Содержание к диссертации
Введение
РАЗДЕЛ 1. Обзор литературы 8
1.1 Значение, распространение, особенности агротехники вигны 8
1.2 Биологические особенности вигны 13
1.3 Состав запасных белков 16
1.4 Направления селекции 20
1.5 Ассортимент сортов вигны 22
РАЗДЕЛ 2. Условия, материал и методика проведения исследований 26
2.1 Условия проведения исследований 26
2.2 Материал и методика проведения исследований 29
РАЗДЕЛ 3. Морфобиологические признаки у сортообразцов вигны 36
3.1 Межфазный период «всходы-цветение» 36
3.2 Длина стебля (растений) 39
3.3 Высота прикрепления нижнего соцветия 43
3.4 Число побегов ветвления 45
3.5 Число бобов на 1 растении 48
3.6 Число семян в бобе 50
3.7 Длина боба 53
3.8 Масса 1000 семян 55
3.9 Урожайность семян 58
РАЗДЕЛ 4. Оценка биохимического состава семян и зеленых бобов 62
4.1 Содержание протеина в семенах 62
4.2 Содержание жира в семенах 64
4.3 Содержание золы в семенах 66
4.4 Содержание клетчатки в семенах 68
4.5 Содержание безазотистых экстрактивных веществ в семенах вигны 70
4.6 Валовая энергия в 1 кг семян 72
РАЗДЕЛ 5. Количественное определение белковых фракций 77
5.1 Содержание альбуминов в семенах 77
5.2 Содержание глобулинов в семенах 79
5.3 Содержание проламинов в семенах 81
5.4 Содержание глютелинов в семенах з
РАЗДЕЛ 6. Разработка модели сорта Vigna unguiculata subsp. Cylindrica, vigna unguiculata subsp. Sesquipedalis 87
6.1 Факторный и кластерный анализ взаимосвязей морфофизиологических признаков Vigna unguiculata subsp. cylindrica 88
6.2 Факторный и кластерный анализ взаимосвязей морфофизиологических признаков Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis 94
6.3 Морфологическое описание модели сорта Vigna unguiculata subsp. cylindrica и Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis 99
6.4 Описание районированных сортов 104
Заключение 119
Выводы 119
Рекомендации для использования в селекции и производстве 120
Список работ, опубликованных по теме диссертации 121
Список литературы
- Направления селекции
- Высота прикрепления нижнего соцветия
- Содержание клетчатки в семенах
- Факторный и кластерный анализ взаимосвязей морфофизиологических признаков Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis
Введение к работе
Актуальность. Вигна - бобовая культура тропического происхождения, предъявляет высокие требования к теплу и поэтому широко культивируется в странах расположенных между 35 N и 30 S широты, причем северные границы могут доходить до 50 N (Вишнякова, 2012). В Саратовской области (49,8 -52,8 N) изучали некоторые вопросы технологии выращивания вигны в поливи-довых посевах для производства зеленого корма и силоса (Шевцова, 2012). Среди бобовых культур вигна отличается высокой жаростойкостью, засухо-, кислото- и солеустойчивостью относительно высокой урожайностью семян и надземной биомассы. Вигна возделывается в регионах с повышенным температурным режимом и недостаточным увлажнением, где посевы фасоли сильно угнетаются. В условиях Нижнего Поволжья исключительную актуальность имеет изучение генетического и биологического потенциала вигны, связанного с задачами формирования исходного материала для разного направления селекции. Причем, существующее видовое и сортовое разнообразие в сельскохозяйственном производстве путем интродукции и селекции вигны позволит обогатить и разнообразить ассортимент продуктов питания и кормов. В последнее время проблема рационального использования сельскохозяйственными растениями почвенно-климатических условий региона решается с помощью улучшения технологии выращивания и внедрения новых селекционных достижений.
В настоящее время наибольший интерес при интродукции представляют сорта Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis (L.) Verde, которые отличаются высокой продуктивностью, устойчивостью к болезням, отсутствием пергаментного слоя и незначительным содержанием волокна в бобах, которые используются в качестве садово-огородной культуры. Среди вигны овощного использования существуют сорта как кустовой формой растения, так и с незаконченным типом роста, выращиваемые на опорах.
В селекционных учреждениях России создано 11 сортов зерновой и овощной вигны: ФГБНУ РосНИИСК «Россорго», ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова, Астраханская ОС, ФГБНУ ВНИИССОК, ФГБНУ «ВНИИО», ФГБУН Центральный сибирский ботанический сад, ООО «АГРОФИРМА ПОИСК», ООО «НИИ овощеводства защищенного грунта», ООО «ЦЕНТР СЕЛЕКЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ», ООО «ГАВРИШСЕМ», ООО «АГРОСЕМГАВРИШ».
