Изменчивость трехлетнего семенного потомства кедра сибирского от материнских растений разного географического происхождения

УДК 630.165.62 А.М. Пастухова

ИЗМЕНЧИВОСТЬ ТРЕХЛЕТНЕГО СЕМЕННОГО ПОТОМСТВА КЕДРА СИБИРСКОГО ОТ МАТЕРИНСКИХ РАСТЕНИЙ РАЗНОГО ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ*

Изучена изменчивость полусибов кедра сибирского трехлетнего возраста от материнских деревьев разного географического происхождения, произрастающих в плантационных культурах. Полученные данные свидетельствуют о наличии географической изменчивости среди семенного потомства. Отмечено, что только единичные материнские деревья передали свой признак быстроты роста потомству при свободном скрещивании.

Ключевые слова: кедр сибирский, семенное потомство, изменчивость, географическое происхождение.

A.M. Pastukhova VARIABILITY OF THREE-YEAR SEED OFFSET OF PINUS SIBIRICA FROM THE PARENT PLANTS OF DIFFERENT GEOGRAPHICAL ORIGIN

Three-year pinus sibiiica semisibs variability in comparison with the parent trees of different geographical origin growing in the plantation crops is studied. The received data testifies geographical variability occurrence in the seed offset. It is emphasized that only individual parent trees have conferred the feature of growth rate to the offsets in the process of free hybridization.

Key words: pinus sibirica, seed offset, variability, geographical origin.

Для повышения эффективности лесовосстановления на селекционно-генетической основе требуется проведение испытания потомства деревьев. На данном этапе селекционных работ накоплен большой материал по изменчивости морфометрических показателей основных лесообразующих пород, проявлению признаков в потомстве разного географического происхождения.

Имеются данные о различной интенсивности роста полусибовых семей, выращенных из семян разных репродукций; о слабой корреляции между показателями роста, распределения биомассы материнских деревьев и их потомств [10-11; и др.]. По наблюдениям Ю.П. Ефимова [4], средняя высота семей в большей степени зависит от объема ствола материнских деревьев, чем от диаметра и высоты. Отмечены значимые различия семей Pinus taeda по высоте, диаметру на высоте груди, диаметру кроны, объему, устойчивости к болезням. Наследуемость показателей роста в широком смысле составила 0,50, наследуемость заболеваемости - 0,26-0,46 [5]. Результаты, приведенные А.М. Данченко, И.А. Бех [1], свидетельствуют о возрастной стабильности средних значений признаков роста у отдельных семей кедра сибирского, что позволяет в 3-летнем возрасте выявить определенные различия в норме их реакции на различные экологические фоны и проводить первичный отбор на универсальную приспособленность по признаку потенциальной интенсивности роста.

Высокое селекционное значение могут представлять семьи с относительно стабильными и повышенными темпами роста, превышающими темпы контрольного варианта на всех отрезках онтогенеза [12].

По данным В.М. Максимова [7], семенное потомство сосны обыкновенной имеет очень малый коэффициент наследуемости по высоте, равный 0,12. М.Н. Егоров [3] указывает, что превышение по высоте семенного потомства плюсовых деревьев сосны обыкновенной над контролем составляет не более 10-20 %, что соответствует особенностям роста родительских деревьев и может быть объяснено адаптивным действием генов.

Рассматриваются различные уровни организации наследственности количественных признаков растений, возможности прогнозирования генетических и экологических корреляций [2]. Закономерности проявления изменчивости плюсовых деревьев кедра сибирского и их потомств, размноженных семенным и вегетативным путем, рассматривались в работах Р.Н. Матвеевой и др. [8-9]. Ими установлено проявление изменчивости у потомств плюсовых деревьев в различных экологических условиях.

* Работа выполнена по гранту 225-2 от 7.10.2010 г. Красноярского краевого фонда поддержки научной и научно-технической деятельности.

Цель исследований. Изучение влияния материнского генотипа на интенсивность роста семенного потомства.

Задачи исследований:

1) изучение изменчивости трехлетних полусибов кедра сибирского по биометрическим показателям в зависимости от географического происхождения материнских деревьев;

2) оценка связи показателей материнских растений с ростом полусибов;

3) отбор семей с ускоренным ростом.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись трехлетние полусибы кедра сибирского, произрастающие в посевном отделении, распложенном на территории Караульного участкового лесничества. Семена для посева были собраны с материнских растений, произрастающих в плантационных культурах зеленой зоны г. Красноярска.

Материнские деревья имеют разное географическое происхождение: алтайское (урочища Курли, Туш-туезень), бирюсинское, танзыбейское, черемховское, читинское, тисульское. Посев семян осуществлялся осенью в широкие строки с расстоянием между центрами 25 см.

У сеянцев проводили измерение биометрических показателей: высоты, диаметра стволика у корневой шейки, длины хвои. По методике М.М. Котова [6] был рассчитан коэффициент наследуемости в узком смысле.

