Методы работы и отбора растений в популяциях F1M1-F3M3

28-02-2014, 13:24
И. Мичурин писал, что получение гибридных семян - это только начало работы по созданию нового сорта. С первого поколения необходимо ставить задачу как можно лучше развить у полученных гибридов те признаки и свойства, по которым ведется селекция.
Главная задача в селекции пшеницы - это развитие признаков высокой продуктивности гибридных растений. Это может быть достигнуто только при выращивании гибридов на выровненной, хорошего качества почве, потому, что селекция современных идиотипов, удовлетворяющих всем требованиям, должна проводиться на высоком агротехническом фоне.
Для подготовки почвы существует большое количество почвообрабатывающих машин различных типов. Однако основное требование к машинам обеспечить структуру почвы семенного ложа для равномерной глубины посева и получения однородных всходов.
Под влиянием условий выращивания или как это называл И.В. Мичурин „воспитанием”, не все гибридные растения в пределах одной гибридной комбинации (популяции) изменяются одинаково: одни больше, другие - меньше. Поэтому посев гибридных и мутантных семян в питомниках F1-F (M1-M3) должен проводиться пунктирной сеялкой точного высева. Для такого посева существуют специально разработанные селекционные сеялки: в России - сеялка кассетная селекционная (ССК 6-10), в Австрии - Сидматик 6 и др.
Неодинаковое изменение гибридных растений, наряду с раздельным высевом семян и высоким плодородием почвы, требует проведения сравнительного изучения и испытания гибридных растений с родительскими формами и лучшим стандартом в зоне деятельности селекционного учреждения. Для этого гибридные семена необходимо высевать отдельными рядками по схеме: (♀:F:♂): стандарт.
Сравнение с родительскими формами дает возможность контролировать развитие признаков и свойств у гибридных растений, выяснять, в сторону какого родителя они уклоняются. Сравнение со стандартом помогает установить хозяйственную ценность изучаемых гибридных или мутантных растений и для дальнейшей селекционной работы отбирать только те растения, которые лучше родительских форм и стандартных сортов.
Гибридизация и мутагенез дает лишь исходный материал для изменчивости и отбора, так как гибридные растения представляют собой генетическую популяцию, состоящую из непрерывного ряда отличающихся между собой биотипов. Поэтому принципиальным вопросом в работе с гибридами и мутантами является поиск критериев ранней выбраковки худших и отбора лучших растений.
Согласно законам Менделя, первое поколение гибридов и мутантов является единообразным, и только начиная со второго поколения, в популяциях происходит генотипическое и фенотипическое расщепление. В связи с этим, многие селекционеры - пшеничники, работают с гибридами двумя методами: методом пересева и методом раздельного высева гибридных семян.
Метод пересева состоит в том, что гибридные семена F0 от каждой комбинации высеваются на отдельной делянке в течение 4-5 лет без проведения отборов. И только после этого из общей массы гибридов начинают отбирать хозяйственно-ценные растения или колосья. Отобранные растения (колосья) высевают раздельно на отдельной делянке, выясняют хозяйственные качества в сравнении со стандартом и родителями каждой семьи, определяют ее константность. Семьи, у которых расщепление продолжается, подвергаются повторному отбору элитных растений (колосьев) до тех пор, пока не будут выделены константные хозяйственно-ценные семьи.
Недостатком метода пересева является то, что при таком способе работы нет возможности следить за развитием отдельной гибридной семьи, удлиняется период селекционной работы и возрастают непроизводственные затраты на размножение малоценных форм, которые выбраковываются через 4-5 лет их размножения.
Метод раздельного высева гибридных семян состоит в том, что гибридные семена F0 каждого кастрированного колоса или семена обработанного мутанта высеваются пунктирно (раздельно) в рядок. В период вегетации растений F1 проводится тщательное наблюдение и оценка каждой семьи, убираются раздельно по растениям. Раздельно обмолоченные семена каждого растения оцениваются на продуктивность, крупность и качество, при необходимости бракуются. Отобранные семена помещаются в отдельный пакет, на котором указывается номер комбинации, номер отбора и хранятся до посева. При наступлении сроков посева (осенью или весной) они высеваются раздельно в питомнике F2 - но уже по семьям (потомство одного растения) рядками по комбинациям под теми же самыми номерами. По краям каждой комбинации высеваются родительские формы, а через несколько комбинаций (30-40 семей) высевается стандартный сорт.
В период роста и развития в питомнике F, за растениями гибридов, родителей и стандартов проводится тщательное наблюдение и оценки, по которым проводится браковка линий* в поле. На лучших линиях растения убираются раздельно, на них проводится структурный анализ; зерно анализируется на крупность и качество, после чего проводится браковка в лаборатории. Лучшие растения в F3 опять высеваются раздельно по комбинациям рядом друг с другом, а также родительскими формами и стандартами.
На протяжении вегетации проводятся те же оценки, что и в F2, браковка в поле и раздельная уборка растений.
