Содержание к диссертации
Введение
1. Значение культуры и достижения в селекции гороха 9
1.1. Народно-хозяйственное значение и распространение гороха 9
1.2. Основные морфологические признаки и биологические особенности культуры 14
1.3. Морфотипы гороха и их значение в селекции на повышение технологичности культуры 19
1.4. Использование признака детерминантного типа роста в селекции гороха 27
2. Условия, исходный материал, схемы и методики проведения исследований 36
2.1. Почвенно-климатические условия 36
2.2. Исходный материал 41
2.3. Методика проведения исследований 45
3. Внутривидовая гибридизация как метод создания исходного материала для селекции сортов гороха 53
3.1. Результаты гибридизации 53
3.2. Наследование признаков в Fi 58
3.3. Проявление гетерозиса в F) 75
3.4. Гибридологический анализ 79
3.5. Наследование и изменчивость признаков у гибридов F2 84
4. Оценка полученного исходного материала на хозяйственно-ценные признаки 94
4.1. Оценка полученных гибридов гороха 94
4.2. Характеристика нового сорта ярового гороха Старт 98
5. Результаты селекционной работы 102
5.1. Характеристика сортов гороха, занесенных в Госреестр РФ 102
5.1.1. Яровой горох Атлант 2 102
5.1.2. Яровой горох Лавр 104
5.1.3. Характеристика сорта - «двуручки» гороха Легион 106
5.2. Характеристика сортов гороха, находящихся в Госсортоиспытании 112
6. Агротехнические особенности выращивания новых сортов ярового гороха 115
6.1. Реакция сортов ярового гороха на сроки сева и нормы высева 115
Выводы 124
Предложения селекционной практике и производству 127
Литература 128
Приложения 151
- Народно-хозяйственное значение и распространение гороха
- Почвенно-климатические условия
- Результаты гибридизации
- Оценка полученных гибридов гороха
Введение к работе
Горох - одна из важнейших зернобобовых культур в мире. В мировом земледелии горох занимал 9,8 млн. га, уступая сое, фасоли и нуту (Фадеева Т.С., Буренин В.И., 1990). Он распространен во многих странах мира, но наибольшее значение имеет в зоне умеренного климата. Максимальные площади его находятся в России (13—32% от площади посевов в мире), на Украине (8-16%), в Китае (6-12) и Индии (7-13%). Много гороха возделывается также во Франции, Чехии, Венгрии, Румынии, Дании, Канаде и США (Зотиков В.И., 2004).
В России горох возделывается во всех 12 земледельческих регионах и занимает 72...85% от посевных площадей, занятых зернобобовыми культурами. До 1991 года посевные площади под горохом составляли около 3,3 млн. га, урожайность 12,0 ц/га, валовой сбор - 3,9 млн. тонн, что обеспечивало около половины потребности в растительном белке. В 2005 году площадь посева культуры составила около 730 тыс. га, а валовой сбор едва покрывал 15-20% от потребности; средняя урожайность составила 14,1 ц/га. Северо-Кавказский регион России обладает одними из самых лучших природных условий для эффективного возделывания гороха. В 2008 году получена рекордная урожайность. В среднем по Краснодарскому краю было получено по 37 ц/га зерна с площади 28 тыс. га. Однако не все возделываемые сорта имеют стабильную продуктивность и устойчивость к полеганию в контрастных по влагообеспеченности по годам условиях региона. Особенно это отмечено в засушливые годы. В связи с этим увеличение урожайности и повышение технологичности сортов гороха нового поколения остается приоритетным направлением селекции.
Основная цель этих работ - решение проблемы полегания, увеличение уборочного индекса, повышение технологичности сортов, обеспечение возможности прямого комбайнирования при уборке урожая. Одним из основных условий увеличения производства семян гороха является использование в селекции низкорослых форм с полукарликовым и
5 компактным габитусом растений. Полукарликовый тип растений характеризуется укороченными междоузлиями, длиною стебля 50-75 см, сохранением общих размеров других органов. Компактные формы гороха имеют уменьшенные значения всех органов растений при наличии зигзагообразного стебля длиной 60—80 см.
