СПОСОБ ОТБОРА ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ФОРМ ГОРОХА Российский патент 1995 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано на различных этапах селекции гороха для отбора высокопродуктивных растений.

Известен способ сортовой и индивидуальной диагностики потенциальной продуктивности растений ячменя на первом этапе органогенеза. В его основу положена генотипическая ростовая реакция зародышевых корней на азотное питание в период перехода от гетеротрофного к аутотрофному питанию, коррелирующая с конечной продуктивностью и урожайностью посевов (Шевелуха В.С., Прыгун М. А. и Гриб С.И. Способы отбора высокопродуктивных растений ячменя на первом этапе органогенеза (методические указания). - М.: Изд, ВАСХНИЛ, 1985, 8 с.). Однако для гороха как культуры-азотфиксатора такой способ непригоден.

Известны способы оценки зерновых и зерновых бобовых культур на продуктивность, основанные на использовании таких морфофизиологических показателей начального роста, как отношение величины сухой массы проростков к их длине, убыль массы семян при их прорастании у ячменя (Шевелуха В.С., Гриб С. И. и Андреева Н.М. Ростовые морфофизиологические показатели продуктивности зерновых культур. В кн. Биологические основы селекции растений на продуктивность. - Таллинн, 1981. с,19-21); доля корней от общей массы проростка у озимой ржи (Тромпель А.Ф. и Кравченко В.В. Морфофизиологические показатели развития корневой системы озимой тетраплоидной ржи в связи с продуктивностью. Ст. науч. тр. БелНИИЗ. - Минск, Урожай, 1985, вып. 28, с. 102-105); отношение массы корешка к массе проростка у 10-дневных растений риса (Петибская В. С. Основные слагаемые продукционного процесса у риса. Селекция и семеноводство, 1985, N 5, с.17-19); отношение массы корней к надземной массе в фазе 6-7 листьев у гороха (Зубов А.Е. Отбор по корневой системе в селекции гороха. Автореф. канд.дисс, М., 1970).

Все эти способы оценки зерновых и зернобобовых культур на продуктивность имеют один общий недостаток: для того, чтобы определить эти показатели, растение должно быть расчленено на отдельные части, которые затем высушивают и взвешивают. В результате такого анализа полностью уничтожаются ценные в селекционном отношении уникальные растения. Такие способы не могут найти применения для оценки и отбора растений в гибридных популяциях.

В отличие от зерновых культур, горох в морфологическом отношении обладает стержневой корневой системой, что позволяет предложить принципиально новый подход для оценки и отбора высокопродуктивных форм гороха на начальных этапах селекции, в гибридных популяциях F2-F3. Данный способ предполагает использование в качестве диагностического показателя на высокую семенную продуктивность отношение длины корня к высоте стебля у 11-суточных растений. Он позволяет сохранить ценные выделенные растения путем доращивания их до созревания для получения потомства семян.

Цель изобретения - повышение вероятности отбора и сохранение выделяемых растений для дальнейшего использования в селекционном процессе.

Цель достигается тем, что отбор проводят по показателям начального роста растений, в качестве показателя используют отношение длины корня к высоте стебля у 11-суточных растений, при этом высокопродуктивными считают формы, у которых это отношение больше 2,5.

В известных в науке и практике технических решениях признаков, сходных с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, не обнаружено.

Достижение цели подтверждается экспериментальными данными. Так, согласно результатам опытов, высокопродуктивные сорта отличаются от низкопродуктивных более быстрыми темпами роста зародышевого корешка по сравнению с зародышевой почкой. В результате отношение длины корня к высоте стебля на первых этапах органогенеза у растений высокопродуктивных сортов имеет существенно более высокое значение по сравнению с низкопродуктивными (табл.1).

Объективность предлагаемого способа подтверждена при сопоставлении 27 сортов гороха, выращенных на делянках 10 м², и уточнении тесноты связи между показателями начального роста и конечной урожайностью посева. Сгруппированное распределение сортов по показателю отношение длины корня к высоте стебля и 11-суточных растений представлено в табл.2.

Урожайность взятых для исследования сортов колебалась от 9,5 до 54,0 ц/га, а высота растений - от 52 до 174 см. Корреляционный анализ данных выявил положительную, достоверную на 1%-ном уровне значимости, связь между отношением длины корня к высоте стебля у проростков и конечной урожайностью (r) = 0,615. Связь между данным показателем и высотой стебля зрелого растения отрицательная, также достоверная на 1%-ном уровне значимости (r= -0,774), т. е. короткостебельные сорта характеризуются более высоким отношением длины корня к высоте стебля на первых этапах развития растений. Следует отметить, что высота взрослого растения, в свою очередь отрицательно коррелирующая с конечной урожайностью посева. - это легко учитываемый признак. Он широко используется селекционерами в работе с гибридными популяциями, состоящими из растений с разной высотой стебля. Более труден отбор ценных продуктивных форм в популяциях, состоящих из равностебельных растений. Поэтому в дальнейшем была проведена оценка по показателям начального роста 29 сортов гороха с оптимальной для юга Нечерноземной зоны высотой стебля (60-90 см). Урожайность в зависимости от сорта составляла от 24,0 до 54,3 ц/га. В данном наборе сортов зависимость урожайности от высоты растений отсутствовала (r = 0,014). Диапазон изменчивости отношения длины корня к высоте стебля составил от 2,08 до 9,90.

Корреляционный анализ подтвердил существование достоверной на 1%-ном уровне значимости связи урожайности с показателем отношение длины корня к высоте стебля (r = 0,495). Сгруппированное распределение среднестебельных сортов представлено в табл.3.

Согласно данным табл.3, наиболее высокоурожайные сорта относятся к четвертой-шестой группам с отношением длины корня к высоте стебля у 11-суточных растений выше 5. В эти группы входят лучшие районированные сорта гороха (Орловчанин, Норд, Зубр).

Таким образом, результаты исследований показали достоверную положительную корреляцию между отношением длины корня к высоте стебля у 11-суточных растений с конечной семенной продуктивностью растений и урожайностью посевов. Это свидетельствует о возможности использования данного показателя в селекции для отбора селекционного материала при выведении высокопродуктивных сортов гороха. При этом основное внимание следует уделять формам, у которых отношение длины корня к высоте стебля у 11-суточных растений больше 2,5. Растения, у которых это отношение меньше, целесообразно браковать.

П р и м е р. Наклюнувшиеся семена испытываемых популяций выращивали в течение 11 суток в рулонах из фильтровальной бумаги на водопроводной воде в климатической камере, работающей в режиме: фотопериод 18 ч, дневная температура 21^оС, ночная - 16^оС, интенсивность освещения 30 клк. У 11-суточных растений измеряли длину корня и высоту стебля и определяли отношение длины корня к высоте стебля. Отбирали растения, у которых это отношение больше 2,5. Отобранные растения высаживали в почву для доращивания и получения потомства семян.

Предлагаемый способ дает возможность использования его при отборах, начиная с первых поколений гибридных популяций при дальнейшем доращивании выделенных форм для получения потомства семян. Способ позволяет вести целенаправленный отбор форм с интенсивно развивающейся, глубоко проникающей корневой системой в пределах морфотипа с заданной высотой стебля. Об этом свидетельствует широкое варьирование интенсивности роста корней у сортов с одинаковой высотой растений (табл.3). Создание сортов с интенсивно растущей корневой системой обеспечивает не только повышение семенной продуктивности, но и засухоустойчивости сорта.

Предлагаемый способ прост в применении, не требует больших затрат, производителен. Это дает возможность при большом количестве селекционного материала оперативно выделять высокопродуктивные формы. Работа может проводиться также в зимнее время при доращивании выделившихся растений в условиях защищенного грунта, что позволяет ускорить создание новых сортов при экономии площади теплицы.

Использование: сельское хозяйство, в частности селекция гороха. Сущность изобретения: для отбора высокопродуктивных форм гороха его выращивают до 11-суточного возраста и определяют отношение длины корня к высоте стебля. К высокопродуктивным относят формы, имеющие величину отношения более 2,5. 3 табл.

СПОСОБ ОТБОРА ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ФОРМ ГОРОХА, включающий выращивание гороха и определение показателей начального периода роста, отличающийся тем, что в качестве показателя определяют отношение длины корня к высоте стебля у 11-суточных проростков растений и к высокопродуктивным относят формы, имеющие величину отношения больше 2,5.