Отчет о научно-исследовательской работе разработать научные основы селекции и семеноводства риса. Создать новые сорта, ресурсосберегающие
| Вид материала | Отчет |
- Удк 635. 649:(631. 52+631. 53) Теоретическое обоснование и практическое использование, 946.29kb.
- Удк (631. 527+631. 531): 635. 34 Научное обоснование и разработка системы методов селекции, 1105.12kb.
- Проект Стратегия развития селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур в Российской, 552.1kb.
- Особенности селекции, семеноводства и технологии возделывания сортов нута, адаптированных, 1429.88kb.
- Реферат отчет о научно-исследовательской работе состоит, 61.67kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе по теме, 60.42kb.
- Отчёт о научно-исследовательской работе за 2009 год, 851.3kb.
- Отчёт о научно-исследовательской работе за 2011 год, 1208.93kb.
- Отчёт онаучно-исследовательской работе гу нии но ур за 2010 год, 997.69kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе профессорско-преподавательского состава, 617.56kb.
Выращивание и изучение F1 … F4 осуществлялось согласно методике ВНИИ риса на вегетационной площадке в лизиметрических условиях и в лабораториях кафедры генетики, селекции и семеноводства Кубанского госагроуниверситета и ВНИИ риса.
В период вегетации проводили:
- фенологические наблюдения,
- оценку устойчивости к полеганию растений и осыпанию колосков.
В фазу полной спелости отбирали растения для анализов.
В лабораторных условиях проводился биометрический анализ, анализ окраски перикарпов, генетико-статистический.
В результате исследований были установлены отличия между родительскими формами по количеству стерильных колосков и массе зерна с главной метелки, массе 1000 зерен и форме зерновки (табл. 4).
Таблица 4 - Оценка гибрида F1 в сравнении с родительскими формами
| Признак | Родительские формы | Гибрид F1 | |
| ♀ | ♂ | ||
| Высота растения, см | 90,4 | 95,4 | 91,1 |
| Длина главной метелки, см | 17,3 | 16,5 | 19,5 |
| Общее количество колосков на главной метелке, шт. | 148,8 | 149,6 | 139,3 |
| Количество стерильных колосков на главной метелке, % | 22,4 | 32,1 | 16,1 |
| Масса зерна с главной метелки, г | 3,0 | 2,4 | 3,0 |
| Масса 1000 зерен, г | 23,4 | 20,7 | 23,9 |
Полученный гибрид отличается от обеих родительских форм удлиненной метелкой, и что самое главное – пониженным количеством стерильных колосков на ней.
Согласно расчетам характера доминирования в F1 по высоте растения установлено частичное доминирование меньшего родителя - Red-14 (табл. 5). Длина главной метелки наследуется по типу неполного доминирования большего родителя - Red-14. По признаку «общее количество колосков на главной метелке» характер наследования ближе к частичному доминированию меньшего родителя - Альфа. Неполное доминирование меньшего родителя - Альфа в случае наследования количества стерильных колосков на главной метелке позитивно сказалось на снижении показателей по данному признаку у растений.
Таблица 5 - Характер доминирования (hp, %) и коэффициент наследуемости (H2), установленные в гибридной комбинации
| Признак | hp | Характер доминирования | H2 |
| Высота растения | 47,8 | частичное доминирование меньшего родителя - Red-14 | 0,612 |
| Длина главной метелки | 84,9 | неполное доминирование большего родителя - Red-14 | 0,712 |
| Общее количество колосков на главной метелке | 47,8 | частичное доминирование меньшего родителя - Альфа | 0,090 |
| Количество стерильных колосков на главной метелке | 11,7 | неполное доминирование меньшего родителя - Альфа | 0,773 |
| Масса зерна с главной метелки | 57,9 | частичное доминирование большего родителя - Red-14 | 0,029 |
| Масса 1000 зерен | 71,2 | частичное доминирование большего родителя - Альфа | 0,696 |
Частичное доминирование большего родителя было установлено по признакам «масса зерна с главной метелки» и «масса 1000 зерен». По первому признаку доминировал Red-14, по второму Альфа.
Исходя из расчетов коэффициентов наследуемости по признакам «длина главной метелки», «количество стерильных колосков на главной метелке», «масса 1000 зерен» влияние генотипа высокое, что подтверждает возможность проведения эффективных отборов.
Для установления детерминации окраски перикарпа зерновки нами были проанализированы F1 и F2 в сравнении с родительскими формами (табл. 6).
