Способ селекции зерновых культур

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции ячменя и других зерновых культур. Способ селекции зерновых культур, используемый для создания устойчивых форм к засухе и другим неблагоприятным внешним условиям, включающий подбор исходных родительских форм, гибридизацию, отбор линий на засухоустойчивость и оценки их, дополняется тем, что отбор элитных растений проводится в гибридных популяциях, выращенных из семян, предварительно обработанных гамма-лучами дозой в 1,0 кгГ/мин. Применение изобретения позволит повысить надежность отбора линий для создания сортов, устойчивых к стрессовым явлениям и другим неблагоприятным условиям выращивания. 6 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в селекции ячменя и других зерновых культур.

За прототип выбран метод создания засухоустойчивых сортов в основном с применением для скрещивания эколого-географически различных родительских форм. При этом один из родителей должен быть устойчивым к засухе, а другой характеризоваться высокой продуктивностью. (Гуляев Г.В., Гужов Ю.П. Селекция и семеноводство полевых культур. - М.: Агропромиздат, 1987; Шевцов В.М., Васюков П.П. Результаты и перспективы селекции озимого ячменя в Краснодарском крае // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 1998, №1; Лызлов Е.В., Магуров П.Ф. Новые широко адаптивные и высококачественные сорта овса //Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 1998, №1; Гончаров Г.П. Основные направления селекции сельскохозяйственных растений в Сибирском регионе //Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 1999, №4; Сурин Н.А., Ляхова Н.Е., Зубова Н.В. О повышении адаптивности ячменя к экстремальным условиям Восточной Сибири // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 1999, №4).

Основным недостатком этого метода является то, что отбор, проведенный из гибридной популяции, не всегда обеспечивал положительные результаты. Одной из причин этого является низкая концентрация отбираемых форм в популяции.

Техническая задача - повышение надежности отбора линий для создания сортов, устойчивых к стрессовым явлениям и другим неблагоприятным условиям выращивания.

Для достижения данной технической задачи в 1993 году были поставлены опыты по изучению влияния различных доз гамма-облучения на жизнеспособность семян гибридных популяций. В табл. 1 приведены данные о влиянии различных доз гамма-облучения семян гибридных популяций. Результаты исследований показали, что с увеличением дозы гамма-облучения жизнеспособность семян снижается. Если при облучении дозой в 0,5 кгГ количество сохранившихся жизнеспособных семян составило 37,4-40%, то при облучении дозой в 1 кгГ количество их снизилось до 17,6-21,2%. При применении более высокой дозы облучения в 2 кгГ количество жизнеспособных семян уменьшилось до 9,6-3,2% и при обработке дозой в 4 кгГ все семена оказались нежизнеспособными. Поэтому в дальнейшей работе с целью увеличения выносливых форм в популяции образцы семян обрабатывали гамма-лучами дозой в 1 кгГ мощностью 4,2 Гр/мин на установке PXM-j-20. Источник облучения Со-60.

Обрабатывали семена гибридных популяций, сортов и линий (табл.2). Наибольшая жизнеспособность отмечена у семян гибридных популяций (11,3-23,7%), у сортов, образовавших эту популяцию, 12,7% и у линий 2,7-9,5%.

Эти данные указывают на неоднородность генотипов гибридных популяций, что дает предпосылку на возможность отбора линий с повышенной выносливостью к неблагоприятным условиям среды после обработки их гамма-лучами дозой в 1 кгГ.

В дальнейшем изучение проводили на гибридной популяции ячменя Роланд × Одесский 115. Оба сорта находятся в Госреестре Центрально-Черноземной зоны и характеризуются высокой продуктивностью, но недостаточной засухоустойчивостью.

Кроме того, эта гибридная популяция по сравнению с другими имела наибольшее количество жизнеспособного материала после обработки ее гамма-лучами, что позволяет вписаться в общепринятую схему селекционного процесса без дополнительного размножения семян.

