Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы




НазваниеСелекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы
страница1/7
Дата конвертации09.03.2013
Размер0.94 Mb.
ТипАвтореферат
  1   2   3   4   5   6   7
УДК.633.11:631.527:575.0. На правах рукописи


Жангазиев Адилхан Султанкулович


Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы


06.01.05 – Селекция и семеноводство


АВТОРЕФЕРАТ


диссертации на соискание ученой степени доктора

биологических наук


Республика Казахстан

Алмалыбак, 2010

Работа выполнена в ТОО « Казахский научно – исследовательский институт земледелия и растениеводства» АО « Каз Агро Инновация»

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор,

академик НАН РК, РАСХН, УААН

Уразалиев Р.А.

Официальные оппоненты:


доктор биологических наук, профессор

Сулейменова С. Е.


доктор биологических наук, профессор

Сеилова Л. Б.


доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Кожахметов М.К.


Ведущая организация: Институт биологии и биотехнологии

растений (ИББР)


Защита состоится 29 октября 2010 года в 14:00 часов на заседании диссертационного совета ОД 55.05. 01. при Казахском НИИ земледелия и растениеводства

по адресу: 040909, Алматинская область, Карасайский район, п. Алмалыбак, ул. Ерлепесова 1. Тел./ Факс: 8 ( 727) 388-39-25.


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского НИИ

земледелия и растениеводства.


Автореферат разослан « » -------------------------- 2010 г.


Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук Н.А Альдеков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных рыночных условиях Казахстан становится одним из ведущих производителей зерна пшеницы. Ежегодно производится 15-17 млн. тонн зерна сильной и ценной пшеницы. Из них 8-9 млн. тонн пшеницы экспортируется в зарубежные страны. Основными задачами и направлениями развития долгосрочный программы до 2030 является обеспечение продовольственной безопасности страны, увеличение объема продажи, повышение конкурентоспособности сельскохозяйственной продукции за счет технического перевооружения производства с максимальным использованием последних достижений аграрной науки. Как показывает мировая практика, научно-технический прогресс отрасли сельского хозяйства основывается на достижениях генетико-селекционной науки, которая обеспечивает создание и внедрение в производство новых технологий, новых высокоурожайных сортов, гибридов пшеницы и других сельскохозяйственных культур. Главный резерв выполнения этой программы принадлежит селекции с использованием внутривидовой и отдаленной гибридизации, дающей возможность соединения в одном организме отдельных признаков или комплекса положительных признаков и свойств разных видов и форм растений. С другой стороны она позволяет выяснить теоретические вопросы селекции и филогению пшеницы в роде Triticum.

В этой связи актуальными проблемами селекции являются: углубленное изучение закономерностей наследования хозяйственно- биологических признаков и свойств; характер формообразовательного процесса межвидовых и внутривидовых гибридных популяций, создание исходного материала (различных источников и доноров), отбор желательных рекомбинатных линий и сортов, обладающих комплексом хозяйствено ценных признаков и свойств.

Исследования по диссертационной работе проведены в соответствии с общегосударственными отраслевыми программами и планами научно- исследледовательских работ по этапами: 03 01Н4:717Б (1986-1991 гг.), «Разработать новые и усовершенствовать существующие схемы, методы селекции, устойчивые к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды и с высоким качеством продукции сорта и гибрида пшеницы, с разработкой эколого-генетической основы промышленного семеноводства»; №0194РК00028 (1991-1995гг., «Создать новые с использованием методов генетики, биотехнологии и других биологических дисциплин, устойчивые к стрессовым факторам среды, высокопродуктивные сорта и гибриды зерновых и других культур»; 196РК00292 (1996-2000 гг.), «Создание, сохранении использование генофонда зерновых и других культур»;0101РК00229(2001-2005 гг.), Селекция высокопродуктивных с урожайностью 7-9 т/га, устойчивых к полеганию, болезням и вредителям, с качеством ценной сортов озимой пшеницы для условий орошения и обеспеченной осадками богарных земель юго- востока и Востока Казахстана.

