ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ім. В.Я.ЮР’ЄВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

КАНДИБА НАТАЛІЯ МИКОЛАЇВНА

УДК 631.52 : 677.1 : 633.521

МІНЛИВІСТЬ ТА УСПАДКУВАННЯ ОСНОВНИХ

ГОСПОДАРСЬКО-ЦІННИХ ОЗНАК У МІЖСОРТОВИХ

ГІБРИДІВ ЛЬОНУ-ДОВГУНЦЯ

06.01.05 – селекція рослин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Харків – 2006

Дисертацією

є рукопис

Робота виконана

в Інституті луб'яних культур УААН

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Логінов Михайло Іванович,

Інститут луб'яних культур УААН,

завідувач відділом селекції і насінництва льону

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Жатов Олексій Гнатович,

Сумський національний аграрний університет,

завідувач кафедри рослинництва

кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Динник Василь Полікарпович,

Інститут землеробства УААН, старший

науковий співробітник лабораторії селекції і

насінництва ріпаку та льону

Провідна установа: Полтавська державна аграрна академія, м. Полтава

Захист відбудеться „ 28 ” лютого 2006 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.366.01 при Інституті рослинництва ім. В.Я.Юр'єва УААН, за адресою: м. Харків, пр. Московський, 142,

тел. (057) 392-23-78

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН: м. Харків, пр. Московський, 142

Автореферат розісланий „ 23 ” січня 2006р.

Учений секретар

спеціалізованої вченої ради Петренкова В.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Останнім часом в європейських країнах створено серію нових сортів льону-довгунця, які можуть розглядатися як перспективний вихідний матеріал для української селекції. Виділення серед них надійних джерел та донорів господарсько-цінних ознак і отримання на їх основі міжсортових гібридів сприятиме розширенню корисного генетичного різноманіття льону-довгунця та підвищенню результативності його селекції.

Однак реалізація селекційних програм по створенню таких сортів зустрічає значні труднощі. В селекції льону-довгунця використовується дуже обмежений генофонд культури, який далеко не вичерпує видового генетичного потенціалу. Вихідний матеріал для селекції часто має споріднене походження і не забезпечує бажаних частот корисних рекомбінацій. Основні господарсько-цінні ознаки мають складні і мало досліджені системи генетичної регуляції, експресія в значному ступені залежить від ґрунтово-кліматичних умов вирощування. Для селекції льону-довгунця практично не розроблені технології генетичного поліпшення господарсько-цінних ознак, а також методи ідентифікації селекційно-цінних генотипів.

Незважаючи на значну кількість досліджень льону-довгунця, генетичні детермінанти його господарсько-цінних ознак до теперішнього часу не встановлені, а отримані в цьому напрямку результати розрізнені й часто суперечливі. Для використання сортів льону-довгунця в якості вихідного матеріалу треба мати надійні оцінки їх комбінаційної здатності. Це в особливій мірі стосується нових сортів, що є потенційними генетичними джерелами господарсько-цінних ознак.

Не можна вважати остаточно визначеною можливість сполучення кількох господарсько-цінних ознак у межах одного генотипу, оскільки корелятивні взаємозв'язки між ними залежать від генетичного складу експериментальних сукупностей та кліматичних умов вирощування.

Невирішеність цих проблем суттєво позначається на результативності створення нових сортів льону-довгунця, і одним із засобів її підвищення є розширення корисного генетичного різноманіття культури та його використання в селекції. Вирішення цих проблем і стало підставою до виконання наших досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи виконані в 2000-2003 рр. відповідно до тематичного плану науково-дослідних робіт Інституту луб'яних культур УААН за завданням 01"Удосконалити методи селекції льону-довгунця на поліпшення господарських та біологічних ознак, створити конкурентоспроможні сорти, адаптовані до вирощування в північно-східному регіоні України" (№ державної реєстрації 0101U008075) державної науково - технічної програми УААН "Луб'яні культури". Роль автора у виконанні цих робіт полягала в проведенні комплексних польових та лабораторних оцінок сортів льону-довгунця різного еколого- географічного походження, отриманні серії міжсортових гібридів за двома діалельними схемами схрещувань, генетичному аналізі основних господарсько-цінних ознак льону-довгунця та здійсненні індивідуальних доборів із сортів та гібридів.

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень було розширення генетичного різноманіття льону-довгунця шляхом гібридизації сортів різного еколого-географічного походження та визначення мінливості і успадкування господарсько-цінних ознак у гібридів. Для досягнення поставленої мети вирішували наступні завдання:

-

-

-

-

-

-

-

Об'єкт дослідження: мінливість та успадкування кількісних ознак у льону-довгунця.

Предмет дослідження: закономірності мінливості та успадкування господарсько-цінних ознак сортів льону-довгунця різного еколого-географічного походження та створених на їх основі гібридних комбінацій.

