ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ІМ. В.Я. ЮР’ЄВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

БАРСУКОВ ІГОР ПЕТРОВИЧ

УДК 633.15 : 631.527

СТВОРЕННЯ ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ

РАННЬОСТИГЛИХ ГІБРИДІВ КУКУРУДЗИ ЗЕРНОВОГО

НАПРЯМКУ

06.01.05 - селекція рослин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Харків – 2005

Дисертацією

є рукопис

Робота виконана

в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

КОЗУБЕНКО Леонід Васильович,

Інститут рослинництва ім. В.Я.Юр’єва УААН,

головний науковий співробітник відділу

селекції кукурудзи

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

КЛИША Андрій Іванович,

Інститут зернового господарства УААН, головний

науковий співробітник лабораторії селекції і технології

вирощування ранніх зернових і зернобобових культур

кандидат сільськогосподарських наук, професор

ПРОСКУРНІН Микола Васильович,

Харківський національний аграрний університет

ім. В.В. Докучаєва, завідувач кафедри генетики,

селекції і насінництва

Провідна установа: Інститут землеробства, УААН, смт Чабани

Захист відбудеться 30.05. 2005 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.366.01 при Інституті рослинництва

ім В.Я. Юр’єва УААН: 61060, м. Харків, проспект Московський, 142,

тел. (057) 392-23-78.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту рослинництва

ім. В.Я. Юр’єва УААН, м Харків, проспект Московський, 142.

Автореферат розісланий 24.04.2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Петренкова В.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Агрокліматичні умови України відрізняються значним різноманіттям і тому отримання сталих врожаїв кукурудзи потребує вирощування гібридів з різною тривалістю вегетаційного періоду. Асортимент національних гібридів середньоранньої та середньостиглої груп в основному задовольняє вимогам виробництва. Поряд з цим відчувається гострий дефіцит ультраранніх та ранньостиглих гібридів, які могли б вирощуватися в зонах з лімітованими гідротермічними режимами вегетації. Досить велика кількість ранньостиглих зразків вихідного матеріалу характеризується однотиповістю, низькою продуктивністю, сприйнятливістю до збудників ряду хвороб, непристосованістю до механізованого вирощування. До того ж вони дуже часто споріднені поміж собою.

Недостатньо підібрані та вивчені методи одержання ультрараннього та ранньостиглого лінійного матеріалу. Не відпрацьовані раціональні схеми добору батьківських компонентів експериментальних гібридів при створенні вихідного матеріалу таких ліній. Не в повній мірі використовуються ультраранні форми при створенні ранньостиглих зразків через ряд своїх негативних якостей. Тому тема роботи, яка передбачає розширення генетичної основи селекції гібридів з коротким періодом вегетації, є актуальною.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи виконані в 1993 – 2003 рр. відповідно до тематичного плану науково-дослідних робіт відділу селекції кукурудзи Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН згідно з НТП “Зернові і олійні культури” та її завданням “Створити та передати на Державне випробування нові високоврожайні гібриди кукурудзи різних груп стиглості, пристосовані до механізованого збирання, стійкі до хвороб та шкідників” (номер державної реєстрації 0101U00631).

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень є підбір високорезультативних методів селекції та розробка шляхів створення ультрараннього та ранньостиглого вихідного матеріалу з різних за вегетаційним періодом та походженням зразків, який придатний для виведення ранньостиглих гібридів кукурудзи зернового використання.

Для досягнення мети були поставлені такі завдання:

-

-

-

-

-

Об’єкт дослідження: селекція кукурудзи зернового використання.

Предмет дослідження: створення вихідного матеріалу, придатного для селекції ранньостиглих гібридів кукурудзи.

Методи дослідження: гібридизація, інцухт, беккросування – для одержання нового селекційного матеріалу; візуальний – для визначення ознак фенотипової мінливості рослин кукурудзи; вимірювально–ваговий – для обліку врожаю, визначення метричних ознак рослин та качанів; розрахунковий – для обчислення середніх даних після польового обліку морфологічних ознак; математично–статистичний – для визначення достовірності одержаних результатів досліджень, визначення показників комбінаційної здатності ліній.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах північно-східної частини Лісостепу України на базі спеціально підібраного колекційного та створеного нами вихідного матеріалу розроблено оптимальні шляхи селекції ультраранніх та ранньостиглих самозапилених ліній. Встановлено комплекс селекційно-цінних ознак, властивих ультраранньому лінійному матеріалу, який призначено для створення ранньостиглих гібридів зернової кукурудзи.

Практичне значення одержаних результатів. Проведено оцінку та підбір вихідного матеріалу, призначеного для селекції ранньостиглих гібридів кукурудзи. Створено 116 самозапилених ліній, з них 18 ультраранньостиглих, які мають ряд господарськи-цінних ознак. Шість ліній включено до колекції Центру генетичних ресурсів рослин України. В селекційних програмах Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН використано 30 ліній, в програмах Інституту зернового господарства УААН – 12 ліній. Устимівській дослідній станції Інституту рослинництва ім.. В.Я. Юр’єва УААН передано 12 самозапилених ліній.

