Введение к работе
Актуальность проблемы. До сих пор в научной литературе нет четкого понимания механизмов эффекта гетерозиса и нет системы научного прогноза гетерозиса у растений.
В связи с созданием новой модели зволого-генетического контроля количественных признаков, появилась реальная возможность разработать точные количественные методы прогноза гетерозиса, го крайней мере той его части, которая формируется в условиях лимитирования ростовых процессов родителей и гибридов факторами внешней средн.
Существует два больших потока научных публикаций по проблеме гетерозиса: I) работы, пытащиеся раскрыть механизм гетерозиса на физиологическом, биохимическом или молекулярном уровнях, и 2) работы, изучащие поведение специфической комбинационной способности в разных средах. Вторая группа работ однозначно показывает, что эффекты СКС резко меняются от среда к среде, точно так хе сильно изменяется и абсолютная величина гетерозиса. Это свидетельствует о том, что нельзя изучать гетерозис, игнорируя динамику лимитирующих факторов по фазам вегетации растений.
Генетические гипотезы гетерозиса: а) гипотеза доминирования, б) гипотеза мехаллельной комплементации (сверхдоминирования), в) гипотеза генетического баланса (Н.В.Турбин), г) гипотеза компенсационного комплекса генов (В.А.Струнников) - все они не учитывают взаимодействия эффекта гетерозиса с лимитирующими факторами среды, а потому являются несовершенными.
Цель исследований. Понять механизмы изменения эффекта гетерозиса в разных экологических условиях, выяснить роль переопределения генетических формул в формировании экологически зависимого гетерозиса, выяснить вклад экологически зависимого гетеро-: аса в общи гетерозисний эффект у некоторых сортов пшеницы,
2 создать алгоритмы прогнозирования возникновения и исчезновения гетерозисного эффекта. Задачи исследований:
-
Сформулировать новую гипотезу гэтерозиса,основанную на модели эколого-генетичесвого контроля признаков продуктивносте.
-
Найти путем анализа опубликованных экспериментальных данных факты возникновения гетерозиса за счет эффектов переопределения генетических формул количественных признаков.
-
Получить гибриды г из заранее подобранных родителей, отличающихся по системам адаптивности.
-
Дать прогнозы появления и исчезновения аффекта гетерозиса на разных лимитирующих факторах внешней среды и экспериментально доказать правильность этих прогнозов.
-
Установить взаимоотношения между эколого-генетичесхой моделью и методами: диаллельного анализа по Хейману, генетического анализа по Гриффингу и ортогональной идентификации генотипов по фенотипам.
Научная новизна исследований. Впервые доказано существование нового механизма гетерозиса, вытекающего из модели эколого-генетической организации количественного признака. Разработаны методы прогноза гетерозиса и экспериментально осуществлены прогноз и его реализация в камерах искусственного климата. Созданы вовне методы, объединяющие эхолого-генвтнчэский анализ с алгоритмами Хеймана, Гриффинта и с алгоритмами ортогональной генетической инвентаризации коллекций генотипов. Эти методы позволяют прогнозировать сдвиги параметров Хейнана и Гриффинга в меняющихся условиях внешней среды. Показано, что у некоторых сортов пшеницы 95-97 % гетерозисних эффектов обсуловлено переопределением генетических формул компонентных признаков модуля при смене лимитирующих факторов внешней среды. На долю классических тради-
ционннх механизмов гетерозиса приходится 3-5 % вкладов. Предложен новый метод оценки систем аддитивности различных адаптивных генетических систем.
Практическая ценность работы заключается в той, что впервые появилась возможность прогнозировать гетерозис у пшеницы после изучения адаптивных генетических систем у сортов. Величина прогнозируемого гетерозиса может достигать 90 % и более от уровня количественных признаков родителей, что может сделать гетерозисную селекции пшениц экономически эффективной.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на заседаниях кафедры селекции и семеноводства Кубанского СХИ в 1989-1990 гг.; методическом л Ученом советах КНИИСХ им. П.П.Лукьяненко в 1989-1990 гг.; на Всесоюзном совещании по фитотронике (Краснодар,1990 г.).Результаты исследований доложены на Республиканской конференции молодых ученых "Методы интенсификации селекциоаного процесса"(Одесса, 1990 г.); Всесоюзном совещании "Методы отбора по комплексным признакам в селекции растений" (Ялта,1989 г.); Всесоюзной научной конференции "Онтогенетика высших растений" (Кишинев,1989 г*); совещании по количественной генетике специалистов стран-членов
СЭВ (БрНО, 1990 Г.) И На СИМПОЗИуме TO3ARPIA. "Biometrics in Plant Breeding" (Gilo, 1988).
Публикация работы. Основные материалы и положения диссертации изложены в шести научных публикациях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, практических предложений, перспектив дальнейших исследований, списка литературы и прилокешш. Диссертация изложена на \Ъ\ страницу машинописного гекота, включает 16 таблиц, 29 рисунков, список использованной литература из 195 наименований, из них 100 зарубежных источников.
Похожие диссертации на Эколого-генетические анализ эффектов гетерозиса у яровой пшеницы
