ІНСТИТУТ РОСЛИННИЦТВА ім. В.Я. ЮР’ЄВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

СИВЕНКО ВАЛЕНТИНА ІВАНІВНА

УДК 633.854.78 : 631.527

ОСОБЛИВОСТІ СТВОРЕННЯ ЛІНІЙ ТА ГІБРИДІВ СОНЯШНИКУ

ОЛЕЇНОВОГО ТИПУ

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: доктор сільськогосподарських наук,

професор, член-кореспондент УААН

Кириченко Віктор Васильович,

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

директор інституту, завідувач лабораторії селекції і

генетики соняшнику

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Вировець Вячеслав Гаврилович,

Інститут луб’яних культур УААН,

головний науковий співробітник відділу селекції

та насінництва конопель

кандидат сільськогосподарських наук,

старший науковий співробітник

Черчель Владислав Юрійович,

Інститут зернового господарства УААН,

завідувач лабораторії селекції ранньостиглих і

середньоранніх гібридів кукурудзи

Захист відбудеться ” 3 “ жовтня 2007 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.366.01 при Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН за адресою:

61060, м. Харків, проспект Московський, 142, тел. (057) 392-23-78

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

Автореферат розісланий ” 1 “ вересня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Петренкова В.П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Одним із пріоритетних напрямів в селекції соняшнику є створення гібридів, які поєднують високий рівень урожайності, стійкість до збудників хвороб, адаптованість до різних агроекологічних умов та високу якість продукції. Створення таких гібридів можливе лише за умови наявності різноманітного вихідного матеріалу з високими донорськими властивостями за якістю, і при розробках особливих селекційних методик.

Незважаючи на значну увагу попередніх дослідників щодо покращення якості соняшникової олії, на теперішній час не існує даних за мінливістю структури жирнокислотного складу олії на рівні селекційного матеріалу в комплексі ознак, що призначені для гетерозисної селекції соняшнику. Важливим залишається пошук ефективних шляхів добору селекційно-цінного матеріалу з високими донорськими властивостями за якістю. Відкритим є питання відмінності гібридів звичайного (лінолевого) типу і олеїнового за господарсько-цінними ознаками та їх адаптивними властивостями. Недостатньо висвітлено особливості селекційної роботи по створенню гібридів олеїнового типу.

Все це свідчить про актуальність теми та необхідність проведення досліджень для вирішення важливих наукових питань, зазначених вище.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження за темою дисертаційної роботи виконані відповідно до тематичного плану науково-дослідних робіт лабораторії селекції і генетики соняшнику Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН по завданню 2.10 ,,Створити і упровадити високопродуктивні сорти і гібриди соняшнику, стійкі до хвороб і шкідників, більш технологічні в переробці, які забезпечують збільшення виходу олії з гектару, а також підвищення рівня виробництва” в 1995 р. (№ державної реєстрації UA01003590Р); по завданню 2.10 ,,Створити та передати в державне сортовипробування високопродуктивні міжлінійні гібриди соняшнику різних груп стиглості, стійких до основних хвороб з урожайністю насіння 35-42 ц/га, олійністю 52-54збором олії 16,0-18,0 ц/га, технологічні в переробці, високим виходом олії” в 1996?2000 рр. (№ державної реєстрації 0197U012413); та по завданню 2.10 ,,Розробити теоретичні основи і створити гібриди соняшнику з потенційною врожайністю 4,2-4,5 т/га, вмістом олії 52-54різним складом жирних кислот, збором олії 1,70-1,86 т/га, комплексною стійкістю до основних патогенів, високим потенціалом насіннєвої продуктивності батьківських форм” в 2001-2005 рр. (№ державної реєстрації 0101U006130).

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень є визначення особливостей створення ліній-відновників фертильності пилку з високими донорськими властивостями за вмістом олеїнової кислоти і високою комбінаційною здатністю за різними господарсько-цінними ознаками при селекції гібридів соняшнику олеїнового типу.

Для досягнення мети виконували наступні завдання:*

дослідити генотипове різноманіття ліній І4 за жирнокислотним складом олії; *

встановити особливості добору високоолеїнових ліній;*

виділити лінії-відновники фертильності пилку з високими донорськими властивостями за вмістом олеїнової кислоти в олії і з комплексом цінних селекційних ознак;*

визначити шляхи використання отриманих батьківських форм в селекції гібридів з оліями альтернативного типу, максимально придатних до відповідних промислових вимог;*

провести порівняльну оцінку гібридів олеїнового і лінолевого типів за господарсько-цінними ознаками та їх екологічною пластичністю; *

дослідити особливості успадкування вмісту олеїнової кислоти та розробити принципово нову схему створення ліній і гібридів олеїнового типу;*

створити олеїнові гібриди з підвищеним рівнем урожайності і адаптивним потенціалом.

Об’єкт дослідження: створення ліній та гібридів соняшнику олеїнового типу.

Предмет дослідження: встановлення особливостей успадкування корисних ознак та добір нового вихідного матеріалу з підвищеним вмістом олеїнової кислоти з послідуючим контролем гомозиготного стану домінантних детермінантів.

Методи дослідження: польові і лабораторні – для оцінки самозапилених ліній і експериментальних гібридів соняшнику; статистичні – для оцінки рівня корисних ознак і їх взаємозв’язку, екологічної пластичності, стабільності і оцінки достовірності отриманих результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах східної частини Лісостепу України встановлено особливості мінливості жирнокислотного складу олії у ліній і гібридів соняшнику.

Створено лінії-відновники фертильності пилку олеїнового типу з високими донорськими властивостями та комплексом селекційно-цінних ознак.