Поэтому, создание исходного материала и сортов гороха, сочетающих
высокую зерновую продуктивность с устойчивостью к полеганию и
повышенной пригодностью к механизированной уборке, наиболее полно
реализующих генетический потенциал в почвенно-климатических условиях
Северо-Кавказского региона и отвечающие требованиям
сельскохозяйственного производства определяет актуальность темы. Это основное направление современной селекции культуры как в Российской Федерации, так и в мире.
Предлагаемая диссертационная работа посвящена созданию и оценке исходного материала ярового гороха с комплексом хозяйственно-ценных признаков для специфических условий Северного Кавказа, определению эффективности и селекционной ценности полученных гибридов, а также разработке элементов сортовой агротехники. Исследования проводились в соответствии с планом научно-исследовательских работ в Краснодарском НИИСХ им. П.П. Лукьяненко в период 1997-2008 гг. по заданиям Р. 10.01, 10.04; 03.01, 03.04; 08.04.16; 08.05.03; 04.05.08.02, 04.05.09.01.
Основная цель исследований - создание нового исходного материала, выделение линий и сортов гороха, устойчивых к полеганию, обладающих комплексом хозяйственно-ценных признаков и высокой адаптивностью в условиях Северо-Кавказского региона.
В задачи исследований входило;
-подбор родительских пар для гибридизации, получение новых высокопродуктивных гибридов и рекомбинантов, устойчивых к полеганию с комплексом хозяйственно-ценных признаков;
-изучение формообразовательного процесса в гибридах Fi - F2 и наследования отдельных селекционно-ценных признаков;
-выявление степени доминирования количественных признаков и эффекта гетерозиса в гибридных комбинациях;
-создание новых линий и сортов ярового гороха, устойчивых к полеганию; их испытание и оценка в условиях региона;
-разработка элементов сортовой агротехники новых сортов ярового гороха.
Научная новизна исследований.
Впервые в условиях Краснодарского края:
- проведена гибридизация устойчивых к полеганию коллекционных образцов ярового гороха с высокопродуктивными сортами местной селекции, адаптированными к условиям региона; получен новый гибридный материал, обладающий селекционно-ценными признаками;
-установлены особенности наследования признаков (высота растений, число фертильных узлов, количество бобов на растении, число и масса семян с растения, масса 1000 семян) у гибридов Fj—F2;
-изучена гибридологическая изменчивость признаков в j и возможность образования новых рекомбинантов;
-показана высокая эффективность подбора родительских пар для гибридизации по принципу эколого-географической отдаленности и морфо-биологической контрастности;
-экспериментально доказана эффективность селекционного улучшения ярового гороха методом гибридизации с последующим индивидуальным отбором в F2-F4; получен исходный материал ярового гороха, устойчивый к полеганию и обладающий хозяйственно-ценными признаками;
-разработаны элементы технологии возделывания новых сортов ярового гороха, выведенных с участием соискателя.
7 Теоретическая и практическая значимость работы
подтверждается высокой результативностью исследований, которые явились теоретической базой для создания (в соавторстве) 6 сортов гороха. В государственный реестр селекционных достижений РФ внесены: два сорта ярового гороха разных направлений использования (зернового - Лавр; зерноукосного - Атлант 2). С 2006 года в государственный реестр РФ внесен первый сорт гороха - «двуручка» Легион, который в осеннем посеве является ультрараннеспелым, созревает на две недели раньше других сортов зимующего и ярового гороха.
Два сорта гороха Атлет и Агрий проходят государственное испытание. В 2008 году передан на сортоиспытание в ГСИ низкорослый устойчивый к полеганию сорт ярового гороха с усатым типом листа Старт. Разработаны основные элементы технологии возделывания новых сортов ярового гороха.
На защиту выносятся следующие основные положения:
— результаты гибридизации устойчивых к полеганию коллекционных
образцов ярового гороха с высокопродуктивными сортами местной селекции,
адаптированными к условиям региона; оценка нового гибридного материала,
обладающего селекционно-ценными признаками;
-особенности гибридологической изменчивости и формообразовательного процесса у гибридов Fp-F2 и наследование отдельных селекционно-ценных признаков;
—проявление эффекта гетерозиса в гибридных комбинациях, величины доминирования количественных признаков;
-генеалогия и характеристика новых сортов ярового гороха, выведенных с участием соискателя;
- элементы технологии возделывания новых сортов ярового гороха.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
доложены и обсуждены: на научно-практической конференции «Зеленая революция П.П. Лукьяненко» (г. Краснодар, 2001г), ежегодно (1997-2008 гг.)