Если в F3 будут обнаружены ценные константные отдельные линии с высокими оценками на хозяйственно-ценные показатели, они убираются и переводятся для изучения в качестве перспективных в селекционный питомник.
В F3 на части линий продолжается расщепление, поэтому на них проводится отбор и раздельная уборка растений с последующими анализами и так повторяется до тех пор, пока не будут выделены константные формы (в F4-F5).
Этот метод более трудоемкий, чем метод пересева, требует большего внимания и тщательности в работе, но имеет ряд преимуществ, а именно:
- есть возможность следить за индивидуальным развитием каждого отдельного растения и его потомства;
- можно выявлять и отбраковывать худшие линии, начиная со второго поколения;
- за счет выбраковки сокращать количество изучаемых линий и больше уделять им внимания;
- ускоряется селекционный процесс, так как отбор и выделение ценных форм начинается в ранних поколениях (с F1). О полезности выбраковки гибридов в F1 среди селекционеров нет однозначного понимания, и этот вопрос до настоящего времени остается дискуссионным.
Академик П. Лукьяненко, В. Шелепов в F1 выбраковывали целые комбинации по поражению болезнями, неустойчивости к полеганию и низкой продуктивностью. Последние на результатах изучения 455 простых комбинаций скрещивания (AxB) установили достоверно положительные корреляции между урожаем в F1 и отборами в F4-F5. Однако, несмотря на это, они предупреждают, что показателем урожайности зерна в F1 можно пользоваться только с достаточно высоким потенциалом.
В Мексике (СИММИТ) гибридные комбинации бракуются с F1 и к F7 их остается 1% от первоначально полученных.
Однако, В. Ремесло и др. считают, что в F1 браковку линий проводить нецелесообразно, а выбраковку необходимо начинать с гибридов F2. К такому же выводу приходят японские селекционеры.
Несмотря на такие противоречия, мы считаем, что схема оценки и отбора гибридных линий, разработанная П. Лукьяненко, является классической. Она основана на признании эффективности раннего отбора. При этом чрезвычайно важно, чтобы поколение F2 по численности было очень большим. Если ежегодно проводят примерно 50 комбинаций скрещивания, то в F2 должно быть не менее 4000-5000 растений на каждую комбинацию. „Небольшой объем скрещиваний, малочисленность линий первого отбора в пределах одной гибридной комбинации является одной из отрицательных причин слабого результата селекции”. Основной отбор П. Лукьяненко проводил в F2, и только внутри особо выделяющихся по комбинационным признакам расщепляющихся линий, повторял отборы в F3. Семена отобранных в F2 колосьев высевались по потомствам в F3, где выделялись относительно однородные линии, составляющие не более 5-10%. Выделенные линии изучались в дальнейшем без отборов от селекционного питомника до конкурсного сортоиспытания.
В гибридах, полученных от скрещиваний более далеких экологических типов, степень расщепления выше, чем в гибридах от более близких скрещиваний, поэтому массовый отбор элитных растений в этих комбинациях необходимо начинать с F3. „... Отбирая линии, у которых раньше устанавливается константная наследственность, мы отбираем наиболее жизненные и более ценные в практическом отношении семьи”.
Селекционный питомник служит для более детального изучения отобранных в гибридных питомниках F2-F3 линий элитных растений и колосьев. Общее число их составляет 15-25 тысяч. Посев проводится с междурядьями от 15 до 30 см на делянках с одно-четырех рядками кассетной сеялкой CKC - 6-10 и др. с густотой посева 30-40 семян на погонный метр. Количество рядков в делянке в разных учреждениях разное: в Харькове - 1-4; в Мироновке - 6-8; в Одессе - 3-5. В некоторых учреждениях в начале и конце каждой гибридной комбинации высеваются родительские формы и стандартный сорт.
Селекционный питомник высевают без повторности. Оценку линий проводят на основании полевых и лабораториях наблюдений, в журнале отмечаются: дата всходов, колошения, созревания, степень поражения растений болезнями, устойчивость к полеганию. С учетом фенологических наблюдений и конкретного состояния каждой линии, проводится браковка худших на корню. Эта работа обычно проводится перед началом фазы полной спелости зерна. Отобранные линии убираются вручную, обмолачиваются на сноповых молотилках, определяется продуктивность и качество зерна, на основании которых проводится лабораторная браковка линий. По данным В. Ремесло, в Мироновке в селекционном питомнике ежегодно выбраковывалось 65-70% от высеянного количества линий.
Для контрольного питомника отбираются линии, которые по урожаю зерна с делянки превышают стандартный сорт не менее чем на 25%, устойчивые к полеганию и поражению болезням со стекловидностью зерна не ниже 70-75%.
Урожай семян на однорядковой делянке длиной 1,5 м, по многолетним данным, составляют 300-400 г, на 3-4 рядковой до 1,2-1,5 кг. Семена перед посевом сортируются вручную на решетах.
Контрольный питомник закладывается семенами линий отобранных в селекционном питомнике, и служит для подтверждения хозяйственно-ценных свойств и признаков линий, выявленных ранее.
Для достижения лучшей сравнимости номеров, опыт закладывается на делянках площадью 10 м2 в одной повторности или площадью 5 м2 в двукратной - повторности. Посев проводится кассетно-фракционной сеялкой ССФК-7 с нормой высева 4-4,5 млн зерен на 1 га. Уменьшение нормы высева до 3,5 млн приводит к изреженности и отсутствия полегаемости растений, что отрицательно скажется в дальнейших оценках. В контрольном питомнике высевается от1,5 до 2,5 тыс. номеров.
