Способ отбора исходного селекционного материала кукурузы на холодостойкость Советский патент 1992 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к селекции сельскохозяйственных культур и может быть использовано при создании холодостойких высокоурожайных гибридов кукурузы.

Отечественными и зарубежными исследованиями выявлено наличие большого разнообразия генотипов кукурузы по признаку холодостойкости.Известен традиционный способ оценки и отбора исходного селекционного материала на устойчивость к холоду, который включает способность семян прорастать при пониженных температурах в ростовых камерах. Выделившийся исходный материал по признаку в дальнейшем используют в качестве источника при селекции гибридов на холодостойкость.

Однако этот способ отбора генотипов кукурузы на холодостойкость имеет ряд недостатков.

Наследуемость холодостойкости носит специфический характер и не может быть предсказана на основании только диагностики исходных линий на устойчивость, необходима еще проверка комбинационной способности линий по данному признаку с целью выявления доноров или реципиентов и реципрокных различий.

Традиционный метод предполагает лишь выявление источника по признаку холодостойкости.

Отдельные отобранные холодостойкие линии дают стабильно неудовлетворительную передачу признака в сочетании с линиями, обладающими таким же высоким качеством.

С помощью лабораторного способа оценки селекционного материала не удается (способ исключает) выделить линии (реципиенты), хорошо воспринимающие холодостойкость от донора, что принципиально важно в селекции гибридов на устойчивость к холоду.

Практически исключается эффективный подбор линий для скрещивания при селекции гибридов на холодостойкость. Увеличивается объем скрещиваний.

В основном констатируется передача холодостойкости только по материнской форме.

Увеличивается объем скрещиваний по выявлению материнского и отцовского эффекта.

Выделенные по холодостойкости линии (источники) кукурузы по известному способу включают в селекционный процесс для создания холодостойких гибридов. Однако у этого метода имеется ряд существенных недостатков. Не зная полную характеристику передачи признака, селекционер вынужден увеличивать (в 4-5 раз) объемы скрещивания, чтобы угадать пары с желательным проявлением признака у гибридов. В результате такого слепого скрещивания могут быть потеряны (выбракованы) ценные линии доноры или реципиенты. Причем цикл этого большого объема скрещиваний может повторяться во времени (в течение 5-6 лет и более) до случайного совпадения получения холодостойкого гибрида кукурузы. В связи с этим увеличивается объем работы (в 3-5 раз) по лабораторной оценке на холодостойкость полученных гидридов.

Целью изобретению является упрощение способа, снижение трудоемкости, ускорение и повышение эффективности отбора линий на холодостойкость.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отбора исходного селекционного материала кукурузы на холодостойкость, включающем диагностику и выделение линий по признаку, выделенные холодостойкие сортообразцы дополнительно скрещиваются с холодостойкими, нехолодостойкими и промежуточными, полученное потомство анализируют по признаку и по результатам выделенные холодостойкие формы идентифицируют на доноры, реципиенты, а также устанавливают возможность их использования в селекционном процессе в качестве материнской или отцовской формы. Оценку на холодостойкость осуществляют по длине зародышевого корешка.

Повторная лабораторная оценка на холодостойкость полученных гибридных комбинаций в системах скрещиваниях (диаллель, толкросс) позволяет с 90-95-процентной вероятностью определить передачу признака и подбор пар линий для целенаправленного скрещивания, что в конечном итоге ускоряет селекционный процесс.

0 Способ осуществляют следующим образом.

Степень холодоустойчивости линий кукурузы определяют с помощью широко используемого в мировой практике (1-4)

5 прямого лабораторного метода проращивания семян при температуре ниже минимума прорастания. В данном случае семена проращивают в течение 3-4 нед рулонным методом в холодильной камере при 8°С.

0 Сортообразцы оценивают на холодостойкость по 4-бальной шкале (4). Так, при всхожести семян 91-100% образец получает 4 балла; 81-90% - 3 балла; 61-80% - 2 балла; 60% менее -1 балл.

