СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕМЯН ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ ОГУРЦА Российский патент 2024 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности к области растениеводства и к селекции гибридов огурца для закрытого грунта, и может быть использовано в семеноводстве для получения гибридных семян огурца.

За последние 20-25 лет гетерозисные гибриды овощных культур широко распространились по всему миру, чему способствовали их высокая урожайность и повышенная устойчивость к абиотическим факторам среды. Гетерозисные гибриды в теплицах России, как и во всем мире, полностью вытеснили обычные сорта-популяции, значительно превосходя их по урожайности, скороспелости и устойчивости к неблагоприятным условиям среды. В среднем, урожай гибридов первого поколения обычно превосходит урожай родителей на 30% [1].

За счет организации в России семеноводства имеющихся высокоурожайных гетерозисных гибридов и выведение новых еще более продуктивных с новыми полезными свойствами появилась возможность в промышленных теплицах использовать семена отечественной селекции, производство которых необходимо постоянно увеличивать. У культуры огурца увеличению процента выхода полезных гетерозисных гибридов способствует использование в качестве компонента растений преимущественно женского типа цветения [2].

Из известных способов получения гетерозисных гибридов огурца наиболее близким к настоящему изобретению по технологической сущности и достигаемому эффекту является способ, включающий скрещивание инбредных линий [3]. В качестве исходного материала берут сорта и высокоурожайные гибриды с нужными признаками в F₂ и последующих поколениях путем индивидуального отбора и скрещивания через 5-6 поколений получают инбредные линии. Научно-обоснованной методики подбора инбредных линий для скрещивания и получения гетерозисных гибридов нет. Чаще всего гетерозис проявляется лишь в отдельных удачно подобранных линиях. Для облегчения работ проводят оценку комбинационной способности методом топкросса, который для культуры огурца наиболее приемлем, но все еще весьма трудоемким [4, 5].

Известно, что с целью получения семян гетерозисных гибридов огурца, скрещивают линии, происходящие из разных климатических зон (см. Патент РФ №2073970 «Способ получения гетерозисных гибридов огурца»). При этом учитывается, что характер гибридов зависит не только от наследственных особенностей, но и от внешних условий.

Известны также способы получения гибридных семян огурца, включающие многократную (до 4-кратной) обработку растений различными физиологически активными веществами на разных стадиях их развития (см. «Способ получения гибридных семян огурца» А.с. №1127559. Опубл. 07.12.1984. Бюл. №45). Однако такие способы требуют больших затрат ручного труда и средств на препараты и не всегда эффективны при получении гибридных семян огурца.

Задачей изобретения является увеличение выхода семян герозисных гибридов из семян женских линий и ускорение процесса сорторазмножения при снижении трудоемкости способа без использования химических препаратов для перевода женских растений в мужской тип цветения, при снижении ручного труда.

Задача решается тем, что при семеноводстве гетерозисных гибридов используют семена только женских линий, а часть рассады, выращиваемой из семян женских линий рассады физиологическим методом, переводят в растения мужского типа путем уплотненного высева, загущено по 2-3 семени в горшочек вместо одного растения как для женских растений, а в фазе 5-6 листьев рассадного периода (возраста 15-20 дней) (5-7 этап органогенеза) рассаду с признаками мужского типа высаживают как мужские растения для проведения скрещиваний в качестве опылителей согласно принятой схемы размещения по соотношению женских и мужских растений, при этом подготовленные семена женской линии высевают по одному в горшочек объемом 0,4-0,5 литра под углом 40-50 градусов вниз острым концом на глубину 0,8-1,5 см, а семена, планируемые на перевод в мужские растения, высевают загущено в горшочки на расстоянии 2-3 см между ними. При этом посев семян, переводимых на мужской тип цветения, проводят на 7-15 день раньше, чем семена для выращивания женских растений, причем при выращивании гибридов из семян женских линий в посадках на 3-5 женских растений высаживают одно растение, переведенное в мужской тип по предложенному способу.

Основные параметры и показатели предлагаемого способа как высев 2-3 семян женских линий на расстоянии 2-3 см при загущенном посеве в горшочек, размеры горшочков, сроки посева семян, соотношение количества материнских и отцовских растений при выращивании - определены практически опытным путем и считаются оптимальными предлагаемыми способами получения семян.

Посев семян переводимых на мужской тип цветения растений на 7-15 день раньше, чем семян для выращивания женских растений, обуславливается тем, чтобы к моменту цветения материнских растений было достаточно мужских цветков на переведенных из женских отцовских растениях, что подтверждено опытным путем в экспериментах.

Для обоснования способа выращивание рассады проводили в пленочной необогреваемой теплице. Рассаду поливали водой температурой 25-29°С из расчета 4-5 л на 1 м², постепенно пропитывая субстрат влагой.

Перед посевом семена намачивали в течение 12 ч при комнатной температуре в растворе, где из расчета на 10 л воды было 5 г двойного суперфосфата, 10 г калийной селитры и 0,2 г сернокислого марганца. Затем их обсушивали на открытой поверхности, опудривали триходермином (4 г на 1 кг семян). Высевали набухшие, но не проросшие семена.

Грунт для горшочков готовили на площадке. На 10 л воды вносили 0,5 г аммиачной селитры, 1 г калийной селитры, 1,5 г двойного суперфосфата, 0,3 г сульфата магния и микроэлементы: 0,3 г сульфата меди, 0,3 г сульфата цинка, 0,06 г молибдена аммония, 11 г сульфата марганца. Горшочки диаметром 10-12 см и высотой 10 см установлены в ящики. Перед посевом грунт в горшочках поливали теплой водой (влажность грунта должна быть 85%, а температура 25°С).

Срок посева 12-13 мая. Для того чтобы приступить к получению семян для размножения ценных линий, необходимо иметь их собственную пыльцу. Для этого придется сменить сексуальную направленность у части растений каждой линии.

При выращивании рассады женских линий заранее (за 7-15 дней) в некоторые горшки высевали не по одному семечку, как обычно, а по два-три. Было замечено, где посажено по 2-3 семечка, у одного из растений появлялись мужские цветки, что очень важно для получения чистосортных семян у женских линий.

Высевали по одному, два, три семечка в горшочек на глубину 0,5-1 см и засыпали на 1 см субстратом такого же состава, что и горшечная смесь.

Влияние густоты стояния женских линий растения огурца на проявление мужской сексуализации в одновидовом сообществе представлено в таблице 1.

В таблице 1 видно, что под влиянием увеличения густоты стояния изменяется соотношение мужских и женских растений в горшках. В среднем за исследования показали, что для получения большего числа мужских цветков необходимо высаживать растения огурца не по одному в горшок, как принято, а по 2-3. При этом было замечено, что все линии по-разному проявляют свою способность к превращению женских цветков в мужские в сообществе. Так, например, самое сильное проявление мужской сексуализации в сообществе у где при сообществе 2-3 растений в одном горшке происходит превращение женских цветков в мужские на пятом этапе морфогенезы на 100%. У при посадке двух растений в один горшочек превращение женских цветков в мужские происходит в 75% растений. На 52% идет превращение у линий 585(127), а на 38% - у линии 585(2). При одиночном размещении частых женских линий превращений не замечено.

При этом было замечено, что все линии по-разному проявляют свою способность к превращению женских цветков в мужские в сообществе. Так, например, самое сильное проявление мужской сексуализации в сообществе у где при сообществе 2-3 растений в одном горшке происходит превращение женских цветков в мужские на пятом этапе морфогенезы на 100%. У при посадке двух растений в один горшочек превращение женских цветков в мужские происходит в 75% растений. На 52% идет превращение у линий 585(127), а на 38% - у линии 585(2). При одиночном размещении частых женских линий превращений не замечено.

Высаживали рассаду по 3 шт. на 1 м² в возрасте 30 дней.

Поисковый опыт по получению семян гетерозисных гибридов по предлагаемому способу был заложен по схеме (таблица 2).

В схему включены лучшие линии, имеющиеся в хозяйстве.

Общая площадь теплицы - 500 м².

Учетная (инвентарная) площадь делянок в опыте - 3,6 м².

Длина делянки - 3 м. Ширина делянки - 120 см. Ширина грядки - 90 см.

Повторность трехкратная.

Расположение делянок систематическое, с учетом микроклиматических зон.

Все наблюдения проводились по методикам защищенного грунта. Первоначально в опыте участвовало 600 растений девяти линий, после отбора - 130 растений пяти линий.

Размер учетных делянок 2 м². Контроль - растение без сообщества.

В опыте проводили следующие учеты и наблюдения:

фенологические наблюдения за появлением всходов, развертыванием 1, 3 и 5-го листа, наступлением фазы высадки, цветения, начала и конца плодоношения;

биометрические наблюдения за ростом женских линий при посадке одного семечка в горшочек и развитием растений в рассаде и при плодоношении: длина глазного стебля, боковых побегов, число листьев на стебле, на боковых побегах, число боковых побегов, длина и ширина листа, общая надземная масса, масса главного стебля, боковых побегов, листьев, корней, общая длина и объем корней;

Математическая обработка сделана по Б.А. Доспехову (1985).