За участю нових ліній створено ранньостиглі гібриди з рядом господарськи-цінних ознак, що перевищують за врожайністю зерна стандарт Харківський 199 МВ на 0,3 – 0,7 т/га.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом сплановано і проведено польові та лабораторні дослідження, оброблено експериментальні дані, опрацьовано літературу за темою дисертації. Частка авторства в працях, опублікованих у співавторстві, складає 15 – 90% і включає виконання експериментальних досліджень, аналіз і узагальнення одержаних наукових результатів. Авторство у створених лініях складає 100%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати досліджень представлено та обговорено на засіданнях селекційної секції вченої ради Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН (1993 – 2004 рр.), на Першій Всеукраїнській конференції “Корми і кормовий білок” (Вінниця, 1994 р.), на міжнародних науково – практичних конференціях молодих вчених та спеціалістів “Шляхи раціонального використання земельних ресурсів України” (Чабани, 1995 р.) та “Наслідки наукових пошуків молодих вчених – аграрників в умовах реформування АПК” (Чабани, 1996 р.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 10 наукових праць, в тому числі 4 статті в спеціалізованих фахових виданнях, 6 – у тезах та матеріалах наукових конференцій.

Обсяг та структура дисертації. Дисертація викладена на 157 сторінках комп’ютерного набору (113 сторінок тексту) і містить вступ, 5 розділів, висновки, рекомендації для практичної селекції, а також список літературних джерел та 20 додатків, ілюстрована 36 таблицями та 12 рисунками. Перелік літературних джерел налічує 242 найменування, в тому числі 53 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Селекція кукурудзи на ранньостиглість (огляд літератури)

Проаналізовано сучасний стан і результати попередніх досліджень з питань селекції ранньостиглої кукурудзи. На основі аналізу визначені питання, які ще недостатньо вивчені і обгрунтована необхідність проведення нових досліджень щодо створення вихідного матеріалу для селекції ранньостиглої кукурудзи, підвищення ефективності методів одержання ультраранніх та ранньостиглих ліній. Наведені дані переконливо стверджують актуальність теми досліджень і важливість вирішення цих питань в селекції кукурудзи.

Агрокліматичні умови, вихідний матеріал, методика досліджень. Експериментальні дані отримано у відділі селекції кукурудзи Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН за період 1993 – 2003 рр.. Польові дослідження виконували в селекційній науковій сівозміні інституту. Територіально вона знаходиться у північно–східній частині лівобережного Лісостепу України. Грунт дослідних ділянок - потужний, слабко вилугуваний чорнозем на суглинистому лесі з товщиною гумусного шару 75 см і більше при вмісті гумусу 3,5 – 7,3%. Клімат зони – помірно-континентальний, з недостатнім зволоженням і частими посухами. За період досліджень метеорологічні умови за роками досить різнились, що дало можливість на основі одержаних даних зробити об’єктивні висновки про адаптивність вихідного матеріалу. Матеріалом для досліджень були 24 самозапилені лінії з України, Франції, Нідерландів, Німеччини, Канади, США, Іспанії та Хорватії; три місцевих сорти-популяції (Білояре пшоно, Англійська рання, Канадська місцева); ультраранній гібрид Pag 391134 (США). На базі гібрида Pag 391134, самозапилених ліній та популяцій було створено 205 експериментальних гібридів, які також стали вихідним матеріалом для селекції нових ліній. В дослідженні знаходилось 116 нових оригінальних самозапилених ліній кукурудзи ультраранньої та ранньостиглої груп вегетації. Випробовували 87 гібридів за участю нових ліній.

Роботи по вивченню та створенню ліній проведено в селекційному розсаднику. Ділянки однорядкові без повторень, площею 4,9 м2. Гібриди вивчали у конкурсному випробуванні в 3-х повтореннях. Порівнювали з стандартом - гібридом Харківський 199 МВ.

Досліди проводили згідно з “Методичними рекомендаціями польового та лабораторного вивчення генетичних ресурсів кукурудзи” (1993). Градаційну та бальну оцінку усіх морфологічних та якісних ознак проводили за „Класифікатором – довідником виду Zea mays L.” (1994). Стійкість до стеблової гнилі, летючої та пухирчастої сажки оцінювали на штучному інфекційному фоні – за методом Г.В. Грисенка та Е.Л. Дудки (1980). Сприйнятливими стандартами були лінії А 502–2, W 537-7 та л.354. Для вивчення комбінаційної здатності нових самозапилених ліній проведено системні схрещування за методом топкросів з використанням методики П.П. Літуна, М.В. Проскурніна (1990).

Протягом вегетаційного періоду проводили фенологічні спостереження.

Експериментальні дані обробляли методами дисперсійного, кореляційного (Доспехов Б.А.,1985) та кластерного (Дюран Б., Оделл П., 1977) аналізів.

Статистична обробка даних виконана на комп’ютері з використанням пакету прикладних програм „ОСГЄ”, розробленого в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН.

Підбір та оцінка вихідних зразків кукурудзи для створення ультраранніх та ранньостиглих самозапилених ліній

Гібрид Pag 391134 як джерело цінних господарських ознак в селекції ранньостиглих ліній кукурудзи. Аналіз мінливості ознак інцухт–ліній, одержаних з Pag 391134, і гібридів між Pag 391134 та іншими зразками в порівнянні з вихідною формою довів, що варіювання вивчених показників дозволяє відібрати ультраранні лінії з комплексом господарсько – цінних ознак (табл. 1).

