Введение к работе
Актуальность исследований. Люпин желтый (Lupinus luteus L.) имеет ряд неоспоримых преимуществ перед другими, возделываемыми в РФ, однолетними видами люпина. В бывшем СССР он возделывался на площади около 2 млн. га. Главным его недостатком является высокая восприимчивость к грибным и вирусным болезням. Наибольшую вредоносность в настоящее время проявляет антракноз, вызываемый несовершенным грибом Colletotrichum lupini. В эпифитотийные годы эта болезнь почти полностью уничтожает урожай. По этой причине возделывание люпина желтого в России практически прекратилось. Однако, в последние годы в связи с необходимостью наращивания производства растительного белка для реализации Национального проекта «Развитие АПК» интерес к возрождению культуры люпина многократно возрос (Чекмарев, Артюхов, 2011). В современных экономических условиях роль люпина усиливается и как мощного фактора биологизации земледелия (Яговенко и др., 2011). Кроме кормового, сидерального использования люпин имеет целый ряд рентабельного применения и в других производствах. Создание новых толерантных к антракнозу сортов люпина желтого создает предпосылки к реанимации его культуры. Только в условиях европейской части Нечерноземной зоны РФ при 7% насыщения севооборотов, люпин желтый может возделываться на площади 450 тыс. га (Лихачев и др., 2011).
Генетический потенциал любого селекционного достижения по полевым культурам реализуется через семена. Этим и определяется высокое назначение семеноводства, в первую очередь – производства оригинальных и элитных семян – воспроизводителей и стабилизаторов ценных хозяйственно-биологических признаков и свойств сорта. По генетически выровненным сортам зернобобовых культур применяют более простые методы производства семян элиты: простой пересев, контролируемый пересев, механический отбор фракций и др. (Зотиков и др., 2011). Для люпина желтого эти методы неприемлемы. Во-первых, этот вид является факультативно-, энтомофильно перекрестноопыляемым растением. Доля перекрестного опыления достигает значительных величин, что способствует возникновению спонтанных гибридов, приводящих к утрате генетической аутентичности сорта (Хотылева, Савченко, 1988). Во-вторых, в процессе длительного репродуцирования в люпине возрастает концентрация антинутриновых соединений – хинолизидиновых алкалоидов, что отрицательно отражается на кормовых и пищевых достоинствах люпина, нередко приводящее к полной непригодности его продукции. При простых способах воспроизводства сорта затрудняется или даже становится невозможным контроль над проявлением этих негативных свойств. В-третьих, при массовых способах производства элиты осложняется фитосанитарный контроль и в последующих репродукциях наблюдается накопление фитопатогенных организмов, резко снижающих эффективность разностороннего использования люпина. Поэтому необходимы строго научно-обоснованные приемы и правила производства высококачественных сортовых семян люпина желтого, способствующие возрождению и расширению его культуры.
В отечественной технико-нормативной литературе отсутствуют четкие указания по оригинальному семеноводству люпина. Разработанные во ВНИИ люпина и утвержденные РАСХН «Методические указания по первичному семеноводству люпина» (М., 1996) хотя и не утратили своего основополагающего значения, нуждаются в корректировке и совершенствовании. Это вызвано новым сортиментом, глобальными изменениями климата, эволюцией фитопатогенных микроорганизмов.
Исследования были направлены на совершенствование схемы и методов производства оригинальных семян, что подтверждает их актуальность в современных условиях.
Цель исследований. Совершенствование схемы и методов первичного семеноводства люпина желтого на основе индивидуально-семейного отбора.
Задачи исследований:
-
Установить вариабельность количественных признаков семенной продуктивности элитных растений и обосновать наиболее информативный критерий их оценки и браковки.
-
Разработать дифференцированные схемы оценки и браковки линий и семей в питомниках испытания потомств I и II годов.
-
Разработать систему мониторинга за проявлением алкалоидности на различных этапах производства оригинальных семян.
-
Установить возможности улучшающего семеноводства в завершении селекционного процесса и в восстановлении генетического потенциала ранее созданных сортов.
Научная новизна. Выявлена вариабельность количественных признаков семенной продуктивности элитных растений люпина желтого. Установлена высокая информативность статистического анализа в определении модификационной изменчивости количественных признаков семенной продуктивности. Обоснован интегральный критерий оценки семенной продуктивности элитных растений. Определены параметры мониторинга сохранения генетического потенциала селекционных достижений в процессе их первичного семеноводства.
Практическая значимость. Разработана поэтапная система отбора, оценки, браковки элитных растений и их потомств при производстве оригинальных семян люпина желтого. Экспериментально подтверждена целесообразность организации первичного семеноводства нового селекционного достижения, начиная с контрольного испытания, что ускоряет его производственное внедрение к моменту включения в Госреестр. Восстановлен продуктивный потенциал сорта люпина желтого Дружный 165.
Положения, выносимые на защиту:
вариабельность количественных признаков семенной продуктивности люпина желтого;
интегральный количественный признак оценки и браковки семенной продуктивности элитных растений;
система оценки элитных растений и их потомств;
мониторинг проявления алкалоидности элитных растений и их потомств;
возможность восстановления продуктивного потенциала селекционных сортов люпина желтого в процессе улучшающего семеноводства.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и/или представлялись на Международной научно-практической конференции молодых учёных посвящённой 170-летию УО БГСХА «Молодёжь и инновации-2009» (Горки, 2009), Школе молодых ученых «Экологическая генетика сельскохозяйственных растений» (Краснодарский край, 2009), Международных научных конференциях «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянская ГСХА, 2010-2011), Международной научно-практической конференции, посвященной 55-летию Уральского НИИСХ «Стратегия развития кормопроизводства в условиях глобального изменения климатических условий и использования достижений отечественной селекции» (Екатеринбург, 2011), 13th International Lupin Conference (Poznan, Poland, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 печатных работ, в том числе одна в рецензируемом издании, рекомендованном ВАК РФ.
Личное участие автора в получении научных результатов. Совместно с руководителем разработана рабочая программа, определены методы ее выполнения, подобран исходный материал. Экспериментальные исследования, анализ их результатов, подготовка публикаций и научных докладов, оформление диссертации и ее автореферата выполнены самостоятельно.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 121 странице компьютерного текста, состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций, включает 13 таблиц, 19 рисунков и 9 приложений. Список использованной литературы включает 174 наименования, в том числе 43 на иностранных языках.
