Geum.ru

Удк 635. 649:(631. 52+631. 53) Теоретическое обоснование и практическое использование методов селекции и семеноводства цветочных культур

Вид материалаЛекции

Содержание


Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях аспирантов и докторантов ВНИИССОК, а та
Публикации результатов исследований.
Структура и объем диссертации.
2.2. Объекты исследований
2.3. Методы исследований
Методика постановки опытов по элитному семеноводству разноколерных сортопопуляций люпина многолистного, василька синего, георгин
3.1. Создание сортов горошка душистого с принципиально новыми декоративными признаками, пригодных для выращивания в климатически
3.1.1. Изменчивость количественных признаков у родительских форм и гибридов F
Фенотипическая изменчивость основных количественных признаков
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7
^

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях аспирантов и докторантов ВНИИССОК, а также:

на 5 Всесоюзном симпозиуме по фенольным соединениям (Таллинн, 1987), на конференции «Роль науки в интенсификации сельского хозяйства» (Омск, 1989), на XXIII международном конгрессе по садоводству (Флоренция, Италия,1990),международной конференции молодых ученых (Ялта,1995),. на VI международной конференции по цветоводству (Ялта,1998), на научных конференциях в ТСХА (Москва, 2004, 2005, 2006), на международной конференции “Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия и рационального использования растительных ресурсов” (Москва, 2005), на IV Международном симпозиуме “Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования” (Пущино, 2005), на научно-практической конференции “Инновационные подходы в селекции цветочно-декоративных, субтропических и плодовых культур” (Сочи, 2005), на V международной научной конференции «Цветоводство без границ» (Харьков, 2006), на I международной научно-практической конференции «Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы» (Москва, 2008), на II Международной научной конференции "Интродукция, селекция и защита растений" (Донецк, 2009), на международной научной конференции «Актуальные проблемы прикладной генетики, селекции и биотехнологии растений» (Ялта, 2009), на научно- практической конференции «Субтропическое растениеводство и южное садоводство на черноморском побережье Краснодарского края Российской Федерации» (Сочи, 2009), на 23 международном симпозиуме Эукарпия «Генетика и селекция окраски цветка» (Лейден, Нидерланды, 2009).


^ Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 99 печатных работ, в том числе 34 авторских свидетельства на сорта цветочных культур, одна монография, 7 методических указаний.

^ Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 360 страницах, содержит 34 таблицы, 43 рисунка. Список использованной литературы включает 435 наименований, в том числе 334 - иностранных авторов.

В выполнении исследований принимали участие сотрудники лаборатории селекции и семеноводства цветочных культур ВНИИССОК, работавшие в разное время под руководством доктора с.-х. наук, профессора И.В. Дрягиной, кандидаты с.-х. наук Д.Б. Кудрявец и Е.А. Сытов В.М. Турушина - ученый-агроном, Л.А. Юхимук - мл. научн. сотрудник, В.Н.Солопова - лаборант, а также бывшие аспиранты С.А. Юскевич, Д.К. Гордеев, М.И. Грубиянова Е.Е. Орлова, работавшие и работающие в настоящее время под руководством автора диссертации, которые принимали непосредственное участие в полевых и аналитических работах, за что автор выражает им глубокую благодарность. Большое спасибо сотрудникам института - зав. лабораторией биотехнологии, доктору биол. наук Шмыковой Н.А, канд. с.- х. наук Козарь Е.Г., научному руководителю моей курсовой и дипломной работ, доценту кафедры генетики и селекции биол. ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова С.И. Янушкевичу (посмертно), сотрудникам института общей генетики им. Н.И. Вавилова А.В. Ратькину и Л. Евдокимовой за содействие и большую помощь в выполнении данной работы. В проведении исследований большую помощь оказали сотрудники кафедры молекулярной биологии МГУ Крашенинников И.А. и Дынга Л.О. Выражаю благодарность канд. биол. наук Н.А.Петренко - сотруднику отдела цветоводства ВНИИР им. Н.И.Вавилова за предоставленный исходный материал горошка душистого, а также сотрудникам отдела дендрологии - доктору биол. наук, профессору З.К. Клименко, кандидатам биол. наук - М.А. Бескаравайной (посмертно), Л.Е. Соболевой, Г.Н. Шестаченко и Е.А. Донюшкиной за предоставленную возможность выполнять научные исследования по клематисам и неоценимые консультации во время проведения экспериментов в Никитском ботаническом саду г. Ялты. Отдельная благодарность сотрудникам ботанического сада г. Кембриджа и семеноводческой фирмы “Unwin’s” (Великобритания) - мистеру Эндрю Анвин и мистеру Колину Хэмбиджу, а также Президенту Национального Королевского общества любителей душистого горошка Великобритании - мистеру Джону Бишопу за предоставление части исходного материала горошка душистого.