5 Энергия прорастания (длина корешка) в 5,1 мм и более оценивалась 4 баллами; 3,6- 5,0 мм-3 баллами; 2,1-3,5 мм-2 баллами; 2,0 и менее-1 баллом. Для итоговой оценки сортоообраз- цов по всхожести и энергии прорастания

0 семян полученные баллы суммируют. В результате определены следующие ранговые суммирующие индексы: высокохолодоустойчивые - 7-8 баллов; холодоустойчивые - 5-6 баллов; слабохолодоустойчивые - 4 бал5 ла; нехолодоустойчивые - 3 балла и менее. Дл-я исключения ошибок при оценке всхожести семян в условиях пониженной температуры параллельно определяют лабораторную всхожесть по общепринятой методике.

0 Предлагаемый способ отбора линий значительно снижает случайности ввиду точного контроля передачи признака холодостойкости в гибриде.

Оцененные лабораторным методом ли5 нии проверяют в полевых условиях в системных скрещиваниях (диаллель, топкросс). Затем в гибридных комбинациях определяют наследование холодостойкости в лабораторных условиях.

0 Таким образом, схематично это можно выразить следующим образом:

а)проводится диагностика линий кукурузы на холодостойкость в лабораторных условиях с целью выявления источников по

5 признаку;

б)выделенные линии высевают в полевых условиях (диаллель, топкросс). Проводят скрещивания;

в)полученные гибридные комбинации и их исходные линии включают в лабораторную оценку для выявления передачи признака холодостойкости от родителей;

г) на основе оценки гибридных кймби- наций и линий по признаку с помощью ди- аллельното анализа идентифицируют доноры, реципиенты и проявление материнского или отцовского эффекта,

В табл. 1 приведены экспериментальные данные оценки и выделения исходного селекционного материала по признаку холодостойкости для целенаправленного скрещивания. Показана характеристика линий доноров, реципиентов и линий, не передающих качество холодостойкости, а также проявление материнского или отцовского эффекта по признаку.

В результате проведенных исследований на 224 сортообразцах по предлагаемому способу выделены линии ИКФ-1, ИКФ-4, ИКФ-5, ИКФ-5-1-2, ИКФ-5-3-2, РП-10-11-15 и другие, которые проявили доминирование по признаку холодостойкости (табл. 1), Эти сортообразцы с высокой вероятностью можно использовать в селекционном процессе как доноры холодостойкости.

Так, например, линия ИКФ-1 как источник холодостойкости, имея длину зародышевого корешка 6,8 мм, практически во всех комбинациях скрещивания с тестерами дает стабильное наследование признака в гибридах (7,2; 5,6; 5.2; 7,3; 8.1; 8,8; 6,5 мм и т.д.). Следовательно, эту линию следует использовать как донор холодостойкости. В то же время линия ИКФ-11 как источник холодостойкости, имея длину зародышевого корешка 6,1 мм, наоборот, во всех комбинациях скрещивания с теми же тестерами не передает признак в гибридах (3,0; 5,1; 3,8; 2,1; 3,7; 0,3; 0,8; 0,3 мм и т.д.). Таким образом, линию ИКФ-11 не относят к донору холодостойкости - ее выбраковывают. Нехолодостойкая линия ИКФ-20 практически во всех комбинациях с тестерами (даже с холодостойкими РП-16-4-12 и РП-27- 26-10) снижает холодостойкость гибридов. Поэтому эта линия для селекции по признаку также не пригодна.

Реципиентами, т.е. формами, хорошо воспринимающими признак холодостойкости от доноров в 60-70% случаев, оказались такие тестеры, как СО-3, ИК-130-5, ИК- 193-1. ИК-179-3 и другие. В то же время такие линии, как РП-164-4-12 и РП-12-21- 1. не являются реципиентами, так как не воспринимают признак холодостойкости от холодостойких линий (доноров) - их выбраковывают.

В селекционной практике зачастую возникают затруднения по определению места

холодостойкой линии при скрещивании в качестве одного из родителей. Следовательно, необходимо не только выявление комбинационной способности линий по 5 признаку,.но и определение места холодостойкой формы в качестве одного из родите- лей в гибридных комбинациях. Предлагаемый способ предполагает проводить реципрокный анализ по признаку и

0 выявляет проявление материнского или отцовского эффекта.

