Введение к работе
Актуальность темы. Рис - наиболее распространенная крупяная культура на земном шаре, основной продукт питания более чем для трети населения Земли. По данным FAO рис в 2010 г. возделывался на площади 164,7 млн. га, его урожайность в среднем составляла 4,37 т/га, валовой сбор 718,3 млн. т. В России урожайность риса в среднем составляет около 4 т/га. Однако такой уровень урожайности не покрывает потребность населения нашей страны в данной культуре. Поэтому внедрение в производство новых, более урожайных сортов риса, является одним из факторов, способствующих увеличению сборов зерна.
Признаки листа риса являются одними из самых важных количественных признаков, связанных с продуктивностью. Три верхних листа на стебле, особенно флаговый лист, являются основными источниками фотоассимилятов. Поэтому повысить урожайность риса возможно за счет изменения фотосинтетического потенциала агрофитоценоза. Этого можно достичь за счет увеличения площади листовой поверхности листьев, повышения работы хлорофилла и фотосинтетической активности.
Кустистость - другой важный агрономический признак, который вносит непосредственный вклад в формирование урожайности риса. Между продуктивной кустистостью и урожаем всегда имеет место положительная корреляция. В странах умеренного климата, в том числе и в России, где рис выращивается только по технологии прямого высева семян в почву, используемые сорта имеют очень низкую кустистость (1-3 побега) и необходимую густоту посева приходится создавать повышенной нормой высева (200-300 кг/га). Эта стратегия имеет преимущества в плане дружного созревания растений и быстрой уборки, но при нарушениях планировки почвы посевы значительно изрежива-ются и урожайность теряется. Поэтому создание сортов риса, обладающих высокой кустистостью, дружным созреванием боковых побегов и оптимальными размерами листьев позволит не только повысить урожайность, но и снизить норму высева семян, а также компенсировать частичную гибель растений при затоплении.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы - изучить взаимосвязи размеров листьев и кустистости риса с другими факторами продуктивности, их наследование и экспрессию в различных условиях среды и минерального питания, возможность комбинирования с другими хозяйственно ценными признаками.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
выявить влияние длины и ширины флаговых листьев на количество зерен в метелке;
определить влияние кустистости на урожайность и другие признаки;
проанализировать наследование этих признаков, число и силу генов, определяющих их проявление;
установить влияние отбора и густоты посева на экспрессию кустистости в последующих поколениях;
отобрать лучшие линии, сочетающие высокую кустистость, дружное созревание боковых побегов, оптимальный вегетационный период и зерновую продуктивность;
рассчитать экономическую эффективность выращивания хорошо кустящихся сортов риса.
Научная новизна исследования. Показано наследование кустистости, размеров листьев и других количественных характеристик у гибридов, полученных от скрещивания сортов риса с контрастным проявлением признаков. Установлены закономерности наследования признаков и взаимодействия «генотип-среда». Выявлены линии, имеющие высокую урожайность, кустистость и оптимальные размеры листьев. Показана экономическая эффективность выращивания изученных линий.
Практическая значимость исследования. С использованием компьютерных программ генетического анализа установлены закономерности наследования количественных признаков размеров листовой пластинки, кустистости, высоты растений, длины метелки, размеров и количества зерен у различных гибридов риса.
Для селекционной работы отобраны перспективные гибриды и линии риса, сочетающие ценные хозяйственные признаки от разных сортов.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Анализ наследования количественных признаков у гибридов риса с помощью компьютерных программ генетического анализа.
-
Оценка эффективности отбора форм с высокой кустистостью при различной густоте стояния растений.
-
Линии риса, сочетающие ценные хозяйственные признаки и их характеристика.
Апробация работы. Исследования проведены в 2006-2011 гг. в соответствии с планом научно-исследовательских работ ВНИИЗК имени И.Г. Кали-ненко. Основные положения диссертационной работы были доложены на расширенном заседании ученого совета ВНИИЗК (2008-2011 гг.); научно-практических конференциях ВОГИС РГУ (2008, 2010-2011), научно-практической конференции студентов и молодых ученых АЧГАА (Зерноград, 2009), пятом съезде ВОГИС, (Москва, 2009), П-й Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные технологии развития регионального АПК» (Майкоп, 2009), Всероссийской школе молодых ученых «Экологическая генетика культурных растений» (Краснодар, 2011), Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Конкурентоспособная научная продукция - АПК России» (Казань, 2011), международной конференции «Современная биология растений» (Луганск, 2011), международной научной конференции «Экология, генетика, селекция на службе человечества» (Ульяновск, 2011).
По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 2 - в рекомендованных ВАК РФ изданиях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и предложений для селекции и производства, списка литературы,
включающего 127 источников, из них 95 - на иностранном языке. Работа изложена на 194 страницах машинописного текста, включает 9 таблиц, 114 рисунков и 28 приложений.
Представленная работа написана на основании экспериментального материала, выполненного лично автором в течение 2006-2011 гг.
