Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1 Классификация и значение культуры огурца 8
1.2 Морфологические признаки и биологические особенности огурца 9
1.3 Методы и техника селекции огурца .11
1.4 Основные направления селекции огурца для открытого грунта
1.4.1 Селекция огурца на урожайность 15
1.4.2 Селекция огурца на скороспелость 17
1.4.3 Селекция огурца на качество плодов 18
1.4.4 Селекция огурца на устойчивость к угловатой пятнистости .21
Глава 2. Материал, условия и методика проведения исследований 25
2.1 Условия проведения исследований 25
2.1.1 Метеорологические условия проведения исследований .25
2.1.2 Агротехнологические условия проведения исследований .30
2.2 Методика проведения исследований .33
2.3 Исходный материал огурца 38
2.4 Модель гибрида F1 огурца для открытого грунта Северо-Восточного региона
Нечернозмной зоны .40
Результаты исследований .41
Глава 3. Изучение исходного материала и создание инцухт линий огурца 41
3.1 Изучение исходного материала огурца .41
3.2 Создание материнских линий огурца 45
3.3 Создание отцовских линий огурца .52
Глава 4. Изучение комбинационной способности родительских линий огурца 59
Глава 5. Оценка степени проявления гетерозисного эффекта по ранней и общей урожайности 62
Глава 6. Испытание гибридов f1 огурца в открытом грунте северо-восточного региона нечерноземной зоны 69
6.1 Скороспелость и урожайность гибридов F1 огурца .69
6.2 Морфологические и хозяйственно ценные признаки гибридов F1 огурца .74
6.3 Устойчивость гибридов F1 огурца к угловатой пятнистости 81
6.4 Испытание гибридов F1 огурца на шпалере 84
6.5 Экономическая эффективность выращивания гибридов F1 огурца 86
Заключение 88
Выводы .89
Рекомендации и предложения селекционным учреждениям.90
Список использованной литературы
- Морфологические признаки и биологические особенности огурца
- Методика проведения исследований
- Создание материнских линий огурца
- Морфологические и хозяйственно ценные признаки гибридов F1 огурца
Введение к работе
Актуальность темы. Огурец – одна из ведущих культур в промышленном и любительском овощеводстве. Широкое распространение огурца объясняется высокими вкусовыми качествами плодов, используемых в пищу как в свежем, так и в переработанном виде. Основной задачей селекции огурца во всм мире в настоящее время является повышение его урожайности и качества продукции, снижение потерь от наиболее вредоносных болезней и адаптация к условиям внешней среды.
В Северо-Восточном регионе Нечернозмной зоны огурец является одной из распространенных овощных культур, выращиваемых в фермерских и личных подсобных хозяйствах в открытом грунте. В связи с острой необходимостью в приспособленных к местным климатическим условиям гибридах F1 огурца в 2011 году в группе северного овощеводства ФГБНУ ВНИИО были начаты исследования по созданию гетерозисных гибридов.
Для создания гибридов огурца, способных при коротком прохладном периоде вегетации рано и стабильно давать высокий урожай товарной продукции в открытом грунте Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны, наиболее эффективно проводить оценку коллекционного и селекционного материала именно в данных условиях.
При современном производстве огурца в открытом грунте региона большой ущерб урожаю в конце вегетации культуры наносит бактериальная пятнистость. Создание устойчивых инцухт-линий и гибридов огурца является наиболее эффективным примом борьбы с болезнью и получения экологически чистой продукции. В связи с этим исследования представляют ценность для селекции, а создание линий и гетерозисных гибридов огурца является актуальным.
Цель исследований - создать инцухт-линии и гетерозисные гибриды F1 огурца, приспособленные к условиям выращивания в открытом грунте СевероВосточного региона Нечернозмной зоны.
