Способ получения исходного материала люцерны для создания сортов с повышенной азотфиксирующей способностью

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции люцерны на повышенную азотфиксирующую способность. Цель изобретения - улучшение качества получаемого материала. Осуществляют посев растений и инокуляцию их азотобактером. В фазу бутонизация - цветение определяют общее количество клубеньков, их размер, форму, окраску, место расположение клубеньков на корневой системе. В качестве исходного материала отбирают растения, у которых общее количество клубеньков 15-25 шт. на растение (размер их 1-3 мм), повышенное количество клубеньков розового цвета по форме палочковидных и собранных в колонии. Количество клубеньков на главном корне 3-8 шт. на растение. Отбор исходного материала можно проводить в трех поколениях. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1606043 А 1 (19) (И) (gg)g А 01 Н 1/.04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4480966/30-13 (22) 05.09.88 (46) 15.11.90. Бюл. ¹ 42 (71) Украинский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия (72) Л.С.Гасаненко, Е.Д.Тищенко и Л.В.Андрусива (53) 63 1.52 1(088 .8) (56) Культура зернобобовых растений, 1967, с. 75-82. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЛЮЦЕРНЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СОРТОВ

С ПОВЫШЕННОЙ АЗОТФИКСИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТВЮ (57) Изобретение относится к сельско- . му хозяйству, в частности к селекции люцерны на повышенную азотфиксирующую

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений люцерны.

Цель изобретения — улучшение качества получаемого материала.

Способ осуществляют следующим образом.

Для селекции сортов с повышенной симбиотической аэотфик<-ирующей способностью необходимо иметь доноров обильного накопления клубеньков, так как существует положительная связь между количеством клубеньков, их размерами, цветом, формой н уровнем азотфиксации. Для этого в горшочки вегетационной теплицы с почвой легкого механического состава имннимальным 0,0032 (стартовым) содержанием

2 способность. Цель изобретения — улучшение качества получаемого материала.

Осуществляют посев растений и инокуЪ ляцию их аэотобактером. В фазу бутониэация — цветение определяют общее ко.= личество клубеньков, их размер, форму, окраску, место расположения клубеньков на корневой системе. В качестве исходного материала отбирают растения, у которых общее количество клубеньков

15-25 шт. на растение (размер их 13 мм), повышенное количество клубеньков розового цвета по форме палочковидных и собранных в колонии. Количество клубеньков на главном корне 38 шт. на растение. Отбор исходного ма- а териала можно проводить в трех поколениях. 1 з. п. ф-лы, 4 т.-1бл. азота высевают семена районированных .сортов и номеров селекции, которые имеют значительные преимущества перед стандартом по урожаю зеленой массы на фоне инокуляции широко применяе- (,", ) мым в производстве штаммом 425

Ц

CO

Минимальное содержание азота в поч- Д ве позволяет сделать вывод о том, СО что количество азота и органического вещества, накопленного растенияМи, является результатом взаимодействия в системе хозяин — микроорганизмы.

Почву поддерживают во влажном состоянии (70-80ã. НВ), с фазы появления настоящего листа проводят прорывку до 1 растения в горшочке, создавая одинаковые условия для всех растений. Применение почвы легкого меха1606 043 нического состава (темно-каштановая +

+ речной песок 1:1) позволяет качест.венно проводить просмотр по селектируемому признаку, отбор без по тери клубеньков. При погружении расте5 ний вместе с горшочком в воду почва моментально отпадает, не обрывая самых мелких волосков, на которых также расположены клубеньки. Чтобы успешно развивать селекционные программы на повышение биологической азотфиксации сортов люцерны, необходимо определить степень связи между признаками, определяющими уровень азотАиксации ° Выявление взаимосвязей количественных признаков поможет целенаправленно вести селекцию в данном направлении, при этом учитывают следующие признаки: общее количество клу-20 беньков, характер их расположения на корне, размер клубеньков, их окраску, объем корневой системы.

Результаты корреляционного анализа 25 показали, что критерием при селекции на повышенную симбиотическую азотАиксацию служит признак-количество клубеньков на 1 растение, так как отмечена положительная сопряженность количества клубеньков на растение с массой растений (r=+(),44+), высотой растений (г=+0,45+), с архитектоникой корневой системы (r=+0,96+), учитывая при этом их размер, Аорму, окраску и расположение. установлена связь разме-35 ра клубеньков с массой растений.

