НАЦІОНАЛЬНИЙ НАУКОВИЙ ЦЕНТР

“ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК”

БАРДАКОВ Володимир Анатолійович

УДК 631.527:633.367.1

СТВОРЕННЯ І ВИКОРИСТАННЯ В СЕЛЕКЦІЇ ГЕНОФОНДУ ЛЮПИНУ ЖОВТОГО ЗА ОЗНАКАМИ РАННЬОСТИГЛОСТІ ТА ФУЗАРІОЗОСТІЙКОСТІ

Спеціальність 06.01.05 – селекція рослин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2007

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в ННЦ “Інститут землеробства УААН” та в лабораторії селекції люпину Чернігівського інституту агропромислового виробництва УААН протягом 1997-2003 рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

СОЛОДЮК Наталія Володимирівна,

ННЦ “Інститут землеробства УААН”,

головний науковий співробітник відділу селекції

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

БАЛАН Василь Миколайович,

Інститут цукрових буряків УААН,

завідувач відділу насінництва

кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

БУГАЙОВ Василь Дмитрович,

Інститут кормів УААН,

завідувач лабораторії селекції кормових культур

Провідна установа: Вінницький державний аграрний університет Міністерства аграрної політики України.

Захист дисертації відбудеться “ 21 ” лютого 2007 року о “12” годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Національному науковому центрі “Інститут землеробства УААН”.

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: Україна, 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, ННЦ “Інститут землеробства УААН”, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці ННЦ “Інститут землеробства УААН”.

Автореферат розісланий “ 18 ” січня 2007 року

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Л.О. Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

В умовах Полісся та Лісостепу України важливу роль у зменшенні дефіциту кормового білка відіграють зернобобові культури, серед яких досить перспективним являється кормовий люпин. Люпин жовтий є досить цінною кормовою культурою і в силу свого агробіологічного потенціалу в більшості областей нашої країни, а особливо на порівняно бідних поліських ґрунтах, відіграє також важливу роль і в біологізації землеробства.

Нажаль потенціальні можливості люпину використовуються у виробництві недостатньо, що призводить до скорочення посівних площ. Це пояснюється рядом причин, серед яких і недоліки районованих сортів.

Актуальність теми: Незважаючи на значний обсяг проведених селекційних досліджень по створенню сортів (Г.І. Таранухо, 1980; М.І. Лукашевич, 1989; Н.В. Солодюк, 1989; І.К. Саввичева, 1996; І.П. Такунов, 1996) на сьогодні рекомендовані виробництву сорти люпину жовтого не в повній мірі відповідають зростаючим запитам приватних товаровиробників. Це вимагає підвищення результативності селекційної роботи по створенню нових сортів. Світовий досвід селекції свідчить, що вирішальним чинником її ефективності є генетичне різноманіття вихідного матеріалу, на якому вона ґрунтується. Для селекційної практики в умовах Полісся ще недостатньо вивчені та оцінені колекційні зразки різного еколого-географічного походження, які могли б використовуватися як батьківські форми - джерела цінних господарських ознак при створенні нового селекційного матеріалу шляхом внутрішньовидової гібридизації. Все це істотно стримує створення інтенсивних, ранньостиглих, стійких до хвороб сортів. Створення таких сортів люпину жовтого є актуальною проблемою і має важливе народногосподарське значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами: Дослідження за темою дисертаційної роботи проводили у відповідності з тематичними планами і робочими програмами НДР Чернігівського інституту агропромислового виробництва по виконанню науково-технічної програми УААН “Кормовиробництво” – “Розробити зональні екологічно безпечні системи виробництва високобілкових кормів, які забезпечать одержання з 1 га посіву 7 – 9 т кормових одиниць і 1,0 – 1,4 т білка, підпрограма “Селекція кормових культур”, завдання “Створити інтенсивні кормові сорти жовтого і білого люпину, які забезпечать збір білка 1,3 – 2,0 т/га, стійкі до хвороб з високою азотфіксацією” (№ держреєстрації – UA01002328P, 0104U003975).

Мета і завдання дослідження: Створити вихідний селекційний матеріал на основі використання колекційного генофонду люпину жовтого для отримання ранньостиглих, фузаріозостійких форм. Для виконання мети були поставлені такі завдання:

- проаналізувати світову колекцію люпину за ознаками: тривалості вегетації по періодах розвитку; формування елементів продуктивності по зерну і зеленій масі залежно від періоду вегетації; стійкості проти фузаріозного в‘янення;

- провести уніфікацію колекційних зразків за ознаками формування вегетаційного періоду і складових продуктивності;

- провести гібридизацію виділених джерел з господарсько-цінними ознаками географічно віддалених вихідних форм;

- виділити з гібридного матеріалу форми з ознаками короткого вегетаційного періоду і високої продуктивності;

- використати виділені форми, як джерела в селекції люпину жовтого.

Об‘єкт дослідження – процес створення ранньостиглого фузаріозостійкого селекційного матеріалу люпину жовтого шляхом використання його колекційного генофонду.

Предмет дослідження – сортозразки колекції, гібридні комбінації, джерела ознак, сорти люпину жовтого.