Цель исследований Разработать генетические основы селекции и создать комплексно ценные линии и сорта озимой мягкой пшеницы.

Задачи исследований: Установить генетические особенности межвидовой равно – и разнохромосомной пшеницы (скрещиваемость, жизнеспособность и фертильность гибридов);

- Определить характер наследования признаков видов и разновидностей;

-Установить формообразовательный процессы межвидовых равно хромосомных видов пшеницы. Выяснить систематику и филогению тетраплоидной пшеницы;

- Создать селекционно-ценный исходный материал (гибриды и линии) по комплексу ценных признаков методом внутривидовой и межвидовой гибридизации;

-Установить характер наследования нерасоспецифической устойчивости к ржавчине и твердой головне в F1, F2 и выделить эффективные доноры к болезням;

-Создать и передать на Государственное сортоиспытание высокопродуктивные, устойчивые к полеганию, к видам ржавчины, септориозу и твердой головне сорта с качеством ценной и особо ценной пшеницы.

Научная новизна. - Впервые проведен генетический анализ видовых признаков маркирующих культурные 28 хромосомные пшеницы: Tersicum Vav. (рersicoides), T.durum subsp. abyssinicum Vav. (inflatum), T.turgidum, (turgidus) а также видовые признаки маркирующих типов колосовых чешуй, легкий обмолот колоса типа T.persicum (k), T.durum T.turgidum (без фактора k). Установлены генетические особенности маркирующих видовых признаков, контролируемых различным числом генов;

-Установлен факт новообразования видов и разновидностей пшеницы, не участвовавших в скрещиваниях;

-Установлена закономерность формообразования при скрещивании равнохромосомных пшениц;

-Впервые выявлено, что фактор “k” на тетраплоидном уровне присутствует не только у T.persicum Vav., но и у других видов этой группы T.aethiopicum Jakubz.;

-Впервые в условиях предгорной зоны Казахстана экспериментально доказана возможность происхождения культурных тетраплоидных видов пшениц от общего предка T.dicoccum Schrank ex Schubl. и T.dicoccides Korn;

- Генетическим анализом установлено, что ген устойчивости к болезням у новых сортов (Алмалы, Наз, Аtау и Sultan 95) контролируется комплементарным взаимодействием двух и трех доминантных генов.

-Разработан способ инокуляции семян к твердой головне, повышающий эффективность селекции на иммунитет.

-Изучено наследование устойчивости к возбудителям твердой головни и выделены доноры устойчивости к твердой головне.

-Впервые созданы высокопродуктивные низкостебельные сорта озимой мягкой пшеницы (Алмалы, Алия, Арап) с генами карликовых источников (rht1, rht2, rht3),обладающие высокой потенциальной урожайностью( 7-8 т/га).

- Допущены к использованию и включены в Государственный реестр РК 7 сортов озимой мягкой пшеницы и 1 сорт тритикале (Таза), а также 3 сорт включен в Государственный реестр Кыргызской Республики. Переданы на государственное сортоиспытание по республике Казахстан 6 сортов озимой пшеницы и три сорта в Кыргызии ( с долей авторства от 10 до 30%).

Практическая ценность работы: - На основе генетического анализа межвидовых скрещиваний установлены генетические особенности скрещиваемых видов. Выяснено, что таксономические признаки положенные К. Линнеем основаны на однозначных генах и контролируются 1-3 и более (полимерными) генами;

-В результате межвидовых скрещиваний экспериментально подтверждены пути эволюции и происхождения культурных тетраплоидных видов от общего предка - T. dicoccum (Schubl) Schrank и T.dicoccoides Koern;

-Методами внутривидовой и межвидовой гибридизации с привлечением образцов мировой коллекции создан ценный исходный материал для селекции озимой пшеницы;

