У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Создание исходного материала для селекции ярового рыжика в условиях южной лесостепи Западной СиБири
Количество страниц 102
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 24540.doc 
Содержание Содержание
Введение...4

1. Исходный материал как основа для селекции ярового рыжика

(обзор литературы)...8

1.1 Народно - хозяйственное значение, происхождение, систематика и морфобиологические особенности ярового рыжика...8

1.2 Некоторые вопросы селекции растений с элементами генетики...13

1.2.1 Изменчивость и наследование признаков...13

1.2.2 Комбинационная способность...17

1.2.3 Корреляционная связь признаков...20

1.3 Основные направления в селекции рыжика...22

2. Агроклиматические условия южной лесостепи Западной Сибири...26

2.1 Почвенно-климатические особенности зоны...26

2.2 Метеорологические условия в годы проведения опытов...28

3. Материал и методика исследований...30

4. Биологические особенности исходного и гибридного материала ярового рыжика...38

4.1 Изучение продолжительности межфазных периодов развития рыжика...38

4.2 Изучение характера опыления у сортов и коллекционных образцов ярового рыжика...41

5. Селекционно-генетическая оценка сортов, образцов коллекции ВИР и их гибридов по основным хозяйственно-ценным признакам...43

5.1 Масса семян с растения...43

5.2 Масличность...51

5.3 Содержание эруковой кислоты в масле...62

6. Генетический контроль основных хозяйственно - ценных признаков...72

6.1 Корреляционная связь...72

6.2 Анализ коэффициентов путей семенной продуктивности

3

в гибридных комбинациях ярового рыжика...75

7. Характеристика лучших номеров селекционного питомника первого года..82

Выводы...84

Рекомендации для селекционной практики...86

Библиографический список...87

Приложения...102

Введение



Введение

В решении вопроса самообеспечения Омской области сельскохозяйственными продуктами, важное значение придаётся увеличению объёмов производства растительного масла для пищевых целей. Обоснованная медицинская норма потребления масла на душу населения - 13,2 кг. в год. Следовательно, валовое производство растительных масел должно составить около 23 тыс. тонн. Фактически же в настоящее время производится примерно 6 — 10 тыс. тонн.

Среди масличных культур, жир которых пригоден для пищевых целей, большой интерес представляет яровой рыжик. Он обладает коротким вегетационным периодом, созревает раньше подсолнечника и рапса, а также убирается до созревания зерновых культур, что позволяет наиболее эффективно использовать в это время механизаторские кадры, уборочную технику и автотранспорт.

Рыжиковое масло является одновременно пищевым и техническим маслом, но в том и другом случае его качество расценивается как среднее. Оно может применяться в пищевой, металлургической, лакокрасочной, мыловаренной и других отраслях.

Из всех масличных культур, относящихся к семейству капустных (крестоцветных) рыжик самый устойчивый к повреждению вредителями, поэтому технология возделывания этой культуры исключает применение пестицидов, что очень важно в экологическом отношении.

По биоклиматическому потенциалу и почвенным условиям Омская область благоприятна для возделывания рыжика, а также в связи с тем, что в Сибири существует дефицит пищевого растительного масла, то одним из резервов повышения производства маслосемян может быть культура - рыжик, которая дополнит объём и ассортимент растительного масла.

Омская область по возделыванию рыжика занимает одно из первых мест в Западной Сибири. В 1955 г. под рыжиком было занято 67,8 тыс/га., что соста-

5

вило около половины площадей под этой культурой в Западной Сибири и чет-вёртую часть по стране. В последующие годы произошло значительное сокращение производства семян рыжика, а в большинстве областей оно было прекращено из-за низкой эффективности. В 80-е годы прошлого столетия площади rj« под рыжиком в Омской области составляли 6 — 7 тыс/га /92/; в 2001 — 2003 гг. —

1,5 — 2,6 тыс/га. Для того чтобы вернуть рыжик на поля, необходимы новые сорта с высоким уровнем продуктивности и улучшенным жирнокислотным со-

ставом.

