Способ создания исходного материала кукурузы в селекции на скороспелость Советский патент 1992 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к способам селекции кукурузы на скороспелость, преимущественно для создания скороспелых и ультраранних гибридов силосного назначения с групповой или комплексной устойчивостью к вредным организмам.

.Известен способ, согласно которому на величину периода всходы-цветение влияет не столько продолжительность светового периода, сколько температурные условия и увеличение продолжительности светового дня не может служить препятствием для продвижения кукурузы на север. Сорт Миннесота 13 экстра развивается на длинном дне (до 18 ч) так же быстро, как и на коротком при 18,9-21,4°С. Дается анализ реакции на фотопериод у гетерозиготных организмов (сорта, гибриды), т. е. конечного продукта селекции. Генотипические реакции на фото- период у гомозиготных организмов (линий) не изучаются и возможности сокращения

периода всходы-цветение за счет отбора фо- топериодически нейтральных на длинном дне линий с целью последующего их скрещивания не исследуются. Не изучается морфогенез сортов и гибридов в связи с проблемой отбора генотипов с групповой и комплексной устойчивостью к вредным организмам и пригодностью их для семеноводства в зонах с коротким днем и высокой вредностойкостью болезней и вредителей. Указанные недостатки устраняются изобретением, поскольку становится возможным идентифицировать тип реакции линий на фон испытания, сходный фону (длина дня, температура, спектральный состав света, осадки и т. д.) предполагаемого районирования, например целевое создание линий адаптированных к условиям Ленинградской и Новгородской областей. Наиболее близким к предлагаемому является способ селекции сорго на скороспелость. Общим для

-VI

N5 Ю СО СО

О

прототипа и предлагаемого решения является отбор форм с нейтральной фотопериодической реакцией. Различные образцы сорго выращивают в одной зоне в течение 20-25 дней с момента всходов на коротком (10 ч) дне и отбирают те из них, у которых продолжительность периода всходы-цвете- ние не изменяются и на длинном 16-часовом дне. Возможность взаимодействия длинного дня и температур планируемой зоны районирования (Северо-Западная зона РСФСР) и выделения фотопериодически нейтральных форм у сорго не рассматривается.

Предлагаемый способ создания исход- ного материала кукурузы в селекции на скороспелость (так же как и сорго, относящейся к растениям короткого дня) снимает указанное ограничение благодаря проведению отбора линий на длинном (18-19 ч) дне в условиях естественных дневных, ночных температур и длине дня, определяющих норму реакции генотипов именно на длинный день, т. е. по генотипической экспрессии признака у грмозигот. Кроме того, предлагаемый способ предусматривает проведение параллельного отбора на коротком дне (Краснодарский край) и длинном (Ленинградская область) и позволяет выявить скороспелые линии, ценные не только для дальнейшей селекции, но благодаря устойчивости к стеблевым гнилям, пригодные для семеноводства, сосредоточенного преимущественно в южных зонах кукурузосея- ния.

Цель изобретения - повышение эффективности отбора за счет возможности создания исходного материала для зон с коротким безморозным периодом.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отбора фотопериодически нейтральные линии кукурузы выявляют на длинном дне в зонах с пониженным температурным фоном, оказывающим дифферен- цирующее влияние на прояление холодовыносливости. Это позволяет оценить эффект взаимодействия длинного дня и температур на скорость прохождения линиями II-IV этапов органогенеза, определя- ющих наступление, сроков цветения и отбирать те линии, которые отличаются не только высокой скоростью морфогенеза, но и накопления биомассы. Аналогичная оценка на коротком дне дает возможность ото- брать линии, имеющие наиболее короткий период всходы-цветение и достаточную биомассу для использования их в качестве родительских форм гибридов в программах скрещиваний.

