"Сельскохозяйственная биология": 3-2010 Бебякин

РУС ENG

УДК 633.111.1:631.522/.524:581.151:57.04

РЕАКЦИЯ ГИБРИДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА ОТБОР ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ПРОДУКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА НА КОНТРАСТНОМ ПО КОЛИЧЕСТВУ ОСАДКОВ ФОНЕ

В.М. БЕБЯКИН, И.А. ОСЫКА

Изучали селекционную ценность высококачественных сортов яровой мягкой пшеницы по потомству в системе однотестерных скрещиваний. Показана реакция гибридных популяций на отбор по признакам продуктивности растений и качества зерна, а также реализованная наследуемость последних.

Ключевые слова: реакция гибридных популяций на отбор, потомства, показатели качества, наследуемость.

Создание местного генофонда с высокими технологическими свойствами зерна — одно из основных условий интенсификации селекции (1). Это требует уточнения некоторых подходов к теории отбора высококачественных генотипов и их идентификации в полновесных популяциях (2-4).
Целью наших исследований была оценка гибридных популяций пшеницы по реакции на отбор в F2 и в F3 по признакам продуктивности и качества зерна.
Методика. Полевые опыты проводили в 2004-2005 годах (селекционный севооборот НИИ сельского хозяйства Юго-Востока, г. Саратов). В скрещиваниях по однотестерной схеме использовали в качестве материнских форм растения сортов Тулайковская 5 (Т 5), Тулайковская золотистая (Тз), Альбидум 42/98 (Ал 42/98) и СКЭНТ 3 (СК 3), тестером послужила линия СФР 195-11-05 (СФР 195), формирующая зерно невысокого качества с повышенным содержанием клейковины, но обладающая устойчивостью к поражению листовой ржавчиной. Гибриды F₂ и F₃ (отсчет поколений по растению) с растениями родительских сортов выращивали на 3-рядковых делянках по методу частых стандартов.
Метеорологические условия в годы проведения полевых опытов (2004-2005) различались: количество осадков в период формирования и налива зерна в первый год составило 88,0 мм (173 % от нормы), во второй — 19,8 мм (39 % от нормы) при отсутствии существенных отличий температуры воздуха от средних многолетних значений (96,7-100,9 % от климатической нормы).
Натурную массу зерна оценивали по микромодификации Сибирского НИИСХ (5), показатель SDS-седиментации — по методике В.М. Бебякина и М.В. Бунтиной (6). Содержание и качество клейковины определяли по ГОСТу (с уменьшением навески муки до 10 г). Дисперсионный анализ проводили по программе для бесповторных опытов с частыми стандартами при коррекции данных по скользящей средней. Реакцию популяций на отбор (R) при его разной интенсивности (> Х_п, i₂₀, i₁₀) в системе двух поколений определяли по разнице между средним значением признака для всей популяции (Х_п) и его средним значением у отобранной части потомств в предшествующем поколении. Реализованную (фактическую) наследуемость оценивали по формуле: h² = R/S, где R — сдвиг при отборе, S — селекционный дифференциал (разница между фенотипической средней отобранной группы потомств и средней всего родительского поколения до отбора).
Результаты. Среднее значение показателей у отобранной в популяциях части гибридных потомств (табл. 1), за исключением показателя ИДК-1, полученного на измерителе деформации клейковины (Россия) (отрицательное значение), с повышением строгости отбора закономерно возрастало. Наибольшую выраженность признаков с учетом знака показателя фиксировали при отборе в популяциях 10 % (i10) потомств. Заметим, что отбор проводили по оценкам зерна, сформированного во влажном 2004 году. При формировании зерна в условиях дефицита осадков (2005 год) продуктивность растений резко снижалась как в среднем по популяции, так и в среднем по отобранным в предшествующем поколении потомствам, уменьшалась (или реже оставалась без изменения) и натурная масса зерна.
Показатель SDS-седиментации при оценке всех потомств в популяции (Хп) и при отборе потомств, превосходящих по величине осадка Хп, в условиях засухи был, как правило, выше, при отборе 20 и 10 % лучших семей — ниже (см. табл. 1). По содержанию клейковины в муке изменения со сменой поколения и условий среды в разных популяциях оказались неодинаковыми. У гибридов F3 (Тулайковская 5 x СФР 195-11-05) и F3 (Тулайковская золотистая x СФР 195-11-05) количество клейковины было, как правило, выше по сравнению с таковым у гибридов предшествующего поколения (F2), в популяциях с участием Альбидум 42/98 и СКЭНТ 3 — ниже (см. табл. 1). Качество клейковины в условиях дефицита осадков (2005 год) было значительно лучше по сравнению с таковым во влажный год. Таким образом, смена поколения и неодинаковые условия в период формирования и налива зерна отражаются на количественных значениях показателей качества по-разному, что, естественно, не может не сказаться на эффективности отборов.

1. Степень проявления признаков продуктивности и качества зерна у отобранной части гибридных потомств в популяциях яровой мягкой пшеницы в зависимости от интенсивности отбора (г. Саратов)
Популяция	F₂, 2004 год							F₃, 2005 год
	n	Х_п		интенсивность отбора				n		Х_п			интенсивность отбора
				> Х_п	i₂₀		i₁₀						> Х_п		i₂₀		i₁₀
М а с с а з е р н а с р а с т е н и я, г
Т 5 x СФР 195	93	3,19		3,81	4,65		4,72	81		1,43			1,44		1,52		1,56
Тз x СФР 195	121	2,82		3,31	3,73		4,02	113		1,49			1,54		1,48		1,51
Ал 42/98 x СФР 195	55	3,45		4,08	4,53		4,90	52		1,76			1,83		1,73		1,80
СК 3 x СФР 195	89	2,54		2,96	3,42		3,80	89		1,05			1,09		1,14		1,01
Н а т у р н а я м а с с а з е р н а, г/л
Т 5 x СФР 195	84	723,8		749,1	766,1		775,2	83		727,0			718,4		735,8		746,3
Тз x СФР 195	114	721,7		749,5	760,2		770,6	115		733,0			735,7		739,5		737,6
Ал 42/98 x СФР 195	50	737,7		759,3	771,7		776,0	52		741,0			740,6		745,3		750,6
СК 3 x СФР 195	89	715,9		742,0	755,5		760,3	88		712,5			716,6		711,6		710,8
П о к а з а т е л ь S D S - с е д и м е н т а ц и и, мл
Т 5 x СФР 195	98	65,1		70,7	74,1		76,4	82		72,7			74,0		73,5		72,6
Тз x СФР 195	121	70,1		75,1	78,5		80,4	113		74,5			75,2		76,8		76,3
Ал 42/98 x СФР 195	56	63,8		68,2	71,3		73,3	52		70,5			72,8		71,3		69,8
СК 3 x СФР 195	88	62,6		67,4	71,2		73,2	87		71,8			72,1		72,8		71,3
С о д е р ж а н и е к л е й к о в и н ы в м у к е, %
Т 5 x СФР 195	78	33,1		35,2	36,6		37,4	77		37,1			38,8		37,2		36,7
Тз x СФР 195	99	32,1		33,6	34,9		35,4	111		36,8			36,5		36,8		36,3
Ал 42/98 xСФР 195	46	30,4		32,7	34,1		34,8	52		28,8			28,8		31,1		29,8
СК 3 x СФР 195	67	31,2		33,6	36,5		36,9	83		32,6			32,4		32,2		30,1
П о к а з а т е л ь И Д К-1, ед.
Т 5 x СФР 195	78	83,4	80,2		78,0	76,0			77		77,2	76,9		76,9		77,4
Тз x СФР 195	99	89,2	85,2		83,0	80,7			112		74,0	72,7		72,0		71,5
Ал 42/98 x СФР 195	46	79,1	74,3		71,1	68,8			52		70,2	66,5		66,2		66,5
СК 3 x СФР 195	67	89,2	85,1		82,5	80,9			83		75,9	73,4		69,7		68,8
П р и м е ч а н и е. n — число проанализированных потомств, Х_п— средний показатель по признаку в популяции, Т 5 — Тулайковская 5, Тз — Тулайковская золотистая, Ал 42/98 — Альбидум 42/98, СК 3 — СКЭНТ 3, СФР 195 — СФР 195-11-05. Остальные обозначения см. в разделе «Методика».

