Способ отбора исходного селекционного материала кукурузы на холодостойкость

Способ отбора исходного селекционного материала кукурузы на холодостойкость

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 А 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4754655/13 (22) 31.10.89 (46) 07.03.92. Бюл, N. 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт кукурузы (72) Г,Л. Филиппов, Н.B. Вишневский, В.А.

Губенко и Г.М. Журба (53) 631.521(088.8) (56) Кукуруза. 1983, N 5, с. 27-29.

Сельскохозяйственная биология, 1987, N. 5, с. 61-64. (54) СПОСОБ ОТБОРА ИСХОДНОГО СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА КУКУРУЗЫ . 1А ХОЛОДОСТОЙКОСТЬ (57) Изобретение относится к селекции сельскохозяйственных культур и может быть использовано при создании холодостойких

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

Холодостой кость.

„„5U„„1717015 А1 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 поюмство анализируют также по холодостойкости. По результатам анализа вьгделенные холодостойкие формы идентифицируют на доноры и реципиенты и устанавливают возможность их использование в качестве материн-. ской или отцовской ф@рмы в дальнейшем селекционном процессе. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

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 холодостой кости.

Отдельные отобранные холодостойкие линии дают стабильно неудовлетворительную передачу признака в сочетании с лини1717015.5-6 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, уско. рение и повышение эффективности отбора линий на холодостойкость.

Поставленная цель достигается тем, что

40 в способе отбора исходного селекционного материала кукурузы на холодостойкость, включающем диагностику и выделение линий по признаку, выделенные холодостойкие сортообразцы дополнительно

50 скрещиваются с холодостойкими, нехолодостойкими и промежуточными, полученное потомство анализируют по признаку и по результатам выделенные холодостойкие формы идентифицируют на доноры, реципиенты, а также устанавливают возмож- 55 ность их использования в селекционном процессе в качестве материнской или отцовской формы. Оценку на холодостойкость осуществляют по длине зародышевого корешка. ями, обладающими таким же высоким качеством.

С помощью лабораторного способа оценки селекционного материала не удается (способ исключает) выделить линии (ре- 5 ципиенты), хорошо воспринимающие холодостойкость от донора, что принципиально важно в селекции гибридов на устойчивость к холоду.

Практически исключается эффективный 10 подбор линий для скрещивания при селекции гибридов на холодостойкость. Увеличивается объем скрещиваний.

В основном констатируется передача холодостойкости только по материнской 15 форме.

Увеличивается объем скрещиваний по выявлению материнского и отцовского эффекта.

Выделенные по холодостойкости линии 20 (источники) кукурузы по известному способу включают в селекционный процесс для создания холодостойких гибридов. Однако у этого метода имеется ряд существенных недостатков. Не зная полную характеристи- 25 ку 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 30 могут быть потеряны (выбракованы) ценные линии доноры или реципиенты. Причем цикл этого большого объема скрещиваний может повторяться во времени (в течение

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

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

Сортообразцы оценивают на холодостойкость по 4-бальной шкале (4). Так, при всхожести семян 91-1007; образец получает 4 балла; 81-90g, — 3 балла: 61 — 8070 — 2 балла; 60 менее -1 балл.

Энергия прорастания (длина корешка) в

5,1 мм и более оценивалась 4 баллами; 3,65,0 мм-3 баллами; 2,1-3,5 мм-2 баллами; 2,0 и менее-1 баллом. Для итоговой оценки сортоообразцов по всхожести и энергии прорастания семян полученные баллы суммируют. В результате определены следующие ранговые суммирующие индексы: высокохолодоустойчивые -7-8 баллов; холодоустойчивые—

5-6 баллов; слабохолодоустойчивые — 4 балла; нехолодоустойчивые — 3 балла и менее.

Дня исключения ошибок при оценке всхожести семян в условиях пониженной температуры параллельно определяют лабораторную всхожесть по общепринятой методике.

Предлагаемый способ отбора линий значительно снижает случайности ввиду точного контроля передачи признака холо-. достойкости в гибриде, Оцененные лабораторным методом линии проверяют в полевых условиях в системных скрещиваниях (диаллель, топкросс).

Затем в гибридных комбинациях определяют наследование холодостойкости в лабораторных условиях.