8 на методических комиссиях селекционных отделов Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко.
По материалам диссертации опубликовано 18 научных работ, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК, получено 3 авторских свидетельства на сорта гороха.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, предложений селекционной практике и производству, списка использованной литературы и приложений.
Работа написана на 157 страницах машинописного текста, включает 28 таблиц, 13 рисунков и 6 приложений. Список использованной литературы содержит 222 источника, в том числе 66 иностранных авторов
Народно-хозяйственное значение и распространение гороха
Горох, благодаря высокой питательности, был замечен уже в доисторические времена, когда человек занимался еще только собирательством (присвоением готовых продуктов природы). Этот период собирательства ведет начало с нижнего палеолита. На территории нашей страны он появился в VI-VIII вв. (Макашева Р.Х., 1973, 1975).
Горох является одной из важнейших зернобобовых культур в мире и в Российской Федерации. В мировом земледелии посевы гороха в 2001-2005 гг. занимали от 2,32 до 6,57 млн. га. Наибольшие посевные площади его были зафиксированы в 2005 году. По данным ФАО лидерами в производстве гороха являются: Канада (3,31 млн. т), Франция (1,33 млн. т), Китай (1,30 млн. т), Россия (1,03 млн. т) (Кондыков И.В., Зотиков В.И., Зеленов А.Н. и др., 2006)
Достоинства гороха заключаются в универсальности использования для кормовых и продовольственных целей, повышения плодородия почвы, простоте и доступности технологий возделывания, приспособленности к разнообразным ландшафтным условиям края, экономичности ресурсозатрат и улучшении агроэкологической обстановки, богатстве набора жизненно необходимых аминокислот.
Горох - основная зерновая бобовая культура в Российской Федерации. Он один из главных источников растительного (пищевого и кормового) белка. Содержание белка в зерне гороха составляет в среднем 20...27% и имеет в достаточном количестве все 8 незаменимых аминокислот. По коэффициенту переваримости белок гороха близок к белку куриного яйца и молока. Горох имеет широкое распространение и разнообразное использование. На его долю в Российской Федерации приходится 86 % площади зернобобовых культур (Васютин А.С, 1997, Зотиков В.И., 2004). В России горох распространен повсеместно: на севере до приполярной зоны, на юге, западе и востоке - до государственных границ. Однако в засушливых степных районах широкому его внедрению препятствуют недостаток влаги и значительное повреждение брухусом. Пределы его возделывания в горных районах достигают на Памире - до 3500 метров над уровнем моря, на Кавказе - 2000 м. В посевах сельскохозяйственных культур удельный вес гороха составляет в зависимости от районов 1,5-5,0 %.
В России и в странах СНГ в период 1992-2000 гг. площади посева и валовое производство гороха сокращались. Это совершенно неоправданно как в плане необходимости наращивания производства ценных продуктов питания, так биологизации и экологизации интенсификационных сельскохозяйственных процессов за счет увеличения количества биологической фиксации атмосферного азота (Жученко А.А., 2004). В России среднегодовое производство гороха упало с 3713 тыс. т в 1986 г до 834 тыс. т. в 2000г. Главной причиной столь резкого падения сборов высокобелкового зерна стало повсеместное сокращение посевных площадей, обусловленное общим кризисным состоянием агропромышленного комплекса и всей экономики страны. Среднегодовые размеры посевных площадей сократились с 3239 до 695 тыс. га соответственно (Терехов А.И., 2004а). На нужды животноводства в настоящее время расходуется примерно 28 млн. т. зерна, где доля зернобобовых составляет всего 5% вместо необходимых 15-20%. Дефицит белка в кормах составляет 20-30 г/корм, ед., в результате перерасход кормов на производство животноводческой продукции достигает 300-400 % и более (Пыльнев В.В. и др., 2005)
Северо-Кавказский регион России обладает одними из самых лучших природных условий для эффективного развития зернового хозяйства одновременно за счет колосовых, зернобобовых и крупяных культур. В среднем за 38 лет (1966 - 2004 гг.) совокупный индекс эффективности производства гороха здесь по сравнению со среднероссийским уровнем составлял 1,689, в том числе за счет повышения урожайности 1,365 и за счет снижения себестоимости — 0,808. Это самый лучший показатель по продуктивности и совокупной оценке по урожайности и себестоимости (Терехов А.И., 2004).