Успешное выведение нового сорта во многом зависит от научно — обоснованного подбора пар для скрещивания при создании исходного материала, что является, по сей день актуальной проблемой. В целях повышения результативности селекционной работы вопросы наследования элементов структуры урожая при гибридизации требуют более широкого и глубокого анализа.

Изучению характера наследования основных хозяйственно - ценных признаков у рыжика, их корреляционных связей, а также комбинационной способности с использованием количественной генетики и посвящена работа.

Цель исследований — создать исходный материал для селекции ярового рыжика в условиях южной лесостепи Западной Сибири и провести его комплексное изучение.

Задачи исследований:

— скрестить местные и включённые в Государственный реестр сорта рыжика с образцами коллекции ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова;

— оценить комбинационную способность рыжика в топкроссных скрещиваниях по селекционно-ценным признакам;

— изучить корреляционные связи, установить изменчивость и характер наследования количественных признаков у гибридов рыжика;

6

- изучить биологические особенности исходного и гибридного материала и установить характер опыления у сортов и коллекционных образцов рыжика в условиях южной лесостепи;

- изучить маслообразовательный процесс у наиболее распространённого /f, сорта рыжика Исилькулец;

- оценить созданный селекционный материал и выделить лучшие номера.

Научная новизна. В результате проведенных исследований выделены формы ярового рыжика с высокой урожайностью, масличностью и пониженным содержанием эруковой кислоты в масле. Создан новый исходный материал для селекции рыжика в условиях Западной Сибири. На основе результатов ком-«V бинационной способности выявлены доноры по основным хозяйственно — цен-

ным признакам. Установлены особенности изменчивости, наследования и сопряженности количественных признаков.

-4'

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- результаты оценки сортов и коллекционных образцов по комплексу хо-л зяйственно — ценных признаков и свойств;

- особенности наследования количественных признаков у гибридов первого и второго поколений ярового рыжика;

~ - донорские способности родительских форм и селекционная ценность

созданного исходного материала ярового рыжика для условий южной лесостепи Западной Сибири;

- биологические особенности и маслообразовательный процесс у ярового рыжика.

7

Практическая значимость работы и реализация результатов исследо-ваний. Создание нового исходного материала ярового рыжика может способствовать выведению новых высокопродуктивных сортов с улучшенным жирно-кислотным составом масла, что позволит дополнить объем и ассортимент про- изводства растительного масла.

Результаты экспериментальных исследований используются в лаборатории селекции капустных культур Сибирской опытной станции Всероссийского на- учного исследовательского института масличных культур (ВНИИМК) имени B.C. Пустовойта (приложение 1). Созданный исходный материал включен в селекционный процесс лаборатории. 19 номеров, лучших по хозяйственно — ценным признакам, переданы в селекционный питомник второго года.

Апробация работы: Основные результаты исследований доложены на научно-технических советах Сибирской опытной станции ВНИИМК (г. Исиль-куль, 2000 - 2003), на заседаниях кафедры селекции ОмГАУ (2000 - 2003), на девятом генетико-селекционном семинаре в СибНИИРС (Новосибирск, 2004), на межрегиональной конференции молодых ученых СибНИИСХ (Омск, 2004). По теме диссертации опубликовано три статьи общим объемом 0,5 п.л.

Автор искренне благодарит коллективы лабораторий селекции капустных культур, биохимии Сибирской опытной станции ВНИИМК и кафедры селекции, генетики и семеноводства ОмГАУ за ценные советы и практическую по-мощь в проведении исследований по данной теме.

Автор выражает также глубокую благодарность за огромную помощь, оказанную при выполнении настоящей работы, научному руководителю доктору сельскохозяйственных наук B.C. Ильину.

8

1. Исходный материал как основа для селекции ярового рыжика

(Обзор литературы)

1.1 Народно-хозяйственное значение, происхождение, систематика и морфобиологические особенности ярового рыжика

Яровой рыжик (Camelina sativa Grantz), относится к семейству крестоцветных (капустных), к роду Camelina /11,60,73,91,131 /.

По классификации П. М Жуковского существует 8 видов этого рода:

Camelina sativa Grantz — рыжик посевной

Camelina linikola Sch. et sp — рыжик льняной

Camelina pilosa (Д.С) N.Zing - рыжик волосистый

Camelina caucasica (Sinsk.) Vass - рыжик кавказский

Camelina Iaxa C.A.M - рыжик рыхлый

Camelina albiflora Kotschy et Boiss — рыжик белоцветный

Camelina microflora Andrz - рыжик мелкоплодный

Camelina sylvestris Wall - рыжик лесной

Из перечисленных видов широко распространены первые три вида: рыжик льняной, посевной, волосистый. Рыжик льняной встречается, как специфический сорняк в посевах льна - долгунца /104/, рыжик волосистый также является сорняком, встречается в посевах озимых культур. Как культурное яровое растение в настоящее время используют только рыжик посевной /14/.

Рыжик посевной переведён в культуру во второй половине XIX века. Первые сведения о возделывании рыжика относятся к России и Франции. Затем посевы рыжика распространились в Германии, Бельгии, Голландии, Англии, Украине, в Поволжье и Сибири.

Направление использования рыжика определяется биохимическим составом его семян. В зависимости от содержания жирных кислот в масле оно может применяться в пищевой, металлургической, лакокрасочной, мыловаренной, косметической и др. отраслях/10, 43, 44, 70, 71,103,105, ПО/.

9

При переработке семян рыжика остаётся жмых, содержащий 35 — 40% переваримого протеина, который может быть использован в кормлении сельскохозяйственных животных /66/. Но из-за наличия в нём глюкозида, его рекомендуют использовать в смеси с другими жмыхами (не более 5%) /46,132/. Рыжиковый жмых является хорошим удобрением, т. к содержит значительное количество фосфорной кислоты (3-4% веса золы) /22, 73/.

Семена рыжика содержат от 29,3 до 44,2% жира. Масличность их изменяется в зависимости от сорта и условий произрастания. На Сибирской опытной станции ВНИИМК масличность семян за период 1999 - 2003 гг. по данным конкурсного испытания составила у сорта Исилькулец 41,5%, у Омского местного 39,4%, у ВНИИМК - 17 - 40,8%.

Урожайность семян ярового рыжика в производственных посевах в условиях южной лесостепи Омской области варьировала в 1998 - 2003 гг. от 1,22 до 2,28 т/га. Данные конкурсного сортоиспытания разных сортов рыжика показали, что эта культура способна давать высокие урожаи. В зависимости от года и сорта продуктивность варьировала от 1,33 до 2,75 т/га. У сорта Исилькулец размах колебаний составил 1,46 - 2,63 т/га, у Омского местного 1,4 — 2,6, у ВНИИМК- 17- 1,33 -2,57 т/га.

Внешний вид растения ярового рыжика приведён на рисунке 1.

Рыжик — однолетнее, холодостойкое, засухоустойчивое растение. Стебель прямостоячий, ветвистый, высотой 40 — 90 см., имеет 9 — 35 ветвей первого и последующих порядков. Корневая система стержневая, слабо развитая.

Соцветие - кисть. Плод — стручок грушевидной формы с сильно выпуклыми створками длиной от 6 до 13 мм.

Семена мелкие, удлиненно — яйцевидной формы около 2 мм. длиной, от желто - оранжевого до красновато - коричневого цвета. Масса 1000 семян - 1,1 -1,4 г/14, 81, 132, 133/.

10

Рисунок 1 - Растение ярового рыжика в фазе - жёлто - зеленого стручка

11

Для завершения полного цикла развития рыжик нуждается в сумме положительных температур 1580 - 1790°С. Семена рыжика прорастают при температуре 1 — 2°С. Энергия прорастания находится в прямой зависимости от температуры; при температуре 4°С проростки появляются на четвёртый день; при 10°С на второй и при 19°С — через один день. Всходы переносят весенние заморозки до минус 15°С. Одним из основных положительных биологических особенностей рыжика является скороспелость. Благодаря этому свойству он вызревает в различных климатических зонах /22/.

Рыжик можно использовать для посева на участках освободившихся в случае гибели озимых культур. По своей биологической природе он менее требователен к условиям произрастания и может удовлетворительно расти на любых видах почв, кроме глинистых т. к всходы иногда гибнут от корки /107/. Лучше всего удаётся на почвах с достаточным содержанием гумуса и известью /22, 90/. Неплохо растёт рыжик на лёгких супесчаных почвах.

Вследствие медленного роста в начальный период рыжик может в сильной степени угнетаться сорняками. Поэтому его не рекомендуется размещать на сильно засорённых участках. По данным Сибирской опытной станции ВНИИМК под семенные участки следует выделять пар, где рыжик обеспечивает урожай 1,5 - 2,0 т/га /92/.

Рыжик является самоопылителем /23, 81, 101, 103, ПО/. Однако в отдельных семьях наблюдается перекрёстное опыление /23, 103/. В условиях Краснодара (ВНИИМК) в 1945 году у Харьковской популяции процент перекрёстного опыления составил 16,4% /22/. Е.Н Синская /103/ отмечает, что масличные крестоцветные культуры в условиях юга более склонны к перекрёстному опылению, чем в северных районах. Главная роль в перекрёстном опылении крестоцветных (капустных) культур принадлежит в основном пчёлам /94,102,151/.

Цветки рыжика открываются рано утром (6 часов) причём раскрываются те бутоны, у которых накануне вечером между чашелистиками были заметны

12

жёлтые лепестки. Раскрывание бутона происходит очень медленно в течение 5 — 6 часов. К 22 часам вечера цветки закрываются. Рыжик начинает цвести с верхушечной кисти затем, цветение распространяется на другие кисти, таким образом, цветение растения идет сверху вниз. А в пределах одной кисти цветение происходит снизу вверх. Продолжительность цветения одного цветка 24 — 72 часа, кисти — 10 - 25 дней в зависимости от положения на стебле количества цветков и метеоусловий /22/. Влажная прохладная погода способствует продлению цветения, но пыльники не открываются. При повышении температуры воздуха и снижении влажности цветки не распускаются. Сортовые особенности так же оказывают влияние на интенсивность цветения /33, 52, 58/. Через 3-4 дня цветки опадают. В цветке 6 тычинок из них 4 длинных, расположенных на высоте рыльца, обращенных к нему пылящей стороной пыльников, и 2 коротких, расположенных под рыльцем, обращенных пыльниками к наружи. Пыльцевые зёрна яйцевидные с очень нежными сосочками. Пыльца начинает появляться, когда лепестки принимают колокольчатое положение, то есть при не вполне распустившемся цветке. Цветки рыжика имеют специфический запах. Листья ланцетовидной формы с короткими черешками /22/.

Экологические факторы оказывают большое влияние на наступление и продолжительность фенологических фаз. Продолжительность цветения в Ленинградской области составляет 10-15 дней /103/. В условиях Омской области 15-25 дней.

Период "всходы - стеблевание" длится от 17 до 22 дней. В этот период происходит закладка корневой системы, образование розетки. Растения крестоцветных культур растут медленно и требовательны к влаге. После начала стеблевания начинается интенсивный прирост вегетативной массы. Максимальный прирост в высоту приходится на период от конца бутонизации до полного цветения, а рост стебля продолжается до конца фазы цветения — начала созревания /1, 18, 59/. Наибольшую потребность во влаге растения крестоцветных культур испытывают во время цветения - налива семян /58/.

13

Период созревания проходит за 23 — 49 дней, в зависимости от внешних условий. Для нормального процесса созревания необходима температура не ниже 15°С.