По уходу за растениями применили агротехнику, рекомендованную УралНИИСХозом (А.В. Юрина и др., 1989).

Растения подвязывали на высоту 180 см, ограничивали в росте боковые побеги, прищипывая кончики, для предупреждения зарослей. Полив в период плодоношения осуществлялся каждый день. Корневые подкормки не проводились, внекорневые - 2 раза в неделю по листьям мочевиной 15 г/10 л.

Все проявления мужской сексуализации замечаются до появления 5-6 пазух листьев. Поэтому необходимо рассчитать сроки посева на рассаду, чтобы получить пыльцу для опыления семенных растений. При этом нужно помнить, что последнее скрещивание нужно делать не позднее, чем за 55-60 дней до окончания культуры. Высевать растения огурца необходимо по графику с учетом сроков распускания женских цветков каждой линии на материнском растении.

Важно было проверить, сохраняются ли женские линии чистыми в потомстве, не появятся ли на них мужские цветки, когда растения сидят в горшке одиночно.

Специально поставленный опыт показал, что этого не произошло. Женские растения сохранили свою сексуальную направленность.

Новым разработанным способом были получены плоды и семена женских линий растения огурца в опыте.

Еще нагляднее превращение женских цветков в мужские видны на фотографиях (фиг. 1 и фиг. 2), где четко видно наличие мужского и женского растений, высаженных в одном горшочке на расстоянии 3 см при проведении опыта.

На одном растении оставляли по 5 плодов, которые получали при ручном опылении пыльцой с мужской части. Исследования показали, что образование семян в плодах происходило неодинаково у разных линий.

Исследование показали, что изученные линии имели некоторые различия по прохождению фенофаз. Это показано в таблицах 3 и 4.

Анализ прохождения фенофаз (таблица 3 и 4) показал, что период от посева до всходов наименьшим был у

Самый наименьший период до образования 1-го листа были у и длился всего 13 дней, тогда как у он был наиболее длинным и длился 16 дней, т.е. на 3 дня дольше. Соответственно, более быстрое развитие у а более позднее у На образование 3-го листа от массовых всходов затрачивалось от 28 до 30 дней. На образование 5-го листа потребовалось от 36 дней у до 38 дней у

Замечена корреляционная зависимость между продолжительностью прохождения фенофаз от всходов до 1-го и 5-го листа. Чем раньше образуется 1-й лист, тем раньше появляется 5-й лист. Коэффициент корреляции r=0,813, что говорит о высокой корреляционной зависимости.

Побегообразовательная способность указана в таблице 5, где можно заметить, что наибольшей длиной главного стебля отличилась а наименьшей Первая отличалась от последней на 34%. Наибольшей протяженностью всех стеблей обладала

О накоплении сырой и сухой биомассы растениями к концу вегетации можно судить по таблице 6.

Данные таблицы 6 показывают, что линии довольно резко отличались между собой по этому показателю. Например, сырая масса всего растения была от 180 до 630 г, т.е. в 3 раза масса была меньше массы В процессе математической обработки данных выявлена корреляционная зависимость сырой массы боковых побегов от сырой массы всего растения при коэффициенте корреляции r=0,99.

Наибольший выход сухой биомассы у а наименьший - у Замечена прямая корреляционная зависимость сухой массы всего растения от сухой массы главного стебля (r=0,879) и сухой массы боковых побегов (r=0,924).

Все проявления мужской сексуализации замечаются до появления 5-6 пазух листьев. Поэтому необходимо рассчитать сроки посева на рассаду, чтобы получить пыльцу для опыления семенных растений. При этом нужно помнить, что последнее скрещивание нужно делать не позднее, чем за 55-60 дней до окончания культуры. Высевать растения огурца необходимо по графику с учетом сроков распускания женских цветков каждой линии на материнском растении.

Важно было проверить, сохраняются ли женские линии чистыми в потомстве, не появятся ли на них мужские цветки, когда растения сидят в горшке одиночно.

Специально поставленный опыт показал, что этого не произошло. Женские растения сохранили свою сексуальную направленность.

Новым разработанным способом были получены семена женских линий растения огурца в опыте (таблица 7) с контролем всхожести получаемых семян.

На 1 м² выращивали по три семенных растения. На одном растении оставляли по 5 плодов, которые получали при ручном опылении пыльцой с мужской части. Исследования показали, что образование семян в плодах происходило неодинаково у разных линий.

НСР₀₅ 1,58. Ошибка опыта 1,2%. F_ф>F_т.