Таблиця 1

Мінливість ознак інцухт-ліній та гібридів у порівнянні до вихідної форми

Раg 391134, 1993 - 1994 рр.

Ознака | Вихідна

форма | Інцухт-лінії | Гібриди за участю ліній та Раg 391134

Сходи – викидання волотей, діб | 43 | 41 - 42 | 42 – 44

Викидання волотей - повна стиглість, діб | 36 | 44 - 46 | 38 – 41

Висота рослини, см | 118 | 111 - 117 | 132 – 204

Висота кріплення качана, см | 16 | 17 - 20 | 28 – 58

Листків на рослині, шт. | 14 | 12 | 12 – 14

Рядів зерен у качані, шт. | 14 | 8 - 12 | 12 – 14

Зерен у ряді, шт. | 29 | 18 - 22 | 30 – 35

Довжина качана, см | 11 | 8 - 10 | 15 – 18

Продуктивність рослини, г зерна при 14 % вологості | 118 | 40 - 61 | 140 – 155

Інтенсивність росту, см/діб | 2,7 | 2,6 - 2,7 | 3,1 - 4,6

Інтенсивність продуктивності, г/діб | 3,3 | 0,9 - 1,3 | 3,3 - 3,8

Результатом інцухту стало зниження висоти рослин, але при цьому виявилось можливим виділити лінії з більшою висотою кріплення качана. Несуттєво зменшилась кількість листків і значно – число зерен у ряді, рядів зерен, довжина качана і як результуюча ознака – озерненість качана. У гібридів між колекційними лініями та Pag 391134 підвищувалась інтенсивність росту, продуктивність та інтенсивність продуктивності рослини.

Селекційно-генетична характеристика самозапилених ліній кукурудзи, використаних в селекційному процесі. Для селекції експериментальних гібридів з метою подальшого одержання високопродуктивних ранньостиглих ліній доцільно використовувати лінії різних груп стиглості. Відібрано 24 самозапилені лінії. Серед ранньостиглих ліній виділені цінні за наступними ознаками: довжина качана – СМ 7, вихід зерна та оптимальна структура качана – УХ 52, продуктивність рослини – Z 7, багаторядність – СО 125, МА 21. Із середньоранніх: продуктивність рослини та маса 1000 зерен – Харківська 44, багатокачанність – СМ 39, структура качана – ВС 5, архітектоніка рослини й інші показники – УХ 29, ВС 15497. Серед середньостиглих ліній відібрані: багатокачанність та висока продуктивність – Р 165, маса 1000 зерен та структура качана – А 619.

Характеристика ультраранніх сортів кукурудзи, використаних в селекції на ранньостиглість. Сорти-популяції Канадська місцева, Англійська рання, Білояре пшоно мають таку цінну ознаку як ультраранньостиглість, але відзначаються великою невирівненістю за висотою рослин, висотою кріплення качана, надмірною кількістю стебел у рослини, слабкою стійкістю до вилягання.

Ряд морфологічних та господарських ознак сортів–популяцій можливо покращити шляхом добору та об’єднання кращих сімей після самозапилення найбільш придатних за морфотипом рослин (табл. 2).

Таблиця 2

Варіювання ознак сорту-популяції Канадська місцева,

1993 - 1995 рр.

Зразок | Статистичний показник | Висота рослини,

см | Висота кріплення качана,

см | Період “сходи – цвітіння качана”,

діб

Канадська місцева

до відбору | середнє | 100,6 | 22,9 | 48,3

Lim | 80,8-120,3 | 16,2-29,9 | 45,1-50,2

V.% | 9,9 | 10,9 | 5,1

Канадська місцева після об’єднання кращих сімей | середнє | 120,6 | 28,6 | 49,2

Lim | 118,2-123,0 | 27,5-30,1 | 48,4-51,0

V.% | 8,1 | 8,8 | 3,4

Створення ультрараннього та ранньостиглого

вихідного матеріалу

Використання методу інцухту та вихідного матеріалу з різною генетичною основою в селекції кукурудзи на ранньостиглість. При інцухті ультрараннього гібрида Pag 391134 із закритим родоводом було отримано ряд сестринських ліній, які відрізнялись своїми показниками (табл. 3).

Таблиця 3

Ознаки сестринських ліній, отриманих методом інцухту з гібрида Pag 391134,

1996 - 1998 рр.

