Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Морфо-биологические особенности и технологические свойства сортов вида G. hirsutum L 8
Глава 2. Отдаленная гибридизация образцов различного географического происхождения 17
Глава 3. Условия, материал и методика проведения опыта 29
3.1. Почвенно-климатические условия проведения исследований 29
3.2. Материал 32
3.3. Методика проведения исследований 32
Глава 4. Скрещиваемость отдаленно-географических форм хлопчатника вида Gossypium hirsutum L 37
Глава 5. Наследование хозяйственно-ценных признаков отдаленных внутривидовых гибридов Fb F2 45
5.1. Характер наследования элементов продуктивности и ОКС сортов, принимавших участие в гибридизации 46
5.1.1. Высота растений и ОКС образцов 46
5.1.2. Количество симподиальных (плодовых) ветвей и ОКС образцов 50
5.1.3. Количество сформированных коробочек и ОКС образцов по этому признаку 55
5.2. Характер наследования хозяйственно-ценных признаков при отдаленно-географических скрещиваниях 62
5.2.1. Масса хлопка-сырца одной коробочки и ОКС образцов 62
5.2.2. Выход волокна у гибридов и ОКС образцов 68
5.2.3. Длина волокна и ОКС образцов 77
5.2..4. Продуктивность и ОКС образцов 82
Глава 6. Сортоиспытание линий, отобранных из отдаленно- географических гибридов F3 89
Выводы 93
Предложения производству 95
Литература 96
- Морфо-биологические особенности и технологические свойства сортов вида G. hirsutum L
- Отдаленная гибридизация образцов различного географического происхождения
- Почвенно-климатические условия проведения исследований
- Характер наследования элементов продуктивности и ОКС сортов, принимавших участие в гибридизации
Введение к работе
Актуальность темы. Хлопчатник - уникальная прядильная культура. Относится к семейству Malvaceae L., роду Gossypium L. Хлопчатник возделывается в тропиках, субтропиках, и в умеренной климатической зоне земного шара. Северная граница хлопкового пояса доходит до 38 с.ш. (США), 43 с.ш. (Узбекистан, Казахстан), 44 с.ш. (КНР). В южном полушарии хлопководство доходит до 35 ю.ш. (Австралия). Самыми высокоурожайными по производству хлопкового волокна странами мира являются США, Египет, Израиль, Австралия, Узбекистан, где он составляет 10-12 ц/га хлопкового волокна. Низкие урожаи хлопкового волокна получают в странах Азии, Африки, Океании, Европы, Южной Америки (3-6 ц/га). В 2007 году производство хлопка-волокна в Узбекистане превысило 1 млн. тонн. Эта республика занимает пятое место в мире по производству и второе - по экспорту хлопка-волокна. Ежегодно в республике производится около 3,5 млн. тонн хлопка-сырца и 1-1,2 млн. тонн хлопка-волокна, 75% которого отгружается на экспорт. По состоянию на 1-е полугодие 2005г. наиболее крупным импортером является Узбекистан (44% от общего объема импорта). Далее следуют Казахстан (16%), Таджикистан (14%), Киргизия (13%), Азербайджан (9%), Туркменистан (3%).
Внедрение средневолокнистого хлопчатника на юге России является весьма актуальной проблемой, т.к. это самая северная зона его возможного возделывания, 46 - 48 градус северной широты. Поэтому скороспелость представляется одним из важнейших направлений при создании сортов. Но, как правило, скороспелость сочетается с низкой урожайностью. Практика селекционных работ, практически по всем культурам, показывает, что более надежным методом получения ценных форм является гибридизация географически отдаленных сортов, проводимая внутри вида. Отдаленная внутривидовая гибридизация обеспечивает формообразовательные процессы в гибридных комбинациях с широким диапазоном изменчивости в поколениях признаков и свойств. Необходимым условием, повышающим
5 популярность этого метода, является также оценка комбинационной способности сортообразцов, вовлеченных в гибридизацию. Работа по изучению сортов хлопчатника вида Gossypium hirsutum L. на юге России ведется в последнее время довольно широко (А.Н. Абалдов, 2000г.; А.Н. Абалдов, Н.А. Часовский, 2000г.; А.Н. Абалдов, Н.А. Ходжаева, 2000г.; Р.К. Туз, М.Ш. Асфандиярова, 2005г.) Во ВНИИОБ за последние 5 лет проведена оценка более 500 сортообразцов, отобраны адаптированные к условиям юга Астраханской области (Г.С. Шахмедова, Н.Ю. Жарикова, 2000, 2005, 2006гг.). Создана серия сортов, районированных по югу России. Это сорта ПОСС 1,2,3,4,5 в Ставропольском крае и сорта АС 4,5,6,7,1 по Астраханской области. В основном они созданы методом отбора из лучших образцов, адаптированных к местным условиям, за исключением последних из обеих серий. Работа по гибридизации отдаленно географических форм в условиях юга России проводится впервые и является весьма актуальной и перспективной.
