Способ селекции кукурузы

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству , в частности к селекции Цель способа - повышение эффективности процесса селекции за счет сокращения вегетационного периода. Методом тестерных и других схем скрещивания создают гибриды и из их числа отбирают те, которые образуют озерненные початки на вершине главного и пасынковых стеблей При этом выделение форм осуществляют при разреженном посеве полученных гибридов 5 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и

1 (л (л

Од

4 > (21) 4640759/13 (22) 24.01.89 (46) 15.06.91. Бюл. f+ 22 (71) Украинская сельскохозяйственная академия (72) М.А. Зеленский, А.К. Пархоменко, В.Л.

Жемойда, В.Н. Гаврилюк и И.Г, Цикало (53) 631.521(088,8) (56) Основы селекции и семеноводства гибридной кукурузы. — M. Колос, 1968, с. 12-14. (54) СПОСОБ СЕЛЕКЦИИ КУКУРУЗЫ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции, Цель изобретения — повышение эффективности процесса селекции за счет сокращения вегетационного периода у получаемых форм.

Согласно способу проводят разреженные посевы кукурузы, осуществляют тестерные скрещивания скороспелых линий и других родительских форм, отбирают комбинации родительских пар, от скрещивания которых образуется потомство, склонное к формированию початков на вершине главного и пасынковых стеблей.

Способ осуществляют следующим образом, На огромном количестве сортообразцов кукурузы изучают пасынкообразование и появление растений с верхушечными початками в результате гибридизации. Оказалось, что из более чем 150 самоопыленных линий и гибридов спонтанное верхушечное початкообразование имела только небольшая часть образцов. Невысо процент растений с пасынками. Так. в опытах 1974-1976 гг. в комбинациях ВИР 14650 х ВИР14300, „„50„„1655387 А1 (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции. Цель способа — повышение эффективности процесса селекции за счет сокращения вегетационного периода. Методом тестерных и других схем скрещивания создают гибриды и из их числа отбирают те, которые образуют озерненные початки на вершине главного и пасынковых стеблей. При этом выделение форм осуществляют при разреженном посеве полученных гибридов. 5 табл.

ВИР 14650 х 14299, 12771 х А 188, А 193 х

CPS 7038 и др. растений с пасынками было

5,8 — 8,0%, а остальные оставались одностебельными. Кустящиеся растения имеют по

1-2 пасынковых стебля, из которых иногда один, реже оба образуют верхушечные початки. Образцы с 2 — 3 пасынками чаще остаются 6е3 верхушечных по атков и растения только 2-3 комбинаций имеют верхушечные початки.

В посевных 1986-1987 гг. изучение пасынков и початкообразования было расширено. Установлено, что 20% гибридов совсем не образуют пасынков и. следовательно, у них не могут появляться верхушечныс початки. В эту категорию вошли гибриды: Воронежский 3, Днепровский 141, Буковинский 35, Коллективный 210, Од 200, КОД 216, Код 217, Од 199 МВ, Донбасский

424 ТВ, Од 280 АМВ, более 30 самоопыленных линий и др. У других гибридов растения имеют по одному, реже по два пасынка, но они недоразвиты и початков не несут. У небольшой части гибридов встречаются одиночные растения с 2-3 пасынками, но у них

1655387

10

20

25 чивался до 75-80%

35

55 лишь единицы несут верхушечные деформированные початки, В эти же годы пытались вызвать пасынко- и початкообразование растениями трех гибридов кукурузы, из которых один районирован и возделывается на большей площади. С этой целью в начале июня. когда растения кукурузы образуют по 6-8 листьев, у них аккуратно вырезают у самого основания главные стебли. Предполагалось, что таким путем будут стимулированы к росту пасынковые стебли из узла кущения и на их верхушках сформируются початки. Результаты представлены в табл 1.

Как видно иэ данных табл. 1, после удаления центрального стебля рост пасынков из узла кущения заметно увеличивается, однако початки с зерном образуются на небольшом количестве стеблей (0,05 — 0,08%), созревание их наступает поздно (в связи с поздним появлением пасынков), их масса небольшая.

С 1983 по 1988 гг. изучали пасынко- и початкообразовательную способность самоопыленных линий кукурузы, как возможных доноров искомых признаков. Для этих целей используют посевы коллекционных образцов родительских форм, а в некоторых случаях посевы в питомнике размножения родительских форм. Полученные данные о наиболее ценных линиях по совокупности признаков представлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что у большинства линий пасынковые початки образуют очень малое количество стеблей, Обращаем внимание на то, что линии W401, А2Г вообще не образуют початков на вершине пасынковых стеблей. На пасынках у линий А 228, ТА 721, F 7 изредка образуются верхушечные початки, в которых формируются в общем небольшая масса (100-120 r) зерна, Устанавливают способность к кущению и образованию верхушечных початков растениями гибридного происхождения. Установлено, что из 250 комбинаций скрещиваний различных родительских форм кукурузы початкообразовательной способностью на верхушке пасынков обладают в разные годы 30 — 35 комбинаций скрещиваний. Из этого числа заслуживают внимание лишь 11 гибридов, перечень которых приводится в табл. 3 (1983 — 1986 гг.), Как видно из табл. 3, процент растений с початками на верхушке стебля у перечисленных гибридов колеблется от 25 до 70-80, а початки у них больше — длина их от 12 до

17 см, масса зерна в одном початке 65-110 г и число зерен в початке от 140 до 276 шт.