Большую роль в накоплении надземной массы играют клубеньки размером 0,31 мм, расположенные на боковых корнях

40 и корчевых волосках, так как такие клубеньки от общего количества составляют основную часть (6,9 7-89,1%) . Анализ корневой системы на признак накопления клубеньков проводят в Ааэу бутонизация — цветение, только в эти фазы проявляется диАференциация рас- тений люцерны по количеству клубеньков и качественному составу, этот период характеризуется максимальным накоплением разнообразных по форме и окраске клубеньков. Так, если анализ проводить по фазам бутонизация — цветение, коэАфициент корреляции между количеством клубеньков и весом зеле.ной массы колеблется (r=0, 15-0, 25), 55 то в фазу явной бутонизации — цветения эта сопряженность усиливается (r=0,44) .

Проведенный анализ полученных дан-. ных показывает, что исходные номера люцерны имеют существенные различия по способности формировать аэотфиксирующие клубеньки. Коэффициент варьирования этого признака в зависимости от сорта очень колебался и составлял

51,4-80,0% Установлено, что у образца П/74 количество клубеньков на 1 растение колебалось от 5 до 18 шт. при очень высоком коэффициенте варьирования 78,4%, на боковых корнях и корневых волосках 6-16, на главном корне 1-4 при этом изменчивость была на уровне 47,8 клубеньков округлой формы белого цвета размером 0,3-1 мм было 69,4 от общего количества.

У гибрида Прогресс х Надежда по этому признаку несколько ниже коэффициент варьирования 70,9, но клубеньков размером 0,3- 1 мм было больше и составляло 83,4 от общего накопления. Высокий коэффициент варьирования указывает на возможность эффективного отбора по признаку обильного накопления клубеньков.

Для усиления признака, способности растений формировать максимальное количество клубеньков на корне проводят биотипический отбор, который позволяет концентрировать гены желаемого признака. После проведения трех циклов отборов по селектируемым признакам у болыпинства изучаемых номеров изменились количественные и качественные показатели этих признаков.

Так, у популяции П/74 количество клубеньков на одно растение после проведения первого отбора повысилось до

10-22, после второго отбора — до 14

23, а после третьего отбора — 15—

25 шт./1 растение. Коэффициенты варьирования за каждым отбором снижались соответственно 67,4; 52,5; 45,5, т.е. признак количества клубеньков на 1 растение стабилизировался, структура, составляющая общее количество клубеньков на корне, также качественно изменилась (табл.1). Так, на главном корне у исходной формы П/74 клубеньков формировалось 2-6, после третьего отбора их было 3-8 шт./1 растение при коэффициенте варьирования 44,8%. Также изменялось соотношение размера клубеньков. Если клубеньков размером 13 мм у исходной формы П/74 было на

1 растение 1-9 шт., то после третьего отбора увеличилось на 3-15 шт. Изме5 160604 нилась форма клубеньков, увеличился процент клубеньков палочковидной формы (68,5Х), собранные в колонки (16,3Å) с преобладающим (57,8R) розовым цветом. У стандарта, где отборы не проводились, клубеньки были мелкие белые (92,4Ж), округлой формы (98,27) (табл . 1) . Несколько ниже показатели отмечены у гибридной популяции Про- 1(Г гресс х Надежда, у которой после третьего отбора число клубеньков было

12-25 шт./ 1 растение при коэффициен те корреляции 49,7, а исходная форма имела 5-12, коэффициент изменчивости 15

70,9Ж. После трех циклов отборов,как показал корреляционный анализ, усиливается связь между количеством клубеньков и весом надземной массы (г=0,58+0, 19). 20

Корреляционный анализ показал, что между количеством клубеньков, их раз— мером, цветом и азотфиксирующей способностью существует положительная зависимость. Вычисленный множественный коэффициент корреляции равен R=

=0,63. Это подверждают данные, приведенные в табл . 2. Так, если у бибтипов на корневой системе формируется

20-28 клубеньков размером 1,8-2,5 мм, 30 то азотфиксирующая способность находится в пределах 779,42 †13,62 н/

/моль/растение/ч. При снижении чис— ленности клубеньков на одно растение до 5 шт. и уменьшении размера до 0,3- 35

1 мм резко падает симбиотическая азотфиксирующая способность и составляет всего 20,3-40,6 н/моль/1 расте- ние/ч.

