Введение к работе
Актуальность темы. Традиционные методы создания сортов, используемые в селекции пшеницы, не всегда достаточно эффективны. Многие годы для увеличения внутривидовой изменчивости используется индуцированный мутагенез. При этом встречается явление генетической нестабильности мутантов. Оно было впервые выявлено B.McClintock (1951). На детальное изучение этой проблемы направлены исследования в Институте генетики и цитологии НАН РБ под руководством В.Г.Володина. Эти работы, прежде всего, были ориентированы на изучение качественных признаков и выявление причин и механизмов резкого увеличения изменчивости среди мутанто-сортовых гибридов пшеницы, полученных при скрещивании яровых форм. Однако в селекции растений в центре внимания стоят проблемы наследования и проявления количественных признаков. В последнее время в селекции яровой пшеницы широко и успешно используются скрещивания между яровыми и озимыми формами. Поэтому изучение возможности использования нестабильных мутантов в селекции на продуктивность путем вовлечения в гибридігзацию не только яровых, но и озимых форм, вполне актуально, .и это направление может стать перспективным, так как потенциал межсортовых скрещиваний пшеницы ограничен.
Дели и задачи. Целью нашей работы явилось исследование стабильных и нестабильных мутантов в качестве компонентов мутанто-сортовых гибридов и определение закономерностей наследования хозяйственно-ценных признаков при создании исходного материала яровой мягкой пшеницы.
В связи с этим нами решались следующие задачи:
-
Выяснить особенности наследования хозяйственно ценных признаков при скрещивании яровых и озимых форм в системе сетевых пробных скрещиваний;
-
Определить комбинационную способность сортов и мутантов в системе диаллельных скрещиваний;
-
Выполнить генетический анализ количественных признаков по Хейману;
-
Выявить зависимость генетических характеристик от условий выращивания путем испытания гибридов пшеницы в различные годы;
-
Определить адаптивную способность и экологическую стабильность изучаемых генотипов;
6. Установить тесноту взаимосвязи количественных признаков
пшеницы в изменяющихся условиях среды;
7. Дать оценку условиям вегетации в годы исследований в плане их
влияния на изменчивость признаков у родительских форм и гибридных
популяций пшеницы.
Объект и предмет исследований. Объектами исследований были гибриды, полученные в результате скрещивания нестабильных и стабилизированных мутантов с яровыми и озимыми сортами и мутантами мягкой пшеницы.
Гипотеза. Использование нестабильных мутантов пшеницы в качестве компонентов в скрещиваниях с озимыми и яровыми формами даст возможность создания высокопродуктивных и экологически стабильных генотипов в результате сочетания разных типов развития, различного происхождения и за счет положительных эффектов мутировавших генов в новой генотипической среде.
Методология и методы проведения исследований. Проведение полевых опытов и лабораторный анализ полученного материала были выполнены согласно общепринятым методикам. Оценка комбинационной способности при скрещивании яровых и озимых форм осуществлена по методу В.К.Савченко (1984). Комбинационная способность в системе диаллельных скрещиваний проведена по второму методу Гриффинга (1956), определение генетических параметров - по методике Хеймана (1954), модифицированной Джонсом (1965) для анализа только прямых гибридов. Селекционная ценность и экологические характеристики получены по методике, разработанной А.В.Кильчевским и Л.В.Хотылевой (1989). Статистический анализ полученных результатов осуществлялся по программам вычислительного центра Института генетики и цитологии НАН РБ и кафедры генетики и ботаники БСХА.
Научная новизна полученных результатов. Впервые нестабильные мутанты яровой пшеницы скрещивались с озимыми формами. Дана, оценка их комбинационной способности, описан характер наследования основных хозяйственно полезных признаков! Были установлены особенности проявления гибридного некроза и признака «тип развития» при использовании в скрещиваниях мутантных форм. Изучение в системе диаллельных скрещиваний мутантов и их исходного сорта позволило лучше выявить природу мутантов, характер взаимодействия генов при наследовании количественных признаков. Испытание гибридов в различных условиях и оценка их экологической стабильности определило перспективность использования нестабильных и стабилизированных мутантов в адаптивной селекции.
з"
Научная и практическая значимость работы состоит в том, что в результате анализа комбинационной способности и характера взаимодействия генов выявлено, что мутанты, обладающие генетической нестабильностью, проявляют различные взаимодействия генов в зависимости от генотипической среды. При этом каждый мутант представляет собой совершенно новую генетическую систему, которая существенно отличается от исходного сорта. Различия проявляются не по отдельным мутировавшим признакам, а в наследовании комплекса количественных признаков. Практическая значимость работы в том, что в результате мутанто-сортовых скрещиваний были отобраны перспективные образцы и обоснована целесообразность использования созданных коллекций мутантных форм в селекции на продуктивность и экологическую стабильность.
Основные положения, выносимые па защиту. В результате анализа данных, полученных экспериментальным путем, нами выявлено: большинство количественных признаков у мутанто-сортовых гибридов яровой пшеницы контролируются аддитивно-доминантной генетической- системой, экспрессивность "которой в значительной степени модифицируется условиями среды, вплоть до переопределения генетической формулы, большинство мутантов имеют большую концентрацию рецессивных генов, контролирующих количественные признаки, чем испытуемые сорта;
использование нестабильных и стабилизированных мутантов пшеницы в качестве компонентов для скрещиваний дают возможность получения гибридов не только с высоким потенциалом продуктивности, но и обладающих высокой адаптивной способностью и экологической стабильностью; наиболее оптимальные условия, обеспечивающие максимальное развитие признака, далеко не всегда способствуют выявлению генетического разнообразия популяций яровой пшеницы. Личный вклад соискателя. Диссертант принимала участие в разработке программы исследований и методики проведения экспериментов. Самостоятельно были выполнены полевые и лабораторные опыты, осуществлена работа по гибридизации, проведена математическая обработка, анализ и обсуждение полученных данных.
Апробация результатов диссертации. Результаты исследований докладывались на научно-практических конференциях БСХА 1986 -1989 гг., на Международной конференции «Актуальные проблемы эко-
логии на пороге третьего тысячелетия», Брянск, 1999 г., на конференции, посвященной 25-летию Смоленского СХИ, Смоленск, 1999 г.
Опубликованность результатов. По материалам диссертации опубликовано 7 статей. Общий объем опубликованных работ - 26 страниц.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, обзора литературы, результатов исследований, заключения, списка используемых источников литературы и приложений. Общий объем включает 162 страницы, 72 таблицы, 16 рисунков. Перечень используемых источников литературы включает 247 наименований, в том числе 72 - на иностранных языках.