Лінії | Родовід

ліній | Період “сходи – цвітіння качанів” | Висота рослини | Висота кріплення качана | Число

качанів | Маса

качана | Продуктив-ність рос- лини, зерна при 14 % вологості

діб | ± до Pag | см | ± до Pag | см | ± до Pag | шт. | ± до Pag | г | ± до Pag | г | ± до Pag

УХ 526 | Pag 391134 –

2-2-3-1-1-1 | 40 | -3 | 101 | -17 | 16 | 0 | 1,2 | 0 | 72,3 | -59,5 | 57,4 | -61,3

УХ 535 | Pag 391134 –

3-2-4-2-1-1 | 42 | -1 | 115 | -2 | 17 | +1 | 1,1 | -0,1 | 99,5 | -32,3 | 102,6 | -16,1

УХ 527 | Pag 391134 –

2-2-3-1-1-1 | 39 | -4 | 98 | -20 | 15 | -1 | 1,4 | +0,2 | 91,6 | -50,2 | 51,0 | -67,7

УХ 534 | Pag 391134 –

6-2-1-2-1-2 | 41 | -2 | 100 | -18 | 18 | +2 | 1,1 | -0,1 | 88,0 | -43,8 | 58,0 | -60,7

УХ 545 | Pag 391134 –

6-2-1-2-1 | 44 | +1 | 112 | -6 | 16 | 0 | 1,3 | +0,1 | 94,1 | -37,7 | 63,5 | -55,2

УХ 544 | Pag 391134 –

15-4-1-1-1-1 | 43 | 0 | 110 | -8 | 17 | +1 | 1,3 | +0,1 | 69,1 | -62,7 | 61,3 | -57,4

Pag 391134 (контроль) | 43 | 118 | 16 | 1,2 | 131,8 | 118,7

СМ 7 (контроль) | 52 | 128 | 32 | 1,6 | 95,0 | 104,2

НІР0,05 | 3,2 | 14,0 | 1,5 | 0,08 | 13,7 | 9,6

Найбільш короткий період „сходи – цвітіння качанів” мають лінії УХ 527 та УХ 526 (39 та 40 діб відповідно), що значно менше, ніж у вихідної форми. За висотою рослин відібрані такі зразки як УХ 544, УХ 545, УХ 535. Найбільшою масою качана (99,5 г) виділяється лінія УХ 535, що на рівні цього показника у контролю – лінії СМ 7 (95,0 г). Усі отримані з цього матеріалу лінії віднесено до ультраранньої групи вегетації, а самі вони використовувались як донори ранньостиглості.

Для встановлення генетичної близькості одержаних ліній на основі взаємозв’язків між основними селекційними ознаками ми застосували метод кластерного аналізу. На дендрограмі дистанційної відстані між кращими ультраранніми лініями (рис. 1), відібраними для аналізу, досліджувані форми розподілились на відстані D = 4,12 на два окремих кластери (дві споріднені групи).

Рис. 1 Дендрограма дистанційної відстані ліній, створених методом інцухту гібрида Pag 391134.

В перший кластер увійшли лінії УХ 544 та УХ 545, що мали більш тривалий період „сходи – цвітіння качанів”. Найбільш спорідненими серед вивчених форм (D = 2,95) виявились лінії УХ 534 та УХ 526. Більш віддаленою (D = 3,75) та відокремленою у групі зразків другого кластеру була лінія УХ 535. В результаті інцухту гібрида Pag 391134 відібрано лінії: неоднотипові та більш ранньостиглі, за висотою рослини нижчі від вихідної форми, але з вищим кріпленням качана, з більшою кількістю качанів на рослині, з достатньою для ультраранніх ліній масою одного качана.

При створенні ліній безпосередньо з ультраранніх сортів–популяцій було відмічено та досліджено інцухт-депресію за висотою рослин і зерновою продуктивністю. Встановлена значна депресія в інцухт-поколіннях всіх вивчених сортів, особливо за показником „зернова продуктивність”. В середньому по досліду вже в першому інцухт-поколінні (I1) рівень депресії склав 29,4%, а в I3 досягав 52,6%. Оскільки депресія мала великі показники в I3, а продуктивність рослин не досягала інбредного мінімуму, то подальше проведення самозапилення сортів стало недоцільним у зв’язку з малою зерновою продуктивністю одержуваних інцухт-зразків (14,2 г зерна з рослини в I3 сорту Канадська місцева, рівень депресії 63,1%, 1994 р.). Таким чином, встановлено, що створення ліній методом інцухту безпосередньо з ультраранніх сортів практично неможливе через велику інбредну депресію за рядом ознак, особливо за продуктивністю рослин.

Щоб використати ознаку ультраранньостиглості сортів-популяцій, подальшим етапом роботи було залучення цих сортів до програми одержання експериментальних гібридів.

Відомо, що правильний добір батьківських компонентів експериментальних гібридів в поєднанні з різноманітною формоутворюючою дією інцухту, дозволяє відібрати селекційно-цінні зразки. Однак недостатність та суперечливість даних про принципи добору пар призводять до зниження ефективності селекції, особливо при створенні ультраранніх форм.

Нами проведено ряд схем схрещувань зразків, що відносяться до різних груп стиглості. Схрещували: ультраранню з ультраранньою формою (УР х УР), ультраранню з ранньостиглою (УР х Р), ультраранню з середньоранньою (УР х СР), ультраранню з середньостиглою (УР х СС) та ранньостиглу з ранньостиглою формою (Р х Р). Отримано 205 експериментальних гібридів. В результаті їх самозапилення та добору виділено 116 константних ліній. Ультраранніми були 78% ліній, одержаних інцухтом з гібридів схеми УР х УР, 36% ультраранніх ліній отримано в схемі УР х Р та 14% - в схемі Р х Р. При використанні схем УР х СР і УР х СС отримані лінії були тільки ранньостиглими та середньоранніми.

