пшеница
Пшеница мягкая озимая, возбудитель, болезнь, пятнистости листьев, устойчивость, корреляции
Последнее время микозного пятнистости листьев представляют значительную опасность среди болезней пшеницы мягкой озимой, которые с каждым годом приобретают все большей распространенности и растет их разнообразие. Основным направлением решения проблемы уменьшения потерь урожая и повышения продуктивности зерновых культур является создание сортов с длительной устойчивостью к наиболее опасных возбудителей болезней сельскохозяйственных культур [1].
В селекции на устойчивость растений к болезням и вредителям теоретической основой является определение корреляционных зависимостей [2]. Величина коэффициентов корреляции и их направленность в полной мере зависят от исходного материала, изучаемого и условий проведения опытов [3].
Академик П.Н. Жуковский [4] указывал остроту проблемы сцеплен-ности генов, потому что в природе сочетание полезных признаков с нежелательными довольно распространенное явление. Часто устойчивость не имеет положительной корреляции с другими ценными хозяйственными показателями, которые являются важными для формирования устойчивых урожаев.
По данным мировой литературы известно, что наиболее урожайные и устойчивые к неблагоприятным факторам сорта пшеницы мягкой озимой должны иметь оптимально сбалансированное развитие всех элементов производительности, а не максимально возможное значение отдельного признака [5, 6].
Целью наших исследований было создание исходного материала для селекции пшеницы мягкой озимой с устойчивостью к микозной пятнистости листьев. Исследования проводили в полевом питомнике лаборатории устойчивости растений к биотических факторов Института растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН
© В. А. Музафарова, 2011.
ISSN 0582-5075. Селекция и семеноводство. 2011. Выпуск 99.
в течение 2005 — 2008гг. В качестве исходного материала использовали 8сортив пшеницимьякои озимой различного эколого-географического происхождения, в т.ч. рекомендованных государственной инспекцией сортоиспытания Харьковской области (Харьковская 96, Харьковская 105, Донецкая 48, Подолянка, Одесская 267, Василиса, Белоснежка, Ермак). В качестве источников устойчивости привлечено 3 сорта тестеры (Альянс, Совершенная, Crimson) и 1 линия лаборатории фитопатологии НЦНС — СГИ НААН — 157/8-4, которая сочетает в себе устойчивость не только к пятнистостей, но и к другим листовых болезней.
Искусственный инфекционный и провокационный фоны создавали по общепринятым в Украину методиками [6, 7]. Учитывали пораженность сортов озимой мягкой пшеницы по шкале Saari, Preskotta [6].
Для запланированного изучения генетической основы устойчивости образцов пшеницы ежегодно проводили скрещивания по общепринятым методикам [8] в количестве 32-40 комбинаций согласно генетической схеме топкросс, при которой образцы изучали, скрещивали с 4 родительскими образцами. Для обработки экспериментальных данных методом корреляционного анализа использовали обще принятую методику [9].
Установлено, что гидротермический режим имеет значительное влияние на пораженность листьев микозного пятнистости пшеницы мягкой озимой. Так, по-годные условия в годы исследований (2004-2008 гг) были засушливыми или остро засушливыми в период интенсивного развития патогена. По определению комплексного показателя гидротермического режима условий выращивания пшеницы нами установлено, что снижение ГТК до уровня 0,7-1,0 ограничивает развитие болезни и снижает процент поражения растений возбудителями листовых пятнистостей.
При резком изменении погодных условий (рис. 1) в период развития патогенов отмечается снижение их влияния на растения. Во многих случаях, когда ГТК ниже средней многолетней нормы, споры вообще не способны бу ли прорастать. Такие резкие гидротермической колебания (ГТК = 0,0 — 4,2), которые сложились в период исследований, негативно повлияли на распространенность и развитие листовых пятнистостей пшеницы мягкой озимой.