Параллельно с испытанием в контрольном питомнике, часть семян передается в лабораторию фитопатологии для оценки линий на инфекционном фоне к важнейшим болезням: головне, бурой ржавчине, мучнистой росе и др.
Фенологические наблюдения, оценки и браковка в поле в период вегетации, аналогичные, как и в селекционном питомнике.
Дополнительно в контрольном питомнике осуществляется учет продуктивности стеблестоя на двух закрепленных делянках (0,5 м2) и измерение высоты растений.
Лучшие линии убираются малогабаритными комбайнами „Сидмайстер”, „Хеге”, „Сампо 130”. Обмолоченное зерно взвешивают, сортируют, определяют массу 1000 зерен, выравненность, стекловидность и технологические качества зерна. На основании данных фенологических наблюдений в поле, оценки зерна в лаборатории и лабораторного анализа качества (где это возможно) отбирают ценные номера для перевода их в предварительное сортоиспытание. По данным полевых и лабораторных оценок, в контрольном питомнике выбраковывается 75-80% линий.
Предварительное сортоиспытание. Задача этого питомника дать правильную оценку будущим сортам по важнейшим хозяйственнобиологическим свойствам в условиях, наиболее приближенных производству. Высеваются лучшие линии, отобранные в контрольном питомнике, а также резко уклоняющиеся линии из первичных семенных питомников. Учетная площадь делянки в учреждениях разная: от 10 до 50 м2, повторность 2-3-кратная, расположение линий рендомизировано или со смещением. Стандартные сорта размещаются через 15-25 испытываемых линий. Норма высева 4,5-5,0 млн всхожих семян на 1 га. Количество номеров от 200 до 250. Фенологические наблюдения, оценки, проведение выключек, уборка и разбор пробных снопов осуществляется по методике государственного сортоиспытания. Семена всех номеров, в предварительном сортоиспытании, дополнительно высеваются: в лабораториях фитопатологии на провокационном фоне с целью оценки на устойчивость к грибным заболеваниям и физиологии растений в ящики для оценки на морозостойкость. Убирают номера малогабаритным комбайном с последующей сортировкой. В лаборатории качества зерна проводят полный технологический анализ, для чего отбирают 2-3 кг зерна. По данным учета урожая, фенологическим наблюдениям и технологическому анализу зерна проводят браковку линий. Для посева в конкурсном сортоиспытании отбирают 25-30% лучших линий, которые по большинству показателей превышают стандартные сорта, а по некоторым признакам равняются стандартам.
Конкурсное сортоиспытание - это заключительное звено изучения будущих сортов. Питомник комплектуется лучшими линиями из предварительного сортоиспытания, номерами второго третьего года изучения в конкурсном сортоиспытании. Высеваются номера по 2-3 предшественникам, наиболее распространенным в данном регионе. Площадь делянки - 10-25 м2, повторность 4-6-кратная. Посев проводится фракционной сеялкой ССФ-7, норма высева семян в зависимости от предшественника. Стандартные сорта высеваются через 15-20 номеров, размещение делянок рендомизировано или со смещением. В конкурсном сортоиспытании номере изучаются в течение 2-3 лет.
Фенологические наблюдения, оценки, учеты такие же как и в предварительном сортоиспытании.
В наших исследованиях с целью ускорения внедрения в производство новых сортов, номера, выделившиеся после первого года изучения в конкурсном сортоиспытании, начинали размножать. Для этого их высевали обычно разреженным способом на небольших участках (размер участка зависит от количества имеющихся семян) по хорошо удобренному предшественнику в условиях Запорожья по черному пару, в Мироновке по гороху. Если результаты изучения первого года подтверждались на второй год, лучшие номера продолжали размножать. Площади посева увеличиваются до 2-5 га, посев проводили широкорядным разреженным способом с нормой высева 1-1,5 млн всхожих семян на гектар. На посевах в период колошения начала восковой спелости зерна проводили 2-3 сортовые прополки.
По данным двухлетнего конкурсного испытания, семена лучшего номера (линии) рассылали на экологическое изучение в научно-исследовательские учреждения (с которыми имеются договора на совместную работу). Одновременно в 3-4 базовых хозяйствах зоны закладывали производственное испытание нового сорта в сравнении с районированными и перспективными сортами.
Производственное испытание выделившейся линии (номера) проводится с оптимальной нормой высева семян, принятой в данном хозяйстве. Это позволяло получать более достоверные результаты урожайности, так как при посеве с уменьшенной нормой высева семян разреженным способом, как правило, урожай снижался, мнение специалистов о новом сорте ухудшалось и резко затормаживалось внедрение новых сортов в производстве.
При подтверждении данных на третий год в конкурсном, а также в экологическом и производственных испытаниях, линии присваивалось сортовое название, под которым она передавала в государственное сортоиспытание.
Одновременно с передачей сорта в государственное испытание, начинали работу по первичному семеноводству и ускоренному размножению семян, как на полях института, так и в базовых хозяйствах региона (по договорам).
Методы работы и отбора растений в популяциях F1M1-F3M3