Связь диссертационной работы с тематическим планом НИР РАСХН.
Данная работа выполнена по тематике РАСХН по заданию 04.02. «Изучить скороспелые, высоко выходные сортотипы средневолокнистого хлопчатника G.hirsutum L. и методом гибридизации, бэккросса и отбора создать принципиально новые, генетические доноры для селекции».
Цель и задачи исследований. Целью данной работы было получение исходного материала для селекции сортов хлопчатника для юга России. В задачу исследований входило:
изучение гибридов первого и второго поколений от отдаленно-географических скрещиваний;
оценка общей комбинационной способности образцов различного экологического происхождения методом топкроссов;
- выделение наиболее ценных гибридов по отдельным и комплексу
признаков для селекции.
Научная новизна. Впервые в условиях юга России получены и изучены по комплексу признаков гибриды от отдаленно географических скрещиваний. Дана общая комбинационная способность образцов различного географического происхождения в системе топкроссов, создан исходный материал для селекции сортов.
получены и изучены межсортовые отдаленно-географические гибриды от скрещивания образцов разного экологического происхождения;
определена общая комбинационная способность сортообразцов различного происхождения методом топкроссов;
выявлены доноры по элементам продуктивности: высоте растений, количеству сформированных симподий, числу коробочек и урожайности;
выделены доноры по хозяйственно ценным признакам, массе хлопка-сырца одной коробочки, выходу и длине волокна.
Практическая значимость работы. По результатам изучения гибридов выделены доноры по отдельным элементам продуктивности и хозяйственным признакам, которые могут быть использованы в селекции при создании сортов хлопчатника для юга России. От скрещивания сорта АС-4 с Каракалпакским образцом Чимбай получен сорт АС-1, который районирован с 2008 года.
Основные положения, выносимые на защиту.
- Наследование и изменчивость элементов продуктивности гибридов
отдаленно-географических скрещиваний.
- Наследование и изменчивость хозяйственно-ценных признаков гибридов
отдаленно-географических скрещиваний.
- Выделение наиболее ценных форм для практической селекции.
- Определение общей комбинационной способности сортообразцов,
различного происхождения методом топкроссов.
Апробация результатов исследований.
Основные результаты работы доложены на 111. Научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов (Астрахань, 2005 г.). Международной конференции «Научно-производственное обеспечение развития сельского социума» (с. Соленое Займище, 2005г.). У111ДХ Международной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2005, 2006гг.). Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы, изучения, индикации прогнозирования» (Астрахань, 2007г.). X Международной конференции «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии» (Астрахань, 2008г.). На заседании кафедры агрономии Астраханского государственного университета и отдела «Селекции, семеноводства и агротехники хлопчатника» ГНУ Всероссийского НИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства(2006-2008гг.).
Публикации результатов исследований.
По материалам диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 2 в ведущем рецензируемом журнале ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 113 страницах, состоит из 6 глав, включает 24 таблицы, 19 рис Список литературы состоит из 171 наименований, в том числе 23 иностранных авторов.
Морфо-биологические особенности и технологические свойства сортов вида G. hirsutum L
Хлопчатник, род Gossypium L., по данным различных авторов, представлен большим количеством видов (Г.С. Зайцев, 1927-1928гг.; 1937г.; Я.И. Проханов, 1947г.; Ф.М. Мауэр, 1954г.; А.А. Абдуллаев, 1974г.; J.Hutchinson, 1959, 1962, 1967гг.; J. Saunders, 1961, 1971гг.; А.С. Дариев, А.А. Абдуллаев, 1974г.; А.А. Абдуллаев, А.С. Дариев, 1977г.; А.А. Абдуллаев, Н.К. Лемешев, М.Ф. Узаков, 1978г.; А.С. Дариев, П.К. Валичек, 1980г.; Р.А. Fryxell, 1965, 1968, 1969, 1970-71, 1979, 1984гг.). Вид G. hirsutum относится к Новосветским культивируемым видам (Г.С. Зайцев, 1925-1927гг.). По Saunders (1971г.) он имеет геном (AD)i. Наибольшее распространение по всему миру получили сорта этого вида. В коллекции Всероссийского института растениеводства по виду G hirsutum собрано большое количество образцов (более 4000). Следует отметить, что он наиболее изучен.
