Сельское хозяйство\5 Растениеводство, селекция и семеноводство

УДК 631.527:575:633:1

Тохетова Л. А., доктор сельскохозяйственных наук

Казахский научно-исследовательский институт рисоводства

ХАРАКТЕР НАСЛЕДОВАНИЯ И КОМБИНАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ЯЧМЕНЯ ПО ПРИЗНАКУ «ВЫСОТА РАСТЕНИЙ»

Эффективность подбора родительских компонентов во многом зависит от характера изменчивости и наследования признаков. Поскольку изменчивость и наследование зависят от генотипа и условий внешней среды, наибольшую ценность представляет информация, полученная в конкретной агроклиматической зоне, для которой создаются новые сорта. Известно о широком варьировании количественных признаков в зависимости от используемого материала, поэтому по признакам с высокими показателями наследуемости можно отбирать растения в ранних поколениях, начиная с F2, а с низкими – в более поздних поколениях, то есть показатель наследуемости важен при планировании селекционного процесса. Коэффициент наследуемости в узком смысле (h) имеет особое значение для планирования отбора, а также других селекционных мероприятий, так как именно различия по аддитивным эффектам генов служат генетической предпосылкой сдвига при проведении отбора [1, 2].

Количественные признаки продуктивности растений определяются полимерными генами и характеризуются широким спектром изменчивости под влиянием условий среды. Поэтому важно знать, как наследуются в гибридах хозяйственно-ценные признаки родительских форм.

В данном исследовании проведено изучение характера наследования и комбинационная способность ярового ячменя по высоте растений. Получено 12 гибридных комбинаций по топкроссной схеме скрещивания, где в качестве сортов – тестеров служили районированный сорт Сауле и высокопродуктивные сорта Одесский 100, Донецкий 8. Гибриды F1 выращивали на однорядковых делянках длиной 50 см, в рядке высевали 12 зерен, в двухкратной повторности. Характер наследования определяли по степени доминирования по формуле Griffing B. Y., модификация Дорофеева В. Ф, Пушкиной П.А. [3]. Статистический анализ комбинационной способности проводился согласно математической модели В.Г.Вольфа и П.П Литуна [4]. Место проведения исследований – экспериментальный участок Казахского НИИ рисоводства, ОХ « Караултюбинское».

Из 12 сортов, включенных в анализ, самой низкой высотой растений (47-50 см) характеризовались сорта 5- 90, 5-137, Би-16, и выведенные нами селекционные линии 7/06 К, 4/06 К, 6/06 К. К числу относительно высокорослых (50-57 см) могут быть отнесены сорта Сауле, Донецкий 8, Би-17 и созданные нами селекционные линии 5/06 К, 12/06 К. Наиболее высоким стеблем характеризуются сорта Одесский 100 и 10/06 К, 11/06 К. У гибридов F1 в среднем высота растений была на 3,5 % выше, чем у родительских сортов. Самую низкую соломину сформировали гибриды с участием сортов 5-137, Би-16 а самую высокую - с участием сорта Одесский 100, Би-17.

В наших исследованиях по высоте растений в двух гибридных комбинациях проявилось сверхдоминирование, то есть первое поколение превышало по выраженности рассматриваемого признака лучшую родительскую форму. Однако сверхдоминирование признака считается отражением аллельных взаимодействий генов, селекция по которым может быть не результативной, потому что внутриаллельные эффекты действуют лишь в гетерозиготном состоянии. В двух гибридных комбинациях установлено доминирование в направлении родительской формы с меньшей высотой растений. У трех гибридов в F1 проявилась депрессия, в таких комбинациях отбор высокорослых форм следует начинать в более поздних поколениях. Проведение такого отбора возможно только в тех гибридных комбинациях, которые формируют относительно высокий стебель. У пяти гибридных комбинаций проявился промежуточный тип наследования и является результатом совместного действия аллелей одного и того же локуса и выражается их полусуммой. При аддитивной модели генотипическая варианса только аддитивная и фенотипические выражения величины признака наиболее близко отражают генотипические. В связи с этим, при аддитивном эффекте отбор по фенотипу позволяет отбирать соответствующие генотипы с точностью уже в ранних поколениях.

Таким образом, общий анализ характера наследования высоты растений у гибридов ячменя свидетельствует о том, что в основном промежуточный тир наследования характерен гибридам, полученные от скрещивания резко различающихся по изучаемому признаку родительских форм, а сверхдоминирование гибридам, полученные от скрещивания близких по значению высоты растения сортов.

Зная характер наследования признака, можно относительно эффективно отобрать и оценить селекционный материал на ранних этапах. Но определение общих закономерностей наследования количественных признаков недостаточно для рационального планирования селекционного процесса в конкретных популяциях. В этом отношении определение коэффициента наследуемости имеет важное значение. Минимальная величина коэффициента наследуемости при которой можно вести успешный отбор должна составлять 0,4 -0,5 % или 40-50 %. Если эта величина меньше допустимой, значит изменчивость в популяции в основном зависит от внешних условий или же в изучаемой популяции наблюдается слабая генетическая изменчивость и проведение отбора по селектируемому признаку нецелесообразно. По высоте растений в нашем исследовании были выделены гибридные популяции, сочетающие достаточно высокий коэффициент наследуемости и относительно низким коэффициентом вариации: 5-90 х Одесский 100; 5-90 х Сауле; Би-17 х Одесский 100; Би-17 х Донецкий 8; Би -16 х Одесский 100. В данных комбинациях скрещивания возможен отбор в ранних поколениях при условии высокой аддитивной вариансы. К ним отнесены 5-90 х Одесский 100; Би-17 х Одесский 100; Би -16 х Одесский 100 с промежуточным типом наследования. В таких комбинациях, где аддитивный характер взаимодействия генов сочетается с высоким коэффициентом наследуемости отбор можно проводить в ранних поколениях.

