Наследственность и изменчивость признака продуктивности растений у простых и сложных гибридов F2 средневолокнистых сортов хлопчатника (Gossypium hirsutum L. ) в условиях различного водообеспечения

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Heredity and variability of plant productivity in simple and complex hybrids F2 upland varieties of cotton (Gossypium hirsutum L.) under different water supply

Matniyazova H.1, Sherimbetov A.2 Наследственность и изменчивость признака продуктивности растений у простых и сложных гибридов F2 средневолокнистых сортов хлопчатника (Gossypium hirsutum L.) в условиях различного водообеспечения Матниязова Х. Х.1, Шеримбетов А. Г.2

'Матниязова Хилола Худайбергеновна /Matniyazova Hilola - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник;

2Шеримбетов Анвар Гулмирзаевич /Sherimbetov Anvar - младший научный сотрудник, Институт генетики и экспериментальной биологии, Академия наук, г. Ташкент, Республика Узбекистан

Аннотация: в данной статье изложены результаты изучения ценных хозяйственных признаков у простых и сложных гибридов во втором поколении средневолокнистых сортов хлопчатника (G. hirsutum L.) в различных условиях водного режима. Изучены коэффициенты продуктивности наследования признака, заключающиеся в процентном соотношении зависимости от генотипа и условий внешней среды.

Abstract: this paper presents the results of the study of economic traits in simple and complex hybrids of the second generation of upland cotton varieties (G. hirsutum L.) under different conditions of water regime. Inheritance of productive factors characteristic consisting in a percentage depending on the genotype and environmental conditions.

Ключевые слова: хлопчатник, оптимальный фон, моделированное водообеспечение, сложные гибриды, простые гибриды, наследование, наследственность, изменчивость.

Keywords: cotton, the best background, a simulated water supply, complex hybrids are simple hybrids, inheritance, heredity, variation.

УДК: 633.5''+63'.527.5

Хлопководческая отрасль нашей республики основана только на искусственном орошении. В последние годы для выращивания хлопчатника на площади 1 га в Израиле и Испании расходуется 45 тыс. м3 воды. В нашей стране этот показатель составляет 12 тыс. м3. Здесь подсчитана вода в плотинах, системах орошения и вода, испаряющаяся при поступлении через ответвления.

Из средних показателей общих затрат воды по республике, составляющих 57,781 км3, для орошения сельскохозяйственных культур используется 93 %. По этой причине крайне важно эффективное использование воды [4].

В последние годы, вследствие изменения климата, наблюдается дефицит воды, необходимой для орошения сельскохозяйственных культур. А это, в свою очередь, отрицательно влияет на получаемый урожай и его качество. Необходимо разработать новые технологии, экономящие воду [3].

Одним из видов технологий в сельском хозяйстве является создание засухоустойчивых сортов хлопчатника [2].

Одной из основных задач в генетике и селекции является сравнительное изучение урожая гибридов, полученных путем скрещивания сортов хлопчатника.

Взяв во внимание вышеуказанное, целью исследований являлось изучение наследственности и изменчивости признака продуктивности одного растения средневолокнистых сортов хлопчатника (G. hirsutum L.) у гибридов F1 в разных условиях водообеспечения (оптимальном и в условиях моделированной засухи).

Материалы и методы исследования.

Исследования проводились на опытном участке региональной экспериментальной базы, расположенной в Зангиотинском районе Ташкентской области Института генетики и экспериментальной биологии растений АН РУз. В исследованиях были использованы районированные сорта хлопчатника различного происхождения: Навба^ор-2, Ишонч, АН-16, С-9081, С-9082 и их F2 гибриды. Исследования проводились в фонах с различным водным режимом. В 1-ом фоне (экспериментальном) орошение хлопчатника проводилось 2 раза по схеме 1:1:0, общий объем воды,

израсходованный на орошение, составил 2800-3000 м3/га, была создана смоделированная засуха путем орошения на фоне опыта один раз в период бутонизации хлопчатника и один раз в период начала цветения. Во 2-ом фоне (контрольном) в период вегетации растений проведено орошение 4 раза по схеме 1:2:1, общий объем воды, израсходованной на орошение, составил 4800-5000 м3/га.

