УДК 633.63/66

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВЫРАЩИВАНИЯ НА ЗАВЯЗЫВАЕМОСТЬ ПЛОДОВ И СЕМЯН У САХАРНОЙ СВЕКЛЫ, РЕПРОДУЦИРУЕМУЮ В БЕСПЫЛЬЦЕВОМ РЕЖИМЕ

Конысбеков К.Т.¹, Чабдарбаев Т.К.¹, Малецкий С.И.²,Позняк С.И.²,

Малецкая Е.И.²

¹Талдыкорганский филиал КазНИИЗиР, п. Отенай, Алма-Атинской области, РК

²Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск, Россия

SUMMURY. The pollen sterility hybrids “Lenura” (2x) and “Iris” (3x) in two ecological provinces (p. Otenay, Taldycorgan region and p. Michurinsk, Novosibirsk region) in pollenkess regime was reproduced. The arithmetical means of fruits numbers in plants and share of fruits without seeds (parthenocarpy) and fruits with seeds (apozygotic seeds) from point growing were depended.

Изменчивость хозяйственно-полезных признаков у сахарной свёклы определяется как наследственной конституцией растений, так и условиями их выращивания в первый и второй годы их жизни. Как справедливо подчеркивается в обзорных публикациях «на продуктивность свёклы большое влияние оказывает качество семян, зависящее от условий их выращивания; как показывают данные ВНИС, … мощность развития и богатая осеменность высадочных кустов обуславливает продуктивность свёклы первого года жизни» [1, с. 764]. Условия выращивания семенных растений оказывает влияние не только на продуктивность хозяйственно полезных признаков свеклы первого года жизни, но и на реализациию репродукционных процессов на цветоносных побегах во второй год жизни. Было установлено, что саморепродукция семян свеклы при индивидуальной изоляции растений лучше всего происходит в условиях пониженных температур, так как созревание пыльцы и зародышевых мешков при прохладной погоде замедляется, и период их активности удлиняется [2, 3]. Нами было показано, что благоприятные условия при получении семян для пыльцефертильных растений свёклы под индивидуальными изоляторами складываются в условиях высокогорья. Это наблюдение позволило получать в массовом масштабе инбредные линии свеклы [4, 5].

Еще в 1920-х гг. было установлено, что семена у свеклы могут развиваться не только от двойного оплодотворения, но и партеногенетически из генеративных или соматических клеток семяпочек [6]. Последний способ семенной репродукции называют однородительским (апозиготическим), и он позволяет получать семена при саморепродукции пыльцестерильных растений. Применение этого способа репродукции позволяет эффективно использовать в селекции мировой генофонд свёклы, представленный пыльцестерильными гибридами.

Цель настоящей работы: а) сравнение завязываемости плодов у пыльцестерильных гибридов сахарной свеклы при апозиготическом способе семенной репродукции в контрастных климатических условиях; б) анализ изменчивости долей партенокарпических плодов и плодов с апозиготическими семенами в анализируемых семенных партиях.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ. Материалом для исследования служили пыльцестерильные гибриды сахарной свеклы зарубежной селекции: «Ленора» (2х) и «Ирис» (3х). Весной 2009 г. корни этих гибридов клонировали (разрезали пополам), и высаживали в 2-х географических точках (п. Отенай, Алма-Атинская область, Республика Казахстан – 44° с. ш.; п. Мичуринский, Новосибирская область, Россия – 54° с. ш.). В п. Отенай экспериментальный участок расположен на орошаемом поле, в п. Мичуринском растения выращивали на богаре без полива. В обеих зонах экспериментальные растения росли на изолированных участках. Репродукция семян и плодов происходила без участия пыльцевых зерен (беспыльцевой режим репродукции). В период бутонизации ежедневно определяли фенотипы пыльников и пыльцевых зерен и оставляли на репродукцию растения с летальной пыльцой. Уборку плодов проводили индивидуально.