-Применение разработанных новых методов инокуляции семян, усовершенствование методов оценки и отбора позволяет эффективно вести селекцию на устойчивость к болезням на начальных этапах селекционного процесса;

-Разработаны основные направления селекции пшеницы на иммунитет к болезням. Рекомендовано вести селекцию на иммунитет путем использования, концепции нерасоспецифической устойчивости, что позволило на этой основе создать сорта, ценные источники, и доноры устойчивости к листостебельным и головневым болезням озимой пшеницы;

- В период селекционной работы (с 1991 по 2008 гг.) создано более 5900 гибридных популяций, отобрано из F2 -F8 более 300000 линий, конкурсное сортоиспытание прошли более 1100 линий, из них 15 линий переданы в государственную комиссию по сортоиспытанию, 7 районированы. Таким образам, лишь тысячная доля (0,003%) дает линии, допускаемые в качестве сортов в производство.

Основные положения, выносимые на защиту:

-Систематическое положение и филогенетические отношения культурных тетраплоидных видов пшениц в роде Triticum.

-Формообразовательный процесс межвидовых гибридов в решении проблемы систематики и филогении тетраплоидных видов пшениц.

-Селекционно ценные линии по хозяйственно-биологическим признакам, полученные на основе внутривидовой и межвидовой гибридизации.

-Новые сорта озимой пшеницы, устойчивые по типу замедленного поражения; источники и доноры устойчивости к листостебельным и головневым болезням.

-Характеристика новых высокопродуктивных, низкостебельных сортов, источников и доноров хозяйственно ценных признаков озимой пшеницы.

Апробация работы Основные положения диссертации доложены на Республиканских и Международных конференциях по вопросам генетики, селекции, физиологии, биохимии и биотехнологии сельскохозяйственных культур, в том числе на республиканской научной конференции «Биологические основы селекции зерновых культур» (Алматы, 1996), на научно-технической конференции «Стратегия земледелия и растениеводства на рубеже XXI века» (Алматы, 1999), на Международных конференциях: «Наука и образование – ведущий фактор стратегии Казахстан-2030» (Караганда, 2002); «Современное состояние проблем и достижений в области генетики и селекции» (Алматы, 2003); на 1-ой Центрально-Азиатской конференции по пшенице (Павлодар, 2003); «Узбекистан бидай селекциясы» (Ташкент, 2004), на Международной конференции, посвященной 70-летию академика Уразалиева Р.А. (Алматы, 2005), на 2-ой Центрально-Азиатской конференции по зерновым культурам (Чолпан- Ата, 2006), на Международной конференции по проблемам развития сельского хозяйства Казахстана, Сибири и Монголии (Алматы, 2006); «Современное почвозащитное производство в степных регионах» посвященной 50-летию института зернового хозяйства (Шортанды, 2006); на Международной конференции проблемы АПК охраны окружающей среды (Кызылорда, 2008); на Международной научно-технической конференции, посвященной 120-летию со дня рождения Н.И.Вавилова (Новосибирск, 2008); на 11 Международной научно-практической конференции по проблемам «Аграрная наука – сельскохозяйственному производству Казахстана, Сибири и Монголии» (Шымкент, 2009); «Достижения и перспективы земледелия, селекции и биологии сельскохозяйственных культур» (Алмалыбак, 2010); «Научно-методические системы безопасности и обеспечение качества продуктов питания» (Одесса, 2010).

Публикации По результатам исследований опубликовано 77 научных работ в научных журналах и сборниках, а также в материалах республиканских и международных конференций. Получены авторские свидетельства на сорта Алмалы (№134 от 30.09.2002), Арап (с 2004 г.) в Киргизии, Таза (№135, 30.11.2002), Нуреке (№293, 13.06.2007), Алия (№ 274, 01.05.2006), Майра (№ 320, 27.05.2008), 1-патент на сорт Алмалы с 2010г.

Структура и объем работы Диссертация изложена на 207 страницах компьютерного текста, включает 68 таблиц, 8 рисунков. Диссертация состоит из 5 разделов, включая практические результаты, рекомендации производству, заключение и выводы. Список использованных источников включает 252 наименований, в том числе 50 на иностранных языках.


ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1 Состояние изученности проблемы (Обзор литературы)

В этом разделе обобщена информация, касающаяся систематики и происхождения 28 хромосомных культурных видов пшениц, их ботаническое разнообразие, географическое распространение, морфологическая и физиологическая характеристика, а также приведены основные направления селекции озимой пшеницы на юге и юго-востоке Казахстана. Отмечено, что вопросы филогении пшениц и определение генетического положения отдельных видов или групп видов требуют уточнения и дальнейшего углубленного изучения с привлечением образцов мировой коллекции.

2 Условия, объекты и методика исследований

2.1 Характеристика климатических условий. Исследования проводили с 1986 по 2008 гг. на полях поливного стационара КазНИИземледелия и растениеводства в шестипольных селекционно-семеноводческих севооборотах (озимая, люцерна 3-летняя, яровая пшеница, соя), расположенных в предгорной зоне Заилийского Алатау, а высоте 650-750 метров над уровнем моря. Зона характеризуется резко континентальным климатом с большими суточными и годовыми колебаниями температуры воздуха (от 12о до 30о С), неодинаковой по годам и сезонам суммой осадков (от 400 до 650 мм).

Метеорологические условия по годам исследований сложились неодинаково. Так, наиболее неблагоприятные (засушливые, жаркие) погодные условия для озимой мягкой пшеницы имели место в 1991, 1995, 1997 и 2001 годах. В эти годы в начальный весенний период вегетации растений ( март, апрель, май месяцы) выпали осадки от 50 до 80 мм., в сравнении со среднемноголетними значениями – 170 мм или на 90 – 120 мм ниже осадков, чем среднемноголетняя, а среднемесячная температура была на 2-4оС выше, чем среднемноголетняя. Все эти отрицательные факторы окружающей среды значительно повлияли на урожайность озимой пшеницы. В целом за годы исследований (1991–2007гг.), благоприятные условия зимнего и весенне-летнего периода, как и в предшествующие годы, характеризовались мягкой зимой, влажной весной, жарким летом, что позволило получить хороший урожай (от 45 до 80 ц/га) озимой пшеницы и в полной мере провести оценку выделившихся линий на их продуктивность, мукомольно-хлебопекарные качества и устойчивость к болезням и вредителям.

2.2 Материал и методика исследований. Материалом селекционно-генетических исследований послужили (5900) гибридные популяции F1-F6, полученные в разные годы в отделе селекции пшеницы, методом парных, реципрокных, топкроссных и Беккроссных скрещиваний от внутривидовых (28n,42-х) равнохромосомных и межвидовых разнохромосомных (2n=28)x(2n=42) видов пшениц, а также регенеранты, полученные методом биотехнологии (in vitro)(Институтом биологии и биотехнологии растений). В скрещиваниях были использованы сорта, сортообразцы из мировой коллекции: стран СНГ (Украина, Россия, Центральная Азия), короткостебельные и иммунные сорта международного центра по улучшению кукурузы и пшеницы (СИММИТ-ИКАРДА), а также выделившиеся сорта пшеницы по хозяйственно ценным признакам из отдела генофонда и лаборатории иммунитета растений КазНИИЗиР. Кастрацию материнских колосьев проводили по общепринятой методике Н.Л.Удольская (1963). Опыление проводилось "твел-методом" модификации Р.А. Уразалиева и О. Шегебаева (1981). Для генетических целей опыления проведены одним и тем же лицом, непосредственно только высыпанием зрелой пыльцы из растрескавшихся пыльников сорта-опылителя. В зависимости от целей и задач исследования по каждой комбинации кастрировали и опыляли в среднем от 100 до 450 цветков.

