Введение к работе
Актуальность исследований. Основными направлениями использования тритикале являются производство фуражного зерна и зелёной массы. Мука из зерна тритикале может быть использована для производства хлебобулочных изделий, а также диетического питания - хлебцев, хлопьев. Низкое качество изделий, получаемых из чистой муки тритикале, часто объясняется слабой клейковиной, плохой набухаемостью крахмала и повышенной активностью гидролитических ферментов. Отчасти это является следствием предуборочного прорастания зерна в колосе, которому подвержены многие современные сорта почти во всех регионах возделывания этой культуры. Предуборочное прорастание в колосе также сокращает долговечность семян при хранении. Таким образом, создание сортов тритикале, устойчивых к предуборочному прорастанию зерна в колосе, является актуальной задачей селекции.
Степень разработанности проблемы. Чаще всего отбор на устойчивость к предуборочному прорастанию зерна ведут путём оценки образцов с помощью различных методик искусственной провокации прорастания (Беркутова, 1982; Flamme, 1991; Нгуен, 2011; Bizova, 2011). Отбор из генетически полиморфных популяций по отдельным растениям, колосьям и зерну используется реже, но также является эффективным (Hucl, 1995).
В связи с низкой наследуемостью устойчивости к прорастанию зерна в колосе и трудоёмкостью её оценки считается перспективным поиск молекулярных маркеров данного свойства. У гексаплоидной тритикале молекулярному маркированию устойчивости к прорастанию зерна в колосе посвящено мало работ. Известно о связи данного свойства с R/D- хромосомными замещениями, состоянием гена Vp-IB, микросателлитным маркером Xgwm155 (Rybka, 2003; Майер, 2011).
Прорастание зерна в колосе тритикале сильно зависит от погодных условий (Нгуен, 2011). Однако специальных исследований влияния погодных условий на покой семян у данной сельскохозяйственной культуры не проводилось.
Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение генетического и средового контроля покоя семян как показателя устойчивости к предуборочному прорастанию зерна в колосе гексаплоидной озимой тритикале, а также оценка эффективности отбора с помощью молекулярных маркеров в сравнении с отбором по фенотипу на устойчивость к предуборочному прорастанию.
В задачи исследования входило:
-
Определение влияния температуры, осадков, полива и азотной подкормки на покой семян тритикале по данным полевых и вегетационных экспериментов.
-
Скрининг коллекции озимой тритикале кафедры селекции и семеноводства полевых культур по 2R/2D-замещению и аллельному состоянию гена Rhtl (Rht-Bl).
-
Оценка влияния 2R/2D-хромосомного замещения на покой семян, элементы зерновой продуктивности и морфологические параметры растений тритикале.
-
Оценка влияния гена Rhtl (Rht-Bl) на покой семян, элементы зерновой продуктивности и морфологические параметры растений тритикале.
-
Определение наследуемости уровня покоя семян по годам.
-
Оценка связи некоторых пшеничных микросателлитных маркеров устойчивости к предуборочному прорастанию с индексом прорастания у озимой тритикале.
-
Поиск морфологических маркеров устойчивости к прорастанию зерна в колосе.
-
Определение эффективности отбора с помощью маркеров. Научная новизна исследований. В результате работы впервые
показан характер влияния температуры воздуха и увлажнения почвы в период от цветения до созревания зерна на покой семян тритикале.
Впервые показана распространённость аллеля низкостебельности Rht- Blb и 2R/2D-замещения среди образцов гексаплоидной озимой тритикале различных регионов происхождения.
С помощью молекулярных маркеров на рекомбинантных линиях изучено влияние 2R/2D-замещения и аллелей гена Rht-Bl на покой семян, высоту растений и элементы зерновой продуктивности озимой тритикале.
Впервые на тритикале установлена связь устойчивости к мучнистой росе с микросателлитным маркером Xwmcl04.
Положения диссертации, выносимые на защиту:
-
-
Влияния температуры, осадков, полива и азотной подкормки на покой семян тритикале, наследуемость индекса прорастания зерна по годам.
-
Влияния 2R/2D-хромосомного замещения и гена Rht-Bl на покой семян, элементы зерновой продуктивности и морфологические параметры растений тритикале.
-
Связь покоя семян с выполненностью зерна тритикале.
4. Распространённость аллелей гена Rht-Bl и 2R/2D-3aMern,eHM среди
сортообразцов гексаплоидной озимой тритикале.
Практическая значимость. С помощью ПЦР-маркеров проведён анализ 134 образцов гексаплоидной озимой тритикале кафедры селекции и семеноводства полевых культур РГАУ-МСХА на наличие 2R/2D-замещения и аллелельное состояние гена низкостебельности Rht-Bl (аллели a и b). Показано влияние гена Rht-Bl и 2R/2D-замещения на продуктивность колоса и её элементы, высоту растений, устойчивость к полеганию, выполненность зерна и покой семян, как фактор устойчивости к прорастанию зерна в колосе. Полученные результаты могут быть использованы для планирования селекционной работы (создания модели сорта на генетической основе, подбора пар для гибридизации). Показана связь устойчивости к мучнистой росе тритикале с микросателлитным маркером Xwmc104.
Достоверность результатов. Эксперименты проведены в соответствии с общепринятыми методическими принципами. Достоверность выводов основывается на статистической обработке данных.
Апробация работы. Результаты исследований были доложены на XI молодёжной научной конференции «Биотехнология в растениеводстве, животноводстве и ветеринарии» в ГНУ ВНИИСБ Россельхозакадемии (Москва, 2011 г.), конференции молодых учёных и специалистов в РГАУ- МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва, 2011 г.), II международной школе- конференции молодых учёных «Генетика и селекция растений, основанная на современных генетических знаниях и технологиях» (Звенигород, 2011 г.), международной летней школе "Биотехнологии в сельском хозяйстве (AgroBioTech-12)" в РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва, 2012 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, из них две - в изданиях, рекомендуемых ВАК.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 140 страницах и состоит из введения, 3 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы и приложения. Она содержит 37 таблиц и 8 рисунков. Список использованной литературы включает 197 наименований, в том числе 161 - на иностранных языках.
Похожие диссертации на Оценка эффективности методик отбора устойчивых к прорастанию на корню форм озимой тритикале
-
