Популяции сортов клещевины - источник создания исходного материала разных групп спелости

Научно-технический бюллетень

Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур 2004, вып. 1

А.А. Свиридов,

доктор сельскохозяйственных наук

Е.Н. Будников .

научный сотрудник ВНИИ масличных культур

ПОПУЛЯЦИИ СОРТОВ КЛЕЩЕВИНЫ - ИСТОЧНИК СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА РАЗНЫХ ГРУПП СПЕЛОСТИ

УДК 633.853.55:631.52

Ранее проведенные исследования показали, что популяции сортов клещевины состоят из генотипов различающихся между собой по вегетационному периоду, высоте растений и штамба, количеству узлов на центральном стебле и наличию боковых кистей первого, второго и последующих порядков, по длине междоузлий и продуктивности центральной кисти. Было установлено, что при отборе растений с увеличенным количеством узлов наблюдается достоверное повышение процента урожая с центральной кисти.

В этой связи в задачу наших исследований входило выделение из популяций сортов клещевины генотипов разных групп спелости, классификация их по вегетационному периоду и отбор исходных форм для дальнейшей селекционной работы с целью выведения сортов с различным вегетационным периодом.

Четырехлетний анализ сортовых популяций клещевины по содержанию фенотипов, имеющих разное количество узлов на центральном стебле, показал, что в популяциях наблюдается широкая изменчивость по этому признаку (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика сортовых популяций клещевины по количеству узлов на центральном стебле, %

__ВНИИМК, среднее за 2000-2003 гг.

Сорт Количество узлов на цент| ральном стебле, шт.

Борковская 421 2 2 6 6 17 14 13 15 10 9 5

Белореченская 1 2 4 20 23 27 14 5 2 2

Донская крупнокистная 2 7 8 19 19 16 19 3 7

Хортицкая-3 20 33 31 14 2

Наибольший размах изменчивости по количеству узлов на центральном стебле оказался в популяции сорта Борковская 421, он составил от 5 до 16 узлов, тогда как у сорта Хортицкая-3 этот показатель оказался наименьшим - от 5 до 9 узлов.

При этом следует отметить, что процентное содержание растений с разным количеством узлов на центральном стебле в популяциях сортов клещевины не одинаково. У сорта Хортицкая-3 наибольший процент составляют растения с числом узлов от 5 до 7 (84 %), у сорта Борковская 421 с таким же количеством узлов только 10 %, Белореченская - 7 %, Донская крупнокистная - 17 %. Если взять количество растений с 8-10 узлами, то оказывается, что у сорта Борковская 421 их 37 %, Белореченская - 70, Донская крупнокистная - 54 %, у сорта Хортицкая растений с 8-9 узлами всего 16 %. Это свидетельствует о том, что сорта-популяции клещевины не выровнены по этому признаку и содержат формы с разным количеством узлов. И как отмечает Попова Г.М. (1941), скороспелые формы имеют 4-5 междоузлий (или 5-6 узлов), а позднеспелые - до 20 и выше, т. е., чем скороспелее форма, тем меньше у нее узлов до центральной кисти и, наоборот. Этот четкий морфологический признак может быть использован при отборе и характеристике сортов клещевины по группам спелости. Для подтверждения этого положения изу-

чили корреляцию между признаками количество узлов на растении и вегетационным периодом этого же растения. С этой целью были взяты гибридные популяции, полученные при скрещивании раннеспелых форм с позднеспелыми, у которых в потомстве Р2 идет расщепление по признаку «вегетационный период»; появляются генотипы от раннеспелых до позднеспелых, то есть генотипы с широким спектром изменчивости по этому признаку.

Были исследованы гибридные популяции по трем комбинациям с общим количеством растений 1135 шт. Фенологические наблюдения, проведенные по комбинациям и каждому растению, с отметкой количества узлов до центральной кисти и вегетационного периода у данного растения, показали, что коэффициент корреляции между этими признаками высокий и составляет от 0,738±0,023 до 0,85310,034. Это свидетельствует о том, что количество узлов на растении до центральной кисти является надежным показателем для определения группы спелости растения, семьи, сорта клещевины.

В результате проведенных исследований разработана шкала, которую используем в селекционной работе при отборе генотипов разных групп спелости и характеристики сортов клещевины по вегетационному периоду (табл. 2).