Многочисленные сорта вида G. hirsutum всесторонне изучены по морфологическим и хозяйственно-ценным признакам (П.В. Попов, 1971г.; А.В. Атланов, 1982, 1989гг. и др.). В последние годы сортообразцы этого вида широко изучены и в условиях юга России в Ставропольском и Краснодарском крае и на севере и юге Астраханской области (Касьяненко и др.2001г.; Л.П. Подольная, 2005г.; Р.К.Туз, М.Ш.Асфандиярова, 2005г.; Н.Д.Токарева, 2003, 2008гг.; М.Ш.Асфандиярова, Г.С. Шахмедова, 2003, 2005, 2007, 2008гг. и др.).
Хлопчатник средневолокнистый G. hirsutum L. по своей природе -многолетнее древесное растение. Однолетние формы, к ним относятся культивируемые сорта, это те, у которых в условиях континентального климата к осени вызревают коробочки. При отсутствии осенних заморозков такие формы могут расти без пересева в течение 3-5 лет. Хлопчатник, по своей природе многолетнее растение, поэтому у него сформировано два типа ветвей - моноподиальные (ростовые) и симподиальные (плодовые). Основной урожай формируется на симподиальных ветвях.
Каждый сорт хлопчатника имеет свои морфологические признаки, биологические особенности и технологические свойства волокна. Мы остановимся только на тех признаках и биологии их развития, которые затронуты в наших исследованиях (Е.Н. Григоренкова, Г.С. Шахмедова, В.Н. Пилипенко, 2000г.).
К морфологическим признакам относятся. Куст - его высота, количество ростовых ветвей (моноподий). Симподиальные (плодовые) ветви, высота закладки первого симподия, от их типа и длины в сильной степени зависит скороспелость.
Высота растений, количество сформированных симподиальных ветвей и коробочек — признаки которые имеют большое значение для урожайности. Известно, что основной урожай хлопчатника формируется на симподиальных (плодовых) ветвях, отсюда понятно, почему симподиальные формы растений хлопчатника составляют основу хлопководства, причем развивались они в процессе окультуривания хлопчатника. У всех скороспелых форм сильно преобладает симподиальное ветвление. Необходимо отметить, что у хлопчатника характер ветвления во многом зависит от внешних условий возделывания, в том числе и от продолжительности дня. Появление бутонов, а следовательно, и цветков связано с появлением симподиев. Чем раньше развиваются симподиальные ветви, тем раньше начинается цветение (Д.В. Тер-Аванесян, 1973г.; А.А. Автономов, 1930г.; Л.Н. Бабушкин, 1953г.; И.Г. Мирошниченко, 1928г.; М.В. Мухамеджанов, 1968г.).
Цветок - его величина, окраска, наличие антоцианового пятна, окраска пыльников. Коробочка, семена - их величина и форма, наличие подпушка на семени и его окраска, цвет волокна. Цветок хлопчатника -крупный, спайнолепестный, пятичленный. Чашечка небольшая, с короткими зубцами, венчик образован пятью крупными лепестками, в основании сросшимися в трубку. Тычиночные нити срастаются в тычиночную колонку, многочисленные пыльники свободно сидят на тычиночных нитях. Пестик имеет 3-5 гнездную завязь, в каждом гнезде у культурных видов по 8-Ю семяпочек. Завязь верхняя, рыльце лопастное низбегающее по столбику. Количество лопастей рыльца равняется количеству гнезд завязи. Пестик развивается внутри тычиночной колонки (рис.1).
Рыльце, выступающее из тычиночной колонки, часто находится в непосредственной близости или даже в соприкосновении с верхними тычинками. Созревает оно почти одновременно с пыльниками. При растрескивании пыльников, а также от легких сотрясений и колебаний цветка пыльца сразу попадает на рыльце.
Более или менее крупный и ярко окрашенный, широко раскрывающийся венчик, легкий аромат и наличие нектара, выделяемого внутрицветковыми, а также внецветковыми нектарниками, являются эффективными средствами для привлечения насекомых. Пыльцевые зерна крупные, покрытые шипиками, хорошо пристают к телу насекомых, к частям цветка и сцепляются между собой в комочки. Они почти не разносятся ветром.