Особая признательность научному консультанту доктору с. - х. наук, академику РАСХН, профессору В.Ф. Пивоварову, а также докторам наук, профессорам Е.Г. Добруцкой, Н.Н. Балашовой, М.И.Федоровой П.Ф.,Н.И. Тимину, Кононкову, В.К. Гинс, В.А. Лудилову.

2. Материал и методы проведения исследований

2.1. Место проведения исследований

Экспериментальная работа выполнена в 1981-2009 годах на базе лабораторий селекции и семеноводства цветочных культур и биотехнологии растений ВНИИССОК, а также в отделе дендрологии Никитского ботанического сада (г. Ялта, Украина), опорных пунктах ВНИИССОК (г. Херсон, г. Севастополь - Украина; г. Ленкорань - Азербайджан, г. Термез- Узбекистан), цветоводческих хозяйствах Прибалтики.

^ 2.2. Объекты исследований

Объекты исследований - горошек душистый (Lathyrus odoratus L.), георгина однолетняя (Dahlia x cultorum Thorst. et Reis), василек синий (Centaurea cyanus L.), люпин многолистный (Lupinus polyphyllus Lindl.), виды из рода Lathyrus. В исследовании были использованы линии, коллекционные и селекционные образцы лаборатории селекции и семеноводства цветочных культур ВНИИССОК, лаборатории развития высших растений института общей генетики им. Н.И.Вавилова, коллекционные образцы из ВНИИР им. Н.И. Вавилова, отдела дендрологии Никитского ботанического сада (Ялта, Украина), а также образцы из семеноводческой фирмы Unwins, ботанического сада г. Кембриджа и Национального Королевского общества любителей душистого горошка (Великобритания), фирмы Royal Sluis (Нидерланды) и других стран.

^ 2.3. Методы исследований

В работе использованы традиционные методы селекции: интродукция, гибридизация, отбор.

Для получения гибридных семян F1 у горошка душистого проводили скрещивания между сортообразцами иностранной и российской селекции по диаллельной схеме.

В коллекционных образцах высаживали по 30 растений, в родительских формах и гибридах F1 - по 20 растений в двух повторностях. В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения и измеряли основные декоративные признаки у растений по методике ГСИ (Китаева Л.А.,1968): высоту растений, длину междоузлий, длину цветоносов, размеры цветка (длину и ширину паруса, длину весел); отмечали узел закладки цветоноса, наличие или отсутствие антоцианового налета на узлах и усах; подсчитывали число цветков на цветоносах, междоузлий на главном побеге, побегов первого порядка, цветоносов на главном стебле; описывали: окраску цветка.

Биохимический анализ пигментов, определяющих окраску цветка, проводили в лаборатории генетики развития растений Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН и на кафедре молекулярной биологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова по методикам А.В. Ратькина, В.С. Андреева, В.В. Аркатова (1977) и Г.Б. Самородовой-Бианки (1964) с изменениями и дополнениями.