Методи дослідження:

- польовий експеримент - використаний для порівняльних випробувань сортів і міжсортових гібридів льону-довгунця;

- генетичний аналіз - встановлення ефектів комбінаційної здатності, генетичних компонентів дисперсії сортів льону-довгунця за основними господарсько-цінними ознаками, а також реципрокних відмінностей між гібридами;

- морфометричний аналіз - застосований для визначення морфологічних ознак рослини;

- гравіметричний аналіз - визначення ознак структури урожаю волокна;

- технологічний аналіз - визначення ознак якості волокна;

- біохімічний аналіз - визначення вмісту та жирнокислотного складу олії в насінні;

- статистичний аналіз – для математичної обробки експериментальних результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено закономірності мінливості норм реакції сортів льону-довгунця на погодні умови вирощування і успадкування ознак льону-довгунця. Ідентифіковано сорти, що стабільно відтворюють високі рівні господарсько-цінних ознак в контрастних погодних умовах вирощування. Виділено кращі генетичні джерела за морфологічними ознаками рослин, елементами структури урожаю та якості волокна. Визначено, що за типом генетичної регуляції морфологічні ознаки рослини не завжди відповідають адитивно-домінантній моделі, ознаки структури урожаю волокна наближаються до неї, а ознаки якості волокна в найбільшому ступені адекватні їй. Встановлено, що для ознак структури урожаю волокна і, особливо, для ознак його якості характерний значно більш високий вклад в дисперсію адитивних ефектів ніж для морфологічних ознак рослини. Виділено для селекції льону-довгунця джерела високоякісного волокна та олійної сировини.

Практичне значення одержаних результатів. Визначені в процесі досліджень кращі сорти та донори основних господарсько-цінних ознак для використання в селекційній практиці за сукупністю морфологічних ознак рослини, елементів структури урожаю і якості волокна та для поліпшення сукупності господарсько-цінних ознак - сорти Чарівний, Глухівський ювілейний, Artemida, Germes, Зоря 87, Псковський 85 та Оршанський 2. Пропонуються в якості вихідного матеріалу для підвищення вмісту олії в насінні сорти льону-довгунця - Зоря 87, Сальдо, Оршанський 2 та Псковський 85, для зниження вмісту гліцеридів олеїнової кислоти - сорти Artemida та Псковський 85, для підвищення гліцеридів линолевої кислоти - сорти Germes та Viola та линоленової кислоти - сорти Artemida, Псковський 85 та Сальдо. Рекомендовано спростити оцінку маси волокна з рослини шляхом визначення маси технічної частини стебла та наступним розрахунком за рівнянням лінійної регресії. Для розширення корисного генетичного різноманіття льону-довгунця та створення нового вихідного матеріалу для селекції рекомендується застосовувати гібриди: Зоря 87 х Чарівний, Чарівний х Зоря 87, Чарівний х Могильовський 2, Viking х Germes, Germes х Viking, Новоторзький х Псковський 85, Псковський 85 х Новоторзький; Зоря 87 х Germes, Germes х Зоря 87, Могильовський 2 х Чарівний, Germes х Зоря 87. Виділені в ході виконання досліджень генетичні джерела та донори господарсько-цінних ознак, а також кращі міжсортові гібриди льону-довгунця включено до селекційних програм Інституту луб'яних культур УААН та Інституту землеробства УААН.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні польових і лабораторних дослідів. Здобувачем узагальнено літературні дані за темою дисертаційної роботи і проведено аналіз результатів досліджень. Отримано міжсортові гібриди льону-довгунця, випробувано сорти та міжсортові гібриди, проведено з них добори та оцінку сукупності господарсько-цінних ознак у сортів та міжсортових гібридів різних поколінь.

Внесені пропозиції до рекомендацій із селекції та насінництва льону. Публікації виконані як самостійно, так і в співавторстві. Внесок здобувача в публікації, виконані в співавторстві, полягає в отриманні експериментальних даних і узагальненні результатів досліджень і складає 10 - 80 %.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, що викладені в дисертації, оприлюднено на річних звітах відділу селекції та насінництва льону Інституту луб?яних культур УААН в 2001-2004 рр., Міжнародній науково-практичній конференції „Проблемы мобилизации, инвентаризации, сохранения и изучения генофонда важнейших сельскохозяйственных культур для решения приоритетных задач селекции” (Санкт-Петербург, 2001); науково-технічній конференції молодих вчених „Проблеми і перспективи розвитку льонарства і коноплярства в Україні” (Глухів, 2002); 2-й Міжнародній конференції молодих вчених „Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений” (Харків, 2003); науково-технічній конференції молодих вчених ”Нове в селекції, генетиці, технології вирощування, збирання, переробки та стандартизації луб'яних культур” (Глухів, 2003); Міжнародній науково-практичній конференції „Проблемы повышения технологического качества льна-долгунца” (Торжок, 2004); науково-практичній конференції „Новітні технології вирощування сільськогосподарських культур - у виробництво” (Чабани, 2004); науково-технічній конференції молодих вчених ”Проблеми і перспективи в селекції, генетиці, технології вирощування, збирання, переробці та стандартизації луб'яних культур” (Глухів, 2004).

Публікації Результати досліджень за темою дисертаційної роботи висвітлено у 11 публікаціях, серед яких 4 у фахових виданнях, 3 матеріали конференцій і 4 тези доповідей.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота викладена на 207 стор., містить вступ, 6 розділів, висновки, пропозиції для селекційної практики, список літературних джерел із 192 назв і 29 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

Напрямки та методи селекційного підвищення

продуктивності і якості волокна у льону-довгунця

(огляд літератури)

Аналіз літератури свідчить, що незважаючи на значну кількість досліджень льону-довгунця, проблемні питання його селекції не можна вважати вирішеними. У селекційних програмах використовується обмежений обсяг вихідного матеріалу, який далеко не реалізує потенційних можливостей культури. Цей матеріал часто відрізняється спорідненою генетичною основою, що обмежує досягнення бажаної частоти корисних рекомбінацій.