Таблица 6 – Результаты анализа наследования окраски перикарпа зерновок у гибрида ♀Red-14 х ♂Альфа в F2
| Показатель | Количество растений | |||
| красный перикарп | белый перикарп | янтарный перикарп | всего | |
| ♀Red-14 | 100 | 0 | 0 | 100 |
| ♂Альфа | 0 | 100 | 0 | 100 |
| F2 фактическое расщепление (p) | 201 | 78 | 61 | 340 |
| Ожидаемое отношение | 9 | 4 | 3 | 16 |
| Теоретически ожидаемое расщепление (q) | 191 | 85 | 64 | 340 |
| Отклонение (d) | 10 | -7 | -3 | |
| d2 | 100 | 49 | 9 | |
| χ2 = 1,24 | ||||
В результате выделено 3 группы по окраске перикарпа: красно-коричневые зерновки, белые и янтарные. Фактическое расщепление по фенотипу составило 201:61:78, что соответствует теоретическому 9:3:4 - комплементарное взаимодействие генов.
Получив растения третьего поколения и проанализировав их по основным количественным признакам, мы сделали отборы лучших генотипов с помощью статистических значений.
При отборе использовали: среднее значение отбираемого признака по популяции (ẍ) и среднее квадратическое отклонение (δ). Критерием отбора служили значения, рассчитанные по формулам: ẍ+δ, ẍ+2δ, ẍ+3δ.
Результаты отбора из гибридной популяции Red-14 × Альфа по значениям признака количество колосков в главной метёлке при выборке 533 растения показаны в таблице 7.
Таблица 7 - Эффективность отбора с помощью значений биометрической статистики по количеству колосков в главной метёлке, шт.
| Показатели | ẍ+δ | ẍ+2δ | ẍ+3δ |
| Критерий отбора | 114,06+46,06 =160,12 | 114,06+92,12 =206,18 | 114,06+138,18=252,24 |
| Кол-во отобранных растений, шт. | 146 | 50 | 8 |
| Эффективность отбора, % | 27,39 | 9,38 | 1,50 |
Из таблицы 7 следует, что из 533 растений гибридной популяции Red-14 × Альфа по критерию ẍ+δ (среднее популяции плюс одна сигма) было отобрано 146 растений. То есть эти 146 растений имели от 114,0,6 до 160,12 колосков на главной метёлке. Эффективность отбора составила 27,39 %. По критерию ẍ+2δ (в интервале 160,12-206,18 колосков) было отобрано 50 растений или 9,38 % от общего числа выборки. По критерию ẍ+3δ (свыше 206,18-252,24 колосков на метёлке) было отобрано 8 растений. Эффективность отбора составила 1,5 %. Таким образом, из гибридной популяции Red-14 × Альфа по признаку количество колосков в главной метёлке было отобрано 204 растения. Общая эффективность отбора по всем критериям составила 38,3 % от числа выборки.
Таким образом, из гибридной популяции Red-14 × Альфа по признаку по количеству зерен с главной метёлки было отобрано 221 растения (табл. 8). Общая эффективность отбора по всем критериям составила 41,4 % от числа выборки.
Таблица 8 - Эффективность отбора с помощью значений биометрической статистики по количеству зерен с главной метёлки, шт.
| Показатели | ẍ+δ | ẍ+2δ | ẍ+3δ |
| Критерий отбора | 93,19+40,03 =133,22 | 93,19+2х40,03=173,25 | 93,19+3х40,03 =213,28 |
| Кол-во отобранных растений, шт. | 156 | 47 | 18 |
| Эффективность отбора, % | 29,26 | 8,81 | 3,37 |
Таблица 9 - Эффективность отбора с помощью значений биометрической статистики по массе зерна с главной метёлки, г
| Показатели | ẍ+δ | ẍ+2δ | ẍ+3δ |
| Критерий отбора | 2,40+1,05 =3,45 | 2,40+2х1,05 =4,5 | 2,40+3х1,05=5,55 |
| Кол-во отобранных растений, шт. | 148 | 57 | 15 |
| Эффективность отбора, % | 27,76 | 10,69 | 2,81 |
Из гибридной популяции по признаку масса 1000 зерен было отобрано 237 растения (табл. 10). Общая эффективность отбора по всем критериям составила 44,4 % от числа выборки.