При благоприятных гидротермических условий (ГТК = 1,3 — 1,6) для развития болезней проявляется значительный их негативное влияние, но когда ГТК = 0,4 — 1,0 (очень засушливые и засушливые условия), то негативное влияние замедляется, и проявления симптомов незаметны.
За летний период вегетации растений озимой пшеницы в годы исследований отмечалось повышение температуры выше 35 0С с относительной влажностью воздуха менее 65%. Такие условия ограничивали развитие и распространенность болезни на растениях.
Анализ зависимостей в устойчивых к возбудителям болезней сортов пшеницы мягкой озимой позволил установить определенный характер взаимоотношений между основными элементами структуры урожая и биологическими свойствами (табл. 1).
Рис. 1 — Показатели гидротермического коэффициента в период массового поражения растений пшеницы мягкой озимой листовыми пятнистости за годы исследований
Как показали результаты анализа материнских форм сортов пшеницы мягкой озимой тесную корреляцию замечено между озерненистю главного колоса и массой зерна с главного колоса и массой зерна с главного колоса и массой 1000 зерен (г = 0,74). Установлены высокие положительные и достоверные коэффициенты корреляции между высотой растений и массой зерна с главного колоса и массой 1000 зерен (г = 0,64 — 0,67). Эти взаимосвязи имеют большую практическую селекционную ценность.
Средняя положительная зависимость установлена ??между количеством продуктивных стеблей, высотой растений, озерненистю главного колоса, массой зерна с главного колоса и устойчивостью, а именно г = 0,32 г = 0,33 г = 0,59 и г = 0,29 соответственно с признаком. Всего коэффициенты корреляции между признаками невысоки, что свидетельствует о сложности самой зависимости между генами и продуктами их взаимодействия.
Достоверная отрицательная корреляция получена между количеством продуктивных стеблей и массой 1000 зерен (г = -0,67). При повышении уровня поражения патогеном снижается устойчивость растения, на что и указывает обратная зависимость между показателем интенсивности поражения и устойчивостью (г = -0,98). Практически не влияла интенсивность поражения и устойчивость на массу 1000 зерен, корреляционная зависимость на уровне г = -0,11 и г = 0,15.
Таблица 1
Коэффициенты корреляции между ценными хозяйственными признаками и устойчивостью к возбудителям микозного пятнистостей листья у материнских форм пшеницы мягкой
озимой (2005-2008 гг)
Примечание: * — существенно на 5% уровне
Следовательно, интенсивность поражения растений не имела значительного влияния на массу зерна с главного колоса и массу 1000 зерен, а средняя по степени корреляция зафиксирована между показателями количества продуктивных стеблей и высоты растений г = — 0,35 и г = -0,32 соответственно.
Небольшие коэффициенты корреляции между ценными хозяйственными признаками пшеницы мягкой озимой и показателем поражения указывают на низкий уровень болезни, обусловлен неблагоприятными гидротермическими условиями для роста и развития патогена.
Анализ корреляционных зависимостей между ценными хозяйственными признаками (табл. 2) и устойчивостью к возбудителям микозного пятнистостей листья родительских форм позволил установить положительные корреляции на достоверном уровне между озерненистю главного колоса и массой зерна с главного колоса, массой 1000 зерен г = 0,99 и г = 0,98 соответственно признаки и массой зерна с главного колоса и массой 1000 зерен (г = 0,99).
Также зафиксировано положительный уровень корреляции на достоверном уровне между высотой растений и озерненистю главного колоса, массой зерна с главного колоса и массой 1000 зерен, а именно г = 0,74 г = 0,70 и г = 0,64 соответственно признаки и между количеством продуктивных стеблей, озерненистю главного колоса, массой зерна с главного колоса, массой 1000 зерен и устойчивостью г = 0,65 г = 0,60 г = 0,66 и г = 0,75.
Таблица 2
Коэффициенты корреляции между ценными хозяйственными признаками и устойчивостью к возбудителям микозного пятнистостей листья родительских форм пшеницы мягкой озы
мои (2005-2008 гг)
Примечание: * — существенно на 5% уровне
Положительную зависимость зафиксировано между устойчивостью к болезни и такими важными компонентами как озерненисть главного колоса (г = 0,60), масса зерна с главного колоса (г = 0,66), масса 1000 зерен (г = 0,75).
Поэтому при подборе форм с высокими ценными хозяйственными показателями следует обращать особое внимание на вышеприведенные признаки, которые сами по себе являются составляющими высокой потенциальной урожайности.
Достоверно обратную корреляционная зависимость зафиксировано между количеством продуктивных стеблей и высотой растений (г = -0,74), между озерненистю главного колоса интенсивностью поражения (г = -0,67), массой зерна с главного колоса и интенсивностью поражения (г = -0, 73), массой 1000 зерен и интенсивностью поражения (г = -0,82), а также между устойчивостью и интенсивностью поражения (г = -0,96).
Таким образом, интенсивность поражения оказала существенное влияние на такие основные структурные показатели: озерненисть главного колоса, масса зерна с главного колоса, масса 1000 зерен; есть повышение уровня пораженности болезнью приводит к снижению ценных хозяйственных компонентов, что в дальнейшем приводит к уменьшению урожайности пшеницы мягкой озимой.
При корреляционном анализе гибридов второго поколения (Б2) пшеницы мягкой озимой (табл. 3) зафиксирован высокий связь между массой зерна с главного колоса и массой 1000 зерен (г = 0,80) и между высотой растений и массой зерна с главного колоса (г = 0,66).
Средняя степень корреляции установлены между высотой растений и массой 1000 зерен (г = 0,52) и озерненистю главного колоса и массой зерна с главного колоса (г = 0,57), озерненистю главного колоса и массой 1000 зерен (г = 0,53) . Положительную зависимость среднего уровня зафиксировано между количеством продуктивных стеблей и устойчивостью (г = 0,34), озерненистю главного колоса и устойчивостью к пятнистостей листьев (г = 0,30).
Высокую достоверно отрицательную корреляцию зафиксировано между интенсивностью поражения и устойчивостью (г = -0,63).
Интенсивность поражения растений гибридов второго поколения практически не влияла на ее основные структурные показатели. В данных гибридов отмечено положительная связь между массой зерна с главного колоса и массой 1000 зерен, а также достоверно отрицательную корреляцию между интенсивностью поражения и устойчивостью.
Таблица 3
Коэффициенты корреляции между ценными хозяйственными признаками и устойчивостью к возбудителям микозного пятнистостей листьев гибридов F2 пшеницы мягкой озимой
(2007-2008 гг)
Примечание: * — существенно на 5% уровне
Выводы. Снижение ГТК до уровня 0,7-1,0 негативно влияет на развитие болезней и процент поражения пшеницы листовыми пятнистости. При резком изменении погодных условий в период развития патогенов резко снижается их влияние на растения живителив.
Таким образом, метод парной корреляции, который используется для выявления уровня проявления и значений селекционно-значимых признаков, способствовал получению достоверной зависимости среднего уровня таких составляющих урожайности как количество продуктивных стеблей, высота растений, озерненисть главного колоса, масса 1000 зерен и бал устойчивости к патогена ( положительная сопряженность в материнских г =
32. г = 0,33 г = 0,59 и г = 0,29 и родительских сортов г = 0,60 г = 0,66 и г = 0,75) пшеницы мягкой озимой.
Анализ растений гибридного поколинняпшеници мягкой озимой (Б2) позволил выявить средний влияние стойкости на формирование количества продуктивных стеблей (г = 0,34,) и на озерненисть из главного колоса (г = 0,30). Очевидно, что развитие болезни в определенной степени негативно влияет на формирование вышеуказанных признаков.
Невысокие коэффициенты корреляции между компонентными признакам указывают на наличие компенсаторных взаимосвязей между ними и свидетельствуют о сложных процессах взаимодействия частей генетической формулы, проявляется в онтогенезе.