Для расширения зон использования за счет ассортимента сортов вигны важно сформировать коллекцию исходного материала для селекции.
Цель исследований - изучить изменчивость морфометрических и биохимических признаков сортообразцов вигны при интродукции и создать исходный материал для селекции новых сортов.
Задачи:
провести оценку изменчивости морфологических признаков сортообразцов вигны;
выявить адаптированные сортообразцы наиболее ценные по биохимическому составу семян и зеленых бобов;
определить количественное соотношение белковых фракций в семенах и зеленых бобах;
разработать модели сортов зерновой и овощной вигны.
Научная новизна. Впервые в Нижнем Поволжье изучена изменчивость морфобиологических и биохимических признаков и проведена оценка перспективности интродуцированных сортообразцов вигны для использования их в селекции. Разработаны принципы оптимизации селекционного процесса и формирования перспективного исходного материала, выявлена специфическая реакция сортообразцов на внешние условия и рассчитано взаимодействие «генотип-среда». Установлено варьирование морфометрических, биохимических (протеин lim. 21,3...30,3 %; БЭВ lim. 58,4...69,5%) признаков, что углубляет теоретическое представление о составе семян и зеленых бобов. Полученные новые данные по фракционному составу белка (альбумины, глобулины, прола-мины, глютелины) семян и зеленых бобов V. Savi имеет большое значение для оценки исходного материала и организации (формирования) селекционной программы, выбора рациональной стратегии различной интенсивности индивидуального отбора из исходных популяций. Рассчитана энергетическая ценность семян сортообразцов (lim. 17,79...18,92 МДж/кг), выявлены нагрузки переменных на гипотетические факторы, проведена кластеризация сортообразцов по минимуму евклидовых расстояний и составлены модели сортов зерновой (Vigna unguiculata subsp. cylindrica (L.) Verde.) и овощной вигны (Vigna unguicu-lata subsp. sesquipedalis (L.) Verde).
Практическая значимость работы.
На основании морфометрических и биохимических признаков генофонда V. ung. ssp. cylindrica и V. ung. ssp. sesquipedalis выявлены сортообразцы, представляющие практический интерес для создания исходного материала. Впервые апробирован комплексный подход к биометрической обработке экспериментальных данных, позволивший оптимизировать критерии отбора в селекции вигны. Выявлены особенности морфологических признаков и межфазного периода «всходы-цветение» сортообразцов вигны, что позволяет при интродукции проводить отбор растений, адаптированных к условиям Нижнего Поволжья. Разработаны модели сортов и созданы 3 сорта вигны, которые допущены к использованию в России (в т.ч. Нижнем Поволжье) и могут найти широкое применение в сельскохозяйственном производстве.
Положения, выносимые на защиту.
-
Изменчивость сортообразцов вигны по морфобиологическим и биохимическим параметрам в зависимости от взаимодействия «генотип-среда».
-
Комплекс хозяйственно-ценных показателей сортообразцов вигны различного эколого-географического происхождения, обеспечивающий выделение исходного материала для селекции.
-
Модели сортов V. ung. ssp. cylindrica и V. ung. ssp. sesquipedalis, разработанные на основе корреляционного, факторного, кластерного анализов и экспертной оценки для Нижнего Поволжья.
-
Оптимизация селекционного процесса, энергетическая и биоморфологическая характеристика созданных сортов V. ung. ssp. cylindrica и V. ung. ssp. sesquipedalis.
Апробация результатов.
Результаты исследований по теме диссертационной работы были представлены на международных конференциях: «Вавиловские чтения» (Саратов 2010-2012, 2014); «Научные основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных» (Краснодар, 2011); «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях» (Москва-Звенигород, 2011); II Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 135-летию А.И. Стебута «Проблемы и перспективы аграрной науки в России» (Саратов, 2012); конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов по итогам научно-исследовательской, учебно-методической и воспитательной работы (Саратов, 2012, 2013); научно-практической конференции «Научное обеспечение АПК в рамках выставки «Саратов-АГРО» (Саратов, 2012); VIII Саратовском Салоне инноваций, инвестиций и изобретений (Саратов, 2012); Ученых советах ФГБ-НУ РосНИИСК «Россорго» (2011, 2012, 2015); Ученых советах ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ» (2011-2013).
Публикации. Основные результаты и положения диссертационной работы изложены в 10 печатных работах, в том числе 2 в изданиях рекомендованных ВАК Российской Федерации. Получены 3 патента и 3 авторских свидетельства на сорта вигны (Майя, Олеся, Алия).