Математическая обработка данных опыта показала, что все различия по вариантам существенны, так как они больше, чем значение наименьшей существенной разницы (HCP₀₅).

Наибольшее число семян в плоде было получено у линии 78, где выход семян составил 348 шт., их на 92 выполненных, что составило 26,4%. Второе место по наполненности плодов семенами заняла линия 51, общее количество семян которой - 247 шт., выполненных - 145, что составило 58,7%. Таким образом, линия 51 является более продуктивной, чем линия 78. На третьем месте линия 41. Число семян в плоде - 216 шт., из них 203 - выполненных, что составило 93%. Наибольший выход выполненных семян с 1 м² был у линий: 41 - 3045 шт., 61 - 2730 шт., 60 - 270 шт.

Процент выхода выполненных семян наиболее высокий оказался у линии 42-100%.

Если выразить урожайность семян в весовых единицах, то получим наивысшую урожайность с 1 м² у - 104,25 г. - 92,55 г и - 85,95 г, а наименьшую у линии 17 - 7,05 г.

При рассмотрении абсолютного веса 1000 шт. семян первое место обеспечила себе - 39 г, второе место - 38,67 г, третье место - - 36,85 г.

Таким образом, селекционеру можно рекомендовать использовать в селекции следующие линии: так как они имеют 100% всхожесть, наибольший выход выполненных чистых семян и их высокую урожайность с 1 м², вполне хороший показатель абсолютного веса.

В технологической карте находим производственные затраты, которые складываются из заработной платы, затрат труда с начислениями, затрат на амортизацию и текущий ремонт, посадочный материал, горючее, а также прочих затрат на организацию и управление.

Производственные затраты находят по формуле:

ПЗ=МЗ+ОТ, где

ПЗ - производственные затраты, руб/м²;

МЗ - материальные затраты, руб/м²;

ОТ - оплата труда, руб/м².

Стоимость семян рассчитывается:

Ст.ВП=У*Ц, где

Ст.ВП - валовая стоимость семян, руб/м²;

У - урожайность семян, г/м²;

Ц - цена реализации, руб/м².

Себестоимость:

Сб+ПЗ/ВП, где

Сб - себестоимость семян, руб.;

ПЗ - производственные затраты, руб/м²;

ВП - валовая продукция, г.

Чистый доход:

ЧД=ВП-ПЗ, где

ЧД - чистый доход, руб.;

ВП - стоимость семян (валовая продукция), руб.;

ПЗ - производственные затраты, руб.

Уровень рентабельности:

Ур=ЧД/ПЗ*100, где

Ур - уровень рентабельности, %.

Расчетная реализационная стоимость полученных семян в опыте, руб. представлена в таблице 8.

1 кг семян=100000руб.⇒1 г=100 руб.

Экономическая эффективность получения семян женских чистых линий по предлагаемому способу представлена в таблице 9.

По результатам расчетов видно, что линия 41 имеет наивысшую урожайность семян (104,25 г/м²), что на 92,55 г/м² выше контроля. Это обусловлено особенностями линии: 100% всхожесть семян, наибольший выход выполненных семян с 1 м². Следовательно, на получение семян данной линии необходимо больше затрат (556,3 руб/м²). Так, линия 41 наиболее урожайная, значит у нее самая высокая валовая стоимость семян (10425 руб/м²), низкая их себестоимость (0,68 руб/м²), самый высокий доход 9898,7 руб. и самая высокая рентабельность.

Изучение исходных материнских линий в опыте показало, что по биометрическим показателям надземной и подземной части растения, для получения семян следует обратить внимание на

В среднем исследования показали, что для получения большего количества мужских цветков необходимо высаживать растения огурцов не по одному в горшок, как принято, а по 2 на расстоянии по 2-3 см.

Под влиянием увеличения густоты стояния происходит изменение в соотношении мужских и женских растений, но все эти проявления мужской сексуализации замечаются до появления 5-6 пазух листьев.

В опыте найдены корреляционные зависимости: между продолжительностью прохождения фенофаз от всходов до 1-го и 5-го листа (чем раньше образуется 1-й лист, тем раньше появляется 5-й лист (r=813)); между побегообразовательной способностью и числом боковых побегов (r=0,88).

Разработанный способ получения мужских цветков за счет изменения густоты стояния материнских растений простой. Он не требует дорогостоящих реагентов, обходится без травматизма растений и без ущерба для получения семенников на этих же растениях.

Новизна способа является то, что используя только семена огурца женских линий без применения химических препаратов и других мутагенов, а учитывая физиологию растений как фактор их взаимодействия между собой и естественную мутацию на загущенные посевы рассады растений, с учетом предложенных параметров способа, выращивают рассаду растений огурца мужского типа в качестве опылителей для получения семян гетерозисных гибридов.

