Продуктивность и гетерозис у гибридов картофеля (Solanum tuberosum L . )

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2012, том 55, №11_

СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ

УДК 631.52; 635.21

К.Партоев, А.Наимов, член-корреспондент АН Республики Таджикистан К.Алиев

ПРОДУКТИВНОСТЬ И ГЕТЕРОЗИС У ГИБРИДОВ КАРТОФЕЛЯ

Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан

В условиях горного пояса Таджикистана (Джиргитальский район, 2700 м над ур. М.) проведена внутривидовая (Solanum tuberosum L.) гибридизация картофеля при разных схемах скрещивания. При подборе родительских форм, используемых при скрещивании, особое внимание уделялось таким хозяйственно ценным признакам, как продуктивность, скороспелость, устойчивость к болезням и лёжкость клубней при хранении. Полученные гибриды F1 картофеля имеют лучшие показатели по морфологическим признакам, по росту и развитию, по степени формирования генеративных органов, а также по продуктивности. Определены истинный (Гист), гипотетический гетерозис (Ггип) и коэффициент доминирования (H) по признаку «масса 1000 шт. гибридных семян» (F1C0), «количество клубней», «масса одного клубня» и «продуктивност» у гибридов F1C0 картофеля. Выявлены наиболее ценные гибридные комбинации для получения перспективных гибридов, форм и клонов картофеля.

Ключевые слова: картофель - гибридизация - гетерозис - Таджикистан.

Гетерозис - явление более мощного развития гибридов первого поколения по сравнению с родительскими формами, линиями и сортами. Термин гетерозис был предложен Шеллом в 1914 г., но явление более мощного развития гибридов по сравнению с родительскими формами у многих видов растений было описано Ч.Дарвином в 1862 г.[цит. по 1].

А.Густавсон [2] описывает три типа гетерозиса у растений: репродуктивный (цветков и соцветий), соматический (стеблей, побегов, листьев, клубней, корнеплодов) и адаптивный (зимостойкости, засухоустойчивости, скороспелости). Возможности совершенствования традиционных методов селекции на гетерозис ещё далеко не исчерпаны [3-7]. Успех селекции в наибольшей степени зависит от богатства исходного материала, обладающего важнейшими хозяйственно полезными признаками и биологическими свойствами. В связи с этим нами была проведена гибридизация картофеля в условиях горного пояса Таджикистана для получения гибридов картофеля, более приспособленных к условиям выращивания в горных местностях и обладающих повышенной продуктивностью.

Материал и методика исследований

Объектами исследований для гибридизации служили сорта и сортообразцы картофеля из коллекции Института ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан сортов Кардинал, Пикассо, Зарина, Дусти, Таджикистан, Рашт, а также гибриды, полученные из Международного центра картофеля (СИП). Сортообразцы картофеля были посажены в мае по схеме посадки

Адрес для корреспонденции: Курбонали Партоев. 734017, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Карамо-ва, 27, Институт ботаники, физиологии и генетики растений АН РТ. E-mail: pkurbonali@yahoo.com

60х20 см. В питомнике гибридизации каждый сортообразец картофеля сажали на двух рядах всего по 25 клубней в ряду. В 2009 г. было проведено скрещивание различных сортов картофеля на экспериментальном поле Общественной организации «Тухмипарвар» в Джиргитальском районе на высоте 2700 м над ур. моря. Гибридные семена были высеяны в 2010 г. в теплице в условиях Файза-

бадского района, от них были получены клубни F1(севок). В 2011г. клубни Г1С1 гибридов и клонов были изучены в условиях Джиргитальского района. Общее количество растений в селекционных питомниках составляло 50-60 (популяции гибридных комбинаций и выделенных клонов). При выращивании гибридов картофеля использовалась общепринятая в данной зоне агротехника. Клубни обычно высаживались в мае, проводились две междурядные обработки, вносились необходимые дозы минеральных удобрений (NPK - 100+180+80 кг/га), растения окучивались перед поливом, полив проводился 8-10 раз за вегетацию.