Самой важной особенностью всех гибридов, перечисленных в табл 3, является то, что в их родословной обязательно участвуют по одной линии W 401, А2Г, А 188. Растения этих линий, как уже указывалось, не образуют пасынков (а если в некоторые годы они и появляются, то остаются в подгоне и початков на вершине не имеют). У А 188 только в редкие годы 2,5% растений дают початки.

Однако включение этих родительских форм в скрещивания резко меняет пасынко- и початкообразование у потомства.

В комбинации (Ер! х KL14) х А2Г более четверти растений склонны к образованию верхушечных початков на пасынковых стеблях. Тот же простой межлинейный гибрид при опылении его линией А 188 дает уже

44% растений с озерненными початками на пасынках. На высоком уровне описываемыи тип урожая формируется при включении в схемы скрещиваний самоопыленной линии

W401. В двойном межлинейном гибриде (F t х Ер1) х (Од8 х W401) (доза ядерного материала каждой из родительских форм 25 ) носителями верхушечных початков на пасынках являются 30% растений. У тройного межлинейного гибрида (Л 190 х хМа 2157) х

W401 (доза каждого из родителей 33%) растений с верхушечными початками 55%, а у гибридов с сочетанием родительских форм (W401 х А2Г) х А 188 этот показатель увелиТаким образом, хотя сами родительские формы (линии) практически не способны к кущению и не дают урожая зерна на верхушках стеблей. они в результате объединения наследственного материала сообщают потомству способность формировать урожай зерна в верхушечных початках. Созревание зерна у всех этих гибридов наступает на

15-25 дней раньше. чем в початках, расположенных в средней части стеблей, что и является доказательством генетического происхождения признака образования озерненных початков на верхушках пасынковых и центрального стеблей.

Гибрид (W401 х А2Г) х А188 образует растения высотой до 160-170 см, стебель и пасынки средней толщины, не полегают, листья широкие и длинные. Устойчивость к пузырчатой головне высокая. Верхушечные початки достигли полной спелости 25 — 30 августа (у початков со средней части стебля—

1S-20. сентября)- Контроль — Коллективный

210 созрел 30 сентября.

Верхушечные початки имеют правильную цилиндрическую форму, хорошо озернены, сохраняют вертикальное положение вплоть до уборки урожая. Початки большинства из них целиком покрыты обвертками из

4-6 листьев, 10-15% имеют короткие обвертки и поэтому зерно верхней части початка

1655387

35

45

55 остается открытым. Вегетационный период до 105 — 110 дней, т.е. на 10 — 20 дней короче, чем у самых скороспелых гибридов.

Был проведен анализ структуры урожая растений с верхуLUevHblMH початками. Данные о структуре урожая зерна на верхушечных початках трехлинейного гибрида кукурузы (W401 х А2Г) х А 188 (созревание

30 сентября) приведены в табл. 4, Как видно из табл. 4, из 20 взятых для анализа растений у 4 масса верхушечных початков до 30 — 35 г, у 3 — до 50 г, у 9 — до 70 г, у 4 — по 110-113 г. Стержни верхушечных початков в сухом виде имеют массу 5 — 10 — 20 г.

Число рядов зерен 8 — 10-14 «> лишь у одного растения их было 16. Число зерен в початке варьирует от 90 в самом мелком до 240 — 292 и даже 448 у наиболее крупных. Особый интерес представляет сумма урожая зерна со всего растения, которая складывается из урожая на главном початке, расположенном в средней части главного стебля, и верхушечных початков на пасынковых стеблях.

Почти 75 растений дают по 175-210 г зерна каждое, что при густоте стояния 40 — 42 тыс./га обеспечивает урожай сухого зерна до наступления осенней погоды 76-84 ц/га.

Если принять во внимание, что зерно достигает полной спелости и обезвоживается уже к концу августа, то станет очевидной целесообразность использования генетической детерминации для изменения архитектоники и расположения органов плодоношения куку рузы.

В течение двух лет проверяли всхожесть семян с верхушечных початков. Она колебалась у разных линий от 80 до 95 .

Таким образом, способность линий и сортов кукурузы к пасынкообраэованию и трансформации верхушечной точки роста главного стебля и пасынков в репродуктивный орган, т.е. в початок, детерминируется генетическим потенциалом и при подборе соответствующих родительских форм и соблюдении определенной последовательности включения их в гибридизацию является эффективным направлением селекции кукурузы на скороспелость в районах с дефицитом тепла и солнечной инсоляции.

Початки кукурузы, которые формируютcR на вершине пасынковых и центрального стебля. созревают на 20-28-36 и даже 40 дней раньше, чем початки, расположенные в средней части стеблей этих же растений.

Данные о сроках наступления полной спелости зерна кукурузы(твердая зерновка, влажность 20 — 22; ) в початках, расположенных на вершине и в средней части стеблей (1983-1987 гг,) приведены в табл. 5.

Современные самоопыленные линии и другие родительские формы гибридов кукурузы вследствие постоянной селекции их на одностебельность независимо от климатических условий кукурузосеяния снизили или вовсе утратили склонность к пасынкообразованию и, следовательно, формированию початков на вершине стеблей. Из 150 изученных самоопыленных линий выделено только 15 линий, у которых 2,5 — 2,0 растений при посеве не гуще 40-42 тыс./га дают по 1-2 пасынковых стеблях.

Початкообразование на вершинах nacblHKoBblx стеблей гибридных растений кукурузы обусловлено причинами генетического порядка, При обьединении геномного материала определенных родительских форм количество растений с верхушечными початками на пасынковых и центральном стеблях возрастает до 80 . а число зерен в початках — до 140 — 170-210 и даже 312 шт.

Повышенную ценность в качестве генетических доноров верхушечного початкообразования имеют самоопыленные линии

W401, А2Г, А188, с участием которых получен гибрид, дающий 75 ц/га сухого зерна.

Перспективным направлением селекции кукурузы на скороспелость в районах с ограниченным количеством тепла является создание родительских форм и гибридов. формирующих початки на вершинах пасынковых и центрального стебля растений.

Способ осуществляют следующим образом.

В условиях данной зоны кукурузосеяния отбирают родительские пары, которые дают потомство с верхушечными початками на пасынковых или главном, или на том и другом стеблях.

При селекции тройных межлинейных гибридов к ним методом тестерных с <рещиваний подбирают опылитель, дающий в потомстве верхушечные початки. Среди гибридов от парных, тройных или двойных межлинейных скрещиваний отбирают растения с верхушечными початками. при этом отбор растений осуществляют при разреженном посеве. Отобранные растения во время цветения переопыляют под изоляторами между собой.

Потомство растений с верхушечными початками в последующих поколениях высевают на изолированной площадке. Методические отборы на закрепление данного признака проводят в течение ряда поколений, Формула изобретения

Способ селекции кукурузы, включающий получение межлинейных гибридов и

1655387 исходных форм выделяют гибриды, которые образуют озерненные початки на вершине главного и пасынковых стеблей, при этом выделение форм осуществляют при разре5 женном посеве полученных гибридов.

Таблица 1

Гибриды

УчтенДата появления пасынков

Всего

Дата со- Дата созрева- зревания ния

Масса ные растения, шт

llBCblHков, шт, верхушечнопочатка со средней часверхушечных

ro початка, Г початти ков

100

I.VI

0,1

130

100 25 VI 168

1,7

100 25.VI 140

1,4

Таблица 2 выделение среди них при посеве исходных форм, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса селекции эа счет сокращения вегетационного периода получаемых форм, в качестве

Буковинский 11 (контрольный), без удаления центрального стебля

Буковинский II c удаленным центральным стеблем

Код 216 с удаленным центальным стеблем

Число пасынков на одном растении, шт

Стебли с верхушечными початками, шт. Я и}

4 (0,04) 12.Х 25.IX

15 (0,08) 10.Х 30. I X

8 0.05 5.Х 25. IX

1655387

Таблица

Всего зеГибриды

Количество исследованных растений, шт

Масса зерна с верхушечных початков, Растения с верхушечными початками, шт.

Длина початка. см рен в початке, шт, (Ер!хК1 14) хА2Г (Ер!хК1 13) хА188 (Од8х Ма21)х(Од20хИ/401) (F7xEpt)x W401 (Ну х Р2)х(Од2хЩ401) (W401 xKL14)x AIC (Л 910хМа2157)хЮ/401

Од8 х W401 (W401 х А2Г)хА188 (W401 х А2Г)хА188

401 х А2 хА188

Таблица

Длина по- Количестчатка, см во рядов зерен

Масса верхнего початка с зерном, r

Количест- Всего зева зерен рен в пав ряду, чатке, шт. шт.

Урожай сухого зерна с растения, Г

Урожай в ц/га при густоте

42 тыс/га

Масса сухого зерна с верхушечных початков, г

130

9

12

12

14

14

12

13

12

f0

14

16

16

14

8

12

12

12

12

14

12

12

14

12

12

12

16

14

16

18

23

19

23

18

12

14

16

16

16

28

18

24

16

22

24

28

28

26

5 (25)

8 (44)

6 (27)

6 (30)

11 (50)

10 (50)

10 (55)

14 (70)

16 (80)

15 (75)

16 80

96

192

192

392

216

288

224

288

448

392

416

336

96

81

28

33

110

13

12

17

13

13

12

12

153

158 .

172

210

276

312

192

180

60,0

61,2 . 63.2

64,0

64,0

72,0

72.0 ь 70,0

76,0

76,0

76,0

80,0

82.0

82,0

82,0

82.0

86,0

82,0

84.0

84,0

1655387

Таблица 5

Составитель Е. Шкрадюк

Редактор Н. Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина. 101

Заказ 2004 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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