Результаты исследований и их обсуждение. Проведено изучение изменчивости полусибов кедра сибирского разного географического происхождения, материнские деревья которых произрастают в плантационных культурах зеленой зоны г. Красноярска на участке «Известковый».

В семенном потомстве, полученном при скрещивании деревьев разного географического происхождения, отмечен высокий уровень изменчивости по интенсивности роста. Высота трехлетних полусибов варьировала от 7,8 до 10,8 см, диаметр стволика от 2,7 по 3,2 мм. Высокой скоростью роста отличались сеянцы бирюсинского (местного), алтайского (ур. Туштуезень) и читинского происхождений. Достоверность различий подтверждается математической обработкой !ф>^5. Отмечено, что семенное потомство материнских растений алтайского (ур. Курли), танзыбейского, шумихинского вариантов отстают в росте по сравнению с другими. Соотношение Н2Д максимальное у читинского потомства (табл. 1).

Таблица 1

Биометрические показатели трехлетних полусибов кедра сибирского разного географического

происхождения

Происхождение Высота, см Средний прирост, см Н2Д, см3

Х ±т V% Х ±т X ±т

Бирюсинское 9,8±0,29 16,2 1,30 3,3±0,10 1,15 27,2±1,99 0,83

Алтайское (ур. Курли) 7,8±0,22 20,4 4,04 2,6±0,07 4 18,3±1,54 2,27

Танзыбейское 8,8*0,19 22,3 2,78 2,9±0,06 2,83 22,3±1,30 1,65

Алтайское (ур. Туштуезень) 9,5±0,32 11,7 1,67 3,2±0,11 1,52 27,9±2,55 1,96

Читинское 10,8±0,71 29,4 - 3,6±0,24 - 32,5±6,05 -

Шумихинское 8,7±0,38 20,2 2,61 2,9±0,13 2,56 25,8±2,50 2,31

Примечание. ^5= 2,02.

Начиная с двухлетнего возраста, на сеянцах кедра сибирского образуется пучковая хвоя. Ее длина отличается как по возрастам, так и по географической принадлежности материнских деревьев. Так, максимальная длина хвои в трехлетнем возрасте у растений алтайского (ур. Туштуезень) и шумихинского вариантов. Минимальный размер ассимиляционного аппарата у растений алтайского (ур. Курли) происхождения (табл. 2).

Таблица 2

Изменчивость полусибов кедра сибирского по длине хвои, см

Происхождение 1ТЛП тах X ± т ч% Ц

Бирюсинское 3,5 8,2 5,6 0,23 22,9 1,71

Алтайское, ур. Курли 2,4 10,1 5,2 0,19 28,2 2,82

Танзыбейское 1,5 8,2 5,7 0,12 22,2 1,80

Алтайское, ур. Туштуезень 4,1 7,5 6,3 0,34 18,4 -

Читинское 2,5 8,7 5,9 0,35 27,2 0,86

Шумихинское 3,2 8,6 6,1 0,26 24,0 0,49

Наблюдается высокая межсемейная изменчивость семенного потомства кедра сибирского по высоте, длине хвои, соотношению Н2Д. Как видно из приведенных данных, высота семей варьирует в пределах 5,112,5 см. Диаметр стволика отличается незначительно и составляет 2-3 мм. Величина прироста у семей Чи-11, Чи-32 на 41,3 - 44,8 % превышает среднее значение. Лучшими по скорости роста, соотношению Н2Д можно выделить семьи Би-6, Та-67, Чи-11, Чи-32, что подтверждает значение селекционного дифференциала. Длина хвои изменяется в пределах от 4,1-6,8 см, достигая максимального размера у полусибов дерева Шу-24. Минимальная длина хвои отмечена у семенного потомства дерева Ку-15 (табл. 3).

Таблица 3

Показатели трехлетних полусибов

Номер семьи Высота, см Диаметр стволика, см Длина хвои, см Средний прирост, см Н2Д, см3 Селекционный дифференциал по высоте, см

