Введение к работе
- 1 -.
Актуальность темы. В условиях резкого нарушения
экологического равновесия все большее значение придается
"диетологическому фактору" питания. Овощные растения играют при
этом особую роль, поскольку не только содержат комплекс питательных
веществ, но и обладают лечебными свойствами. Проблема состоит в
производстве их в количестве, достаточном для обеспечения
населения.
Потенциал овощных растений часто настолько велик, что
реализуется всего на 20-50%, иногда менее. В этих условиях большое
значение приобретает селекция на адаптивность.
Необходимо владеть научной информацией о взаимосвязях в системе растение-среда для определения уровня адаптивного потенциала растения и способов его реализации. В современных условиях нарушения экологического равновесия все большее значение приобретает также использование потенциала устойчивости растений к воздействию загрязненной окружающей среды.
Рол^ среды не должна ограничиваться выявлением существующих жизненных форм. Следует использовать ее способность индуцировать частоту и спектр рекомбинантоз с целью расширения полигона отбора для селекционера (Жученко, 1980).
Селекция призвана решить многие проблемы производства. Совершенствование ее методов - актуальная задача науки. Еще Е. Н. Синская (1933) отмечала, что надо говорить не об экологическом методе в селекции, а об "экологической системе селекции".
В отделе экологии ВНИИССОК разработана методология, включающая систему методов исполозования эколого-географического фактора на всех этапах селекционного процесса -экологическая селекция овощных растений (Пивоваров, Добруцкая, Балашова, 1994).
Развитие современной генетики» экологической генетики,
- 2 -биохимии, физиологии и других наук, составляющих теоретическую основу
экологической селекции, дает возможность совершенствования ее методов.
Возможности прикладного использования имеющейся научной информации
далеко не исчерпаны.
При общности ряда методов экологической селекции для различных культур (ускорение темпа селекции, использование экологических фонов), они отличаются и специфичностью, что определяется как биологическими особенностями культуры, так и приоритетным направлением селекции ее. Совершенствование методов ' экологической селекции применительно к конкретным овощным культурам позволяет определить новые подходы к решению различных задач селекции. Возможно возникновение новых направлений, т.к. меняется, иногда непредсказуемо, один из компонентов взаимодействия - среда, при постоянном разнообразии другого - генотипа.
Цель и задачи работы. Целью работы является развитие теоретических и экспериментальных основ экологической селекции и адаптивного семеноводства; создание методов использования эколого-географического фактора на всех этапах селекции: от оценки и создания исходного материала до размножения перспективных сортов, проведения ЭСИ, ГСИ и сортоподдержания.
Задачи: - выявить особенности изменчивости генетико-статистических параметров в меняющихся условиях среды, индуцируемых сменой срока, сезона, пункта испытания;
определить информативные признаки овощных растений и оптимизировать на основе этого способы оценки генотипов и среды как . фона для отбора при селекции на адаптивность;
выявить возможности и способы передачи свойства адаптивности потомству путем гибридизации;
разработать методы экологической селекции на пониженное содержание нитратов в продукции (на примере шпината);
- усовершенствовать способы ускорения темпов селекции и
повышения эффективности за счет использования природного потенциала субтропиков;
- обосновать способы сохранения генетической идентичности
сорта при семеноводстве в нетрадиционных зонах;
Научная новизна. Впервые обоснована возможность повышения эффективности селекционной работы новыми и модифицированными методами экологической селекции:
целенаправленное использование особенностей фенотипической, сезонной и эколого-географической изменчивости для индуцирования сортового полиморфизма и гетерогенности сортовых популяций;
- применение генетико-статистических параметров для ранней
диагностики адаптивных генотипов, для выявления адаптивно, значимых
признаков;
- минимизация набора сред, использование наиболее
информативных признаков при оценке среды, как селекционного фона и
генотипов, как исходного материала при селекции на адаптивность;
- применение стратегии выбора сред в соответствии с задачей
определенного этапа селекционного процесса;
ускорение темпа селекции скороспелых овощных культур за счет использования разных сезонов в условиях умеренного климата в сочетании с выращиванием в субтропиках;
подбор пар при селекции на стабильную урожайность путем сочетания генотипов, различающихся по уровню параметров адаптивности и стабильности;
использование естественных природных экологических фонов при селекции шпината на пониженное содержание нитратов;
повышение эффективности создания исходного материала при гибридизации за счет синхронизации цветения различных сортов и видов
овощных в субтропиках;
- использование узких экониш со стабилизирующим действием
среды в условиях анализирующего фона для сохранения идентичности
размножаемых сортовых популяций.
