Кабардино-Балкарская республика давно считается одним из основных производителей линии и гибридов кукурузы. Линии и гибриды кукурузы, выведенные в республике, считаются высокопродуктивными, устойчивыми к заболеваниям, полеганию и другим неблагоприятным факторам среды и особенно, что важно ранне — и среднеспелыми. Вместе с тем запасы продуктивности кукурузы не исчерпаны. К числу главных проблем, которые можно решить в будущем в создании новых, более урожайных гибридов следует отнести исследования, связанные с получением исходного материала кукурузы с 2 и более початками на одном растении и укрепление этого признака у гибридов. Для получения таких линий при применили химические мутагены, тем самым повысив генотипическое разнообразие исходного материала.
Результаты нашего анализа показывают, что продуктивность у двухпочатковых растений не только не меньше, а наоборот, много больше массы початков, полученных от однопочатковых растений. По размеру первые початки от двухпочатковых растений были в большинстве крупные и в целом не уступали початкам, полученным от однопочатковых растений [1, с.23].
В связи с этим внимание исследователей давно обращено к проблеме увеличения числа початков на растениях, которые в неблагоприятных условиях компенсируют бесплодие верхнего початка, развитием нижнего (второго) початка [2, с. 195].
Ученые КБГУ в течение нескольких десятков лет проводят исследования по изучению генетических аспектов кукурузы: селекция двухпочатковых линий и гибридов, проведение их генетической оценки, изучение морфологических особенностей, молекулярно-генетическое исследование самоопыленных линий кукурузы с помощью RAPD-метода.
Нами установлено, что растения, склонные к развитию многостебельной, многопочатковой 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 [3, с.14; 4, с. 5; 50 с. 36; 6, с. 113] свидетельствуют о том, что по морфофизиологическим данным можно прогнозировать уровень развития двухпочатковости у создаваемого исходного материала уже на ранних этапах органогенеза; полученные спектры RAPD-фрагментов для каждой линии кукурузы позволяет их в дальнейшем идентифицировать, дифференцировать, устанавливать чистоту линий и проводить сравнительный анализ с аналоговыми линиями других источников без длительных полевых работ [7, 8 с. 791].
Мы провели оценку генетических параметров по двум показателям: среднему числу початков на главном стебле и урожаю зерна с растения. Отбор линий по признаку число початков позволил выделить ряд линий, характеризующихся стабильным формированием у них в течение 10 — 12 лет около двух и более числа початков, некоторые из них послужили в данной работе материалом для генетического анализа этого признака в системе диаллельных скрещиваний. Также мы исходили из того, что этот признак контролируется рецессивными аллелями. Разница между средней родительских линий (P) и общей средней всего потомства F1 оценивает среднее направление доминирования, что свидетельствовала об отсутствии гетерозиса.
Одна группа доминантных генов контролирует признак «число початков» и они проявляют некоторую степень доминирования. Значения доминантных и рецессивных определяющих признак аллелей распределены между родительскими линиями асимметрично.
По данным Шмараева [9, с.145] система генетического контроля признака «число початков на растении» в значительной мере определяется условиями выращивания кукурузы.
Урожайность зерна является наиболее сложным количественным признаком. На урожайность влияют несколько параметров, что отмечается и в литературных источниках других ученых.
В результате исследований показано, что в генетическом контроле признака «число початков с растения» у изученных линий установлено неполное доминирование и асимметрия в распределении доминантных и рецессивных генов, по-видимому, существуют гены, контролирующие как высокое, так и низкое число формирующихся початков на растении; генетическом контроле признаков «урожайность зерна» у линий установлено сверхдоминирование и симметрия в распределении доминантных и рецессивных аллелей, причем доминирование направлено на увеличение признака.
Молекулярно-генетический анализ самоопыленных линий кукурузы селекции КБГУ был проведен серией RAPD-праймеров. По результатам амплификации были отобраны 6 наиболее информативных праймера (OPA 01, OPA 02, OPA 08, OPH 07, OPH 13, OPF 06). В RAPD анализ включены самоопыленные линии кукурузы и их родительская форма Юбилейная-50 для установления генетических дистанций между линиями и между линиями и родительской формой после обработки мутагенами и многолетнего самоопыления.
В ходе исследований выявлено и проанализировано 29 локусов. Размеры полученных ампликонов варьировали в пределах от ~125 до ~2500 п.н. Для Юбилейной-50 выявлен уникальный ампликон по локусу ОРF 06 950, который в дальнейшем может служить маркером для идентификации данного сорта. Выявлены различия между подлиниями 8 (9) и 8 (11), что говорит о гетерогенности этой линии. На основании результатов анализа считаем необходимым выделение их в самостоятельные линии.
Под действием химических мутагенов и многолетнего самоопыления линии приобрели специфичные нуклеотидные последовательности, что и обуславливает выявление специфического для каждой линии RAPD-спектра ДНК фрагментов.
Результаты показали, что после многолетней селекции более всего отличаются от исходной родительской формы линии 8 и 9. Более сходны с родительской формой линии 4, 6 и 30. Наибольшая генетическая дистанция выявлена между линиями 4 и 9. На основе полученных данных возможно дальнейшее проведение полевых опытов по установлению обоснованности прогнозирования гетерозиса по результатам RAPD-анализа и выявленных генетических дистанций.