Нами определён гипотетический, истинный гетерозис и коэффициент доминирования признаков по рекомендуемой методике [1]:

1 - Р

1. Истинный гетерозис (Гист ) определяли по формуле: Гист = —-л х 100%

Рл

1 - Рс

2. Гипотетический гетерозис (Ггип) определяли по формуле Гжп =-— х 100% .

Рср

Также нами был определен коэффициент доминирования признака продуктивности у гибри-

1 - Р

1 1 1 ср

дов F1C1 картофеля по формуле Н =

ср

Результаты исследований и их обсуждение

Как показали наши исследования, по признаку «масса 1000 шт. семян» у гибридов F1C0 наблюдается гетерозис и доминирование признака родителей (табл.1).

Таблица 1

Масса 1000 шт. семян у родительских форм и гибридов и коэффициент доминирования у гибридных

семян

Исходные родительские сорта и гибриды Масса 1000 шт. семян, мг Коэффициент доминирования

Кардинал 520.0±3.5 -

Зарина 567.5±4.4 -

Кондор 532.5±4.7 -

Дусти 572.5±4.5 -

Пикассо 522.5±4.8 -

Файзабад 572.5±4.5 -

Гибрид - 23 550.0±4.2 -

Клон - 40/1 517.5±5.1 -

Клон - 48 445.0±4.6 -

Средний показатель по родителям 533.3 -

(Файзабад х Пикассо) 790.0±5.2 8.7

(Зарина хДусти) 731.3±4.8 63.5

Б1(Гибрид-23 х Пикассо) 827.5±4.7 20.2

Б1(Клон - 40/1 х Дусти) 676.3±5.4 3.8

(Кардинал х Кондор) 667.5±5.1 21.6

(Кардинал х Пикассо) 590.0±5.2 54.0

Б1(Клон- 48 х Кондор) 845.0±5.4 7.1

Исходные родительские сорта и гибриды Масса 1000 шт. семян, мг Коэффициент доминирования

Б1(Клон - 48 х Дусти) 862.5±4.8 4.5

Б1(Дусти х Кондор) 681.3±4.7 5.4

(Дусти х Пикассо) 713.8±5.2 5.7

Средний показатель по гибридам 738.5 19.5

У% 19.60 -

Эх 28.83 6.56

НСР05 34.60 7.78

Как видно из табл.1, в зависимости от генотипа исходных сортов и комбинации скрещиваний наблюдается разный показатель по массе 1000 шт. гибридных семян среди исходных форм и гибридных семян (Р1С0) картофеля. В среднем у гибридных семян (Р1С0) данный показатель составляет 738.5 мг, что на 205. 2 мг или на 38.48% больше среднего показателя признака у родителей.

Коэффициент доминирования по признаку «масса гибридных семян» (Б1С0) картофеля колеблется в пределах 3.8-63.5, что свидетельствует о высоком уровне данного признака у гибридных комбинаций. В среднем у гибридов картофеля коэффициент доминирования составляет 19.5, что свидетельствует о высоком показателе данного признака в Б1С0.

Таким образом, по данному признаку у гибридов картофеля наблюдается гетерозис по отношению к своим родительским формам (табл.2).

Таблица 2

Гетерозис по признаку «масса 1000 шт. гибридных семян» (Б1С0) картофеля

Гибриды картофеля Масса 1000 шт. (мг): Гетерозис (%) :

у гибридов среднее у родителей (Рср) у лучшего родителя (Рл) гипотетический истинный

Файзабад х Пикассо 790.0 547.5 572.5 44.29 37.99

Зарина х Дусти 731.3 570.0 572.5 28.29 27.73

Гибрид-23 х Пикассо 827.5 536.2 550.0 54.31 50.45

Клон - 40/1 х Дусти 676.3 545.0 572.5 24.08 18.12

Кардинал х Кондор 667.5 526.2 532.5 26.84 25.35

Кардинал х Пикассо 590.0 521.2 522.5 13.19 12.92

Клон- 48 х Кондор 845.0 488.7 532.5 72.89 58.69

Клон - 48 х Дусти 862.5 508.7 572.5 69.53 50.66

Дусти х Кондор 681.3 552.5 572.5 23.30 19.00

Дусти х Пикассо 713.8 547.5 572.5 30.37 24.67

Как видно из табл.2, по признаку «масса 1000 шт.гибридных семян» (Б0) наблюдается гипотетический (Ггип) и истинный гетерозис (Гист), а также коэффициент доминирования (Н). Гипотетический гетерозис (Ггип) в пределах десяти гибридных комбинаций колеблется в пределах 13.19-72.89% , а истинный гетерозис соответственно в пределах 12.92-58.69%.