Проведено порівняльну оцінку гібридів олеїнового і лінолевого типів за основними господарсько-цінними ознаками та їх екологічною пластичністю.

Розроблено принципово нову схему селекції ліній та гібридів соняшнику олеїнового типу, яка базується на застосуванні ліній з високим рівнем вмісту олеїнової кислоти та з комплексом господарсько-цінних ознак.

Практичне значення одержаних результатів. Встановлено особливості мінливості жирнокислотного складу олії у ліній і гібридів соняшнику, що забезпечує створення нового високоолеїнового вихідного матеріалу.

Створено 13 високоолеїнових ліній-відновників фертильності пилку (Х В, Х 519В, Х 521В, Х В, Х 526В, Х 527В, Х 528В, Х В, Х 1228В, Х 1231В, Х В, Х В, Х 1349В) з високим вмістом олії в насінні, олеїнової кислоти в ній (від 85,36до 91,72та груповою стійкістю до патогенів. Ці лінії використовуються в селекційних програмах Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва. На високоолеїнову лінію Х 526В одержано свідоцтво про реєстрацію зразка у генофонді від Національного Центру генетичних ресурсів рослин України.

Створено 7 гібридів соняшнику олеїнового типу (Еней, Ант, Дарій, Псьол, Квін, Богун, Зорепад) з вмістом в олії олеїнової кислоти від 65,99% до 89,9%, на які отримано 4 авторські свідоцтва та 5 патентів.

Завдяки дослідженням площі під високоолеїновими гібридами соняшнику Еней, Ант, Дарій, Псьол в Україні за останні 2001?2005 роки підвищилися до 25від загальної площі посівів, зайнятих гібридами селекції Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН (близько 250 тис. га щорічно).

За створення гібридів Еней та Дарій Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН нагороджено дипломом і золотою медаллю Всеукраїнського конкурсу –виставки „Кращий вітчизняний товар року ?2005”.

За розробку гібридів Псьол і Ант отримано диплом та золоту медаль міжнародного салону-виставки ”Інновації в агропромисловому комплексі“ (18?21 квітня 2006 р., м. Севастополь).

Особистий внесок здобувача. Дослідження за темою дисертаційної роботи виконано автором особисто. Здобувачем проаналізовано та узагальнено літературні дані, сплановано і проведено дослідження, аналізи та обліки, в співавторстві створено нові цінні селекційні лінії та високоолеїнові гібриди соняшнику. Частка участі автора в наукових працях, надрукованих в співавторстві, складає 20-70% і включає виконання експериментальних досліджень, аналіз і узагальнення одержаних наукових результатів. Авторство в створених нових лініях і гібридах соняшнику складає 5-15%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доведено та обговорено на засіданнях селекційної секції вченої ради Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН в 1995-2005 рр., Міжнародній конференції “Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений” (Харків, 2001); Міжнародній конференції “Современные вопросы создания и использования сортов и гибридов масличных культур” (Запоріжжя, 2002).

Публікації. Результати досліджень за матеріалами дисертаційної роботи опубліковано в 20 наукових працях, з яких 7 статей в наукових фахових виданнях, 2 тези міжнародних науково-практичних конференцій, 1 методичні рекомендації, 1 каталог, 4 авторських свідоцтва на гібриди соняшнику та 5 патентів.

Обсяг та структура дисертації. Дисертаційна робота містить вступ, 6 розділів, висновки, пропозиції для селекційної та сільськогосподарської практики, список літературних джерел і додатки. Загальний обсяг роботи налічує 191 сторінку, де міститься 36 таблиць, 17 рисунків, 26 додатків, 176 джерел літератури, в тому числі 62 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Селекція соняшнику на підвищення вмісту олеїнової кислоти

(огляд наукової літератури)

На основі аналізу сучасного стану і результатів попередніх досліджень з питань селекції на поліпшення якості олії соняшнику визначені питання, які ще недостатньо вивчені. Обґрунтована необхідність проведення нових досліджень щодо виявлення різноманітності вихідного матеріалу за структурою вмісту основних жирних кислот при створенні ліній і нових високоолеїнових гібридів соняшнику, які поєднують основні цінні господарські ознаки, стійкість до збудників хвороб та адаптовані до широких агроекологічних умов вирощування у Лісостепу і Степу України. Наведені дані свідчать про актуальність теми досліджень і важливість вирішення цих питань в селекції соняшнику.

Умови, матеріал і методика досліджень

Експериментальні дані отримано у лабораторії селекції і генетики соняшнику Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН за період 1995-2005 рр. Польові дослідження виконували на полях селекційної наукової сівозміни інституту.

Клімат зони – помірно-континентальний з недостатнім зволоженням і частими посухами. Метеорологічні умови років досліджень відрізнялись нестабільністю режимів температур і опадів, що відображало регіональні особливості і дозволило отримати об’єктивні результати за всіма розділами досліджень. Як вихідний матеріал, використовували лінії І4 олеїнового типу та 11 ліній? стерильних аналогів лінолевого типу харківської селекції.

Роботи з вивчення та створення ліній проведено в селекційному розсаднику. Ділянки однорядкові без повторень, площею 4,9 м2. Гібриди вивчали у конкурсному випробуванні в 4-х повтореннях. Порівнювали з стандартами – гібридами Світоч та Харківський 58.