Таким образом, схематично это можно выразить следующим образом: а) проводится диагностика линий кукурузы на холодостойкость в лабораторных условиях с целью выявления источников по признаку; б) выделенные линии высевают в полевых условиях (диаллель, топкросс). Проводят скрещивания; в) полученные гибридные комбинации и их исходные линии включают в лаборатор1717015

55 ную оценку для выявления передачи признака холодостойкости от родителей;

r) на основе оценки гибридных ко9пбйнаций и линий по признаку с помощью диаллельного анализа идентифицируют доноры, реципиенты и проявление материнского или отцовского эффекта.

B 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 вЂ” 4, ИКФ вЂ” 5, ИКФ вЂ” 5 — 1 — 2, ИКФ вЂ” 5-3-2, РП вЂ” 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 вЂ” 1 как источник холодостойкости, имея длину зароцышевого корешка 6,8 мм, практически во всех комбинациях скрещивания с тестерами дает стабильное наследование пр. знака 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 вЂ” 11 не относят к донору холодостойкости — ее выбраковывают.

Нехолодостойкая линия ИКФ-20 практически во всех комбинациях с тестерами (даже с холодос и РП-1 6 — 4 — 12 и РП-2726-10) снижает холодостойкость гибридов.

Поэтому эта линия для селекции по признаку также не пригодна.

Реципиентами, т.е. формами, хорошо воспринимающими признак холодостойкости от доноров в 60-707ь случаев, оказались такие тестеры, как СО-.3, ИК-130-5, ИК193-1. ИК вЂ” 179 — 3 и другие. В то же время такие линии, как РП-164-4-12 и РП-12-211. 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 признаку, но и определение места холодостойкой формы в качестве одного из родителей в гибридных комбинациях.

Предлагаемый способ предполагает проводить реципрокный анализ по признаку и выявляет проявление материнского или отцовского эффекта.

В проведенных исследованиях из трех линий, подвергнутых реципрокному анализу (CM — 5. РП-21 — 35-18, T — 34), только Т-34 обладала четко выраженным материнским эффектом (табл. 2). Так, длина зародышевого корешка практически во всех комбинациях при использовании линии Т-34 s скрещиваниях с линиями ИКФ в качестве материнской формы заметно больше, чем у гибридов при использовании линий в качестве отцовской формы. В гибридах с участием линии CM — 5 наблюдается преобладание отцовского компонента в 58 jo случаев. Линия РП вЂ” 21 — 35-18 при использовании в скрещиваниях в качестве материнской или отцовской формы отличается промежуточ- . ным характером наследования признака холодостой кости. Другими словами, использование выделившихся холодостойких линий, даже в качестве материнской формы, еще не гарантирует получения гибридов, устойчивых к холоду.

Таким образом, за один цикл (в течение года) выращивания растений кукурузы удается выделить сортообразцы с нужным проявлением (наследованием) признака, которые затем целенаправленно (с высокой достоверностью) могут включаться в селекционный процесс.

Формула изобретения

1. Способ отбора исходного селекцион- ного материала кукурузы на холодостойкость, включающий оценку линий на холодостойкость и выделение холодостойких форм, отличающийся тем, что, с целью ускорения способа и повышения em эффективности за счет повышения качества отбираемого материала, выделенные холодостойкие формы дополнительно скрещивают с холодостойкими, нехолодостойкими в промежуточными по холодоустойчивосту формами, полученные потомства аналиааруют по признаку холодостойкости и по ра зультатам анализа выделен ны: холодостойкие формы идентифицируют н.. доноры и реципиенты и устанавливают ваз можность их использования в селекциан

1717015 ном процессе в качестве материнской или отцовской формы.

2. Способ по и., 1, отличающийся тем, что оценку на холодостойкость проводят по длине зародышевоГо корешка.

Та бди;ц а 1

Ганотилическаи.слацнаика колодостойкостн ло энергии прорастании семин искодних линий и их гибридник комбинаций> 1988 г . 1

Со Зас ИК130- ИК 193 ИК 126» ИК 179- СН 5 РП21» РП41- РП16» РП12» РП27- Pflt0 1450 Т-34

5 1 2 3 35-18 1-2 4-12 21-1 26-10 11-15 . ..i...."....1.. ....... .. .::Х:.. М: "....(.. ..:1!":T:*..tÅË.".::Е. :::

14>нии

ИКФ-1

ИКФ-.«

ИКФ"5

ИК4-6

ИКФ-8

ИКФ-11

-Ч---"ИК4 13

ИКФ-13

ИКФ 17

ИКФ 20

ИКФ 5"21-2

ИКФ 5 3-2

ИК4 5102

ИКФ 5-11-1

ИКФ 1

ИКФ 13 5

6,8

8,S

8,0

3 ° 5

0,7

6,1

5,3

4 ° 0

0 2

2,6

7,6

8,0

6 4

S,0

4,8

5,0

7,2 5,6

5.9 6,4

4,7 7,3

5,6 2,6

4,4 1,0

3,0 5,1

«,8 4,4

1,2 4>!

