Селекция на качество

28-02-2014, 14:42
Современная селекция на качество ставит задачу создать сорт, характеризующийся отличными технологическими свойствами, высоким содержанием белка и незаменимых аминокислот. Такой „идеальный” сорт сильной пшеницы по Л. Семеновой должен иметь отличный объемный выход хлеба (800 мл и более), смесительную ценность, высокую устойчивость теста к замесу (12-17 минут) и силу, равную 450-500 е. а., с хорошей сбалансированностью упругорастяжимых свойств теста (1,5), содержанием белка до 16-18%, лизина в белке до 4%.
В недалеком прошлом, основным методом при селекции на качество как в бывшем СССР, так и за рубежом был индивидуальный отбор. Так, знаменитый сорт сильной пшеницы Украинки 0246 (впоследствии признанной ООН мировым стандартом по качеству) на бывшей Мироновской селекционной станции в 20-е годы прошлого столетия создал методом индивидуального отбора из Венгерских банаток. Таким, же путем выведены: сорт озимой пшеницы Кооператорка, сорт яровой сильной пшеницы Цезиум III.
Однако в последнее время в селекции на качество широкое распространение получила гибридизация с последующим многократным индивидуальным отбором. Этот метод стал основным при селекции на качество.
Академик П. Лукьяненко, применяя гибридизацию географически отдаленных форм в сочетании с повторными скрещиваниями молодых гибридных сортов с лучшими селекционными номерами и последующим многократным отбором, достиг выдающихся успехов в создании высококачественных продуктивных сортов пшеницы: Новоукраинка 83, Новоукраинка 84, Безостая 4, Безостая 1, Краснодарская 39 и др.
А. Стебут, Г. Мейстер, А. Шехурдин, В. Мамонтова, А. Варфоломеева и др. в Поволжье для создания высококачественных сильных сортов яровой пшеницы применили сложную ступенчатую гибридизацию с привлечением лучших местных сортов мягкой и твердой пшеницы. Этим методом в сочетании с направленным многократным индивидуальным отбором в Поволжье выведено 15 сортов яровой сильной пшеницы: Саррубра, Сарроза, Безенчукская 198, Саратовская 33, Саратовская 39 и др.
В Казахстане лучшие сорта яровых сильных пшениц (Мильтрум 45 и др.) были созданы путем сложной гибридизации местных форм с зарубежными высококачественными образцами.
Путем изменения яровых форм в озимые (метод термического мутагенеза) академик В. Ремесло создал сорт озимой сильной пшеницы Мироновскую 808. В последние годы В. Ремесло для получения сильных высокоурожайных сортов (Мироновская юбилейная, Мироновская 25 и др.) озимой пшеницы начал широко применять гибридизацию измененных форм с сортами отечественной и зарубежной селекции.
В Канаде селекция на качество велась методом гибридизации географически отдаленных форм. Для гибридизации широко использовали исходный материал из России, Индии и Западной Европы. Крупнейшим достижением канадской селекции на качество явилось создание сорта Marquis, который до настоящего времени остается стандартом по качеству зерна.
Сложная гибридизация при селекции на качество применялась также в Аргентине, Мексике, США, Австралии и мн. других странах.
Как известно, успех в селекции на качество зерна в значительной мере зависит от изученности генетики этого признака.
В литературе имеется большое количество работ по изучению генетики признаков качества зерна.
Впервые обратил внимание на расшепление гибридов по качеству зерна R. Biffen, который не только показал, что расщепление проходит согласно законам Менделя, но и доказал возможность сочетания в сорте двух важнейших хозяйственно ценных признаков пшеницы качества зерна и высокой продуктивности.
Однако наиболее обстоятельными исследованиями в этой области являются работы, проведенные в Германии - Е. Stuke, в США -V. Johnson с сотр., в России - О. Майстренко с сотр., в Украине - А. Созинова с сотр.
Е. Stuke наблюдал отчетливое расщепление и трансгрессию по качеству зерна в F2. По его данным, качество клейковины обуславливается тремя независимыми парами факторов, чем самым подтвердил более ранние высказывания W Worzella.
Swena установил полимерный характер наследования содержания протеина. Он показал, что с уменьшением гетерозиготности в последующих генерациях, на содержание клейковины влияют, по крайней мере, восемь генов.
Исследованиями Т. Binghamm показано, что мукомольные качества, содержание протеина в зерне и физические свойства теста при наследовании взаимно не связаны. Легче всего наследуются низкие мукомольные качества, остальные признаки определяются полигенной аддитивной генетической системой без признаков взаимного влияния генов.
Скрещивая высокобелковый сорт Атлас 66 с сортом Comanche, V.Johnson получил линии с высоким содержанием как суммарного белка, так и важнейших аминокислот (лизина, метионина и треонина). Чем самым доказал, что путем селекции можно повысить содержание белка в зерне на 2-3%, не снижая продуктивности растения.
V. Johnson также выявил и другую важную закономерность: путем селекции возможно сочетать высокое содержание белка в зерне с улучшенным балансом незаменимых аминокислот.
Mc Neal F. и др. провели скрещивания пяти индуцированных сортов мягкой пшеницы с высокобелковым яровым сортом Fronteira. Во всех вариантах скрещивания выявлено полигенное действие генов. Большинство гибридов F1 по содержанию белка занимали промежуточное положение между родительскими формами, часть уклонялась в сторону низкобелкового родителя. Содержание белка в зерне гибридов значительно повышалось при возвратных скрещиваниях F1 с высокобелковыми сортами.
Уровень седиментации контролируется доминантными генами; содержание белка - доминантными и рецессивными генами, а также зависит от комбинационной способности сортов.
Примерно к аналогичным выводам пришли и большинство исследователей бывшего СССР.
Из всего этого можно предположить, что для успешной целенаправленной селекции на качество зерна необходимо хорошо знать закономерности наследования признаков качества, влияние происхождения родительских форм на наследование этих признаков, комбинационную ценность скрещиваемых сортов и широко привлекать высококачественный генофонд мировой коллекции.
На качество зерна в разные годы нами было проведено свыше 1000 комбинаций скрещивания с привлечением как хорошо известных сортов (Безостая 4, Безостая 1, Мироновская 808 и др.) так и образцов из мировой коллекции (Атлас 66, Пердью 5396, Шарбати, Санора, NS 475 и др.).
В связи с тем, что при работе на Запорожской опытной станции не было лаборатории для качественной оценки зерна, а позже - в Мироновском институте пшеницы, где оценка селекционных номеров в лаборатории качества проводилась через год, оценку селекционного материала на качество вели поэтапно по косвенным признакам. В гибридных питомниках F2-F3 и селекционном питомнике определяли стекловидность, выполненность, крупность и цвет зерна.
Стекловидность зерна, как правило, отражает повышенное содержание в зерне белковых веществ в пределах сорта. М. Самсонов, К. Садыков, И. Коданев отмечали прямую корреляционную связь между стекловидностью зерна и содержанием в нем клейковины. А. Марушев - положительную связь между стекловидностью и силой муки (r = 0,389±0,09). Выход муки из зерна стекловидных пшениц больший, чем из мучнистых. Стекловидные зерна лучше размеливаются.
В наших исследованиях, наиболее высокостекловидное зерно формировалось у гибридов, полученных от скрещивания двух высокостекловидных сортов (Безостая 1 х Донская остистая) или высокостекловидного со среднестекловидным (Безостая 1 х Кавказ) (табл. 7.7).
Селекция на качество