Во всех популяциях люцерны с широ- 40 ким варьированием морфологических и хозяйственных признаков многократ— ный биотипический отбор один из наи— более эффективных путей создания ценного исходного материала — доноров 45 обильного накопления клубеньков. . 0 высокой эффективности отборов по признаку накопления клубеньков можно судить по перспективному номеру П/74, который после третьего отбора превы- 50 сил стандартный сорт Надежду по общему количеству клубеньков на корне

3 о растения на одно (29,6), два (37,9) и три (17,4) стандартных отклонений на главном корне соответственно:

58,9; 34,6; 6,5 (табл ° 3) .

Лучшие биотипы номеров с обильным накоплением клубеньков были высажены в полевые условия широкорядно с одиночным стоянием растений, где они прошли оценку по зеленой массе и семенной продуктивности. Из всего сортимента номеров популяции П/74 значительно (+68, +45K) превысила стандартный сорт Надежпа по урожаю семян в зеленой массе с содержанием протеина 227 и сапонинов 5,2 гем.инп,.

Данные оценки в селекционных питомниках представлены в табл, 4.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что популяция П/74 при кормовом и семенном использовании имеет значительное преимущество перед стандартным сортом Надежда, созданным известным способом.

Формула изобретения

1. Способ получения исходного материала люцерны для создания сортов с повышенной азотфиксирующей способностью, включающий определение общего количества клубеньков на анализируемых растениях и отбор растений с повышенным количеством клубеньков, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества получаемого материала, определение проводят в фазу бутонизации-цветения, дополнительно определяют размер, форму, окраску клубеньков и их место расположения на корневой системе, а в качестве исходного материала отбирают растения, у которых общее количество клубеньков 15-25 штук на растение, раз-. мер их t†- 3 мм,, повышенное количество клубеньков розового цвета по форме палочковидных и собранных в колонии, при этом количество клубеньков на ° главном корне 3-8 штук на растение, 2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отбор растений проводят в трех поколениях .

Таблица 1

Статистические параметры изучаемых признаков у отборов люцерны

Напекла (стандарт) Прогресс х х Надещдв (отбор) П/74 (отбор) Показатели

После первого

Количество клубанъков нв 1 растение общее, шт. коэффициент вариации, Z в.томчиспе на главком корне, mr коэффициент вариации, Z на боковых корнях н корневых волосках> шт. коэффициент вариации, Z

Количество клубенъков нв 1 растение с размером

0,3-1 мм, щт.

1"2 мм, ° mr.

Х

2-3 мм, mr.

Форма клубеньков, Z округлая палочковидная собранные в колонии

Окраска клубеньков> Z белая щелто-зеленая розовая отбора

10-22

67,4

2-6

48,4

8-20

66, 4

1-7

50 4

7-21

68,9

0-3

31,4

7-1&

63,1

6-17

55,9

8-19

57,8

4-9

42,1

5-9

50,7

1-2

7,2

4-10

49э 6

4-10

48,0

1-3

5,4

5-16

77>6

1-4

19,5

0»»1

2,9

749>5

20,6

4>9

81,6

15,4

3,0

99>0

1,О

0,0

70 8

14,0

15,2

После второго отбора

79>9

12,2

7 9

9! >7

8 0

О,Э

Количество каубенъков на 1 растение общее> mr. коэффи>в>ент вариации, Z. в том числе на главком корне, шт. коэффициент вариации, Z на боковых корнях н корневых волосках, шт. коэффициент вариации, Z

Количество клубеньков на 1 растение с размером

О>3 - 1 мм> шт °

1-2 мм> . llrr

Количество клубеньков нв 1 растение. с размером

14 «-23

52,5

3-7

45,7

8-21

55,0

2-7 49, 5

6»20

62,0

0-2

27,6

11-20

54,2

6-19

56>0

7-18

60i5

Э-9

41,8

4-10

49,4

5-8

35,6

8-12

54,0

5-16

81,1

1-3

16,8

2-Э.