3 5 3

1 ° 9 2,6

6,5 5,1

6,6 73

6,6 1,6

7,1 3,8

7>5 5,0

S,9 7,4

4,2

7,5

6,8

6,5

37

3,8

5,5

5,2

«,5

1,1

86

7.3

8,8

8,6

8,6

8,3

3,5 . 5,2

4,1 6,6

3,0 . 6,2

0,1 6,4

0,6 4,3

2,1 3,7

1,2 6 ° 1

0,4 5,4

0,2 2>9

0,9 4,4

1,8. 5,2

3>1 5,Э

1,4 .7,9

2,6 5 2

3,9, 4,5

2,4 5,6

73

7,9

4,0

8,2

8,4.

0,3

6,6

7 5

2,8

1>9

6,1

4,6

5>0

6,5

9>S

11,0

8,1

7,4

13,5

11,4

1>7

5,6

13>0

t4 0

3,4

3,7

64

9,5

5,Э

6,3 !

1,4

10,0

8,8 4,3 4,2

7,9 7>5 6 ° 0

9.8 6,7 6,6

0,6 1.8 1,0

2,1 2,9 0,01

0,6 3,8 0,3

2,3 0,8 0,9

3,8 1,0 0,7

1,0 1>6 1,2

0,4 0,3 0,3

8,7 5,6 4 2

10,0 4,4 3 7

34 46 6«

8,« 3,3 3,8

7 7 4,7 3 6

9,0 4,5 3,5

65 5>4 76 72

92.92 90 85 .7>s 8,6 «,s 8,8 .4>7, 3 6 2>8 3>б 3>3 5 0 1,2 2>1

3>1 5>6 5,6 4,8

6>7 6,5 3,6 3,8

3,6 3,2 6,2 2,3

4>9 4,5 8,4 0,8

3,3 3,5 0 ° 1 0,5

7,0 8,5 -4,8 6 ° 6 .

6,6 8,7 8,0 6,8

93 90 84 6>1

6>7 9,5 !0>3 5>5

S>5 11, 0 10,1 7,8

7 2 11>0 6 5 6 2

10.1717015

Таб пи ца 2

Проявление признака. холодостойкости в реципрокных скрещиваниях

Т-3"

PI1 21-35-18 отец, СМ-5

Линии

w . мать отец. юе мать . отец мать энергия прорастания семян (длина зародышевого корня, мм) 1,9 1,9 3,5 3,5 1,2 . 1,2

ИКф 1

ИКФ 4

ИКФ 5

ИКФ б . ИКФ 8

ИКФ 12

ИКФ 13

ИКФ 17

ИКФ 20

ИКФ 5"1"2

ИКФ 5-3-2

ИКФ 5-10-2

<4ф 5"11-1

ИКФ 7-1

ИКФ 13-5

Составитель И.Ткалич

Техред М.,Моргентал Корректор М. Матьковсквя

Редактор Э.Слиган

Заказ 822 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета rio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

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

4,8

5,0

7,5 7,3

4,7 7,9

6,4 7,4

6,3 8,2

4,6 8,4

4,4 6,8

3,8 7,5

1,0 2,8

0,8 1,9

2,9 6,1 .2,8 4,6

5,0 6,0

5,9 6,5

",7 9,5.

4,7 11,0!

0,0

1",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, 9,0 7,2

7,4 9,5 9,0

13,5 9,1 7,8

11, 4 7,7 3,6

1 7 5,9, 2,1

13,0 4,7 . 3,8

10,2 6,0 2,3

3,4 4,9. . 0,8

3,7 3,4 0,5

6,4 7,4 5,6

9,5 7,6 5,8

5,3 8,7 6,7

6,3 11,0 5,5

11,4 9,0 7,8

10,0 7,1 6,2