Наследование восковидного (wx) - типа крахмала в зерне проса и создание доноров этого признака

Выводы

Методом генетического анализа установлено, что высота растений, количества продуктивных узлов, бобов, семян и массы семян с одного растения исследуемых сортообразцов сои контролируются аддитивно-доминантной системой генов. Наименьшая степень доминирования определена у признаков «высота растений» и «количество продуктивных узлов», наибольшая - у «количество бобов, семян» и «масса семян с одного растения». Средний уровень коэффициента наследуемости высоты растений (h2= 0,75) свидетельствует о возможности отбора по этому признаку в ранних поколениях. Генетический вклад по признакам продуктивности (количество продуктивных узлов, бобов, семян и массы семян с одного растения) - незначительный (h2= 0,35-0,41), потому отбор по данным признакам в ранних поколениях малоэффективен.

Литература

1. Демидюк М.В. Генетичний анатз ознак продуктивносп та якосп зерна гороху поавного // Вюник аграрно1 науки. -2013. - № 6 (724). - С. 70-72.

2. Барилко М.Г. Деяш аспекти генетичного контролю основних кшьшсних ознак продуктивносп вики яро1 // Корми i кормовиробництво. - 2013. - Вип. 77. - С. 20-23.

3. Федин М.А., Силис Д.Я., Смиряев А.В. Статистические методы генетического анализа / - М.: Колос, 1980. - 207 с.

4. Методические указания по изучению коллекции зерновых бобовых культур / Н.И. Корсаков, О.П. Адамова, В.И. Буданова и др.; под ред. Н.И. Корсакова. - ВНИИР им. Н.И. Вавилова. - Ленинград, 1975. - 59 с.

5. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.

THE ESTIMATE OF THE GENETIC COMPONENTS OF MAJOR QUANTITATIVE TRAITS

OF SOYBEAN АА. Babich, N.V. Kohanyuk

FEED RESEARCH INSTITUTE AND AGRICULTURE OF PODILLYA NAAS Abstract: The results of the genetic analysis of the plant height, numbers of productive nodes, beans, seeds and weight seed from one plant of soybean varieties are presented. Genetic components caused by the additive and dominant effects of genes are determined. Dominance degree and coefficients of heritability in the narrow sense (h2) are established.

Keywords: soybean, quantitative traits, genetic analysis, superdominance, additive-dominant system, heritability.

УДК 633.12:633.171:631.527:631.531.1

НАСЛЕДОВАНИЕ ВОСКОВИДНОГО (WX) - ТИПА КРАХМАЛА В ЗЕРНЕ ПРОСА И СОЗДАНИЕ ДОНОРОВ ЭТОГО ПРИЗНАКА

Е.В. САМБОРСКАЯ

ННЦ «ИНСТИТУТ ЗЕМЛЕДЕЛИЯ НААН», УКРАИНА

Изучены особенности наследования признака «тип крахмала в зерне проса» и его связь с другими признаками, созданы генетические источники амилопектинового проса, зарегистрированные в Банке генетических ресурсов Украины, создан и передан на государственное сортоиспытание первый амилопектиновый сорт Чабановское.

Ключевые слова: просо, наследование, амилопектиновый крахмал, гибридологический анализ, генетический источник, сорт.

Как известно, крахмал является основной составной частью зерновки всех зерновых культур. У обычного проса он состоит из амилозы (25-30 %), которая имеет линейную молекулу этого полисахарида и амилопектина (70-75 %) с разветвленной молекулой [1]. Продукты восковидных (wx) сортов зерновых культур владеют высокими диетическими свойствами и служат источником производства амилопектинового крахмала для промышленности - пищевой, текстильной, бумажной,

сталепрокатной, нефтедобывающей и других, поэтому в последнее время начались исследования по созданию ,^х-сортов многих культур, в частности пшеницы, риса, проса [2-5].

Задачей исследований было использование ценного физиолого-генетического потенциала проса для дальнейшего усовершенствования его генома путем объединения признаков, рассредоточенных в двух ботанических подвидах (с обычным и ,^х-типом крахмала) и на этой основе создания первых высокоурожайных восковидных сортов проса с комплексной устойчивостью к полеганию, адаптивностью к стрессовым факторам выращивания в разных зонах Украины, которые расширят границы использования этой культуры как сырья для промышленности и уменьшат объемы экспорта амилопектина в Украину.

Целью наших исследований было изучение особенностей наследования типа крахмала зерна проса и возможностей использования таких форм как генетических источников для создания вос-ковидных (вакси) сортов.