В проведенных исследованиях из трех линий, подвергнутых реципрокному анализу (СМ-5. РП-21-35-18, Т-34), только Т-34

.5 обладала четко выраженным материнским эффектом (табл. 2). Так, длина зародышевого корешка практически во всех комбинациях при использовании линии Т-34 в скрещиваниях с линиями ИКФ в качестве

0 материнской формы заметно больше, чем у гибридов при использовании линий в качестве отцовской формы. В гибридах с участием линии СМ-5 наблюдается преобладание отцовского компонента в 58% случаев. Ли5 ния РП-21-35-18 при использовании в скрещиваниях в качестве материнской или отцовской формы отличается промежуточ- . ным характером наследования признака холодостойкости. Другими словами,

0 использование выделившихся холодостойких линий, даже в качестве материнской формы, еще не гарантирует получения гибридов, устойчивых к холоду.

Таким образом, за один цикл (в течение

5 года) выращивания растений кукурузы удается выделить сортообразцы с нужным проявлением (наследованием) признака, которые затем целенаправленно (с высокой достоверностью) могут включаться в селек0 ционный процесс.

Формул аи а обретения

1. Способ отбора исходного селекцион- 5 ного материала кукурузы на холодостойкость, включающий оценку линий на холодостойкость и выделение холодостойких форм, отличающийся тем, что, с целью ускорения способа и повышения его 0 эффективности за счет повышения качества отбираемого материала, выделенные холодостойкие формы дополнительно скрещивают с холодостойкими, нехолодостойкими и промежуточными по холодоустойчивости 5 формами, полученные потомства анализируют по признаку холодостойкости и по да зультатам анализа выделенньи холодостойкие формы идентифицируют н; доноры и реципиенты и устанавливают воз можность их использования в селекиион

ном процессе в качестве материнской или отцовской формы.

2. Способ по гк, 1,от л имеющийся тем, что оценку на холодостойкость проводят по длине зародышевого корешка.

Изобретение относится к селекции сельскохозяйственных культур и может быть использовано при создании холодостойких высокоурожайных гибридов кукурузы. Цель изобретения - ускорение способа и повышение его эффективности за счет повышения качества отбираемого материала. Исходный селекционный материал оценивают на холодостойкость по длине зародышевого корешка и выделяют холодостойкие формы. Выделенные холодостойкие формы дополнительно скрещивают с холодостойкими, нехолодостойкими и промежуточными формами.Полученное потомство анализируют также по холодостойкости. По результатам анализа выделенные холодостойкие формы идентифицируют на доноры и реципиенты и устанавливают возможность их использований в качестве материнской или отцовской формы в дальнейшем селекционном процессе. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. ё

Т а б л и; ц

Г«нотипическая .специфика холодостойкости по энергии прорастания семян исходных линий и их гибридных комбмнаци, 1988 г

Т а б п и

Проявление признака холодостойкости в реципрокных скрещиваниях

ИКф 1

ИКФ 4

ИКФ $

ИКФ 6 ИКФ 8

ИКФ 12

ИКФ 13

ИКФ 17 ИКФ 20 ИКФ 5-1-2 ИКФ 5-3-2 ИКФ 5-Ю-2 ф 5-11-1 ИКФ 7-1 КФ 13-5

6,8

8,5

8,0

3,5

0,7

5,3

4,0

0,2

2,6

7,6

8,0

6,4

5,0 М 5,0

7,5 ,7 6,4 6,3

М 4,4

3,8 1,0 0,8

2,9 2,8 5,0 5,9 V ,7

ц а 2

7,3 7,9 ,4 ,2 ,4 ,8 ,5 ,8

,9 ,1

. ,0

,5 ,5 1,0

10,0

14,3 12,0 9,6

4,3

9,9

3,1

3,0

0,1

7,8

8,4

12,1

9,7

9,0

11,0

.8,1 7,4 13,5 11,4 .1,7 13,0 10,2 3,4

6,4

9,5

5,3

6,3

11,4

10,0

9,0 9,5 9,1 7,7 5,9 4,7 6,0

,9

3,4

7,4

7,6

8,7

11,0

9,0

7,1

7,2 9,0 7,8 3,6 2,1 3,8 2,3 : 0,8 0,5 5,6 5,8 6,7 5,5 7,8 6,2