Задачи исследований:
изучить исходный материал огурца и отобрать наиболее ценные формы для отрытого грунта Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны;
создать материнские инцухт-линии женского типа и отцовские инцухт-линии моноцийного типа цветения с комплексом хозяйственно ценных признаков;
оценить комбинационную способность инцухт-линий;
создать скороспелые высокоурожайные гибриды F1 огурца для открытого грунта Северо-Восточного региона Нечерноземной зоны;
определить гетерозисный эффект полученных гибридов F1 огурца.
Научная новизна селекционной работы
впервые созданы в условиях открытого грунта Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны инцухт-линии и гетерозисные гибриды F1 огурца с комплексом хозяйственно ценных признаков;
дана оценка общей и специфической комбинационной способности новых инцухт-линий огурца;
- установлена закономерность наследования ранней и общей урожайности
по степени доминантности.
Практическая значимость работы:
получены 4 материнские (14а, 315, 207, 360/6) и 4 отцовские (202, 302г/2, 204/7, 366/2) инцухт-линии огурца для открытого грунта Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны, которые являются оригинальными и ранее в селекционной работе не использованы;
выявлены источники устойчивости к бактериозу, на базе которых созданы инцухт-линии и гетерозисные гибриды F1 огурца;
созданы 3 гетерозисных гибрида F1 огурца №№ 239, 322, 334/2 женского типа цветения с высокой ранней и общей урожайностью для возделывания в открытом грунте Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на заседаниях Методической комиссии центра селекции, семеноводства и биотехнологии ФГБНУ ВНИИО (2012–2015 годы). Материалы диссертации были представлены на международной научно-практической конференции «Методы и технологии в селекции растений и растениеводстве» в ФГБНУ НИИСХ Северо-Востока (г. Киров, 2015).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять печатных работ, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 123 страницах и состоит из введения, обзора литературы, материала, условий и методики проведения исследований, результатов исследований, заключения, выводов, рекомендаций и предложений селекционным учреждениям, списка использованной литературы, приложений. Библиографический список включает 212 наименований, в том числе 56 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 35 таблицами и 11 рисунками.
Морфологические признаки и биологические особенности огурца
В селекции огурца применяют методы индуцированного мутагенеза, отбора и гибридизации, включающей парные, ступенчатые, возвратные скрещивания и самоопыление (инцухт) (Методические указания по селекции огурца, 1983, 1985).
Основным методом селекции огурца является индивидуальный отбор, позволяющий отобрать лучшие растения в коллекционном и селекционном питомниках (Методические указания по ускоренной селекции сортов и гетерозисных гибридов огурцов, 1972; Методические указания по селекции огурца, 1985). Для сокращения площадей и отбора более ценного селекционного материала используют метод половинок (Тимофеев Н.Н. и др., 1960).
Инцухт – это принудительное опыление перекрстноопыляющихся растений собственной пыльцой (Юрина О.В., 1966). При помощи этого метода можно в сравнительно короткое время получить константные гомозиготные линии с новыми признаками, отличающимися от родительских, ранее скрытыми в исходной форме (Вавилов Н.И, 1935; Писарев В.Е., 1935; Фишер Р.А., 1949; Турбин Н.В. и др., 1966).
Инцухт перекрстноопыляющихся растений обычно сопровождается депрессией, выражающейся в снижении продуктивности, уменьшении абсолютного веса семян, понижении их всхожести, появлении в потомстве карликовых уродливых растений (Писарев В.Е., 1935; Хаджинов М.И. и др., 1935; Ткаченко Н.Н., 1962, 1963; Турбин Н.В. и др., 1966; Квасников Б.В. и др., 1970; Хотылва Л.В. и др., 1980). У огурца степень депрессии при длительном инцухтировании относительно невелика (Гусева Л.И., 1965).
В селекции огурца широко используется метод гибридизации, позволяющий быстро комбинировать в поколении F1 наиболее важные хозяйственно ценные признаки (Жученко А.А., 1973).