В 90-х годах прошлого столетия в Краснодарском крае, как и в России в целом, из-за ухудшения экономического и технического состояния производства были резко сокращены посевные площади гороха. Только с 1998 года в крае наблюдалось постепенное увеличение площадей, но отмечается нестабильность. По научным рекомендациям оптимальные площади под посевами гороха для Краснодарского края должны составлять 100-110 тыс. га, а в структуре посевных площадей в хозяйствах до 5 %. Средняя урожайность гороха в крае в последние годы 2000-2005 превышает 20,0 ц/га, исключением является засушливый 2003 г. - 12,4 ц/га. До 2008 г. наивысшая урожайность отмечена в 2001 г. - 27,0 ц/га (Романенко А.А., Брежнев А.В., Чумаковский М.Н и др., 2005). В 2008 году получена рекордная урожайность, в среднем по Краснодарскому краю было собрано по 37 ц/га зерна с площади 28 тыс. га.
Широкое распространение гороха в мировом земледелии обусловлено, прежде всего, способностью накапливать в семенах и вегетативной массе большое количество высококачественного белка. По сравнению с зерновыми злаковыми культурами они содержат в 1,5-2 раза, а некоторые в 3 раза больше белковых веществ с гектара посева. Зерно гороха содержит значительное количество углеводов, минеральных солей и витаминов, необходимых для питания человека и животных. Белок гороха, заключая в себе все жизненно необходимые аминокислоты, является полноценным в питательном отношении; усвояемость его человеческим организмом составляет 83,0-87,4%. Это лишь немного ниже усвояемости белков животного происхождения (Федотов B.C., 1960). Белки входят в состав соединительных и костных тканей, волос, кожи, выполняют динамическую, опорную функцию, обеспечивают взаимосвязь всех органов, их механическую целостность и защиту. Недостаток белка в пище человека вызывает физиологические и функциональные расстройства организма -задержку в росте и развитии, быструю физиологическую и особенно умственную утомляемость (Павловская Н.Е., 2004).
Благодаря высокой питательности в последние годы возросло кормовое значение культуры - производство концентрированных и зеленых кормов, силоса, сенажа и сена. В вегетативной массе гороха содержание протеина составляет 18-22 %. Введение гороха в рацион животных позволяет значительно сократить расход кормов, увеличить выход животноводческой продукции и этим снизить ее себестоимость. Известно, что дефицит белка в корме сельскохозяйственных животных, несбалансированность его по аминокислотному составу, резко снижают питательную ценность корма. Горох обладает относительно высокой сбалансированностью по белку и аминокислотному составу, а также низким содержанием ингибиторов пищеварительных ферментов (Бенкен И.И., Макашева Р.Х., 1977; Макашева Р.Х., Басаргина Н.Л., Анчербак И.М., 1986). Высокими кормовыми достоинствами обладает зеленая масса гороха, убранная в фазе цветения. По количеству питательных веществ она приближается к люцерне, эспарцету и значительно превосходит злаковые культуры. В 1 кг сырой массы гороха содержится 31,1 г переваримого белка; люцерны — 31,6 г; у злаков (рожь, кукуруза, овес, ячмень и др.) - 13,3 - 25,0 г (Ермоленко В.П., Тутарова Е.Д., 1979). Ценным источником белка и витаминов является гороховая травяная мука.
Почвенно-климатические условия
Полевые и лабораторные исследования проводились с 1997 по 2008 годы на полях лаборатории селекции и первичного семеноводства гороха Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко.
Почвы экспериментальных полей представлены западно-предкавказским выщелоченным черноземом, который характеризуется мощным гумусовым горизонтом, тяжело - глинистым составом и имеет хорошие агрохимические характеристики (Блажний Е.С., 1958, Симакин А.И., 1988, Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Трубилин И.Т. и др., 1996). Предшественник - озимая пшеница.
Содержание гумуса в пахотном слое опытных полей невелико и варьировало от 3,5 до 4,6 % (по Тюрину). Однако высокое плодородие почв определяется большой мощностью гумусового горизонта, достигающего 2 метров и общим запасом гумуса 465-552 т/га. Содержание Р2О5 - 15-20 мг (по Чирикову), КгО - 20-30 мг (по Масловой) на 100 г воздушносухой почвы, рН солевой вытяжки близка к нейтральной и составляет около 6,8.
