ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ІМ. В.Я. ЮР’ЄВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

РЯБУХА СЕРГІЙ СТАНІСЛАВОВИЧ

УДК 635.656:631.527:631.524.86

СТВОРЕННЯ ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЇ

СТІЙКИХ ДО ЗБУДНИКІВ ФУЗАРІОЗУ ТА АСКОХІТОЗУ СОРТІВ ГОРОХУ В УМОВАХ СХІДНОЇ ЧАСТИНИ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.05 – селекція рослин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Харків – 2007

Дисертацією

є рукопис

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

Науковий керівник: кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Чекригін Петро Михейович

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Клиша Андрій Іванович,

Інститут зернового господарства УААН,

головний науковий співробітник лабораторії селекції і технології вирощування ранніх зернових і зернобобових культур

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Гелюх Володимир Миколайович,

Луганський національний аграрний університет Мінагрополітики України, завідувач кафедри селекції і захисту рослин

Провідна установа: Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення УААН,

м. Одеса

Захист відбудеться ” 4 ” липня 2007 року о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.366.01 при Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН за адресою: 61060, м. Харків, пр. Московський, 142, тел. (057) 392-23-78

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН за адресою: м. Харків, пр. Московський, 142.

Автореферат розіслано “ 1 ” червня 2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Петренкова В.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На даний час відсутній фітосанітарний моніторинг посівів гороху в Лісостепу України і не встановлено рівень стійкості нових сортів та вихідного матеріалу для селекції гороху до збудників фузаріозу та аскохітозу. Необхідно вдосконалення методів експрес-оцінки стійкості гороху до хвороб і визначення найбільш результативних методів імунологічної оцінки вихідного і селекційного матеріалу в зонах активної селекції культури, зокрема в умовах східної частини Лісостепу України.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертації виконано в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН у 1998–2003 рр. відповідно до завдання „Вдосконалити методику селекції гороху і створити нові сорти, стійкі до вилягання, посухи, хвороб та шкідників, з підвищеною фіксацією азоту повітря, більш високим вмістом білка в зерні, потенційною врожайністю: зернового використання 6,0–6,5 т/га; зерноукісного використання 6,0–6,5 т/га зерна, 30,0–35,0 т/га зеленої маси” (номер державної реєстрації 0197U012415) згідно НТП „Зернові і олійні культури”.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було створення вихідного матеріалу для селекції високоврожайних сортів гороху з високим рівнем стійкості до збудників фузаріозу та аскохітозу на основі вивчення закономірностей взаємовідносин рослин і патогенів в агроценозах гороху та виділення стійких форм.

Для досягнення зазначеної мети були поставлені наступні завдання:

–

–

–

–

–

–

Об’єкт дослідження: створення стійких до збудників фузаріозу та аскохітозу форм гороху.

Предмет дослідження: закономірності прояву стійкості до збудників фузаріозу та аскохітозу у селекційного матеріалу, колекційних зразків Національного центру генетичних ресурсів рослин України та сучасних сортів гороху.

Методи дослідження: польовий – для проведення випробувань сортозразків генофонду гороху, імунологічний – для виділення збудників аскохітозу та фузаріозу, створення інфекційного фону та обліків ступеня ураження рослин, гібридологічний – для генетичного аналізу стійкості до патогенів, вимірювально–ваговий – для обліків продуктивності та елементів її структури, індивідуальний добір – для створення вихідного матеріалу з високою продуктивністю та стійкістю до патогенів, статистичний – для математичної обробки експериментальних результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах східної частини Лісостепу України визначено особливості видового складу і шкодочинності місцевих популяцій збудників фузаріозу і аскохітозу гороху та встановлено закономірності їх мінливості та успадкування.

Визначено агроекологічні особливості та рівень стійкості до фузаріозу зразків гороху традиційного (листочкового) та безлисточкового (вусатого) морфотипів в польових та лабораторних умовах. Встановлено закономірності шкодочинної дії фузарієвих грибів на рослини гороху.

Розроблено принципи і методи оцінки та створення стійкого до збудників хвороб вихідного та селекційного матеріалу гороху.

Практичне значення одержаних результатів. Ідентифіковано вихідний матеріал для селекції стійких до поширених у регіоні хвороб сортів гороху. Створено спеціальну колекцію гороху за ознаками стійкості до збудників фузаріозу та аскохітозу, використання якої підвищує ефективність селекції культури. Створено 10 нових ліній гороху, які включено до Національного генбанку України (з них чотири лінії зареєстровано у Національному центрі генетичних ресурсів рослин України) і використовуються при створенні нових сортів гороху з високою стійкістю до найбільш поширених в зоні хвороб – фузаріозу та аскохітозу. В процесі виконання роботи створено сорт гороху Харбел, який з 2006 року проходить державне сортовипробування в Російській Федерації.

