Введение к работе
Актуальность исследований. В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986— 1990 гг. и на период до 2000 года» предусмотрено дальнейшее увеличение производства зерна и создание прочной кормовой базы для животноводства. Весомый вклад в решение этих задач должны внести селекция и семеноводство.
С особенностями цветения и опыления зерновых культур тесно связано формирование урожая, приемов создания новых сортов и поддержание их чистоты в процессе семеноводства. В свете этого еще недостаточно изучено влияние генетических и экологических факторов на характер цветения и опыления пшеницы и тритикале. Пока не используется хазмогамия как показатель адаптивной изменчивости колосовых злаков в селекционно-семеноводческой практике, не выявлена роль онтогенетической приспособленности и гетерозиготное генотипов, хромосомного контроля в протекании спонтанной гибридизации озимой мягкой пшеницы. Дальнейшее повышение результативности селекции в деле выведения интенсивных сортов основывается и на разработке оригинальных методик создания исходного материала с помощью рекомбиногенеза и мутагенеза. Особенно важны эти методики для успешной селекции новых сельскохозяйственных культур — озимой твердой пшеницы и тритикале.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы заключалась в научном обосновании и разработке эффективных путей использования репродуктивного и мутационного процессов в селекции и семеноводстве озимой пшеницы и кормовой тритикале в засушливых условиях юга Украины. В связи с этим в задачу исследований входило:
изучить эколого-генетическую обусловленность типа цветения сортов и гибридов озимой пшеницы и тритикале;
выявить особенности протекания спонтанной гибридизации у сортов и гибридов озимой мягкой пшеницы и тритикале;
установить хромосомный контроль спонтанной гибридизации озимой мягкой пшеницы;
разработать некоторые критерии для совершенствования методики селекции озимой пшеницы и кормовой тритикале для интенсивной технологии возделывания;
отработка принципов селекции сортов озимой твердой пшеницы с высоким качеством зерна, равных по продуктивности озимой мягкой пшеницы, и создание ее интенсивных сортов;
разработка методов селекции озимой тритикале на зеленый корм с повышенной семенной продуктивностью.
Научная новизна работы. Установлено, что в засушливой степи юга Украины между величиной хазмогамии у сортов и гибридов озимой пшеницы и продуктивностью колоса, а в итоге и урожая зерна, наблюдается прямая зависимость. Теоретически и практически обоснован вывод, что размер хазмогамии — это норма реакции генотипов на условия возделывания. У сортов степной зоны хазмогамия является основным типом цветения озимой пшеницы и тритикале.
Показано, что в определении величины хазмогамии решающую роль играет морфотип колоса. В степных условиях отбор остистых форм озимой пшеницы благоприятствует созданию сортов с большей засухоустойчивостью, что влияет на Украине и в Молдавии на ареалы распространения сортов, относящихся к разновидности эритроспермум.
Ретроспективный обзор успехов селекции озимой мягкой пшеницы в степи УССР позволил вычленить новый вид изменчивости — селекционно-автономную, проявление которой обусловлено многолетним давлением искусственного отбора.
При больших размерах хазмогамии в степи Украины перекрестное опыление у озимой пшеницы в среднем составляет 1,5%, у некоторых инорайонных сортов оно возрастает до 5,1%. В результате анализа в географических опытах 777 тыс. растений впервые показано, что величина спонтанной гибридизации зависит как от сорта и гетерозиготности гибридов озимой пшеницы, так и от соответствия нормы их реакции условиям выращивания. При неблагоприятных условиях вегетации, когда заметно снижается урожай, у всех сортов (особенно у инорайонных) резко увеличивается спонтанная гибридизация, что способствует их биологическому засорению.
Впервые на полных сериях моносомных линий двух сортов изучена величина спонтанной гибридизации у мягкоіі пшеницы. Выявлено, что она контролируется отдельными хромосомами геномов В и Д. В зависимости от погодных условий однотипным действием обладают и разные хромосомы В стрессовых условиях засухи увеличивается экспрессивность и число хромосом, влияющих на возрастание размеров спонтанной гибридизации.
Оригинальны исследования по изучению цветения и пыления новой сельскохозяйственной культуры — тритикале. 1о типу полового размножения эта культура отнесена к фа-ультативному самоопылителю. На основе этих исследований азработаны новые подходы, которые способствуют сохране-[ию в чистоте генофонда тритикале в системе семеновод-тва.
Теоретически обоснованы и экспериментально апроби-юваны новые приемы повышения зимостойкости озимой пше-:ицы и получения оригинальных по устойчивости к ржавчи-іам мутантов с помощью химического мутагенеза.
Предложены новые способы отбора короткостебельных їлаковьіх растений с удлиненными колеоптиле (А. с. № 697107) и высокопродуктивных форм колосовых культур ;А. с. № 1237125).
Разработаны модели интенсивных сортов и практически созданы сорта озимой твердой пшеницы, достигающих ю урожаю высококачественного зерна уровня современных ортов озимой мягкой пшеницы. Показано, что обогащение енофонда озимой твердой пшеницы генами карликовости їроизошло от мягкой пшеницы, а затем внутривидовые скре-дивания полукарликовых растений озимой твердой пшеницы г высокорослыми способствовали увеличению формообразо-їания у культуры и ускорили создание у нее принципиально яовых сортов.