Почвы обладают сравнительно небольшим содержанием доступной для растений воды. В двухметровом слое её запасы составляют 694 мм, причем на долю продуктивной влаги приходится только 40 %.
Краснодарский НИИСХ расположен в центральной зоне Краснодарского края в черте г. Краснодара. Климат умеренно-континентальный, с умеренным увлажнением (КУ- 0,3-0,4). Среднегодовое количество осадков составляет 600 мм, но распределяются они по месяцам неравномерно. Летом при господстве восточных ветров часто бывают засухи.
Весна обычно ранняя, наступает в конце февраля - первой декаде марта, но весенние заморозки возможны до первой декады мая. Лето продолжительное и жаркое. Осень теплая, чаще сухая в первой половине и богатая осадками во второй. Первые заморозки наступают во второй декаде октября, после чего часто продолжается теплый безморозный период до декабря месяца. Зима мягкая с неустойчивым снежным покровом и частыми оттепелями (иногда до + 15-20 С). Почти ежегодно бывают кратковременные понижения температуры до — 20 С. Общая сумма среднесуточных температур выше + 5 С в условиях Краснодара составляет 3970, выше + 10 С - 3654 градуса. Продолжительность безморозного периода 191-236 дней (табл. 2.1).
В целом, по почвенным и климатическим условиям центральная зона является одной из самых благоприятных в Краснодарском крае для возделывания различных сельскохозяйственных культур, в том числе и ярового гороха. Но здесь в отдельные годы могут наблюдаться неблагоприятные погодные условия, приводящие, в конечном итоге, к снижению урожая. К ним относятся: недостаток осадков, резкие колебания температуры зимой (от + 10-15С до - 25-30 С) при отсутствии снежного покрова, пыльные бури весной и зимой, частые ливневые дожди с ветром в весенне-летний период, суховеи в июне — июле месяце (Русеева З.М., Народецкая Ш.Ш., 1975, Вальков В.Ф., Штомпель Ю.А., Трубилин И.Т., 1996). Мягкая зима благоприятствует развитию и размножению болезней (мучнистой росы, аскохитоза и т.д.).
Для характеристики метеорологических условий за годы исследований использовались данные метеопоста КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко. В годы проведения исследований погодные условия оказались довольно контрастными, что позволило получить более точную и разнообразную оценку селекционного материала.
Основные отличительные особенности погодных условий в годы проведения исследований от средних многолетних заключались в следующем:
Погодные условия 1997 были необычными. Весна была дождливой, затяжной, посев ярового гороха был проведен в очень поздние сроки (2-5 апреля). Быстрое нарастание температур и недостаток влаги в период цветения-налива зерна отрицательно сказались на продуктивности.
Гидротермические условия 1998 гг. близки к среднемноголетним, но безснежная зима и недостаток влаги в мае месяце в период цветения — начала налива бобов оказали свое негативное влияние на формирование урожайности.
Погодные условия 1999 г. в целом были очень благоприятны для роста и развития ярового гороха. Было сформировано на растениях по 8-14 бобов, но градобой 20 июня в период созревания семян на 70-75 % уничтожил урожай, поэтому в этот год показали свое преимущество новые сорта и линии, имеющие неосыпающиеся семена.
Погодные условия 2000, 2001, 2002 гг. были в среднем близки к среднемноголетним, цветение и налив бобов прошли в благоприятных условиях, что в целом положительно сказалось на росте и развитии растений гороха и формировании урожая зерна.
Погодные условия 2003 г. характеризовались как сильно засушливые, что крайне неблагоприятно для ярового гороха. За зимний период выпало всего 84 мм осадков, что в 2 раза ниже среднемноголетних значений. Весна была засушливой. В мае и июне осадков практически не было, в сумме за 2 месяца выпало всего 24,9 мм при среднемноголетнем 128 мм. На каждом этапе вегетации ярового гороха недостаток влаги сказывался на его развитии. Поэтому происходило опадение завязей, в бобах было сформировано меньше семян и.т.д. Все это отрицательно сказалось на продуктивности ярового гороха, был получен самый низкий урожай семян за все годы испытания.