Методи дослідження – польові та лабораторні методи опрацювання колекції та гібридного матеріалу, візуальні та вагові – для встановлення фенологічних змін росту, розвитку рослин та продуктивності люпину, методи математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів: Для зони Полісся встановлені закономірності виділення джерел за скоростиглістю, продуктивністю та стійкістю проти фузаріозу у генетично різних форм люпину жовтого із регіонів світу. Виділені нові джерела селекційно-цінних ознак для використання в подальшій роботі при одержанні нових сортів. Створено гібридний матеріал, який в результаті генетичної рекомбінації поєднує ознаки скоростиглості, продуктивності та високої стійкості проти фузаріозу. Відібрані ранньостиглі, перспективні константні лінії з комплексом господарсько-цінних ознак.

Практичне значення одержаних результатів: Розроблені практичні рекомендації з використання джерел окремих і комплексу господарсько-цінних ознак для залучення в селекційний процес Чернігівського інституту АПВ і інших науково-дослідних установ УААН. Для селекції за комплексом господарсько-цінних ознак рекомендовано 70 зразків люпину жовтого.

Створено 126 гібридних комбінацій при залученні 42 сортозразків із світової колекції люпину жовтого з певними господарсько-цінними ознаками географічно віддалених зразків. Вихідний селекційний матеріал, створений в результаті проведених досліджень, проходить подальше використання в лабораторії селекції кормового люпину Чернігівського інституту АПВ і в ННЦ “Інститут землеробства УААН”.

Створено і зареєстровано в Національному центрі генетичних ресурсів рослин України (Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр‘єва) 6 цінних селекційних форм. Створено високопродуктивні, фузаріозостійкі сорти Прогресивний і Чернігівець.

Особистий внесок здобувача полягає в узагальненні спеціальної наукової літератури за темою дисертації, в розробці програми та методики дослідження, закладенні дослідів, практичному виконанні польових і лабораторних експериментальних робіт, аналізі отриманих результатів, формулювання висновків і рекомендацій виробництву. Публікації виконано самостійно та у співавторстві. Частка творчої участі дисертанта у створенні нового вихідного селекційного матеріалу становить 75 %, сорту Чернігівець – 15 %, сорту Прогресивний – 35 %.

Апробація результатів дисертації: Основні положення дисертаційної роботи доповідались автором на науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати” (Інститут землеробства УААН, 1999 р), науково-практичній конференції молодих вчених – аграріїв Чернігівщини (Інститут сільськогосподарської мікробіології УААН, 1999р.), міжнародній науково-практичній конференції “Стан та перспективи розвитку люпиносіяння в ХХІ столітті” (ВНДІ люпину, Брянськ, 2001р.), всеукраїнській науково-практичній конференції “Наукова спадщина М.М. Гришка” (Глухівський ДПУ, Глухів, 2005р.) а також на засіданні науково-методичної комісії Інституту землеробства УААН (1998-2003 рр.). Результати роботи і основні положення обговорювались на засіданні вченої ради (щорічно протягом 1997-2003рр.) Чернігівського інституту АПВ.

Публікації: За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 11 наукових праць, у тому числі 4 у фахових виданнях та Авторське свідоцтво на сорт рослин.

Структура і обсяг дисертації: Основний зміст дисертації викладено на 145 сторінках машинописного тексту (комп‘ютерний варіант), складається із вступу, 5 розділів, висновків, пропозицій для науки і селекційної практики, містить 34 таблиці, 10 рисунків, 8 додатків (52 стор.). Список використаних наукових джерел складається з 297 найменувань у тому числі 23 латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

РОЗДІЛ 1. БОТАНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ТА БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ЛЮПИНУ ЖОВТОГО (огляд наукової літератури)

В розділі на основі узагальнення даних джерел наукової літератури показано, що створення нових високопродуктивних, ранньостиглих, стійких до фузаріозу сортів люпину жовтого залежить від якості вихідного матеріалу і методів селекції. Не зважаючи на досягнуті певні успіхи в напрямку створення скоростиглих, стійких до фузаріозу сортів, ця проблема остаточно ще не вирішена і залишається досить актуальною.

Аналіз літературних даних стверджує, що перевірка біологічних властивостей та господарських ознак сортозразків люпину жовтого зі світового генофонду допоможе визначити їх селекційну цінність в конкретних грунтово-кліматичних умовах, тому дослідження в цьому напрямку актуальні.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ, МАТЕРІАЛ І МЕТОДИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ

Дослідження за темою дисертації виконані протягом 1997-2003 років на дослідних полях Чернігівського інституту АПВ УААН, який розташований в Козелецькому районі Чернігівської області - зона Полісся

Досліди розміщувалися на дерново-середньопідзолистих супіщаних ґрунтах з середнім вмістом рухомих форм фосфору та калію і слабо кислою реакцією ґрунтового розчину. За період проведення дослідів погодні умови, в основному, сприяли нормальному росту та розвитку рослин, хоча з певними відхиленнями за роками.

Предметом досліджень були 380 колекційних сортозразків та 126 гібридних комбінацій F1-F6, одержаних від схрещування 42 батьківських форм. Для гібридизації використовували сортозразки вітчизняної селекції та іноземного походження.

Польові дослідження, обліки і спостереження проводились згідно з загальноприйнятими методиками (відповідно до методик державного сортовипробування). Дослідження проводилися в колекційному, гібридному і контрольному розсадниках та розсаднику конкурсного сортовипробування, які розміщувалися на двох фонах – звичайному (в сівозміні) і штучноствореному інфекційному (фузаріозному).

