Delist.ru

Селекция гороха (Pisum sativum I.) на повышение эффективности симбиотической азотфиксации (15.08.2007)

Автор: Наумкина Татьяна Сергеевна

Информативность фактора 55,64% 18,11% 8,27% 5,16%

Первый фактор отражает противоположность признаков, характеризующих элементы продуктивности растений и признаков, характеризующих продолжительность вегетативного периода и интерпретируется как мера вегетативного роста; второй служит показателем симбиотической азотфиксации растений в период начала генеративного развития растений гороха; третий является мерой деятельности репродуктивного периода – формирования семян; четвертый - мерой деятельности растения в период формирования бобов.

Эти данные позволили нам выделить четыре признака, на которые падают основные факторные нагрузки: число семян с растения; сухая масса растения; число бобов на продуктивный узел; число продуктивных узлов на растении.

Следовательно, при моделировании будущего сорта селекционеру, прежде всего, следует обратить внимание на эти четыре признака и на их основе подбирать компоненты для скрещивания.

Расположение исходных родительских сортов и форм в системе координат главных факторов дает представление о группировке изученных генотипов с учетом комплекса признаков. В 1988 году вблизи фактора + Z1 располагались короткостебельные сортообразцы с мелкими семенами, в противоположном направлении - короткостебельные сортообразцы с более крупными семенами, обладающией высокой продуктивностью. Сорта Норд и Битюг располагались особой группой. Именно они и представляют определенный интерес как исходный материал в селекции высокоэффективных партнеров по симбиозу.

Подбор родительских пар для скрещивания на основе евклидова расстояния при межсортовой гибридизации гороха. Ранее нами (Наумкина, 1984) была показана возможность использования количественной оценки степени сходства или различия между сортами на основании многомерной статистики с целью подбора родительских пар для гибридизации. Наиболее приемлемым для селекционно-генетических исследований является евклидово расстояние (d), что объясняется его высокой разрешающей способностью и относительной простотой вычисления. Вероятность получения высокопродуктивного гибридного потомства больше при скрещивании между собой сортообразцов менее удаленных друг от друга в факторном пространстве (Наумкина, 1984, 1987), Если принимать во внимание то, что сорта в факторном пространстве располагаются в соответствии с их нормой реакции на условия внешней среды, то скрещивание сортообразцов со сходным типом коадаптированных генов приводит, по-видимому, к формированию сбалансированных генотипов и наоборот. Исходя из этого положения следует, что наиболее перспективными, обладающими высокой семенной продуктивностью будут следующие комбинации сортообразцов из Афганистана с европейскими сортами: л.2150 х Норд, к-6559 х Норд, л. 48.1 х Орловчанин, к-6559 х Демон, л. 37-1 х Смарагд, л.2150 х Битюг, к-6559 х Битюг.

Селекция гороха на повышение симбиотической активности. С целью создания новых высокопродуктивных форм гороха, обладающих повышенной симбиотической активностью была разработана и осуществлена селекционная программа «Симбиоз», предусматривающая:

- перевод лучших коммерческих и перспективных сортов и линий гороха на «афганскую» основу и выделение новых генотипов, вступающих в эффективный симбиоз со штаммами клубеньковых бактерий, несущими на симбиотической плазмиде ген nodX;

- создание исходного материала, вступающего в эффективный симбиоз с местными и производственными штаммами ризобий и обладающего высокой продуктивностью.

Проведенные в 1993 году скрещивания позволили получить серию гибридов, где в качестве одного из родительских компонентов использовались линии Норд sym2 sym2, Битюг sym2 sym2 и Демон sym2 sym2. Отбор генотипов, сочетающих повышенную семенную продуктивность с симбиотической активностью, позволил создать сорт Юниор (Битюг sym2 ( Орловчанин 2), представляющий собой популяцию, состоящую из 60% растений с генотипом Sym2Sym2 и 40% растений с генотипом sym2 sym2 (рис.6).

Битюг sym2 ( Орловчанин 2

F1 Размножение

F2 Отбор генотипов, устойчивых к местным и

производственным штаммам Rhizobium

leguminosarum bv. viciae

F3 Отбор генотипов, устойчивых к местным и

производственным штаммам Rhizobium

leguminosarum bv. viciae

F4 Отбор высокопродуктивных генотипов,

вступающих в эффективный симбиоз с

штаммами Rhizobium leguminosarum bv. viciae

типа А-1

Отбор и изучение в селекционных питомниках

Конкурсное сортоиспытание

Государственное сортоиспытание

Рис.6. Схема создание высокопродуктивного, обладающего повышенным симбиотическим потенциалом сорта гороха Юниор.

Сорт Юниор относится к группе среднеспелых сортов с продолжительностью вегетационного периода 76…79 суток. Растения среднерослые – высота стебля 85 см. Семена желтые, округлые, неосыпающиеся. Растения формируют 5 – 6 продуктивных узлов и образуют 2-3 боба на продуктивный узел. Цветки белые. Характеризуется стабильной урожайностью, как в обычные годы, так и в годы с жаркой погодой. Средняя урожайность за годы конкурсного сортоиспытания составила 4,45 т\га, что на 0,9 т/га больше, чем у стандарта Орловчанин. Максимальная урожайность 7,5 т/га получена в 2001 году в КСИ. Масса 1000 семян 230 – 240 г. Содержание белка в семенах 24-26%.

Сорт относительно устойчив к полеганию и к корневым гнилям. Отличается повышенной азотфиксирующей способностью при инокуляции семян нитрагином на основе штаммов ризобий типа А-1.

Сорт Юниор рекомендуется для возделывания как в Центрально Черноземном регионе, так и в Краснодарском, Ставропольском краях, Ростовской области.

Обязательным агротехническим приемом при возделывании сорта является предпосевная инокуляция семян штаммами ризобий типа А-1.

Проходит государственное сортоиспытание с 2004 года.

Создание сортов гороха отзывчивых на «тройной» симбиоз. В настоящее время у бобовых растений выявлена единая система развития бобово-ризобиального симбиоза и арбускулярной микоризы, которая имеет много общих элементов с системами защиты растений от патогенов и является основой растительно-микробного континуума. Поэтому повысить эффективность симбиотических систем зернобобовых культур можно путем использования двойной инокуляции (ризобии + грибы арбускулярной микоризы).

В 1997 году были проведены скрещивания высокопродуктивных отечественных и зарубежных сортов с высокоотзывчивым на двойную инокуляцию сортообразцом к-8274 (Франция). После серии насыщающих скрещиваний и отбора в F4 гибридном поколении генотипов, наиболее отзывчивых на одновременную инокуляцию грибами и клубеньковыми бактериями был выделен сорт Триумф (Classic х к-8274) (рис.7).

(k-8274 x Classik) x 5 Classik

B5 F1 Размножение

B5 F2 Разделение популяции на листочковые и усатые

морфотипы на фоне двойной инокуляции

Rhizobium leguminosarum bv. viciae +Glomus sp.

В5 F3 Разделение популяции на листочковые и усатые

морфотипы на фоне двойной инокуляции

загрузка...