Определение жизнеспособности пыльцы у видов из рода Чина проводили в стадии массового цветения растений. В наших исследованиях были использованы 5 видов: Lathyrus annuus L. (чина однолетняя), Lathyrus belinensis, Lathyrus chloranthus L. (чина хлорная, сорт “Маленький принц”), Lathyrus odoratus L. (чина душистая или горошек душистый, линия - “отбор из Kenneth”, сорта “Термезий”, “Cambridge Blue”) и один вид из рода Четырехкрыльник (Tetrogonolobus) - четырехкрыльник пурпуровый (T. purpureus Moench), который является близким родственником рода Чина. Фертильность определяли по методике З.П. Паушевой (1980), подсчитывая процент пыльцевых зерен, дающих положительную ацетокарминовую реакцию.

^ Методика постановки опытов по элитному семеноводству разноколерных сортопопуляций люпина многолистного, василька синего, георгины однолетней. В исходных опытных сортопопуляциях «Абендглют» - люпина многолистного, «Rigoletto» - георгины однолетней, “Polka Dot” - василька синего систематизировали описание окрасок, проводили фенологические наблюдения, измеряли и описывали основные декоративные признаки. Опыты по методам отбора (рис.1) закладывали на участках с пространственной изоляцией не менее 100 м в соответствии с «Методическими указаниями…» (1985). Сортопопуляции описывали по следующим основным декоративным признакам: окраска соцветий, махровость соцветий, диаметр соцветий, высота растения, компактность куста, диаметр куста, число побегов первого порядка.

Первый год



Второй год



Третий год



Четвертый год
















Участок

№ 1

контроль

400 растений



Участок № 1

контроль

400 растений



Участок № 1 контроль

400 растений



Участок № 1

контроль

400 растений







Участок № 2

Закладка семей (по 50 растений в семье



Участок № 2

Отбор с сортопрочистками 400 растений



Участок № 2

1-я репродукция отбора сортопрочистками

400 растений



























Отбор

суперэлитных

растений



По 1/3 семян с

каждого растения



Оценка семей













По 1/3 семян с

каждого растения



Участок № 3

Суперэлита массового отбора

400 растений













По 1/3 семян с

каждого растения



Участок № 4

Суперэлита индивидуального отбора (из лучших семей по оценке второго года)

по 50 растений в семье








Рис 1. Схема опытов по методам отбора

Обработку экспериментального материала проводили по методике полевого опыта (Доспехов, 1985), для родительских форм и гибридов F1 у горошка душистого - ОКС и СКС - по методу 2 Гриффинга (Griffing, 1956), степень доминирования изученных признаков определяли по формуле K.F. Peter, K. Frey (1966), сравнение процентного состава окрасок соцветий разноколерных сортопопуляций люпина многолистного, георгины однолетней и василька, полученных разными методами отбора, - с помощью критерия идентичности Л.А. Животовского (1983) на ПЭВМ с использованием пакета прикладных программ Биостат и MICROSOFT EXCEL (7.0, NCSS Statistical and Data Analysis Software, 2004).

Результаты исследований


^ 3.1. Создание сортов горошка душистого с принципиально новыми декоративными признаками, пригодных для выращивания в климатических условиях НЧЗ России

Основным из методов создания новых сортов является гибридизация, а подбор родительских пар для скрещиваний обеспечивает успех в селекции. Существуют три концепции подбора родительских пар для скрещивания: концепция сорта, концепция признака и концепция гена (Бороевич, 1984). Определение комбинационной способности перспективных сортообразцов по основным декоративным и хозяйственно ценным количественным признакам позволяет правильно подбирать родительские пары в селекции на гетерозис.

В результате анализа комбинационной способности можно выделить образцы, обеспечивающие в F1 получение высоких урожаев при скрещивании их с любыми другими сортами или только в конкретных комбинациях, а также выявить характер действия генов на изучаемые признаки.