Впродовж вегетаційного періоду проводили фенологічні спостереження і біометричні виміри рослин гібридів та їх батьківських форм за ознаками: тривалість вегетаційного періоду, висота рослин, діаметр кошика, підраховували кількість листків та визначали площу листкової поверхні. Визначали масу 1000 насінин і вміст олії у насінні. Урожай насіння і збір олії з гектару розраховували за загальною методикою. Вміст жирних кислот вивчали за допомогою газового хроматографу за методикою Пейскера.(

Результати досліджень підлягали дисперсійному та кореляційному аналізу за методикою Б.О. Доспєхова (1985).

Визначення екологічної пластичності проводили за методикою Б.П. Гур’єва, П.П.Літуна, І.А. Гур’євої (1981) з використанням пакета прикладних програм ППП „ОСГЕ”, розробленого у відділі генетики Інституту рослин ім. В.Я. Юр’єва (1994).

Статистичний аналіз проводили за допомогою комп’ютерних програм „Microsoft Office Excel 2003” та „Statistica 6”.

Інцухт в селекції соняшнику високоолеїнового типу

Розмах варіювання вмісту основних жирних кислот в олії зразків робочої колекції соняшнику. В результаті досліджень жирнокислотного складу олії зразків соняшнику І4 встановлено, що жирнокислотний склад олії представлений, щонайменше, чотирнадцятьма компонентами, однак дев'ять із них зустрічаються в незначних кількостях і вирішальної ролі в промисловому використанні не мають. Омилювана фракція олії соняшнику складається, в основному, із гліцеридів п’яти жирних кислот – пальмітинової, стеаринової, олеїнової, лінолевої та ліноленової (табл.1).

Визначено, що загальний вміст гліцеридів насичених жирних кислот в олії насіння проаналізованих зразків соняшнику складав біля 10 % (від загальної суми жирних кислот). Вміст гліцеридів пальмітинової кислоти варіював в межах від 2,44 до 9,61 % при середньому вмісті цієї кислоти 4,990,13а вміст гліцеридів стеаринової кислоти – 1,61–7,47 % із середнім значенням 3,590,09На долю гліцеридів основних ненасичених жирних кислот – олеїнової та лінолевої – припадало більш, ніж 90% від загальної суми кислот. Вміст гліцеридів олеїнової кислоти варіював від 16,34 до 90,35 % із середнім значенням 73,221,48Середній вміст гліцеридів лінолевої кислоти становив 17,861,32з розмахом варіювання від 8 % до 71,55

Ліноленова кислота виявлена у незначної кількості та не в усіх проаналізованих зразках. Середній вміст її складав 0,350,03з розмахом варіювання від 0,0 до 1,06

Потенціал генотипової мінливості олеїнової та лінолевої кислот дає можливість розглядати перерозподіл співвідношень саме між цими компонентами жирно-кислотного складу як основний шлях поліпшення якості олії соняшнику.

Виходячи з загальної амплітуди варіювання ознаки у наших дослідах (від 16,34до 90,35та враховуючи заплановане подальше підвищення вмісту олеїнової кислоти, нами розроблено шкалу розподілу зразків соняшнику на фенотипові класи за вмістом олеїнової кислоти.

Таблиця 1

Жирнокислотний склад олії ліній соняшнику І4, 1995 р.

Жирна кислота | Вміст жирних кислот,

% до загальної суми

середній вміст | розмах варіювання

мінімум | максимум

Пальмітинова | 4,990,13 | 2,44 | 9,61

Стеаринова | 3,590,09 | 1,61 | 7,47

Олеїнова | 73,221,48 | 16,34 | 90,35

Лінолева | 17,861,32 | 2,98 | 71,55

Ліноленова | 0,350,03 | 0,00 | 1,06

Робочу колекцію ліній І4 розподілено на п`ять класів: низькоолеїновий (НО) з вмістом гліцеридів олеїнової кислоти до 25,00 %; підвищеного вмісту (ПВ) ? 25,01–35,00 %; середньоолеїновий (СО) ? 35,01–75,00 %), високоолеїновий (ВО) ? 75,01–90,00 %; та дуже високоолеїновий (ДВО) ? від 90,01 %.

Широкий розмах варіювання вмісту олеїнової кислоти сприяв добору кращих номерів з високим і дуже високим вмістом олеїнової кислоти, дав можливість використовувати їх для подальшого цілеспрямованого добору самозапилених ліній.

Особливості добору високоолеїнових ліній соняшнику в поколіннях самозапилення І5–І8. Протягом 1996-1999 років проводили щорічний добір високоолеїнових та дуже високоолеїнових біотипів (із вмістом гліцеридів олеїнової кислоти більш за 75,01

Збільшення у всіх ліній середнього вмісту гліцеридів олеїнової кислоти відбувалося шляхом зростання відсотку з класом дуже високоолеїнових рослин (табл. ).

Добір за селекційними критеріями від I1 до I5 дозволив виділити 28 морфологічно вирівняних ліній з середнім вмістом олеїнової кислоти 67,26 %. До НО класу віднесено 19,8 %рослин. До класу ПВ олеїнової кислоти ? 5,7а 17,0 % рослин ? до СО класу. До ВО та ДВО класу відноситься відповідно 31,2 % та 26,3 % рослин.