Одновременная оценка и отбор в двух зонах позволяет отобрать на длинном дне линии, переходящие к цветению при накоплении меньшей суммы эффективных температур и отличающиеся накоплением достаточно высокой биомассы; отбраковывать на длинном дне линии имеющие высокую скорость морфогенеза, но небольшую биомассу (30-40 см высоты вместе с метелкой); провести в этом же полевом сезоне проверочные скрещивания лучших линий, выделившихся в зоне с длинным днем, т. е. вести целенаправленную экологическую селекцию.

Основным отличием предлагаемого изобретения от известного способа является отбор для гибридизации родительских форм с необходимыми признаками на фоне длинного дня, зацветающие при равной или меньшей сумме температур, чем на коротком дне. Это позволяет в условиях длинного дня и пониженных температур отобрать для дальнейшей селекции среди полученных гибридов формы с укороченным периодом всходы-цветение.

П р и м е р 1. В год недобора суммы эффективных температур от нормы (1987), соответствующие отставанию в 14-20 дней, было установлено (табл. 1), что влияние длины дня (18-19 ч в Ленинградской области) в период прохождения кукурузой II-IV этапов органогенеза трансформируется различно: а) у одних линий и гибридов имеет место быстрый морфогенез, но медленный рост (высота растений 15-50 см); б) для других характерен быстрый морфогенез биомассы (70-140 см).

Это показало неоднозначность влияния длинного дня на морфогенез линий, отнесенных к одной группе спелости на коротком дне (Краснодар), и позволило вести браковку форм, у которых процесс развития не сопровождается накоплением необходимой биомассы, что особенно важно для гибридных комбинаций - продукта непосредственного возделывания в производстве. Проведение такой браковки в Краснодарском крае не представляется возможным, поскольку такие контрастные различия там не проявляются.

П р и м е р 2. Вначале высеивают гомозиготные линии в Краснодарском крае, а месяц спустя - в Ленинградской области (в оптимальные для обеих зон сроки) на провокационных инвазионных и инфекционных фонах. В такой же последовательности отмечают даты массовых всходов и оценивают линии на устойчивость к кукурузному мотыльку в условиях короткого, а шведской мухе - длинного дня.

На основе полученной информации составляли программы скрещиваний для Краснодарского края, а с учетом скороспелости линий в Ленинградской области -для Северо-Западной зоны, где привлекали в скрещивании наиболее скороспелые и высокорослые линии. Полученную совокупную информацию дополняли данными по устойчивости к головневым грибам и стеблевым гнилям (наиболее вредоносным на Северном Кавказе) и использовали для окончательного отбора наиболее ценных для двух зон линий и изучения их комбинационной способности.

Климатические параметры двух зон таковы: длина дня и среднемесячные температуры в период всходы-цветение (май-июнь) на КОС ВИР соответственно 14- 15 ч и 17-20,4° в Ленинградской области (июнь-июль) соответственно 18-19 ч непрерывного освещения и 4-5 ч досветки рассеянным светом белых ночей и 16,8-15,1°С.

Анализ данных табл. 2 показывает, что различия в продолжительности периода всходы-цветение достоверны для 13 линий, при этом у 6 из них длительность периода сокращается, а у 7 увеличивается. Быстрое появление всходов у всех линий (через 7 дней) не позволяют отнести задержку цветения у линий ЗУ 50/9 на 11 дней за счет температурного фактора, что дает основа- имя для отнесения ее к типично короткод- невным формам, тогда как линии Л В 4-1, Л В 17-1, Л 290 напротив с положительной реакцией на фотопериод. При достаточно высокой для роста и развития температуре в Ленинградской области длинный день служит фоном для отбора наиболее скороспелых линий, из 14 линий, отнесенных на КОС ВИР, к группе среднеранних (58-62 дня до цветения), линия Л 29 на длинном дне переходит в скороспелую; а Л В 4-1 из среднеспелой - в среднераннюю.

Различила сумме эффективных температур, обусловленные взаимодействием генотип-среда, достигают 173°С, что не исключает возможности использования среднеспелых линий в программах селекции на скороспелость.

Определение устойчивости к вредным организмам (табл. 3) показало, что из трех фотопериодически нейтральных линий (ЛВ 4-1, ЛВ 17-1, Л 290)толькоЛВ 17-1 умеренно устойчива к стеблевым гнилям в зоне семеноводства (КОС ВИР) и может использоваться в качестве материнской формы, две другие - в качестве отцовской. В качестве материнской формы могут быть также использованы комплексно устойчивые раннеспелые линии Л В 1 и Л 288 А, а отцовской

- ЛВ 21, Л203, Ом 255-линии с групповой устойчивостью к вредным организмам.

Сокращение периода всходы-цветение початков позволило скороспелым линиям

ЛВ 1, ЛВ 17-1, ЛВ 29 накопить 40,6-42,8% сухого вещества в зерне и массу зерна с растения 51,3-94,8 г, благодаря тому, что фотосинтез, формирование завязей и налив зерна происходит при более благоприятных

0 температурах (табл. 4).

Полученные с участием отобранных в 1988 г. линий простые гибриды (табл. 5) оценивались по скороспелости в различных экологогеографических зонах (табл. 5). Ре5 зультаты изучения показали, что различия, обусловленные взаимодействием генотип- среда, достигают 5 дней, а по отношению к районированным и лучшим зарубежным гибридам 1-6 дней.

0 Научно-техническими преимуществами предлагаемого способа селекции являются возможность разделения гомозиготных линий на генотипы типично короткого дня, и фотопериодически нейтральные с целью

5 формирования генофонда для экологически обоснованной селекции на скороспелость; раскрытие резервов фонотипической изменчивости по скороспелости и Другим хозяйственно-ценным признакам; сокраще0 ние сроков создания ультраранних гибридов с комплексной и групповой устойчивостью к вредным организмам и технологичным семеноводствам; возможность дальнейшего продвижения гибридов в зоны

5 с коротким безморозным периодом и повышения сбора сухого вещества корма путем замены среднеранних гибридов скороспелыми и ультраранними.

Полученные согласно предлагаемому

0 способу селекции простые гибриды (Л В 21 х ЛВ 17-1 и Л 280-1 х Б 244зТМ) зацветают на 5 дней раньше, чем в Краснодарском крае и на 1-6 дня раньше, чем районированный в Ленинградской области отечествен5 ный гибрид Коллективный 100 ТВ и лучший гибрид зарубежной селекции Нордика. Формула изобретения Способ создания исходного материала кукурузы в селекции на скороспелость,

0 включающий выращивание в естественных условиях на фоне короткого дня, скрещивание фотопериодически нейтральных родительских форм и отбор из гибридных популяций линий с необходимыми свойст5 вами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа путем создания исходного материала для зон с коротким безморозным периодом, дополнительно проводят выращивание форм кукурузы в естественных условиях на фоне

длинного дня, для скрещивания используют родительские формы, зацветающие при равной или меньшей сумме эффективных

температур, чем на коротком дне, скрещивают и из гибридных популяций отбирают линии с укороченным периодом всходы-цве- тение.

Таблица 1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции кукурузы на скороспелость. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет создания исходного материала для зон с коротким безморозным периодом. Для этого формы кукурузы выращивают в естественных условиях на фоне длинного дня. Причем в качестве родительских используют формы, зацветающие при равной или меньшей сумме эффективных температур, чем на коротком дне. Проводят скрещивание. Из полученных гибридных популяций отбирают линии с укорочённым периодом всходы - цветения. 5 табл.

Примечание. Долгота дня на Северном Кавказе и Ленинградской области в период всходы - цветение, равная соответственно 14-15 и 19-18 часов.

Таблица 2

Примечание: У-устойчивость; УУ-умеренная устойчивость; УВ-умеренная восприимчивость; В-восприимчивость.

Примечание. На 15 сентября - дату перехода среднесуточных температур через 10 градусную отметку.

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5