1.2 Некоторые вопросы селекции растений с элементами генетики 1.2.1 Изменчивость и наследование признаков

В знании, которое формирует генетика о процессе наследования признаков, определяющих фенотипическое описание организмов, по мнению Э. X. Гинзбурга /31/, следует выделить два качественно разных уровня. Первый - это знание о процессе детерминации внешнего проявления признаков организма его внутренним наследственным ядром, его генотипом, генами. Второй - уровень содержит знания о процессе передачи от родителей потомкам элементов этого наследственного ядра, отдельных генов.

Мендель описывает процессы второго уровня: способ образования гаплоидного генома гаметы из диплоидной зиготы, способ удвоения хромосомного и, следовательно, генного набора при слиянии гамет, образующем диплоидный генотип потомка.

Мнение о том, что весь процесс онтогенеза организмов находится под генным контролем, общепризнанно. Информация, полностью определяющая весь набор биохимических реакций, их кинетические характеристики, их пространственную и временную преемственность, записана нуклеотидными последовательностями ДНК и является врождённым свойством организма.

Согласно современным представлениям, генетически контролируемая изменчивость признаков подразделяется на изменчивость, зависящую от аддитивного действия генов, аллельного (доминирование, сверхдоминирование), и

14

неаллельного взаимодействия (эпистаз).

Аддитивное действие генов представляет собой суммирование эффектов

аллелей как внутри, так и между локусами. Следовательно, при скрещивании двух сортов, различающихся по количественному признаку в Fi должно проявляться промежуточное наследование. Статистически это выражается в том, что среднее значение признака у гибридов первого поколения не отклоняется от среднего между исходными сортами.

Другой тип наследования - доминирование, связан с взаимодействием одного и того же локуса, в результате его действие неблагоприятного рецессива подавляется доминантным аллелем. Статистически это выражается в том, что среднее значение признака в Fi отклоняется от среднего между родителями. При полном доминировании фенотип гетерозиготы (F]) не отличается от фенотипа гомозиготного родителя, проявляющего доминантность. Следует отметить, что у одних генов доминантный эффект связан с усилением выражения признака (плюс - эффект), а у других с его ослаблением (минус - эффект).

При скрещивании двух форм, одна, из которых является носителем генов с положительным, а вторая с отрицательным эффектами, то в Fj проявляется не доминантный, а промежуточный характер наследования /113/.

При полном доминировании отбор в расщепляющемся поколении (F2) по данному признаку менее эффективен, чем по признаку, контролируемому генами с аддитивным действием, так как в первом случае доминантная гомозигота не отличается по фенотипу от гетерозиготы.

Сверхдоминантность, как аллельное взаимодействие генов, проявляется в том, что первое поколение гибридов превосходит по выражению количественного признака лучшего родителя. В отличие от доминантности, при сверхдоминировании гетерозигота Аа имеет преимущество перед гомозиготами (АА и аа), включённые в скрещивания.

Эпистаз — взаимодействие неаллельных генов.

15

Следует отметить, что некоторые гены могут обладать комплексными эффектами, т. е. наряду со свойствами аддитивности, например, они могут обладать также свойствами аллельного и неаллельного взаимодействия /98/.

Для количественных признаков главными являются следующие свойства:

— Они контролируются разнообразными полигенными системами, где могут быть "главные гены" и гены с малым влиянием на признак. Эти гены могут быть тесно сцеплены и могут принадлежать разным группам сцепления. Они могут взаимодействовать друг с другом или же независимо обуславливать проявление признака /143/.

- Подвержены сильному модификационному влиянию среды.

Существует точка зрения, сформулированная Б. Л. Астуровым /8/ относительно того, что каждый ген влияет на все признаки в организме, хотя его влияние на некоторые из них может быть исчезающе мало и любой признак организма зависит от всего генотипа в целом, хотя бы зависимость от некоторых генов и была незаметна. Но для генетической детерминации отдельного признака просто необходимо выделить из всего генома организма некоторую обозримую его часть, если даже это выделение и не будет абсолютно справедливым во всех условиях.