Интенсивность перекреста у хлопчатника в первую очередь зависит от избирательности, количественного соотношения своей и чужой пыльцы, попадающей на рыльце, от времени ее попадания, возраста растений, времени года и других условий. Преимущественное опыление своей пыльцой и пыльцой соседних цветков и растений объясняется устройством цветка Gossypium и повадками насекомых. Пчелы, как правило, посещают последовательно ближайшие цветки, т.е. чаще всего они посещают подряд несколько цветков одного растения, затем перелетают к соседнему растению и т.д.
В производственных условиях, при посеве хлопчатника односортными чистыми массивами с пространственной изоляцией 50-100м, перекрестное опыление между соседними массивами разных сортов не превышает десятых долей процента. В то же время внутри массива при наличии насекомых-опылителей может происходить интенсивное внутрисортовое скрещивание, достигающее нескольких десятков процентов. Механическое засорение сортовых посевов не сортовыми примесями может привести в течение нескольких лет к полному «вырождению» сорта.
Сформированные в различных экологических условиях виды хлопчатника очень разнообразны. Применение на больших пространствах инсектицидов и пестицидов приводит к тому, что, наряду с вредными насекомыми, гибнет и полезная энтомофауна, ухудшается экологическая обстановка. Гибель насекомых - опылителей является принципиально важным для перекрестно-опыляемых растений. Это может отрицательно сказаться и на факультативных самоопылителях, к которым относятся культурные виды хлопчатника. Знание характера опыления для каждого конкретного вида дает возможность правильно использовать механизмы опыления и оплодотворения при селекционной и семеноводческой работе.
Отдаленная гибридизация образцов различного географического происхождения
Центральное место в трудах Н.И.Вавилова по основам селекции занимает учение об исходном материале, о подборе пар для скрещивания. Много внимания он уделял методам селекции и теории гибридизации. В общей проблеме гибридизации особое место отводил Н.И.Вавилов межвидовой гибридизации и скрещиванию эколого-географических форм. Метод гибридизации географически отдаленных форм в селекции хлопчатника, как и любой другой культуры, эффективен. На первом этапе работы очень важно иметь лабильный материал с широким диапозоном изменчивости хозяйственно-ценных признаков. Наиболее достоверным методом его получения является внутривидовая гибридизации форм, имеющих отдаленно-географическое происхождение. Д.В. Тер-Аванесян и Е.И. Каменева (1967г.) провели такие скрещивания специально подобранных родительских форм, и пришли к выводу, чем дальше отстоят исходные формы хлопчатника, тем сильнее изменчивость признаков в гибридных потомствах.
В селекционной практике широко распространен метод подбора пар при гибридизации, основанной на эколого-географическом принципе. Этот принцип предусматривает скрещивание генотипов из разных экологических зон, что создает условия для богатого генетического разнообразия в расщепляющихся поколениях гибридов. Н. И. Вавилов (1985г.) придавал большое значение подбору пар при гибридизации по принципу экологической отдаленности.
Происхождение и непрерывное улучшение культурных растений представляют собой результат процессов эволюции, направляемых человеком в соответствии со своими целями. Основные принципы селекции растений - это законы эволюции. Направленная эволюция, действующая в рамках селекции растений отличается от естественной эволюции главным образом сильно сокращенными сроками времени и более точным контролем факторов, которые управляют гибридизацией и отбором. Изменение генетической структуры популяций определяются существующим характером генетического разнообразия, системой размножения и природой и интенсивностью давлений отбора. Правильное понимание этих контролирующих факторов и позволяет селекционерам делать важнейшие вклады в селекцию растений, создавать сорта. Основные принципы отбора. Ч. Дарвин в своей теории эволюции органического мира установил, что в основе процесса образования новых форм (пород, сортов) в сельскохозяйственной практике и новых форм (разновидностей и видов) в природе лежит один и тот же общий принцип - отбор (селекция). Согласно учению Ч. Дарвина, отбор делится на естественный и искусственный.
Естественный отбор является процессом в природе, когда в естественных условиях выживают, т.е. дают потомство организмы, которые, изменяясь под влиянием внешних условий, становятся больше адаптированными к окружающей среде. Менее адаптированные организмы отмирают.
Искусственным отбором выведены все породы животных и сорта растений. Ч. Дарвин подчеркивает, что путем отбора человек создает новые формы, не существовавшие в природе.
Отбор основывается на изменчивости и наследственности организмов. Человек при помощи отбора видоизменяет и совершенствует те признаки, которые отвечают его требованиям, создавая таким путем новые породы животных и сорта растений. В подавляющем большинстве случаев он основывается на накапливании из поколения в поколение незначительных, нередко едва различимых различий.