Наибольшего продвижения в селекции огурца удалось достичь после открытия эффекта гетерозиса. Первое упоминание о явлении гетерозиса огурца можно найти в работах H.R. Hayes и D.F. Jones (1916). Авторы установили, что гибридные комбинации огурца превосходили родительские формы по урожайности на 24-39%. В России впервые изучали гетерозисные гибриды огурца Н.Н. Ткаченко (1935), А.Д. Якимович (1939), Э.Т. Мещеров и А.А. Залькальн (1967).
Формы проявления гетерозиса разнообразны. Практически все признаки могут быть затронуты гетерозисом (Хаджинов М.И., 1935). Наиболее ценным в селекции огурца является гетерозис по урожайности и скороспелости.
Цель гетерозисной селекции - нахождение родительских пар, от скрещивания которых гибриды F1 по комплексу хозяйственно ценных признаков превосходят не только родительские формы, но и стандарты (Авдеев Ю.И. и др., 2010). По данным многих исследователей, при скрещивании сортов и линий, резко различающихся по морфологическим признакам и месту происхождения, наблюдаются высокие прибавки урожая у гибридов F1 (Мещеров Э.Т., 1957; Ткаченко Н.Н., 1959; Юрина О.В., 1968; Тараканов Г.И. и др., 1971; Стрельникова Т.Р., 1977). Особенно сильно проявляется гетерозис, если скрещиваемые формы относятся к разным группам по скороспелости, способу выращивания, если они районированы в разных климатических зонах или культивируются в разное время года, при скрещивании инбредных линий перекрстноопыляющихся растений, полученных в результате самоопыления в течение нескольких поколений (Литвинов С.С., 2011). Однако гетерозис бывает выражен достаточно сильно и при скрещивании форм, не имеющих больших различий по морфологическим признакам и по месту происхождения (Мещеров Э.Т., 1970).
При создании гетерозисных гибридов огурца в 1935 году Н.Н. Ткаченко предложил в качестве материнского компонента использовать частично двудомные сорта (Пыженков В.И. и др., 1978), в настоящее время используют гиноцийные линий, так как это упрощает семеноводство гибрида (Мещеров Э.Т. и др., 1965). Для размножения растений такого типа цветения применяют физиологически активные вещества, в основном, гиббереллин или нитрат серебра. Впервые образования мужских цветков на гиноцийных растениях добились учные C.E. Peterson и L.D. Anhder (1960) с помощью гиббереллина. Таким путм были получены женские гомозиготные линии в США - MSU-713-5 (Peterson C.E., 1960), в Японии – Natsu fushinari и Higan fushinari (Fujieda K. et al., 1965, 1966). Результаты последующих работ показали, что под действием гиббереллина изменяются темпы роста и развития растений огурца - увеличивается длина главного стебля, изменяется окраска, растения становятся тонкими, междоузлия вытянутыми, листья мелкими, но их количество увеличивается (Tolla G.E. et al, 1979; Гороховский В.Ф., 1999). Нередко отмечается позднее образование первого мужского узла (10-11) из-за наличия в нижней части растения пустых узлов (Методические указания по селекции и семеноводству гетерозисных гибридов огурца, 1985).
Установлена чткая сортовая реакция действия гиббереллина на проявление мужских цветков у женских сортов: для генетически молодых форм (F5-F6) достаточна концентрация 0,01-0,05%, для более старых форм (F18-F20) концентрация увеличивается до 0,1-0,15% (Лебедева А.Т. и др., 1995).
Применение в селекционной работе нитрата серебра началось после открытия учными G.E. Tolla и C.E. Peterson (1979), что опрыскивание растений раствором этого препарата в концентрации 0,2-0,4 г/л намного превосходит действие гиббереллина. После этого данный прим стал основным способом их размножения. Обработку растения нитратом серебра рекомендуют проводить в фазе 2 настоящих листьев два раза с интервалом 5 дней (More T.A. et al., 1986). При обработке нитратом серебра значительно затормаживаются ростовые процессы в начальный период после опрыскивания. У обработанных растений снижается фертильность пыльцы и количество продуцируемой в одном цветке пыльцы (Андреева Е.Н. и др., 1986).