Первичное семеноводство велось по общепринятой схеме: питомники испытания потомств 1 и 2-го года, питомники размножения, суперэлита и элита.
Для закладки питомника испытание потомств 1-го года, на участках селекционного размножения линии, отбиралось 5-7 тысяч колосьев. Отобранные колосья анализировались в лаборатории на: типичность, выполненность, цвет и стекловидность зерна, количество и массу зерна с колоса. Для посева оставлялись только типичные для данной линии колосья, содержащие не менее 50 зерен и массой зерна около 2 г, с хорошо выполненным стекловидным зерном.
Посев питомников испытания потомств 1 и 2-го года проводился раздельно по линиям сеялкой ССФК-7. Площадь делянки в питомнике испытания потомств 1-го года - 0,5 м2 (один рядок), испытания потомств 2-го года - 5-10 м2. Для сравнения урожайности и других хозяйственнополезных признаков, в питомнике испытания потомств 1-го года через 50, а в питомнике испытания потомств 2-го года через 30 линий высевались семена наиболее урожайного стандартного сорта.
По данным оценок и фенологических наблюдений за ростом и развитием линий в питомниках испытания потомств 1 и 2-го года, а также результатов анализа качества зерна проводилась браковка. Так, в 2002 г. в питомнике испытание потомств 1-го года сорта Крыжинка 1 по морфологической выравненности линий, общему состоянию (высоте растений и типичности колоса), в поле из 1379 линий было отобрано 396, из которых 153 линии выбраковали по качеству зерна (выполненности, стекловидности зерна и показателю седиментации). В питомнике испытания потомств 2-го года из 243 линий по морфологической выравненности в поле отобрали 224 линии. По качеству зерна в лаборатории выбраковали 70 линий. Аналогичная схема работы по питомникам испытаний потомств проводилась и по другим сортам.
Жесткая браковка по комплексу хозяйственно-ценных признаков и особенно по качеству зерна, позволяла нам не только сохранять, но и улучшать сорта в процессе семеноводства.
До занесения сорта в Реестр сортов растений, наряду с работой по первичному семеноводству, продолжалась работа по ускоренному размножению семян на полях отдела селекции и участках размножения с оптимальной нормой высева на полях элитного хозяйства института. Участки размножения одновременно используются и для производственного испытания.
Проведение всех вышеуказанных мероприятий по испытанию, размножению, позволяло нам к моменту занесения сорта в Реестр иметь достаточное количество семян не только из селекционного размножения, но и семян из первичных питомников семеноводства и внедрять сорта на площади более 1000га, повысить эффективность селекционной работы (рис. 6.3).
Так, за 20 лет работы (1985-2005) лаборатории селекции интенсивных сортов озимой пшеницы было передано 80 сортов, из которых 60 (70%) занесены в Реестр сортов Украины, России, Белоруссии и Молдовы. Ежегодные объемы селекционной работы лаборатории представлены в таблице 6.1.
Методы работы и отбора растений в популяциях F1M1-F3M3

  • Масса зерна с колоса и результативность селекции
  • Селекция на качество
  • Методы оценки на устойчивость сортов к головне
  • Оценка на устойчивость к болезням
  • Оценка на продуктивность
  • Оценка селекционного материала
  • Объемы скрещиваний
  • Подбор сортов для комбинационной и мутационной селекции
  • Методика изучения гибридных популяций
  • Искусственный отбор

  • Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    Министерство сельского хозяйства Оренбургской области

    Правительство Оренбургской области

    Визитка компании - сайт компании

    Ильинка Фаворит Агромир Техноорь

    Системы точного земледелия Автопартнер





    Акцент

     

    • Рейтинг@Mail.ru
    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования