Помощь студентам в учебе
ПОДБОР ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТОМАТА ПРИ СЕЛЕКЦИИ СКОРОСПЕЛЫХ ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ ДЛЯ ОТКРЫТОГО ГРУНТА В УСЛОВИЯХ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1. Современное состояние вопроса 9
1.1. Изменчивость признаков, связанных со скороспелостью у томата 9
1.2. Наследование признаков, связанных со скороспелостью у томата 12
1.3. Особенности проявления гетерозиса у томата 17
1.4. Методы оценки комбинационной способности 26
2. Методики, условия и исходный материал исследований 33
2.1. Методика проведения исследований 33
2.2. Условия проведения опытов 37
2.3. Исходный материал 39
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .. 42
3. Результаты исследований 42
3.1. Изучение коллекции образцов томата по основным
хозяйственно ценным признакам 42
3.2. Изменчивость морфологических и хозяйственно
ценных признаков у изученных образцов томата, связанных со скороспелостью 46
3.3. Изучение корреляций между продолжительностью меж¬
фазных периодов и другими признаками изученных образцов томата 50
3.4. Разработка модели гетерозисного гибрида Fi 55
3.5. Степень доминантности по хозяйственно ценным признакам гибридов F1, полученных методом топкросса 57
3.6. Наследование межфазных периодов в F], комбинационная
3.6.1 Продолжительность периода «всходы - цветение» у гибридов Fj, комбинационная способность и генетические пара¬метры линий томата различных групп спелости 62
3.6.2 Продолжительность периода «цветение-созревание» у
гибридов Fbкомбинационная способность и генетические параметры линий томата различных групп спелости 69
3.6.3 Продолжительность периода «всходы - созревание» у
гибридов Fi, комбинационная способность и генетические параметры линий томата различных групп спелости 74
3.7. Изучение выделившихся гибридов по урожайности
при диаллельных скрещиваниях 81
3.8. Устойчивость линий и гибридов томата к различным заболеваниям распространенным в открытом грунте 82
4. Предварительное испытание перспективных гибридов 86
5. Экономическая эффективность выращивания гибридов в
открытом грунте 88
Основные выводы 90
Рекомендации и предложения 91
Библиографический список 88
Приложения 107
1. Современное состояние вопроса 9
1.1. Изменчивость признаков, связанных со скороспелостью у томата 9
1.2. Наследование признаков, связанных со скороспелостью у томата 12
1.3. Особенности проявления гетерозиса у томата 17
1.4. Методы оценки комбинационной способности 26
2. Методики, условия и исходный материал исследований 33
2.1. Методика проведения исследований 33
2.2. Условия проведения опытов 37
2.3. Исходный материал 39
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .. 42
3. Результаты исследований 42
3.1. Изучение коллекции образцов томата по основным
хозяйственно ценным признакам 42
3.2. Изменчивость морфологических и хозяйственно
ценных признаков у изученных образцов томата, связанных со скороспелостью 46
3.3. Изучение корреляций между продолжительностью меж¬
фазных периодов и другими признаками изученных образцов томата 50
3.4. Разработка модели гетерозисного гибрида Fi 55
3.5. Степень доминантности по хозяйственно ценным признакам гибридов F1, полученных методом топкросса 57
3.6. Наследование межфазных периодов в F], комбинационная
3.6.1 Продолжительность периода «всходы - цветение» у гибридов Fj, комбинационная способность и генетические пара¬метры линий томата различных групп спелости 62
3.6.2 Продолжительность периода «цветение-созревание» у
гибридов Fbкомбинационная способность и генетические параметры линий томата различных групп спелости 69
3.6.3 Продолжительность периода «всходы - созревание» у
гибридов Fi, комбинационная способность и генетические параметры линий томата различных групп спелости 74
3.7. Изучение выделившихся гибридов по урожайности
при диаллельных скрещиваниях 81
3.8. Устойчивость линий и гибридов томата к различным заболеваниям распространенным в открытом грунте 82
4. Предварительное испытание перспективных гибридов 86
5. Экономическая эффективность выращивания гибридов в
открытом грунте 88
Основные выводы 90
Рекомендации и предложения 91
Библиографический список 88
Приложения 107
В целом Северо-Кавказский регион характеризуется жарким летом с низкой относительной влажностью воздуха, что неблагоприятно сказывается на завязиваемости плодов, а 2000-2002 годы были особенно жаркими и засушливыми, что вызвало массовое распространение вирусных болезней, в частности бронзовости, и столбура, поэтому хозяйства Ростовской области и Краснодарского края остались практически без урожая плодов томата. Одним из решений этой проблемы является выращивание скороспелых сортов и гибридов Fbкоторые успевают завязать и сформировать урожай в наиболее благоприятное время.