Теоретически обоснованы и практически проверены модели кормовых сортов озимой тритикале с повышенной семенной продуктивностью, способных на юге Украины в конце мая — начале июня давать с 1 га сбор зеленой массы, равный урожаю силосной кукурузы. Впервые изучено качество зеленой массы озимой тритикале.
Практическая значимость и использование результатов работы. Для юга Украины даны рекомендации по прогнозированию размеров биологического засорения озимой мягкой пшеницы; разработаны мероприятия, позволяющие сохранять от генетической эрозии в этой зоне коллекционные образцы и возделываемые сорта, особенно в системе первичного семеноводства.
— Получены мутанты озимой мягкой и твердой пшеницы, обладающие повышенной зимостойкостью, продуктивностью, устойчивостью к ржавчинам, короткостебельностыо и удлиненным колеоптиле. Некоторые из них передавались в госиспытание как сорта (Селена, Перлына), вошли в генофонд, ВИРа (Каталог мировой коллекции ВИР. — Л., 1977, вып. 193). Мутантный сорт озимой пшеницы Кормовая 30 районирован с 1983 г. и внедряется в производство (3 обл. Украины). Мутантные формы и сорта в настоящее время широко
используются селекционерами страны в качестве исходное материала.
На основе новых подходов к ведению селекционной ра боты с озимой твердой пшеницей, основанных на обогащениі ее генофонда за счет межвидовой гибридизации и совершен ствования культуры путем внутривидовых скрещиваний, соз дан ряд высокопродуктивных короткостебельных форм с ком плексом хозяйственно ценных признаков. Изучено и передані в госиспытание 5 оригинальных сортов, из которых три райо нированы: с 1983 г. сорт Парус (2 обл. Украины), с 1985 г.— Коралл одесский (5 областей Украины, Дагестанская и Ка бардино-Балкарская АССР), на 1990 г. районирован сор' Айсберг одесский (2 области Украины, Ставропольский край, Киргизская ССР; на 1991 г. он предлагается к райони рованию еще в 6 областях). В 1987 г. они высевались в степ ном регионе страны на 58% посевной площади, занятой ози мой твердой пшеницей.
Выведены и изучены три новых сорта озимой тритика ле (Одесский кормовой, Фотон, Бугская), переданные в гос испытание. С 1980 г. районирован сорт тритикале на корм і семена Одесский кормовой (в 1988 г. в 8 областях Украины Молдавской ССР и Северо-Осетинской АССР). Разработан ные организационные меры способствовали ускоренном} внедрению его в производство.
Описания новых способов отбора растений, защищенные авторскими свидетельствами №№ 697107 и 1237125, широко разосланы селекционерам страны для практического использования. Они включены в учебник для сельскохозяйственных вузов «Практикум по селекции и семеноводству полевых культур» (М., 1987).
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на II, III и V съездах ВОГиС им. Н. И. Вавилова (Москва, 1972, 1987; Ленинград, 1977); на съездах УОГиС (Киев, 1971, 1976; Умань, 1986); на Всесоюзных совещаниях по экспериментальному (Краснодар, 1970; Кишинев, 1974, 1987) и химическому мутагенезу (Москва, 1981 —1987); на заседании президиума АН СССР (Москва, 09.04.1981); на совещаниях по проблеме Координационного центра стран—членов СЭВ «Разработка теор. основ селекции и семеноводства...» (НРБ, Толбухин, 1974, Чирпан, 1980; Одесса, 1981); на Всесоюзных совещаниях по генетике и селекции тритикале (Каменная степь, 1975; Харьков, 1980), отдаленной гибридизации растений и животных (Москва, 1982), селекции озимой твердой пшеницы (Одесса, 1983); на Всесоюзных и республиканских конференциях по экологической генетике, адаптации и рекомбиногенезу растений (Кишинев, 1979, 1981, 1982, 1984); на Всесоюзных совещаниях по иммунитету с.-х. расте-4
шй к болезням и вредителям (Омск, 1981; Ленинград, 1981); іа региональных совещаниях о роли микроэлементов у рас--ений (Умань, 1978; Житомир, 1982); на заседаниях научно-яетод. совета Юго-западного селекцентра (Одесса, 1978— 984); на научных конференциях преподавателей ОСХИ [Одесса, 1983—1989).
За достигнутые успехи в выведении и внедрении новых ортов автор диссертации неоднократно был участником ЇДНХ СССР и УССР, награжден 2 серебряными медалями ЗДНХ СССР (1985, 1986) и Дипломом II степени ВДНХ /ССР (1982).
Публикации результатов исследований. Основные поло-кения диссертационной работы отражены в 54 статьях (об-цим объемом 22,5 п. л.) и 7 авторских свидетельствах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из вве-ения, 10 глав, выводов и практических рекомендаций. Она зложена на 429 страницах машинописи, включает 107 таблиц 18 рисунков. Приложение содержит 21 таблицу и 19 доку-іентов о внедрении в практику результатов исследований. Список использованной литературы включает 756 наименова-ий, в том числе 103 на иностранных языках.