Структура и объем работы. Диссертация включает: введение, шесть глав, выводы, рекомендации для использования в селекционной практике, список литературы, 97 приложений. Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, включает 54 таблицы, 19 рисунков. Список литературы состоит из 256 источников, в том числе 174 иностранных авторов.
Направления селекции
Альбумины. С альбуминами связывают ферментативную активность семядолей [43, 53, 103]. Количество альбуминов в семядолях значительно меньше по сравнению с осевой частью зародышей семян [180]. В определение понятия «альбумины» некоторые исследователи вкладывали неодинаковый смысл; одни считали альбумины белками, извлекаемыми из муки семян дистиллированной водой, или остающими в надосадочной жидкости после диализа суммарных солераство-римых белковых экстрактов семядолей против дистиллированной воды [50, 54, 157]. Для практически полного перехода глобулиновых компонентов легуминов и вицилинов в осадок диализ суммарного солерастворимого белкового экстракта необходимо вести против дистиллированной воды, подкисленной до рН 7,0, соответствующих изоэлектрическим точкам глобулиновых компонентов [30, 140, 144]. Растворы суммарных глобулинов, альбуминов семядолей подвергают лио-фильной сушке. Полученные препараты растворяли в дистиллированной воде, альбумины были исследованы методами градиентной экстракции на колонке, хроматографией на ДЭАЭ-целлюлозе и гидроксилапатите, а также гельфильтра-цией на сефадексе Г-100 [70].
Аналитические данные разделения суммарных альбуминов семядолей гороха посевного, вики посевной и гиацинтовых бобов градиентной экстракцией на колонке свидетельствуют о том, что суммарные альбумины семядолей гороха разделились на четыре фракции, вики - на четыре, а гиацинтовых бобов - на шесть фракций, элюирующихся при различных концентрациях сернокислого аммония [127, 154]. Отсюда следует, что суммарные альбумины семядолей различных представителей бобовых, относящихся к разным трибам, являются аналитически не однородными веществами, а состоят из нескольких компонентов, сопровождающихся определенным количеством нуклеиновых кислот и углеводов [181].
Хроматографическое разделение суммарных альбуминов семядолей растений на ДЭАЭ-целлюлозе показало, что суммарные альбумины семядолей гороха разделились не менее чем на две фракции, одна из которых элюируется исходным буфером; вики - на пять фракций, из которых две элюируются исходным буфером, и гиацинтовых бобов - на восемь [165, 175]. Отсюда можно сделать важный вывод, что на величины ионных сил буфера, при которых элюируются фракции, оказывает какое-то влияние природа вида растений [215, 231].
Хроматография суммарных альбуминов на гидроксилапатите свидетельствует о том, что суммарные альбумины семядолей гороха разделились на четыре фракции, одна из которых элюируется исходным буфером [68, 182]. Хроматография суммарных альбуминов семян вики позволила разделить белки на четыре фракции, одна из которых тоже элюируется исходным буфером, а гиацинтовых бобов - только на три фракции, из которых одна элюируется исходным буфером [212,227,248].
Таким образом, по данным хроматографического поведения на применяемых носителях, суммарные альбумины семядолей бобовых растений не представ 18 ляют собой аналитически однородных веществ, а состоят из различного количества компонентов, сопровождаемых различными количествами нуклеиновых кислот и углеводов, что особенно характерно для незапасных белков семян [206].
На сложность суммарных альбуминов, выделенных из солерастворимых белковых экстрактов семядолей бобовых растений, указывают не только результаты их разделения при градиентной экстракции на колонке и хроматографии на ионообменнике и адсорбенте, но и данные электрофоретического поведения белков фракций кривой растворимости и хроматографических фракций [238, 255]. Электрофорез хроматографических фракций показал, что эти белки, как правило, не являются электрофоретически однородными веществами, а состоят из нескольких компонентов [244, 250].
Данные хроматографии на приведенных выше носителях и электрофореза белков хроматографических фракций показали исключительную сложность суммарных альбуминов семядолей не только гороха, вики и гиацинтовых бобов, но и других бобовых [54, 56, 229]. Суммарные альбумины, независимо от природы вида, сорта и рода семядолей бобовых, значительно обогащены небелковыми веществами, а потому их препараты, выделенные в сравнительно очищенном виде, содержат несколько меньше общего азота по сравнению с препаратами белков, не содержащих небелковые вещества [228]. Особенно это относится к легуминам и вицилинам семядолей трибы виковых и легуминоподобных и вицилиноподобных глобулинов других триб [97, 112]. Прочные связи суммарных альбуминов с небелковыми, но хорошо растворимыми в дистиллированной воде веществами, по всей вероятности, благоприпятствуют их растворимости в воде при изоэлектриче-ских точках белкового компонента [30, 110].