Таблица 10 - Эффективность отбора с помощью значений биометрической статистики по массе 1000 зерен, г
| Показатели | ẍ+δ | ẍ+2δ | ẍ+3δ |
| Критерий отбора | 25,95+4,3 =30,25 | 25,95+2х4,3 =34,55 | 25,95+3х4,3=38,85 |
| Кол-во отобранных растений, шт. | 182 | 46 | 9 |
| Эффективность отбора, % | 34,14 | 8,63 | 1,68 |
Среди отобранных растений были оставлены лучшие по следующим признакам (табл. 11):
- Высота растения (не более 100 см);
- Длина метёлки (не менее 15 см);
- Количество стерильных колосков на метелке (не более 18 %);
- Соотношение длины зерновки к ее ширине (не менее 2,6).
Таблица 11 - Количество растений, отобранных для дальнейшего изучения из популяции Red-14 × Альфа
| Признак | ẍ+δ | ẍ+2δ | ẍ+3δ |
| Количество колосков в главной метёлке | 146 | 50 | 8 |
| Количество зерен с главной метёлки | 156 | 47 | 18 |
| Масса зерна с главной метёлки | 148 | 57 | 15 |
| Масса 1000 зерен | 182 | 46 | 9 |
| Общее количество растений | 98 | ||
Всего из популяции Red-14 × Альфа для дальнейшего изучения было оставлено 98 растений. Среди них были белозерные растения и с окрашенным перикарпом.
Полученные образцы с белой окраской зерновки различались по многим признакам. Среди них особую ценность представляют образцы с повышенной устойчивостью к критически высоким температурам в период цветения риса. Образцы устойчивые к повышенным температурам имели меньшее «количество стерильных колосков», чем неустойчивые. На метелках у них было отмечено всего 3,5 – 9,4 % стерильных колосков от общего числа. При планировании гибридизации сорт Альфа был взят для получения потомства с удлиненной зерновкой. В результате у образцов соотношение длины зерновки к ее ширине (l/b) достигало 2,82.
Полученные образцы с окрашенной зерновкой наибольшую ценность представляют тем, что имеют высокую массу 1000 зерен, и низкий процент стерильных колосков на метелке. В данном случае подбор родительских форм был так же удачным для увеличения l/b. Новые образцы сформировали зерновки с параметрами – от 2,92 до 3,37.
В 2010 г. эти растения были высеяны на вегетационной площадке Кубанского госагроуниверситета. По результатам биометрического анализа, согласно ранее определенным критериям, из 98 семей для дальнейшей работы оставлены 75.
Эти 75 семей нами распределены на 4 группы по продолжительности вегетационного периода.
16 семей отнесены к очень раннеспелой группе, 5 семей - к раннеспелой, 31 семья имели продолжительность вегетационного периода, соответствующий среднеспелой группе, 23 – к средне позднеспелой.
Изученные в 2011 г. семьи имели достаточно высокую устойчивость к полеганию растений. На уровне 9-7 баллов устойчивости согласно шкале ВИР.
В дальнейшем планируется продолжение изучения количественных признаков, а также изучение содержания витаминов, биологически активных веществ, макро- и микроэлементов, содержание амилозы.
Выводы:
- По высоте растений степень доминирования составила 0,48 в первом поколении, 0,32 – во втором и в третьем поколении – 0,22, данные цифры говорят о частичном доминировании.
- По признаку «длина главной метелки» установлено неполное доминирование.
- Общее количество колосков на главной метелке наследуется по типу частичного доминирования.
- Данные по количеству стерильных колосков на главной метелке говорят о частичном доминировании.
- Признак «масса зерна с главной метелки» наследуется по типу частичного доминирования.
- Что касается последнего из изучаемых нами признаков – «масса 1000 зерен», то здесь установлено нами неполное доминирование.
- Получив растения третьего поколения и проанализировав их по основным количественным признакам, мы сделали отборы необходимых генотипов с помощью статистических значений. Всего из популяции было отобрано 98 растений.
- В 2011 г. по результатам фенологических наблюдений было оставлено к дальнейшему изучению только 75 семей.
2.3 Изучить коллекцию сортов озимой мягкой пшеницы и выделить
выносливые к затоплению для выращивания в условиях рисовых
севооборотов
Озимая пшеница является одной из самых распространенных важнейших продовольственных культур на земном шаре, ценность зерна которой определяется высоким содержанием белка, жира, углеводов и т.д.
По содержанию белка озимая пшеница превосходит все зерновые. Пшеничная мука широко используется в хлебопечении, кондитерской промышленности, сильные и твердые сорта пшеницы используют для производства качественного хлеба, макаронных изделий, манной крупы и т.д.
