Способ получения исходного селекционного материала самоопыляющихся культур Советский патент 1990 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции и семеноводству сельскохозяйственных культур.

Цель изобретения - повышение эффективности отбора за счет учета фе- нотипического проявления генотипа.

Способ заключается в том, что из возделываемых сортов самоопыляющихся культур собирают семена отдельных фенотипически однородных особей, типичных для сорта, высевают в со- суды разной емкости, заполненные почвой, и по растениям, способным образовывать зерно в этих условиях,отбирают генотипы с повышенным адаптационным потенциалом к репродуциро- - ванию в условиях зоны ограниченного размещения корневой системы.

В качестве объекта, на котором изучали возможности расчленения растительного материала линейного происхождения на генотипы по приспособительному потенциалу к произрастанию, по скороспелости и урожайности,взяли сорт фасоли Белая бомба. Этот сорт фенотипически весьма выравненный, однородный, что создает благоприятные возможности для определения его истинной гомозиготности по генотипу и эффективному отбору среди его

членов.

В первый год исследования (1984 г.) использовали семена фасоли, собранные с одного раст.ения сорта Белая бомба. В полевом посеве этот сорт был представлен первой репродукцией и был типичным для использованного сорта. Растение имело 6 бобов, в каждом из которых было по 5-6 нормально развитых семян, а всего 32 семени.

ел

00 42 00

со 1

Для экспериментального осуществления способа применен метод выращивания растений фасоли в сосудах ограниченной емкости.

В табл.1 представлены сведения о размерах сосудов, площади питания и объемах почвы для размещения корневой системы каждого растения.

Сосуды заполняли почвой, заготовленной с одного и того же поля. Почва - слабо оподзоленный супесчаный чернозем с содержанием гумуса около 2%. Полив растений проводили через день из расчета 50-60 см на одно растение. Удаляли сорняки. Удобрений не вносили.

Из табл.1 видно, что на контрольном посеве (в полевых условиях) при расстоянии между растениями 20 - 22,5 см площадь питания одного растения фасоли была 450 см . В полевых условиях 90-95% корневой системы фасоли размещается в горизонте на глубине до 50-55 см. Следовательно,объем почвы для распространения корневой системы каждого растения - 22500 см3. В этих условиях растения достигали в высоту 55-60 см, образовали по 6-8 бобов, в каждом бобе по 5-6 семян и дали по 40-46 семян.

Совсем в ином объеме почвы размещается корневая система растений, выращиваемых в малообъемных вегетационных сосудах. В сосудах шириной 20 см, высотой 18 см и длиной 120 см сеют фасоль в один ряд на расстоянии 5-6 см одно растение от другого. Объем почвы, где размещается корневая система одного растения, почти в 10 раз меньше, чем в контроле, и составляет всего 2160 см . За счет роста корней вдоль посевного ящика на некоторую величину объем почвы может увеличиться. В остальных сосудах корневые системы растений занимали еще меньший объем почвы. Под влиянием уменьшенной зоны распространения корней имеет место резкое отклонение биометрических показателей подопытных растений от контрольных (произрастающих в полевых условиях). Длина стебля у них 25-35 см, количество бобов на одно растение 0 - 5, количество семян на одно растение 0-22, плодоносящих растений около 18%. Если объем почвы для выращивания фасоли уменьшить до 1664 см3

5

0

5

0

5

0

5

0

5

(площадь питания для одного растения 104 см2, а глубина размещения корней 15-17 см), то высота растений, уменьшается до 15-20 см, количество бобов варьирует от 0 до -0,2, а количество семян на одно растение - 0,15, но они остаются недоразвитыми. При дальнейшем сокращении объема почвы (до 1170-670 см3 для каждого растения) стебли фасоли достигают высоты всего 4-12 см, теряют способность об- : образовывать цветки и не дают семян. Расчленение по уровню адаптационной способности и зернообразованию разных генотипов линейного происхождения сорта фасоли Белая бомба при выращивании в сосудах ограниченного размера приведено в табл.2.

Таким образом, при сокращении зоны размещения корневой системы для каждого отдельного растения фасоли при сохранении равных условий влаго- обеспечения, освещения, плодородия почвы и т.п. разные особи одного и того же сорта линейного происхождения обнаружили очень большие различия по величине стеблей, способности к образованию бобов и их озерненности. На этом основании вывод о генетической неравноценности отдельных особей фасоли по приспособленности к зернообразованию в описанных условиях является вполне закономерным.

Дальнейшие опыты были направлены на проведение отборов тех представителей сорта, которые ограничиваются малым объемом почвенной среды для образования урожая.

Из 20 лучших потомств отдельных растений, каждое из которых в течение двух пересевов выращивали в сосудах объемом 2160 см3, отобрали два наиболее продуктивных потомства. На этом материале изучали адаптацию к произрастанию в малообъемной почвенной среде - урожайность и скороспелость фасоли.

Опыты показали, что оба образца фасоли заканчивают вегетацию в малогабаритных сосудах за 80-85 дней против контроля в поле 105-115 дней. В сосудах контроль вегетирует 95 - 100 дней. Плодоносило в контроле в этих условиях не более 10-18% растений (см. табл.2).

Структура урожая исходного и от- селектированных (по приспособленно51

сти к образованию зерна в условиях небольшого объема почвенного питания) образцов фасоли при выращивании на почве ограниченного объема (1987 г.) приведена в табл.3.

Как видно из табл.3, растения из семян исходного образца сорта Белая бомба при возделывании в сосудах с ограниченным объемом почвы для размещения корневой системы вели себя по разному. Из 20 взятых для учета растений восемь не образовали бобов, десять имели по одному и два растения - по два боба, озерненность бобов контрольного образца в этих условиях была также неодинаковая: бобы с семенами имели только 6 растений, причем два из них имели по два, а- остальные бо- , бы - по одному семени. По иному проходило зернообразование у отселектированных на произрастание в описываемых условиях семей фасоли: у семьи f 2 все 20 учетных растений образовали бобы, причем у 3 растений бобов было по два, у одного четыре, а у остальных по одному бобу.

Число семян в бобе колебалось (см. табл.3) от 1 до 3 штук, а среднее их число в одном бобе 1,6, что на .1,1 больше, чем в контроле.Еще лучшие показатели у отселектирован- ного образца f. 3. Среднее число бобов на одно растение 3,4, т.е. почти в 6 раз больше, чем у исходного сорта при выращивании его в таких же условиях. Некоторые растения образца № 3 образовали по 4-7 и даже 8 бобов, приближаясь к показателям исходного сорта фасоли при выращивании его в обычных полевых условиях обеспечения корневого питания.

У этого образца высокой оказалась озерненность бобов: если у исходного сорта в одном бобе в среднем 0,5 семян, то у отселектированного образца их 4,3, что более чем в 8 раз

84837 6

больше, чем у контроле. Общее количество зерен на одном растении в среднем 15 штук против 0,5 у исход- . ного образца в этих же условиях.

В лабораторных условиях в 1988 г. было проведено испытание продуктов отбора фасоли на всхожесть семян, адаптацию к произрастанию в сосудах Ю с малым объемом почвы для размещения корневой системы и продолжительность периода всходы - начало цветения. Результаты испытаний приведены в табл.4.

15х

Под влиянием отбора генотипов.приспособленных к произрастанию в изучаемых условиях, из исходного мате- риаля выделены образцы с более мел20 ким зерном (масса 1000 семян 170 - 180 г против 230 г в контроле), с укороченным стеблем и сокраценнь.м периодом от всходов до цветеш:я. Путем регулирования объема зоны

25 размещения корневой системы растений можно расчленить сортообразцы самоопыляющихся культур на группы по адаптационному потенциалу к зерно- образованию в тех или иных условиях

30 корневого питания и использовать

их как в селекционно-семеноводческих, так и в производственных целях.

Формула изобретения

Способ получения исходного селекционного материала самоопыляющихся культур, включающий посев семян и выращивание растений в регулируемых

условиях, выделение среди них лучших форм, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отбора за счет учета фенотипи- ческого проявления генотипа, перед

выращиванием устанавливают минимальный объем почвы, в котором у растений созревают полноценные семена, а выращивание растений и выделение среди них лучших форм осуществляют в установленном объеме почвы.

Таблица 1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции и семеноводству сельскохозяйственных культур. Цель изобретения - повышение эффективности отбора за счет учета фенотипического проявления генотипа. Перед посевом семян устанавливают минимальный объем почвы, в котором у растений созревают полноценные семена. Выращивание растений осуществляют в установленном объеме почвы. Выделяют среди них лучшие формы в качестве исходного селекционного материала. 4 табл.

Поле (контроль) Ящики посевныеСосуды вегетационные

20

18

- 450 (20x22,5)50-5522500 50

120 120 (20x6)16-172160t50

1664

1170

670

I.VI I.VI I.VI

Примечание. Объем почвы для одного растения 22500 см3. 140ТаблицаЗ

Показатели

Исходный сорт Белая

бомба (контроль)

Число бобов на

растении

ff 2 (отселек.)

Число бобов на

растении

№ 3 (из семьи № 14)

Число бобов на

растении

Исходный сорт Белая

бомба (контроль)

Таблица 2

109 О О

Норма растений

1 1

)

О

О

2 1

О О

2 2

2,5 3,5

1714

Исходный сорт Бел

бомба (контроль)

Число бобов на

растении

№ 2 (отселек. )

Число бобов на

растении

№ 3 (из семьи № 1

Число бобов на

растении

Исходный сорт Бел

бомба (контроль)

Число семян

в бобе

на растении N 2 (отселек.) Число семян

в бобе

на растении № 3 (из семьи № 14) Число семян

в бобе

на растении

1584837

10 Продолжение табл.3

О О

О О

2 4

О О

3

2

2 2

2

2

5 15

3,5 3,5

77

5 9

6

24

Продолжение табл.3

1 О

О О

О О

2 4

2-0 2 О

2 2

1 4

2 2

, 2 4

5 10

6 18

6 18

4 28

4 8

6 18