Изучение комбинационной способности коллекционных сортообразцов сои тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.05, кандидат сельскохозяйственных наук Ковшик, Эльвира Сергеевна

• Ковшик, Эльвира Сергеевна
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Ковшик, Эльвира Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННО - ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО СОЕ

1.1.История происхождения культуры сои.

1.2. Морфолого-биологические особенности сои

1.3. Химический состав растений сои

1.4. Развитие основных методов селекции сои

1.5. Изучение комбинационной способности исходного материала

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1. Почвенно-климатические условия Амурской области 43 2.2 Материал и методика исследований

3. МОРФОЛОГО - ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РОДИТЕЛЬСКИХ

4. ХАРАКТЕРИСТИКА ГИБРИДОВ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ 64 4.1 Характеристика гибридов по хозяйственно-ценным признакам

4.2. Степень проявления гетерозиса в первом поколении гибридов сои

4.3. Морфологические особенности гибридов первого поколения.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ СКС И ОКС.

6.ХАРАКТЕРИСТИКА ГИБРИДОВ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ.

7. КОНСТАНТНОСТЬ И РАСЩЕПЛЕНИЕ В ГИБРИДНЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ

ТРЕТЬЕГО ПОКОЛЕНИЯ

7.1. Морфологические особенности гибридов третьего поколения

7.2. Характеристика гибридов сои третьего поколения по комплексу хозяйственно-ценных признак

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение комбинационной способности коллекционных сортообразцов сои»

Значение культуры сои б системе мирового земледелия трудно переоценить. Это самая распространённая зернобобовая и масличная культура, которую возделывают более 60 стран на пяти континентах в умеренном, субтропическом и тропическом поясах. В современных экономических условиях необходимо использовать посевные площади только под культуры, обеспечивающие наибольший сбор питательных высокоценных веществ. Одной из таких культур является соя.

Благодаря богатому и разнообразному химическому составу соя широко используется как продовольственная, кормовая и техническая культура. Из семян сои получают продукты для изготовления сотен разнообразных изделий.

Соевые бобы представляют не только продукт питания, но и средство для лечения болезней. Именно с употреблением в пищу продуктов, приготовленных из сои, восточные народы связывают долголетие и малую распространённость злокачественных опухолей и заболеваний сердца и кровеносных сосудов.

Соевое масло находит применение в мыловаренной и лакокрасочной промышленности. Белковые соевые изоляты потребляются в текстильной, парфюмерной, фармацевтической, бумажной промышленности, используются для других технических целей.

Соевое растение практически безотходно, оно используется на 100%. Без сои невозможно всестороннее сбалансирование комбикорма для промышленного птицеводства, свиноводства и высокопродуктивного молочного животноводства.

Велико агротехническое значение сои, прежде всего как азотфиксирую-щей культуры, она накапливает в почве значительное количество (20-45кг/га) азота и поэтому является хорошим предшественником зерновых и других не бобовых сельскохозяйственных культур. Экологическое значение сои состоит в том, что при усиленной фиксации атмосферного азота клубеньковыми бактериями на корнях, соя на 40-70% своей потребности в азоте удовлетворяет за счёт содержания его в атмосфере, использует малодоступные и труднорастворимые для злаков минеральные соединения не только из пахотного слоя, но и более глубоких слоев, успешно используется в качестве зелёного удобрения.

В связи с биологическими особенностями распространение сои имеет ярко выраженный зональный характер. В России, в основном, можно выделить две зоны соесеяния: южную (Приморский край, Краснодарский край, Северный Кавказ, Волгоградская и Ростовская области и др.) и северную, умеренно холодную (Амурская область, часть Хабаровского края. Самарская и Саратовская области).

При этом интродукция сои практически невозможна, для каждой зоны необходимо иметь собственный набор сортов, выведенных в местных условиях, приспособленных к определённым почвенно-климатическим условиям. Для решения этой задачи на первый план выдвигается селекция.

До недавнего времени основной задачей селекции для зоны умеренно-холодного климата (Амурская область, где сосредоточено 60-80% посевных площадей сои) являлось сочетание в сорте высокой продуктивности и скороспелости. Усилиями амурских учёных-селекционеров В.А. Золотницкого, К.К. Малыш, Т.П. Рязанцевой и Л.К. Малыш эта задача была решена. Сорта Амурская 310, Юбилейная, Смена, ВНИИС 1, Октябрь 70, созданные этими учёными, являются ранне- и среднеспелыми, обладают высокой урожайностью. Поэтому, по мнению ряда учёных [16,17,73], основные задачи селекции на современном этапе следующие:

- создание высокопродуктивных сортов для различных поч-венно-климатических условий (районов, микрозон и др.);

- создание сортов для раннелетних посевов (для уменьшения затрат на гербициды и повышения экологичности производства сои);

- создание сортов с различной степенью использования удобрений (как эффективного, так и экономного).