Встановлено, що при створенні ліній з гібридів УР х УР виявляється найбільша кількість ультраранніх ліній, але вони мають низьку масу качана і більша частина з них за цією ознакою підлягає бракуванню. При використанні схеми схрещування УР х Р кількість ультраранніх ліній зменшується; ранньостиглі лінії мають перевагу над ультраранніми, але при цьому відібрані ультраранні лінії більш високорослі та мають більшу масу качана. З такими показниками лінія УХ 531: висота рослини 140 см, маса качана 46,2 г (табл. 4). При схрещуванні Р х Р виділяються в основному ранньостиглі лінії, але завдяки різнобічній формоутворюючій дії інцухту можливо відібрати як більш пізні, так і більш ранні форми з достатньо високими показниками (УХ 538 – маса качана 66,3 г).

Створення самозапилених ліній за участю ультраранніх форм кукурудзи методом інцухту в поєднанні з беккросними схрещуваннями. У дослідах виявлено краще поєднання кількості беккросів з інцухтом для одержання ранньостиглих ліній при використанні пізніх та ультраранніх форм.

Таблиця 4

Характеристика самозапилених ліній кукурудзи,

одержаних за різними схемами схрещувань, 1996 - 1998 рр.

Схема схрещувань* | Відібрана лінія | Група стиглості лінії* | Період “сходи – цвітіння качанів”,

діб | Висота рослини, см | Висота кріплення качана,

см | Маса качана,

г

УР х УР | УХ 553 | УР | 44 | 115 | 31 | 38,2

УР х Р | УХ 540 | Р | 53 | 108 | 32 | 78,1

УХ 531 | УР | 42 | 140 | 41 | 46,2

УР х СР | УХ 529 | Р | 51 | 172 | 61 | 99,7

УР х СС | УХ 532 | СР | 57 | 162 | 49 | 100,2

Р х Р | УХ 538 | УР | 45 | 124 | 39 | 66,3

СМ 7 (контроль) | Р | 52 | 128 | 32 | 95,0

НІР0,05 | 3,8 | 13,8 | 1,2 | 9,4

*Примітка. УР – ультрарання, Р – ранньостигла, СР – середньорання, СС - середньостигла.

При інцухті гібридів між ультраранньою формою та пізньостиглим компонентом період “сходи - цвітіння качанів” займав проміжне положення між батьківськими формами: 51 доба проти 60 та 43 діб (табл. 5).

Таблиця 5

Тривалість періоду “сходи – цвітіння качанів” самозапилених ліній в залежності від ступеня насичування ультраранньою формою,

1997 - 1998 рр.

Лінія | Тривалість періоду, діб | ± до УХ 29

УХ 29 (А) | 60 | -

Pag 391134 (В) | 43 | - 17

ВС 154997 (С) | 52 | - 8

(В х А) / І6 | 51 | - 9

(В х А) х В / І6 | 47 | - 13

(В х А) х В2 / І6 | 46 | - 14

(В х А) х С / І6 | 52 | - 8

При інцухті гібридів ВС1, коли частка генотипу ультраранньої форми складає 75%, тривалість періоду в одержаних ліній зменшувалась на 13 діб в порівнянні з УХ 29. У ліній після ВС2 вегетаційний період скоротився і в найбільшому ступені наближався до рекурентної форми – Раg 391134.

Простежена залежність зернової продуктивності ліній від ступеня їх насичення ультраранньою формою дозволила зробити висновок, що для скорочення тривалості вегетаційного періоду у створюваних форм, беккросування необхідно проводити не більше 1 – 2 разів для збереження корисних ознак пізніх зразків.

Селекційно-генетична характеристика створених самозапилених ліній та їх використання в селекції ранньостиглих гібридів кукурудзи зернового напрямку

Вегетаційний період, продуктивність самозапилених ліній та її елементи. У вивченні знаходилось 116 самозапилених ліній. За вегетаційним періодом вони розподілились на 3 групи. До ультраранньої групи увійшло 18 ліній кукурудзи (період “сходи - цвітіння качанів” від 40 до 50 діб). Ранньостигла група представлена 48 лініями (від 51 до 56 діб). До середньоранньої групи віднесено 50 ліній (57 - 62 доби).

Створені лінії ультраранньої та ранньостиглої кукурудзи мають ряд селекційних та господарськи-корисних ознак і властивостей. Так, лінії УХ 529, УХ 532, УХ 535, УХ 536, УХ 543 характеризуються високою продуктивністю (118 - 197 г зерна з рослини при 14% його вологості); УХ 532, УХ 536, УХ 543 – багатокачанністю (1,3 - 1,9 качана на рослині);УХ 529, УХ 531, УХ 548 – довгим качаном (15,1 - 17,0 см); УХ 532, УХ 535, УХ 536 – багаторядністю (16 - 18 рядів зерен); УХ 532, УХ 536, УХ 543 – високою масою качана (118 - 125 г).