В настоящее время в связи с отсутствием скороспелых сортов и гибридов Fj в хозяйствах используют сорта и гибриды Ближнего Зарубежья. Основные площади хозяйств занимают сорта Персей, Факел и гибрид Со¬юз-8 F], районированный в 1996 году, селекции Приднестровского НИИСХ (г. Тирасполь, Молдавия) (Реестр селекционных достижений..., 2003 г).
Селекция на скороспелость связана с рядом трудностей, в частности, раннеспелые томаты обычно характеризуются низкой урожайностью. Со¬вместить скороспелость и высокую урожайность можно в гибриде Ftза счет правильного подбора родительских линий с высокой комбинационной способностью (Гусева Л И., 1989; Стрельникова Т.Р., 1997).
В связи с этим, исследования по оценке комбинационной способности линий и выяснение характера наследования признаков, связанных со скороспелостью, а также создание скороспелых гибридов F] представляются актуальными.
Целью исследований являлась оценка и подбор линий, обладающих комплексом хозяйственно ценных признаков и высокой комбинационной способностью, создание на их основе раннеспелых гибридов F] томата для открытого грунта Ростовской области Северо-Кавказского региона.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- оценить исходный материал по морфологическим и хозяйственно ценным признакам;
- изучить изменчивость хозяйственно ценных признаков томата, связанных со скороспелостью;
- установить корреляции между скороспелостью и основными морфологическими и хозяйственно ценными признаками;
- определить степень доминантности гибридов, полученных методом топкросса по основным хозяйственно ценным признакам
- изучить наследование межфазных периодов в F], комбинационную способность и генетические параметры линий томата, используя их в полных диаллельных скрещиваниях (12x12);
- выделить наиболее перспективные гибридов томата по хозяйствен¬но ценным признакам для условий открытого грунта в Ростовской области
- оценить линии и перспективные гибриды на устойчивость к фузариозному увяданию, ранней сухой пятнистости и столбуру
Объектом исследований являлась коллекциям томата, различного эколого-географического происхождения.
Предметом исследований являются оценка линий томата на комбинационную способность, характер наследования межфазных периодов в гибридах Fj.
Научная новизна. Впервые в Ростовской области при выращивании по безрассадной технологии в открытом грунте всесторонне изучены и оценены по скороспелости 173 образца различного эколого¬географического происхождения, на основе которых методом топкросса получено 80 гибридов, методом диаллельных скрещиваний 132 гибрида. Выделено 12 линий, обладающих комплексом хозяйственно ценных при¬знаков, у которых изучена комбинационная способность и выделен высоко скороспелый гибрид F] Г-456 (К-5хК-283). Установлена высокая корреляция между фенотипическим проявлением признака у линии и ее общей комбинационной способностью по признаку продолжительность периода «всходы-цветение» (г=0,61), продолжительность периода «всходы- созревание» (г=0,81). Установлено, что межфазные периоды в F] наследуются по типу промежуточного доминирования со значительным материнским эффектом и эффектом эпистаза, причем период «всходы- созревание» и «цветение-созревание» преимущественно контролируются аддитивными генами, а «всходы-цветение» как аддитивными, так и доминантами генами. Линия К-283 сокращала в гибридах период «всходы- созревание» за счет общей комбинационной способности на 7,8 дней, а за счет материнского эффекта на 2,6 дня.
Практическая значимость работы.
Из изученных 173 образцов томата, было выделено 67 наиболее скороспелых образцов, обладающих комплексом хозяйственно ценных признаков, которые рекомендуется использовать в селекции на скороспелость.
Установлено, что межфазные периоды в первом гибридном поколении наследуются промежуточно с эффектом эпистаза, причем линии с высокой общей комбинационной способностью по периоду «всходы- цветение» и «всходы-созревание» можно выделять по фенотипу (наименьшему числу дней в каждой группе), что позволяет оптимизировать селекционный процесс при создании скороспелых гетерозисных гибридов Fi.