Особистий внесок здобувача. Автором особисто узагальнено спеціальну літературу по завданню, проведено польові і лабораторні досліди, виконано фітопатологічні дослідження, визначена стійкість селекційних та колекційних зразків до хвороб, проведено статистичну обробку, узагальнено результати досліджень та підготовлено їх до друку. Публікації виконано як самостійно, так і в співавторстві. В опублікованих роботах, виконаних у співавторстві, доля авторства становить від 10 до 70% і полягає в інтерпретації одержаних експериментальних даних і узагальненні результатів досліджень. Дольова участь здобувача у створенні нових селекційних ліній – 50%, у створенні сорту Харбел – 5%.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи заслухано та обговорено на засіданнях селекційної секції вченої ради Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН (Харків, 1998–2000); Mendel Centenary Congress (Brno, Czech Republik, 2000); міжнародній конференції молодих вчених „Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений” (Харьков, 2001); міжнародній конференції молодих вчених-ботаніків України „Актуальні проблеми ботаніки та екології” (Зноб-Новгородське, 2001); 2–й конференції Московського товариства генетиків та селекціонерів ім. М.І. Вавилова „Актуальные проблемы генетики“ (Москва, 2003); міжнародній науково-практичній конференції „Генетичні ресурси для адаптивного рослинництва: мобілізація, інвентарізація, збереження, використання” (Оброшино, 2005); науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів „Новітні технології виробництва конкурентноспроможної продукції рослинництва” (Чабани, 2005), X міжнародній науково-практичній конференції „Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения“ (Белгород, 2006); ІІІ міжнародній науковій конференції молодих вчених „Інноваційні напрямки наукової діяльності молодих вчених в галузі рослинництва“ (Харків, 2006).

Публікації. Результати досліджень за темою дисертації висвітлено у 19 наукових публікаціях, з яких 6 статей у фахових наукових виданнях України, 2 наукові статті, 8 тез доповідей наукових конференцій, 2 каталоги та 1 довідник.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота містить вступ, 6 розділів, висновки, рекомендації для селекційної практики, список використаних джерел, додатки і викладена на 136 сторінках комп’ютерного набору тексту. Робота включає 32 таблиці, 2 рисунки (фото), має 11 додатків, 305 найменувань використаних літературних джерел, з них 26 іноземною мовою.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ПОШИРЕННЯ, ШКОДОЧИННІСТЬ, БІОЛОГІЯ ТА ЕКОЛОГІЯ ЗБУДНИКІВ ФУЗАРІОЗУ ТА АСКОХІТОЗУ І СТАН СЕЛЕКЦІЇ ГОРОХУ НА ІМУНІТЕТ ДО ХВОРОБ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

Аналіз літературних джерел показав, що взаємовідносини грибів родів Fusarium Link. та Ascochyta Lib., які викликають найбільш шкодочинні хвороби гороху в мінливих умовах агроценозів, потребують подальшого поглибленого вивчення і ефективних дій у вирішенні проблеми збереження урожаю культури. Незважаючи на досягнуті значні успіхи в селекції гороху, створення і впровадження у виробництво сортів, які поєднують високу стійкість до хвороб з комплексом інших господарськи цінних ознак, і надалі залишається актуальним завданням для селекціонерів України.

УМОВИ, МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження за темою дисертаційної роботи виконували в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН в 1998–2003 рр. в системі польових і лабораторних дослідів. Польові досліди проводили на полях селекційної сівозміни, які розташовані в Харківському районі Харківської області в східній частині Лісостепу України на чорноземних ґрунтах. Для характеристики температурного режиму та умов зволоження використовували гідротермічний коефіцієнт (ГТК). Контрастні погодні умови протягом вегетації під час досліджень добре відображали регіональні особливості і дозволили об’єктивно вивчити патогенний комплекс збудників фузаріозу та аскохітозу гороху, достовірно оцінити селекційний і колекційний матеріал та створити адаптований до місцевих фітосанітарних умов вихідний матеріал для селекції гороху.

Виділення та ідентифікацію збудників фузаріозу проводили згідно методик В.Й. Білай (1977, 1989), ідентифікацію збудників аскохітозу за В.Ф. Пересипкіним (1987), виділення грибів за методикою А.М. Овчинникової, Р.М. Андрюхиної, Е.Ф. Азарової (1990) і Н.Н. Гусевої, В.М. Горлова, В.М. Плащева та ін. (1990). Штучний інфекційний фон створювали на монокультурі гороху. Отримання інфекційного матеріалу фузаріозу гороху на насінні вівса та зараження рослин збудниками хвороб проводили відповідно з методичними вказівками А.М. Овчинникової, Р.М. Андрюхиної, Е.Ф. Азарової (1990).