Імунологічна характеристика ліній кукурудзи. У 1998 - 1999 рр. в імунологічному відношенні вивчено 27 ліній. Виділено високостійкі до стеблової гнилі (Fusarium moniliforte Sheld, F. culmorum, F. sporotrichiella) - УХ 525, УХ 529, УХ 539, УХ 540, УХ 548 та УХ 549. Високостійкими до пухирчастої сажки (Ustilago zeae Ung.) були 3 лінії – УХ 533, УХ 539, УХ 541. До збудника летючої сажки (Sorosporium reilianum Mc Apl.) високостійкими були лінії УХ 528, УХ 532, УХ 535, УХ 539.

Стійкість до двох хвороб виявили зразки: УХ 532 – до пухирчастої та летючої сажки; УХ 536 – до пухирчастої сажки та стеблових гнилей; УХ 525, УХ 540, УХ 548 – до летючої сажки та стеблових гнилей. Дуже цінними в імунологічному відношенні є лінії: УХ 533, УХ 539, УХ 541 та УХ 549, тому що вони мають комплексну стійкість до усіх трьох хвороб.

Оцінка комбінаційної здатності створених ліній. При вивченні (2001 - 2002 рр.) загальної (ЗКЗ) та специфічної (СКЗ) комбінаційної здатності 22 нових ліній використовували метод топкросів.

За продуктивністю рослин до групи з високою ЗКЗ увійшли 6 ліній: УХ 529, УХ 531, УХ 532, УХ 533, УХ 534, УХ 535. Встановлені високі ефекти СКЗ за урожайністю зерна з тестером УХ 5 у ліній УХ 526, УХ 544, УХ 533 та УХ 530; з тестером УХ 9 – у ліній УХ 525, УХ 528, УХ 536, УХ 532, УХ 548; з простим гібридом УХ 382 х СМ 99 – лінії УХ 538 та УХ 531.

Характеристика ранньостиглих гібридів кукурудзи, створених за участю нових самозапилених ліній. У 1999 - 2000 рр. створено 87 гібридів, які у 2001 - 2003 рр. проходили випробування (табл. 6).

Таблиця 6

Урожайність гібридів кукурудзи за участю нових ліній

Гібрид | Вико-риста-но лінію | Період “сходи – цвітіння качанів”,

діб | Урожайність при 14 % вологості зерна, т/га | Збиральна вологість зерна, %

2001 р. | 2002 р. | 2003 р. | середнє | + до st

Харківський 1864-01 | УХ 536 | 57 | 3,70 | 3,36 | 5,73 | 4,26 | 0,67 | 29,4

Харківський 1866-01 | УХ 541 | 59 | 3,00 | 4,26 | 4,44 | 3,90 | 0,31 | 28,8

Харківський1865-01 | УХ 542 | 56 | 2,55 | 3,30 | 5,65 | 3,83 | 0,24 | 27,5

Харківський1863-01 | УХ 543 | 60 | 2,86 | 4,28 | 5,67 | 4,27 | 0,68 | 29,8

Харківський1857-01 | УХ 545 | 55 | 2,91 | 4,15 | 4,64 | 3,90 | 0,31 | 25,5

Харківський1861-01 | УХ 548 | 56 | 3,13 | 3,13 | 4,80 | 3,67 | 0,08 | 28,2

Харківський1859-01 | УХ 550 | 56 | 3,23 | 3,57 | 5,39 | 4,06 | 0,47 | 29,4

Харківський199 МВ (st) | 56 | 2,70 | 3,13 | 4,94 | 3,59 | - | 29,7

НІР0,05 | 0,20 | 0,22 | 0,27 | 0,23

Найбільшу врожайність зерна мали гібриди Харківський 1864-01 та Харківський 1863-01 (4,26 та 4,27 т/га відповідно) і перевищували стандарт Харківський 199 МВ на 0,67 - 0,68 т/га при однаковій збиральній вологості зерна. В генотип цих двох ранньостиглих гібридів входять лінії УХ 536 та УХ 543.

ВИСНОВКИ

В дисертації наведено теоретичне обгрунтування і нове рішення наукового завдання з підвищення ефективності створення вихідного матеріалу для селекції ранньостиглих гібридів зернової кукурудзи на основі встановлення високорезультативних методів селекції та розробки шляхів створення ультрараннього і ранньостиглого вихідного матеріалу з різних за вегетаційним періодом та походженням зразків, в результаті чого створено селекційно-цінні лінії і господарсько-придатні гібриди. Вирішення цих питань має суттєве значення для селекції кукурудзи зернового використання.

Встановлено, що:

1. Використання в селекційних програмах гібрида Раg 391134 дозволяє створити велике різноманіття ліній, які різняться між собою як за морфологічними ознаками, так і за елементами продуктивності та мають таку важливу ознаку як ультраранньостиглість. Визначено кращі ультраранні лінії: УХ 535, УХ 544, УХ 545.

2. Створення ліній методом інцухту безпосередньо з ультраранніх сортів не є результативним, оскільки вони піддаються сильній інбредній депресії за рядом ознак, особливо за продуктивністю рослин. Рівень депресії у сорту Канадська місцева у І3 склав 63,1% при 14,2 г зерна з рослини.