Из полученных констант элюирования следует, что суммарные альбумины представлены белками, которые независимо от вида бобового растения элюиру-ются в виде отдельных фракций в широком пределе ионных сил элюирующего буфера [132, 145]. Константы элюирования отдельных фракций суммарных альбуминов до некоторой степени могут определяться видом растения или даже сортом [33, 170]. Константы элюирования отдельных белковых компонентов суммарных альбуминов позволяют прийти к заключению о том, что в состав альбуминов кроме белков, элюирующихся при сравнительно низких ионных силах (0,14 - 0,21), входят также белки, константы элюирования которых соответствуют константам элюирования вицилинов или вицилиноподобных глобулинов и легуминов и легу-миноподобных глобулинов [167, 191]. То есть, в состав суммарных альбуминов, кроме белков, элюирующихся при сравнительно низких ионных силах буфера, входят также глобулиновые компоненты вицилины и легумины, которые находятся в соединениях и нуклеиновыми кислотами, а последние своими с углеводами гидрофильными группами обеспечивают их растворимость в воде [138, 174, 209].
Глобулины. Различные исследователи для извлечения из муки семядолей суммарных белков применяли разные концентрации нейтральных солей и разбавленные растворы сильных оснований [43, 52]. Путем осаждения белков из суммарного солевого белкового экстракта различными концентрациями сернокислого аммония были выделены в сравнительно очищенном виде два глобулиновых компонента, составляющие суммарные глобулины (вицилин и легумин, вицилино- и легуминоподобными) семядолей бобовых [46, 47, 60-63, 65, 77]. Кроме двух количественно основных глобулинов в семенах были найдены и неглобулиновые белки, которые в настоящее время относят к альбуминам (например, легумелин Осборна).
Высота прикрепления нижнего соцветия
В среднем число бобов на 1 растении варьировало от 9,7 до 37,7 шт., (V=37,7 %). Наибольшее количество бобов на 1 растение сформировали следующие сортообразцы: к-492, к-1333, к-1646, к-1712; низкое - к-1361, к-1383, к-1565.
Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «число бобов на 1 растении» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «число бобов на 1 растении» (к-492, к-1646, к-1660, к-1653, к-1333, к-1712); средний (к-1418); ниже средней (к-807, к-1377, к-1420, к-723, к-1680, к-1415, к-1694, к-1684, к-1361, к-1366, к-1388, к-1383, к-1559, к-1565) (приложение 70).
В 2010 г. у сортообразцов вигны V. ung. ssp. sesquipedalis число бобов на 1 растении варьировало от 5,0 до 15,0 шт., (V=27,l %), в 2011 г. - 5,0...19,0 шт., (V=31,0 %), в 2012 г. - 4,0... 19,0 шт., (V=35,0 %) (таблица 3.10, приложение 17).
Средний показатель числа бобов у сортообразцов подвида V. ung. ssp. sesquipedalis варьировало в интервале 4,7... 17,7 шт., (V=29,3 %). Наибольшее количество бобов на 1 растение формировали сортообразцы: к-632, к-873, к-971, к-1036, к-1566. Малое количество бобов отмечено у сортообразцов: к-638, к-1090, к-1093.
Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «число бобов на 1 растении» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «число бобов на 1 растении» (к-632, к-971, к-873, к-1036, к-642, к-1566); средний (к-1709, к-1124, к-863, к-653); ниже средней (к-636, к-1713, к-639, к-1090, к-638, к-1093) (приложение 71).
Семена у сортообразцов подвида V. ung. ssp. cylindrica имеют форму округлую и почковидную. Окраска семян: белая, оттенки коричневого, красного цветов, однотонные и с разными рисунками.
Среднее число семян в бобе варьировало в интервале от 8,3 до 15,7 шт., (V=19,8 %). Наибольшее число семян в бобе формировали сортообразцы: к-1377, к-1383, к-1388, к-1415. Наименьшее число семян формировали сортообразцы: к-1559, к-1565, к-1646, к-1660. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «число семян в бобе» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «число семян в бобе» (к-1388, к-1383, к-1377, к-1684, к-1415, к-1680, к-1366); средний (к-1361); ниже средней (к-492, к-1646, к-1660, к-1653, к-1333, к-1712, к-807, к-1420, к-723, к-1694, к-1559, к-1565,к-1418) (приложение 72). В 2010 г. у сортообразцов вигны V. ung. ssp. sesquipedalis число семян в бобе варьировало от 6,0 до 15,0 шт., (V=26,8 %), в 2011 г. - 7,0... 17,0 шт., (V=34,l %), в 2012 г. - 7,0... 17,0 шт., (V=25,4 %) (таблица3.12, приложение 19).