Результаты исследования.

В условиях оптимального обеспечения водой групп сортов хлопчатника по объему изменчивости признака продуктивности одного растения, сорта Ишонч и Навба^ор-2 заняли 6 классов, а оставшиеся 3 сорта - АН-16, С-9081, С-9082 заняли 7 классов.

Определено, что изменчивость продуктивности одной коробочки хлопчатника в условиях оптимального обеспечения водой, подходящая одному растению, составляет промежуток 5-6 классов.

В сортах Навба^ор-2 АН-16 и С-9082 промежуток составил 6 классов, а у сортов Ишонч и С-9081 -5 классов. Если в этой популяции встречались изученные растения, содержащие 101,0-110,9 г. массы с одного растения, то растения с содержанием массы хлопка-сырца с одного растения 111,0-120,9 г. были отмечены только у 3 сортов: Ишонч (3,3 %), АН-16 (3,3 %) и С-9081 (13,3 %). Средние показатели массы хлопка-сырца с одного растения у сортов С-9081 и Ишонч высоки, т. е. составили 99,8±2,1 и 92,8±1,9 г. Показатели продуктивности хлопчатника массы хлопка-сырца с одного растения, подходящие к одному растению у сортов Навба^ор-2, АН-16 и С-9082, очень близки друг другу, т. е. составили 83,4±2,5, 84,1±2,5 ва 86,0±2,5 г. Коэффициент вариации составил 11,3-16,5 %. Это показывает, что изменчивость признака у сортов была средней.

У всех простых и сложных гибридов F2 положительная и отрицательная трансгрессия по продуктивности хлопчатника, подходящая к одному растению, стала очевидной. Коэффициент наследования Н2 данного признака у простых F2 растений находится между 0,45-0,64, что показывает среднюю и высокую передачу признака поколению F2 от растений F1. В работах Автономова В. А. и Автономова В. А.с соавторами (2010) [1], показатели признака продуктивности массы хлопка-сырца одной коробочки Н2 составили 0,47-0,75 и 0,32-0,67, соответственно.

пГ Ё

43 40 35 30 25 20 15 10 5 О

1 .*,/ \

! / /. \

I _ * V. \

! V"/Ч

! . / л * -Ь..........---- -

| з!-5м1-5051-60в1-7071-8081-9091-1'>в01-11

Ц-1!Я1-И1-14в1-11511.-1Ю1

Ишонч

С-9082

* Навбахор-2 х АН-16

—— Ишонч х С-9082

(Навбахор-2 х

АН-16) х

Рис. 1. Трансгрессия хлопчатника продуктивности комбинаций у простых ¥2 гибридов в условиях оптимального водообеспечения

У растений F2 изменчивость продуктивности составила 14 классов. Большой процентный показатель у растений составили комбинации (Навба^ор-2 х Ишонч) х (АН-16 х С-9081), (Навба^ор-2 х АН-16) х (Ишонч х С-9082) класс 81,0-90,9 г, в комбинациях (Навба^ор-2 х С-9082) х (Ишонч х АН-16), (АН-16 х С-9081) х (Навба^ор-2 х Ишонч) класс 91,0-100,9 г., в комбинации (Ишонч х С-9082) х (Навба^ор-2 х АН-16) класс 61,-70,9 г. и в комбинации (Ишонч х АН-16) х (Навба^ор-2 х С-9082) класс 71,0-80,9 г. Данные классы были приняты в качестве модальных классов.

Таким образом, по результатам проведенных экспериментов не наблюдалось больших различий среди простых и сложных гибридов поколений F2 по показателям массы урожая хлопка-сырца с одного растения - 91,0 г и больше, подходящих одному растению. Это свидетельствует о том, что только в сложных F2 гибридах (АН-16 х С-9081) х (Навба^ор-2 х Ишонч) высокая плодородность при выделении генотипов с высоким урожаем, некоторые комбинации сложных гибридов могут превосходить комбинации простых гибридов.

У сложных F2 гибридов показатель коэффициента вариации V % по данному признаку составляет 31,9-38,8 %, так же как и у простых F2 растений, и обладает высокой изменчивостью.