Польові дослідження проводили згідно методики польового досліду (Доспехов Б.А., 1985) із застосуванням загальноприйнятої для зони технології вирощування гороху. Випробування селекційного та вихідного матеріалу проводили на природному та штучному інфекційних фонах. Стійкість до хвороб визначали згідно 9–бальної шкали „Международного классификатора СЭВ рода Pisum L.“ (1976) за відсотком ураженої поверхні. Матеріалом для дослідів були сорти та селекційні зразки лабораторії селекції гороху Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва та інших оригінаторів, колекційні зразки різного походження Національного центру генетичних ресурсів рослин України. Стандартами послужили сорти Люлинецький короткостебловий та Орловчанин.

В ході досліджень проводили фенологічні спостереження – строки появи сходів, бутонізації, цвітіння, достигання бобів; облік ураженості рослин фузаріозом та аскохітозом за фазами розвитку (сходи, бутонізація, цвітіння); збирання і облік урожаю. Зразки відбирали ручним способом з наступним обмолотом молотаркою МЗБ–1. В лабораторних умовах визначали наступні елементи структури урожайності: кількість продуктивних вузлів на рослині, кількість бобів на рослині, кількість насінин у бобі, кількість насінин з рослини, маса 1000 насінин, маса насіння з рослини (продуктивність).

З метою вивчення характеру успадкування ознак стійкості як батьківські компоненти простих гібридів використовували сорти: Харківський 29, Харківський янтарний, Харківський 85, Tigra, Kronen Rosa, Богун, Харківський 131, Восток 55, Вусатий 90, Уладівський 303. Для визначення ступеня успадкованості стійкості до фузаріозу використовували показник фенотипового домінування (hp), запропонований F. Petr та K. Frey (Кобылянский В.Д., 1982).

Вміст білка в зерні визначали за К’єльдалем згідно ГОСТ 10846–91 (1991).

Для математичної обробки одержаних даних використовували методи варіаційного, дисперсійного та кореляційного аналізу. Аналіз характеру розщеплення за стійкістю до патогенів проводили за П.Ф. Рокицьким (1967). Статистичну обробку експериментальних даних виконували за допомогою пакету прикладних програм „ОСГЭ“, розробленого в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН, а також можливостей програм Microsoft Word та Exel (№ MQ4CR–8BX37–JKPYM–R9CVD–C387M).

ОСОБЛИВОСТІ ФІТОПАТОГЕННОГО МІКОЦЕНОЗУ СЕЛЕКЦІЙНИХ ПОСІВІВ ГОРОХУ

В результаті проведених у 1998–2001 рр. досліджень встановлено, що кореневу гниль та в’янення гороху викликають 5 видів грибів – факультативних паразитів з роду Fusarium Link. (табл.. 1).

Таблиця 1

Структура популяцій збудників фузаріозу та аскохітозу на селекційних посівах гороху Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН

(1998–2001рр.)

Збудник | Частка збудника в популяції, % | 1998 р. | 1999 р. | 2000 р. | 2001 р. | в серед-ньому | F. oxysporum Schlecht. var. pisi (Hall.) Railo | 53,3 | 92,0 | 65,5 | 54,6 | 66,4 | F. moniliforme Sheld. | 0 | 0 | 20,7 | 16,0 | 9,2 | F. solani (Mart.) App. et Wr. | 26,7 | 8,0 | 13,8 | 14,7 | 15,8

F. sambucinum Fuck. | 13,3 | 0 | 0 | 5,4 | 4,7

F. avenaceum (Fr.) Sacc. | 6,7 | 0 | 0 | 9,3 | 4,0

A. (M.) pinodes Jones | 95,0 | 94,0 | 91,4 | 89,0 | 92,4 | A. pisi Lib. | 5,0 | 6,0 | 8,6 | 11,0 | 7,6 | Гідротермічний коефіцієнт (ГТК) | 0,67 | 0,58 | 1,08 | 0,99 | - |

Щорічно у роки досліджень зустрічалися найбільш адаптовані до коливань гідротермічного режиму збудники цього роду, зокрема F. oxysporum Schlecht. var. pisi (Hall.) Railo та F. solani (Mart.) App. et Wri, що вказує на близькі екологічні умови життєдіяльності цих видів. В середньому за роки досліджень найчастіше зустрічалися F. oxysporum Schlecht. var. pisi (Hall.) Railo (66,4%), F. solani (Mart.) App. et Wr. (15,8%) та F. moniliforme Sheld. (9,2%). Виділені збудники є поліфагами, що забезпечує їм здатність уражувати рослини протягом усього вегетаційного періоду. Оптимальні умови для накопичення в ґрунті та переходу факультативних паразитів до паразитизму створюються при значенні ГТК в межах 0,67–1,08, при величині ГТК у попередній рік на рівні 1,08–1,91.