10,.4

1-2

8 8

0-0

2,1

2-3 >о>> шт, Z

Форма клубеньков, 7, округлая палочковнднвя собранные в колонии

Окраска клубеньков, Z б елея келто-зеленая розовая

60,9

31,6

7,5

97,0

3,0

0,0

59,7

31> 7

8,6

32>9

29,7

Э7,4

После третьего отбора

90,8

9,0

0,2

34,5

32,8

32,7

Количество клубекъков на 1 растение общее шт. коэффициент вариации, Z

s том числе ка главном корне, mr. коэффициент вариации, Z нв боковых корнях и корневых волосках, шт. козффициект вариации, Z

Количество клубеньков нв 1 растение с размером

0,3-1 мм> шт.

1-2 мм, шт.

Z.

2-3 мм, шт.

Форма клубеньков, Z округлая палочковкдная собранные в колонии

6-19

60,0

0-3

27,0

15-25

45,4

12-25

49,7

2-8

50,0

3-8

44,8

6-19

51,0 .

10-23

45,7

12-22

52>2

5-16

82 5

1-4

15,1

0-1 .

2i4

5-9

37,8

6-13

50,2

1-3

12,0

3-5

19,8

9-16

61,1

3-5

19,1

98>2

1,8

0,0

39,8

53,2

13,4

15,2

68,5

16 Э

1606043

10 Продолиенне табю . 1

Показатели

X.

15,4

26,8

57,8

Окраска клубеньков, белая иелто-зеленая розовая

30,7

29,9

39,4

92 0

7,5

0,5

П р и и е ч а н и е. Увеличение количества отборов нецелесообразно, так хак поставленная задача достигается уке после третьего отбора и, кроне того, сакраа!а>ется затраты на проведение селекционных Ьабот.

Таблица 2

Азотфиксирующая способность у отдельных биотипов П/74 в зависимости от количественных и качественных показателей селектируемых признаков

Количество клубеньков шт./i растение

Биотип

Размер клубеньков,. мм

В процентном отношении

Азотфиксирующая способность, н/моль/1 растение/ч

II р и м е ч а н и е. Клубеньки размером более 3 мм встречаются очень редко, Таблица3

Эффективность отбора люцерны по качеству и разиеру клубеньков (после третьего отбора) бшее количество клубеньков

Количество клубеньков, Х, на 1 растение размером, мм оличество клубеньков на главном

1-2

2-3 корне

У исходной формы

У исход- После ной фор- 3 отбора

После

3 отбора

У исход- После ной фор- 3 отбора елекци- Частота онный биотипов, иффен- превысивцнал ших станГибрид елекцинный днференпиал астота биотипов, пр евысивш парт по количеству клубеньков, Х стандар по коли честву кл убеньков, у

6-2 G

П/74 26- 3G

«36

69,7 36,2 24,9 53>1 4,5

58,9

34,6

6,5

29,6 6-26

37,9 20 -зб

17,4 «Зб

9.7

Прorресс х б-2б x Падал- 2G-36 да Г «30

83>4 50 7 11>1 422 46 7 1

43,7 б-гС

28, 0 26-36 .10, «3G

66,7

28,4, 4,9

П р и и е ч а н и еЛ 17 шт.>G =3,7 шт.

2

4 .5

22

28

1 8

2,0

1,9

2,5

0,3

1,0 йорма клубеньков (палочковидные:собранные в колонии:

:округлые) 69: 16: 15

65: 21: 14

84:16:0

83:15:2

53: 3:44

58:5:37

Окраска клубеньков (роэовые:желтозеленые. белые) 65: 23: 12

70: 20: 10

91:9:0

90:8:1

48: 21: 31

32:26:42

779,42

803, 78

1339,62

1177, 25

20,3

40,6

1606043

Т а б л и ц а 4

Урожайность, ц/ra

Сорт, популяция зотфикир ующая способзеленой массы семян сена

Откло пение

Отклонение

Отклонение от стандарта, ц от от станстандарта, ц дарта, Ц

724758+38

172180+8

30,0

НСРорц

Составитель Е.йкрадюк

Техред A.Кравчук Корректор Н.Король

Редактор С.Лисина

Заказ 3504

Тираж 438

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Надежда (стандарт)

П/74 ность н/моль/

/1 растение/ч

8,9- 506,81

10, 2+ 606, 39

+1 3

0,7