Материал и методика исследований. В исследованиях генетических систем контроля признака восковидного типа крахмала изучали гибриды Б2 и Fз от скрещивания амилопектинового проса - каталоги ВИР 9213 и 1169 из Китая, разновидность субкокцинеум (красное, мелкое зерно, раскидистый тип метелки, очень позднеспелые, тип wx) с перспективными селекционными линиями обычного проса сложного гибридного происхождения - 372-00, 393-00, 380-00 и 325-00 селекции института. Результаты гибридологического анализа статистически обрабатывали по методике генетического анализа по критерию Пирсона - х (хи-квадрат). Идентификацию за типом крахмала зерновок осуществляли в лабораторных условиях по окраске мучнистой части зерновок раствором Люголя.

Результаты исследований. Растения гибридов Fl указанных комбинаций характеризовались наличием антоциана, позднеспелостью, светло-желтой окраской зерновок и гетерозиготным (обычным и восковидным на одном растении) типом крахмала, что объясняется функционально-триплоидным эндоспермом зерновок.

У гибридов F2 комбинации К.9213/ 372-00 наблюдалось расщепление за признаком «тип крахмала» в соотношении 3/4 части фенотипов с обычным типом крахмала и 1/4 - с восковидным, а у комбинаций К.9213/ 393-00 и К.9213/ 383-00 произошло расщепление в соотношениях 15/16 части фенотипов с обычным типом крахмала и 1/16 части чисто wx-крахмалом, которое свидетельствует о том, что этот признак контролируется активно действующими рецессивными аллелями одного или двух независимых генов с дупликатным характером взаимодействия (табл.1).

С целью подтверждения достоверности характера наследования типа крахмала был проведен гибридологический анализ потомков F2 в F3 тех же самых комбинаций скрещивания: К.9213/ 39300 (в F3 селекционные номера 2315-02, 2318-02,), К.9213 / 372-00 (в F3 селекционные номера 230602, 2316-02, 274-02) и К.9213/ 380-00 (в F3 селекционный номер 317-02).

Расщепление потомков гибридов в F3 комбинации К.9213/393-00 (селекционный номер 231502) подтвердили дигибридный контроль типа крахмала указанной популяции с достоверностью 0,70 при показателе х 2-2,22. Аналогичные результаты гибридологического анализа получены у номера 2318-02.

Потомки другой популяции К.9213/ 372-00 (селекционный номер 2316-02) расщеплялись за признаком «тип крахмала» в фактическом соотношении 56 гетерозиготных и обычных фенотипов до 16 восковидных, что статистически близкое к теоретически ожидаемому 3/1 с достоверностью 0,70 при х 2,0-2,27.

За признаком окраски зерновки произошло расщепление у гибридов F2 в разных соотношениях: 9/7; 15/1 и 3/1 с доминированием желтой окраски над красной.

За массой 1000 зерен генотипы в популяциях F3 гибридов с обычным, гетерозиготным и wx-крахмалом не отличались между собой, что является свидетельством независимого наследования признаков типа крахмала, окраски зерновки и массы 1000 зерен.

Таблица 1

Результаты гибридологического анализа гибридов проса в F2 за типом крахмала, _окраской зерна и массой 1000 зерен_

Признак зерновки и показатели Количество растений, шт. Соответствие, х2 Достоверность, Р

всего за типом крахмала

обычный гетерозиготный воско-видный

Потомков в F2 К.9213/ 372-00

Красные 37 7 22 8

Красно-пятнистые 18 4 10 4

Всего 55 11 32 12

Всего за фенотипом 110 86 24

За соотношением 43 13,75 0,29 70

Ожидаемо теоретически 3/1

Масса 1000 зерен 6, 0-7,8 6, 8-7,8 6, 8-7,8

Потомков в F2 К.9213/ 393-00

Красные 15 3 10 2

Золотисто-красные 19 9 8 2

Желтые 4 3 1 -

Всего 38 15 19 4

Всего за фенотипом 34 4

За соотношением 38 35,7 2,38 1,18 80

Ожидаемое теоретически 15/1

Масса 1000 зерен 38 6, 4-8,4 6, 8-8,3 6, 8-7,8

В результате проведенных отборов из указанных гибридных комбинаций был выделен ряд константных за типом крахмала и комплексом хозяйственно ценных признаков линий, три из которых зарегистрированы в Банке генетических ресурсов Украины как доноры wx-типа крахмала: л.1838-08, 1842-08 и 1851-08 (а.с. №№694, 695 и 696 от 22.10.2010 г.).