Погодные условия 2004г. были относительно благоприятными для выращивания ярового гороха. Избыточное количество осадков в весенний период позволило получить дружные всходы, цветение и налив бобов прошел в благоприятных по влагообеспеченности условиях. Обильные осадки в мае-июне привели к полеганию растений. Эти условия позволили дифференцировать селекционный материал по устойчивости к полеганию. Налив бобов проходил при плавном повышении температуры. Был получен хороший урожай зерна.
Погодные условия 2005г. были близки к среднемноголетним, но наблюдались и особенности. Весна была холодной, затяжной, в марте месяце выпало в 2 раза больше осадков, чем обычно и посев ярового гороха был проведен значительно позже оптимальных сроков (3-7апреля). Быстрое нарастание высоких температур, отсутствие осадков в мае и июне месяцах в период цветения и налива зерна ярового гороха не могли не сказаться на урожайности.
Погодные условия 2006 года были не обычными, но в весенне-летний период близки к среднемноголетним, поэтому в среднем сложились благоприятные условия для роста и развития ярового гороха.
Погодные условия 2007года были неблагоприятными для ярового гороха. Из-за теплой погоды в зимний период было отмечено большое накопление болезней и вредителей. В период весенней вегетации гороха была отмечена жаркая сухая погода, температура воздуха в мае месяце, в период опыления была значительно выше 25 С (максимальная температура воздуха + 35 С), что губительно сказывается на оплодотворении, поэтому урожайность зерна гороха была низкой.
Результаты гибридизации
Селекция, как наука, всегда базируется на закономерностях общей и частной генетики, цитогенетики, генетики популяций, мутационной генетики, иммуногенетики и др. Успех каждого селекционера будет зависеть от того, в какой мере тот селекционный процесс, который им принят, базируется на законах генетики (Вавилов Н.И., 1935).
В современных условиях, когда сельскохозяйственное производство предъявляет очень высокие требования к сортам, от селекционера требуется совмещать ценные признаки и свойства разных образцов в новом растении или же искусственно создавать желательные рекомбинации. Это обуславливает необходимость развития исследований по разработке методов создания нового исходного материала.
В историческом аспекте и по масштабам применения на одно из первых мест следует поставить метод гибридизации. До 30-х годов прошлого столетия селекцию гороха в нашей стране вели преимущественно методом отбора из местных сортов и популяций. Начиная с 50-х гг. прошлого столетия, гибридизация становится основным методом создания исходного материала для селекции новых сортов (Шульга М.С., 1971; Зубов А.Е., 1985; Фомин B.C., 1986; Розвадовский A.M., 1987; Вербицкий Н.М., 1992). В 1976 г. из 25 районированных сортов гороха зернового использования отечественного происхождения 24 - выведено методом гибридизации (Колесёнкова М.С., Макашева Р.Х., Адамова О.П., 1976).
В эпоху синтетической селекции путем гибридизации селекционер вводит нужные гены в любой генотип растения. Среди расщепляющегося материала, начиная с F2 , отбирает линии с нужными рекомбинациями генов. Гибридизация позволяет формировать, благодаря различному сочетанию генов родительских сортов и их рекомбинации, растения с новыми признаками и свойствами.
Создание растений гороха нового морфотипа с устойчивостью к полеганию и повышенной пригодностью к механизированной уборке -основное направление современной селекции культуры. Это осуществляется за счет таких признаков, как укороченные междоузлия, повышенная прочность стебля, неосыпаемость семян, «усатый» тип листа, детерминантный стебель и т.д. Основной метод селекции - внутривидовая гибридизация с последующим индивидуальным отбором из гибридных популяций.
С целью изучения наследования признаков в F] и их изменчивости в F2 и последующих поколениях ярового гороха мы подобрали родительские пары для гибридизации с альтернативными признаками, провели скрещивания. В Fj изучили наследование признаков, которые, как маркерные, присутствовали у родительских особей. Определили состояние генов (доминантное или рецессивное) по фенотипическому их проявлению.
Для получения исходного материала, устойчивого к полеганию, в гибридизацию привлекались сорта разного эколого-географического происхождения. Доноры ценных признаков: детерминантного типа стебля Флагман 7 (ВНИИЗБК), Приазовский (Донской ЗНИИСХ), низкорослого стебля с усатым типом листа - Шустрик, Спрут 2, Орлу с (ВНИИЗБК), Аксайский усатый 10, форма «Хамелеон» (ВНИИЗБК) и другие. В качестве одной из родительских особей использовали образцы местной селекции (Аргон, Малышок, Компакт, Лавр), приспособленные к условиям региона.