Получен в условиях открытого грунта перспективный гибрид F] Г- 456, который превосходит по скороспелости (на 3 дня) и раннему урожаю на 10 % (за 15 дней плодоношения) лучший стандарт гибрид F] Союз-8.
Обоснованность и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями страны. Все выводы и предложения подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой данных.
Работа выполнена автором лично на опытных участках Государственного научного учреждения Бирючекутская овощная селекционная опытная станция.
Апробация работы. Основные положения диссертации были изложены на заседаниях Методической комиссии «Селекция и семеноводство». Результаты доложены и опубликованы в материалах Молодежной научной конференции «Экологические аспекты агроландшафтов» (п. Персиановский, 1999); Молодежной научной конференции «Пути решения экологических проблем в сельском хозяйстве» (п. Персиановский, 2000); Молодежной научной конференции «Актуальные проблемы экологии в сельско¬хозяйственном производстве» (п. Персиановский, 2001).
Экономическая эффективность. Экономическая эффективность результатов исследований определяется использованием скороспелого гетерозисного гибрида F) Г-456 (К-5 х К-283) при выращивании в открытом грунте, что позволило получить прибыль 221,1 тыс. руб. с га за счет реализации плодов в более ранние сроки.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах компьютерного текста, содержит 27 таблицы, 10 рисунков, состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы, включающего 160 источников, из них 25 иностранных, и 18 приложений.
Автор выражает искреннюю, глубокую благодарность научному руководителю д.с.-х.н., профессору Игнатовой С.И., к.с-х.н., Огневу В.В., директору ГНУ БОСОС Юрову А.И., с.н.с. Гармашовой А.П., м.н.с. Барбарицкому А.Ю., к.е.-х.н. Терешонковой Т.А. за оказанную ими всестороннюю помощь и поддержку при выполнении данной работы.
В настоящее время в связи с отсутствием скороспелых сортов и гибридов Fj в хозяйствах используют сорта и гибриды Ближнего Зарубежья. Основные площади хозяйств занимают сорта Персей, Факел и гибрид Со¬юз-8 F], районированный в 1996 году, селекции Приднестровского НИИСХ (г. Тирасполь, Молдавия) (Реестр селекционных достижений..., 2003 г).
Селекция на скороспелость связана с рядом трудностей, в частности, раннеспелые томаты обычно характеризуются низкой урожайностью. Со¬вместить скороспелость и высокую урожайность можно в гибриде Ftза счет правильного подбора родительских линий с высокой комбинационной способностью (Гусева Л И., 1989; Стрельникова Т.Р., 1997).
В связи с этим, исследования по оценке комбинационной способности линий и выяснение характера наследования признаков, связанных со скороспелостью, а также создание скороспелых гибридов F] представляются актуальными.
Целью исследований являлась оценка и подбор линий, обладающих комплексом хозяйственно ценных признаков и высокой комбинационной способностью, создание на их основе раннеспелых гибридов F] томата для открытого грунта Ростовской области Северо-Кавказского региона.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- оценить исходный материал по морфологическим и хозяйственно ценным признакам;
- изучить изменчивость хозяйственно ценных признаков томата, связанных со скороспелостью;
- установить корреляции между скороспелостью и основными морфологическими и хозяйственно ценными признаками;
- определить степень доминантности гибридов, полученных методом топкросса по основным хозяйственно ценным признакам
- изучить наследование межфазных периодов в F], комбинационную способность и генетические параметры линий томата, используя их в полных диаллельных скрещиваниях (12x12);
- выделить наиболее перспективные гибридов томата по хозяйствен¬но ценным признакам для условий открытого грунта в Ростовской области
- оценить линии и перспективные гибриды на устойчивость к фузариозному увяданию, ранней сухой пятнистости и столбуру
Объектом исследований являлась коллекциям томата, различного эколого-географического происхождения.
Предметом исследований являются оценка линий томата на комбинационную способность, характер наследования межфазных периодов в гибридах Fj.