Ч. Дарвин различал два вида искусственного отбора: бессознательный и методический. На протяжении многих тысячелетий люди проводили конечной цели. Для размножения отбирались лучшие колосья, более крупные семена или более вкусные коренья и т.д. Такой непреднамеренный, бессознательный отбор повторялся из поколения в поколение, создавал новые культурные растения.
При методическом отборе человек заранее ставит себе цель улучшить то или иное растение, заранее определяет, какие признаки и в каком направлении он будет изменять, и методически накапливает нужные изменения. Методический искусственный отбор стали применять только с конца 18 века и достигли при помощи его выдающихся результатов. Современная селекция в основном базируется на подборе форм для гибридизации и выявлению закономерностей наследования тех или иных признаков в гибридных комбинациях
Отдаленная гибридизация является одним из существенных методов селекции. Более надежным методом быстрого получения практически ценных форм является гибридизация внутри одного вида, но форм сформированных в различных экологических зонах. Д.В. Тер-Аванесян (1969г.) установил, что чем дальше отстоят исходные формы хлопчатника друг от друга по географическому происхождению, тем сильнее изменчивость признаков в гибридных потомствах При проведении отдаленно-географических скрещивания появляются генотипы, и в новой для них среде могут проявить гетерозис.
На организованной в 1922 году под Ташкентом Туркестанской Селекционной Станции (впоследствии ЦСС СоюзНИХИ) были начаты работы по практической селекции и по изучению богатой мировой коллекции, включавшей образцы семян культурного хлопчатника и его диких форм, собранных из большинства хлопководческих стран мира. Особенно показательные результаты дали работы по гибридизации различных видов и форм хлопчатника, начатые Г.С. Зайцевым и продолженные С.С. Канашем, Н.Н. Константиновым, СП. Подъяпольским, В.И. Кокуевым и другими исследователями (Мауер, 1954г.).
Начиная с 1923 года Г.С. Зайцев совместно с А.И. Беловым, СП. Подъяпольским и другими сотрудниками поставили многочисленные эксперименты по гибридизации различных форм четырех культивируемых видов хлопчатника.
За период с 1922 по 1972г. в хлопкосеющих республиках Средней Азии шесть раз производилась сортосмена. Первая сортосмена произошла в 1922-1929 гг., когда беспородные заводские смеси, состоящие в основном из видов Старого Света (G.herbaceum L., G.arboreum L.) сменились сортами отечественной селекции: Навроцкий, 169, 182 и другие, которые, относились к средневолокнистому тетраплоидному виду G.hirsutum L. Районированные в 1932-1940 годах сорта Г.С. Зайцева Ак-Джура, 182, Батыр-169 были выведены из сортов Американского происхождения.
Вторая сортосмена была осуществлена в 1934 - 1941 гг., при этом старые сорта были заменены более урожайными: 1306, 8517, 8196, 36-М-2, 0246, 2034, 35-1 и др. Ведущим был сорт 8517 (автор С.С. Канаш). Он превышал сорт Навроцкий по урожаю хлопка — сырца на 5-10%, выходу волокна — на 10-90%, имел длину волокна 30-31мм при выходе его 37-38%. Однако указанные выше сорта оказались неустойчивыми к вилту (Канаш, 1932г.; А.И. Тишин, 1979г.).
Третья сортосмена проводилась в 1941 - 1945 гг.; широкое распространение получили устойчивые к вилту сорта С-460, 18819, С-450 555 (С.С. Канаш), 1298 (И.С. Варунцян) и три новых фузариозо - устойчивых тонковолокнистых сорта 2836, 2850, 1064 (А.И. Автономов). Методом отдаленной гибридизации А.И.Автономовым был создан крупнокоробочный, устойчивый к фузариозу сорта С-6002. Длинноволокнистые сорта 133, 24, 173, 141 были получены методом отдаленной гибридизации американских и болгарских образцов. (Симонгулян Н.Г.1980) Сорт С-460, занимавший основные площади, имел ряд преимуществ перед сортом 8517; в частности, по урожаю хлопка-сырца превышал его на 5-10%, а волокна на 10-15%; длина волокна 31-33 мм., но он был позднеспелым, так как в его происхождении принимали участие завезенные из Америки позднеспелые образцы Акала, высоко-выходные и высоко-урожайные..
В годы четвертой сортосмены (1947-1960 гг.) сорт С-460 вследствие позднеспелости был заменен сортом 108-ф (Л.В. Румшевич). Этот сорт отличался высокой устойчивостью к вилту и сравнительной скороспелостью В течение этого периода успешно внедрялись сорта С-3173, С-3210 (В.И. Кокуев), 611-6 (А.Т. Светашев, Я.Е. Пензин), занимавшие основные площади в северных районах хлопководства (Д.В. Тер-Аванесян, 1973г.).