Не можна вважати остаточно визначеною можливість сполучення кількох господарсько-цінних ознак в межах одного генотипу, оскільки корелятивні взаємозв'язки між ними залежать від генетичного складу експериментальних сукупностей та кліматичних умов вирощування. Потребує вивчення вихідний матеріал для одержання перспективного селекційного матеріалу з високою трансгресією за господарсько-цінними ознаками з метою підвищення ефективності створення високопродуктивних сортів.

Методика і умови досліджень. Дослідження проводили протягом 2000-2003 рр. на експериментальній базі Інституту луб’яних культур УААН. Метеорологічні умови років досліджень були цілком характерні для зони північно-східного Полісся і відрізнялись нестабільністю гідротермічних режимів вегетації льону-довгунця в цій зоні. Це дозволило отримати об’єктивні результати за всіма розділами досліджень.

Вихідним матеріалом для проведення досліджень послужили 18 сортів льону-довгунця різного еколого-географічного походження. В якості батьківських форм першої схеми схрещувань використано сорти Чарівний (Україна), Hermes (Франція), Viking (Франція), Eskalina (Бельгія), Ilona (Бельгія), Belinka (Нідерланди), Opaline (Франція) та Agros (Чехія). Батьківськими формами другої схеми схрещувань послужили сорти Глухівський ювілейний (Україна), Natasja (Нідерланди), Viola (Нідерланди), Artemida (Польща), Могильовський 2 (Білорусь), Псковський 85 (Росія), Новоторзький (Росія) та Сальдо (Естонія). Окрім того, в обидві схеми схрещувань було включено сорти Зоря 87 (Україна) та Оршанський 2 (Білорусь). Ці сорти піддавали трирічному випробуванню за сукупністю господарсько-цінних ознак і використовували як батьківські форми при гібридизації. Гібриди отримували за двома діалельними схемами схрещувань першого методу Гріфінга, кожна обсягом 10 х 10. Загалом, при виконанні даної роботи отримано та проаналізовано 180 гібридів F1, які випробовували за сукупністю господарсько-цінних ознак.

На модельній вибірці 10 гібридів F2 (5 прямих та 5 зворотних) і 7 їх батьківських сортів (Зоря 87, Чарівний, Могильовський 2, Новоторзький, Псковський 85, Hermes, Viking) здійснювали триразовий індивідуальний добір для визначення результативності створення нового селекційного матеріалу на основі гібридів та сортів. Гібридне насіння F2 для проведення такого добору отримано у 2000 р. з відділу селекції і насінництва льону-довгунця Інституту луб'яних культур УААН. Застосовували два способи посіву: лунковий з площею живлення рослини 2,5 х 5,0 см в розсаднику порівняного випробування та широкорядний з шириною міжряддь 10 см у розсаднику гібридизації. Отримували гібридне насіння контрольовано примусовим перезапиленням рослин батьківських сортів. Польові випробування сортів та міжсортових гібридів F1 здійснювали на ділянках лункового посіву у кількості 10 рослин кожного номера в чотириразоврму повторенні. Збирали рослини льону-довгунця поділяночно в фазі „жовтої” стиглості.

Догляд за посівами в період вегетації здійснювали згідно методичних вказівок по селекції льону-довгунця (Торжок, 1987). В процесі лабораторних дослідів аналізували чотири групи найважливіших господарсько-цінних ознак льону-довгунця. В групі морфологічних ознак рослини визначали висоту рослини, діаметр стебла, довжину суцвіття та кількість коробочок на рослині. В групі ознак структури урожаю волокна аналізували довжину та масу технічної частини стебла, вміст в ній волокна та масу волокна з рослини, в групі ознак якості волокна встановлювали його гнучкість, міцність та відносне розривне навантаження (ВРН пряжі), і нарешті, в групі ознак якості насіння - вміст олії у насінні та її жирнокислотний склад.

Для обробки експериментальних даних використовували методи дисперсійного, варіаційного, кореляційного аналізів. Генотипові ефекти та ефекти екологічної пластичності за господарсько-цінними ознаками визначали за методикою Н.І.Джелалі і П.П.Літуна (1980). Оцінку ступеня спорідненості сортів льону-довгунця за сукупністю господарсько-цінних ознак здійснювали за допомогою кластерного аналізу (Schweigert D., 1999). Комбінаційну здатність сортів льону-довгунця та генетичні компоненти дисперсії визначали за алгоритмом Хеймана (Літун П.П., Проскурнін М.В., 1992). Частоту і ступінь трангресування господарсько-цінних ознак обраховували методом Г.С. Воскресенської та В.І. Шпоти (1967).

Отримані експериментальні дані статистично обробляли за допомогою пакету прикладних програм „ОСГЄ”, розробленого в відділі генетики Інституту рослинництва ім. В.Я.Юр'єва УААН.