2. Реакция гибридных популяций яровой мягкой пшеницы на интенсивность отбора по показателям продуктивности и качества зерна (г. Саратов)
Популяция	F₂, 2004 год, S при интенсивности отбора			F₃, 2005 год, R при интенсивности отбора
Популяция	> Х_п	i₂₀	i₁₀	> Х_п	i₂₀	i₁₀
М а с с а з е р н а с р а с т е н и я, г
Т 5 x СФР 195	0,62	1,46	1,53	0,01	0,09	0,13
Тз x СФР 195	0,49	0,91	1,20	0,05	-0,01	0,02
Ал 42/98 x СФР 195	0,63	1,08	1,45	0,07	-0,03	0,04
СК 3 x СФР 195	0,42	0,88	1,26	0,04	0,09	-0,04
Н а т у р н а я м а с с а з е р н а, г/л
Т 5 x СФР 195	25,3	42,3	51,4	-8,6	12,8	19,3
Тз x СФР 195	27,8	38,5	48,9	2,7	6,5	4,6
Ал 42/98 x СФР 195	21,6	34,0	38,3	-0,4	4,3	9,6
СК 3 x СФР 195	26,1	39,6	44,4	4,1	-0,9	-1,7
П о к а з а т е л ь S D S - с е д и м е н т а ц и и, мл
Т 5 x СФР 195	5,6	9,0	11,3	1,3	0,8	-0,1
Тз x СФР 195	5,0	8,4	10,3	0,7	2,3	1,8
Ал 42/98 x СФР 195	4,4	7,5	9,5	2,3	0,8	0
СК 3 x СФР 195	4,8	8,6	10,6	0,3	1,0	0
С о д е р ж а н и е к л е й к о в и н ы в м у к е, %
Т 5 x СФР 195	2,1	3,5	4,3	1,7	0,1	-0,4
Тз x СФР 195	1,5	2,8	3,3	0	0,1	0
Ал 42/98 x СФР 195	2,3	3,7	4,4	0	2,3	1,0
СК 3 x СФР 195	2,4	5,3	5,7	-0,2	-0,4	-2,5
П о к а з а т е л ь И Д К-1, ед.
Т 5 x СФР 195	3,2	5,4	7,4	0,3	0,4	-0,2
Тз x СФР 195	4,0	6,2	8,5	1,3	2,0	2,5
Ал 42/98 x СФР 195	4,8	8,0	10,3	3,7	4,0	3,7
СК 3 x СФР 195	3,9	6,5	8,1	2,5	6,2	7,1
П р и м е ч а н и е. Обозначения сортов те же, что в таблице 1, обозначение показателей см. в разделе «Методика».

3. Реализованная наследуемость (h²) признаков продуктивности и качества зерна в популяциях яровой мягкой пшеницы в зависимости от интенсивности отбора (г. Саратов, 2004-2005 годы)
Популяция	Интенсивность отбора
Популяция	> Х_п	i₂₀	i₁₀
М а с с а з е р н а с р а с т е н и я, г
Т 5 x СФР 195	0,016	0,062	0,085
Тз x СФР 195	0,102	0	0,017
Ал 42/98 x СФР 195	0,111	0	0,028
СК 3 x СФР 195	0,095	0,102	0
Н а т у р н а я м а с с а з е р н а, г/л
Т 5 x СФР 195	0	0,303	0,375
Тз x СФР 195	0,097	0,169	0,094
Ал 42/98 x СФР 195	0	0,126	0,251
СК 3 x СФР 195	0,157	0	0
П о к а з а т е л ь S D S - с е д и м е н т а ц и и, мл
Т 5 x СФР 195	0,232	0,089	0
Тз x СФР 195	0,140	0,274	0,175
Ал 42/98 x СФР 195	0,511	0,107	0
СК 3 x СФР 195	0,063	0,116	0
С о д е р ж а н и е к л е й к о в и н ы в м у к е, %
Т 5 x СФР 195	0,809	0,029	0
Тз x СФР 195	0	0,018	0
Ал 42/98 x СФР 195	0	0,630	0,225
СК 3 x СФР 195	0	0	0
П о к а з а т е л ь И Д К-1, ед.
Т 5 x СФР 195	0,103	0,065	0
Тз x СФР 195	0,325	0,323	0,294
Ал 42/98 x СФР 195	0,760	0,494	0,354
СК 3 x СФР 195	0,641	0,954	0,877
П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 2.

Для оценки сортов по потомству важной характеристикой служит реакция гибридных популяций на отбор. Величина селекционного дифференциала (S) при разной интенсивности отбора для всех изучаемых признаков достаточна велика. Тем не менее, реакция популяций на отбор (R) по всем характеристикам, за исключением показателя ИДК-1, была довольно слабой или не проявлялась вообще (табл. 2). Нередко лучшие по тому или иному критерию потомства из числа изученных при пересеве оказывались в числе худших. Таким образом, при отборе лучших потомств в F₂ (по растению) гарантировать положительные результаты в последующем поколении (F₃) нельзя по всем обсуждаемым показателям, за исключением показателя ИДК-1, если F₂ и F₃ выращены в контрастные по погодным условиям сезоны вегетации.
Реализованная в условиях проведения экспериментов наследуемость признаков (h²) оказалась во всех вариантах отбора низкой или не проявлялась вовсе. Исключение составляло лишь качество клейковины: отбор по показателю ИДК-1 может быть достаточно эффективным в популяциях Альбидум 42/98 x СФР 195-11-05 и СКЭНТ 3 x СФР 195-11-05) (табл. 3). При отборе потомств по показателю SDS-седиментации, превышающему среднее значение в популяции (Хп), можно также ожидать положительные результаты в F3 (Альбидум 42/98 x СФР 195-11-05), по содержанию клейковины в муке — в F₃ (Тулайковская 5 x СФР 195-11-05). Высокая наследуемость по содержанию клейковины проявлялась и при отборе 20 % лучших потомств в популяции F₂ (Альбидум 42/98 x СФР 195-11-05).
Итак, реакция гибридных популяций яровой мягкой пшеницы на отбор (R) по массе зерна с растения, натурной массе зерна, показателю SDS-седиментации и содержанию клейковины в системе F₂—F₃ (по растению) в контрастные по количеству осадков годы очень слабая (от положительных до отрицательных значений). Сдвиг по качеству клейковины (показатель ИДК-1) был достаточно значительным (1,3-7,1 ед.) в трех популяциях из четырех изученных, причем во всех вариантах отбора (> Х_п, i₂₀, i₁₀). Устойчивость реализованной наследуемости в зависимости от интенсивности отбора проявилась лишь по показателю ИДК-1.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Б е б я к и н В.М., О с ы к а И.А. Продуктивность и качество зерна гибридов яровой пшеницы при однотестерных скрещиваниях. В сб.: Современные проблемы почвозащитного земледелия и пути повышения устойчивости зернового производства в степных регионах. Шортанды, 2006, ч. 2: 347-351.
2. Б е б я к и н В.М., О с ы к а И.А., К и б к а л о И.А. Урожайность гибридов яровой мягкой пшеницы и ее изменчивость в популяциях. В сб.: Вопросы биологии, экологии, химии и методики обучения. Саратов, 2006, вып. 9: 21-25.
3. О с ы к а И.А. Качество клейковины у гибридов F2 яровой мягкой пшеницы и их родительских форм в системе однотестерных скрещиваний. В сб.: Молодые ученые — агропромышленному комплексу Поволжского региона. Саратов, 2006, вып. 2: 124-126.
4. Б е б я к и н В.М., О с ы к а И.А., К у л а г и н а Т.В. Оценка высококачественных сортов яровой мягкой пшеницы по потомству. Докл. РАСХН, 2007, 3: 11-13.
5. Оценка качества зерна: Справочник /Сост. И.И. Василенко, В.И. Комаров. М., 1987.
6. Б е б я к и н В.М., Б у н т и н а М.В. Эффективность оценки качества зерна яровой мягкой пшеницы по SDS-тесту. Вест. с.-х. науки, 1991, 1: 66-70.

REACTION OF HYBRID POPULATIONS OF SPRING SOFT WHEAT ON SELECTION OF PRODUCTIVITY AND CORN QUALITY AT CONTRASTING AMOUNT OF PRECIPITATION AS A BACKGROUND

V.M. Bebyakin, I.A. Osyka

The authors have the breeding value (mass of corn per plant, full-size corn mass, parameters of SDS-sedimentation and gluten content) in high-quality varieties of summer soft wheat on progeny in a system of the one-tester crossings. The hybrid populations reaction on the breeding of plant productivity and corn quality and also their realized hereditability was shown.

Key words: response of hybrid populations to selection, progenies, quality indicators, heritability.

ГНУ НИИ сельского хозяйства Юго-Востока
Россельхозакадемии,
410010 г. Саратов, ул. Тулайкова, 7,
e-mail: raiser_saratov@mail.ru

Поступила в редакцию
21 сентября 2009 года

Оформление электронного оттиска

От эксперимента —
к практике

Всероссийский НИИ
селекции и семеноводсва
овощных культур

Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства

Всероссийский НИИ cельскохозяйственной биотехнологии РАСХН

Биотехнический научно-экспериментальный комплекс "ГосНИИсинтезбелок"