Таблица 2. Шкала отбора и оценки сортов и семей клещевины по группам спелости

№ Группа ♦Количество узлов Вегетационный период, дни

группы спелости до центральной кисти, шт. центральн. кисти | боков, кисти

1 Ультраскороспелая 4-5 - 80 81-90

2 Скороспелая 6-7 81-90 91-100

3 Раннеспелая 8-9 91-100 101-110

4 Среднеранняя 10-11 101-110 111-120

5 Среднеспелая 12-13 111-120 121-130

6 Среднепоздняя 14-15 121-130 131-140

7 Позднеспелая 16-17 131-140 141-150

8 Очень поздняя 18-19 >141 151

*Растений с таким количеством узлов в группе спелости должно быть > 75 %.

В основу шкалы положен четкий морфологический признак: количество узлов до центральной кисти у растений клещевины, позволяющий проводить отборы по группам

спелости.

Предлагаемая шкала имеет 8 групп спелости - от ультраскороспелой до очень позднеспелой. При этом каждая группа спелости должна иметь растения в основном двух типов по количеству узлов на растениях клещевины.

Так, ультраскороспелая группа имеет растения только с 4-5 узлами, скороспелая - с 6-7 узлами, и так далее. При этом растений с таким числом узлов в каждой группе должно быть не менее 75 %. Очень позднеспелая группа имеет растения с 18-19 узлами, которые в условиях юга России растут, зацветают, формируют коробочки, но не вызревают.

Распределение генотипов разных групп спелости по количеству узлов до центральной кисти позволяет четко проводить отбор на изучаемый признак, но недостаточно характеризует сорта и семьи клещевины по вегетационному периоду, который определяется в днях от всходов до созревания центральных (ц/кистей) и боковых (б/кистей) кистей первого порядка. В этой связи к этой шкале нами добавлены показатели для оценки сортов и семей по вегетационному периоду в днях по центральным и боковым кистям первого порядка.

К ультраскороспелой группе относятся генотипы с вегетационным периодом для центральных кистей равным 80 дням и меньше, имеющие растения с 4-5 узлами, к скоро-

спелой - с 6-7 узлами, - созревающие за 81-90 дней. Интервал созревания в 10 дней в разных группах спелости сохраняется до позднеспелой группы (131-140 дней). Генотипы очень позднеспелой группы - с 18-19 узлами и вегетационным периодом более 140 дней - не представляют интереса для селекции клещевины в условиях юга России. Аналогичный подход по определению вегетационного периода был соблюден и для боковых кистей первого порядка.

Для выполнения исследований с целью создания исходного материала разных групп спелости были использованы две популяции клещевины из семей 3855/81 ф и 2770/89 ф, которые высевали на 8 пространственно изолированных участках. Изоляцию площадок осуществляли путем обсева их высокорослой культурой подсолнечника или кукурузы.

Посев квадратно-гнездовой (70x70 см) проводили в оптимальный для клещевины срок. В каждое гнездо ручными сажалками высевали по 3 семени. После появления полных всходов, в фазу 2-3 настоящих листьев проводили прорывку с оставлением одного растения в гнезде.

Перед цветением на каждом участке проводили браковку с оставлением растений с определенным количеством узлов по схеме: для семьи 3855/81ф - 3 варианта: первый - 6-7 узлов, второй - 8-9, третий - 10-11; для семьи 2770/89 ф - 5 вариантов: первый - 8-9 узлов, второй - 10-11, третий - 12-13, четвертый - 14-15, пятый - 16-17; остальные растения выбраковывали согласно схеме путем удаления их из посева (т.е. проводили негативный массовый отбор). Оставшиеся растения продолжали расти, свободно переопылялись в пределах варианта. Результаты опытов представлены в табл. 3.

Таблица 3. Влияние кратности отбора на содержание генотипов разных групп спелости в семьях клещевины, %

_ВНИИМК, 2001-2003 гг.

Группа спелости, количество узлов до центральной кисти Год проведения отбора

2001 2002 2003

♦ИП МО, мо2

Семья 3855/81 ф

Скороспелая ф (6-7 узлов) 7±2,0 55±3,5 93±2,0

Раннеспелая ф (8-9 узлов) 65±3,5 73±3,2 84±2,6

Среднеранняя ф (10-11 узлов) 30+2,6 28±3,2 53+3,5

Семья 2770/89 ф

Раннеспелая ф (8-9 узлов) 32±3,5 43±3,5 86±2,5

Среднеранняя ф (10-11 узлов) 37±3,6 24±3,0 58+3,5

Среднеспелая ф (12-13 узловО 11±2,3 36±3,6 69±3,6

Среднепоздняя ф (14-15 узлов) 6±1,8 45±3,5 48±3,6

Позднеспелая ф (16-17) 2±1,1 5+1,5 47±3,8

*ИП - исходная популяция, МОь М02 - одно- двукратный массовый отбор.