В селекционной программе с горошком душистым в разное время за период 1985-2008 годы было испытано более 70 гибридов F1, полученных при помощи диаллельных скрещиваний между сортообразцами отечественной и зарубежной селекции, а также около 40 гибридных популяций F2 - F6.

В данной работе приводятся результаты исследований в этом направлении за последние годы (2003-2005), в которой в скрещивания были вовлечены 8 сортообразцов: сорта Grenadier, Bicolour, Navy Blue, Zig Zag, White Ensign, Селекцвет и линии «отбор 53-03», «Бабочки».

^ 3.1.1. Изменчивость количественных признаков у родительских форм и гибридов F1

Анализ изменчивости и степени доминирования декоративных признаков у родительских форм и гибридов F1 горошка душистого показал, что гетерозисный эффект отмечен у гибридов F1 в следующих комбинациях скрещиваний: “Селекцвет х Grenadier” и “Grenadier х Бабочки” - по 7, “Grenadier х Navy Blue” и “Grenadier х White Ensign” - по 6, “Отбор 53-03 х White Ensign” и “Bicolour х Navy Blue” - по 5 признакам (табл.1, табл.2).

Таблица 1. ^ Фенотипическая изменчивость основных количественных признаков

у родительских форм и гибридов F1 горошка душистого (2003-200 5годы), Cv, %


№

п/п
Название

сортообразца
Высота растения, см
Число побегов первого порядка, шт.
Длина междоузлия, см
Число узлов на главном побеге, шт.
Размеры цветка, см
Всего цветоносов, шт.
Длина цветоноса, см

ширина паруса
высота паруса
длина

весел

Родительские формы

1
Bicolour
4,15
20,32
8,56
7,55
6,53
5,37
8,78
6,27
6,25

2
Zig Zag
5,61
30,23
7,32
8,60
2,57
6,58
4,65
15,38
3,74

3
Селекцвет
4,61
6,57
6,77
7,69
4,49
2,73
3,12
8,25
3,45

4
Grenadier
7,87
26,21
9,65
7,93
3,89
2,83
2,32
7,96
6,29

5
Navy Blue
8,26
20,17
6,39
13,06
2,29
4,32
3,35
14,84
3,18

6
White Ensign
2,31
7,35
4,34
4,95
3,77
7,50
5,18
4,21
6,59

7
“отбор 53-03”
2,66
8,05
6,40
3,86
8,67
9,18
9,31
6,64
8,24

8
“Бабочки”
3,75
6,77
7,56
7,66
3,66
3,82
4,39
14,55
9,14

Гибриды F1

1
Bicolour х Zig Zag
8,25
16,64
11,21
8,65
5,25
6,24
5,22
17,56
16,21

2
Bicolour х Селекцвет
4,33
8,32
15,88
6,54
3,89
4,59
6,51
8,45
13,75

3
Bicolour х Grenadier
22,34
25,65
21,32
21,56
5,28
2,35
4,33
7,97
6,54

4
Селекцвет х Grenadier
13,61
23,16
11,20
9,21
4,54
4,39
6,41
14,30
9,16

5
Bicolour х Navy Blue
6,24
11,41
9,10
12,57
4,72
6,86
5,24
22,65
15,42

6
Grenadier х White Ensign
5,88
29,36
5,76
12,50
8,67
9,12
9,32
23,92
18,31

7
Grenadier х Navy Blue
6,47
22,54
7,88
5,30
4,92
5,83
8,33
8,85
9,38

8
Bicolour х White Ensign
16,27
17,64
7,69
9,25
6,25
9,11
2,54
14,25
7,56

9
“отбор 53-03” х White Ensign
4,52
10,63
13,20
16,63
9,31
13,22
9,25
15,47
16,42

10
Grenadier х“Бабочки”
8,26
15,23
9,14
23,49
7,47
5,36
4,54
25,56
15,73