Таким образом, по признаку «масса 1000 шт. гибридных семян» (Е1С0) картофеля наблюдаются высокие показатели по гипотетическому, истинному гетерозису и коэффициенту доминирования.

Выделенные среди популяции гибридов (севок) клоновые отборы были изучены в Б1С1 по сравнению с родительскими формами в 2011 г. и эти результаты приведены в табл. 3.

Таблица 3

Гипотетический гетерозис у гибридов F1Cl картофеля, %

Гибридная комбинация По количеству клубней, шт./растение По массе одного клубня, г По продуктивности, г/растение

Б101 (Дусти х Кондор) 47.40 ±1.7 35.25 ±2.7 25.68±4.1

Б101 (Файзабад х Пикассо) 84.57±1.9 20.0±2.6 20.15±3.9

(Клон-23 х Пикассо) 58.62±2.7 26.62 ±2.3 59.01±4.1

Б101 (Зарина х Дусти) 12.5±2.2 29.16±2.5 23.56 ±4.1

Б1С1 (Дусти х Пикассо) 59.16±2.8 41.15±2.2 73.01±5.1

Б1С1 (Кардинал х Пикассо) 18.95 ±2.6 40.05±2.5 26.77±4.6

БА (Клон - 48 х Кондор) 81.20±2.4 73.57±2.9 49.75±4.8

Б1С1 (Кардинал х Кондор) 71.53±2.1 36.07±2.3 52.34±4.9

Б1С1 (Клон-66 х Файзабад) 73.33 ±2.7 42.54±2.9 76.59±5.2

(Клон 40/1 х Дусти) 20.12±3.1 30.04 ±2.8 14.04±4.3

У% 25.81 18.97 21.45

4.52 3.23 3.87

НСР 05 18.10 13.25 14.37

Из табл. 3 видно, что гипотетический гетерозис у гибридов по признаку «количество клубней на растение» колеблется от 12.5 до 84.57%. Самый высокий показатель по этому признаку наблюдается у гибрида Файзабад х Пикассо - 84.57%, а самый низкий - у гибрида Зарина х Дусти - 12.5%.

По признаку «масса одного клубня» эффект гетерозиса сильно проявляется у гибридов из комбинации Клон-48 х Кондор, Дусти х Пикассо и Клон-66 х Файзабад, у которых этот признак составляет более 41-73%. Однако у таких гибридов, как Файзабад х Пикассо, Клон 40/1 х Дусти, Зарина х Дусти и Клон-23 х Пикассо эффект гетерозиса составляет 20-30%.

Гипотетический гетерозис у гибридов картофеля в целом по признаку продуктивности варьирует в пределах 14-73%. Наиболее высокий показатель по данному признаку наблюдается по гибридным комбинациям Клон-66 х Файзабад и Дусти х Пикассо, у которых гипотетический гетерозис составляет более 70%, тогда как по другим гибридам только 14-59%.

Таким образом, у гибридов F1C1 картофеля наблюдается большой диапазон распределения показателей по гипотетическому гетерозису по признакам «количество клубней», «масса одного клубня» и «продуктивность растений».

В зависимости от схемы скрещивания также наблюдается высокий показатель по коэффициенту доминирования по продуктивности (рисунок).

Как видно из рисунка, коэффициент доминирования по продуктивности низкий (0.42-1.47) у гибридов Клон 40/1х Дусти, Дусти х Кондор и Клон-48 х Кондор. Однако гибриды Кардинал х Кондор, Клон-23 х Пикассо и Дусти х Пикассо имеют более высокий показатель по этому признаку (5.4728.82).

35 30 25 20 15 10 5 0

I II III IV V VI

Рис. Коэффициент доминирования признака продуктивности у гибридов FjCj картофеля: I-Клон 40/1х Дусти; II-Дусти х Кондор; Ш-Клон48хКондор; IV-КардиналхКондор; У-Клон23хПикассо; VI-Дусти х Пикассо.