В 1997 році спостерігалося зменшення відсотків рослин, які входять до НО, ПВ, СО класів. До ВО віднесено 37,8 % рослин, а до ДВО ? 51,2 %. Середній вміст гліцеридів олеїнової кислоти підвищився і склав 76,85

Таблиця 2

Ефективність добору високоолеїнових ліній соняшнику

Рік, покоління самозапилення | Проаналізовано | Середній вміст олеїнової кислоти, % до суми кислот | Розподіл за класами, %

ліній | рослин | НО | ПВ | СО | ВО | ДВО

1996, І5 | 28 | 141 | 67,26 | 19,8 | 5,7 | 17,0 | 31,2 | 26,3

1997, І6 | 26 | 82 | 76,85 | 4,9 | 1,2 | 4,9 | 37,8 | 51,2

1998, І7 | 18 | 91 | 83,76 | - | 9,9 | 20,8 | 28,6 | 40,7

1999, І8 | 1 | 147 | 90,98 | - | - | - | 17,7 | 82,3

В 1998 році відмічено незначне зниження відсотку рослин високоолеїнового (28,6 %) і дуже високоолеїнового (40,7 %) класів. Проте середній вміст олеїнової кислоти збільшився і становив 83,76 %, в основному за рахунок відсутності рослин НО класу.

У 1999 році виділено лінію, всі рослини якої мали вміст олеїнової кислоти більш за 75,00 %. До високоолеїнового класу віднесено 17,7 % рослин, а більшість рослин мали вміст гліцеридів олеїнової кислоти вище 90,01 % і були класифіковані як дуже високоолеїнові.

Таким чином, в 1999 році створено морфологічно вирівняну лінію з стабільно високим вмістом олеїнової кислоти (90,98 %). Крім цього, також одержано широкий спектр генотипів за комплексом цінних господарських ознак, який дозволив розгорнути роботу зі створення нового вихідного матеріалу та гібридів соняшнику.

Донорські властивості високоолеїнових ліній-відновників

фертильності пилку

За період дослідження сформовано колекцію морфологічно вирівняних інбредних ліній восьмого покоління високоолеїнового типу з комплексом важливих господарських ознак.

У 1998 році проведено схрещування між 8 стерильними лініями лінолевого типу (Р1) та 17 фертильними лініями І7 олеїнового типу (Р2). Створено 47 гібридів першого покоління (F1). За результатами аналізу жирнокислотного складу олії насіння ліній, які були залучені до схрещувань, встановлено, що вміст гліцеридів олеїнової кислоти в олії материнських ліній лінолевого типу (Р1) варіював незначно від 21,48 до 24,02В олії насіння рослин ліній Р2 вміст гліцеридів олеїнової кислоти варіював від 23,99 до 93,98При щорічному доборі високоолеїнових форм наявність низькоолеїнових біотипів відмічали до сьомого покоління самозапилення, а в восьмому поколінні вміст олеїнової кислоти стабілізувався.

Вміст гліцеридів олеїнової кислоти в першому гібридному поколінні варіював від 19,66 до 95,54Середній вміст в F1 склав 66,83що на 10,84менше, ніж в олії рослин Р2, але у першому гібридному поколінні виявлені рослини, які за вмістом олеїнової кислоти перевищили кращу лінію-відновника фертильності пилку. У той же час, відсоток рослин з дуже високим вмістом гліцеридів олеїнової кислоти в F1 склав 23,4що на 31,6менше, ніж в олії рослин Р2. За результатами аналізу окремих гібридних комбінацій, створених за схемою НО/ДВО, виявлено три типи успадкування: повне домінування низького вмісту олеїнової кислоти, високого вмісту олеїнової кислоти, та проміжного з різним ступенем виявлення (рис.1).

Рис. 1. Донорські властивості відновників фертильності пилку за вмістом олеїнової кислоти

Таким чином, дуже високий вміст олеїнової кислоти в олії насіння ліній-відновників фертильності пилку не є гарантією її вмісту в насінні гібридних комбінацій.

Селекційний інтерес мають лінії Р2, що показали генотипічну стабільність за дуже високим вмістом олеїнової кислоти та 100здатність до відновлення фертильності пилку в гібридах.

З цієї точки зору, привернули увагу комбінації схрещування з лінією, яка отримала назву Х В. Для перевірки її донорських властивостей провели схрещування з 8 лініями лінолевого типу. За окремими гібридними комбінаціями вміст олеїнової кислоти варіював несуттєво, що свідчить про стабільну реалізацію в F1 донорських властивостей лінії Х В.

Середній вміст гліцеридів олеїнової кислоти у насінні F1 варіював від 87,64±0,72в комбінації Сх А Х В до 92,38±0,20в комбінації Сх А Х В. Найвищий відсоток рослин класу дуже високоолеїнових (100також спостерігали у комбінації схрещувань з лінією Сх А, найнижчий – у комбінації NS А / Х В (16,3

Результати досліджень сприяли виділенню в І8 форми із спадково закріпленим високим вмістом олеїнової кислоти та стабільною генотипічною реалізацією донорських властивостей.

Стабільність, екологічна пластичність та модель соняшнику

олеїнового типу

Стабільність господарських показників та модель гібрида соняшнику олеїнового типу. Встановлено загальні морфобіологічні властивості, які характерні для олеїнових гібридів у порівнянні з лінолевими та зроблено опис рослин „середнього“ гібрида олеїнового типу.

Олеїнові гібриди достовірно перевищили лінолеві за даними трьох (2002, 2003, 2004) років випробувань за ознаками: вміст олії, тривалість періоду „сходи – цвітіння“, висота рослини, кількість листків на рослині (табл. 3).

Розмах варіювання за вмістом олії був більшим у лінолевих гібридів, тобто мінімум і максимум олійності спостерігали в окремих гібридних комбінаціях лінолевого типу. Подібну закономірність відмічено й за тривалістю періоду „сходи – цвітіння“.