Почвенно-климатические условия проведения исследований
По показателям климата одной из наиболее благоприятных зон для возделывания хлопчатника на юге России является Астраханская область (Г.С. Шахмедова,1994;1998;2005;2006гг.). Камызякский район, где проведены исследования, расположен на юге области, в западной части дельты р. Волги. Рельеф относительно выровненный изрезан крупными водотоками. Продолжительность солнечного сияния составляет 2200-2400 час за год, количество суммарной радиации около 118 ккал/см. Сумма температур воздуха выше 10С составляет 3500-3600 С. Продолжительность теплого периода (перехода температуры воздуха выше 00С) в районе около 225-260 дней. Безморозный период длится до 200 дней.
Проведенный нами анализ температурных данных за годы исследований позволил установить, что в 2006 году сумма эффективных температур июня-июля составила 922,1 С. и оказалась благоприятной для развития хлопчатника, что способствовало раннему наступлению цветения, а именно, в первой декаде июля. Сумма активных температур в 2006 г. с июня по сентябрь составила 2924,3С. В 2007г. сумма эффективных температур за июнь-июль составила 887,8С, а активных температур за июнь- сентябрь также была высокой - 2998,7С. Самым теплым и благоприятным годом для развития хлопчатника был 2007. Как видно из рисунка 2 в течение всего вегетационного периода шло постепенное нарастание температуры начиная с мая месяца и самым теплым был август, что благоприятно сказалось ша раскрытии коробочек. Сумма активных температур за период вегетации с апреля по октябрь в 2007 году составила 4446,6С, что на 306,4С. и на 611,ЗиС. больше 2006 и 2008 годах, соответственно.
Температурный режим 2008 год несколько отличался от предыдущих лет. Сумма эффективных температур за июнь-июль была ниже, чем в предыдущие годы и составила 851,5С. За период вегетации хлопчатника июнь-сентябрь, сумма активных температур составила 2709,5 С, что почти на 200С. меньше, чем в предыдущие годы. Вследствие этого цветение и созревание хлопчатника задержалось почти на 2 недели.
По механическому составу и плодородию почвы наблюдается значительное варьирование свойств участка. Почвы незасоленные или слабозасоленные. Тип засоления - хлоридно-сульфатный. Содержание гумуса от 1,5% до 3,5% (по Тюрину). Обеспеченность азотом - от низкой до средней, калием - высокая, фосфором - низкая. Территорию экспериментального хозяйства ВНИИОБа слагают дельтовые почвы, сформированные из мощных речных отложений. Данные почвы чередуются с песчаными и супесчаными разновидностями бурых почв (Н.Д. Токарева 2005г.). Материалом исследования служили 8 образцов хлопчатника вида Gossypium hirsutum L. из 4 мест различного географического происхождения (табл.2), а также гибриды первого и второго поколения между ними и линии, отобранные из гибридов третьего поколения. Взятые в исследование образцы до использования их в гибридизации самоопылялись в течение 2 лет. Опыление проводилось пыльцой цветков отцовских форм, также изолированных накануне, и искусственным опылением кастрированных цветков в день раскрытия, затем снова надевались изоляторы. Все скрещенные коробочки по мере созревания собирались и анализировались по количеству семян, массе хлопка-сырца, выходу волокна. Затем семена объединялись по гибридным комбинациям и высевались. Кроме того, был проведен подсчет опавших коробочек от скрещенных. Процент скрещиваемости определяли как отношение сохранившихся коробочек к числу опыленных. Для повышения генетической чистоты образцов разных экологических групп, в скрещивании использовался материал не менее 2 лет самоопыления. Гибриды первого поколения вместе с родительскими формами изучали в опыте, заложенном на 5 метровых делянках. Высевалось по 100 семян. Гибриды второго поколения высевались на 5 метровых делянках в 3 кратной повторности, также с родительскими формами в каждой гибридной комбинации. Отобранные из гибридов F3 9 линий высевались на 10 метровых делянках в 6-й кратной повторности со стандартом АС-5 по методике конкурсного испытания для хлопчатника.
Во всех опытах изучались следующие признаки: морфологические -высота растений, количество сформированных симподиальных (плодовых) ветвей, число сформированных коробочек на растении в конце вегетации; хозяйственно-ценные - масса хлопка сырца 1 коробочки, выход и длина волокна, продуктивность 1 растения.