Очень важно из разнообразного исходного материала выделить формы, не только сочетающие ценный комплекс признаков, но и обладающие свойством передавать его потомству, какие комбинации скрещивания приведут к образованию желаемых трансгрессий. Одним из таких методов топкроссного анализа, позволяющих оценить генетические свойства сортов является определение комбинационной способности. Нами, по признаку “высота растений” выявлены существенные различия по общей и специфической комбинационной способности (Fфакт > Fтабл).

Таблица 1

Оценки эффектов ОКС и СКС по высоте стебля

Материнские формы	Эффекты СКС sij			Эффекты ОКС линий ĝ i	Варианса СКС линий σ²si	Варианса ОКС линий σ²gi
	Сауле	Одесский 100	Донецкий 8
5-9	+2	-2	-1	+0,2	4,43	0,02
5-7	+1	-6	+5	-8,6	30,93	33,9
Би-16	+4	-9	+5	-6,6	160,93	43,5
Би-17	-7	+17	-10	+15	210,5	264,9
Варианса CКС тестеров σ²sj	23,27	136,56	50,27
Эффекты ОКС тестеров ĝ j	-3,4	+5,8	-2,4
Варианса ОКС тестеров σ²gj	11,5	33,6	5,75
НСР0,05 (ОКС тестеров) = 0,51 НСР0,05 (ОКС линий) = 0,56
σ²si (средняя варианса СКС линий) = 78,81; σ²sj ( СКС тестеров) = 70,03;

Отличительной особенностью сирийских образцов ячменя является их низкорослость (не выше 50 см), как наиболее возможных генетических источников короткостебельности. Лучшими в селекционном отношении являются сортообразцы 5-9 и Би-16, отличившимися стойкими низкими ОКС по высоте и положительными по числу зерен, массе 1000 зерен, массе зерна с колоса, в сочетании с низкими эффектами ОКС по длине вегетационного периода (источники скороспелости). Довольно низкую ОКС по высоте имеют сорт-тестер Сауле, линия 5-7, но в ходе дальнейшего анализа комбинационной способности выявлено их отрицательное воздействие на все признаки продуктивности.

Одним из определяющих факторов при районировании того или иного сорта ячменя в условиях рисового севооборота Кызылординской области является высота растений, так как его в основном возделывают в качестве покровной культуры многолетних трав. Поэтому создание сортов с оптимальными размерами стебля (60-65 см), сочетающие скороспелость для избежания перерастания трав выше является актуальным направлением в селекции ячменя для данного региона. В этом отношении большой интерес для синтетической селекции представляют сорта Донецкий 8 и Би-16 с целью создания высокорослых скороспелых сортов ячменя для возделывания в условиях рисового севооборота в качестве покровной культуры. Среди отличившихся по ОКС сорта Одесский 100, Би-17 признак «высота растений» определяется аддитивно-доминантной генетической системой, так как они обладают и высокими вариансами СКС, что указывает на возможность проявления положительных трансгрессий в последующих поколениях.

Анализ варианс σ²s, σ²g для каждой родительской формы позволил определить ценность отдельных родительских форм. По относительной величине варианс ОКС и СКС выявлено, что при наследовании признака высоты значительную роль играют гены с доминантными и эпистатическими эффектами, так как σ²s >σ²g. Исключение составляет образец Би-17, где преобладание вариансы ОКС (σ²gi =264,9) над вариансой СКС (σ²si =210,5) указывает на то, что при детерминации признака играют гены с аддитивными эффектами и позволяет рекомендовать отбор в селекционном процессе по фенотипу.

Среди отличившихся по ОКС сорт Одесский 100 и сортообразец Би-17, характеризовались одновременно высокими вариансами СКС, представляющие генетическую ценность в синтетической селекции как источники высокорослости.

Таким образом, селекционно-генетическое изучение высоты растений у сортов ячменя различного эколого-географического происхождения на засоленных почвах рисовых систем Казахстанского Приаралья позволил выделить гибридные популяции, сочетающие достаточно высокий коэффициент наследуемости и относительно низким коэффициентом вариации, где рекомендуется отбор на ранних этапах, выделены источники высокорослости.

Литература:

1. Федин М.А., Силис Д.Я. Статистические методы генетического анализа // Москва «Колос», 1980, - стр. 59-85

2. В.К. Савченко Генетический анализ в сетевых пробных скрещиваниях // Минск «Наука и техника», 1984, - 222 стр.

3. Griffing B., Heredity //10, 1956, р. 31-50

4. Литун П.П., Вольф В.Г. Методические рекомендации по применению математических методов для анализа экспериментальных данных по изучению комбинационной способности // Харьков, 1980, - 77 стр.