Доли партенокарпических плодов и плодов с апозиготическими семенами определяли при оценке всхожести семян по каждому растению. С этой целью брали по 100 соплодий от каждого растения, промывали в проточной воде (2 сут) для освобождения их от ингибиторов, и помещали в термостат (T = 25°С) для проращивания. Подсчет проростков проводили на 3-и сут после закладки в термостат, окончательный – на 10-е сут. Плоды, давшие проростки, относили к плодам с апозиготическими семенами; не давшие проростков в течение 10 сут – к партенокарпическим.

Проведена статистическая обработке вариационных рядов, позволившая определить средние геометрическое выборок и их ошибки. Оценку достоверности различий между средними осуществляли с помощью t-критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ. Сравнение завязываемости плодов у гибридов в двух экологических зонах (п. Отенай и п. Мичуринский) представлены на рисунке. Между клонами, выращенными в двух точках, наблюдались четкие различия по числу плодов, завязавшихся на растениях. Так, в среднем у клонов гибрида «Ленора» в п. Мичуринский завязалось 38263 шт. плодов, в п. Отенай – 20045 шт. (различие в 1,9 раз). Аналогичная тенденция отмечена и для гибрида «Ирис»: среднее число плодов, сформированных на одно растение в п. Мичуринский 23620 шт., в п. Отенай - 8848 шт.( различие почти в 3 раза). Разница средних значений числа плодов статистически достоверна: для гибрида Ленора t = 5,02; для гибрида «Ирис» t = 5,92 (Р >  0,999).

Погодные условия в местах выращивания клонов существенно различались: небольшое количество осадков и высокие летние температуры воздуха в п. Отенай контрастировали с невысокими летними температурами и высокой влажностью в п. Мичуринский. Эти различия в условиях произрастания не могли не отразиться на завязываемости плодов у клоновых растений. Помимо средних значений числа плодов, образцы-клоны отличались друг от друга и по долям плодов без семян (партенокарпические) и с семенами (апозиготические).

В обеих зонах доля партенокарпических плодов, сформированных на растениях, оказалась выше, чем доля плодов с апозиготическими семенами (рис.). Так, средняя доля плодов без семян у гибрида «Ленора» в п. Мичуринский составила 53,04 %, а в п. Отенай – 61,23 % (u = 104,28; Р > 0,999). Аналогичные результаты получены и у гибрида «Ирис» – 68,21 % в п. Мичуринский, 62,08 % в п. Отенай (u = 169,47; Р > 0,999). У гибрида Ленора только у 3-х пар клонов отсутствовали различия в долях партенокарпических плодов, тогда как у остальных клоновых пар различия были высоко достоверными (Р > 0,999). Аналогичный результат получен и по гибриду «Ирис»: в 23 клоновых парах из 24-х различия были высоко достоверными (Р > 0,999). Из литературы известно, что доля партенокарпических плодов на растениях – показатель, в большей степени обусловлены условиями выращивания, нежели генотипом самого растения. Эти выводы были сделаны для растений при двуродительском способе размножения. Как показывает наше исследование, эти закономерности сохраняются и для растений, репродуцируемых в беспыльцевом режиме.

Рис.1. Соотношение числа партенокарпических плодов и плодов с агамоспермными семенами у гибридов сахарной свеклы Ленора и Ирис: 1 – всего плодов; 2 – плодов с апозиготическимими семенами; 3 – партенокарпических плодов.

Литература

1. Орловский Н.И. Биология и селекция сахарной свёклы. М.: Колос, 1968, с. 756–766.

2. Харечко-Савицкая Е.И. Доклады АН СССР, 1938, т.18, с.469–474.

3. Зайковская Н.Э. Биология и селекция сахарной свёклы. М.: Колос, 1968, с. 137–206.

4. Малецкий С.И., Денисова, Лутков А.И. Генетика, 1970, т.6, №6, с. 180–184.

5. Малецкий С. И., Малецкая Е. И. Генетика. 1996. Т.32. №12. С.1643-1650.

6. Фаворский Н.В. Доклады ВАСХНИЛ. 1928. № 3. С. 3–11.