Гибриды первого и второго поколения по морфологическим признакам изучали индивидуально по растениям. Для гибридов первого поколения выборка колебалась от 20 до 25 растений, для второго от 60 до 75 растений. Хозяйственно-ценные признаки изучали рендомизированно - по пробам и по 10 растениям с каждой делянки и повторности. Схема размещения растений 70x25x1.
Для характеристики линий по хозяйственно ценным признакам проводили отбор проб. В конце вегетации собирали по 20 коробочек со второго и третьего симподия с первого места с растений каждой делянки. Массу хлопка-сырца 1 коробочки определяли делением веса сырца всех собранных коробочек на их количество.
Для определения выхода волокна, хлопок-сырец собранных коробочек разделялся на волокно и семена, взвешивался и определялся выход волокна, как процент веса волокна к весу хлопка-сырца пробы. Штапельную длину волокна определяли на «досках Мауэра».
Сбор урожая проводился вручную, сплошным методом. Учет урожайности производился взвешиванием собранного с каждой делянки хлопка-сырца. Продуктивности 1 растения определяли делением общей массы хлопка-сырца с делянки на число растений на делянке.
Характер наследования элементов продуктивности и ОКС сортов, принимавших участие в гибридизации
Селекция новых сортов и гибридов хлопчатника с высоким качеством и количеством урожая является важнейшим фактором интенсификации отрасли хлопководства. Хлопководство нуждается в новых сортах и гибридах хлопчатника с наилучшей комбинацией хозяйственно-ценных свойств и признаков, а также устойчивых к болезням, вредителям и действию экстремальных факторов внешней среды (В.Н. Красичков, 1950г.; Б.П. Страумал, 1974г.; СМ. Мирахмедов, 1977г.; В.Н. Красичков, Б.С. Сангинов, 1980г.; С.С. Канаш, 1981г.; А.И. Автономов, 1983г.; Б.С. Сангинов, 1983г.; Б.С. Сангинов, А. Джуманкулов, 2003г.).
Многочисленными исследованиями, в том числе и на хлопчатнике доказано, что одной из характерных особенностей полигенного наследования при гибридизации исходных родительских форм является промежуточный характер развития признаков у гибридов первого поколения. Это происходит в силу того, что в генотипе гибридов признак, как правило несет задатка от обеих родителей и проявляется промежуточно (А. Аширкулов, 1987г.).
Наблюдаемые случаи отклонения гибридов от средних двух родителей по признакам обусловлено как межаллельными (доминирование и сверхдоминирование), так и неаллельными (эпистатическими) взаимодействиями генов (Н.В. Турбин и др. 1961, 1971, 1974гг.; Н.Г. Симонгулян, 1977г.; М.А. Федин, 1979г.; А. Аширкулов, 1987г.) Общая комбинационная способность рассматривается как наиболее важный показатель оценки исходного материала, так как она контролируется аддитивными эффектами генов, закрепленными в процессе селекции. Поэтому эффективность селекции, более полная оценка образцов для селекции может быть дана при использовании в работе генетико-статистических методов.
В своей работе при определении донорских свойств образцов различного экологического происхождения нами и были использованы эти методы. Высота растений является одним из важных элементов продуктивности. Следует отметить, что высота растения признак сильно подверженный внешним условиям, таким как температура воздуха, влажность и агротехника возделывания. По данному признаку нами изучено 32 отдаленно географических гибрида.
Согласно Классификатора СЭВ (1969г.) сортообразцы вида G. hirsutum L. по высоте куста делятся на 5 групп: Карлик - меньше 51 см; Низкий - 51-80 см; Средний - 81 -110 см; Высокий - 111-140 см; Очень высокий - больше 140 см.
Согласно этой классификации, включенные в гибридизацию 8 образцов хлопчатника различного географического происхождения по высоте растений входили в 2 группы, а именно низкие и средние. Размах изменчивости у гибридных популяции первого и второго поколения был значительно шире (табл. 5).
Гетерозис по высоте растений при отдаленно-географических скрещиваниях отмечается как в положительную, так и в отрицательную сторону. Гетерозис по высоте растений отмечали в основном у гибридов, мало различающихся по этому признаку. Высота растений выше 90-100 см, отмечен у 9 гибридных комбинаций, в четырех из них материнской основой служил образец из Каракалпакии - Чимбай 4007. Это гибриды: Чимбай на S/S 1/1 высота растений составила Х+ Sx =93,9+ 8,3, Чимбай на КМ-13 высота их Х± Sx = 101,0+9,9, Чимбай 4007 на Линия А-3 - X+Sx= 102,6+8,6 и Чимбай 4007 на Lachata - X+Sx= 108,2+9,4 при коэффициенте доминантности hp равным 6,3, 5,9, 3,9 и 3,3, соответственно (табл. 6).
