, Ю.Л.Филипченко считал, что беспорядочность подобного расщепления сильно преувеличивается, так как в основе ее скорее лежит недостаточная изученность популяций с .подобным резервом изменчивости.
На уровень изменчивости в популяциях тритикале существенное влияние оказывает разнообразие аллелей геномов abr пшеницы и рш. Возможны замещения хромосом или гомеологичных сегментов їв на .in (Mettin 0..1У7Э). Каждая из семи хромосом генома R может быть замещена гомеологом п-генома, что также расширяет
диапазон ИЗМеНЧИВОСТИ (Muntzing А..1972: Rouoakiag D.G. et al,
1989). Приведенные в литературе данные ГужовЮ.Л., 1978; Шулындин А.Ф.,1979; Шкутина Ф.М.,1978; Степочкин II.И. с соавт., 1986; Федорова Т.Н. 1987; Щапова А.И., 1987; Щапова
С СОаВТ.,1986; Merker А.,1976: Wei- mark А..1975; Friebe В. et al..1987;Schlegel R.,1968: Sowa W..1988; Rapa CM
et ai. 19У0. и др. свидетельствуют о сложных взаимодействиях ' в тритикале геномов ржи и пшеницы, а это тлеет огромное значение для стабилизазии гибридной популяции.
Выявление закономерностей изменчивости таких сложных
.-2-
гибридных популяций, ограничивалось, как правило, изучением признаков ранних поколонна, по которым проводился отбор, или эломоктоз продуктивности. Но даже достаточно отселектированные популяции, какой является сорт озимого гоксаплокдного тритикале АД 206 (2n = 42) с геномной структурой aaiBB«rrd,. продставллюгг собой сложные образования. Шстабильность данной популяции связана с эволюционной молодостью, в госиспытапаи сорт находится с ЮТ 4 г., поэтому АД 20& можно рассматривать как уникальную модельную популяцию для изучения внутрипопуляционноа изменчивости, процоссз ее стабилизации, а также изучения динамики этого процесса.
Такім образом исследования внутрипопуляционноа. изменчивости тритикале АД 206 весьма актуальны, как в теоретическом плано, так и для рзшония задач солеквди и семеноводства.
Цель к задзчи исследования
Главная цель настоящего исследования - изучить структуру и особенности внутривидовой изменчивости модальной популяции гсксаплоидяого тритикале (сорта АД 203) с использованием различных методов.
Для достижения цели решались слодущие задачи:
- выяснить фепотипическое разнообразна популяции АД 206 и
изменчивость основных морфологических признаков тритикале в
условиях эстественного роста и искусственного отбора;
- провести анализ внутрипопуляционноа изменчивости и
выделить в пределах модельной популяции четко различающиеся
структурные группы,охарактеризовать их по комплексу признаков;
выделить устойчивые внутрипоцуляционныв группы-морфотипы, используя математические методы;
установить соответствие выделенных . групп реальной дифференциации внутри популяции и дать оценку генетической структуры гиэридноа популяции используя для идентификации морфотипов элэктрофорэтический метод;
выделить адаптивные и продуктивные морфотипы для возделывания в условиях Северо-Западноа зоны.
Научная новизна исследования
Отсутствие методик для изучения изменчивости популяций
- з -отдаленных гибридов вызвало необходимость разработки новых подходов, которые нашли отражение в предложенной автором методике. Впервые использована модельная популяция змфидишювда и проведено комплексное изучение ее Енутрилопуляционной изменчивости. Для этого использованы г.отоды: морфологический, математической зпроксимации, электрофоретичоск.тй анализ заласних болеет глиадипов и клонирование растения выделенных морфотплов.
Установлены общие закономерности и проявлении изменчивости популяция двух типов при дагстаги искусственного отбора и бгз ного. Поклзана связь с^тгро'феретических спектров и ;1юрмирования морфотипоз, а таите ворояпюстнео появление каждого из морфотипов на' фоне других и прогнозирование их поведения и допу-їлц:::: пр" дгзлхтг^.'ем ее восппоизраппнии.
Впервые длл характоркстаки популяции и выяснении еч устойчивости использованы математические модели генетической устойчивости.
Практическая ценность работы.
На основании данных по изменчивости отдельных признаков .создана коллекция, которая представляет виутрипрпуляционное наследственное разнообразие рзстениа тритикале, а при кспользоеэнии метода клонов, получен генетически однородный материал для /зучзккя кодификационной и генетической изменчивости ъ характера наследования отдельных признаков. Результаты злектрофоретического анализа запасных белков глиадинов морфотипов могут быть использованы для селекции» для идентификации ценных в генетическом отношении морфотипоз и характеристики- их геномов.
Вследствие новизны культуры тритикале остается пока научно не разработанной система семеноводства. На?ли предложены математические кодели.гвнетичеекой устойчивости популяции тритикале, которую можно использовать в первичном семеноводстве.
Результаты работы используются в научно-исследовательской работе и учебном процессе на кафедре "Ботаники, селекции и семеноводства" Новгородского СХИ и кафедры "Генетики и Биотехнологии" Ленинградского Аграрного Университета.
- 4 -На защиту выносятся следущив положения:
Комплексное изучение внутрипопуляционной генетической изменчивости тритикале (на примере модельной популяции сорта АД 20G) позволило установить общие закономерности в проявлении изменчивости популяции двух типов, при действии искусственного отбора и без него.
Предложенные математические модели позволяют прогнозировать появление устойчивых субпопуляционЕых групп - морфотипов и являются перспективными для использования в селекционной практике Применение метода электрофоратического разделения запасных белков глиаддаов, как надежного и объективного критерия для идентификации морфотипов и оценки генотипической структуры популяции, позволяет выделить идентичные и характерные для . морфотипов спектры. - Апробация диссертации
Основные положения работы доложены на научной конференции профессорско - преподавательского состава и аспирантов ЛСХИ (Ленинград, 1982, 1887 г.г.), научно-методической конференции преподавателей НСХИ (Новгород, 1882, 1883, 1887, 1889, 1991 г.г.), Всесоюзном совещании "Популяционная изменчивость культурных растений и ее. селекционное значение" В НИИ растениеводства им. Н.И.Вавйлова (Ленинград, 1989г.), на заседании Ученого совета Новгородского Госуниверсйтета им. Ярослава Мудрого (1995 г.).
По материалам диссертации опубликовано II работ.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, трех глав собственных исследований, вьюодов и приложения. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста, содеркит 21 таблицу и 9 рисунков . Список литературы включает 332 источников, в том числе 141-зарубежных авторов.