Среднее число семян в бобе изменялось в интервале от 7,0 до 16,0 шт., (V=27,3%). Наибольшее число семян в бобе формировали сортообразцы: к-632, к-638, к-873, к-1566. Низкое число семян отмечено у сортообразцов: к-642, к-653, к-1124, к-1713, к-1709. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «число семян в бобе» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «число семян в бобе» (к-638, к-632, к-1566, к-873, к-1090, к-1093, к-863); средний (к-639); ниже средней (к-1709, к-1124, к-653, к-636, к-1713, к-971, к-1036, к-642) (приложение 73). 3.7 Длина боба
Бобы у сортообразцов очень разнообразны по форме и величине (10-70 см). В зависимости от анатомического строения бобы делят на группы: лущильные и спаржевые. Специфические особенности этих групп определяются наличием в толще створок боба пергаментного слоя, который способствует растрескиванию бобов.
В 2010 г. у сортообразцов вигны V. ung. ssp. cylindrica длина боба варьировала от 10,0 до 15,0 см, (V=15,8 %), в 2011 г. - 13,0...20,0 см, (V=13,7 %), в 2012 г. - 10,0...20,0 см, (V=17,9 %) (таблица 3.13, приложение 20).
НСРо,05 1,8 2Д 1,9 2,3 У сортообразцов V. ung. ssp. cylindrica средняя длина боба варьировала в диапазоне от 11,0 до 17,7 см, (V=13,7 %). Наиболее длинные бобы наблюдались у следующих сортобразцов: к-1388, к-1366, к-1680, к-1684. Короткие бобы формировали образцы: к-492, к-1565, к-1646, к-1653. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «длина боба» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «длина боба» (к-1388, к-1684, к-1680, к-1366, к-1694, к-1712, к-1418, к-723, к-1383, к-1420, к-1415); средний (к-1377, к-1361, к-807); ниже средней (к-492, к-1646, к-1660, к-1653, к-1333, к-1559, к-1565) (приложение 74).
В 2010 г. у сортообразцов вигны V. ung. ssp. sesquipedalis средняя длина боба варьировала от 15,0 до 60,0 см, (V=33,8 %), в 2011 г. - 20,0...69,0 см, (V=31,6%), в 2012 г. - 15,0...70,0 см, (V=39,l%) (таблица 3.14, рисунок 3.5, приложение 21).
НСРо,05 4,9 5,6 5,2 3,6 У сортообразцов V. ung. ssp. sesquipedalis длина боба изменялась в диапазоне от 22,3 до 66,3 см, (V=34,5 %). Признак «длина боба» у сортообразцов по годам исследований характеризуется незначительной изменчивостью и поэтому статистически не доказано взаимодействие «генотип-среда» (приложение 75). Длинные бобы формируют следующие сортообразцы: к-1124, к-1093, к-1713, к-1036. Они представляют практический интерес для использования в селекционном процессе спаржевой вигны. Короткие бобы сформировались: к-863 к-1709 к-1566.
Урожайность семян подвида V. ung. ssp. cylindrica изменялась в интервале от 222,7 до 787,7 кг/га, (V=29,9 %). За период 2010-2012 гг. относительно высокий урожай показали образцы - к-492, к-1366, к-1684; низкая урожайность выявлена у следующих сортообразцов: к-723, к-1388. Одним из селекционных направлений повышения урожайности семян V. ung. ssp. cylindrica является снижение потерь от растрескивания бобов при созревании. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «урожайность семян» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «урожайность семян» (к-1684, к-492, к-1366); средний (к-1646, к-1420, к-1680, к-1333, к-1694, к-1712, к-1377, к-1660, к-807, к-1559, к-1565,к-1418, к-1415, к-1383); ниже средней (к-1361, к-1653, к-1388, к-723) (приложение 78).
В 2010 г. у сортообразцов вигны V. ung. ssp. sesquipedalis число побегов ветвления варьировало от 17,0 до 540,0 кг/га, (V=72,3 %), в 2011 г. - 119,0...894,0 кг/га, (V=35,0 %), в 2012 г. - 125,0...870,0 кг/га, (V=39,0 %) (таблица 3.18, приложение 25).