Мінливість основних господарсько-цінних ознак у

селекційних сортів льону-довгунця

Найбільш стабільними ознаками в експериментальному комплексі були висота рослини та довжина технічної частини стебла, а найбільш мінливими - довжина суцвіття, кількість коробочок на рослині, маса технічної частини стебла, маса волокна з рослини та гнучкість волокна. Розмах фенотипової мінливості висоти рослини, довжини суцвіття та технічної частини стебла, кількості коробочок на рослині, а також кількості волокна був приблизно рівний в умовах всіх трьох років випробувань (табл.1).

Визначено, що сорти льону-довгунця чітко ранжируються за генотиповими ефектами та екологічною пластичністю щодо кожної з проаналізованих ознак. В більшості випадків сорти з високими генотиповими ефектами відрізнялися низькими рівнями екологічної пластичності і, навпаки, екологічно пластичні сорти мали недостатній рівень господарсько-цінних ознак. Встановлено, що реакції сортів льону-довгунця на погодні умови мають суто індивідуальний характер і незалежні від генетично зумовленого рівня кількісних ознак.

Встановлено, що сорти льону-довгунця розподіляються на кластери, в основному, за масою волокна з рослини, вмістом волокна в технічній частині стебла та гнучкістю волокна. Перерозподіл структури кластерів викликано зміною фенотипу сортів льону-довгунця під впливом погодних умов вирощування.

В дослідах проаналізовано можливості використання льону-довгунця як джерела олійної сировини. Середній вміст олії в насінні досліджених сортів склав 34,5%, а жирнокислотний склад олії представлений, в основному, шістьма компонентами - пальмитатом (С16:0), пальмитолеатом (С16:1), стеаратом (С18:0), олеатом (С18:1), линолеатом (С18:2) та линоленатом (С18:3). Сума часток решти не ідентифікованих компонентів не перевищувала 2%. Кількісно домінуючими компонентами жирнокислотного складу лляної олії були олеїнова, линолева та линоленова кислоти.

Таблиця 1

Середні значення та коефіцієнти варіації господарсько-цінних ознак рослин у сортів льону-довгунця

Ознаки | Середні значення | Коефіцієнти варіації, (%)

2000р. | 2001р. | 2002р. | 2000р. | 2001р. | 2002р.

Висота рослини, см | 90.3 ± 1.3 | 88.3 ± 1.0 | 89.6 ± 1.0 | 6.0 ± 1.0 | 4.9 ± 0.8 | 4.7 ± 0.8

Діаметр рослини, мм | 1.57 ± 0.02 | 1.61± 0.04 | 1.82 ± 0.05 | 6.2 ± 1.0 | 10.9 ± 1.8 | 10.8 ± 1.8

Довжина суцвіття, см | 10.4 ± 0.3 | 12.3 ± 0.4 | 12.4 ± 0.4 | 12.0 ± 2.0 | 14.4 ± 2.4 | 11.9 ± 2.0

Кількість коробочок, шт | 10.9 ± 0.5 | 10.2 ± 0.5 | 9.8 ± 0.4 | 19.7 ± 3.4 | 20.3 ± 3.5 | 16.6 ± 2.9

Довжина технічної частини стебла, см | 79.9 ± 1.3 | 76.0 ± 1.2 | 77.2 ± 1.0 | 7.1 ± 1.2 | 6.6 ± 1.1 | 5.4 ± 0.9

Маса технічної частини стебла, мг | 465.1±16.2 | 510.8±27.2 | 797.1 ± 8.4 | 14.8 ± 2.5 | 22.6 ± 4.0 | 9.8 ± 1.7

Маса волокна з рослини, мг | 113.3 ± 3.9 | 125.6 ± 7.8 | 193.8 ± 4.4 | 14.5 ± 2.5 | 26.0 ± 4.6 | 9.6 ±1.6

Вміст волокна, % | 24.6 ± 0.6 | 24.5 ± 0.5 | 24.4 ± 0.4 | 10.4 ± 1.8 | 8.3 ± 1.4 | 6.6 ± 1.1

Гнучкість волокна, мм | 46.4 ± 0.8 | 44.8 ± 1.7 | 40.9 ± 2.0 | 6.9 ± 1.1 | 15.7 ± 2.7 | 20.3 ± 3.5

Міцність волокна, кГс | 6.5 ± 0.2 | 6.7 ± 0.2 | 6.7 ± 0.2 | 11.0 ± 1.9 | 11.3 ± 1.9 | 11.7 ± 2.0

ВРН пряжі, сН/текс | 12.3 ± 0.2 | 12.2 ± 0.2 | 11.9 ± 0.3 | 5.6 ± 0.9 | 8.4 ± 1.4 | 11.3 ± 1.9

Генетичний аналіз сортів льону-довгунця за основними господарсько-цінними ознаками

Генетичний аналіз за морфологічними ознаками рослин. Встановлено широке варіювання морфологічних ознак рослини у сортів льону-довгунця та отриманих на їх основі гібридів. Найбільш мінливою виявилася кількість коробочок на рослині, а найменше варіювання зареєстроване за висотою рослин. Міжсортові гібриди льону-довгунця відрізнялися широким розмахом мінливості ознак, і в більшості випадків переважали сорти. У гібридів льону-довгунця найбільш мінливими морфологічними ознаками рослини були діаметр стебла, довжина суцвіття та кількість коробочок на рослині.

Встановити взаємозв?язок між алельним станом гіпотетичних полігенних комплексів та рівнем ознаки висоти рослини не вдалося, але спостерігалася тенденція до переважної регуляції високого рівня ознаки з боку домінантних алелів. Відмінності оцінок направленості домінування в різних схемах схрещувань пов'язані з генетичними особливостями батьківських сортів. Не виключено, що їх полігенні комплекси мають різні ступені константності.

За всіма морфологічними ознаками зареєстровано три типи взаємовідносин між реципрокними гібридами. Перший з них можна визначити як стабільне переважання прямого гібрида над зворотним за обидва роки досліджень. Другому типу була властивою перевага прямого гібрида в умовах 2001 року і зворотнього в умовах 2002 року. Нарешті, при третьому типі взаємовідносин відмінності між реципрокними гібридами були відсутні за обидва роки випробувань. Відмінності між реципрокними гібридами зумовлені не тільки наявністю цитоплазматичних спадкових факторів, але й нормами реакції генотипів гібридів льону-довгунця на погодні умови вирощування.

В обох схемах діалельних схрещувань та для кожної проаналізованої ознаки мали місце як стабільне відтворення високих або низьких ефектів комбінаційної здатності (КЗ) за роками, так і зміна цих ефектів у залежності від погодних умов вирощування. Найбільша кількість гібридних комбінацій з позитивними ефектами КЗ виявлена за висотою рослини. В дослідах ідентифіковано значну кількість гібридів, що поєднують достатньо високий рівень всіх проаналізованих морфологічних ознак рослини.

Встановлено, що генетична регуляція морфологічних ознак рослини здійснюється за типом позитивного наддомінування, неповного домінування або комплементарного епістазу. Вклад адитивних ефектів у дисперсію довжини суцвіття та діаметру стебла більш суттєвий, ніж у дисперсію висоти рослини та кількості коробочок на ній. Більший рівень висоти рослини та діаметру стебла контролюється переважно домінантними алелями полігенів. Генетичний тип регуляції морфологічних ознак не завжди відповідає адитивно-домінантній моделі.

Генетичний аналіз за елементами структури урожаю волокна. Урожай волокна є основною господарсько-цінною ознакою льону-довгунця, бо саме на його отримання орієнтоване вирощування культури. Відмінністю цієї ознаки є високий ступінь її інтегрованості.

Для всіх ознак структури урожаю волокна обох експериментальних комплексів в дослідах зареєстровано суттєві ефекти взаємодій генотип : погодні умови вирощування, які свідчать про наявність неадекватних сортових екологічних реакцій. Встановлено, що міжсортові гібриди льону-довгунця відрізняються широким розмахом мінливості елементів структури урожаю волокна. Варіювання довжини технічної частини стебла та вмісту волокна в ній у сортів та гібридів приблизно однакове, а варіювання маси технічної частини стебла та маси волокна з рослини знаходяться в залежності від погодних умов вирощування.

Міжсортовим гібридам льону-довгунця за елементами структури урожаю волокна властиві ті самі три типи реципрокних ефектів, що й для морфологічних ознак рослин. Однак, прояв реципрокних відмінностей за проаналізованими ознаками певної залежності від батьківських форм гібридної комбінації не відмічено, і наявність чи відсутність цих відмінностей має суто індивідуальну природу. Встановлено, що частина гібридів, яка переважає обидві батьківські форми або відхиляється до кращої з них за вмістом волокна в технічній частині стебла та масою волокна з рослини значно менша, ніж за довжиною і масою технічної частини стебла.

Найбільша кількість гібридних комбінацій з позитивними ефектами специфічної комбінаційної здатності (СКЗ) у дослідах зареєстрована за довжиною технічної частини стебла, менша - з високими та стабільними ефектами СКЗ за масою технічної частини стебла, а найменша - за вмістом волокна в технічній частині стебла та масою волокна з рослини. Виділено гібриди, що забезпечують найбільш вдалі рекомбінації генотипів батьківських сортів.

В дослідах виділено сорти льону-довгунця за КЗ відносно елементів структури урожаю волокна (табл.2).

Таблиця 2

Ефекти комбінаційної здатності сортів льону-довгунця та генетичні компоненти дисперсії за елементами структури урожаю волокна

Кращі сорти

за ефектами КЗ | Ефекти

ЗКЗ | Константи

СКЗ | Співвідношення домінантних та рецесивних алелів | 2001р. | 2002р. | 2001р. | 2002р. | 2001р. | 2002р. | За довжиною технічної частини стебла

Глухівський ювілейний | 1,12* | 0,36* | 10,44 | 9,40 | 25,46 | -6,88 | Новоторзький | 1,80* | 1,85* | 12,24 | 8,11 | 19,12 | 10,24

Eskalina | 0,92* | 0,63* | 2,03 | 1,83 | 25,63 | 14,45

Ilona | 1,19* | 0,71* | 6,80 | 10,81 | 34,11 | 15,04

Agros | 0,66* | 1,94* | 4,31 | 10,16 | 8,96 | -2,10 | Natasja | 2,92* | 1,94* | 4,07 | 2,06 | 41,92 | 37,10 | За масою технічної частини стебла

Hermes | 65,65* | 18,83* | 4033,26 | 1693,11 | 728,40 | 7464,17 | Зоря 87 | 56,90* | 20,08* | 211,00 | 4716,25 | 10295,27 | -6568,54 | Псковський 85 | 5,58 | 32,67* | 510,87 | 468,86 | 2380,41 | 1928,81 | За вмістом волокна в стеблі