Научная новизна. Впервые в Ростовской области при выращивании по безрассадной технологии в открытом грунте всесторонне изучены и оценены по скороспелости 173 образца различного эколого¬географического происхождения, на основе которых методом топкросса получено 80 гибридов, методом диаллельных скрещиваний 132 гибрида. Выделено 12 линий, обладающих комплексом хозяйственно ценных при¬знаков, у которых изучена комбинационная способность и выделен высоко скороспелый гибрид F] Г-456 (К-5хК-283). Установлена высокая корреляция между фенотипическим проявлением признака у линии и ее общей комбинационной способностью по признаку продолжительность периода «всходы-цветение» (г=0,61), продолжительность периода «всходы- созревание» (г=0,81). Установлено, что межфазные периоды в F] наследуются по типу промежуточного доминирования со значительным материнским эффектом и эффектом эпистаза, причем период «всходы- созревание» и «цветение-созревание» преимущественно контролируются аддитивными генами, а «всходы-цветение» как аддитивными, так и доминантами генами. Линия К-283 сокращала в гибридах период «всходы- созревание» за счет общей комбинационной способности на 7,8 дней, а за счет материнского эффекта на 2,6 дня.
Практическая значимость работы.
Из изученных 173 образцов томата, было выделено 67 наиболее скороспелых образцов, обладающих комплексом хозяйственно ценных признаков, которые рекомендуется использовать в селекции на скороспелость.
Установлено, что межфазные периоды в первом гибридном поколении наследуются промежуточно с эффектом эпистаза, причем линии с высокой общей комбинационной способностью по периоду «всходы- цветение» и «всходы-созревание» можно выделять по фенотипу (наименьшему числу дней в каждой группе), что позволяет оптимизировать селекционный процесс при создании скороспелых гетерозисных гибридов Fi.
Получен в условиях открытого грунта перспективный гибрид F] Г- 456, который превосходит по скороспелости (на 3 дня) и раннему урожаю на 10 % (за 15 дней плодоношения) лучший стандарт гибрид F] Союз-8.
Обоснованность и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями страны. Все выводы и предложения подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой данных.
Работа выполнена автором лично на опытных участках Государственного научного учреждения Бирючекутская овощная селекционная опытная станция.
Апробация работы. Основные положения диссертации были изложены на заседаниях Методической комиссии «Селекция и семеноводство». Результаты доложены и опубликованы в материалах Молодежной научной конференции «Экологические аспекты агроландшафтов» (п. Персиановский, 1999); Молодежной научной конференции «Пути решения экологических проблем в сельском хозяйстве» (п. Персиановский, 2000); Молодежной научной конференции «Актуальные проблемы экологии в сельско¬хозяйственном производстве» (п. Персиановский, 2001).
Экономическая эффективность. Экономическая эффективность результатов исследований определяется использованием скороспелого гетерозисного гибрида F) Г-456 (К-5 х К-283) при выращивании в открытом грунте, что позволило получить прибыль 221,1 тыс. руб. с га за счет реализации плодов в более ранние сроки.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах компьютерного текста, содержит 27 таблицы, 10 рисунков, состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций производству, списка литературы, включающего 160 источников, из них 25 иностранных, и 18 приложений.
Автор выражает искреннюю, глубокую благодарность научному руководителю д.с.-х.н., профессору Игнатовой С.И., к.с-х.н., Огневу В.В., директору ГНУ БОСОС Юрову А.И., с.н.с. Гармашовой А.П., м.н.с. Барбарицкому А.Ю., к.е.-х.н. Терешонковой Т.А. за оказанную ими всестороннюю помощь и поддержку при выполнении данной работы.
1. В условиях Ростовской области Северо-Кавказского региона изучено 173 образца различных групп спелости культурного томата, различного эколого-географического происхождения, из них выделено 12 линий, различающихся по длине межфазных периодов.
2. Установлено, что изменчивость у образцов из ранней и среднеранней групп спелости была низкой как для всего периода «всходы- созревание» (4,07%), так и для его составляющих (6,46-6,86%)
3. Между признаком продолжительность периода «всходы-созревание» установлена высокая корреляция с признаками: продолжительность периода «цветение-созревание» (г=0,91), «число листьев до первого соцветия» (г=0,72), «высота растения» (г=0,74); между признаком продолжи¬тельность периода «всходы-цветение» и признаком «урожай с 1 куста» (г=- 0,59), а также между признаком продолжительность периода «цветение- созревание» и «высота растения»(г=0,73).
