Способность современных образцов ярового тритикале
Яровая тритикале, общая комбинационная способность, специфическая комбинационная способность, гибрид, гетерозис
Современные сорта тритикале созданы методами, общепринятыми для самоопыляющиеся культур. Но в последнее время в мире широко обсуждается возможность создания гетерозисных гибридов тритикале. Доказано, что гетерозис может с успехом применяться для повышения урожайности и отдельных компонентов качества зерна [1, 2]. Важным этапом создания гетерозисных гибридов является изучение комбинационной способности образцов и изменчивости под влиянием различных условий, что значительно повышает эффективность поиска лучших родительских компонентов для гибридов Fj [3].
Предыдущими исследованиями комбинационной способности образцов тритикале отмечено широкое варьирование показателей общей (СКЗ), специфической (СКЗ) комбинационной способности, взаимодействия СКЗ со средой и СКЗ со средой по всем компонентам урожайности в тритикале [4, 5, 6, 7].
Учитывая значительную взаимодействие СКЗ со средой, Т. Barker и G. Уаты ?; Ье8етдкреслюють необходимость оценки родительских компонентов в различных условиях. Они установили, что преобладающим источником варьирования показателей по зерновой производительностью является взаимодействие СКЗ со средой. Поэтому проявление специфической комбинационной способности родительских компонентов необходимо проводить в различных условиях [8]. Большинство исследований проведена на сортах озимого тритикале.
Целью наших исследований было определение эффекта общей комбинационной способности (СКЗ) и вариансы специфической комбинационной способности (СКЗ) современных образцов ярового тритикале украинской и зарубежной селекции по высоте растений и компонентами урожайности.
© В. С. Мельник, В. К. Рябчун, 2011.
ISSN 0582-5075. Селекция и семеноводство. 2011. Выпуск 99.
Исследования проводились в 2007 — 2010 гг на экспериментальной базе Института растениеводства им. В. Я. Юрьева. К гибридизации были привлечены 5 материнских форм: Аист харьковский, Соловей харьковский, Николай (Украина), Kargo (Польша), IU042638 (Мексика), и 4 родительских: Хлебодар харьковский, Каравай харьковский, Молодец харьковский, Харьков АВИАС. Гибридизацию проводили путем ручной кастрации и опыления «ТВЭЛ-методом». Гибриды Fi высевали в 2008 — 2010 гг строками длиной 1 м с междурядьем 15 см по схеме: материнская форма, Fi, родительская форма в двукратной повторности. Норма высева — 40 зерен на 1 м. У гибридов определяли высоту растений и компоненты урожайности: длина колоса, количество колосков в колосе, количество зерен с колоса, масса зерна с колоса и масса 1000 зерен путем проведения структурного анализа 20 растений с каждого повторения родительских компонентов и гибридов. Комбинационная способность определялась по модели Грифинга 1 [9]. Статистическую обработку проводили методами дисперсионного анализа [10].
Годы дослиджгнь значительно отличались по погодным условиям, что позволило оценить уровень и стабильность проявления комбинационной способности образцов в различных условиях.
Погодные условия 2008 года были благоприятными для роста, развития и формирования урожая зерна ярового тритикале. С апреля по август выпало 214,2 мм осадков при средней многолетней 209,5 мм, а средняя температура воздуха за этот период составляла 16,8 оС, что на 1,1 оС выше средней многолетней (15,7 оС). Теплая погода в мае, июне и достаточное количество влаги на это время способствовали формированию крупного хорошо озерненого колоса.
Условия 2009 года оказались неблагоприятными за температурным режимом и влагообеспеченностью, что повлияло на характер роста, развития растений тритикале ярового и формирования урожая зерна. После посева осадков не наблюдалось, кроме того были существенные суточные колебания температуры, при которых лестница появились на 15 сутки. Недостаточное количество влаги отмечалась в течение всего вегетационного периода. В июне и июле помимо дефицита осадков наблюдалось также повышение температуры воздуха. Такие погодные условия неблагоприятно повлияли на продуктивность растений ярового тритикале.
В 2010 году наблюдалась засуха в течение всего периода вегетации. Несколько дождей в середине и конце мая позволили сформировать растениям хороший колос и стеблестий. Вследствие резкого повышения температуры в середине июня (до 30 — 36 оС) и июле (до 40о С) условия для роста и развития растений ухудшились. Длительная нехватка влаги отметилась на формировании и наливе зерна, что снизило массу 1000 зерен и привело к снижению урожайности.
Результаты наших исследований, проведенных в разные по погодным условиям годы, показали значительную вариабельность проявления эффектов СКЗ и вариансы СКУ сортов ярового тритикале в зависимости от условий выращивания и генетических особенностей.
Общая комбинационная способность проявляется преимущественно за счет эффектов аддитивного действия генов и отражающий среднюю ценность сорта (линии) в гибридных комбинациях. СКЗ измеряется средней величиной отклонения признаки по всем гибридах, созданных при участии линии, от общей средней по всем гибридах.
По высоте растений эффекты СКЗ были стабильно высокими по годам исследований у сортов Соловей харьковский и Kargo, что указывает на преобладание генетических факторов, которые повышают высоту растений в первом гибридном поколении (табл. 1).
Таблица 1
Эффекты общей комбинационной способности сортов ярового тритикале,
2008-2010 гг
* Существенно высокая СКЗ
Независимо от условий года, стабильно низкой СКЗ по высоте растений имел среднерослый сорт Николай, что указывает на его ценность как родительского компонента в селекционной работе на снижение высоты у гибридов F1.
Среди других сортов эффекты СКЗ по высоте растений варьировали от -10,09 до 5,55 и в большинстве случаев существенно отличались по годам исследований.
По признаку длина колоса только сорт Соловей харьковский, показал высокие эффекты СКЗ течение трех лет, поэтому существует высокая вероятность достичь у гибридов Fь созданных с его участием, увеличение длины колоса, по сравнению с родительскими формами.
По количеству колосков в колосе стабильно высокие положительные эффекты СКЗ имели сорта Николай и Каравай харьковский. Большинство сортов, в зависимости от условий года, меняли эффекты СКЗ от подлинно низких до достоверно высоких или имели средние значения СКЗ.
По количеству зерен с колоса стабильно высокий эффект СКЗ имел сорт Ле-Гинь харьковский. Наибольшее значение эффекта СКЗ у него наблюдалось в наиболее благоприятных условиях 2008 года (5,87). В засушливых условиях 2009 и 2010 годах этот показатель был значительно ниже, хотя и статистически достоверным — 0,40 и 0,39 соответственно.
По признаку масса зерна с колоса, которая является очень важным элементом структуры урожая, стабильно высокое СКЗ протяжении всех лет исследований показывали сорта Каравай харьковский и Хлебодар харьковский. Это подтверждает селекционную ценность этих сортов при селекции на повышение зерновой продуктивности. Сорт Каравай харьковский — единственный среди исследуемых сортов имел стабильно высокие эффекты СКЗ по массе 1000 зерен.
Сравнивая эффекты СКЗ по годам в пределах сорта, следует отметить, что у сортов, которые имели стабильно высокое СКЗ, наивысшее ее проявление наблюдался в 2008 году, т.е. при оптимальных погодных условий. Это касается эффектов СКЗ по всем исследуемым признакам, кроме массы 1000 зерен. По последней, высокий показатель СКЗ у сорта Каравай харьковский наблюдался в довольно засушливом 2010 году.
Специфическая комбинационная способность обусловлена ??эффектами доминирования или эпистаз. Эффекты неадитивнои взаимодействия генов проявляются в первом поколении, поэтому СКУ имеет очень важное значение в гетерозисных селекции для выявления ценных генотипов [9].
Высокую СКС по высоте растений в 2008 — 2010 гг имели сорта в комбинациях скрещиваний Ка ^ о / Хлебодар и Соловей / Коровай. Увеличение высоты у гибридов во многих случаях связано с повышением урожайности [3], но при неблагоприятных погодных условиях может привести к полеганию. В гибридной комбинации Ка ^ о / Молодец родительские формы способны снижать высоту гибридов независимо от условий года (табл. 2).
Стабильное повышение длины колоса обеспечивали сорта в комбинациях: Аист / Молодец, Николай / Хлебодар и Соловей / Молодец, причем в первых двух из приведенных гибридных комбинаций наблюдались также и стабильно высокое СКС по количеству колосков в колосе.
Таблица 2
Варианса специфической комбинационной способности сортивярого тритикале,
2008-2010 гг
* Достоверно высокая СКУ, ** достоверно низкая СКЗ
По количеству зерен с колоса высокая СКУ за все годы исследований наблюдалась у сортов в комбинациях Ка ^ о / Каравай, Николай / Хлебодар и Соловей / Коровай. Высокую ценность для повышения озерности колоса у гибридов представляют также комбинации скрещиваний Аист / Молодец, Ш042638/Коровай и Ш042638/Х-АВИАС, которые имели достаточно высокие показатели СКЗ при выращивании в очень засушливых условиях 2009 и 2010 гг, а сорта в комбинациях Аист / Хлебодар и Ш042638/Легинь- наоборот, имели высокую СКЗ при благоприятных условиях выращивания 2008 года.
Способность существенно повышать масса зерна с колоса независимо от условий года показали сорта в комбинациях скрещиваний: Kargo / Каравай, Николай / Хлебодар и Соловей / Молодец. Гибридные комбинации Аист / Хлебодар, Мико-ла / Молодец и Соловей / Каравай имели достоверно высокую СКУ только при выращивании при благоприятных условиях.
По массе 1000 зерен стабильно высокое СКУ по годам исследований наблюдалась в гибридной комбинации Ш042638/Легинь, которая по другим признакам не было высоких эффектов СКУ, кроме знамения количество зерен с колоса в 2008 г. Высокую селекционную ценность также представляют гибридные комбинации Николай / Х — АВИАС , Соловей / Хлебодар и Ш042638/Х-АВИАС, которые способны повышать массу 1000 зерен у гибридов Fj при неблагоприятных условиях.
Выводы. Способность отдельных генотипов ярового тритикале обеспечивать стабильно высокую комбинационную способность независимо от условий года достаточно ценной характеристикой для прогнозирования эффектов гетерозиса в потомстве.
Для снижения высоты гибрида и повышение количества колосков в колосе целесообразно использовать по материнской формы сорт Николай. При скрещивании его с сортом Хлебодар харьковский проявляются стабильно высокие вариансы СКУ по большинству ценных хозяйственных признаков: длиной колоса, количеством колосков и зерен в колосе, массой зерна с колоса.
По длине колоса стабильно высокое СКЗ имеет сорт Соловей харьковский. Высокие вариансы СКУ независимо от условий среды имеют комбинации скрещиваний Аист / Молодец, Николай / Хлебодар и Соловей / Молодец.
По количеству зерен с колоса стабильно высокий эффект СКЗ имел сорт Молодец харьковский, а стабильно высокое СКУ — родительские компоненты в комбинациях Kargo / Каравай, Николай / Хлебодар и Соловей / Коровай.
Для повышения зерновой продуктивности колоса значительную селекционную ценность представляют образцы ярового тритикале в комбинациях скрещиваний Kargo / Каравай, Николай / Хлебодар и Соловей / Молодец.
По массе 1000 зерен стабильно высокое СКУ имеет гибридная комбинация Ш042638/Легинь.
Лучшие по результатам исследований родительские компоненты будут использованы при создании гибридов ярового тритикале.