Hermes | 0,14 | 0,39* | 0,31 | 0,13 | 3,44 | 2,06

Viking | 0,57* | 0,09 | 1,87 | 0,33 | 10,66 | -2,87

Псковський 85 | 0,19 | 0,75* | 0,19 | 0,54 | 4,65 | 1,32 | За масою волокна

Hermes | 17,18* | 7,50* | 204,39 | 76,62 | 37,39 | 249,82 | Зоря 87 | 17,43* | 10,75* | 43,85 | 168,38 | 149,06 | -47,13 | Псковський 85 | 2,03 | 13,60* | 41,59 | 33,52 | 661,36 | 311,45 | * - достовірно на 0,05 рівні значущості

Встановлено, що генетична регуляція ознак структури урожаю волокна здійснюється за типом позитивного наддомінування, неповного наддомінування, комплементарного або дуплікативного епістазу. Вклад адитивних ефектів у дисперсію маси технічної частини стебла, вміст у ній волокна та маси волокна з рослини вищий, ніж у дисперсію довжини технічної частини стебла. Направлене домінування з боку полігенів одного алельного стану за ознаками структури урожаю волокна відсутнє. За типом регуляції ознаки структури урожаю волокна наближаються до адитивно-домінантної моделі.

Генетичний аналіз за ознаками якості волокна. Якість волокна є складною ознакою, що визначається надмолекулярною структурою волокна, товщиною луб'яного покрову, кількістю волокнистих пучків, формою, розмірами та ступенем здерев'яніння клітин елементарних луб'яних волокон, тощо. І якщо технологія переробки лляного волокна досліджена досить глибоко, то селекційно-генетичне забезпечення якості прядивної сировини до цього часу не можна вважати вирішеною проблемою.

Отримані результати свідчать про широкий розмах варіювання ознак якості волокна. Більш широку мінливість за гнучкістю волокна забезпечували сорти та гібриди другої діалельної схеми схрещувань, а за міцністю волокна - першої. Чинниками мінливості ознак якості волокна були генотипові ефекти, ефекти погодних умов вирощування та взаємодії цих факторів. Мінливість гнучкості волокна залежить в більшій мірі від погодних умов вирощування, а міцності волокна - від генетичних особливостей сортів та гібридів. Оцінки чинників мінливості відносного розривного навантаження (ВРН) пряжі в різних схемах схрещувань були протилежними. В першій схемі вона була зумовлена переважно генотиповими ефектами, а в другій - ефектами умов вирощування.

Особливістю розподілу гібридів за типом успадкування ознак якості волокна була досить низька частка гібридів, що переважають обидві батьківські форми, особливо за міцністю волокна.

За ознаками якості волокна гібридів існують ті ж самі три типи реципрокних відмінностей, що за морфологічними ознаками рослини і елементами структури урожаю волокна.

Встановлено суттєві відмінності сортів льону-довгунця за ефектами ЗКЗ та СКЗ (табл. 3).

Практичної уваги заслуговують саме ті сорти, що мають у гібридній комбінації хоча б одного партнера з високими донорськими властивостями і який забезпечує сильний стабільний ефект за ознаками якості волокна. У двох схемах схрещування до їх числа за гнучкістю волокна відносилися 26 комбінацій, за міцністю волокна - 34, а за ВРН пряжі - 24 комбінації.

Частота вдалих рекомбінацій батьківських форм була досить низькою. Тільки 9 гібридів із 180 можна було кваліфікувати як носіїв корисних рекомбінацій за ознаками якості волокна. Така низька частота прояву корисних рекомбінацій може бути повязана з трьома обставинами - недостатнім рівнем константності батьківських сортів, спорідненою генетичною основою їх походження і досить високим рівнем ознак якості волокна у сортів, що залучалися до генетичного аналізу.

В дослідах вдалося ідентифікувати значну кількість гібридних комбінацій, що поєднують достатньо високий рівень всіх трьох проаналізованих ознак якості волокна. В першій схемі виділено 28 таких комбінацій, а в другій - 32 комбінації. Кращі з цих гібридів залучено до подальшої аналітичної селекції льону-довгунця на якість волокна.

Встановлено, що генетична регуляція ознак якості волокна здійснюється за типом неповного домінування з високим вкладом у дисперсію адитивних ефектів. Направлене домінування з боку полігенів одного алельного стану за гнучкістю, міцністю та ВРН пряжі не зареєстроване. Система генетичної регуляції ознак якості волокна адекватна адитивно-домінантній моделі.

Таблиця 3

Ефекти комбінаційної здатності сортів льону-довгунця та генетичні компоненти дисперсії за ознаками якості волокна

Кращі сорти за ефектами КЗ | Ефекти ЗКЗ | Константи СКЗ | Співвідношення домінантних та рецесивних алелів | 2001р. | 2002р. | 2001р. | 2002р. | 2001р. | 2002р. | за гнучкістю волокна

Глухівський ювілейний | 1,92* | 5,99* | 1,14 | 7,99 | 63,81 | 8,52 | Могильовський 2 | 1,52* | 1,11* | 2,34 | 4,35 | 77,73 | 51,43 | Чарівний | 1,72* | 4,67* | 0,61 | 17,85 | 47,99 | -40,51 | Зоря 87 | 2,11* | 4,22* | 0,45 | 5,15 | 44,71 | -33,33

Оршанський 2 | 0,36* | 2,16* | 0,36 | 6,07 | 47,71 | 24,62

Viking | 2,31* | 4,04* | 0,92 | 15,20 | 53,56 | 46,67

Belinka | 0,70* | 0,66 | 1,68 | 6,07 | 52,28 | 61,02 | за міцністю волокна

Чарівний | 0,74* | 0,82* | 0,03 | 0,02 | -0,16 | 0,04 | Зоря 87 | 0,78* | 0,74* | 0,02 | 0,02 | 0,40 | 0,31 | Глухівський ювілейний | 0,20* | 0,28* | 0,04 | 0,03 | -0,05 | -0,02 | Псковський 85 | 0,18* | 0,13* | 0,03 | 0,03 | -0,52 | -0,34 | Сальдо | 0,12* | 0,14* | 0,02 | 0,01 | -0,21 | -0,17 | Оршанський 2 | 0,43* | 0,45* | 0,02 | 0,03 | 0,23 | 0,33 | за ВРН пряжі

Глухівський ювілейний | 0,25* | 0,96* | -0,05 | 0,16 | 0,69 | 0,20 | Могильовський 2 | 0,20* | 0,22* | 0,01 | 0,07 | 0,69 | 1,05 | Чарівний | 0,66* | 0,82* | -0,01 | 0,41 | 1,08 | -1,19 | Оршанський 2 | 0,13* | 0,49* | 0,01 | 0,09 | 1,19 | 0,96 | * - достовірно на 0,05 рівні значущості

Корелятивні взаємозв’язки між основними господарсько -

цінними ознаками льону-довгунця

За трирічними оцінками сортів льону-довгунця виділено чотири кореляції між основними господарсько-цінними ознаками, що мають високий рівень і достатньо стабільні в різних погодних умовах вирощування. До їх числа належать позитивні кореляції між висотою рослини і довжиною технічної частини стебла (r = 0,94-0,98), масою технічної частини стебла і масою волокна з рослини (r =0,76-0,95), гнучкістю волокна і ВРН пряжі (r = 0,73-0,98) та міцністю волокна і ВРН пряжі (r = 0,53-0,71).

Встановлено залежність корелятивних взаємозв'язків між основними господарсько-цінними ознаками у гібридів льону-довгунця від специфіки структури кожної з діалельних схем схрещувань. Для обох схем схрещувань зареєстровано п’ять схожих за силою, досить стабільних за роками суттєвих кореляцій. Це слабка негативна кореляція між масою технічної частини стебла та вмістом у ній волокна (r = -0,21-0,36) і суттєві позитивні кореляції між висотою рослини та довжиною технічної частини стебла (r = 0,92-0,97), між масою технічної частини стебла та масою волокна з рослини ( r = 0,75-0,91), між гнучкістю волокна та ВРН пряжі (r = 0,78-0,99), а також між міцністю волокна та ВРН пряжі (r = 0,41-0,73) .

Встановлена можливість використання льону-довгунця як джерела не тільки волокна, але і олії. Маса волокна з рослини, гнучкість, міцність та ВРН пряжі не мають суттєвого взаємозв’язку з вмістом олії в насінні та вмістом гліцеридів всіх жирних кислот, а вміст олії в насінні не проявив суттєвих негативних кореляцій із жирнокислотним складом.

При оцінках взаємозв’язків між вмістом гліцеридів різних жирних кислот зареєстровано три негативні суттєві кореляції. Це кореляції між вмістом пальмитату та лінолеату (r = -0,52), стеарату та олеату (r = -0,76) і олеату та лінолеату (r = -0,35). У наших дослідах не отримала експериментального підтвердження негативна кореляція між вмістом олеату та лінолеату, хоча між вмістом олеату та лінолеату така кореляція існувала.

Ефективність селекції за комплексом господарсько-цінних ознак в

залежності від ступеню їх трансгресування у міжсортових гібридів

льону-довгунця

Оцінки трансгресування ознак рослин в ході індивідуальних доборів. Отриманi результати показали високу результативнiсть iндивiдуальних доборiв як iз мiжсортових гiбридiв, так i з сортiв льону-довгунця. Серед морфологічних

ознак рослини найбiльш консервативними ознаками виявилися висота рослини та кiлькiсть коробочок на нiй. Як правило, найвищi ступенi та частоти трансгресування за висотою рослини відмічали у гiбридiв третього поколiння, хоча у окремих гiбридiв позитивнi трансгресiї спостерiгали i в четвертому поколiннi. За кiлькiстю коробочок на рослинi найбiльшi ступенi та частоти трансгресування спостерiгали в третьому поколiннi гiбридiв. Найбільш підлягали дії добору маса волокна з рослини, маса технічної частини стебла, довжина суцвіття та гнучкість волокна. Менший рівень трансгресування при доборі проявила міцність волокна та більш низькі частоти і ступені позитивних трансгресій мали місце при доборах на висоту рослини, довжину її технічної частини та кількість коробочок на рослині.