При этом новые сорта сои должны обладать устойчивостью к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, иметь короткий вегетационный период, быть хорошо приспособленными к механизированному возделыванию. Особое внимание следует обращать на улучшение химического состав зерна. Неизбежный переход к глубокой переработке семян сои и расширение её использования на пищевые цели повысит требования к качеству зерна [73].

Для решения данных задач в каждом экономическом регионе возделывания сои необходимо вести работы по созданию исходного материала, адаптированного к конкретным почвенно-климатическим условиям, используя все современные методы. Основным из них является гибридизация. При использовании этого метода приходится ежегодно проводить большое число комбинаций скрещивания и, как правило, изучать ежегодно множество гибридов. Однако, как показывает практика селекционных учреждений, удачные скрещивания бывают крайне редко.

Повышению эффективности гибридизации может способствовать использование в скрещиваниях родительских форм с высокой комбинационной способностью. Поэтому изучение исходного материала в этом отношении важный и необходимый этап селекционного процесса.

В связи с этим целью наших исследований, проводимых в 1997-2000 г.г. в лаборатории селекции сои Дальневосточного государственного аграрного университета было изучение комбинационной способности коллекционных сорто-образцов сои и отбор исходного материала с высокой общей и специфической комбинационной способностью, создание рабочей коллекции доноров хозяйственно-ценных признаков из исходных форм и гибридного материала.

В задачу исследований входило:

1. Селекционно-генетический анализ исходных родительских форм.

2. Проведение двух циклов топкроссных и диаллельных скрещиваний с помощью естественной и искусственной гибридизации, получение жизнеспособных гибридов первого поколения 7

3. Получение и анализ Р|, ¥2 по морфологическим и хозяйственно-ценным признакам.

4. Определение общей и специфической комбинационной способности.

5. Определение степени гетерозиса в Б] по основным хозяйствено-ценным признакам.

6. Отбор гибридного материала, обладающего комплексом хозяйственно-ценных признаков, для дальнейшего использования его в селекционном процессе.

7. Создание рабочей коллекции доноров основных хозяйственно-ценных признаков из родительских форм, обладающих высокой общей и специфической комбинационной способностью.

8. Разработка рекомендаций по использованию сортообразцов с высокой комбинационной способностью в процессе выведения новых сортов сои в условиях Амурской области.

Заключение диссертации по теме «Селекция и семеноводство», Ковшик, Эльвира Сергеевна

Выводы по результатам исследований

1. Наибольшее разнообразие признаков в гибридном потомстве наблюдается при скрещивании исходных форм, подобранных по принципу различного эколого-географического происхождения и различающихся между собой по максимальному числу элементов продуктивности.

2. Многообразие методов подборародительских пар при гибридизации обуславливает различный характер проявления хозяйственно-ценных признаков в гибридном потомстве.

3. Наследование гибридами сои высоты прикрепления нижнего боба, числа и массы семян с растения, массы 1000 семян, может проходить по типу сверхдоминирования, неполного доминирования высокого показателя, промежуточного наследования и отрицательного доминирования.

4. Максимальная величина гетерозиса наблюдалась - по массе семян с одного растения: Бидгоска х Соер 4 - 236,5%; ДЯ 1 х Хэйхэ 5 - 37,1%; МК 1 х Соер 4 - 36,5%; по числу семян с растения: Бидгоска х Соер 4 - 150%; Бидгоска х Хэйхэ 5 - 84,6%; МК 1 х Хэйхэ 5 - 74,4%; Юбилейная х Хэйхэ 4 -64,4%; Юбилейная х Хэйхэ 5 - 56,4%; по массе 1000 семян: Бидгоска х КТ 156 - 64%; Бидгоска х Соер 4 - 38,8%; МК 1 х Соер 4 - 19,1%; Росинка х КТ 156 - 18%; по высоте прикрепления нижнего боба: Росинка х Соер 4 -44,4%; ДЯ 1 х Соер 4 - 27,8%; КТ 156 х Росинка - 27,0%.

5. В первом поколении межвидовых гибридов сои наблюдалось как единообразие (окраска венчика цветка), так и многообразие (тип роста стебля, опушение стебля и листовых пластинок, окраска кожуры семян) морфологических признаков.

6. Во всех гибридных комбинациях с сортом Росинка у внутри- и межвидовых гибридов наблюдалось доминирование признака четырёхсемянности.

7. Высокой общей комбинационной способностью по всем хозяйственно-ценным признакам характеризуется сорт Соер 4; по массе семян с растения

Бидгоска; по высоте прикрепления нижнего боба - Хэйхэ 4; по массе 1000 семян - Октябрь 70; по числу семян с одного растения: Росинка, КТ 156, Юбилейная и Хэйхэ 5.

8. Высокой специфической комбинационной способностью обладают сорта Соер 4, Юбилейная, Бидгоска. Эти сортообразцы выделились по высоте прикрепления нижнего боба, массе семян с растения, массе 1000 семян и числу семян с растения.