Захворювання гороху аскохітозом викликали два види збудників – A. pisi та A. (M.) pinodes. Хоча температурний оптимум життєдіяльності обох видів однаковий (18–25 оС) домінуючим в усі роки досліджень виявився гриб A. (M.) pinodes – збудник темноплямистого аскохітозу. Він є найбільш пристосованим до умов навколишнього середовища у східному Лісостепу України. Зростання частки збудника A. pisi відмічалося в роки з достатньою кількістю опадів – 2000 (ГТК=1,08) та 2001 (ГТК=0,99).

Встановлена динаміка мінливості популяцій збудників хвороб гороху відображає регіональні особливості фітосанітарної ситуації і обумовлює необхідність створення сортів, адаптованих до особливостей місцевого складу патогенів.

РІВЕНЬ УРОЖАЙНОСТІ РІЗНИХ ЗА МОРФОТИПОМ СОРТІВ ГОРОХУ ТА ПОРІВНЯЛЬНА ЕФЕКТИВНІСТЬ МЕТОДІВ ОЦІНКИ ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ НА СТІЙКІСТЬ ДО ЗБУДНИКІВ ХВОРОБ

Агроекологічне сортовипробування різних за морфотипом сортів гороху показало, що за умов достатнього зволоження безлисточкові (вусаті) сорти гороху мають більш високу урожайність порівняно із сортами листочкового морфотипу.

У 2001 році при помірному зволоженні (ГТК=0,99) в період вегетації гороху середній рівень урожайності безлисточкових сортів був на 0,18 т/га більший, ніж у листочкових. За умов посухи 2002 року (ГТК=0,85) сорти безлисточкового морфотипу забезпечили урожай зерна на 0,4 т/га нижчий, ніж листочкові. Безлисточкові (вусаті) сорти мали більш високий урожай зерна в умовах надмірно зволоженого (ГТК=1,75) 2003 року – 3,89 т/га проти 3,53 т/га у листочкових. Аналіз впливу агрометеорологічних умов на рівень урожайності гороху свідчить про більшу чутливість сортів безлисточкового (вусатого) морфотипу до посухи під час вегетації і вказує на необхідність їх подальшого селекційного поліпшення.

Порівняльне вивчення методів оцінки різного за морфотипом вихідного матеріалу гороху показало високу ефективність використання додаткового інфекційного навантаження порівняно з оцінкою зразків в природних умовах. Кількість високостійких зразків знизилася з 71,1% на природному інфекційному фоні до 7,9% при штучному зараженні в польових та лабораторних умовах, а частка сприйнятливих зросла з 2,6% до 42,1% відповідно. Це свідчить про необхідність проведення оцінки і добору селекційного та вихідного матеріалу гороху в жорстких умовах з обов’язковим додатковим внесенням джерела інфекції.

Нами розроблено методику лабораторної оцінки стійкості вихідного матеріалу гороху до збудників кореневої фузаріозної гнилі, яка полягає в дослідженні мінливості морфометричних показників (висота стебла, довжина кореня, маса стебла та кореня) у 11–добових рослин гороху під впливом ураження збудниками (табл.. 2).

Таблиця 2

Реакція морфометричних показників рослин на ураження збудниками фузаріозної кореневої гнилі у напівкарликових безлисточкових (вусатих) сортів гороху (лабораторний експрес-метод, середнє 1999–2000 рр.)

Сорт | Ступінь депресії, % до контролю | Стій-кість, бал

висота стебла, см | маса стебла, г | довжина кореня, см | маса кореня, г

Дамир 2 | -1,4 | +11,5 | -0,7 | +7,2 | 8

Харківський еталонний | -4,4 | 0,0 | -6,8 | +8,9 | 8

Дельта | -15,4 | +2,0 | +0,8 | -3,0 | 8

Полтавець 2 | +8,5 | -12,2 | -18,0 | +7,6 | 6

Рената | -9,7 | -13,0 | -13,5 | -24,2 | 6

Дамир 1 | -11,7 | -27,4 | -51,6 | -40,0 | 3

Графіла | -43,7 | -25,0 | -49,0 | -26,0 | 3

Собел | -12,5 | -47,1 | -14,3 | -37,3 | 3

Згідно з розробленою нами шкалою до першої групи належать зразки з високою стійкістю, яким властиве зниження хоча б одного з показників у досліді до 16,0% в порівнянні з контролем (Дамир 2, Харківський еталонний, Дельта). До другої групи відносяться сорти з середньою стійкістю, які відрізняються зниженням хоча б одного показника до 35,0% (Полтавець 2, Рената). Нарешті до третьої групи належать сорти з низькою стійкістю, які відрізняються зниженням більше ніж на 35,0% (Дамир , Графіла і Собел).

Встановлено, що найбільш чутливими показниками при експрес-оцінці є висота стебла і довжина кореня рослин гороху.

Ураження рослин фузарієвими грибами значно знизило швидкість приросту і розвиток корінців у переважної більшості сортів.

Розроблений метод пройшов експертизу у Державному департаменті інтелектуальної власності МОН України і прийняте рішення про видачу деклараційного патенту на цю корисну модель (заявка № u2007 02161 від 28. 02. 2007 року).