Би-3 9,6 0,3 5,6 3,2 27,6 0,88

Би-6 10,2 0,3 5,9 3,4 30,3 1,52

Би-26 9,9 0,3 5,2 3,3 26,7 1,23

КУ-14 6,7 0,3 5,6 2,2 11,8 -1,97

КУ-15 6,7 0,2 3,4 2,2 10,2 -1,97

Ку-57 7,8 0,3 4,8 2,6 16,9 -0,93

Ку-40 10,0 0,3 5,9 3,3 32,7 1,26

Ку-56 7,7 0,3 4,6 2,6 17,7 -1,03

КУ-57 8,6 0,3 6,9 2,9 19,3 -0,09

Ку-147 6,6 0,3 5,4 2,2 13,1 -2,11

Та-24 6,9 0,2 5,2 2,3 9,4 -1,86

Та-27 8,9 0,2 5,8 3,0 15,8 +0,10

Та-29 9,7 0,3 6,5 3,2 31,0 0,99

Та-33 7,2 0,3 4,1 2,4 15,6 -1,51

Та-37 9,3 0,3 6,4 3,1 27,7 0,59

Та-48 8,3 0,3 6,0 2,8 20,7 -0,40

Та-53 7,8 0,2 6,1 2,6 13,0 -0,92

Та-58 10,1 0,3 5,9 3,4 26,8 1,37

Та-60 7,1 0,3 5,7 2,4 14,5 -1,60

Та-61 7,4 0,3 5,0 2,5 13,7 -1,31

Та-65 9,7 0,3 5,4 3,2 27,3 0,99

Та-66 8,9 0,2 5,8 3,0 15,8 +0,10

Та-67 10,5 0,3 4,9 3,5 32,9 1,77

Ту-6 9,5 0,3 6,1 3,2 26,8 0,75

Чи-9 9,1 0,4 6,4 3,0 30,7 0,40

Чи-11 12,5 0,3 6,5 4,2 46,9 3,79

Чи-32 12,3 0,3 5,4 4,1 41,6 3,64

Шу-11 8,6 0,3 6,7 2,9 23,9 -0,07

Шу-24 9,5 0,3 6,8 3,2 28,6 0,75

Шу-39 5,1 0,2 5,5 1,7 5,9 -3,61

Шу-47 9,6 0,3 4,9 3,2 28,4 0,85

Среднее 8,7 0,3 5,7 2,9 22,9

Изучение роста полусибов и их материнских деревьев направлено на выявление закономерностей проявления хозяйственно-ценных признаков в потомстве, полученном при свободном опылении в плантационных культурах. Так, полусибы Ку-40, Шу-24, Чи-11, Чи-32 по высоте 1,1-1,4 раза больше других, при этом материнские деревья отстают в росте в сравнении с остальными. Семенное потомство быстрорастущих деревьев отличается средней энергией роста в высоту.

Рассчитанный коэффициент наследуемости в узком смысле показал, что рост в высоту в 3-летнем возрасте на 11,1 % обусловлен аддитивным действием генов, больший эффект оказывают межгенное взаимодействие и явление доминирования.

Полученные данные свидетельствуют о том, что только единичные материнские деревья способны передавать свой признак (скорость роста) потомству при свободном скрещивании. Отмечено, что у 3-летнего потомства большее влияние на высоту имеют дисперсии доминирования и межгенного взаимодействия. Высокой скоростью роста отличаются полусибы алтайского (ур. Туштуезень), бирюсинского, читинского вариантов. Отобраны перспективные по скорости роста семьи Би-6, Та-67, Чи-11, Чи-32.

Литература

1. Данченко А.М., Бех И.А. Первичный отбор полусибов кедра на разлагающихся экологических фонах // Проблемы экологии Томской области. - Томск, 1992. - С. 74-76.

2. Драгавцев В.А. Молекулярный, онтогенетический, популяционный и фитоценотический уровни экологогенетической организации хозяйственно-ценных признаков растений // С.-х. биология. - 2006. - № 1. -С. 115-123.

3. Егоров М.Н. Испытание потомства как одна из ключевых проблем в генетике и селекции древесных пород (на примере Pinus sylvestris L.) // Лесн. вестн. - 2002. - № 5. - С. 37-43.

4. Ефимов Ю.П. Проблемы повышения эффективности лесосеменных плантаций // Генетика и селекция в лесоводстве. - 1991. - С. 198-212.

5. Early evaluation on fast-growth and stability of introduced Pinus taeda families // Hebei nongye daxue xu-ebao. - 2004. - № 2. - С. 71-75; 80.

6. Котов М.М. Генетика и селекция: учеб. для вузов. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 1997. - Ч. 2. - 108 с.

7. Максимов В.М. Изучение роста и состояния испытательных культур сосны обыкновенной в условиях Усманского бора // Лесное хозяйство. - 2005. - № 5. - С. 44-46.

8. Матвеева Р.Н. Изменчивость плюсовых деревьев кедра сибирского (Pinus sibirica Du Tour) и их потомства в условиях юга Средней Сибири. - Красноярск: СибГТУ, 1999. - 128 с.

9. Матвеева Р.Н., Буторова О.Ф. Изменчивость полусибов кедра сибирского в плантационных культурах Западно-Саянского ОПХ // Ботанические исследования в Сибири. - 2008. - С. 115-118.

10. Ненюхин В.Н. Ранговый метод отбора и оценки плюсовых деревьев // Экспресс-информация ЦБНТИ-лесхоза. - 1973. - Вып. 1. - 8 с.

11. Huang Shaowei, Zhong Weihua, Chen Bingquan. Estimation on genetic gains of combined selection for growth traits of half-sib progeny of Pinus taeda // Linye kexue. - 2006. - № 4. - С. 33-37.

12. Шеверножук Р.Г., Королева Н.Б., Бытченко Н.В. Рост полусибовых потомств сосны обыкновенной в испытательных культурах // Генетическая оценка исходного материала в лесной селекции: сб. науч. тр. - Воронеж, 2000. - 148 с.

---------♦'-----------