Лучшая амилопектиновая линия 542-04wx в конкурсных сортоиспытаниях 2005 - 2009 гг. дала наиболее высокий средний урожай зерна в раннеспелой группе (на 0,95 т/га больше, чем стандарт), что послужило основанием для передачи ее на государственное сортоиспытание на 2010 г. под названием Чабановское (табл.2).

Таблица 2

Урожайность восковидной линии проса 542-04 wx в конкурсных сортоиспытаниях, _Чабаны, 2005 - 2009 гг._

Сорт, линия Урожай зерна по годам, т/га

2005 2006 2007 2008 2009 среднее ± к стандарту

Киевское 96 ст. 2,68 2,38 3,89 4,46 3,23 3,33 0,00

Киевское 87 ст. 3,07 2,96 3,04 5,56 3,61 3,65 0,32

Л. 542-04 ^ 3,75 3,45 4,74 5,33 4,15 4,28 0,95

Сорт амилопектинового проса Чабановское - это первый восковидный сорт проса нового использования как в пищевой, так и в других отраслях промышленности. Созданный методом индивидуального отбора на фоне искусственного заражения разными расами головни из гибридов от скрещивания wx-образца из коллекции ВИР кат.9213 и селекционной линией сложного гибридного происхождения собственной селекции 372-00.

Разновидность - флавум, растения средней высоты (100-110 см), устойчивый к полеганию. Зерновка желтая, средняя (масса 1000 зерен 7, 8-8,0 г), пленчастость 17, 5-18,0 %, содержание протеина в зерне 14, 4-15,0 %.

Отмечается сочетанием признаков амилопектинового типа крахмала зерновки, раннеспелости, засухоустойчивости, устойчивости против полегания, осыпания, повышенным уровнем урожайности и его стабильностью.

По результатам квалификационной экспертизы госкомиссии по сортоиспытанию сорт Чаба-новское в 2010 - 11 гг. дал урожай зерна на Полесье (в среднем по 5 сортоучасткам) 3,24, в Лесостепи - 3,30 (в среднем по 7 сортоучасткам) и в Степи - 3,26 т/га, что соответственно на 0,40: 0,31 и

0.26.т/га выше, чем стандарт. За всеми другими хозяйственно ценными признаками новый сорт преобладал или был на уровне стандарта.

Выводы. Изучение генетических систем контроля типа крахмала в зерне проса показало, что растения F1 гибридов от скрещивания восковидных образцов и линий обычного проса имели гетерозиготный тип крахмала зерновки. В популяциях F2 этих гибридов происходило расщепление в соотношениях 1/15 или 1/3 части растений с амилопектиновым и обычным типом крахмала, свидетельствует о том, что этот признак контролируется активно действующими рецессивними аллелями одного или двух независимых генов с дупликатным характером взаимодействия. В F3 подтверждены данные, полученные в F2.

Создан ряд wx-линий с комплексом хозяйственно ценных признаков, 3 из которых зарегистрированы в Банке генетических ресурсов Украины как генетические источники (wx)-rara крахмала эндосперма зерновки проса. На государственное сортоиспытание передан первый амилопектино-вый сорт проса Чабановское.

Литература

1. Плешков Б.П. Биохимия сельскохозяйственных рослин // М.:Колосья.-1975.-496с.

2. Трегубов и др. Н.Н. Технология крахмала и крахмалопродуктов // М.:Пищевая промышленность.-1970.-С. 18-30.

3. Уварова И.И., Прокопец А.С. Использование просяной муки в производстве печенья // Вести Вузов. Пищевая техно-логия.-1994.-№ 1-2.-С. 34-36.

4. Рыбак А.И., Литвиненко Н.А. Новые генетические аспекты улучшения качества пшеницы // Вестник аграрной нау-ки.-К.: 2009. - №4.- С. 35-40.

5. Яшовский И.В. Селекция и семеноводство проса // М.:Агропромиздат.-1987.-256с.

INHERITANCE OF WX-TYPE OF STARCH IN GRAIN OF MILLET AND RELEASE

OF DONORS OF THIS ATTRIBUTE E.V. Samborskaya

NNTS «NAAN INSTITUTE OF AGRICULTURE» Abstract: Details of inheritance of the sign «starch type in millet grain» and its correlation with other characters are studied, the genetical sources of amylopectin millet registered in the Bank of Genetical Resources of Ukraine are created, the first amylopectin variety Shabanevske is developed and submitted to State strain test.

Keywords: millet, inherit, amylopectin starch, splitting, genetics sources.