Показатель наследования Н2 продуктивности у изученных сложных гибридов составляет 0,51-0,60, что указывает на большое влияние генотипического состава на наследование данного показателя.

Объем изменчивости показателей массы урожая хлопка-сырца с одного растения, подходящий одному растению в условиях дефицита воды, составил 6 классов у сорта Ишонч, 5 классов у сортов хлопчатника АН-16 и С-9081 и 4 класса у сортов Навба^ор-2 и С-9082.

То, что признак показателя изменчивости - коэффициент вариации составил (V) от 16,3 % (у сорта С-9082) до 21,7 % (у сорта АН-16) показывает, что признак сортов в группах имеет среднюю и большую изменчивость.

У поколения F2 простых гибридов средневолокнистых сортов хлопчатника отмечена отрицательная трансгрессия со сдвигом в левую сторону на 1 -2 класса, а также положительная трансгрессия со сдвигом в правую сторону на 3-5 классов. Определено, что в комбинации Навба^ор-2 х Ишонч и Ишонч х АН-16 наблюдаются сдвиги в правую сторону на 4 класса, в комбинациях Навба^ор-2 х АН-16 и АН-16 х С-9081 сдвиги на 3 класса, в комбинации Навба^ор-2 х С-9082, а также в комбинации Ишонч х С-9082, обладающие большим объемом изменчивости по признаку, сдвиги на 5 классов. С точки зрения селекции, ценным является то, что во всех изученных комбинациях F2 существует положительная трансгрессия, начиная с F2, это дает возможность отобрать растения, сочетающие засухоустойчивость в гармонии с высокой плодородностью. Коэффициент наследования по признаку продуктивности составил от 0,49 (в комбинации Ишонч х АН-16) до 0,64 (в комбинациях Навба^ор-2 х С-9082 и Ишонч х С-9082) и показал, что доля генотипа при передаче к поколению средняя. Показатели Н2 по признаку продуктивности с большей изменчивостью в условиях внешней среды могут быть относительно близки друг к другу с показателями по признаку продуктивности у родительских сортов.

Рис. 2. Трансгрессивная изменчивость признаков продуктивности в комбинациях простых и сложных F2

в условиях смоделированной засухи

Средний показатель признака среди сложных растений F2, комбинация (АН-16 х С-9081) х (Навба^ор-2 х Ишонч) имеет преимущество, урожай хлопчатника, подходящий к одному растению, составил 61,6±2,2 г., а в остальных комбинациях от 49,5±1,5 г. до 55,6±1,8 г. Показатели коэффициента вариации (V) высоки, т. е. составили 35,2-42,8 %. А это свидетельствует о том, что у сложных растений Г2 изменчивость признака продуктивности также велик, как и у простых растений F2.

Полученные результаты показывают, что при наследовании признака плодородия в условиях водообеспечения, в основном, генотипический состав, т. е. показывается зависимость гибридов к степени гетерозиготности.

Литература

1. Автономов В. А. Внутривидовая географически отдаленная гибридизация хлопчатника на устойчивость к вилту и черной корневой гнили: Автореф. Дисс ... докт. с/х. наук. Ташкент, 2010. С. 78.

2. Ахмедов Х. А., Джумашев М. М., Крылова Л. Г., Хохлачева В. Е. Изменчивость признака скороспелости у гибридов хлопчатника на искусственном фоне вертициллезного вилта //

Эволюционные и селекционные аспекты скороспелости и адаптивности хлопчатника и других сельскохозяйственных культур: Материалы межд. науч. конф. Ташкент, 2005. С. 24-26.

3. Безбородов Г. А., Мирхошимов Р. Т., Шодмонов Ж. К., Эсонбеков М. Ю. Компост билан мульчалашнинг сугориш меьёрлари ва гуза ма^сулдорлигига таьсири. // Узбекистон Республикаси кишло; хужалигида сув ва ресурс тежовчи агротехнологиялар: Илм. амал. конф. материаллари. -Тошкент, 2008. Б. 61-63.

4. Колесних Т. И., Егоров В. Г. Дифференцированное водоснабжение пшеницы в онтогенезе как основа наиболее рационального использования растениями воды. // 1 съезд физиологов растений Узбекистана: Тезисы докл. Ташкент, 1991. С. 204.