Посів сортозразків проводили вручну, площа облікової ділянки становила 1,8 м2. Через 20 рядків розміщувався стандарт, за який було взято один з районованих сортів люпину жовтого - Кастричнік. За стандарт на інфекційному (фузаріозному) фоні - сорт Академічний 1, як нестійкий до фузаріозу.

Гібриди першого та другого поколінь висівали в гібридному розсаднику рядками довжиною 4 м з міжряддям 45 см за схемою: материнська форма F1 або F2, батьківська форма. На гібридному матеріалі, починаючи з F2, проводився добір родоначальних рослин за методом “педігрі”, який продовжувався в наступних поколіннях. Виділені в селекційному розсаднику константні лінії вивчались в контрольному розсаднику і конкурсному сортовипробуванні. Лінії висівалися сівалкою СКС-6-10 широкорядним способом (ширина міжрядь – 45 см). Облікова площа ділянок складала 10 м2, при трьох повтореннях в контрольному розсаднику і чотирьох – в конкурсному сортовипробуванні.

Фенологічні спостереження, обліки та оцінки, збирання проводилися згідно методики Держкомісії по сортовипробуванню сільськогосподарських культур (1981) та методики державного випробування сільськогосподарських культур (2000).

Структура врожайності сортозразків визначалася методом пробного снопа з 30 рослин за такими показниками: висота рослин, продуктивне галуження, маса рослини, маса соломи з рослини, вага бобів з усієї рослини, з головного пагону, з бічних пагонів, вага насіння з усієї рослини, з головного пагону, з бічних пагонів, вага стулок, маса 1000 насінин, кількість бобів з усієї рослини, з головного пагону, з бічних пагонів, кількість насіння з усієї рослини, з головного пагону і з бічних пагонів, кількість насіння в одному бобі головного пагону. Збір врожаю в гібридному та селекційному розсадниках проводився вручну з підрахунком рослин на ділянці і подальшим обмолотом їх на молотарках МТП - 300, МК - 130. В контрольному розсаднику і конкурсному сортовипробуванні – комбайном “Сампо-130”.

Оцінка фузаріозостійкості колекційних зразків люпину жовтого проводилась на штучному інфекційному (фузаріозному) фоні, створеному за методикою ННЦ “Інститут землеробства УААН”. У фазу повних сходів підраховувалася польова схожість зразків. Облік хворих рослин проводили у фазі цвітіння, сизого бобу та блискучого бобу. Після кожного підрахунку рослини, що загинули, видалялися з ділянки. В кінці вегетації підраховували кількість всіх хворих рослин на ділянці і визначали ступінь ураження сортозразків фузаріозом у відсотках.

Класифікація зразків за тривалістю вегетаційного періоду та стійкості до фузаріозу проводилась з урахуванням градацій “Широкого унифицированного классификатора СЭВ рода Lupinus L” (Всеросійський інститут рослинництва, 1983). В гібридному розсаднику проводилася внутрішньовидова гібридизація у вигляді простих схрещувань шляхом примусового запилення попередньо скастрованих квіток материнських рослин пилком батьківських сортозразків. З метою забезпечення одночасного цвітіння різних за скоростиглістю батьківських форм, висівалися вони в різні строки.

Характер успадкування селектованих ознак встановлювали за коефіцієнтом фенотипового домінування (hp), який розраховувався за методом Гриффинга (Корсаков Н.І. та інші, 1978).

Статистичний аналіз експериментальних даних здійснювали загальноприйнятими методами (Б.А. Доспехов, 1985) на персональному комп‘ютері із використанням спеціальних прикладних програм для Windows 98 (Excel 2000) та MS-DOS (S_O_2).

РОЗДІЛ 3. НАСІННЄВА ТА ВЕГЕТАТИВНА ПРОДУКТИВНІСТЬ КОЛЕКЦІЙНИХ ЗРАЗКІВ ЛЮПИНУ ЖОВТОГО

Структурний аналіз формування насіннєвої продуктивності і врожайності зеленої маси. Процес формування врожаю рослиною люпину жовтого обумовлюється структурними елементами її продуктивності по насінню – кількістю продуктивних пагонів, бобів на рослині, насінин в бобі і на рослині, масі насіння з рослини; по зеленій масі – висотою стебла, його гілкуванням та облистяністю.

Результати досліджень показали, що за кількістю продуктивних гілок на рослині сортозразки значно відрізнялися між собою. Окремі мали лише одну продуктивну гілку (окрім головного суцвіття), а інші навіть по 8-10. Нами виділено 36 колекційних зразків, які мали на рослині 6 і більше продуктивних гілок, серед яких 80,5 % 2-ї та 3-ї груп стиглості (ультраскоростиглі та скоростиглі).

За ознакою зав‘язування бобів на рослині в результаті оцінки виділено 24 сортозразки з великою (більше 55 шт) їх кількістю. Серед них 7 зразків (29 %) 2-ї групи стиглості. За ознакою великої кількості насіння в бобі з головного суцвіття (3,8 шт) виділено 29 сортозразків, в т.ч. 13 ультраскоростиглих (2-а група стиглості), з яких гібрид 24m (Україна) та зразок91/76 (Білорусь) сформували найбільше насінин в бобі, відповідно, 4,0 і 4,4 шт. За кількістю насінин на рослині виділено 14 сортозразків, які мали 180 насінин і більше. Вісім із них мали 2 групу стиглості.

За масою насіння з рослини зразки, які досліджувалися, значно різнилися між собою (від 3,6 до 25,5г). З великою (більше 20 г) масою насіння на рослині в наших умовах виділено13 сортозразків. Серед них 7 ультраскоростиглих: гібрид 7/76m, гібрид 24m, гібрид 1135, Д-48, гібрид 301, гібрид 1135m, Брянський-27.

Високу врожайність (більше 200 г/м2) насіння в умовах Полісся забезпечили 49 сортозразків із 380; серед них переважна більшість ранньостиглих зразків: 23 - другої групи стиглості і 19 – третьої. Найбільшою врожайністю (більше 250 г/м2) в групі ультраскоростиглих відрізнялися три вітчизняні зразки: гібриди 7/76m, 282m, 24m.

Найтісніший кореляційний зв’язок виявлено між масою насіння з рослини і їх кількістю (r=0,878-0,957). Тісний зв’язок спостерігається між масою насіння з рослини і кількістю бобів на рослині (r=0,685-0,857), між кількістю насіння з рослини і бобів (r=0,743-0,886), порівняно тісний кореляційний зв’язок спостерігається і між масою насіння з рослини і урожайністю насіння з одиниці площі (r=0,543-0,684).

В результаті проведеної оцінки зразків за висотою рослин (75 см і більше) виділено 42 сортозразки. Серед них 6 другої групи стиглості (гібрид 7/76 – 81 см, селекційний номер 79/59 – 79 см, Д-1080 – 77 см, RUVIR02491 – 76 см, гібрид 282m – 75 см). Повітряно-суха маса рослин сортозразків у фазі блискучого боба коливалася від 22 до 145 г (стандартний сорт Кастричнік – 70 г). Повітряно-суху масу в середньому з рослини в межах 100-145 г сформували 9 зразків, в т.ч. 7 ультраскоростиглих.

За високою облистяністю рослин (35-40 %) серед ранньостиглих сортозразків виділено три зразки: селекційний номер 798/11m, №8 і RUVIR00297.

Залежність рівня продуктивності від тривалості вегетаційного періоду. Як показали проведені дослідження тривалість вегетаційного періоду зразків коливалась в межах 94 - 138 днів. Колекційні зразки за тривалістю періоду вегетації розподілилися на 5 груп стиглості: 2 група - ультраскоростиглi (період вегетації 71-100 днів) – 134 зразки (36 %); 3 група - скоростиглі (101-115) – 147 зразків (38 %); 4 група - напiвскоростиглi (116-125) – 61 зразок (16 %); 5 група - середньостиглі (126-135) – 37 зразків (10 %); 6 група - середньопізні (136-145) – 1 зразок (0,3 %).

Переважну більшість вихідного матеріалу становлять зразки з порівняно коротким періодом вегетації, що не можна не відмітити як позитивний факт при пошуку джерел скоростиглості в процесі селекційної роботи.

При вивченні колекційних зразків за вегетаційним періодом особлива увага зверталася на тривалість міжфазного періоду сходи-цвітіння. В результаті було встановлено, що період сходи-цвітіння в середньому за роки досліджень у різних номерів тривав від 46 до 69 днів. В залежності від погодно-кліматичних умов, в роки проведення досліджень тривалість цього періоду в ранньостиглих зразків змінювалася не суттєво – 2-4 дні (4-8 %). Сортозразки, які мали період сходи-цвітіння тривалістю (в середньому) 63-70 днів в залежності від погодних умов (вологий, прохолодний рік), збільшували цей період на 8-10 днів.

З найкоротшим періодом сходи-цвітіння (46-47 днів) нами виділено 17 сортозразків, які можуть бути використані в селекційному процесі, як джерела скоростиглості. Аналіз зразків за ознакою насіннєвої продуктивності показав, що найвищу врожайність серед них (105-172 % до стандарту) забезпечили зразки: гібрид 7/76 – 330,2, Гай –220,0, Юбіляр – 214,7 і лінія 3741 – 201,3 г/м2. Всі інші 13 зразків мали нижчу насіннєву продуктивність порівняно із стандартом Кастричнік.

Тривалість всього вегетаційного періоду у сортозразків з коротким періодом сходи-цвітіння була в межах 97-100 днів (2-га група стиглості). Між тривалістю вегетаційного періоду вцілому і періодом сходи-цвітіння встановлена позитивна кореляція (r=0,720-0,897). Виходячи з цього при створенні ранньостиглих сортів необхідно в гібридизацію включати сортозразки з коротким періодом сходи-цвітіння і оцінку селекційного матеріалу на скоростиглість проводити в період цвітіння.

Вивчаючи сортозразки люпину жовтого за тривалістю періоду цвітіння-дозрівання встановлено, що цей період в значній мірі залежить від погодних умов (кількості опадів і середньодобовій температурі повітря) порівняно з періодом сходи-цвітіння. Це, мабуть, свідчить про більш складний генетичний контроль цієї ознаки у люпину жовтого. Довжина періоду цвітіння-дозрівання коливалася в залежності від скоростиглості зразка від 46 до 73 днів. Порівнюючи з періодом сходи-цвітіння тривалість періоду цвітіння-дозрівання набагато більше залежить від кількості опадів та температурного режиму в окремі роки.

В середньому за роки проведення досліджень з найкоротшим періодом цвітіння-дозрівання (46-48 днів) виділено 21 сортозразок. Рівень врожайності насіння цих зразків коливався від 70,9 до 238,5 г/м2. Лише два зразки сформували врожайність насіння вищу за стандартний сорт – Land sorte 238,5 г/м2 (124 % до стандарту) і гібрид 1135 – 200,8 г/м2 (104 % до стандарту).

Вивчаючи тривалість вегетаційного періоду сортозразків, зроблена оцінка і виділено 35 сортозразків, які поєднують в собі короткі періоди сходи-цвітіння і цвітіння-дозрівання. Всі ці сортозразки в умовах Полісся дозрівають рано. За роки досліджень вони мали вегетаційний період 94-98 днів (2-га група стиглості).

Оцінка за елементами продуктивності цих зразків показала, що всі вони в переважній більшості мають низьку та дуже низьку насіннєву продуктивність, порівнюючи із стандартним ранньостиглим сортом Кастричнік. Так 8 зразків забезпечили врожай насіння всього 67,1 – 99,5 г/м2 (35-52 % до стандарту), 14 зразків – 102,4-139,7 г/м2 (51-72 %), 10 зразків – 156,2-189,1 г/м2 (81-89 % до стандарту) і лише 3 зразки мали урожайність 200,8-275,5 г/м2, що становить 104-143 % до стандарту. По продуктивності зеленої маси в цій групі зразків виділялися також лише 3 зразки з повітряно-сухою масою однієї рослини 105-145 г, що становить 150-207 % до стандарту і лише один зразок (гібрид 282m) мав висоту рослин більше 75 см.

Кореляційний зв’язок між продуктивністю та тривалістю вегетаційного періоду і міжфазних періодів є негативним (r=0,009-0,050), що вказує на складність створення ранньостиглих і разом з тим високопродуктивних форм люпину жовтого.

Оцінка колекційних зразків за ознакою стійкості проти фузаріозного в’янення. Результати досліджень за 1997-2000 роки показали, що на інфекційному (фузаріозному ) фоні в умовах Полісся серед 380 сортозразків мали слабке ураження рослин фузаріозним в‘яненням (не більше 10 %) 38 зразків, середнє (11-25 %) – 84, сильне (26-50 %) –81, дуже сильне (більше 50 %) – 177 зразків.

Серед сортозразків, що мають слабке ураження, більшість (22 зразки) ранньостиглих. Найменше ураження (не більше 5 %) в цій групі стиглості мали сортозразки Pauelsen Gelbe (Німеччина) і RUVIR01474 (Україна).

З високою стійкістю до фузаріозу виділено 12 сортозразків і з третьої групи стиглості (вегетаційний період 101-115 днів). Найменше (не більше 6 %) уражувалися в цій групі стиглості зразки Дружний-165 (Росія), Neven (Німеччина), G-218 (США).

Оцінюючи комплексно в умовах Полісся сортозразки люпину жовтого різного еколого-географічного походження за основними господарсько-корисними ознаками, нами виділено і пропонується до використання в селекційній практиці 70 найбільш цінних форм, які мають не тільки окремі, а й цілий комплекс господарсько цінних ознак.

Так, гібрид 24m (Україна) поєднує в собі відразу 8 найкраще виражених господарсько цінних ознак, п‘ять зразків поєднують 6 корисних ознак, п‘ять зразків – 5 корисних ознак, сім зразків – 4 корисні ознаки, п‘ятнадцять зразків – 3 корисні ознаки, вісімнадцять – дві корисні ознаки, решта 19 зразків, мають по одній найбільш вираженій корисній ознаці.

РОЗДІЛ 4. СТВОРЕННЯ СКОРОСТИГЛИХ СТІЙКИХ ПРОТИ ФУЗАРІОЗУ ФОРМ ЛЮПИНУ ЖОВТОГО

Успадкування тривалості вегетаційного періоду у гібридів. З метою одержання нового вихідного скоростиглого селекційного матеріалу та вивчення успадкування тривалості вегетаційного періоду нами проведені схрещування сортів, які мали різну тривалість періодів сходи-цвітіння і цвітіння-дозрівання. Одночасно підбиралися батьківські форми з високою стійкістю до фузаріозного в‘янення, а окремі з декількома господасько-цінними ознаками. Всього було зроблено 126 гібридних комбінацій, в тому числі за роками: 1997 – 29, 1998 – 38, 1999 – 31, 2000 – 18, 2001 – 10.

Аналіз характеру успадкування тривалості міжфазних періодів (сходи-цвітіння і цвітіння-дозрівання) і в цілому вегетаційного періоду у гібридів F1 показав, що для цієї ознаки характерні різні типи успадкування в залежності від генетичних особливостей батьківських пар: проміжне, повне домінування і наддомінування (табл. 1). Для потомства F1 двох форм з короткими періодами сходи-цвітіння характерне повне домінування цього періоду (hp=1,0) і наддомінування (hp=2-5). В цілому ж вегетаційний період від схрещування таких форм у гібридів F1 характеризувався повним і наддомінуванням ранньостиглості (hp=1,0-2,0).

В комбінаціях схрещувань форм з коротким і подовженим періодами сходи-цвітіння спостерігалося проміжне домінування цього періоду у гібридів F1 (hp від -0,5 до 0,5). Гібриди F1 отримані від схрещування двох сортозразків з коротким періодом цвітіння-дозрівання характеризувалися, в основному, повним домінуванням ранньостиглості цього періоду (hp=1,0) і наддомінуванням (hp=2-3). Тривалість всього вегетаційного періоду у цих гібридів характеризувалася наддомінуванням ранньостиглості (hp=3-6).

Проміжне успадкування (hp=0,2-0,4) короткого періоду цвітіння дозрівання у гібридів F1 спостерігалося серед комбінацій КЦД : ПЦД.

В другому поколінні (F2) в комбінаціях, де компонентами схрещування були скоростиглі батьки (сортозразки з короткими періодами сходи-цвітіння і цвітіння-дозрівання), спостерігалась значна кількість рослин, що мали вегетаційний період на рівні більш скоростиглої батьківської форми, а також на рівні другої ранньостиглої та проміжні форми (табл. 2).

Одна з особливостей стиглості гібридів другого покоління люпину жовтого в групі схрещувань ранньостиглих батьків з короткими періодами сходи-цвітіння і цвітіння-дозрівання була поява трансгресивних форм, що дозрівали раніше більш скоростиглої батьківської форми на 2-5 днів. Поява трансгресій в F2 в даному випадку пояснюється, мабуть, тим, що скоростиглість у

Успадкування вегетаційного періоду та періодів сходи-цвітіння і цвітіння-дозрівання гібридами F1

Група схрещувань | Комбінації схрещувань | Вегетаційний період, дні | hp

+ | F1 | >

сходи-цвітіння | цвітіння-дозрівання | всієї вегетації | сходи-цвітіння | цвітіння-дозрівання | всієї вегетації | сходи-цвітіння | цвітіння-дозрівання | всієї вегетації | сходи-цвітіння | цвітіння-дозрівання | всієї вегетації

1998 р.

КСЦ : КСЦ | 798/22 : 448/111 | 46 | 56 | 102 | 45 | 54 | 99 | 46 | 53 | 99 | 1,0 | 0,3 | 1,0

КСЦ : ПСЦ | Брянський 81 : Гай | 44 | 55 | 99 | 46 | 54 | 100 | 52 | 50 | 102 | 0,5 | -0,6 | 0,3

1999 р.

КЦД : ПЦД | гібрид–1135 : Детер | 48 | 37 | 85 | 47 | 42 | 89 | 47 | 54 | 101 | 1,0 | 0,4 | 0,5

КЦД : КЦД | гібрид–1135 : Роднік | 48 | 37 | 85 | 46 | 37 | 83 | 46 | 38 | 84 | 1,0 | 1,0 | 3,0

КСЦ : КСЦ | 798/22 : К-2491 | 45 | 36 | 81 | 43 | 37 | 80 | 45 | 39 | 84 | 3,0 | 0,3 | 1,7

2000 р.

КСЦ : КСЦ | Брянський 81 : Гай | 44 | 64 | 108 | 42 | 61 | 103 | 44 | 60 | 104 | 2,0 | 0,5 | 1,5

КСЦ : ПСЦ | Гай : Брянський 27 | 44 | 60 | 104 | 47 | 60 | 107 | 48 | 61 | 109 | -0,5 | 1,0 | -0,2

КЦД : КЦД | гібрид-282 : гібрид-10/77 | 48 | 60 | 108 | 46 | 58 | 104 | 48 | 58 | 106 | 2,0 | 1,0 | 3,0

2001 р.

КСЦ : КСЦ | Брянський 81 : Гай | 52 | 32 | 84 | 50 | 33 | 83 | 53 | 33 | 86 | 5,0 | -1,0 | 2,0

КСЦ : ПСЦ | Прип‘ятський : Лідер | 54 | 34 | 88 | 58 | 37 | 95 | 68 | 38 | 116 | 0,4 | -0,5 | 0,5

КЦД : КЦД | гібрид-1135 : гібрид-301 | 60 | 33 | 93 | 57 | 30 | 87 | 60 | 33 | 93 | 3,0 | 3,0 | 6,0

КЦД : ПЦД | гібрид-301 : Лідер | 60 | 33 | 93 | 66 | 35 | 101 | 68 | 38 | 116 | -0,5 | 0,2 | 0,3

2002 р.

КСЦ : ПСЦ | 798/22m : Оригінал | 50 | 50 | 100 | 55 | 46 | 101 | 57 | 45 | 102 | -0,4 | 0,6 | 0,5

КЦД : КЦД | гібрид-1135 : лінія 5855 | 52 | 46 | 98 | 56 | 43 | 99 | 58 | 44 | 102 | -0,3 | 2,0 | 0,5

КЦД : ПЦД | гібрид-24m : Лідер | 53 | 48 | 101 | 56 | 52 | 108 | 57 | 61 | 118 | -0,5 | 0,4 | 0,2

Примітика: КСЦ – короткий період сходи-цвітіння, КЦД - короткий період цвітіння-дозрівання,

ПСЦ - подовжений період сходи-цвітіння, ПЦД - подовжений період цвітіння-дозрівання.

батьківських форм обумовлена різними алелями генів, які контролюють цю ознаку. Поєднання їх і обумовлює появу скоростиглих трансгресій.

Таблиця 2

Характеристика розщеплення гібридів F2 в залежності від тривалості вегетаційного періоду батьківських форм

Група схрещувань | Комбінації схрещувань | Кількість рослин, шт | в тому числі з періодом вегетації

менше більш скоростиглої батьківської форми | на рівні більш скоростиглої батьківської форми | на рівні іншої ранньостиглої батьківської форми, а та-кож проміжні

рослин, шт | % | рослин, шт | % | рослин, шт | %

1999 рік

КСЦ : КСЦ | 798/11 : 448/111 | 149 | 8 | 5,4 | 65 | 43,6 | 76 | 51,0

КСЦ : КЦД | 798/11 : Роднік | 231 | 11 | 4,8 | 88 | 38,1 | 132 | 57,1

2000 рік

КСЦ : КСЦ | лінія 6299 : лінія 5154 | 285 | 17 | 6,0 | 125 | 43,8 | 143 | 50,2

КЦД : КЦД | гібрид – 1135 : Оригінал | 241 | 10 | 4,1 | 118 | 49,0 | 113 | 46,9

2001 рік

КСЦ : КСЦ | Брянський 81 : Гай (мут) | 345 | 34 | 9,8 | 161 | 46,7 | 150 | 43,5

КЦД : КЦД | гібрид–282 хгібрид–10/77 | 250 | 12 | 4,8 | 98 | 39,2 | 140 | 56,0

2002 рік

КСЦ : КСЦ | Брянський 81 : Гай (мут) | 145 | 20 | 13,8 | 74 | 51,0 | 51 | 35,2

КЦД : КЦД | гібрид–1135 : гібрид–301 | 180 | 12 | 6,7 | 68 | 37,8 | 100 | 55,5

2003 рік

КСЦ : КСЦ | гібрид – 7/76 : 798/22 | 435 | 35 | 8,0 | 218 | 50,1 | 182 | 41,9

КЦД : КЦД | гібрид – 1135 : лінія 5855 | 388 | 20 | 5,2 | 140 | 36,1 | 228 | 58,7

Трансгресія спостерігалася в гібридних комбінаціях, де в першому поколінні гібридів було присутнє наддомінування ранньостиглості. Кількість рослин трансгресивних форм коливалася в роки досліджень від 4,1 % до 13,8 %.

Тому в селекції на скоростиглість необхідно звертати особливу увагу на гібридні комбінації, у яких нащадки F1 вирізняються наддомінуванням коротких періодів сходи-цвітіння, цвітіння-дозрівання і короткого в цілому вегетаційного періоду.

В другому поколінні в таких гібридних комбінаціях можна виділити форми, які переважатимуть батьківські форми за ранньостиглістю.

Стійкість гібридів проти фузаріозного в‘янення. Вивчаючи характер передачі ознаки стійкості до фузаріозного в‘янення в потомстві гібридних поколінь(F1, F2, F3) при схрещуванні двох стійких форм люпину жовтого встановлено, що перше покоління гібридів за стійкістю дещо поступається батьківським формам. На інфекційному фоні спостерігається більше ураження гібридних рослин в F1, ніж їх батьківських форм (табл.3).

Таблиця 3

Ураження фузаріозом гібридних рослин F1 при схрещуванні

стійких батьківських форм.

Комбінації схрещувань | Ураження батьківських форм на інфекційному фоні, % | Ураження рослин F1 (%) у фазу

цвітіння | дозрівання

звичай-ний фон | інфек-ційний фон | звичай-ний фон | інфек-ційний фон

1998 рік

448/111 : 798/22 | 0 : 0 | 0 | 1,2 | 0 | 1,8

448/111 : Детер | 0 : 4 | 0 | 5,1 | 0 | 5,1

798/11 : Брянський 81 | 5 : 6 | 0 | 6,8 | 0,5 | 8,3

Гай : Брянський 81 | 3 : 6 | 0,5 | 1,2 | 0,9 | 1,2

1999 рік

Іпутьський : Оригінал | 17 : 10 | 2,0 | 15,3 | 2,0 | 36,7

Іпутьський : 798/22 | 17 : 21 | 1,4 | 23,4 | 1,9 | 35,0

Іпутьський : К-2724 | 17 : 15 | 0,5 | 17,8 | 1,3 | 39,4

Брянський 81 : Чернігівець | 18 : 8 | 0 | 7,1 | 0 | 7,9

2000 рік

Брянський 81 : Гай | 21 : 8 | 0,8 | 5,1 | 1,1 | 5,8

Брянський 81 : гібрид 1135 | 21 : 27 | 0 | 26,1 | 0,5 | 37,2

Іпутьський : гібрид 7/76 | 17 : 25 | 0,5 | 22,3 | 0,5 | 38,5

Дружний-165 : гібрид 24 | 6 : 7 | 0 | 11,0 | 0 | 12,0

Зниження стійкості до фузаріозного в‘янення рослин гібридів F1 порівняно з більш стійкою батьківською формою проявлялося у переважній більшості комбінацій схрещувань. Разом з тим у частини гібридних комбінацій Гай : Брянський 81 (1998 р.); Брянський 81 : Чернігівець (1999 р.); Брянський 81 : Гай (2000 р.) спостерігалась стійкість рослин вище батьківського зразка.

В другому поколінні також спостерігається розщеплення за ступенем стійкості рослин до фузаріозного в‘янення. Разом з тим в F2 до періоду дозрівання зберігається значно більше рослин, ніж в F1 в аналогічних комбінаціях схрещувань. В цілому ж збереження рослин до збирання (стійкість до фузаріозу) залежить від ступеня стійкості батьківських форм. Рослини гібридів F2 більше уражувалися фузаріозним в‘яненням із тих гібридних комбінацій, батьківські форми яких були менш стійкими.

В ряді гібридних комбінацій (798/22 : 448/111; гібрид 1135 : Оригінал; гібрид 1135 : Дружний-165; Брянський 81 : Чернігівець) в F2 стійкість рослин до фузаріозу була не меншою ніж у батьківських форм, і навіть дещо (на 1,3-3,8 %) вищою при умові, коли гібриди F1 вирощувалися на інфекційному фоні.

Взагалі, слід відмітити, що збереження рослин F2 до дозрівання значно залежить від вирощування гібридів F1 на різних фонах (інфекційному – фузаріозному і звичайному – в сівозміні). Так, збереження рослин F2 до збирання при вирощуванні F1 в сівозміні було меншим по всіх гібридних комбінаціях від 5,5 % до 17,8 % порівняно з вирощуванням їх на інфекційному фоні. Виходячи з цього, можна зробити висновок, що, висіваючи на інфекційному фоні гібриди F1 від схрещування двох стійких форм між собою в значній мірі зменшуватимуться нестійкі до фузаріозу форми в другому поколінні. Це дозволить скоротити об‘єми селекційних робіт в F2.

Ефективність добору скоростиглих, фузаріозостійких форм. Результати оцінки гібридного матеріалу в F3 – F6 в селекційному розсаднику показали, що при схрещуванні ранньостиглих батьківських форм відібрані в F2 гібридні рослини з вегетаційним періодом на рівні більш ранньостиглої форми, а також з меншим періодом вегетації (трансгресивні) в наступних поколіннях (F3 – F6) при вирощуванні сім‘ями були, в основному, ранньостиглими.

Серед сімей, що вивчалися, із таких комбінацій схрещувань в F3 мали другу групу стиглості: в 2000 році – 97,8 %; 2001 році – 100 %; 2002 році – 92,2 %; 2003 році – 97,9 %.

Відібрані індивідуально рослини (ультраскоростиглі) в F3, F4, F5, що вивчалися сім‘ями, відповідно, в F4, F5, F6 за ранньостиглістю мали аналогічну картину.

Таким чином, добір скоростиглих рослин в F2 (більш скоростиглих та на рівні більш ранньостиглої батьківської форми) в гібридних комбінаціях, де до схрещування залучаються дві ранньостиглі батьківські форми, дає змогу в наступних поколіннях (F3-F6) виділити достатню кількість ранньостиглих (2-га група стиглості) ліній з комплексом інших позитивних господарсько-цінних ознак.

Аналізуючи результати оцінки сімей за стійкістю до фузаріозного в‘янення на інфекційному фоні, встановлено, що відібраний в F2 стійкий до фузаріозу селекційний матеріал в гібридних комбінаціях, де до схрещування залучалися дві стійкі до фузаріозу форми, в наступних поколіннях продовжує розщеплюватися за ступенем стійкості. В F3 із таких гібридних комбінацій в 2000 році вивчалося 325 сімей, з яких 88,3 % уражувалися фузаріозом до 10 %. В 2001, 2002 і 2003 роках, відповідно, 314 сімей і 82,2 %, 217 і 84,8 %, 331 і 83,1 %. Решта сімей кожного року уражувалися від 10 до 50 % і зовсім незначна частина – більше 50 %.

Розщеплення продовжується і в наступних поколіннях (F4 F6). Слід відзначити, що з кожним поколінням кількість стійких сімей збільшується при доборі індивідуально рослин на інфекційному фоні. Так, в одній групі гібридних комбінацій стійких сімей в F3 (2000 р) було 88,3 %, в F4 (2001 р) - 89,3%, в F5 (2002 р) – 95,4, в F6 (2003 р) - 95,7 %.

Таким чином, це говорить про те, що в селекції люпину на стійкість до фузаріозного в‘янення оцінку і добір селекційного матеріалу на всіх етапах селекції необхідно проводити тільки на штучному інфекційному фоні.

Характеристика скоростиглих перспективних форм з господарсько-цінними ознаками та сортів Прогресивний і Чернігівець. В процесі селекційної роботи нами було створено значну кількість скоростиглих перспективних ліній з відповідними позитивними ознаками. На особливу увагу заслуговують селекційні лінії люпину жовтого за номерами 7143, 7344, 7549, 7566, 7597, 7588. Вони характеризуються високою врожайністю насіння, зеленої маси та сухої речовини, скоростиглістю, стійкістю до фузаріозу та толерантністю до антракнозу (табл. 4).

Таблиця 4

Характеристика нових перспективних селекційних ліній люпину жовтого за основними господарсько-цінними властивостями

Господарсько-цінні властивості | Рівень вираження ознак, 2001 -2003 рр.

л.7143 | л.7344 | л.7549 | л.7566 | л.7597 | л.7588 | St.*

вегетаційний період, дні | 102 | 103 | 100 | 100 | 101 | 103 | 101

висота рослин, см | 63 | 74 | 74 | 78 | 69 | 67 | 73

Урожайність та її елементи

урожайність зерна, г/м2 | 142,0 | 166,0 | 162,0 | 167,4 | 148,5 | 181,0 | 135,0

продуктивність однієї рослини, г | 5,7 | 4,7 | 4,5 | 5,2 | 4,3 | 5,6 | 3,8

кількість бобів на росл., шт | 15,5 | 14,4 | 13,2 | 13,1 | 12,0 |