У 24 гибридов в первом поколении отмечен гетерозис, превышение как в среднем над родителями, так и над большим из родителей. У 7 из 24, доминирование составило от 5.9 до 14.4, у 5 - от 2.7 до 3.3 и у 12 - от 0.5 до 1.9. У восьми гибридов не отмечено доминирования, hp составило от -0.5 до-1.9.
Во втором поколении наблюдается затухание гетерозиса, незначительное. в гибридах с Линией А-3. Из шести гибридов, где материнской основой служил образец КК-1198 в пяти гибридных комбинациях высота растений оказалась даже выше в F2, чем Fj. Точно такая лее закономерность отмечена у гибридов Югтекс-1 на S/S 1/1 и Lachata, хотя показатели доминантности в этих гибридах отрицательные - hp -1.2, -1.2,. В трех гибридных комбинациях, у которых отмечен высокий гетерозис, в первом поколении снижение гетерозиса во втором поколении незначительное.
Это следующие гибриды: С-4727 на Чимбай 4007 - X+Sx=92,l±9,8 в F, и X+Sx=86,0±5,7 в F2, КК-1198 на Lachata X±Sx=108,2±9,4 в F, и X±Sx=102,5±4,3 в F2 поколении, Линия А-3 на Lachata X±Sx=92,7±5,l в F[ и X±Sx=88,9±4,8 в F2, Югтекс-1 на Lachata - X±Sx=88,6+13,l в F! и X±Sx=87,3±8,5 в F2. В трех гибридных комбинациях отцовской формой служил образец из Средиземноморья - Lachata.
Высокая ОКС по высоте гибридов отмечена у образцов Чимбай 4007 (100,7см) из Каракалпакии и Линии А-3 (89,5) из России (табл. 7). У образцов из Средиземноморья - S/S 1/1 и Lachata по высоте растений была самая низкая ОКС и составила 78,6 и 76,8, соответственно.
Хлопчатник, выращиваемый как однолетняя культура, имеет симподиальный тип ветвления. У культивируемых сортов плодовая ветвь закладывается в пазухе 3-10 листа. Кроме того, этот признак напрямую связан со скороспелостью и высотой растений. Количество симподиальных ветвей у форм, включенных в гибридизацию, колебался от 8,6 штук у образца Югтекс-1 из России до 14,3 шт., у КК-1198 из Каракалпакии. У 32 изученных отдаленно-географических гибридов он был различным. Так у гибридов, где материнской основой был образец Чимбай 4007 из Каракалпакии, было самое высокое количество симподиальных ветвей, высоким был и коэффициент доминантности у него. У гибрида Чимбай 4007 на Lachata количество симподиальных ветвей составило - Х+ Sx = 13,5+ 0,7 при коэффициенте доминантности hp = 43,0 у гибрида Чимбай 4007 на КМ-13, линии из Узбекистана, Х+ Sx=13,5+ 0,8, при hp =3,7, а у Чимбай 4007 на S/S 1/1 равнялось X+ Sx=13,2+ 0,9 при hp=l,6 (табл. 8). Из 7 гибридов, где материнской основой служил образец КК-1198 из Каракалпакии, во всех гибридах первого поколения число симподиальных ветвей было значительно ниже, очень низким был коэффициент доминантности, от 0.3 , 0.8 до отрицательных значений -1.3, -2.1, -2.2, -2.8. У образца КК-1198 самый высокий показатель по числу симподий- Х+ Sx=14,5+3,6, т.е если материнская форма имеет высокий показатель по числу симподий, у гибридов он или незначительно выше или даже ниже. Из четырех гибридов с материнской основой Линия А-3 из России, только гибриды Линия А-3 на Чимбай 4007 имели высокое число симподиальных ветвей, а именно X+Sx l 3,6+0,7, при hp равным 23,6. В остальных гибридных комбинациях с этой линией количество симподий было ниже, чем у самой Линии А-3. В гибридных комбинациях, где материнской основой служил другой сорт из России - Югтекс-1, высокие показатели по количеству сформированных плодовых ветвей были отмечены у гибридов Югтекс-1 на Чимбай 4007. Число симподиальных ветвей равнялось X+Sx= 13,2+ 1,4 при коэффициенте доминантности - 42,0. У формы Югтекс-1 из России было самое низкое число сформированных симподиальных ветвей - X+Sx=8,6+1,0 (табл. 8)