Рекомендуется селекционерам использовать разработанный способ для получения семян чистых линий.

По опыту возможно использовать в селекции следующие линии: так как они имеют 100% всхожесть, наибольший выход выполненных семян и их высокую урожайность с 1 м², хороший показатель абсолютного веса.

Проявления мужской сексуализации замечаются до появления 5-6 пазух листьев, поэтому необходимо рассчитать сроки посева на рассаду, чтобы получить пыльцу для опыления семенных растений.

Высевать растения огурца необходимо по графику с учетом сроков распускания женских цветков каждой линии на материнском растении. Неочевидным эффектом предложенного способа является возможность получения семян гетерозисных гибридов огурца от растений выращенных из семян только чистых женских линий при минимуме дополнительных затрат на получение мужских линий (форм) при выращивании огурца в процессе ускорения селекционной работы. Достигаемый эффект не вытекает из имеющихся в источниках информации сведений и обусловлен совокупностью признаков, изложенных в формуле изобретения, что свидетельствует о соответствии критерию неочевидности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бексеев Ш.Г. Овощные культуры мира. Энциклопедия огородничества. - СПб: ДиЛя, 1998. - 510 с.

2. Билеуш Е.В., Морозова Л.И., Хазанова С.Г. Исследование режимов подкормки растений углекислотой отходящих газов котельной // Комплексная механизация и автоматизация производства картофеля и овощей. Сб. научных трудов НИПТИМЭСХ НЗ. - Л., 1990. - С. 61-67.

3. Вавилов Н.И. Происхождение и география культурных растений. - Л.: Наука, 1987. - 440 с.

4. Ващенко С.Ф. Овощеводство защищенного грунта. - М., 1984. - 169-179 с.

5. Грюммер Г. Взаимное влияние высших растений - аллелопатия. - М.: И.Л., 1957. - 261 с.

Изобретение относится к области биотехнологии. Сущностью изобретения является то, что для перевода части выращиваемой рассады из семян женских линий в растения мужского типа в определенное количество горшочков высевают уплотненно по 2-3 семечка в горшочек вместо одного как для женских растений, а в фазе 3-4 листьев рассадного периода (15-20 дней), 6-7 этап органогенеза, высаживают эту рассаду как мужские растения для выращивания на урожай согласно принятой схеме размещения по соотношению женских и мужских растений, при этом семена, планируемые на перевод в мужские растения, высевают уплотненно в горшочки на расстоянии 2-3 см между ними, при этом посев семян проводят на 10-15 дней раньше, чем семян для выращивания женских растений, а подготовленные семена женских линий высевают по одному в горшочек диаметром 8-10 см объемом 0,4-0,5 литра под углом 40-50 градусов вниз, острым концом заглубляя на 0,8-1,5 см, причем при выращивании гибридов из семян женских линий в посадках на 3-5 женских растения высаживают одно растение, переведенное в мужской тип (в растение мужского типа цветения). Изобретение позволяет увеличить выход семян гетерозисных гибридов из семян женских линий. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 9 табл.

1. Способ получения семян гетерозисных гибридов огурца, включающий подбор и подготовку семян, высев семян в горшочки с приготовленной почвенной смесью, выращивание рассады гибрида с переводом части растений женских линий в мужские, высаживание рассады на место постоянного выращивания, учет и уборку урожая, отличающийся тем, что для перевода части выращиваемой рассады из семян женских линий в растения мужского типа в определенное количество горшочков высевают уплотненно по 2-3 семечка в горшочек вместо одного как для женских растений, а в фазе 3-4 листьев рассадного периода (15-20 дней), 6-7 этап органогенеза, высаживают эту рассаду как мужские растения для выращивания на урожай согласно принятой схеме размещения по соотношению женских и мужских растений.

2. Способ получения семян гетерозисных гибридов огурца по п. 1, отличающийся тем, что семена, планируемые на перевод в мужские растения, высевают уплотненно в горшочки на расстоянии 2-3 см между ними, при этом посев семян проводят на 10-15 дней раньше, чем семян для выращивания женских растений, а подготовленные семена женских линий высевают по одному в горшочек диаметром 8-10 см объемом 0,4-0,5 литра под углом 40-50 градусов вниз, острым концом заглубляя на 0,8-1,5 см.

3. Способ получения семян гетерозисных гибридов огурца по п. 1, отличающийся тем, что при выращивании гибридов из семян женских линий в посадках на 3-5 женских растения высаживают одно растение, переведенное в мужской тип (в растение мужского типа цветения).