Способ получения исходного материала люцерны для создания сортов с повышенной азотфиксирующей способностью Советский патент 1990 года по МПК A01H1/04 

1

(21)4480966/30-13

(22)05.09.88

(46) 15.11.90. Бюл. № 42

(71)Украинский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия

(72)Л.С.Гасаненко, Е.Д.Тищенко и Л.В.Андрусива

(53)631.521(088.8)

(56)Культура зернобобовых растений 1967, с. 75-82.

(54)СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЛЮЦЕРНЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ СОРТОВ

С ПОВЫШЕННОЙ АЗОТФИКСИРУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ

(57)Изобретение относится к сельско- . му хозяйству, в частности к селекции люцерны на повышенную азотфиксирующую

, способность. Цепь изобретения - шение качества получаемого материала. Осуществляют посев растений и инокуляцию их азотобактером. В фазу бутонизация - цветение определяют общее количество клубеньков, их размер, форму, окраску, место расположения клубеньков на корневой системе. В качестве исходного материала отбирают растения У которых общее количество кпубеньков 15-25 шт. на растение (размер их 1- 3 мм), повышенное количество клубеньков розового цвета по форме палочковидных и собранных в колонии. Количество клубеньков на главном корне 3- 8 шт. на растение. Отбор исходного ма- а териала можно проводить в трех поко- ® лениях. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

W

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции люцерны на повышенную азотфиксирующую способность. Цель изобретения - улучшение качества получаемого материала. Осуществляют посев растений и инокуляцию их азотобактером. В фазу бутонизация - цветение определяют общее количество клубеньков, их размер, форму, окраску, место расположение клубеньков на корневой системе. В качестве исходного материала отбирают растения, у которых общее количество клубеньков 15-25 шт. на растение (размер их 1-3 мм), повышенное количество клубеньков розового цвета по форме палочковидных и собранных в колонии. Количество клубеньков на главном корне 3-8 шт. на растение. Отбор исходного материала можно проводить в трех поколениях. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений люцерны.

Цель изобретения - улучшение качества получаемого материала.

Способ осу1цествляют следуюпдам образом.

Для селекции сортов с повышенной симбиотической азотфиксирующей способностью необходимо иметь доноров обильного накопления клубеньков, так как существует положительная связь между количеством клубеньков, их размерами, цветом, формой и уровнем азотфиксации. Для этого в горшочки вегетационной теплицы с почвой легкого механического состава им шималь- ним 0,003% (стартовым) содержанием

азота высевают семена районированных -сортов и номеров селекции, которые имеют значительные преимущества перед стандартом по урожаю зеленой массы на фоне инокуляции широко применяемым в производстве штаммом 425.

Минимальное содержание азота в почве позволяет сделать вывод о том,, что количество азота и органического вещества, накопленного растениями, является результатом взаимодействия в системе хозяин - микроорганизмы.

Почву поддерживают во влажном состоянии (70-80% ИВ), с фазы появления настоящего листа проводят прорывку до 1 растения в горшочке, создавая одинаковые условия для всех растений. Применение почвы легкого меха05

о

05

о

4::

СО

31606043

нического состава (темно-каштановая +

+ речной песок 1:1) позволяет качест- .венно проводить просмотр по се- лек тируемому признаку, отбор без потери клубеньков. При погружении растений вместе с горшочком в воду почва моментально отпадает, не обрывая самых мелких волосков, на которых также расположены клубеньки. Чтобы успешно развивать селекционные программы на повышение биологической азотфиксации сортов люцерны, необходимо определить степень связи между признаками, определяюишми уровень азотфиксации. Выявление взаимосвязей количественных признаков поможет целенаправленно вести селекцию в данном направлении, при этом з итывают следующие признаки: общее количество Kny-jQ этому признаку несколько ниже коэффициент варьирования 70,9%, но клубеньков размером 0,3-1 мм было больше и составляло 83,4% от общего накопления. Высокий коэффициент варьирования указывает на возможность эффективного отбора по признаку обильного накопления клубеньков.

Для усиления признака, способности растений формировать максимальное количество клубеньков на корне проводят биотипический отбор, который позволяет концентрировать гены желаемого признака. После проведения трех циклов отборов по селектируемым признакам у большинства изучаемых номе30

беньков, характер их расположения на корне, размер клубеньков, их окраску, объем корневой системы.

