Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ
Глава І. АСПЕКТЫ ПОВЫШЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ: БЕЛКА И ЛИЗИНА В ЗЕРНЕ ПШЕНИЦЫ .
І.І.Генетические источники высокого содержания и качества белка в мировой коллекции
пшеницы
1.2.Методы и результаты селекции на повышение содержания белка и лизина в зерне
пшеницы
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЖА
2.1.Агроклиматические условия проведения
опытов
2.2.Характернетика форм озимой пшеницы,
используемых в изучении
2.3.Методика исследований
Глава 3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕІІНОСТИ ВЫСОКОЛИЗИНОВЫХ МУТАНТОВ
3.1. Вегетационный период
3.2. Динамика накопления сухого вещества, белка и лизина в зерне мутантов .
Глава 4.АНАЛИЗ НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ ВЫСОКОЛИЗИНОВЫХ МУТАНТОВ 4.1.Наследование признака "дефективный эндосперм"
4.2.Наследование окраски колоса и стебля
4.3.Анализ сцепленного наследования генов
4.4.Локализация мутантних признаков по группам сцепления
Глава 5. СОДЕРЖАНИЕ БЕЛКА И ЛИЗШІА В ЗЕРНЕ ГИБРИДОВ И ИХ РОДИТЕЛЬСКИХ ФОРМ 67
5.1. Характеристика родительских форм по содержанию белка и лизина в зерне 67 5.2.Наследование содержания белка и лизина в зерне 69
5.3.Анализ содержания белка и лизина в зерне F2 74
5.4.Особенности наследования содержания белка и лизина в зерне Рд и эффективность
отбора по этим признакам 77
Глава 6.НАСЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ ПРОДУКТИВНОСТИ 88
6.1.Первое поколение гибридов 88
6.2.Второе поколение гибридов 98
Глава 7. РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ 108
ВЫВОДЫ 122
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ 125
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 128
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение к работе
Отстаивая незыблемость пролетарского государства В.И.Ленин подчеркивал: "Лишь будучи фактически владельцем достаточного продовольственного фонда, рабочее государство в состоянии прочно стоять в экономическом отношении на собственных ногах" /I/. Поэтому с первых лет существования Советской власти развитие сельского хозяйства велось под ленинским лозунгом "Борьба за хлеб -это борьба за социализм", который не утратил актуальности и в наши дни.
В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" /2/, утвержденных на ХХУІ съезде КПСС предусмотрено дальнейшее увеличение среднегодового производства зерна в 11-ой пятилетке до 238-243 млн.тонн и в 12-ой пятилетке - 250-255 млн.тонн.
Проблема дальнейшего роста производства зерна взаимосвязана с проблемой качества белка и является актуальной в связи с недостаточным уровнем содержания белка и лизина в зерне и низкими питательными и фуражными качествами современных районированных сортов пшеницы. В решении этой проблемы большая роль отводится селекции сортов пшеницы, сочетающих в себе высокую потенциальную урожайность (80-90 ц с га) с повышенным содержанием белка в зерне (15-16 %) и лизина в белке (свыше 3,0 %).
Районированные в настоящее время сорта на Северном Кавказе, в основном, обладают высокой потенциальной урожайностью,хорошими мукомольно-хлебопекарными качествами,но содержание белка в зерне и лизина в белке у них невысокое. Для получения новых сортов с повышенными качествами необходимо усилить работу в направлении поиска источников высокого содержания белка и лизина в зерне пшеницы, изучить закономерности наследования этих признаков при гибридизации и определить эффективность отбора/Изучение этих вопросов начато сравнительно недавно и проводилось в основном на кукурузе ( E.T.Mertz et al. /187/,О.E.Nelson et al. /l90/,A.C.My-сийко и др./93/,М.И.Хаджинов и др./25,Ю2/,Г.С.Галеев и др./26/ И другие) И на ячмене ( L.Munck /189/, L.Munck et al. /145/ , H.Doll et al. /166/, H.C.Bansal et al. /138/,В.М.Шевцов и др./126/,Л.В.Денисова /30/,Э.Д.Неттевич и др./95,96/,М.В.Лукьянова и др. /73/ и другие).