9. Сортообразцы, имеющие низкую общую комбинационную способность (КТ 156, Росинка, МК 1, Хэйхэ 4), обладают по ряду признаков высокой СКС (число семян с растения, высота прикрепления нижнего боба) и могут быть использованы в качестве отцовских форм к сортообразцам с высокой СКС.

10. В качестве доноров высокого числа семян с растения могут быть использованы Сорт Росинка и форма дикой сои КТ 156.

11. Во втором поколении выделен ряд гибридных комбинаций, обладающих комплексом хозяйственно-ценных признаков, в связи с большим расщепле нием по морфологическим признакам все эти гибридные комбинации разде лены на линии для изучения на следующем этапе селекционного процесса -в гибридном питомнике 3 года. По комплексу хозяйственно-ценных признаков наилучшими являются комбинации Росинка х КТ156 и Бидгоска х Со-ер4.

12. В третьем поколении получено 6 константных линий, которые по комплексу хозяйственно-ценных признаков превзошли исходные родительские формы, эти линии будут использованы в дальнейшем селекционном процессе.

Предложения для практической селекции

1. В качестве родительских форм в селекции на увеличение высоты прикрепления нижнего боба целесообразно использовать сорта Соер 4, Юбилейная, Бидгоска и Хэйхэ 4. В качестве доноров высокого числа семян с одного растения могут быть использованы сорта Росинка, Юбилейная, Хэйхэ 5 и форма дикой сои КТ 156, которые отличаются высокой СКС при низком показателе ОКС. В селекции на высокую продуктивность рекомендуется использовать сорта Соер 4, Бидгоска, Юбилейная. Для получения гибридов с высокой массой 1000 семян необходимо включать в скрещивания сорта Соер 4 и Октябрь 70.

2. Полученные гибриды представляют ценный исходный материал для отбора как по комплексу хозяйственно-ценных признаков, так и по отдельным элементам продуктивности, и рекомендуются для создания новых сортов.

3. В качестве селекционного материала необходимо использовать константные линии из третьего поколения комбинаций : Росинка х КТ 156, Бидгоска х Соер 4, Бидгоска х МК 1, МК 1 х Хэйхэ 5, Дя 1 х Хэйхэ 4, Соер 4 х Юбилейная.

Метеоусловия вегетационных периодов 1997 - 1999 годов и средне многолетние данные по декадам. ГСМ Благовещенск. Приложение!

Показатели Май Июнь Июль Август Сентябрь 1 3a вегетацию декады За месяц декады За месяц декады За месяц декады За месяц декады За месяц

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Средняя температура воздуха, С° 1997 оо w-Г ■i TJ- чо" 13,2 15,2 21,7 VQ сС 00 оо" 19,6 СЧ со" СЧ 23,6 22,1 20,5 19,1 19,8 о-Г ~rf г-н <N об cí СЧ

1998 Оч ^ т—1 оо к 11,7 13,8 чО <rf 18,0 19,7 17,8 со г-Г (N 24,0 i 22,3 22,5 22.0 CN оо" 18,8 чО^ Оч" к С)" >—< ОЧ оо" •5Г со" н

1999 «О оо" 00 сч < 14.6 c-f m ir> (N 00* CN 18,2 23,4 ЧО ЧО СЧ п 21,5 со' CN Сч о" CN ОО 16,0 18,4 00 »—< со 00 г-н Оч" о. я СJ S vq оо" 00 о" 13,2 10,9 vq W-) <—f 17,9 19,9 17,8 <ч cn 40 <ч 21,5 21,4 20,8 со оч" 17,4 <4 Оч 12,.2 ЧО оч" 'ч cn" (—1 <-

Сумма активных Температур 1997 CN cn со o —к оч ЧО 00 00 1083 1320 1556 1754 ОЧ ti Оч 2150 2291 2373 со Г-co CN

1998 CN <N 00 res 00 w, f "П vi ЧО 00 ЧО 00 00 о i 1331 1 1551 со со г-1—< 1921 2096 2235 2235

1999 00 r~-f—< со со со >г, -ч •г, ■г) CN г- Оч ' п Оч es v", CN 1 1440 1649 ЧО со 00 1996 2174 2257 2257 а . П. я о o tt cn ЧО Оч со 1Г, Г- 'П гг- 40 00 Оч 1202 i 1439 1647 1848 2031 2179 2301 2301

Сумма осадков, мм 1997 Í о оч со 00 Г- О г» (n cn Оч 40 00 00 Оч —i о CN е- СЧ ЧО ОЧ оч со 4-1 со сч о р-н т-н 40

1998 rf 00 1-Н cn ti- ЧО Сч <N со оч О Г-- сч ОЧ Vi «п I 1 О ЧО т со cn сч "Ti сч 30 cn C-J г-н "О ЧО

1999 cn f~h ю со I—1 <4 О cn <г> сч <N г- 40 Оч cn Оч CN -Г ос ЧО Tf о г-н ЧО CS о сч Оч t—( <ч сч р-н •п >r¡ я О s о 5 чО t^ —н rt ICl со O