Межвидовые гибриды F1-F3 детально описывали, при определении видовых и разновидностных признаков пшеницы по К.А. Фляксбергера ( 1915,1935). По комплексу морфологических признаков все расщепляющиеся формы межвидовых гибридов второго и последующих поколений разделили в основном на три группы: материнские, отцовские (приближающиеся к материнским и отцовским) и промежуточные между родительскими формами. По каждой комбинации было проанализировано от 80 до 350 растений. Для статистической оценки соответствия фактического расщепления теоретически ожидаемых данных (р) вычисляли методом Хи-квадрат по Лобашову (1967).

На ранних этапах селекционного процесса, на основании визуальных оценок (методом Педигри и пересева в гибридных популяциях F2-F3) выделяли лучшие растения. В пределах наиболее перспективных комбинаций отбирали элитные растения - от 50 до 600 линий, в остальных комбинации по 20-50 линий. Лучшие из них испытывали в контрольном (10 м2), в предварительном сортоиспытании (20 м2), в конкурсном сортоиспытании (20 м2) в трехкратной повторности, парно-групповым методом, с высевом 3,5-4 млн. всхожих семян на 1 га. Наблюдение и учет урожая и обработку материала проводили по методике государственного сортоиспытания, Москва (1985). По всем параметрам признаков линий, оценку проводили по 9-ти бальной шкале, по методике «Международного классификатора» СЭВ, (1984).Результаты обрабатывали статистическим методом Доспехова (1973).

Устойчивость к болезням. В условиях поле и искусственный инфекционный фон ржавчины создавали местными популяциями гриба по методике Гешеле (1978). Степень перезимовки определяли визуально по 9-ти бальной шкале по модифицированной методике КазНИИЗиР.

Агрофон и особенности агротехники. Обработку поля и уход за посевами осуществляли согласно принятым рекомендациям для озимой пшеницы в данной зоне (Абугалиев, 2005, Амантаев,1969).

  1   2   3   4   5   6   7

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconБиологические особенности и моделирование сортов озимой пшеницы различных агроэкотипов
Работа выполнена в тоо «Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства» ао «КазАгроИнновация» Министерства...

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconЭффективность гербицидов в технологиях возделывания озимой пшеницы в зависимости от состояния популяций возбудителей болезней
Представлено влияние на степень засорённости посевов озимой пшеницы уровней плодородия полчвы и минерального питания. Установлено...

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconВлияние предшественников на урожайность сортов озимой пшеницы, технологические качества зерна и их изменение при хранении

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconЛ. М. Григорович Рассмотрены результаты мониторинга развития желтой пятнистости озимой пшеницы в разных районах Калининградской области. Определена зависимость динамики болезни от фунгицидных обработок посевов. Устано
Калининградской области. Определена зависимость динамики болезни от фунгицидных обработок посевов. Установлено, что желтая пятнистость...

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconВлияние картолина на лектиновую и митотическую активность разных генотипов озимой пшеницы о. А. Тимофеева, Л. Д. Гараева, Ю. О. Шишкина, Л. П. Хохлова
Влияние картолина на лектиновую и митотическую активность разных генотипов озимой пшеницы

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconОценка тесноты и достоверности связи прибавки урожайности озимой пшеницы и агрохимических свойств почвы
Установлено, что особенности корреляционных связей (теснота, форма) в системе «почва – растение – удобрение» могут быть использованы...

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconВыпускаемые товары и услуги
Зерно озимой пшеницы продовольственное 3-го, 4-го, 5-го классов, ячмень, кукуруза, подсолнечник

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconЗадание к курсовой работе
Интегрированная система защиты озимой пшеницы в условиях зоны недостаточного увлажнения

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconСелекционно-генетические и технологические способы повышения лежкоспособности плодов томата, выращенных в условиях открытого грунта
...

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы iconСписок опубликованных работ профессора Исмагилова Р. Р. в рецензируемых изданиях
Исмагилов Р. Р., Гайфуллин Р. Р. Эффективный прием возделывания озимой пшеницы // Земледелие, 2006.– №1. – С. 27-28


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница