Створення вихідного матеріалу для адаптивної селекції і виведення високопродуктивних сортів пшениці в умовах Лісостепу України

Abstract

У дисертації теоретично узагальнено і представлено підсумки власної селекційної практики, що дало можливість на підставі вивчення генеалогії різноманітного сортименту з Європи, Азії і Америки обґрунтувати стратегію селекційного процесу, здійснити підбір вихідного матеріалу, визначити методи селекції і створити низку високопродуктивних сортів пшениці м’якої озимої і ярої та твердої ярої, адаптованих до умов Лісостепу України. Теоретично обґрунтовано та реалізовано в селекції пшениці в умовах Лісостепу України доцільність добору вихідних форм інорайонного походження, зокрема носіїв генів короткостебловості, які у своєму родоводі містять геноплазму сортів МІП або місцевого екотипу. Узагальнено дані про роль материнської плазми та розширено знання про методи її використання в адаптивній селекції. Створено нові сорти пшениці, в які введено пшенично-житню транслокацію 1АL/1RS, що сприяло підвищенню у них генетичного потенціалу зернової продуктивності та поліпшенню адаптивності за стійкістю до несприятливих біотичних чинників довкілля.В диссертации теоретически обобщены итоги собственной селекционной практики, которые позволили на основании изучения генеалогии разнообразного сортимента обосновать стратегию селекционного процесса, осуществить подбор исходного материала, определить методы селекции и создать ряд высокопродуктивных сортов пшеницы мягкой озимой и яровой и твердой яровой, адаптированных к условиям Лесостепи Украины. Показана целесообразность привлечения в адаптивной селекции исходных форм из числа мирового разнообразия пшеницы, имеющих в своих родословных компоненты генетической плазмы украинских пшениц, которые составляют основу адаптивного потенциала устойчивости к абиотическим факторам окружающей среды. Отсутствие таковых у китайских сортов препятствует успешной адаптивной селекции, однако они могут служить источниками скороспелости. У современных мироновских сортов пшеницы озимой и яровой выявлено присутствие геноплазмы первых сортов местной селекции (Украинка, Мироновская 808, Мироновская юбилейная и др.), сородичей пшеницы, пшенично-ржаной транслокации 1ВL/1RS, короткостебельных форм с генами Rht1, Rht1S и Rht8, что обеспечивает значительное разнообразие после скрещиваний, в том числе при участии форм с разным типом развития. Показано, что при межвидовой гибридизации T. aestivum / T. durum формообразующий процесс дает возможность отбирать устойчивые к полеганию и болезням высокопродуктивные формы пшеницы мягкой как озимой, так и яровой. Введение пшенично-ржаной транслокації 1AL/1RS в генотип украинских сортов обеспечило повышение урожайности в среднем на 8 ц/га у пшеницы мягкой озимой и 5 ц/га – у яровой за счёт улучшения адаптивного потенциала по признакам устойчивости к бурой ржавчине, мучнистой росе, септориозу листьев и колоса, твердой головне, осыпанию и прорастанию зерна в колосе. Для селекции с использованием микромутационной изменчивости наиболее ценным исходным материалом являются современные хорошо адаптированные к зоне деятельности сорта и селекционные линии с высоким уровнем организации геноплазмы за счет максимального количества ценных генетических компонентов. Селекционной практикой подтверждено, что источником повышенной изменчивости является повторное воздействие мутагенами на сорта мутантного происхождения и на носителей геноплазмы, в состав которой входят искусственно полученные мутантные формы. Мутагены проявляли специфический характер взаимодействия с гибридным материалом, при котором активность конкретного мутагена определялась генотипической средой и изменялась в зависимости от признака. У парных гибридов чаще проявляется депрессия, а у сложных преобладают варианты со стимуляцией развития признака. Широкую генетическую изменчивость под действием мутагенных факторов имел сорт пшеницы озимой Экспромт, проявивший высокую сортообразующую способность, в результате чего созданы 5 сортов пшеницы озимой, а с привлечением его в скрещивание – 1 сорт яровой и ряд перспективных линий как озимого, так и ярового типа развития. В серии созданных аллоплазматических линий пшеницы мягкой озимой (5 генотипов на 15 цитоплазмах) выявлено превалирование влияния генетических компонентов цитоплазмы над ядерными по изменчивости признаков зимостойкости и, напротив, преимущество ядерного – по завязываемости семян в F1, дате колошения, высоте растений, устойчивости к мучнистой росе и бурой ржавчине, по урожайности. Перспективными для селекции на общую адаптивность являются плазмы A. variabilis, A. суlindrica, Ae. sharonensis, A. squarrosa var. strangulata, T. dicoccoides. Разработана методика оценки адаптивности сортов по составляющим продукционного процесса (количественной репродуктивной части – урожайности зерна, вегетативной – высоте растений, качественной – содержанию белка) и расчета их биометрических и статистических параметров для комплексного показателя – рейтинга адаптивности. Выведены в соавторстве высокопродуктивные, ценные и сильные по качеству зерна, адаптированные к условиям Лесостепи, а отдельные также и к условиям Полесья и Степи Украины сорта пшеницы: мягкой озимой – 31, в т.ч. 20 занесены в Государственный реестр Украины, 9 проходят государственное сортоиспытание; мягкой яровой – 7, в т.ч. 4 в Госреестре и 1 в сортоиспытании; твердой яровой – 1 включен в Госреестр и 1 в сортоиспытании. Они имеют гарантированную прибавку урожайности зерна 1,9-23,8 ц/га. За 1994-2007 гг. возделывания в производстве их посевные площади составили 2277 тыс. га, что обеспечивает дополнительный сбор зерна за счет генетического потенциала. По статистическим данным 2006 г., сорта пшеницы озимой были внедрены в производстве Украины на общей площади 268 тыс. га, яровой – 61 тис. га.