Учет растений после проведения браковки в 2001 г. по вариантам разных групп спелости, размещенных на изолированных участках, показал, что в исходной популяции семьи 3855/81 ф в скороспелой группе осталось всего 7 % растений с 6-7 узлами, т. е. 93 % растений, имеющих другое количество узлов, было удалено. В раннеспелой - осталось 65 % растений с 8-9 узлами, среднеранней - 30 % растений с 10-11 узлами. Аналогичная работа была проведена и в популяции семьи 2770/89 ф, у которой после браковки наименьшее количество оставшихся растений (с 16-17 узлами) оказалось в позднеспелой

группе, всего 2 %. В то же время в раннеспелой и среднеспелой группах осталось более 30 % растений с заданным количеством узлов. В среднепоздней и среднеспелой группах количеством оставшихся растений составило от б до 11 %.

В конце вегетации среди оставшихся растений проводили массовый отбор семян с вызревших центральных и боковых кистей. Собранный материал обмолачивали, очищали и подготавливали к посеву с целью дальнейших браковок и отборов.

Потомства растений МО! в М02 высевали по установленной схеме и также проводили браковку с удалением растений по признаку количество узлов, не относящихся к данной группе спелости. Показано (см. табл. 3), что двукратный массовый отбор позволил увеличить число генотипов с заданным количеством узлов до центральной кисти в популяции семьи 3855/81 ф по скороспелой группе до 93 %, раннеспелой - до 84 и среднеспелой - до 53 %. Увеличилось заданное количество генотипов и в популяции семьи 2770/89 ф (по группам спелости) в сравнении с исходной популяцией, в раннеспелой группе на 54 %, среднеспелой - на 21, среднеспелой - на 58, среднепоздней - на 42 и позднеспелой - на 45 %.

Результаты исследований показали, что, используя массовый отбор в популяциях клещевины, можно повышать количество генотипов растений с заданным числом узлов в каждой группе спелости, доводя их количество до 75 % и более, тем самым создавать сорта с различным вегетационным периодом и выравнивать их по дружности созревания и другим признакам.

В 2003 г. по типу конкурсного испытания провели оценку потомств двукратного массового отбора (М02) разных групп спелости, полученных из популяции семьи 2770/89 ф по морфобиологическим и хозяйственно ценным признакам. Данные представлены в табл. 4.

Таблица 4. Характеристика потомства двукратного массового отбора разных групп спелости семьи 2770/89 ф по морфобиологическим признакам

ВНИИМК, 2003 г.

Группа спелости Вегетационный Высота, см Боковых Урожай семян

период, дни. рас- штам- кистей. с ц/кис- т/га

ц/кисти [ б/кисти тения ба шт. тей, %

Раннеспелая

ф 8-9 узлов (66) 97. 108 113 32 2,0 44,1 1,57

Среднеранняя

ф 10-11 узлов (54) 103 110 116 42 1,0 61,8 1,52

Среднеспелая

ф 12-13 узлов (58) 108 117 124 48 0,9 68,8 1,29

Среднепоздняя

ф 14-15 узлов (58) 118 - 134 62 0,7 73,3 1,44

Позднеспелая

ф 16-17 узлов (48) 126 - 122 60 0,4 84,8 1,75

ИП

ф 8-19 узлов 106 115 106 33 2,0 48,8 1,52

НСР05 0,193

При сравнении групп спелости с исходной популяцией вегетационный период у раннеспелой группы сократился по центральным кистям на 9 дней, а по боковым всего лишь на 7 дней, высота растений возросла на 7 см, а высота штамба, количество боковых кистей, доля урожая семян с центральной кисти и урожайность по варантам опыта - остались практически одинаковыми.

Сравнение групп спелости от раннеспелой до позднеспелой показало, что продолжительность вегетационного периода в условиях 2003 г. возрастает от раннеспелой до

позднеспелой группы по центральным кистям на 29 дней. Увеличилась высота растений на 9-18 см и штамба на 28-30 см. Сокращается количество боковых кистей от 2,0 до 0,4 шт. на растение. Растет доля урожая с центральной кисти на 40,7 %. Наибольший урожай получен у позднеспелой группы - 1,75 т/га. По остальным группам спелости этот показатель находится в пределах ошибки опыта.

Результаты исследований свидетельствуют, что в популяциях клещевины наблюдается широкий спектр изменчивости по количеству узлов на центральном стебле (до центральной кисти) и этот морфологический признак следует уверенно использовать для отбора растений разных групп спелости и тем самым выводить сорта клещевины с различным вегетационным периодом - от ультраскороспелых до очень позднеспелых.