ОСОБЛИВОСТІ СЕЛЕКЦІЙНОГО ТА ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ ГОРОХУ ЗА СТІЙКІСТЮ ДО ЗБУДНИКІВ ФУЗАРІОЗУ ТА АСКОХІТОЗУ

У 2001–2003 роках з колекції гороху НЦГРРУ загальною кількістю більше 600 зразків, було виділено 29 сортозразків зернового та зерноукісного напрямів використання та 6 сортозразків овочевого гороху, які поєднють високу стійкість до хвороб з комплексом інших господарськи цінних ознак. Структура продуктивності кращих сортозразків зернового та овочевого напрямів використання наведена в таблиці 3.

Таблиця 3

Структура продуктивності у стійких до хвороб зразків гороху

(природний фон, середнє за 2001–2003 р.)

Сортозразок | Кількість, шт. | Маса 1000 насі-нин, г | Продук-тив-ність,г

бобів з росли-ни | насі-нин у бобі | насі-нин з росли-ни

Сортозразки зернового напряму використання

Люлинецький короткостеблевий, стандарт | 6,7 | 5,0 | 33,3 | 219,3 | 7,2

Л–90–152 | 5,7 | 6,3 | 36,0 | 226,0 | 8,3

Л–90–162 | 8,7 | 5,7 | 49,7 | 226,0 | 11,6

Орлан | 6,0 | 6,3 | 37,8 | 238,0 | 9,6

Атлант 2 | 9,7 | 4,7 | 45,6 | 235,7 | 9,4

Возрождение | 7,3 | 4,9 | 35,7 | 235,7 | 9,4

ППС–2–1507 | 7,7 | 5,0 | 38,5 | 247,0 | 9,1

Адмиралтейский | 8,7 | 4,7 | 40,9 | 222,7 | 8,7

ДР–1422 | 7,3 | 5,3 | 38,7 | 222,7 | 8,7

АМЗК–99 | 7,3 | 5,0 | 36,5 | 182,3 | 8,7

НІР0,05 | 0,9 | 0,9 | 1,3 | 2,5 | 0,9

Сортозразки овочевого напряму використання

Адагумский, стандарт | 6,7 | 6,0 | 40,2 | 187,4 | 6,4

Овощной 76 | 7,3 | 6,7 | 48,9 | 165,8 | 8,0

Амброзія | 7,0 | 5,7 | 39,9 | 171,7 | 7,1

Южный 47 | 6,7 | 6,0 | 40,2 | 235,3 | 8,6

Lichochovichy | 9,3 | 5,3 | 49,3 | 149,6 | 7,3

Grungold | 6,3 | 6,0 | 37,7 | 233,0 | 7,0

Джим | 8,3 | 5,0 | 41,5 | 264,5 | 12,2

НІР0,05 | 0,9 | 0,9 | 3,5 | 9,5 | 0,8

Сортозразки Л–90–162, Атлант–2, Адмиралтейский, ППС–2–1507, окрім високої насіннєвої продуктивності, поєднували високі рівні кількості бобів на рослині та кількості насінин з рослини. Комплекс господарськи цінних ознак в межах одного генотипу спостерігався і у інших сортозразків. Так, лінія Л–90–152 та зразок Орлан поєднували високу виповненість бобів з високою кількістю насінин з рослини, а зразки ДР–1422, АМЗК–99 і Возрождение відрізнялися високим рівнем кількості насінин з рослини.

Серед овочевих сортів високі рівні кількості бобів на рослині та кількості насінин з рослини мали сорти Lichochovichy та Джим. Поєднання високої продуктивності з високою кількістю насінин з рослини було властиве сортам Овощной 76, Южный 47. Перевищував стандарт за кількістю насінин з рослини сорт Амброзія.

Виділені сортозразки є джерелами високої продуктивності, стійкості до хвороб та інших селекційно цінних ознак і рекомендуються до залучення у селекційні програми. З цих сортозразків сформовано спеціальну колекцію для практичного використання.

Серед елементів структури продуктивності у виділених сортозразків зернового та зерноукісного напрямів використання найбільшою варіабельністю відрізнялися кількість насінин з рослини, кількість бобів на рослині та маса насіння з рослини (табл. 4).

Таблиця 4

Мінливість елементів продуктивності у стійких до хвороб зразків гороху (природний фон, середнє 2001–2003 рр.)