Впервые наследование белка и лизина в зерне пшеницы изучено за рубежом ( A.Haunold et al. /1б2/, V.A.Johnson et al. /135,, 142,156/,К.Richter et al. /196/ и другие). В нашей стране эти вопросы изучали О.И.Майстренко /27,88/, В.Г.Конарев /55,57/, В.М.Бебякин /5,6,7,8,45/,А.П.0рлюк /89,90,91/,А.А.Созинов /III, 113,115/, Р.А.Воробьева /23,24/ и другие.
До 1968 года у пшеницы не было таких выдающихся доноров белка и лизина как Опак-2 у кукурузы и Хайпроли у ячменя. Однако, полученные А.Ф.Жогиным в Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства им.П.П.Лукьяненко (КНИИСХ) высоколизиновые мутанты мягкой пшеницы с дефективным эндоспермом /37/, расширили генофонд рода Triticum L. и возможности гибридизации в селекции на качество.
Мутация "дефективный эндосперм" у мягкой пшеницы почти не изучена в генетическом и селекционном плане.В связи с этим перед нами была поставлена цель: определить возможности использования высоколизиновых и высокобелковых мутантов, имеющих дефективный эндосперм, в качестве доноров высокого содержания белка и лизина в зерне при создании сортов озимой мягкой пшеницы интенсивного типа с высокими качествами зерна.
Программой исследований предусмотрено изучить:
- биологические особенности высоколизиновых мутантов;
- характер наследования белка и лизина в зерне градов, полученных на базе этих мутантов;
- элементы структуры продуктивности растений гибридов и родительских форм;
- возможность получения линий, сочетающих высокую продуктивность с повышенным содержанием белка и лизина в зерне.
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что впервые:
- проведены исследования в селекции озимой мягкой пшеницы на улучшение питательной ценности зерна путем увеличения в нем содержания белка и лизина с использованием в качестве доноров мутантов КМ 4480 и КМ 4705-4, имеющих дефективный эндосперм;
- дана всесторонняя оценка генетическим источникам высокого содержания белка и лизина в зерне - мутантам КМ 4480 и КМ 4705-4;
- изучено наследование мутантных признаков с использованием гибридологического и моносомного анализов;
- установлены взаимосвязи гена "дефективный эндосперм" с хозяйственно-ценными признаками;
- на базе высоколизиновых мутантов созданы линии,сочетающие высокую урожайность зерна с повышенным содержанием белка в зерне и лизина в белке."
Исследования, проведенные в период 1977-1983 гг., позволили установить, что высоколизиновые мутанты с дефективным эндоспермом являются ценными донорами белка и лизина, при скрещивании с которыми можно получить формы устойчиво сохраняющие высокое содержание белка и лизина в поколениях.
В процессе изучения Pj - Pg гибридов установлено: I) во втором поколении гибридов растения,содержащие белок и лизин в зерне на уровне продуктивных сортов, а так же с псевдо-черной цветковой чешуей и антоциановой пигментацией стебля подлежат выбраковке как неперспективные или тесно связанные с мутацией "дефективный эндосперм";
2) отбор растений с повышенным содержанием белка, лизина в зерне и лизина в белке эффективен на ранних этапах селекции при условии больших выборок и контроля этих признаков в последующих поколениях;
3) повторные отборы в Pg - 5g форм, не расщепляющихся по фенотипическим признакам, эффективны при создании сортов с повышенным содержанием белка и лизина в зерне.
В результате выделены продуктивные линии с обычным содержанием белка и лизина в зерне,продуктивные линии с повышенным содержанием белка в зерне, продуктивные линии с повышенньм содержанием лизина в белке, продуктивные линии с повышенным содержанием белка и лизина в зерне пшеницы, которые в настоящее время используются в гибридизации в качестве исходного материала селекционерами Краснодарского НИИСХ им. П.П.Лукьяненко,Украинского НИИ растениеводства, селекции и генетики им. В.Я. Юрьева, Донецкой областной государственной сельскохозяйственной опытной станции,изучаются в Институте молекулярной биологии и генетики АН УССР и Московском государственном университете им.М.В.Ломоносова. Передано 8 линий озимой мягкой пшеницы в Национальный генофонд СССР (коллекция ВИР).
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю работы члену-корреспонденту ВАСХНИЛ, кандидату сельскохозяйственных наук Ю.М.Пучкову, а также благодарит сотрудников отдела селекции и первичного семеноводства КНИИСХ за ценные предложения и замечания, высказанные по настоящей работе.
