Селекция на многопочатковость как метод повышении урожайности кукурузы

№89-1,

биологические науки

Приводятся результаты оценок общей и специфической комбинационной способности и генетической оценки параметров количественных признаков, перспективных для Кабардино-Балкарии многопочатковых линий кукурузы. Показано, что большинство линий обладают высокой общей комбинационной способностью. В генетическом контроле признака “число початков” у изученных линий установлено неполное доминирование. В генетическом контроле признаков “урожайность зерна” у линий установлено сверхдоминирование и симметрия в распределении доминантных и рецессивных аллелей.

Похожие материалы

К числу важнейших решаемых проблем в создании новых, более урожайных гибридов следует отнести исследования, связанные с получением исходного материала кукурузы с двумя и более початками на одном растении.

В связи с этим внимание селекционеров и генетиков уже давно обращено к проблеме увеличения числа многопочатковых растений, которые в условиях сильной кратковременной засухи компенсируют бесплодие верхнего початка, развитием нижнего (второго) початка [1]. Учеными КБГУ, начиная с 60-х годов, получены данные, характеризующие морфологические особенности большого коллекционного материала ВИРа, в том числе и развитие початков на растении. Было установлено, что у растений, склонных к развитию многостебельной, а также многопочатковой одностебельной кукурузы верхние зачаточные початки уже на ранних этапах органогенеза развиваются синхронно и завершают онтогенетический цикл одновременно. Более того, у них наблюдаются определенные закономерности в формировании листовой поверхности, в линейных размерах очередных междоузлий. Результаты исследований, полученных Керефовым [2], Керефовой [3], Гидовой [4], Шагировым [5] свидетельствуют о том, что по морфофизиологическим данным можно прогнозировать уровень развития многопочатковости у создаваемого исходного материала уже на ранних этапах органогенеза и устанавливать потенциал продуктивности линий и гибридов кукурузы.

Нами было проведено изучение общей и специфической комбинационной способности двухпочатковых самоопыленных линий в системе диаллельных скрещиваний по трем показателям: среднему числу початков и урожаю.

Характеристика линий по ОКС хорошо выявляется при математическом анализе по Гриффингу [6] для системы диаллельных скрещиваний.

Число початков на одном растении. Высокодостоверные значения варианс ОКС отмечали в ходе эксперимента. Изменчивость СКС несущественна. Величина отношения средних квадратов ОКС и СКС (msokc/msckc>1) указывает на значительное преобладание аддитивных эффектов генов над неаддитивными, у большинства линий. Хотя у линий 2,12,14,17 наблюдается преобладание неаддитивных эффектов генов над аддитивными.

Дисперсионный анализ различий по ОКС и СКС свидетельствует о существовании достоверных различий, как по общей, так и по специфической комбинационной способности, и это позволяет вести дальнейшее вычисление эффектов констант общей, варианс специфической комбинационной способности. Исходя из результатов, можно считать, что по среднему числу початков лучшими по показателям эффектов ОКС оказались линии 6,23,28,30. Самые высокие показатели эффектов ОКС у линии 23,28 и 30. По урожаю зерна хорошими показателями эффектов ОКС обладали линии 12,17,23,28,30, а самые высокие показатели эффектов ОКС оказались у линий 17,28,30.

Следовательно, лучшие по урожайности линии имели и самые высокие эффекты общей комбинационной способности. Отношение варианс ОКС и СКС показывает, что в генетическом контроле анализируемого признака преобладают неаддитивные эффекты генов над аддитивными.

Как следует из сравнительного анализа показателей варианс общей и специфической по урожайности показал, что при наследовании этих признаков преобладающую роль играют гены с доминантными эффектами, по числу початков — неполное доминирование. Это означает линии имеют различное число доминантных и рецессивных генов разнонаправленного действия.

Отношение H1/D оказалось меньше единицы, что указывает на среднюю степень доминирования. Корень квадратный из отношения H1/D оценивает среднюю степень доминирования в каждом локусе. В наших исследованиях он равен 0,9229, что указывает на неполное доминирование. Разница между средних родительских линий (P) и общей средней всего потомства F1 оценивает среднее направление доминирования. Полученная разница свидетельствует об отсутствии выраженного гетерозиса по данной группе гибридов.

Отношение h2/H2 (0,17) говорит о том, что, по крайней мере, столько групп доминантных генов контролирует признак “число початков” и они проявляют некоторую степень доминирования.

По данным Шмараева [7] система генетического контроля признака “число початков” в значительной мере определяется условиями выращивания кукурузы. На основании наших данных можно сделать вывод, что у нас наблюдается неполное доминирование и асимметричное распределение доминантных и рецессивных аллелей.

Урожай зерна является наиболее сложным количественным признаком. Оценка D, измеряющая аддитивные эффекты генов, значительно меньше H1, измеряющего доминантные эффекты. На основании отношения H1/D (H1/D=3,26) можно сделать заключение о том, что при наследовании данного признака у исследуемой группы линий преобладает сверхдоминирование, так как H1>D. Величина Ö H1/D показывает сверхдоминирование в каждом локусе.

Разность F1-P (13,12) указывает на то, что доминирование приводит к увеличению признака у гибридов F1 по сравнению с родительскими формами. Отношение h2/H2 равно 6,90, что указывает на то, что, по крайней мере, столько генов или блока генов проявляют доминирование.

В ходе проведенного анализа можно сделать следующие выводы:

  1. Оценка комбинационной способности по признаку “число початков на главном стебле” показала, что основную роль при передаче изучаемых признаков у гибридов играют аддитивные гены, а по урожайности зерна основную роль при их наследовании у гибридов играют гены с неаддитивным действием.
  2. В генетическом контроле признака “число початков с растения” у изученных линий установлено неполное доминирование, а по урожайности — сверхдоминирование.

Список литературы

  1. Казанков А.Ф., Пономаренко Л.А. Результаты селекции гибридной кукурузы на двухпочатковость // Материалы IX заседания ЕУКАРПИЯ. - Краснодар, 1977. - С.195-204.
  2. Керефов К.Н., Куперман Ф.М., Шауцуков З.Х. Морфофизиологический анализ однопочатковых и многопочатковых форм кукурузы // Ученые записки КБГУ.- Нальчик,1962.-вып.16.- С.14-22.
  3. Керефова М.К. Развитие и рост кукурузы в условиях вертикальной значимости КБАССР: монография. Нальчик: Книжное из-во, 1961. – 171 с.
  4. Гидова Э.М. Потенциальная продуктивность початка кукурузы и пути её реализации // Вестник КБГУ, серия: биологические науки, выпуск 2. Нальчик, 1997. -С.36-37.
  5. Шагиров Л.М. Изучение стабильности некоторых показателей продуктивности одно - и двухпочатковых самоопыленных линий кукурузы в разные годы исследования // Сборник научных трудов: Эколого-флористические исследования Северного Кавказа. Нальчик,1987. -С.113-120.
  6. Griffing J.B. Concept of general and specific Combining ability in relation to diallel crossing systems. - Australian Journ. Biol. Sci.-9.-1956. - P.463-493.
  7. Шмараев Г.Е. Генетика количественных и качественных признаков кукурузы: монография. - СПБ: изд. ВИР, 1995. - 168с.