Результати перевірки гіпотези про рівність середніх використали для опису моделі „середнього“ олеїнового гібрида. За даними трьох років випробувань, контрастних за погодними умовами, рослина „середнього” олеїнового гібрида у порівнянні з „середнім” лінолевим гібридом більш висока, пізніше цвіла та достигала, з більшою кількістю листків та накопичувала більше олії у насінні. „Середній“ олеїновий та „середній“ лінолевий гібриди однаково реагували на зміну погодних умов за роками. Так, в умовах надмірного зволоження та знижених температур (2003, 2004 рр.) другої половини вегетації відмічено зниження олійності; в посушливих умовах (2002 рік) відмічено зниження висоти та кількості листків. Зниження температури та зростання кількості опадів у першій половині вегетації призвело до подовження періоду „сходи – цвітіння“ (2004 р.). Тобто особливості реакції рослин „середнього“ олеїнового гібрида на зміну погодних умов аналогічні особливостям, властивих соняшнику взагалі.

За даними двох (2003, 2004) років випробувань олеїнові гібриди перевищили лінолеві за урожайністю та площею листкової поверхні, а у 2002 році були на рівні лінолевих.

У сприятливі для соняшнику роки, гібриди олеїнового типу в середньому дають урожай насіння на рівні лінолевих гібридів, а у роки з надмірною зволоженістю – перевищують їх.

Порівняння олеїнових і лінолевих гібридів за розмахом варіювання вищезгаданих ознак, розрахованими у середньому за три роки, наочно показує “місце” олеїнових гібридів у загальній різноманітності гібридів соняшнику та свідчить про їх добрі господарські властивості.

Таблиця 3

Характеристика гібридів олеїнового і лінолевого типу за

господарсько-цінними ознаками, 2002 - 2004 рр.

Ознака | Рік

випробування | Олеїнові | Лінолеві | t фактичне | t

теоретичне

середнє | міні-мум | макси-

мум | середнє | міні-

мум | макси-мум

Урожайність, т/га | 2002 | 3,29±0,1 | 18,3 | 44,1 | 3,19±0,02 | 7,9 | 49,6 | 1,25 | 1,96

2003 | 3,05±0,1 | 24,9 | 37,6 | 2,51±0,03 | 11,5 | 40,6 | 4,85 | 1,97

2004 | 3,16±0,1 | 18,5 | 48,2 | 2,75±0,02 | 11,0 | 51,0 | 5,38 | 1,96

Вміст олії, % | 2002 | 52,0±0,5 | 42,8 | 56,1 | 50,7±0,10 | 31,5 | 58,0 | 2,74 | 1,96

2003 | 49,2±0,4 | 44,4 | 53,0 | 47,8±0,10 | 40,0 | 54,8 | 2,67 | 1,97

2004 | 48,0±0,3 | 40,8 | 52,7 | 46,3±0,10 | 38,7 | 53,8 | 4,29 | 1,96

Тривалість періоду сходи – цвітіння, діб | 2002 | 65,6±0,4 | 59,0 | 69,0 | 63,8±0,10 | 52,0 | 78,0 | 4,17 | 1,96

2003 | 65,7±0,2 | 63,0 | 67,0 | 63,2±0,10 | 55,0 | 69,0 | 4,29 | 1,97

2004 | 71,8±0,4 | 67,0 | 79,0 | 69,9±0,10 | 39,0 | 79,0 | 5,67 | 1,96

Висота рослини, см | 2002 | 154,6±2,5 | 122,3 | 180,0 | 137,4±0,90 | 55,0 | 190,3 | 4,38 | 1,96

2003 | 194,1±3,1 | 167,0 | 231,8 | 173,0±1,00 | 88,8 | 216,8 | 4,76 | 1,97

2004 | 194,0±2,3 | 145,8 | 231,2 | 178,8±0,80 | 99,2 | 227,4 | 5,72 | 1,96

Кількість листків, шт. | 2002 | 29,8±0,5 | 24,3 | 35,7 | 28,2±0,10 | 11,3 | 37,0 | 3,19 | 1,96

2003 | 33,5±0,7 | 29,2 | 43,8 | 31,4±0,10 | 22,2 | 40,4 | 3,28 | 1,97

2004 | 31,3±0,4 | 23,2 | 38,2 | 30,3±0,10 | 20,2 | 39,4 | 2,44 | 1,96

Площа листкової поверхні, см2 | 2002 | 5009,7±328,5 | 1767,9 | 9217,6 | 5498,40

±70,50 | 1445,7 | 11727,0 | 1,50 | 1,96

2003 | 11136,4±629,4 | 7292,1 | 19794,6 | 9238,5

±134,7 | 1936,2 | 21703,4 | 3,16 | 1,97

2004 | 7386,5±315,9 | 2823,7 | 14076,2 | 5996,0

±97,6 | 399,6 | 16727,2 | 4,03 | 1,96

Порівняльна оцінка екологічної пластичності гібридів олеїнового та лінолевого типів за основними господарськими ознаками. Ступінь реакції генотипів на зміну умов середовища характеризували коефіцієнтом екологічної пластичності bi, який розраховували з використанням методу регресійного аналізу.

За коефіцієнтом екологічної пластичності bi, гібриди, які висівали щорічно, розподілено на 3 групи.

1 група: відносно стабільні. Ступінь чутливості гібридів цієї групи на зміну умов середовища знаходився на середньому рівні вибірки гібридів, що вивчали, тобто наближався до 1 (±?). У роки, сприятливі для даної ознаки (з більшими абсолютними величинами ознаки), величини ознак відхилялися у бік збільшення.

2 група: гібриди з реакцією на зміну умов року, що вийшла за межі середнього вираження реакції усіх гібридів. При цьому напрямок зміни досліджуваної ознаки співпадав із першою групою, а bi>1+?.

3 група: гібриди із специфічною реакцією на зміну умов року, що також вийшла за межі середнього вираження реакції усіх гібридів. Однак, напрямок зміни досліджуваної ознаки був протилежним напряму першої та другої групи, а bi<1-?.

Розподіл олеїнових та лінолевих гібридів на групи за екологічною пластичністю можна визначити як рівнозначний.

Встановлено різноманіття гібридів соняшнику за екологічною пластичністю вивчених ознак.

Широка норма реакції забезпечує гібридові широкий ареал поширеності та стабільність урожаю, а вузька призводить до нестабільності урожаю, його залежності від умов навколишнього середовища і малого ареалу розповсюдження. Гібрид із середньою, але стабільною урожайністю, має більшу економічну цінність, ніж гібрид з урожайністю, яка потенційно висока, але коливається. У той же час, вузькоспеціалізовані гібриди можуть в сприятливих умовах забезпечити високу урожайність, а широко адаптовані, як правило, тільки стабільно середню.

Господарська характеристика та економічна ефективність вирощування високоолеїнових гібридів соняшнику

Господарські властивості високоолеїнових ліній та гібридів соняшнику. Запорукою успіху в насінництві соняшнику є висока продуктивність материнських ліній та стійкість до основних хвороб відновників фертильності пилку високоолеїнового типу.

На даний час відновником фертильності пилку всіх промислових високоолеїнових гібридів соняшнику в селекції Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва УААН є високоолеїнова фертильна лінія Х В.

Рослини лінії Х 526В мають слабке гілкування, гілки короткі і знаходяться в верхній частині стебла, головний кошик добре вирізняється, він великий, в діаметрі 27 см, плескатий, з нахилом 180°. Кількість листя на стеблі невелика (20 шт.). Листок має форму овально-трикутну, крупний, довжина до 28 см, ширина до 22 см. Тривалість періоду від сходів до цвітіння 65 діб. Відновник фертильності пилку має середню стійкість до вовчка і несправжньої борошнистої роси та фомопсису. Вміст олеїнової кислоти в олії становить 88,02–93,8

В результаті гібридизації кращих ліній створено конкурентоздатні гібриди соняшнику з олією олеїнового типу – Еней, Ант, Дарій та Псьол, що внесені до Реєстру сортів рослин України для вирощування в Степовій та Лісостеповій зонах (табл.4).

Гібриди Еней, Ант, Дарій та Псьол за даними конкурсного випробування перевищують стандарт за урожайністю на +0,32, +0,52, +0,46, +1,08 т/га відповідно. Вміст олії в насінні гібрида Еней – 50,7%; Ант – 49,4%; Дарій – 50,99%, Псьол – 50,56%, збір олії – 1456, 1404, 1856, 1732 кг/га, відповідно.

Таблиця 4

Господарська характеристика високоолеїнових гібридів соняшнику

(1999-2005 рр.)

Гібриди | Урожайність | Вміст олії

у насінні | Збір олії | Тривалість

вегетаційного

періоду | Вміст

олеїнової

кислоти,

%

т/га | ± до

стан-дарту | % | ± до

стан-дарту | кг/га | ± до

стан-дарту | діб | ± до

стан-дарту

Еней | 3,26 | +0,32 | 50,7 | +1,60 | 1456 | +187 | 108 | +5 | 89,90

Світоч (St) | 2,94 | - | 49,1 | - | 1269 | - | 103 | - | 32,01

Ант | 3,23 | +0,52 | 49,4 | -2,10 | 1404 | +176 | 98 | -3 | 87,90

Світоч (St) | 2,71 | 51,5 | 1228 | 101 | 32,01

Дарій | 4,14 | +0,46 | 50,99 | +0,53 | 1856 | +224 | 107 | +4 | 75,99

Світоч (St) | 3,68 | 50,40 | 1632 | 103 | 32,01

Псьол | 3,89 | +1,08 | 50,56 | +0,06 | 1732 | +484 | 110 | 0 | 68,02

Харьк.-58 (St) | 2,81 | 50,50 | 1248 | 110 | 19,83

НІР0,05 | 0,25 | 0,15 | 135 | 2 | 21,50

Вивчення протягом 2002-2004 років експериментальних гібридних комбінацій, створених за участю лінії Х 526В, дозволило виділити гібриди Квін, Богун, Зорепад з високими господарськими показниками та вмістом олеїнової кислоти. У 2004 році ці гібриди передано до Державного сортовипробування (табл. 5).

В конкурсному випробуванні інституту урожайність насіння становила: Квін – 3,27 т/га, Богун – 3,67 т/га, Зорепад – 3,97 т/га. Вміст олії в насінні відповідно 49,54; 49,53; 50,60%. Гібриди Квін та Богун відносяться до високоолеїнового класу, а Зорепад ? до середньоолеїнового класу.

Високоолеїнові гібриди в порівнянні із стандартом мають дещо триваліший період вегетації, але суттєво перевищують стандарт за урожайністю, олійністю насіння та збором олії з одиниці площі. Але основні відмінності цих гібридів складаються з генетично закріпленого середнього та високого вмісту гліцеридів олеїнової кислоти в олії.

За вмістом олеїнової кислоти олія цих гібридів перевищує оливкову олію і може розглядатися як економічно вигідне імпортозамінне джерело харчових та технічних олій. До того ж, високоолеїнові гібриди селекції Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва створено без використання трансгенних технологій.

Таблиця 5

Результати конкурсного випробування нових гібридів соняшнику олеїнового типу, ІР ім. В.Я. Юр'єва (2002-2005 рр.)

Гібрид | Урожайність | Вміст

олії

в насінні | Збір

олії | Тривалість

вегетаційного

періоду | Вміст

олеїнової кислоти,

% до суми

кислоти

т/га | ± до

стан-дарту | % | ± до

стан-дарту | кг/га | ± до

стан-дарту | діб | ± до

стан-дарту

Квін | 3,27 | +0,46 | 49,54 | -0,96 | 1426 | +178 | 107 | -3 | 75,01

Богун | 3,67 | +0.86 | 49,53 | -0,97 | 1598 | +350 | 109 | -1 | 77,23

Зорепад | 3,97 | +1,16 | 50,60 | +0,10 | 1770 | +522 | 106 | -4 | 65,99

Харьк.-58 (St ) | 2,81 | 50,50 | 1248 | 110 | 19,83

НІР0,05 | 0,18 | 0,05 | 140 | 2 | 24,50

Отримані результати досліджень та практичне втілення їх в створення нових ліній і гібридів соняшнику з підвищеним, високим і дуже високим вмістом олеїнової кислоти дозволили розробити принципову схему селекції, яка має свої особливості (рис. ). На кожному етапі добору пропонується проводити обов’язкову оцінку на вміст олеїнової кислоти поряд з іншими оцінками.

Перший етап передбачає оцінку вихідного матеріалу, другий – оцінку самозапилених ліній І3, третій – оцінку експериментальних гібридів, четвертий – оцінку самозапилених ліній в поєднанні з добором і розмноження І4 –І7, п’ятий – оцінку F1 попереднього випробування, шостий – оцінку гібридів конкурсного випробування, сьомий – оцінку гібридів державного сортовипробування.

Таким чином, принципово нова схема створення високоолеїнових гібридів передбачає постійну оцінку на високий вміст олеїнової кислоти, як у батьківських форм – відновників фертильності пилку, так і у гібридів різних категорій, а саме: – експериментальних і промислових. Схема передбачає проведення постійного інцухту з метою утримання в гомозиготному стані генетичних детермінантів, які контролюють високий вміст олеїнової кислоти у чоловічих форм, які відновлюють фертильність пилку, а також у гібридів першого покоління.

Примітка: НЦГРРУ – Національний центр генетичних ресурсів рослин України

Рис. 2. Схема створення ліній та гібридів олеїнового типу

Економічна ефективність вирощування нових високоолеїнових гібридів соняшнику. Економічна ефективність вирощування соняшнику значною мірою залежить від якості насіння. Заготівельні організації у Франції і, навіть відома компанія ”Каргіл“ в Україні, пропонують підвищену закупівельну ціну за товарне насіння з високим вмістом олеїнової кислоти, що в 1,3 разів перевищує ціну продукції, вирощеної в Україні.

Розрахункова реалізаційна ціна в Україні з урахуванням (30%) за якість олії соняшнику становить 1456 грн. (табл. ). Перевищення чистого прибутку коливається від 1219,6 грн./га. до 2544,6 грн./га. Рівень рентабельності перевищує стандарт на 79–165%.

Таблиця 6

Розрахункова економічна ефективність якості насіння високоолеїнових гібридів соняшнику

Показники | Світоч

(St) | Досліджувані гібриди

Еней | Ант | Дарій | Псьол

Урожайність т/га | 3,11 | 3,26 | 3,23 | 4,14 | 3,89

Реалізаційна ціна, грн./т | 1120,00 | 1456,00 | 1456,00 | 1456,00 | 1456,00

Виручка від реалізації, грн./га | 3483,20 | 4746,60 | 4702,90 | 6027,80 | 5676,90

Затрати на 1 га, грн. | 1540,00 | 1540,00 | 1540,00 | 1540,00 | 1540,00

Чистий прибуток, грн./га | 1943,20 | 3206,50 | 3162,80 | 4487,80 | 4123,80

Рівень рентабельності, % | 126 | 208 | 205 | 291 | 268

Таким чином, за розрахунками економічної ефективності доцільно вирощувати високоолеїнові гібриди соняшнику з високою урожайністю та якісним насінням, які мають високий рівень рентабельності.

ВИСНОВКИ

В дисертації наведено теоретичне узагальнення і вирішення нового важливого завдання щодо визначення особливостей селекційної цінності вихідного матеріалу соняшнику за основними компонентами жирнокислотного складу олії та шляхів селекційного поліпшення якості олії соняшнику, на основі чого створено гібриди, які поєднують високий вміст олеїнової кислоти в олії з цінними господарськими ознаками, що має важливе значення в галузі селекції соняшнику.

1. Виявлено різноманіття робочої колекції соняшнику за жирнокислотним складом олії. Підтверджено, що омилювана фракція олії досліджуваних форм соняшнику складається з гліцеридів п’яти основних жирних кислот: пальмітинової (2,44–9,61стеаринової (1,61–7,47олеїнової (16,34–90,35лінолевої (2,98–71,55та ліноленової (0,0–1,06

2. Визначено мінливість вмісту олеїнової кислоти від 10,18% до 96,03%, лінолевої кислоти ? від 1,86% до 87,71% від загальної суми кислот. За розмахом варіювання вмісту олеїнової кислоти виділено п’ять класів зразків: з низьким (до середнім (25,01–35,00підвищеним (35,01–75,00високим (75,01–90,00та дуже високим (більше 90,00вмістом цієї кислоти. Доведено, що за потенціалом мінливості, перерозподіл співвідношення між олеїновою та лінолевою кислотами у бік збільшення вмісту олеїнової кислоти є основним шляхом поліпшення якості олії соняшнику.

3. Встановлено особливості мінливості вмісту олеїнової кислоти впродовж семи поколінь самозапилення. При щорічному доборі біотипів з високим та дуже високим вмістом олеїнової кислоти значну мінливість її вмісту та вищеплення низькоолеїнових біотипів відмічали до сьомого покоління (І7) самозапилення. У подальшому жирнокислотний склад олії соняшнику стабілізувався на рівні (90,98

4. Доведено, що в ході добору ліній за жирнокислотним складом олії, формується широкий спектр генотипів за морфологічними та біологічними ознаками. Визначено, що рівень вмісту олеїнової кислоти не пов'язаний негативною залежністю з основними господарсько-цінними ознаками, що розширює можливості селекції на підвищення продуктивного потенціалу таких ліній і гібридів соняшнику.

5. Встановлено, що використання схрещувань з ЦЧС - лініями лінолевого типу з метою визначення донорських властивостей високоолеїнових Rf - ліній щодо передачі високого та дуже високого вмісту олеїнової кислоти є результативними, починаючи з сьомого покоління самозапилення.

6. Виявлено успадкування вмісту олеїнової кислоти за типами: повного домінування (+0,5<D?+1) вмісту лінолевої кислоти; проміжного (-0,5<D<+0,5) успадкування; повного домінування (-1<D<-0,5) вмісту олеїнової кислоти. При цьому, рівень вмісту олеїнової кислоти зберігається в межах, характерних для даного типу схрещувань.

7. Встановлено можливість створення простих міжлінійних (Еней, Ант, Псьол, Богун, Квін, Зорепад) та трилінійних гібридів (Дарій) з високим вмістом олеїнової кислоти (від 65,40до 88,90при використанні відновника фертильності пилку високоолеїнового класу (Х 526В). При цьому, вміст олеїнової кислоти зменшується у другому поколінні, але характерною особливістю є те, що вона зберігається на господарсько-цінному рівні (69,24%).

8. Введено поняття “гібрид олеїнового типу”. Показано, що за окремими морфобіологічними ознаками гібриди олеїнового типу суттєво різняться від гібридів лінолевого типу, але мінливість цих ознак в залежності від погодних умов протягом вегетації соняшнику в обох групах гібридів співпадає. За урожайністю та її складовими в окремі роки гібриди олеїнового типу знаходяться на рівні лінолевих, або істотно перевищують їх.

9. Виявлено різноманіття гібридів олеїнового типу за екологічною пластичністю ознак, які вивчалися. Визначено розподіл гібридів олеїнового та лінолевого типів за групами екологічної пластичності, що свідчить на рівнозначність цих біотипів.

10. Запропоновано принципово нову схему створення олеїнових ліній і гібридів соняшнику, яка передбачає сім етапів оцінки на жирнокислотний склад і обов’язкове підтримування в гомозиготному стані домінантних детермінантів, які контролюють високий вміст олеїнової кислоти, як у відновників фертильності пилку, так і гібридів першого покоління.

11. Створено гібриди соняшнику з олією олеїнового типу – Еней (88,9Ант (65,40–87,90Дарій (69,12–75,99і Псьол (68,02які внесені до Реєстру сортів рослин України для Степової та Лісостепової зон та гібриди Богун (77,23Квін (75,01Зорепад (65,90–70,00які знаходяться на етапі державного випробування.

ПРОПОЗИЦІЇ ДЛЯ СЕЛЕКЦІЙНОЇ ПРАКТИКИ

1. Лінії із спадково закріпленим високим вмістом олеїнової кислоти та стабільною реалізацією донорських властивостей рекомендується виділяти, починаючи з сьомого покоління (І7) самозапилення.

2. Для використання в селекційних програмах рекомендуються лінії Х 516В, Х В, Х 521В, Х 522В, Х 526В, Х 527В, Х 528В, Х 529В з вмістом олеїнової кислоти від 84,4до 93,8та з високими донорськими властивостями.

3. Рекомендовано для впровадження в сільськогосподарське виробництво принципово нові високоолеїнові гібриди соняшнику Еней, Ант, Дарій та Псьол з високими показниками урожайності (3,23–4,14 т/га) та вмістом олії (49,40–50,99вмістом олеїнової кислоти (65,40–89,99

СПИСОК ПРАЦЬ ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кириченко В.В., Сивенко В.І., Літун П.П., Тимчук С.М., Супрун О.Г. Мінливість вмісту ненасичених жирних кислот і ефективність селекційного відбору високоолеїнових біотипів соняшнику // Селекція і насінництво. – Харків, 2000. – Вип.84. – С.77-83. (авторство складає 30включає проведення досліджень, аналіз і узагальнення одержаних результатів).

2. Кириченко В.В., Макляк К.М., Сивенко В.І., Кузьмишена Н.В. Трилінійні гібриди: напрямок в селекції соняшнику // Вісник Сумського національного аграрного університету. Агрономія і біологія. – Суми, 2003. – Вип.7.– С.45-47. (авторство складає 30включає виконання польових та лабораторних досліджень, аналіз та узагальнення одержаних результатів).

3. Кириченко В.В., Макляк К.М., Сивенко В.І., Брагін О.М., Супрун О.Г. Покращення жирнокислотного складу олії соняшнику шляхом селекції // Селекція і насінництво. – Харків, 2004. – Вип. 88. – С.3-9. (авторство складає 20включає проведення досліджень і узагальнення одержаних результатів).

4. Кириченко В.В., Макляк К.М., Попов В.М., Сивенко В.І., Юшкіна Л.Л., Кузьмишена Н.В., Веселий В.О. Використання наукових досліджень в селекції та насінництві соняшнику // Селекція і насінництво. – Харків, 2004. – Вип.89. – С.3-13. (авторство складає 15включає планування та проведення досліджень, аналіз