Содержание клетчатки в семенах
Среднее значение содержания жира по годам изменялось в диапазоне от 0,8 до 1,7%, (V=20,3%). Высокое содержание жира выявилось у образцов: к-1377, к-1646, к-1653. Низкое содержание жира отмечалось у следующих сортообразцов: к-723, к-1383, к-1420, к-1559. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «содержание жира» позволило распределить сорто-образцы на 3 класса.
В 2010-2012 гг. содержание жира изменялось в интервале от 1,1 до 1,8%, (V=13,2 %). Высокое содержание жира выявилось у образцов: к-636, к-653, к-873, к-971, к-1036, к-1713. Низкое содержание жира сформировалось у следующих сортообразцов: к-1709, к-1566. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «содержание жира» позволило распределить сорто 66 образцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «содержание жира» (к-1713, к-1036, к-636, к-653, к-863, к-971, к-873, к-632); ниже средней (к-1566, к-1093, к-1090, к-639, к-642, к-1709, к-638, к-1124) (приложение 83).
Среднее содержание золы в семенах варьировало от 3,6 до 4,5%, (V=5,9 %). Высокое содержание золы ( 4,3 %) наблюдалось у следующих образцов: к-723, к-1361, к-1366, к-1383, к-1418, к-1420, к-1559, к-1684, к-1712. Низкое содержание золы отмечено у образцов: к-1565, к-1660. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «содержание золы» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «содержание золы» (к-1653, к-1377, к-1415, к-1684, к-1366, к-1712, к-1418, к-1383, к-1361, к-723, к-1420, к-1559); средний (к-1694); ниже средней (к-1388, к-1646, к-1680, к-807, к-492, к-1565, к-1660, к-1333) (приложение 84).
Содержание золы в семенах у сортообразцов подвида V. ung. ssp. sesquipedalis в 2010 г. варьировало от 3,80 до 7,08 %, (V=18,9 %), в 2011 г. -3,19...6,88%, (V=20,8 %), в 2012 г. - 3,85...6,84%, (V=17,2 %) (таблица 4.6, приложение 31).
В 2010-2012 гг. содержание золы варьировало в интервале от 3,9 до 6,8%, (V=17,9 %). Высокие показатели содержания золы у образцов к-1709, к-1566. Низкое содержание выявлено у сортообразцов: к-638, к-642, к-1713. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «содержание золы» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «содержание золы» (к-1566, к-1709); средней (к-653, к-1090, к-1124); ниже средней (к-1713, к-1036, к-636, к-863, к-971, к-873, к-632, к-1093, к-639, к-642, к-638) (приложение 85).
Содержание клетчатки у сортообразцов подвида V. ung. ssp. cylindrica в 2010 г. варьировало от 2,30 до 8,55 %, (V=22,3 %), в 2011 г. - 3,11... 10,21%, (V=26,6 %), в 2012 г. -4,31...9,72%, (V=21,6 %) (таблица 4.7, приложение 32).
Среднее содержание клетчатки по годам варьировало в диапазоне от 4,5 до 7,8%, (V=16,0 %). Высокие показатели клетчатки наблюдались у следующих образцов: к-1653, к-1712, к-1415, к-1420, к-1565; низкие - к-1333, к-1361, к-1377, к-1646, к-1684. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «содержание клетчатки» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «содержание клетчатки» (к-1653, к-1415, к-1366, к-1712, к-1418, к-1420, к-1559, к-1694, к-1388, к-807, к-1565); средний (к-723, к-1660); ниже средней (к-1383, к-1361, к-1680, к-492, к-1646, к-1684, к-1333, к-1377) (приложение 86).
В 2010-2012 гг. содержание клетчатки изменялось в интервале от 3,8 до 7,7%, (V=16,8 %). Высокое содержание клетчатки было у следующих образцов: к-1093, к-863, к-873; низкое - к-1709, к-1566. Существенное взаимодействие «генотип-среда» по рассматриваемому признаку «содержание клетчатки» позволило распределить сортообразцы на 3 класса. Сортообразцы отличающиеся высокой стабильностью признака «содержание клетчатки» (к-1713, к-863, к-971, к-873, к-632, к-1093, к-642, к-653, к-1124); средней (к-1090, к-1036); ниже средней (к-638, к-636, к-639, к-1566, к-1709) (приложение 87).
В 2010-2012 гг. содержание БЭВ отмечалось в диапазоне 58,4...69,5%, (V=4,4 %). Признак «содержание БЭВ» у сортообразцов по годам исследований характеризуется незначительной изменчивостью и поэтому статистически не доказано взаимодействие «генотип-среда» (приложение 88). Высоким содержанием БЭВ отличались следующие сортообразцы: к-807, к-1377, к-1646, к-1680. Низкое содержание БЭВ выявлено у образцов: к-723, к-1420, к-1712.