В 2001 году было проведено 53 комбинации скрещивания между сортами ярового гороха. Детальному описанию подвергли гибриды по 24 наиболее типичным из них. Завязываемость гибридных семян по комбинациям была различной, варьировала от 20 до 100 %, что, по-видимому, можно объяснить высокими температурами воздуха в период цветения (табл. 3.1). По 24 комбинациям скрещивания завязываемость бобов в среднем составила 50,7 %. Самое высокое количество завязавшихся бобов (100%) отмечено в комбинациях Аксайский усатый 10 х Компакт и Аксайский усатый 10 х Аргон, у этих комбинаций получено больше всего гибридных семян (98 и 60 семян соответственно). Самое плохое опыление отмечено в комбинациях Малышок х Шустрик и Арсенал х Норд, завязалось только по 20 % от опыленных цветков.
В таблице 3.2 приведены данные по завязываемости бобов в зависимости от родительских форм. Можно отметить, что среди материнских форм самое высокое количество завязавшихся бобов отмечено у сортов Аксайский усатый 10 (90,0%) и Арсенал (70,0%). Самое низкое количество завязавшихся бобов получено в комбинациях с сортом Малышок, который был использован в качестве материнской формы (36,0%). При сравнении отцовских форм в изучаемых скрещиваниях отмечен самый высокий процент завязываемости бобов у сорта Компакт - 100 %. Одинаковые результаты в среднем по двум комбинациям скрещивания получены у сортов Аргон и Малышок (по 70,0 % завязавшихся бобов). Самое низкое количество завязавшихся бобов получено у комбинаций, где в качестве отцовской формы использовался сорт Флагман 7 (в среднем по 3 комбинациям 33,3%).
Минимальное количество семян с 10 опыленных цветков получено в комбинации Малышок х Шустрик (4 семени) и максимальное - 49 штук у гибрида Аксайский усатый 10 х Компакт.
Таким образом, анализ результатов гибридизации между различными образцами ярового гороха указывает на возможность его использования для создания исходного материала с целью выведения новых сортов ярового гороха.
При подборе родительских пар для скрещивания, селекционера всегда интересует вопрос, как проявится гетерозис в той или иной гибридной комбинации. Величина прогноза гетерозиса любого признака растений определяется по формуле (Мюнтцинг А., 1963): где Р ! и Р 2 - средние значения признака родительских форм.
Для качественной и точной оценки прогноза значения Fi используется метод, который основан на подборе родительских пар, резко отличающихся по своим морфологическим и биологическим признакам. Главными критериями прогноза признаков в Fi являются коэффициенты наследуемости, величина аддитивного наследования признаков в Fi и другие (Мюнтцинг А., 1963).
Оценка полученных гибридов гороха
Ряд селекционеров по гороху в ранних поколениях применяют метод пересева, а отбор элитных растений начинают в F4 (Васякин Н.И., 1978; Фомин B.C., 1982). Многократный индивидуальный отбор в ранних поколениях гибридов (начиная с F2) проводят на Уладово-Люлинецкой опытно-селекционной станции, в Башкирском НИИСХ, Украинском НИИ растениеводства, селекции и генетики им. В.Я. Юрьева и других селекционных учреждениях (Чекрыгин П.М., 1971; Шульга М.С., 1971; Хангильдин В.Х., Хангильдин В.В., 1971; Верещака А.И., 1971; Лобанов Н.А., 1984; Зубов А.Е., 1985; Розвадовский A.M., 1987). Существует также мнение о целесообразности отбора в Fi (Шевченко A.M., 1980).
В своей работе отбор элитных рекомбинантов по таким признакам, как длина стебля, число продуктивных узлов на 1 растение, число семян в бобе, крупность семян и другим, мы начинаем в F2 и, при необходимости повторяем в последующих поколениях. В определенной мере этому способствует то, что у гороха развитие многих хозяйственно ценных признаков обусловлено ограниченным числом генетических факторов и представляется возможным уже на начальных этапах работы с гибридами выделять гомозиготы по рецессивным признакам (короткостебельность, устойчивость к осыпанию семян, безлисточковость). Это позволяет достаточно тщательно прорабатывать большой объем гибридных популяций и на ранних этапах выбраковывать семьи с малоценными характеристиками. Селекционная ценность разных комбинаций скрещивания гороха определяется фактическим выходом ценных линий и сортов, полученных из этих комбинаций.