Певної залежності ступенів трансгресування від покоління за гнучкістю волокна, в якому здійснювали добір, в дослідах не встановлено. У всіх випадках гібриди четвертого покоління становили надійну основу для доборів за цією ознакою. За міцністю волокна найбільш високі ступені та частоти трансгресування мали місце в другому, і особливо, в четвертому поколіннях.

Ефективність доборів із сортів та гібридів льону-довгунця. Паралельно із проведенням досліджень з виявлення ступеню та частоти трансгресування ознак у міжсортових гібридів з метою визначення селекційної цінності як батьківських форм, так і гібридів, отриманих за їх участю проводили добір за комплексом господарсько-цінних ознак.

За більшістю селектуємих ознак одержано суттєве покращення їх урожайних і якісних властивостей. За три роки добору у порівнянні із стандартом маса стебла підвищилась на 12,1%, маса волокна на 22,2%. Вміст волокна в стеблах перевищив стандарт на 4,0% і досяг 30,9%.

Ефективність добору у різних гібридних комбінацій була не однакова. За вмістом волокна у технічній частині стебла кращими були Новоторзький х Псковський 85, Hermes х Viking, Псковський 85 х Новоторзький, які перевищували стандарт на 6,0 - 6,7%. В той же час ці гібридні комбінації були більш урожайними за волокном на 16,7 - 44,1%. Внаслідок добору у цих комбінаціях поряд із високими показниками господарських властивостей значно покращилась і якість волокна.

Встановлено, що надійним вихідним матеріалом для проведення доборів за основними господарсько цінними ознаками можуть служити міжсортові гібриди і сорти льону-довгунця. При проведенні на їх основі трьох циклів доборів вдалося досягти суттєвого поліпшення як окремих господарсько-цінних ознак, так і їх сукупності.

ВИСНОВКИ

В дисертації теоретично узагальнено і практично вирішено важливе наукове завдання з встановлення особливостей прояву господарсько-цінних ознак у сортів льону-довгунця та створених на їх основі гібридів шляхом визначення успадкування і мінливості ознак та прояву комбінаційної здатності. В результаті виділено екологічно пластичні і з високою загальною та специфічною комбінаційною здатністю сорти та гібриди, що має важливе значення в галузі селекції льону-довгунця.

1. Визначено, що найбільш стабільними господарсько-цінними ознаками у сортів льону-довгунця є висота рослини та довжина технічної частини стебла, а найбільш мінливими - довжина суцвіття, кількість коробочок на рослині, маса технічної частини стебла, маса волокна з рослини та гнучкість волокна. Впливу погодних умов вирощування підлягають діаметр стебла, довжина суцвіття, маса технічної частини стебла та маса волокна з рослини. Вміст волокна в технічній частині стебла та міцність волокна залежать від генетичних особливостей сорту.

2. Встановлено індивідуальні і незалежні від генетично детермінованого рівня кількісних ознак реакції різних сортів льону-довгунця на погодні умови вирощування. Сорти з високими генотиповими ефектами за цими ознаками, як правило, відрізняються низькою екологічною пластичністю, а екологічно пластичні сорти мають низькі генотипові ефекти. Ідентифіковано сорти, що стабільно відтворюють високий рівень господарсько-цінних ознак в контрастних погодних умовах вирощування: за морфологічними ознаками – Natasja, Eskalina; за ознаками структури урожаю волокна - Natasja, Чарівний, Hermes, Eskalina, Сальдо; за елементами якості волокна – Глухівський ювілейний, Новоторзький, Псковський 85, Чарівний, Зоря 85, Belinka.

3. Розподілено сорти льону-довгунця на кластери за масою волокна з рослини, вмістом волокна в технічній частині стебла та гнучкістволокна. Однак сортовий склад кластерів суттєво змінюється під впливом погодних умов вирощування, тому можливості сортової ідентифікації за сукупністю кількісних ознак експериментального підтвердження не отримали.

4. Вміст та жирнокислотний склад олії льону-довгунця підлягає досить широкій міжсортовій мінливості (за вмістом олії – 32,6-36,6%; олеату в олії – 27,7-35,8%; линолеату – 13,3-17,6%; линоленату – 35,1-39,3%), що сприяє селекційно-генетичному поліпшенню ліпідного комплексу насіння паралельно із збільшенням вмісту та підвищенням якості волокна.

5. Виділено сорти донори господарсько-цінних ознак: за морфологічними ознаками рослин - Artemida, Natasja, Eskalina, Ilona, Belinka, Глухівський ювілейний, Новоторзький, Могильовський 2, Чарівний, Зоря 87, Viola, Viking; за ознаками структури урожаю волокна - Глухівський ювілейний, Новоторзький, Eskalina, Artemida, Natasja, Agros, Hermes, Зоря 87, Псковський 85; за ознаками якості волокна - Глухівський ювілейний, Могильовський 2, Чарівний, Зоря 87, Оршанський 2, Viking, Belinka, Псковський 85, Сальдо.

6. Визначено, що генетична регуляція морфологічних ознак рослини та ознак структури урожаю волокна здійснюється за типом позитивного наддомінування, неповного домінування, комплементарного або дуплікативного епістазу, а ознак якості волокна - за типом неповного домінування з високим вкладом в дисперсію адитивних ефектів. Вклад адитивних ефектів в дисперсію довжини суцвіття, діаметру стебла, маси технічної частини стебла, вмісту в ній волокна та маси волокна з