1

Результаты корреляционного анализа 25

показали, что критерием при селекции на повышенную симбиотическую азотфик- сацию служит признак-количество клубеньков на 1 растение, так как отмечена положительная сопряженность количества клубеньков на растение с массой растений (,44t), высотой растений (,45±), с архитектоникой корневой системы (,96±), з итывая при этом их размер, форму, окраску и расположение. Установлена связь разме-- ра клубеньков с массой растений. Большую роль в накоплении надземной массы играют клубеньки размером 0,3- 1 мм, расположенные на боковых корнях и корневых волосках, так как такие клубеньки от общего количества составляют основную часть (6,97-89,1%). Анализ корневой системы на признак накопления клубеньков проводят в фазу бутонизация - цветение, только в эти фазы проявляется дифференциация рас- тегий люцерны цо количеству клубеньков и качественному составу, этот период характеризуется максимальным накоплением разнообразных по форме и окраске клубеньков. Так, если анализ проводить по фазам бутонизация - цветение, коэффициент корреляции между количеством клубеньков и весом зеле- .ной массы колеблется (,15-0,25), то в фазу явной бутонизации - цветения эта сопряженность усиливается (,44).

40

45

50

ров изменились количественные и качественные показатели этих признаков. Так, у популяции П/74 количество клубеньков на одно растение после проведения первого отбора повысилось до 10-22, после второго отбора - до 14 - 23, а после третьего отбора - 15 - 25 ШТ./1 растение. Коэффициенты варьирования за каждым отбором снижались соответственно 67,4; 52,5; 45,5, т.е. признак количества клубеньков на 1 растение стабилизировался, структура, составляющая общее количество клубеньков на корне, также качественно изменилась (табл.1). Так, на главном корне у исходной формы П/74 клубеньков формировалось 2-6, после третьего отбора их было 3-8 шт./1 растение при коэффициенте варьирования 44,8%. Также изменялось соотношение размера клубеньков. Если клубеньков размером 1- 3 мм у исходной формы П/74 было на 1 растение 1-9 шт., то после третьего отбора увеличилось на 3-15 шт. Изме

Проведенный анализ полученных данных показывает, что исходные номера люцерны имеют сугцественные различия по способности формировать азотфикси- рую1цие клубеньки. Коэффи1щент варьирования этого признака в зависимости от сорта очень колебался и составлял 51,4-80,0%. Установлено, что у образца П/74 количество клубеньков на 1 растение колебалось от 5 до 18 шт. при очень высоком коэффициенте варьирования 78,4%, на боковых корнях и корневых волосках 6-16, на главном корне 1-4 при этом изменчивость была на уровне 47,8%, клубеньков округлой формы белого цвета размером 0,3-1 мм бьшо 69,4% от общего количества.

У гибрида Прогресс х Надежда по

ров изменились количественные и качественные показатели этих признаков. Так, у популяции П/74 количество клубеньков на одно растение после проведения первого отбора повысилось до 10-22, после второго отбора - до 14 - 23, а после третьего отбора - 15 - 25 ШТ./1 растение. Коэффициенты варьирования за каждым отбором снижались соответственно 67,4; 52,5; 45,5, т.е. признак количества клубеньков на 1 растение стабилизировался, структура, составляющая общее количество клубеньков на корне, также качественно изменилась (табл.1). Так, на главном корне у исходной формы П/74 клубеньков формировалось 2-6, после третьего отбора их было 3-8 шт./1 растение при коэффициенте варьирования 44,8%. Также изменялось соотношение размера клубеньков. Если клубеньков размером 1- 3 мм у исходной формы П/74 было на 1 растение 1-9 шт., то после третьего отбора увеличилось на 3-15 шт. Изме1606043

нилась форма клубеньков, увеличился процент клубеньков палочковидной формы (68,5%), собранные в колонки .(16,3%) с преобладаюпдим (57,8%) розовым цветом. У стандарта, где отборы не проводились, клубеньки были мелкие белые (92,4%), округлой формы (98,2%) (табл,1). Несколько ниже пока:затели отмечены у гибридной популяции Прорастения на одно (29,6), два (37,9) и три (17,4) стандартных отклонений на главном корне соответственно: 58,9; 34,6; 6,5 (табл. 3).