Зерновое хозяйство в России – основа всего продовольственного комплекса. На долю зерна приходится более одной трети стоимости валового продукта отрасли растениеводства и почти треть всех кормов в животноводстве. Вот почему производству зерна уделяется особое внимание.
Селекционеры создают высококачественные, высокопродуктивные сорта, однако, их генетический потенциал в производстве не достаточно полно реализуется, как с точки зрения продуктивности, так и качества зерна. На вооружении хлеборобов есть сорта, обладающие высоким генетическим потенциалом формирования высоких урожаев высококачественного зерна, адаптированных в определенных почвенно-климатических зонах. Главная их задача – максимально реализовать этот потенциал с помощью агротехнических приемов и методов управления процессами формирования не только урожая, но и его качества.
Важное значение для повышения эффективности сельскохозяйственного производства имеет селекционное улучшение качества урожая.
Современная селекция применяет отбор, используя методы искусственного создания исходного материала (гибридизацию, мутагенез и др.), различные способы выращивания отбираемых растений и целый ряд специальных технических приёмов. Однако отбор остаётся единственным способом выведения новых сортов.
Эффективность отбора в гибридных популяциях зависит от знания генетических процессов организменного и популяционного уровней. Количественные признаки изучены меньше, чем качественные, хотя они являются наиболее важными для формирования признаков продуктивности растений пшеницы. Основу селекционной работы составляет знание закономерностей наследственности и изменчивости. Достижения генетики пшеницы определяют развитие эффективных методов селекции. С использованием классических методов генетики связаны реальные успехи селекции. Генетика обосновала применение методов индивидуального и массового отбора, разработала теорию скрещиваний и способствовала разработке принципиально новых методов создания исходного материала и приемов управления наследственностью.
Знание природы этих генов их количество и локализации в хромосомах позволит более целенаправленно и эффективно проводить отбор нужных линий являющиеся предшественниками новых сортов. Поэтому изучение генетикой количественных признаков пшеницы является весьма актуальным и имеет очень большое теоретическое и практическое значение. С помощью математико-статистических методов генетического анализа можно установить типы действия генов, детерминирующих признак, и установить число генов, по которым различаются изучаемые формы, и на этой основе набирать исходный материал, выбирать направления и методы селекции.
В связи с этим целью нашей работы было изучить изменчивость некоторых количественных признаков в потомстве гибридов озимой мягкой пшеницы, полученных при скрещивании двух сортов.
Исследования проводились в 2008-2011 сельскохозяйственных годах на вегетационной площадке и в условиях лаборатории кафедры генетики, селекции и семеноводства КубГАУ.
Изучались гибриды первого и второго поколений, полученных от скрещиваний сортов Коллега Х Юнона и Батько Х Аруана.
Посев был проведен в оптимальные для данной зоны сроки (10 октября 2008 и 4 октября 2010 года) на вегетационной площадке. Делянки пятирядковые, ширина междурядий 20 см, расстояние между зернами в рядке 20 см. Между делянками оставлялся один незасеянный ряд, т.о. расстояние между делянками было равно 40 см. Объектами исследований служили гибриды сортов озимой мягкой пшеницы F1 (2009-2010 гг.) и F2 (2010-2011 гг.), полученных от скрещиваний сортов озимой пшеницы.
Перед посевом проводилась обработка почвы, которая заключалась в удалении сорных растений и внесении предпосевного удобрения из расчета N60P60K40 кг д.в. Посев провели семенами, полученными в результате гибридизации (F1) и в результате пересева и изучения поколения F1 в 2010 с.-х. году (F2). Сорная растительность удалялась по мере ее появления. Весной в фазу трубкования провели одну подкормку аммиачной селитрой из расчета N30 кг д.в.
Фенологические наблюдения проводили по методике государственного сортоиспытания с.-х. культур (Методика государственного сортоиспытания, 1988).В опыте определяли число растений на 1 кв. м после полных всходов, перед уходом в зиму и после перезимовки.
Для определения структуры урожая использовали модельный сноп, состоящий из 100 стеблей для родительских форм и все стебли комбинации Коллега х Юнона, которые убирали по растениям. При этом учитывали длину стебля и колоса, число колосков и зерен в нем, массу зерна в колосе.
Определение массы 1000 зерен осуществлялось по ГОСТ 12042-84.
В работе с целью изучения варьирования элементов структуры урожая в зависимости от условий выращивания вычисляли следующие статистические значения: средние величины (