Поступило 19.09.2012 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абрамова З.В. Генетика: программированное обучение. - М.: Агропромиздат, 1985, 286 с.

2. Gustafson A. The effect of heterozygosity on variability and vigour. - Hereditas, 1946, v.32, pp.263-284.

3. Будин К.З. Генетические основы селекции картофеля. - Л., 1986, с. 192.

4. Камераз А.Я. - Генетика картофеля. - М.: Наука, 1973, с. 104-121.

5. Яшина И.М., Склярова И.П. - Генетика картофеля. - М.: Наука, 1973, с. 82-103.

6. Gupta V.K., Thakur K.C., Shantanu Kumar, Pandey S.K.,, Uma Sah. True Potato Seed - An Alternative Technology for Potato Production in North-eastern Hill Region.CPRI, Shimla, 2004. pp.1- 21.

7. Luthra S.K., Pandey S.K., Singh B.P.,.Kang G.S, Singh S.V., Pande P.C. Central Potato Research Institute, 2006, pp. 3-71.

^.Партоев, А.Наимов, ^.Алиев

^ОСИЛНОКЙ ВА ГЕТЕРОЗИСИ ДУРАГА^ОИ КАРТОШКА

Институти ботаника, физиология ва генетикаи растании Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Дар шароити минтакаи кухди Точикистон (нохияи Ч,иргатол, дар баландии 2700 м аз сатхи бахр) дурагакунии байнинамудии картошка (Solanum tuberosum L.) бордоркунй гузаро-нида шуд. Дар интихоби волидайн, ки дар чараёни дуррагакунй истифода гаштанд, бештар ба чунин нишонахои хочагй - фоиданокй, аз кабили хусусиятхои серхосилй, тезпазй, ба касалихо тобовар ва сердоштии лундахо дар вакти нигохдорй ахамияти хоса дода шуд. Дуррагахои ба

28.82

1.5< б

5.47

0.42 L05 Ь47 Щ

даст оварда шудаи картошка нишонах,ои хуби морфологй, нашъу намо, дарачаи х,осилшавии органх,ои генеративй, инчунин серх,осилиро доро мебошанд. Аз руи нишонах,ои вазни 1000 дона тухмакх,о, микдори лундах,ои як растанй, вазни як лунда ва х,осилнокй гетерозиси аслй (Гист), гетерозиси гипотетикй (Ггип) ва коэффитсиенти маглубкунанда (доминантй) (H) дар тухмакх,ои дуррагагй (F1C0), микдори лунда^о, вазни як лунда ва х,осилнокй дар дурагах,ои F1C1 картошка муайян карда шуд. Бах,ри ба даст овардани дурага^ои муфид дар корх,ои минбаъдаи селексионй, истифода гаштани усул^ои дуррагакунии ояндадор тавсия карда шудаанд. Калима^ои калиди: картошка - дурагакуни - гетерозис - Тоцикистон.

K.Partoev, A.Naimov, K.Aliev

PRODUCTIVITY AND HETEROSIS AT POTATO HYBRIDS

Institute of Botany, Plant Physiology and Genetics, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan In the conditions of a mountain area of Tajikistan (Jirgital district, 2700 altitude) by us it is spent interspecies (Solanum tuberosum L.) potato hybridizations at various schemes of crossing. At selection of the parental forms, used in the course of crossing the special attention has been given such economic - to valuable signs, as efficiency, precocity, stability to illnesses and keeping capacity of tubers at storage. The received hybrids of a potato have the best indicators to morphological signs, on growth by development, on formation degree generative bodies, and also on efficiency. The effect heterosis to quantitative signs at hybrids depending on the crossing scheme was a miscellaneous 1000 pieces of the received hybrid seeds (F^0), quantity of tubers, weight of one tuber and efficiency at hybrids F1C1 of a potato are defined true (Htru), hypothetical гетерозис (Hhyp) and domination factor (H) on the basis of weight. The most valuable hybrid combinations for reception of new perspective hybrids, lines, forms and potato clones in selection process are revealed.

Key words: potato - hybridization - berry - heterosis - Tajikistan.