Лучиие биотипы номеров с обильным накоплением клубеньков были высажены в полевые условия широкорядно с одиночным стоянием растений, где они 1СГ прошли оценку по зеленой массе и сегресс X Надежда, у которой после третьего отбора число клубеньков было 12-25 ШТ./1 растение при коэффициен- те корреляции 49,7%, а исходная форма имела 5-12, коэффициент изменчивости 15 70,9%. После трех циклов отборов,как показал корреляционный анализ, усиливается связь между количеством клубеньков и весом надземной массы (,58±0,19).20

Корреляционный анализ показал, что между количеством клубеньков, их размером, цветом и азотфиксирующей способностью существует положительная зависимость. Вычисленный множествен- 25 ный коэффициент корреляции равен R 0,63. Это подверждают данные, приведенные в табл. 2. Так, если у биотипов на корневой системе формируется 20-28 клубеньков размером 1,8-2,5 мм, 30 то азотфиксирующая способность находится в пределах 779,42-1339,62 н/ /моль/растение/ч. При снижении численности клубеньков на одно растение

до 5 шт. и уменьшении размера до 0,3- ззличающийся тем, что, с це- 1 мм резко падает симбиотическаялью улучшения качества получаемого

|:г--п :з4-п;-:л ::-г

Во всех популяциях люцерны с широ- 40 КИМ варьированием морфологических и хозяйственных признаков многократный биотипический отбор один из наиболее эффективных путей создания ценного исходного материала - доноров 45 обильного накопления клубеньков. О высокой эффективности отборов по признаку накопления клубеньков можно судить по перспективному номеру П/74, который после третьего отбора превы- 50 сил стандартный сорт Надежду по общему количеству клубеньков на корне

менной продуктивности. Из всего сортимента номеров популяции П/74 значительно (+68, +45%) превысюта стандартный сорт Надещ:;а по урожаю семян в зеленой массе с содержанием протеина 22% и сапонинов 5,2 гем.инд

Данные оценки в селекционных питомниках представлены в табл. 4.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что популяция П/74 при кормовом и семенном использовании имеет значительное преимущество перед стандартным сортом Надежда, созданным известным способом.

Формула изобретения

оие%)

растения на одно (29,6), два (37,9) и три (17,4) стандартных отклонений на главном корне соответственно: 58,9; 34,6; 6,5 (табл. 3).

Лучиие биотипы номеров с обильным накоплением клубеньков были высажены в полевые условия широкорядно с одиночным стоянием растений, где они СГ прошли оценку по зеленой массе и се50

личающийся тем, что, с це- лью улучшения качества получаемого

менной продуктивности. Из всего сортимента номеров популяции П/74 значительно (+68, +45%) превысюта стандартный сорт Надещ:;а по урожаю семян в зеленой массе с содержанием протеина 22% и сапонинов 5,2 гем.инд,.

Данные оценки в селекционных питомниках представлены в табл. 4.

Данные таблицы свидетельствуют о том, что популяция П/74 при кормовом и семенном использовании имеет значительное преимущество перед стандартным сортом Надежда, созданным известным способом.

Формула изобретения

но определяют размер, форму, окраску клубеньков и их место расположения на корневой системе, а в качестве исходного материала отбирают растения, у которых общее количество клубеньков 15-25 штук на растение, размер их 1-3 мм, повышенное количество клубеньков розового цвета по форме палочковидных и собранных в колонии, при этом количество клубеньков на i главном корне 3-8 штук на растение.

„ Таблица

Стйтистичесюие параметры изучаемых признаков у отборов люцерны

ечание.

Увеличение копнчества отборов нецеяесообраэно, так Как поставлекная задлча достигается уже после третьего отбора и, кроме того, сокращаются затраты ка проведение селекционных .

Азотфиксирующая способность у отдельных биотипов П/74 в зависимости от количественных и качественных показателей селектируемых признаков

Примечани

I, Клубеньки размером более 3 мм встречаются очень редко.

Примечани гат.,7 шт.

1606043

10

Продолжение табл.t

724- 758+38

30,0

Таблица4

172- 8,9- 506,81 180+8 10,2+ 606,39

+ 1,3 6,1 0,7