Содержание БЭВ у сортообразцов подвида V. ung. ssp. sesquipedalis в 2010 г. было от 53,01 до 65,84 %, (V=5,3 %), в 2011 г. - 57,18...66,98%, (V=3,9 %), в 2012 г. - 61,95...66,15%, (V=2,l %) (таблица4.10, приложение 35).
В 2010-2012 гг. содержание БЭВ изменялось в интервале от 60,7 до 65,4%, (V =2,2 %). Признак «содержание БЭВ» у сортообразцов по годам исследований характеризуется незначительной изменчивостью и поэтому статистически не доказано взаимодействие «генотип-среда» (приложение 89). Высокое содержание БЭВ отмечено у сортообразцов: к-642, к-863, к-971, к-1090, к-1124, к-1709. Низкое содержание БЭВ выявлено у следующих образцов: к-638, к-1566.
Интервал коэффициента варьирования биохимических показателей семян V. ung. ssp. cylindrica изменялся в значительной мере: протеин (7,8 V,% 10,9), жир (21,5 V,% 40,4), зола (5,9 V,% 8,6), клетчатка (21,6 V,% 26,6), БЭВ (3,3 V,% 6,9). По содержанию БЭВ не выявлено взаимодействия «генотип-среда», а по показателям содержания золы и клетчатки отмечены сортообразцы с низкой стабильностью, так как избыточное количество золы и клетчатки снижает качество продукта. Сортообразцы подвида V. ung. ssp. cylindrica отмечались сочетанием значительной стабильности и высокого значения биохимического показателя: по протеину (к-723, к-1565, к-1420), по жиру (к-1653, к-1646, к-1633), по золе (к-1660, к-1565), по клетчатке (к-1366, к-1712, к-1420).
Варьирование показателей качества семян у сортообразцов подвида V. ung. ssp. sesquipedalis отмечали в интервале: протеин (7,0 V,% 7,4), жир (15,2 V,% 26,5), зола (17,2 V,% 20,8), клетчатка (17,9 V,% 19,0), БЭВ (2,1 V,% 5,3). В коллекции подвида V. ung. ssp. sesquipedalis выявлены сортообразцы сочетающее высокую стабильность и содержание протеина (к-1566, к-632, к-639), жир (к-1713, к-636, к-653). Низкая стабильность у сортообразцов выявлено по содержанию золы (к-1388, к-1660, к-1646) и клетчатки (к-1713, к-863, к-971). По содержанию БЭВ взаимодействия «генотип-среда» не установлено. Высокое качество зеленых бобов сортообразцов V. ung. ssp. sesquipedalis определяется сбалансированным содержанием протеина, жира, клетчатки, БЭВ. Валовая энергия 1 кг семян V. ung. ssp. cylindrica составила 17,80...18,5 МДж, а у сортообразцов V. ung. ssp. sesquipedalis интервал варьирования составил 17,94... 18,92 МДж. Таким образом, по комплексу биохимических показателей выделены сортообразцы, которые предлагается применять в селекции на качество: к-632, к-639, к-1565.
Факторный и кластерный анализ взаимосвязей морфофизиологических признаков Vigna unguiculata subsp. sesquipedalis
Всходы (на 10... 15 день после появления) зеленые. Опушение - редкое. Окраска стебелька - слегка антоциановая. Окраска пазухи листа - слабо антоциано-вая. Окраска черешка листочка - основание черешка с антоцианом. Окраска листовых пластинок - в основном зеленые, при понижении температуры появляется антоциан. Окраска пазушного листа - зеленая. Окраска подсемядольного колена -имеется антоциановая окраска.
Лист - зеленый. Число пар листочков - листья тройчатые. Форма и величина листочков - средний листочек широкояйцевидный. Окраска листочков, наличие и характер пазушного пятна - зеленая. Характер края листочка - цельно-крайний. Наличие усиков - отсутствуют. Степень облиственности - средняя. Прилистники - крупные, зеленые.
Форма растения - кустовая (рисунок 6.5). Окраска стебеля - со слабой анто-циановой окраской. Опушение - очень слабое, почти отсутствует. Форма - обычная. Длина: - 100,0...135,0 см. Общее число междоузлий -7...9 шт. Число междоузлий до первого соцветия -4...5 шт. Строение стебля (с прямым окончанием или вьющейся верхушкой) - прямое окончание. Число ветвей на высоте 10 см -3... 4 шт.
