Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время одно из приоритетных направлений селекции свеклы столовой – создание гетерозисных межлинейных гибридов. Гибриды F1 превосходят родительские формы по урожайности в среднем на 30-50%, отличаются устойчивостью к болезням и вредителям, неблагоприятным условиям среды, выравненностью, скороспелостью, лежкостью, высокими вкусовыми качествами, обеспечивают более надежную защиту авторских прав.
Наибольший эффект гетерозиса достигается при максимальной гибридности потомства. Для достижения этой цели используют различные генетические системы размножения растений, в частности цитоплазматическую мужскую стерильность (ЦМС).
Работы по созданию гибридов свеклы столовой на основе ЦМС в России в настоящее время находятся на начальном этапе. В государственном реестре селекционных достижений на 2011 год зарегистрировано 77 сортов и гибридов свеклы столовой, из них 11 гибридов F1 зарубежной и 2 – отечественной селекции. Гибриды зарубежной селекции по результатам госсортоиспытания рекомендованы для возделывания в различных регионах нашей страны, отличаются высокой урожайностью, товарностью, выравненностью корнеплодов, однако уступают сортам отечественной селекции по биохимическому составу, вкусовым качествам, лежкости. Задача отечественной селекции – создание гетерозисных гибридов свеклы столовой, конкурентоспособных, с высокими качествами и устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды. Селекция на гетерозис требует привлечения совершенно нового исходного материала – гомозиготных инбредных линий. В связи с этим большое значение имеет всестороннее изучение разнообразных популяций свеклы столовой, выделение селекционно ценных биотипов и создание на их основе mf и ms линий для получения гетерозисных гибридов.
Цель исследований – поиск, создание и оценка селекционного материала, как исходного, для селекции на гетерозис свеклы столовой.
Задачи исследований:
1. Оценить коллекционный и селекционный материал свеклы столовой по комплексу хозяйственно ценных признаков и на основе выделенных создать перспективные исходные инбредные потомства.
2. Изучить особенности фенотипического проявления признака ЦМС свеклы столовой.
3. Изучить особенности проявления и наследования признака ЦМС инбредных потомств.
4. Оценить инбредные потомства по комплексу морфо-биологических и хозяйственно ценных признаков.
5. Изучить наследование основных морфо-биологических и хозяйственно ценных признаков комбинаций скрещивания, полученных на основе ЦМС.
Научная новизна результатов исследований. Показана возможность получения ms-форм с высокой степенью стерильности в инбредных потомствах I1-I2 сортовой (Нежность) и гибридных (Red Klaud, Red Ace) популяций. По характеру окраски выделено четыре типа пыльников ms-растений. Показана взаимосвязь окраски пыльников с их диаметром; числом, диаметром и стерильностью пыльцевых зерен. Установлена отрицательная зависимость между степенью стерильности растения и функциональными характеристиками мужского микрогаметофита фертильных цветков: с увеличением степени стерильности уменьшаются диаметр, жизнеспособность фертильной пыльцы, длина пыльцевой трубки (r = -0,84; -0,88; -0,85 соответственно).
Показано отсутствие взаимосвязи между степенью стерильности исходного генотипа и характером проявления этого признака в инбредном потомстве: в инбредных потомствах ряда генотипов с высокой степенью стерильности признак ЦМС может полностью отсутствовать, в то время как в инбредных потомствах фертильных растений возможно появление полностью стерильных форм.
Впервые использована культура штеклингов для получения фертильных и частично-стерильных инбредных потомств свеклы столовой.
Практическая значимость. Создан перспективный инбредный материал с комплексом хозяйственно ценных признаков: урожайность, товарность, благоприятное соотношение «листовая розетка/корнеплод» – 274/2/2mf, 274/2/3mf, 274/1/2ms, 274/1/4ms, 274/1/7ms; 300/1/2mf, 300/5/1mf; 295/2ms, 295/5ms, 295/7ms. Выделены растения со 100% стерильностью (271/2/34, 300/5/3, 295/5/42, 295/5/43, 295/7/1; 295/7/7) и перспективные mf-формы I2-4 (227/4/38, 274/5/19, 275/10/6, 324/1/2, 295/7/9, 295/3/12, 295/6/13), на основе которых получены комбинации скрещивания для последующей оценки и выделения закрепителя стерильности. Модифицирован состав питательной среды для проращивания пыльцы свеклы столовой, включающий 25% ПЭГ-6000, 5мг/100мл борной кислоты, 15мг/100мл нитрата кальция. Разработана схема использования штеклингов для получения инбредных потомств за один год.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Международной научной конференции в РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (2009 год), на отчетных сессиях аспирантов, а также на заседаниях научно-методического совета ВНИИССОК (2006-2009 годы).
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы, в том числе одна в журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 158 страницах, состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, рекомендаций, списка литературы и приложения; содержит 17 таблиц, 30 рисунков, 10 приложений. Список использованной литературы включает 197 наименований, в том числе 36 иностранных авторов.