В подавляющем числе случаев при изучении наследуемости признака существенными считается не абсолютное его значение, а различие значений признака у разных особей.

Э. X. Гинзбург /31/ считает, что под генотипом признака целесообразнее понимать совокупность состояний тех генов из всего диплоидного набора, которые ответственны за вариабельность признака в данной группе особей. Выделение генотипа признака процесс неоднозначный, в разных условиях среды признак мажет детерминироваться разными частями генома.

Невозможность абсолютного, однозначного выделения генов ответственных за варьирование признака не означает отказа от такого выделения.

16 При изучение межсортовых гибридов Fi часто наблюдается превосходство

их над родительскими формами по мощности, размеру продуктивности.

Процентное соотношение величины признака у гибрида и среднего показателя обеих родительских форм называется гетерозисом /75/.

Интерес к гетерозису не ослабевает на протяжении многих лет. Изучение этого явления велось по двум самостоятельным направлениям.

В первом, в большей части описательного характера, рассматривались частота и величина наблюдаемых эффектов. В начале этого периода стали появляться гипотезы относительно причин, лежащих в основе этого явления.

Второе направление сосредоточилось на изучении физиолого-биохимических особенностей процессов, предположительно обуславливающих гетерозис. Однако его причины остаются неясными. После переоткрытия законов Менделя были выдвинуты две основные теории гетерозиса: первая - теория доминирования благоприятного фактора; вторая, имеющая множество названий — стимуляция гетерозиса кумулятивное действие дивергентных аллелей и сверхдоминирование /109/.

Согласно первой теории, гетерозис у гибридов возникает в результате скрещивания родителей, несущих различные доминантные полимерные гены, аддитивно действующие на продуктивность. Если гетерозис обусловлен преимущественно аддитивными факторами, то есть возможность закрепить его в процессе трансгрессивной селекции, отбирая гомозиготы с максимальным числом генов.

Положительный и отрицательный гетерозис, может возникать в результате и неаллельного взаимодействия - эпистаза. В целом Н. М. Чекалин с соавторами /120/ отмечают, что гетерозис — исключительно сложное биологическое явление, которое широко изучается ученными разных специальностей.

Гетерозис может быть обусловлен разными типами действия (доминиро-

17

вание, аддитивное действие, эпистаз, сверхдоминирование), каждый из которых может служить генетическим компонентом гетерозисного эффекта проявляемого одним и тем же геном и тем же гибридом. Доля каждого из этих компонентов может сильно варьировать у разных гибридов. В одних случаях гетерозис обуславливается почти полностью аддитивным действием генов, в других — эпистазом и сверхдоминированностью, а в некоторых велика роль внутриядерной наследственности /53/.

1.2.2 Комбинационная способность

Пригодность сорта в качестве компонента скрещивания зависит не только от его показателей, но и способности обеспечивать при скрещивании гибридное потомство с хозяйственно-полезными признаками. Комбинационной ценностью исходных форм определяется и эффект гетерозиса. Поэтому важным моментом в селекции является оценка генетических свойств сортов посредством таких ге-нетико-статистических параметров как общая (ОКС) и специфическая (СКС) комбинационная способность.

Впервые выражение общей и специфической комбинационной способности применили C.F. Spragve и Z.A. Fatum /147/. Они дали следующее определение: "Выражение "ОКС" — взято для обозначения средней характеристики линии в гибридной комбинации... Выражение "СКС" используется для обозначения случаев, когда отдельные комбинации получаются лучше или хуже ожидаемого на основе средней характеристики скрещивающихся линий" /141/.

Н.Д Майданюк /64/ отмечает, что комбинационная способность - генетически детерминированное свойство генеративно размножающихся организмов, поэтому подчиняется законам наследования и является объектом исследования количественной генетики. Считается, что общая комбинационная способность линий измеряется средней величиной продуктивности гибридов и обусловлена
Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 24540.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.