Ознаки | Показники мінливості ознак

min–max | середнє | V, %

Сортозразки зернового та зерноукісного напрямів використання

Кількість бобів з рослини, шт. | 4,7–9,7 | 6,5±0,3 | 22,2±3,0

Кількість насінин у бобі, шт. | 2,7–6,3 | 5,0±0,2 | 16,2±2,1

Кількість насінин з рослини, шт. | 13,3–54,7 | 32,4±1,6 | 26,3±3,6

Маса 1000 насінин, г | 155,7–371,3 | 32,4±1,6 | 16,3±2,2

Маса насіння з рослини (продуктивність), г | 4,0–11,6 | 7,8±0,3 | 20,4±2,7

Сортозразки овочевого напряму використання

Кількість бобів з рослини, шт. | 6,3–9,3 | 7,4±0,4 | 14,6±4,0

Кількість насінин у бобі, шт. | 5,0–6,7 | 5,8±0,2 | 9,3±2,5

Кількість насінин з рослини, шт. | 34,7–48,2 | 41,8±1,9 | 12,0±3,2

Маса 1000 насінин, г | 149,6–264,5 | 201,0±16,3 | 21,5±6,0

Маса насіння з рослини (продуктивність), г | 6,4–12,2 | 8,1±0,7 | 24,0±6,8

Середній рівень мінливості мали кількість насінин у бобі та маса 1000 насінин. Найбільшою мінливістю в групі овочевих сортів відрізнялися маса насіння з рослини та маса 1000 насінин. Середню варіабельність було зареєстровано за кількістю бобів на рослині, кількістю насінин з рослини. Кількість насінин в бобі варіювала в незначній мірі.

Стійкі до хвороб сортозразки гороху мали дуже широкий діапазон мінливості господарськи цінних ознак, що вказує на можливість поєднання в одному генотипі стійкості з іншими цінними ознаками.

Встановлено специфічність кореляційних залежностей продуктивності та її елементів між собою та стійкістю до хвороб.

У сортозразків зернового та зерноукісного напрямів використання продуктивність найбільш тісно корелювала з кількістю бобів (r=0,79) та кількістю насінин з рослини (r=0,79). Висока кореляція спостерігалася між кількістю продуктивних вузлів та кількістю бобів на рослині (r=0,78), кількістю бобів на рослині та кількістю насінин з рослини (r=0,77).

У сортів овочевого гороху зареєстровано високу кореляцію між продуктивністю та стійкістю до аскохітозу (r=0,80) і фузаріозу (r=0,81). Маса 1000 насінин тісно корелювала зі стійкістю до фузаріозу (r=0,80).

Загальною для зразків зернового та зерноукісного напрямів використання та сортів овочевого гороху була суттєва кореляція між кількістю бобів та кількістю насінин з рослини (r=0,77 та r=0,76 відповідно).

Схрещування контрастних за стійкістю сортів гороху показали різний характер успадкування стійкості до фузаріозу – позитивне наддомінування, повне та неповне домінування і негативне наддомінування. Аналіз батьківських форм та гібридів F1 показав, що використання стійкої форми як материнського компоненту, призводить до утворення стійких гібридів і зменшення розвитку хвороби.

Схрещування середньостійких та сприйнятливих сортів гороху призводило до покращення імунних властивостей гібридів – збільшення стійкості та зменшення рівня розвитку захворювання незалежно від напряму схрещування. При прямих та обернених схрещуваннях середньостійких сортів також спостерігалося підвищення стійкості гібридів, а при гібридизації високостійких сортів відбувалося погіршення імунних властивостей порівняно з батьківськими формами.

Схрещування сприйнятливого до захворювання сорту Харківський 29 зі стійкими сортами Уладівський 303 та Вусатий 90 з наступним аналізом гібридів показали домінування у нащадків першого покоління стійкості до аскохітозу, оскільки гібриди F1 обох комбінацій виявилися стійкими до захворювання. Вивчення характеру фенотипового розщеплення популяції F2 на стійкі та сприйнятливі форми показало, що воно відбувалося у співвідношенні близькому до 3 : 1. Це дає підстави для висновку про домінантний тип генетичної регуляції стійкості до аскохітозу.

Узагальнення результатів генетичного аналізу вказує на різний характер контролю ознак стійкості до комплексу збудників фузаріозу та аскохітозу та їх незалежне успадкування. Це, вірогідніше всього пов’язано з різним механізмом шкодочинності фузарієвих грибів, які здатні змінювати спосіб життя з сапротрофного на паразитичний та у збудників аскохітозу гороху, які більш спеціалізовані до виду Pisum L. В ході виконання дослідів встановлено можливість поєднання стійкості до фузаріозу в межах одного генотипу.

СТВОРЕННЯ СТІЙКОГО ДО ЗБУДНИКІВ ХВОРОБ ВИХІДНОГО МАТЕРІАЛУ ГОРОХУ

Використання штучного зараження дозволяє провести добір біотипів з рівнем стійкості значно більшим, ніж середня стійкість вихідної популяції, що значно покращує зразки за ознакою продуктивності. За вихідний матеріал нами використовувалися 10 високопродуктивних сортів та селекційних номерів лабораторії селекції гороху Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН. Методом багаторазового індивідуального добору створено 10 нових ліній гороху, які поєднують високу продуктивність і стійкість до хвороб (табл.. 5).

Таблиця 5

Господарська та імунологічна характеристика ліній гороху, включених до Національного генбанку України (2002–2003 рр.)

Лінія | Урожай-ність, г/м2 | Маса 1000 насінин, г | Стійкість, бал

аско-хітоз* | фуза-ріоз* | виля-гання ** | обси-пан-ня*

Орловчанин, стандарт | 400,0 | 230,0 | 7 | 7 | 3 | 7

Л 35/38 | 460,0 | 450,0 | 9 | 9 | 3 | 7

Л 35/48 | 420,0 | 350,0 | 9 | 8 | 3 | 7

Л 36/11 | 600,0 | 330,0 | 9 | 8 | 5 | 7

Л 40/9 | 500,0 | 320,0 | 9 | 8 | 3 | 7

Л 40/22 | 475,0 | 300,0 | 9 | 8 | 3 | 7

Л 41/9 | 465,0 | 450,0 | 9 | 8 | 3 | 7

Л 41/14 | 580,0 | 420,0 | 9 | 8 | 3 | 7

Л 46/42 | 475,0 | 340,0 | 8 | 8 | 3 | 7

Л 48/9 | 480,0 | 330,0 | 8 | 8 | 3 | 7

Л 49/10 | 570,0 | 320,0 | 9 | 9 | 5 | 7

НІР0,05 | 44,8 | 41,5 | - | - | - | -

? *– за 9–бальною шкалою

? ** – за 5–бальною шкалою

Створені лінії гороху пройшли експертизу на Устимівській дослідній станції рослинництва Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН і за її результатами включені до Національного генбанку України. Найбільшою стійкістю до фузаріозу і аскохітозу відрізнялися лінії Л 35/38 та Л 49/10, Л 35/48, Л 36/11, Л 40/9, Л 40/22, Л 41/9, Л 41/14.

Найбільш стійкими проти вилягання є напівкарликова лінія Л 36/11 та безлисточкова (вусата) лінія Л 49/10.

Всі отримані лінії характеризуються високою стійкістю проти осипання. На 4 найкращі лінії Л 35/38, Л 36/11, Л 41/14 та Л 49/10, які характеризуються комплексом господарськи цінних ознак одержано „Свідоцтва про реєстрацію зразка генофонду рослин в Україні”.

Отримані дані підтверджують доцільність поліпшуючого добору в межах сорту на штучному інфекційному фоні, який дозволяє значно підвищити стійкість продуктивних, але недостатньо стійких сортів та селекційних ліній гороху.

В процесі виконання роботи був створений сорт гороху Харбел. За результатами конкурсного випробування в лабораторії селекції гороху Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН цей сорт за урожайністю і якісними показниками перевищив стандарт Орловчанин (табл. 6).

Таблиця 6

Господарська та біологічна характеристика сорту гороху Харбел (конкурсне випробування лабораторії селекції гороху Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН, середнє за 2003–2005 рр.)

Сорт | Урожайність, т/га | Маса 1000 насі-нин, г | Стійкість, бал | 2003 р. | 2004 р. | 2005 р. | се-ред-ня | фуза-ріоз | аско-хітоз | Орловчанин, стандарт | 2,23 | 3,93 | 2,18 | 2,78 | 283 | 7,0 | 7,0 | Харбел | 2,62 | 4,21 | 2,46 | 3,10 | 253 | 8,0 | 8,0 | НІР0,05 | 0,24 | 0,23 | 0,19 | - | - | - | - |

Він переданий до державного сортовипробування Російської Федерації спільно з Бєлгородською державною сільськогосподарською академією (заявка № 44323/9464167 від 15.12.2005 р).

ВИСНОВКИ

В дисертації теоретично узагальнено і практично вирішено важливе наукове завдання зі створення вихідного матеріалу гороху, стійкого до збудників фузаріозу та аскохітозу, який відрізняється комплексом цінних господарських ознак. В результаті вивчення закономірностей взаємовідносин рослин і збудників хвороб в агроценозах гороху та добору стійких форм виділено з колекції та створено нові стійкі до фузаріозу і аскохітозу лінії і форми. Встановлені закономірності і створений вихідний матеріал мають практичне значення для селекції сортів гороху, стійких до хвороб.

1. Встановлено особливості фітопатогенного мікоценозу селекційних посівів гороху та чинники, які детермінують мінливість місцевих популяцій збудників фузаріозу та аскохітозу гороху. Щорічно за роки досліджень на посівах гороху зустрічалися найбільш спеціалізовані, патогенні, агресивні, конкурентоздатні і адаптовані до коливань гідротермічного режиму види збудників фузаріозних хвороб: F. oxysporum Schlecht. var. pisi (Hall.) Raillo (66,4%) та F. solani (Mart.) App. et Wr. (15,8%). Патогени F. moniliforme Sheld., F. sambucinum Fuck. і F. avenaceum (Fr.) Sacc. виділялися з уражених рослин спорадично, в окремі роки. Виділені збудники є поліфагами, мають широкий спектр інфекційної здатності і пристосувальних реакцій, що забезпечує їм здатність уражувати рослини гороху на протязі всього вегетаційного періоду.

2. Визначальним чинником збільшення видового різноманіття та зміни способу життя збудників роду Fusarium Link. є наявність достатньої кількості вологи у ґрунті. Оптимальним для накопичення в ґрунті та переходу до паразитизму для факультативних паразитів є гідротермічні умови, які характеризуються значенням ГТК у межах 0,67–1,08 при величині ГТК в попередній рік на рівні 1,08–1,91.

3. Основним видом аскохітозу на посівах гороху є темноплямистий аскохітоз, що викликається збудником Аscochyta (Мycosphaerella) pinodes Jones (92,4%), який найбільш пристосований до кліматичних умов регіону.

4. Встановлено, що сорти гороху вусатого (безлисточкового) морфотипу мають більш високий рівень урожайності у порівнянні з листочковими сортами, однак вони більш чутливі до коливань гідротермічного режиму під час вегетації.

5. Визначено ефективність різних методів оцінки вихідного матеріалу за стійкістю до фузаріозу. Показано ефективність використання додаткового інфекційного навантаження при оцінці вихідного та селекційного матеріалу на стійкість до захворювання. При штучному зараженні спостерігалося зниження рівня стійкості до патогенів у переважної більшості досліджуваних сортозразків.

6. Розроблено лабораторну методику експрес-оцінки вихідного матеріалу гороху на стійкість до фузаріозної кореневої гнилі, яка полягає в інокуляції насіння гороху фузаріями з наступним вивченням мінливості морфометричних показників у 11–добових рослин під впливом патогенів. Встановлено закономірності шкодочинної дії фузарієвих грибів на рослини гороху. Методика дозволяє підвищити ефективність селекційної роботи по створенню нових стійких до хвороб сортів гороху.

7. Виділено 29 зразків гороху зернового та зерноукісного напрямів використання та 6 зразків гороху овочевого напряму використання, які поєднують високу стійкість до хвороб при природному інфекційному навантаженні та високу насіннєву продуктивність з високим рівнем вираження селекційно цінних ознак. Ці зразки показали стабільне відтворення ознак стійкості до аскохітозу та фузаріозу впродовж трьох років, незалежно від гідротермічних умов вегетаційного періоду.

8. Визначено широкий діапазон мінливості основних господарськи цінних ознак у стійких до фузаріозу та аскохітозу колекційних зразків гороху, що вказує на необхідність ідентифікації стійких форм серед різноманітного за походженням колекційного та вихідного матеріалу.

9. В групі зернових та зерноукісних зразків істотний вплив на насіннєву продуктивність рослин мали кількість бобів (r=0,79) та кількість насінин з рослини (r=0,79). Високим рівнем взаємозв’язку відрізнялись кількість продуктивних вузлів та кількість бобів на рослину (r=0,78). Суттєво корелювали також кількість бобів на рослині та кількість насінин з рослини (r=0,77). В групі овочевих зразків високу та стабільну кореляцію зареєстровано між продуктивністю та стійкістю до аскохітозу (r=0,80) і фузаріозу (r=0,81). На масу 1000 насінин істотно впливала стійкість до фузаріозу (r=0,80). Загальною для обох груп колекційного матеріалу була істотна кореляція між кількістю бобів та кількістю насіння з рослини (r=0,77 та r=0,76 відповідно).

10. Встановлено різний ступінь успадкування стійкості до фузаріозних хвороб: позитивне наддомінування, повне та неповне домінування і негативне наддомінування. Складний характер успадкування стійкості до грибів роду Fusarium Link. обумовлено нестабільністю патогенного комплексу збудників та мінливістю способу життя фітопатогенів в залежності від гідротермічних умов. Виявлено відмінності між реципрокними гібридами та наявність материнського ефекту при успадкуванні ознак стійкості до комплексу збудників фузаріозних хвороб, що вказує на необхідність залучення до гібридизації стійких форм як материнського компоненту.

11. Підтверджено домінантну природу контролю стійкості до темноплямистого аскохітозу гороху та незалежний характер успадкування ознак стійкості до фузаріозу та аскохітозу, що вказує на можливість їх поєднання в межах одного генотипу.

12. Показано ефективність внутрішньопопуляційного поліпшуючого добору рослин гороху на штучному інфекційному фоні. Вперше в умовах східної частини Лісостепу України створено новий високопродуктивний вихідний матеріал гороху з підвищеною стійкістю до фітопатогенів, який використовується в селекційному процесі. Виділено 10 нових, стійких до фузаріозу та темноплямистого аскохітозу ліній, які включено до Національного генбанку України.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЙНОЇ ПРАКТИКИ

1.

2.

3.

4.

5.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.