Семена гибридной популяции, полученные от скрещивания Роланд × Одесский 115, были разделены на две части: одну из них обработали гамма-лучами 1 кгГ, а другую оставили без обработки. В следующем году на обоих вариантах

обработанные семена гамма-лучами и необработанные) провели отборы элитных растений. Из гибридной популяции, обработанной гамма-лучами ГК 36 МК27 Роланд × Одесский 115, было отобрано 70 элитных растений и по другой гибридной комбинации ГК 19 МК23 Роланд × Одесский 115 198 животных растений (табл.3). Аналогичные отборы проведены и на контрольных вариантах (табл.4). Из гибридных популяций ГК 36 Роланд × Одесский 115, необработанных гамма-лучами, отбор элитных растений проведен в количестве 33 растений, из гибридной популяции ГК 19 Роланд × Одесский 115 отобрано 117 элитных растений. Обе группы отобранных растений были включены в селекционный процесс (табл.3, 4).

Лучшие линии по комплексу хозяйственно-полезных признаков, выделенные из гибридной популяции, обработанной гамма-лучами, затем изучали методом полевого опыта по типу конкурсного сортоиспытания. В качестве контроля использовали лучшие линии, выделенные из той же гибридной популяции, но необработанные гамма-лучами. Кроме того, в качестве стандарта использовали сорт ячменя Гонар, рекомендованный Государственной комиссией по сортоиспытанию для Центрально-Черноземного региона. В 1998 г. из-за недостатка семян испытание проводили в одной повторности, в 1999-2000 гг. - в четырех повторностях. Учетная площадь делянки составила 50 м². Уборка проведена селекционным комбайном “Сампо”. Все учеты и наблюдения проводили по методике Государственного сортоиспытания.

Метеорологические условия в эти годы были контрастными: 1998 - засушливый, 1999 - сухой и 2000 был благоприятным для роста и развития всех сельскохозяйственных культур, в том числе и ячменя (табл.5).

Результаты испытаний линий, выделенных из гибридных популяций, предварительно обработанных гамма-лучами, в сравнении с линиями аналогами, полученными обычным путем и стандартом сортом Гонар, приведены в табл. 6. На основе анализа этих данных можно сделать заключение о том, что в годы со средней обеспеченностью влагой и особенно в сухой год (1999) линии, выделенные из гибридных популяций, предварительно обработанных гамма-лучами, превосходили по урожайности стандарт - сорт Гонар и некоторые линии-аналоги, полученные обычным путем (табл.6).

Сухой год (1999) линии, выделенные из гибридных популяций, предварительно обработанных гамма-лучами, превосходили по урожайности стандарт - сорт Гонар и некоторые линии аналоги, полученные обычным путем (табл.6).

Наибольшее преимущество по сравнению с аналогами и стандартом - сортом Гонар эти линии имели в 1999 г., который характеризовался более сухими условиями вегетационного периода. Первая половина его прошла при значительном недоборе влаги (34,3% от многолетних показателей). Это привело не только к снижению высоты растений, затруднению уборки урожая, но и отрицательно сказалось на формировании плодоносящих органов. Вторая половина вегетационного периода сопровождалась высокими температурами. В третьей декаде июня она поднималась до 31,1°С, а в первой декаде июля - до 33,9°С. Во второй декаде июля выпалo осадков больше нормы (130,1%), но основная масса их пришлась на период завершения налива зерна, что не поправило создавшегося критического положения. Урожайность ячменя в этом году была самой низкой за последние 15 лет. В этих условиях линии 16682 МК, 16690 МК и 16686 МК, выделенные из гибридной популяции Роланд × Одесский 115, обработанной гамма-лучами, достоверно превосходили по урожайности стандарт - сорт Гонар, и своих аналогов - линий 16667 и 14690.

По своим характеристикам эти линии 16682 МК, 16690 МК и 16686 МК являются принципиально новыми сортами ярового ячменя, способными более эффективно использовать биоклиматические ресурсы вегетационного периода для формирования урожая. Их преимущество по сравнению с линиями-аналогами особенно заметно проявилось в 1999 г., что способствовало стабилизации урожайности. Учитывая практическое значение предлагаемого приема, считаем возможным использовать его при создании новых сортов во всех регионах, где засухи различной интенсивности проявляются периодически.

Формула изобретения

Способ селекции зерновых культур, устойчивых к засухе и другим неблагоприятным внешним условиям воздействия, включающий подбор исходных родительских форм, гибридизацию, отбор линий на засухоустойчивость и оценку их, отличающийся тем, что отбор элитных растений проводится в гибридных популяциях, выращенных из семян, предварительно обработанных гамма-лучами дозой в 1,0 кгГ/мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6