В первых трех поколениях таких комбинаций скрещивание было от 80 до 95% растений со стекловидностью в зерне не более 75% с колебаниями по годам от 60 до 95%. В F2-F3 некоторых комбинаций от таких скрещиваний наблюдались трансгрессии по стекловидности.
Однако в большинстве комбинаций от скрещивания высокостекловидного сорта (Безостая 1) со среднестекловидным (Amintos, Гибрид 9) или двух среднестекловидных сортов (Гибрид 9 х Amintos), показатель стекловидности находился на промежуточном уровне между родителями и в редких случаях приближается к родителю с большей стекловидностью.
Изучение гибридов, полученных от скрещиваний наиболее контрастных по стекловидности сортов (высокостекловидного и мучнистого) показало, что они по стекловидности, большей частью находились на уровне мучнистого сорта и значительно уступали по стекловидности гибридам, полученным от скрещивания: P1 - высокостекловидный х P2 - высокостекловидный или P1 - высокостекловидный х P2 - среднестекловидный. Однако в таких комбинациях скрещивания иногда наблюдался широкий размах варьирования по стекловидности. Например, в комбинации скрещивания Безостая 1 х Верхняческая безостая, во втором поколении было обнаружено 5% семей со стекловидностью зерна 85-95%, 60% семей - со стекловидностью 48-64%, 23% - со стекловидностью 65-80% и около 10% -со стекловидностью 30-42%. Трансгрессии по стекловидности обнаруживались в единичных комбинациях.
Коэффициент наследования (h2) стекловидности у большинства гибридов средний и сильно фенотипически изменчив по годам. Средний коэффициент наследуемости стекловидности, а также положительная корреляционная связь между стекловидностью отобранных колосьев в F, и их потомствами в F3, указывал на эффективность отбора колосьев или растений по стекловидности зерна на ранних этапах селекции, начиная с F2 или F3 (табл. 7.8).
Селекция на качество

А. Созинов с сотр. указывал, что отбор по стекловидности эффективен только в том случае, когда отобранная линия по этому признаку на 15-20% превосходит стандарт. Мы же отбирали колосья, которые по стекловидности зерна равнялись высокостекловидным родителям или высококачественным стандартным сортом.
Р. Цильке и О. Качур отмечали, что среди яровой пшеницы сорт Грекум 114 представляет уникальный источник генов по массе 1000 зерен. При скрещивании сортов с высокой массой 1000 зерен, гибриды F2-F3 по этому признаку приближались, в основном, к родителям с меньшей массой 1000 зерен и в небольшом количестве (до 3% линий) - к родителю с большей массой 1000 зерен. При скрещивании сортов, резко различающихся по массе 1000 зерен, наблюдалось сильное варьирование этого признака. Трансгрессии по массе 1000 зерен обнаруживались редко в пределах до 0,5%.
По данным Е. Ausemus et al., масса 1000 зерен контролируется тремя или многими генами; по D.Sharma и D.Knott - четырьмя и коэффициент наследуемости колебался от 0,370 до 0,639.
Исходя из этих данных, отбор по массе 1000 зерен начинали вести с F3 оставляя линии, которые по этому признаку равнялись стандартным сортам или родителям с большей массой 1000 зерен.
По цвету отбирали темнокрасные и янтарные зерна.
Начиная с контрольного питомника, оценку линий, помимо выше отмеченных признаков, проводили по седиментации, количеству и качеству клейковины.
Исследования А. Пумпянского и др.; А. Марушева и В.Крупнова; А. Марушева и др.; И. Соколова и др. показали, что количество клейковины наследственно обусловлено в меньшей степени, так как этот показатель сильно зависит от условий выращивания. Этому показателю при оценке линий на качество, мы придавали особое значение. Большинство линий в контрольном и последующих питомниках браковали по количеству и качеству клейковины. Для дальнейшей работы оставляли только номера с содержанием клейковины не ниже 28% и качеством - первой группы.
По показателю седиментации оставляли линии, у которых этот показатель был на уровне стандартных сортов сильных пшениц. Многолетний анализ линий, отобранных в контрольном питомнике по показателям седиментации, количеству и качеству клейковины показал, что большинство линий, полученных от простых скрещиваний по этим признакам уступали стандартным сортам. Высокопродуктивные линии по седиментации, количеству и качеству клейковины, как правило, были ниже. Поэтому для улучшения качества их зерна приходилось проводить повторные скрещивания с высококачественными сортами.
Начиная с предварительного сортоиспытания, оценку на качество зерна проводили в лаборатории качества на полный технологический анализ (с опозданием на год).
Данные анализов качества зерна линий, дошедших до конкурсного сортоиспытания за 1966-2000 гг. показали, что 85%-линий получены путем сложных скрещиваний, 13,2% - простыми скрещиваниями и 1,8% - другими методами (мутагенез).
Анализ наших результатов оценок качества зерна линий по косвенным показателям и данным технологического анализа линий в лабораториях качества зерна (селекционно-генетическом институте до 1985 г. и Мироновском институте пшеницы - с 1986 г.) показали, что из 359 номеров, отобранных в качестве кандидатов для передачи на ГСИ (1966-2000 гг.), 102 линии по качеству зерна относились к сильным, 238 - к филлерам и только 19-кслабым пшеницам. Из этих номеров (359), 78% получены от скрещивания местных сортов и селекционных линий с высококачественными сортами, 21% - со средними и 1% - с низкими (в результате трансгрессий).
Таким образом, на основании полученных нами многолетних результатов можно сделать вывод, что оценку качества зерна создаваемых сортов на начальных этапах селекции (F2-F3) вполне можно вести по косвенным показателям: стекловидности, массе 1000 зерен, окраске зерна, количеству и качеству клейковины, показателю седиментации. Эта работа должна быть тщательной и непрерывной (желательно одним и тем же сотрудником) с обязательной оценкой (начиная с предварительного сортоиспытания) на полный технологический анализ в лаборатории качества зерна.

  • Масса зерна с колоса и результативность селекции
  • Число зерен в колосе
  • Селекция на продуктивность
  • Оценка селекционного материала
  • Объемы скрещиваний
  • Схемы скрещиваний
  • Подбор сортов для комбинационной и мутационной селекции
  • Методы селекции, объемы и организация селекционного процесса
  • Консистенция зерна
  • Качество зерна пшеницы

  • 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