Отбор инбредных линии по типу цветения и другим ценным признакам сочетают с оценкой их комбинационной способности (Фдоров В.С. и др., 1935; Савченко В.К., 1973; Турбин Н.В. и др., 1966, 1974; Стрельникова Т.Р. и др., 1984). Комбинационная способность – это способность самоопылнных линий при скрещивании давать высокий эффект гетерозиса. Она передатся потомству при самоопылении и скрещиваниях, но под влиянием условий окружающей среды изменяется (Hayes H.K. et al., 1939; Sprague G.F. et al., 1942; Jinks J.L. et al., 1955; Турбин Н.В. и др., 1974; Савченко В.К., 1978). Различают общую комбинационную способность (ОКС) и специфическую комбинационную способность (СКС). Показатель ОКС всегда относится к одной конкретной линии, на него оказывают влияние в основном гены с аддитивным характером действия и частично эпистазом, проявляющимся при взаимодействии аддитивных генов. Показатель СКС относится к паре линий, в его основе лежит неаддитивное взаимодействие генов, такое как доминирование и эпистаз (Sprague G.F. et al., 1942; Гужов Ю.Л. и др., 2003).
Использование оценок комбинационной способности линий позволяет селекционеру исключить из работы малоценный материал и сконцентрировать внимание на более перспективном, что гораздо облегчает и ускоряет селекционный процесс по созданию гетерозисных гибридов, удовлетворяющих предъявляемым требованиям (Савченко В.К., 1984).
В селекционной практике используют четыре основных метода определения комбинационной способности: диаллельные скрещивания, топкросс, поликросс и свободное опыление. Метод диаллельных скрещиваний – это система, при которой испытуемые линии или сорта скрещивают во всех возможных комбинациях (полные) или только в части (неполные). В этом случае каждую материнскую линию скрещивают с каждой из группы отцовских линий. Большой набор отцовских линий позволяет получить точную оценку ОКС материнских линий, и наоборот. Кроме того, этот метод позволяет оценить СКС и выявить наиболее перспективные гибридные комбинации (Гуляев Г.В. и др., 1975).
Методика проведения исследований
Рассаду высаживали в открытый грунт вручную с последующим поливом. Схема посадки при выращивании огурца на шпалере 70 х 30 см, в расстил 70 х 20 см. Через 7-10 дней после высадки рассады вносили аммиачную селитру из расчета 1,5 ц/га. В фазу единичного и массового плодоношения проводили подкормки «Растворином» 0,7 ц/га. Удобрения вносили вручную разбросным методом в дождливую погоду или совмещали с поливом.
Уход за растениями включал прополки (регулярно до смыкания растений) и рыхление междурядий (1 раз). При выращивании огурца на шпалере подвязку растений проводили на 6-7 сутки после высадки рассады, подкручивание растений – 1 раз в два дня, формирование растений - по общепринятой схеме.
Уборку плодов осуществляли вручную 3 раза в неделю, уборку семенников – по мере их созревания. Семенники дозаривали в помещении при 22 оС в течение 12-15 суток, вручную извлекали семена, сбраживали 3 суток, промывали в проточной воде и сушили.
Исследования проводили в открытом грунте согласно методикам: Методические указания по селекции огурца (1983, 1985); Методические указания по селекции и семеноводству гетерозисных гибридов огурца (1985); Методические указания по ускоренной селекции сортов и гетерозисных гибридов огурцов (1972); Рекомендации и методические указания по селекции и семеноводству огурца (1999); Методика полевого опыта в овощеводстве (Литвинов С.С., 2011).
В коллекционном питомнике образцы высаживали в однократной повторности, площадь учтной делянки 1,1-5,5 м2, количество учтных растений варьировало от 5 до 26 штук в зависимости от наличия семян. В селекционном питомнике количество учтных растений составляло 25 шт., площадь учтной делянки 5,2 м2, повторность однократная. В качестве стандарта использовали районированный для Волго-Вятского региона гибрид F1 Журавлнок, который высаживали через каждые 8 образцов.
При испытании родительских линий и полученных гибридов площадь учтной делянки составляла 2,1 м2, число учтных растений в варианте 10 штук, повторность трхкратная, размещение делянок рендомизированное. В качестве стандартов использовали районированные для открытого грунта Волго-Вятского региона раннеспелые гибриды F1 Журавлнок и F1 Диана; стандарт F1 Журавлнок располагали через каждые 8 образцов.
Во время вегетации растений проводили следующие учты и наблюдения: 1) фенологические (появление всходов, образование первого и третьего настоящих листьев, единичное и массовое цветение растений, единичное и массовое плодоношение); 2) биометрические (длина главного стебля, длина и диаметр зеленца, число боковых побегов); 3) учт признаков растений и плодов (тип цветения, цвет листа, поверхность зеленца, цвет поверхности зеленца, окраска опушения); 4) учт поражнности растений и плодов бактериозом на естественном инфекционном фоне; 5) учт урожая; 6) дегустационную оценку свежих и солных плодов; 7) биохимический анализ свежих плодов огурца. При появлении всходов образцы оценивали органолептически на наличие горечи в семядолях (Дворников П.И. и др., 1976). Учет морфологических признаков осуществляли согласно Руководству по апробации овощных культур и кормовых корнеплодов (1982), Методическим указаниям по селекции огурца (1983, 1985).
Сексуализацию растений определяли по количеству мужских узлов на главном стебле растений. Для размножения растений женского типа цветения в фазу 2-6 настоящих листьев точку роста обрабатывали нитратом серебра в концентрации 0,5% или гиббереллином в концентрации 0,1% при двукратном опрыскивании с интервалом 5 дней.
Опыление проводили вручную с 15-20 июля до 10 августа. Мужские и женские цветки изолировали во второй половине предыдущего дня. В качестве изолятора использовали «шапочки» из спонбонда диаметром 10 см, которые при помощи завязок закрепляли на цветке (рисунок 6). На растении закладывали не более трх семенников, остальные завязи и плоды, а также боковые побеги удаляли. На рисунке 7 представлены опыленные завязи образца № 366.
Урожай зеленца учитывали по мере его поступления путем взвешивания и подсчта числа товарных и нетоварных плодов. У селекционных образцов учт урожая проводили по растениям, у гибридов F1 – по делянкам. Ранняя урожайность включала сборы за первые две недели плодоношения. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили на персональном компьютере с помощью программы Agros.
Создание материнских линий огурца
Для открытого грунта Северо-Восточного региона Нечерноземной зоны одним из главных направлений селекции огурца является создание скороспелых сортов и гибридов. При коротком периоде вегетации важно, чтобы культура как можно раньше вступала в фазу плодоношения. То есть нужны раннеспелые гибриды огурца. В таблице 4 представлен период от всходов до плодоношения исходного материала огурца.
В 2011 году коллекционные образцы вступили в фазу плодоношения на 37-48 сутки, в 2012 – на 41-52 сутки от появления массовых всходов. Стандарт F1 Журавлнок начал плодоносить в среднем за два года на 40 сутки. Наиболее раннее наступление этой фазы (в среднем на 38 сутки) отметили у линии F14 Марбел. Период от всходов до начала плодоношения линий F7 Анка, F6 Earlyharvest и гибрида F1 Долли был аналогичен стандарту - на 40 сутки после появления всходов.
В таблице 5 представлена урожайность огурца в питомнике исходного материала в 2011-2012 годы. В 2011 году ранняя урожайность огурца варьировала от 0,6 т/га до 28,1 т/га при урожайности стандарта F1 Журавлнок 3,8 т/га. Значительно превышали стандарт по данному признаку 9 образцов: линии F13 Л-95, F14 Марбел, гибриды F2 Матильда, F2 Октопус, гибриды F1 Валентина, F1 Витязь, F1 Долли, F1 Жуковский, F1 Чародей. Общая (за 26 суток плодоношения) урожайность огурца варьировала от 16,7 т/га до 60,6 т/га при урожайности стандарта 23,3 т/га. По сравнению со стандартом 12 исходных образцов имели высокую урожайность - линии F13 Л-95, F14 Марбел, гибриды F2 Атлантис, F2 Матильда, F2 Октопус, F1 Валентина, F1 Витязь, F1 Долли, F1 Дуняша, F1 Жуковский, F1 Зодиак, F1 Чародей.
Посадки огурца в питомнике исходного материала ежегодно поражались возбудителем угловатой пятнистости Pseudomonas lachrymans Sm. et Bryan Carsner. Бурное развитие заболевания начиналось при затяжной дождливой погоде во II – III декадах августа, проявлялось на листьях и плодах растений. Учт пораженности растений возбудителем заболевания проводили в конце вегетации культуры на естественном инфекционном фоне (таблица 6). Кроме того, отметили образцы, растения которых во время эпифитотии начинали активно образовывать боковые побеги, на них продолжалось цветение и плодоношение, в то время как большинство других погибало. Этот признак является ценным при выращивании огурца, так как приводит к продлению плодоношения культуры и увеличению урожайности.
Балл поражения растения огурца бактериозом в среднем за два года варьировал от 1,2 до 3,0 при поражении контроля F1 Журавлнок 1,5 балла, развитии болезни 50%. Средней степенью устойчивости характеризовалось 5 образцов – линия F6 Л-31, сорта Засолочный и Конкурент, гибриды F1 Валентина и F2 (Л-240 х F1 Кристалл). Эти образцы имеют наибольшую ценность в селекции на устойчивость к угловатой пятнистости огурца. У 5 образцов отметили образование вегетативной массы во время эпифитотии бактериоза – линий F5 Астерикс, F6 Л-31, сорта Засолочный, гибридов F2 (Л-240 х F1 Кристалл) и F1 Журавлнок, что свидетельствует об их толерантности.
Таким образом, изучение коллекционного материала огурца в открытом грунте Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны позволило отобрать для дальнейшей селекционной работы наиболее адаптированные образцы с ценными хозяйственными признаками.
Более сложной в методическом отношении является селекционная работа с материнскими формами гибридов. Вместе с тем, это наиболее ответственный раздел из всего цикла селекции гетерозисных гибридов огурца. Одним из главных признаков, которым должно обладать материнское растение - женский тип цветения (Методические указания по ускоренной селекции сортов и гетерозисных гибридов огурцов, 1972). Использование линий с женским типом цветения для получения гетерозисных гибридов упрощает семеноводство гибрида (Мещеров Э.Т. и др., 1965). В пределах женской формы выделяют растения следующих половых типов: Ж0 – растения гиноцийного типа цветения, не образующие мужских цветков; Ж1–Ж3 – растения женского типа, образующие мужские цветки в 1, 2 или 3 узлах главного стебля; Ж4–Ж5 – растения промежуточного типа цветения; Ж6 и более – растения моноцийного типа цветения, образующие мужские и женские цветки по всему растению (Ткаченко Н.Н. и др., 1962).
Размножение женских линий в открытом грунте Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны осложнено коротким прохладным периодом вегетации. При опрыскивании точек роста растений в фазе 5-6 листьев, когда хорошо виден тип цветения, часто мужские цветки образуются после 10 августа и семенники не успевают вызревать. Также за годы исследований столкнулись с проблемой размножения селекционных образцов Анка, Марбел, Атлантис - после обработки нитратом серебра в концентрации 0,5% или гиббереллином в концентрации 0,1% у большинства растений вместо образования мужских цветков наблюдалось вершкование. Предполагаем, что это связано с реакцией растений на препараты в условиях пониженных температур в открытом грунте. В ходе исследования попробовали и более раннее опрыскивание растений - в фазу 2-3 настоящих листьев - и получили хорошие результаты.
Таким образом, пришли к выводу, что в нашем регионе обработку растений нитратом серебра или гиббереллином следует проводить в открытом грунте в фазу 2-3 настоящих листьев, а затем браковать нежелательный тип цветения, либо в теплице. Полученный опыт будет использован нами в дальнейшей селекционной работе.
В таблице 7 представлен тип цветения материнских селекционных образцов. Методами отбора, инцухта и парных скрещиваний (сибсов) к 2014 году получили линию F3 360/6 гиноцийного типа цветения, линии F4 Л-14а, F4 315, F3 207 – женского типа цветения, расщепляющиеся от Ж0 до Ж1-Ж3, и F3 351 промежуточного типа цветения.
Не менее важным направлением селекции огурца является селекция на отсутствие горечи, так как горький вкус плодов сильно снижает вкусовые качества продукции. Признак «отсутствие горечи в растении» наследуется моногенно рецессивно (Стрельникова Т.Р., 1975; Методические указания по селекции огурца, 1983), поэтому для созданиия гетерозисных гибридов генетически без горечи ни одна из родительских линий не должна содержать горечь. Так как наиболее сильно горечь выражена в семядольных листьях, оценку по этому признаку проводили в фазе полностью сформировавшихся семядолей органолептическим методом. При отсутствии горечи в вегетативной части растения можно говорить и об отсутствии е в плодах.
Морфологические и хозяйственно ценные признаки гибридов F1 огурца
По мнению многих исследователей, изучение комбинационной способности линий можно начинать на ранних этапах селекционного процесса, что позволяет на ранних этапах исключить из работы худшие образцы (Jenkins T.M., 1935; Sprague G.F., 1939; Lonnquist G.H., 1950; Литвинов С.С., 2011). В нашей работе создание инцухт-линий огурца проводили параллельно с оценкой их комбинационной способности; гибриды F1 получали ежегодно на основе имеющего потомства родительских линий.
Оценка комбинационной способности родительских линий проводится по двум критериям: по общей (ОКС) и специфической комбинационной способности (СКС). Для определения ОКС по каждой линии определяют среднюю урожайность всех гибридов, в создании которых она участвовала, и сравнивают е со средним значением признака всех гибридов (Гужов Ю.Л. и др., 2003). Эффект СКС математически определяют как разность между конкретным проявлением признака у гибрида и суммарным эффектом ОКС родительских линий, и средним значением признака по комплексу гибридов (Прохоров И.А. и др., 1997).
На начальном этапе селекционного процесса изучение комбинационной способности родительских линий можно проводить методом топкросса (Хотылва Л.В., 1965). Использование этого метода позволяет довольно точно определить комбинационную способность родительских линий и провести основную браковку худших из них без риска потери ценного материала. В нашей работе комбинационную способность родительских линий определяли этим методом.
При изучении трх материнских линий огурца – Л-80, Л-301, Л-315 -выявили, что высокой ОКС по ранней и общей урожайности обладают две – Л-80 (+0,6 и +1,4 соответственно) и Л-315 (+3,1 и +2,9 соответственно). Всем трм материнским линиям свойственна специфическая комбинационная способность (таблица 17).
Таким образом, в селекции на высокую раннюю и общую урожайность огурца в открытом грунте Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны перспективно при создании гибридов F1 использовать в качестве материнского компонента линии Л-80 и Л-315, отцовского компонента - линию Л-78. Использование отцовских линий Л-79 и Л-302г/2 в скрещиваниях позволяет увеличить общую урожайность гибридов F1, высокая ранняя урожайность свойственна только отдельным комбинациям с ними. Таблица 18 – Комбинационная способность отцовских линий огурца по урожайности (в среднем за 2013–2014 годы)
Проблема урожайности заключается в двух исходных позициях. Первая позиция – генетический потенциал родительских форм, вторая – гетерозисный эффект (Додонов Г.П., 1999). Гетерозисный эффект – это резкое увеличение мощности, жизнеспособности, повышение продуктивности, быстроты развития, улучшение химического состава, устойчивости к болезням и повреждениям насекомыми или к различным неблагоприятным условиям гибридных растений в первом поколении по сравнению с родительскими формами (Турбин Н.В., 1971; Прохоров И.А., 1997). Наиболее ценно проявление гетерозиса в отношении урожайности культуры. В настоящее время во всем мире гетерозисные гибриды быстро вытесняют ранее возделываемые сортовые популяции. Урожай гетерозисных гибридов на 10-30% выше, чем у обычных сортов. Селекция огурца на гетерозис – перспективное и эффективное направление.
Методика учта и оценки гетерозисного эффекта у растений была предложена Д.С. Омаровым (1975). Автор выделяет понятия «истинный» и «конкурсный» гетерозисный эффект. «Истинный» гетерозисный эффект – это способность гибридов F1 превосходить по данному признаку лучшую из родительских форм; «конкурсный» гетерозисный эффект – способность гибридов F1 превосходить по данному признаку лучший стандарт.
При скрещивании шести материнских линий №№ 7б, 8а, 80, 301, 14а, 315 и восьми отцовских №№ 71, 77, 78, 79, 201, 202, 302г/2, 338 получили 21 гибридную комбинацию и вычислили гетерозисный эффект по ранней и общей урожайности по методике Д.С. Омарова (1975). В качестве стандартов использовали гибриды F1 Журавлнок и F1 Диана, лучшим из них по обоим признаком был гибрид F1 Диана.
При испытании гибридов огурца важным признаком является их ранняя урожайность. Цена на продукцию в ранние сроки наиболее высока, а затем постепенно снижается. Кроме того, в условиях короткого периода вегетации огурца в открытом грунте Северо-Восточного региона Нечернозмной зоны получение высокого гарантированного раннего урожая огурца является актуальной задачей.
При оценке гетерозисного эффекта гибридных комбинаций по признаку «ранняя урожайность» выявили, что у 18 образцов наблюдался «истинный» гетерозисный эффект от 4,3% до 237,9%. Самым высоким «истинным» гетерозисным эффектом 190,0–237,9% обладали четыре гибридные комбинации Л-8а х Л-302г/2, Л-80 х Л-338, Л-80 х Л-302г/2, Л-301 х Л-302г/2 (таблица 19).
Однако ранняя урожайность гетерозисного гибрида должна превосходить не только лучшую родительскую линию, но и лучший стандарт F1 Диана (6,6 т/га). По сравнению с этим стандартом рассчитали «конкурсный» гетерозисный эффект. Из 21 изучаемой гибридной комбинации 13 обладали «конкурсным» гетерозисом от 4,5% до 130,3%. Наиболее высокий «конкурсный» гетерозис 54,5–130,3% получили в гибридных комбинациях Л-14а х Л-78, Л-80 х Л-338, Л-80 х Л-302г/2, Л-202а х Л-77, Л-315 х Л-78.
По общей урожайности «истинный» гетерозисный эффект от 7,0% до 90,7% получили во всех гибридных комбинациях. Наиболее высокий «истинный» гетерозис 58,7-90,7% проявлялся в комбинациях Л-8а х Л-78, Л-80 х Л-302г/2, Л-301 х Л-71, Л-301 х Л-302г/2, Л-315 х Л-78 (таблица 20).
«Конкурсным» гетерозисным эффектом от 0,6% до 41,8% по общей урожайности из 21 гибридной комбинации обладали 11. Наиболее высокий «конкурсный» гетерозисный эффект 20,1–41,8% был в комбинациях Л-14а х Л-78, Л-14а х Л-79, Л-80 х Л-302г/2, Л-301 х Л-302г/2.
Таким образом, высоким «истинным» и «конкурсным» гетерозисным эффектом по признакам «ранняя урожайность» и «общая урожайность» обладали 4 гибрида F1 №№ 239 (Л-315 х Л-78), 322 (Л-14а х Л-78), 334/2 (Л-80 х Л-302г/2), 335 (Л-80 х Л-338).