3. Ультраранні сорти необхідно використовувати для отримання експериментальних гібридних комбінацій, на базі яких шляхом інцухту створюються ультраранні та ранньостиглі лінії. Підтвердженням цього положення є створення ліній УХ 531, УХ 536, УХ 548, УХ 553, УХ 560.

4. З вивчених методів найбільш ефективним був саме метод інцухту спеціально створених експериментальних гібридів. Створено 116 ліній, з яких: 18 – ультраранні, 48 – ранньостиглі, 50 – середньоранні.

5. Найбільшу кількість ультраранніх ліній створено шляхом інцухту гібридів, одержаних від схрещування двох ультраранніх форм кукурудзи. Але ці лінії мають низьку масу качана і більша частина з них за даною ознакою підлягає бракуванню.

6. Найбільш продуктивні ультраранні лінії (УХ 525, УХ 531, УХ 550) виділені при інцухті експериментальних гібридів, одержаних від схрещування ультраранніх та ранньостиглих форм. У генотипі цих самозапилених ліній поєднана ультраранньостиглість і велика маса качана. За цією схемою одержано продуктивні ранньостиглі лінії УХ 540 та УХ 547.

7. Вихід цінних ультраранніх ліній на основі матеріалу, створеного від схрещування ультраранніх форм з середньоранніми та середньостиглими зразками, є досить низьким. Основна маса одержаних ліній за тривалістю вегетаційного періоду відноситься до більш пізніх груп дозрівання. Результатом роботи за даною схемою стало створення ранньостиглих ліній УХ 529 і УХ 542, а також середньоранніх - УХ 532 та УХ 534.

8. Беккросні схрещування в поєднанні з інцухтом дозволяють створювати цінні ультраранні та ранньостиглі лінії з комплексом цінних селекційно-господарських ознак та властивостей. З використанням цього методу одержано лінії УХ 531.1, УХ 532.2, УХ 533.2. Беккросування рекурентною ультраранньою формою необхідно проводити не більше 1 - 2 разів для скорочення тривалості вегетаційного періоду у створюваних ліній та збереження корисних ознак пізніх зразків.

9. Застосування методу кластерного аналізу дозволяє з високою точністю встановити генетичну близькість ліній на базі взаємозв’язків між основними селекційними ознаками, що дає можливість модифікувати існуючі гібриди шляхом заміни їх батьківських ліній на споріднені – більш продуктивні, а головне – цілеспрямовано добирати батьківські пари для створення сучасних високопродуктивних гібридів.

10. З використанням ультраранніх форм створено самозапилені лінії ультраранньої та ранньостиглої кукурудзи, які мають ряд господарсько-корисних ознак та властивостей: УХ 529, УХ 532, УХ 535, УХ 536, УХ 543, що характеризуються високою продуктивністю; УХ 532, УХ 536, УХ 543 – багатокачанністю; УХ 529, УХ 531, УХ 548 – довгим качаном; УХ 532, УХ 535, УХ 536 – багаторядністю; УХ 532, УХ 536, УХ 543 – високою масою качана; УХ 533, УХ 539, УХ 541, УХ 549 – комплексною стійкістю до стеблових гнилей, летючої та пухирчастої сажок; УХ 525, УХ 530, УХ 531, УХ 532 - високим значенням ефектів ЗКЗ та СКЗ.

11. За участю нових ліній УХ 536, УХ 541, УХ 542, УХ 543, УХ 545, УХ 548, УХ 550 створено високопродуктивні ранньостиглі гібриди зернового використання, які перевищують за урожайністю стандарт Харківський 199 МВ на 0,3 - 0,7 т/га і мають таку ж або нижчу збиральну вологість зерна.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ ПРАКТИЧНОЇ СЕЛЕКЦІЇ

1.В селекційних програмах при створенні ранньостиглих самозапилених ліній доцільно використовувати ультраранні гібриди із закритим родоводом.

2.Піддавати кластерному аналізу нові лінії для встановлення їх генетичної близькості на основі взаємозв’язків між основними селекційними ознаками, що дозволить успішно створювати модифіковані гібриди кукурудзи, підвищити ефективність насінництва.

3.При створенні цінних ультраранніх ліній слід використовувати експериментальні гібриди, до генотипу яких включати ультраранні та ранньостиглі форми.

4.Рекомендується використовувати для створення ранньостиглих гібридів зернової кукурудзи наступні лінії: УХ 526, УХ 527, УХ 531, УХ 534, УХ 538 – ультраранньостиглі; УХ 529, УХ 532, УХ 535, УХ 536, УХ 543 – високопродуктивні; УХ 532, УХ 536, УХ 543 – багатокачанні; УХ 539, УХ 531, УХ 548 – довгокачанні; УХ 532, УХ 535, УХ 536 – багаторядні; УХ 533, УХ 539, УХ 541, УХ 549 – з комплексною стійкістю до стеблових гнилей, летючої та пухирчастої сажок; УХ 530, УХ 531, УХ 532, УХ 533, УХ 534, УХ 535 – з високою ЗК3 за урожайністю зерна.