В предыдущей главе мы продемонстрировали возможности создания гибридных популяций ярового гороха из изученных комбинаций скрещивания. Мы показали широкий размах формообразовательного процесса, возникновения трансгрессивных форм с ценными хозяйственными признаками, возможность проведения масштабных отборов в созданных гибридных популяциях.
Селекционная проработка гибридных популяций (изучение . в селекционном и контрольном питомниках, проведение повторных отборов в расщепляющихся линиях) дала ценные результаты. Были получены перспективные линии ярового гороха зернового направления, обладающие хозяйственно-ценными признаками и свойствами (высокая продуктивность зерна, короткостебельность, неосыпаемость семян, скороспелость, усатость листьев, повышенное качество зерна и т.д.).
Нам удалось получить сочетание многих из перечисленных ценных признаков в одном генотипе перспективных линий ярового гороха.
Синтез форм ярового гороха, устойчивых к полеганию. Перед селекционерами ставится задача существенно повысить технологичность сортов совмещением в одном генотипе таких свойств, как усатый лист, низкий неполегающий стебель, неосыпаемость семян, детерминантный тип стебля, т.е. признаков, обусловливающих технологичность. Поэтому применялись сложные скрещивания, чтобы создать новые генотипы с усатым листом, усилить те признаки и свойства, которые позволяют повысить устойчивость к полеганию и семенную продуктивность. В процессе селекционной проработки гибридного материала выделен ряд линий, которые имеют ценные признаки и представляют интерес в дальнейшей работе.
Нами получен новый разнообразный гибридный материал, из него отобраны высокопродуктивные линии ярового гороха устойчивые к полеганию. Все сорта и линии, приведенные в таблице 4.1, устойчивы и к осыпанию семян.
При использовании в скрещиваниях сорта Статус выделились линии, устойчивые к полеганию Л 405/08 (Статус х Лавр) и Л 225 (Статус х Аргон). Линия- Л 405 превысила стандарт по урожайности зерна в среднем за 2 года на 6,1 ц/га. В гибридных комбинациях с сортом Плутон высокую урожайность зерна и устойчивость к полеганию показала линия Л 228 (Плутон х Шустрик). Выделенные высокопродуктивные формы гороха обладают новым морфотипом за счет сочетания в одном генотипе генов def и af, отличаются неосыпающимися семенами и повышенной устойчивостью к полеганию.
Хорошие результаты показали гибриды, у которых в. качестве отцовской формы использовался сорт Аргон (Лі 250 и Л 251). Линия Л 250 превысила стандарт Лавр по урожайности зерна в среднем за 2 года на 5 5 ц/га. Причем устойчивость к полеганию у новых линий выше. Такой же результат по урожайности зерна был получен у линии Л 232 из комбинации Аксайский усатый 10 х Компакт, но устойчивость к полеганию у неё не высокая (к = 0,56). В 2008 - году в конкурсном сортоиспытании в. блоке низкорослых форм- из 47 номеров. 20( были отобраны изг изученных комбинаций скрещивания. Больше всего линий в конкурсном, и малом сортоиспытании было отобрано из комбинаций скрещивания Аксайский усатый 10 х Компакт и Аксайский усатый 10 х Аргон. В конкурсном сортоиспытании было изучено по 4 линии из этих комбинаций, в малом сортоиспытании соответственно 10 и 7 линий:
Следует отметить, что в таблице 4.1 приведены, данные конкурсного сортоиспытания лучших низкорослых, безлисточковых линий гороха со стабильно высокой урожайностью зерна. Отобранные линии в большей мере реализуют свой генетический потенциал, что в свою очередь предполагает эффективное использование новых, прогрессивных агротехнологических приемов.
Все новые линии сочетают в своих генотипах признаки неосыпаемости семян и низкорослого стебля с усатым типом листа. Линии 272, 274, 297, 298, выделенные из комбинации скрещивания Аксайский усатый 10 х Компакт, не только имеют набор положительных признаков, но устойчивы к полеганию и превышают стандарт по продуктивности зерна (от 3,9 до 8,2 ц/га). Растения новых линий находятся в вертикальном положении до самой уборки.