4. Разнообразие изученных 132 гибридов Бромата по межфазным периодам «всходы-цветение», «цветение-созревание» и «всходы - созревание» определяется, главным образом, различиями между родительскими линиями по общей комбинационной способности и, в меньшей мере, - по специфической.
5. Признак продолжительность периода «всходы-цветение» у полученных гибридов F1 почти в равной мере контролируется аддитивными и доминантными генами, обеспечивающие общую комбинационную способность линий, и аллельными и неаллельными взаимодействиями генов, обуславливающих специфическую комбинационную способность.
6. Признак продолжительность периода «цветение-созревание» и продолжительность периода «всходы-созревание» контролируется в большей мере аддитивными генами, определяющими общую комбинационную способность.
7. В наследовании линиями томата всех межфазных периодов «всходы- цветение», «цветение-созревание» и «всходы-созревание» наблюдалось промежуточное наследование и комплиментарный эпистаз вне зависимости от различий линейного материала по этим периодам.
8. Линия К-283 сокращала в гибридах период «всходы-созревание» за счет общей комбинационной способности на 7,8 дней, а на 2,6 дня.
9. Донорами скороспелости являются линии П-1, К-283, К-5, так как они характеризовались высоким отрицательным эффектом ОКС по признаку продолжительность периода «всходы-созревание», что приводило к сокращению периода в гибридах F| на 3,9-7,8 дней, причем линия К-283 сокращала его дополнительно на 2,6 дня за счет материнского эффекта.
10. В анализируемой группе линий коэффициент корреляции между ОКС и фенотипическим выражением признака «всходы-созревание» имеет высокое положительное значение (г=0,81), поэтому возможен отбор образцов с высоким ОКС по фенотипу (наименьшему числу дней в каждой группе).
2. Установлено, что изменчивость у образцов из ранней и среднеранней групп спелости была низкой как для всего периода «всходы- созревание» (4,07%), так и для его составляющих (6,46-6,86%)
3. Между признаком продолжительность периода «всходы-созревание» установлена высокая корреляция с признаками: продолжительность периода «цветение-созревание» (г=0,91), «число листьев до первого соцветия» (г=0,72), «высота растения» (г=0,74); между признаком продолжи¬тельность периода «всходы-цветение» и признаком «урожай с 1 куста» (г=- 0,59), а также между признаком продолжительность периода «цветение- созревание» и «высота растения»(г=0,73).
4. Разнообразие изученных 132 гибридов Бромата по межфазным периодам «всходы-цветение», «цветение-созревание» и «всходы - созревание» определяется, главным образом, различиями между родительскими линиями по общей комбинационной способности и, в меньшей мере, - по специфической.
5. Признак продолжительность периода «всходы-цветение» у полученных гибридов F1 почти в равной мере контролируется аддитивными и доминантными генами, обеспечивающие общую комбинационную способность линий, и аллельными и неаллельными взаимодействиями генов, обуславливающих специфическую комбинационную способность.
6. Признак продолжительность периода «цветение-созревание» и продолжительность периода «всходы-созревание» контролируется в большей мере аддитивными генами, определяющими общую комбинационную способность.
7. В наследовании линиями томата всех межфазных периодов «всходы- цветение», «цветение-созревание» и «всходы-созревание» наблюдалось промежуточное наследование и комплиментарный эпистаз вне зависимости от различий линейного материала по этим периодам.
8. Линия К-283 сокращала в гибридах период «всходы-созревание» за счет общей комбинационной способности на 7,8 дней, а на 2,6 дня.
9. Донорами скороспелости являются линии П-1, К-283, К-5, так как они характеризовались высоким отрицательным эффектом ОКС по признаку продолжительность периода «всходы-созревание», что приводило к сокращению периода в гибридах F| на 3,9-7,8 дней, причем линия К-283 сокращала его дополнительно на 2,6 дня за счет материнского эффекта.
10. В анализируемой группе линий коэффициент корреляции между ОКС и фенотипическим выражением признака «всходы-созревание» имеет высокое положительное значение (г=0,81), поэтому возможен отбор образцов с высоким ОКС по фенотипу (наименьшему числу дней в каждой группе).