СПИСОК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гурьев Б.П., Гурьева И.А., Козубенко Л.В., Барсуков И.П. Селекция ультрараннеспелых гибридов // Кукуруза и сорго. – 1989. - № 6. – С. 39 - 41. (30% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

2. Чернобай Л.М., Козубенко Л.В., Камишан Т.П., Чупіков М.М., Барсуков І.П., Поздняков В.В. Видовий склад фузаріозної гнилі стебла кукурудзи в умовах Харківської області // Селекція і насінництво. – Харків, 1996. – Вип. 77. – С. 13 - 16. (15% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

3. Козубенко Л.В., Чупиков Н.М., Камышан Т.П., Барсуков И.П., Чернобай Л.Н. Методы селекции скороспелых линий кукурузы // Бюллетень Інституту зернового господарства. – Дніпропетровськ, 1997. - №3(5). – С. 10 - 12. (50% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

4. Барсуков І.П. Створення ультрараннього лінійного матеріалу для селекції ранньостиглих гібридів кукурудзи // Селекція і насінництво. – Харків, – 2004. – Вип. 88. – С. 71 - 77.

5. Барсуков И.П., Камышан Т.П. Создание и использование суперраннеспелых самоопыленных линий кукурузы // Всесоюзн. н.-технич. конф. молодых ученых “Современные проблемы генетики и селекции с/х растений”. – Одесса, 1991. – С. 62. (90% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

6. Козубенко Л.В., Чернобай Л.Н., Барсуков И.П. Новый исходный материал для селекции скороспелых гибридов кукурузы с комплексной устойчивостью к болезням и вредителям // Материалы конф. “Молекулярно-генетические маркеры и селекция растений”. – К., 1994. – С. 164 - 165. (30% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

7. Барсуков И.П., Мовчан Д.С., Камышан Т.П., Чернобай Л.Н., Сикалова Е.В. Селекция линий и гибридов раннеспелой кукурузы (ФАО 100 - 150) // Перша Всеукраїнська (міжнародна) конф. по проблемі “Корми і кормовий білок”. – Вінниця, 1994. – С. 114. (60% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

8. Барсуков І.П., Камишан Т.П., Мовчан Д.С., Козубенко Л.В. Використання беккросних схрещувань в поєднанні з інцухтом для створення ранньостиглих ліній кукурудзи // Міжнар. науково-практичн. конф. молодих вчених і спеціалістів “Шляхи раціонального використання земельних ресурсів України”. – Чабани, 1995. – С. 19. (80% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

9. Барсуков І.П., Козубенко Л.В., Камишан Т.П., Мовчан Д.С. Створення нових ліній ранньостиглої кукурудзи // Матеріали міжнар. науково-практичної конф. молодих вчених та спеціалістів “Наслідки наукових пошуків молодих вчених-аграрників в умовах реформування АПК”. – Чабани, 1996. – С. 151. (60% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

10. Козубенко Л.В., Чупиков Н.М., Камышан Т.П., Мовчан Д.С., Барсуков И.П. Создание нового исходного материала кукурузы – важнейшая задача селекции // Матеріали міжнар. науково-практичної конф. молодих вчених та спеціалістів “Селекція, насінництво і технологія вирощування польових культур”. – Чернівці, 1996. – С. 57 - 58. (40% авторства: проведення досліджень і узагальнення результатів).

Барсуков І.П. Створення вихідного матеріалу для селекції ранньостиглих гібридів кукурудзи зернового напрямку. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 – селекція рослин. - Інститут рослинництва ім. В.Я.Юр'єва УААН, Харків, 2005.

Наведено теоретичне обгрунтування і практичне рішення задач з підвищення ефективності створення вихідного матеріалу для селекції ранньостиглих гібридів зернової кукурудзи. Розроблені високорезультативні методи селекції та шляхи створення ультрараннього і ранньостиглого вихідного матеріалу з різних за вегетаційним періодом та походженням зразків.

Встановлено, що в селекційних програмах при створенні ранньостиглих самозапилених ліній доцільно використовувати ультраранні гібриди із закритим родоводом.

Виявлено, що найбільш продуктивні лінії одержують від інцухту експериментальних гібридів, створених з використанням ультраранніх і ранньостиглих форм. Доведено, що при схрещуванні ультраранніх форм з середньоранніми та середньостиглими зразками імовірність отримання ультраранніх ліній досить низька.

Створено 116 константних самозапилених ліній кукурудзи, шість з яких включено до колекції Центру генетичних ресурсів рослин України (УХ 525, УХ 529, УХ 532, УХ 533, УХ 534, УХ 536). Ці лінії характеризуються комплексом господарськи-цінних ознак і являють практичний інтерес для селекції ранньостиглих гібридів кукурудзи.

За участю нових ліній створені ранньостиглі гібриди, які перевищують за урожайністю зерна стандарт Харківський 199 МВ на 0,3 - 0,7 т/га і мають нижчу його збиральну вологість.

Ключові слова: кукурудза, вихідний матеріал, інцухт, беккрос, ультрарання лінія, ранньостиглий гібрид.

Барсуков И.П. Создание исходного материала для селекции раннеспелых гибридов кукурузы зернового направления. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.05 – селекция растений. – Институт растениеводства им. В.Я. Юрьева УААН, Харьков, 2005.

В