Цветонос - средний. Окраска цветоноса - со слабой антоциановой окраской. Число цветков на цветоносе - 1... 3 шт. Величина цветка - средняя. Окраска цветка на 1-2 день после раскрытия бутона - бело-фиолетовая. Окраска паруса - фиолетовая. Окраска крыльев - фиолетовая. Окраска лодочки - фиолетовая. Особенности чашечки - зубцы короче венчика.
Хозяйственные и биологические свойства. Урожайность семян сорта (при стандартной влажности, %) - 49,7...52,3 ц/га. Вегетационный период (от посева до хозяйственной спелости) - 104... 115 суток. Период от посева до полных всходов -7...11 суток. Период от полных всходов до полного цветения -54... 60 суток. Период от начала цветения до конца цветения - 20... 27 суток. Период от полного цветения до хозяйственной спелости - 44...55 суток. Число дней от всходов до первого сбора - 58...64 суток. Период плодоношения - 26...35 суток. Устойчивость к засухе (почвенной и воздушной): в период от всходов до цветения - 5 баллов; в период от цветения до созревания - 5 баллов. Устойчивость к весенним заморозкам - 3 балла, к осенним - 3 балла. Поражаемость болезнями: ржавчиной, антрактозом (вегетативная масса), антрактозом (бобы), аскохитозом (вегетативная масса), аскохитозом (бобы), бактериозом (вегетативная масса), бактериозом (бобы), фузариозом, склеротинией, мучнистой росой, ложной мучнистой росой, септориозом, корневыми гнилями - не наблюдалось. Не повреждались вредителями: плодожоркой, акациевой огневкой, зерновкой (брухус). Интенсивность развития клубеньков - средняя-малая. Устойчивость к полеганию (по 5-бальной шкале) - 4-5 баллов. Надлом ветвей - отсутствует. Устойчивость к опадению бобов - 5 баллов. Устойчивость к растрескиванию бобов (осыпание семян) -4...5 баллов. Высота прикрепления нижних бобов - 15... 19 см. Пригодность к механизированной уборке - пригоден.
Технические качества семян. Натурная масса - 802...823 г. Масса 1000 семян - 143,8...194,0 г. Урожай бобов в съемной спелости - 6,8...10,1 т/га. Растрескивание оболочки зерна - 5 баллов. Бобы не грубые. Содержание протеина -19,86.. .21,05 %. Содержание жира - 2,0...2,2 %, золы - 6,09... 6,27 %, клетчатки -15,91... 16,17 %,БЭВ-54,62...56,06%.
Требования сорта к условиям внешней среды. В эксперименте сорт Алия выращивали на южном черноземе и каштановых почвах. Лучшие предшественники - пар, озимые, яровые колосовые. Потребность в удобрениях - N30P60K45 под вспашку. Подкормки - под предпосевную культивацию. Посев проводить после зяблевой вспашки. На посевах вигны сорта Алия успешно прошли испытания гербициды: гезагард (до всходов, доза 2,5 л/га, расход рабочей жидкости 240 л/га), пивот (обработка по всходам, высота растений 8... 10 см, доза 0,4...0,6 л/га, расход рабочей жидкости 240 л/га). Норма высева - 200 тыс. всхожих семян на 1 га. Способ посева - широкорядный 70 см. Сроки посева - вторая декада мая. Для получения дружных всходов положительный эффект получается если выполняется прикатывание посевов. Требование сорта к поливам при искусственном орошении - достаточно устойчив к нехватке влаги. Уборка - ручная. Созревание - дружное.
Лист - зеленый. Число пар листочков - листья тройчатые. Форма и величина листочков - средний листочек широкояйцевидный. Окраска листочков, наличие и характер пазушного пятна - темно-зеленая. Характер края листочка - цельно-крайний. Наличие усиков - слаборазвитые. Степень облиственности -35...38%. Прилистники - темно-зеленые, среднеразвитые, пазушное пятно-слабовыраженное.
Тип боба - лущильный. Пергаментный слой - сильный. Характер швов -средне-грубо-волокнистый. Число бобов на растении - среднее 20...25 шт, максимальное 38 шт. Форма боба (в целом и его верхушки) - цилиндрическая. Окраска - соломенно-желтая, желто-бурая. Величина - длина 8,0...12,0 см, ширина 8,0...12,0 см. Опушение боба - редкое. Число семян в бобе - среднее 6...8 шт, максимальное 14 шт.
Крупность семян по объему - средняя. Форма - почковидная. Окраска семян - коричневая (рисунок 6.8). Окраска семенной кожуры и её характер - коричневая, тонкая. Окраска семядолей - кремовая. Окраска рубчика - темная. Характер рубчика и его выраженность - ровный, 2 мм. Поверхность семени - гладкая. Блеск семян - матовые.