На защиту выносятся: - закономерности фенотипической, сезонной и эколого-географической изменчивости количественных признаков овощных растений и генетико-статистических параметров;
методы оптимизации набора сред и выбора признаков для оценки среды и генотипов при селекции на адаптивность;
методы использования биологических особенностей овощных растений при ускорении темпа селекции;
.- способ сохранения генетического состава сортовых популяций при семеноводстве их в условиях анализирующего фона;
- особенности проявления урожайных свойств семян при
различном сочетании условий среды в зоне их репродуцирования и в зоне
выращивания семенного потомства.
Практическая ценность работы. Результаты, полученные в процессе исследований, позволяют повысить эффективность работы на всех этапах селекционного процесса за счет оптимизации размещения пунктов по селекции, экологическому испытанию и сортоподдержанию при селекции на адаптивность огурца и капусты; ранней диагностики селекционно ценных генотипов при создании сортов.со стабильной урожайностью'путем создания гетерогенного исходного материала по морфологическим признакам, стабильной продуктивности его и использования природного готенциала субтропиков для интенсивного его . размножения.
Разработки, вошедшие в методические указания по экологической селекции и семеноводству различных овощных культур,апробированы
селекционерами при создании более 20 сортов овощей, при экологическом
н испытании и семеноводстве зеленых, пряновкусовых и нетрадиционных
культур.
5 -Создан исходный материал для селекции овощных по разным
направлениям и передан селекционерам для использования в селекции.
Переданы в генетический фонд Всероссийского института растениеводства им. Н. И. Вавилова две линии томата, как источники устойчивости к мелойдогинам, отличающиеся, кроме того специфической адаптивностью в условиях сухих субтропиков, и новая форма петрушки -однолетняя.
Получены авторские свидетельства на сорт шпината Стоик, листовую петрушку Бриз и редис Софит (доля участия 10-30%), которые могут использоваться в практическом овощеводстве для расширения ассортимента и получения экологически безопасной продукции.
Способ семеноводства кочанного салата в субтропиках отмечен Главным комитетом ВДНХ бронзовой медалью.
Апробация работы: Результаты исследований доложены на Всесоюзных конференциях и научно-методических совещаниях по селекции и семеноводству овощных культур (Москва, 1985; Крымск, 1990; Хабаровск, 1991 и др.), на Всесоюзной конференции по экологической генетике растений и животных (Кишинев, 1981; 1984); на научных конференциях плодоовощного факультета ТСХА (1981; 1984; 1985; 1992; 1994) и БСХА (1990), на Международной научной конференции (Горки, 1996); Международном симпозиуме (Пущино, 1995), на симпозиуме Еукарпии (Финляндия, 1995); идр.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 75 печатных работ, в том числе одна монография (в "соавторстве), 12 методических указаний, 1 рекомендации.
Структура и объем дисертации. Диссертационная работа изложена на .... страницах машинописного текста и состоит из введения, девяти глав, выводов, практических рекомендаций, включает 97 таблиц, 38 рисунков, 64 приложения. Список использованной литературы содержит 542 наименования, в том числе 144 на иностранных языках.
Автор выражает глубокую признательность научному консультанту академику РАСХН и МАИ, профессору Пивоварову В.Ф.; академику МАИ,
- 6 -члену-корреспонденту АН Молдовы Н.Н. Балашовой, сотрудникам и
аспирантам сектора ЭСИ, Среднеазиатской лаборатории репродукции
семян, Азербайджанской лаборатории ускоренных методов селекции
отдела экологии, коллегам ВНИИССОК, сотрудникам Северо-Кавказской
опытной станции: А. А. Литовкину, Л. М. Ласточкиной; доктору
биологических наук А.В. Кильчевскому, доктору с.-х. наук Н.И. Жидковой,
доктору с.-х. наук А.А. Кравченко за большую помощь и содействие в
выполнении данной работы.
