WWW.DISUS.RU

БЕСПЛАТНАЯ НАУЧНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы

УДК.633.11:631.527:575.0. На правах рукописи

Жангазиев Адилхан Султанкулович

Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы

06.01.05 Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора

биологических наук

Республика Казахстан

Алмалыбак, 2010

Работа выполнена в ТОО « Казахский научно – исследовательский институт земледелия и растениеводства» АО « Каз Агро Инновация»

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор,

академик НАН РК, РАСХН, УААН

Уразалиев Р.А.

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор

Сулейменова С. Е.

доктор биологических наук, профессор

Сеилова Л. Б.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Кожахметов М.К.

Ведущая организация: Институт биологии и биотехнологии

растений (ИББР)

Защита состоится 29 октября 2010 года в 14:00 часов на заседании диссертационного совета ОД 55.05. 01. при Казахском НИИ земледелия и растениеводства

по адресу: 040909, Алматинская область, Карасайский район, п. Алмалыбак, ул. Ерлепесова 1. Тел./ Факс: 8 ( 727) 388-39-25.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского НИИ

земледелия и растениеводства.

Автореферат разослан « » -------------------------- 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук Н.А Альдеков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных рыночных условиях Казахстан становится одним из ведущих производителей зерна пшеницы. Ежегодно производится 15-17 млн. тонн зерна сильной и ценной пшеницы. Из них 8-9 млн. тонн пшеницы экспортируется в зарубежные страны. Основными задачами и направлениями развития долгосрочный программы до 2030 является обеспечение продовольственной безопасности страны, увеличение объема продажи, повышение конкурентоспособности сельскохозяйственной продукции за счет технического перевооружения производства с максимальным использованием последних достижений аграрной науки. Как показывает мировая практика, научно-технический прогресс отрасли сельского хозяйства основывается на достижениях генетико-селекционной науки, которая обеспечивает создание и внедрение в производство новых технологий, новых высокоурожайных сортов, гибридов пшеницы и других сельскохозяйственных культур. Главный резерв выполнения этой программы принадлежит селекции с использованием внутривидовой и отдаленной гибридизации, дающей возможность соединения в одном организме отдельных признаков или комплекса положительных признаков и свойств разных видов и форм растений. С другой стороны она позволяет выяснить теоретические вопросы селекции и филогению пшеницы в роде Triticum.

В этой связи актуальными проблемами селекции являются: углубленное изучение закономерностей наследования хозяйственно- биологических признаков и свойств; характер формообразовательного процесса межвидовых и внутривидовых гибридных популяций, создание исходного материала (различных источников и доноров), отбор желательных рекомбинатных линий и сортов, обладающих комплексом хозяйствено ценных признаков и свойств.

Исследования по диссертационной работе проведены в соответствии с общегосударственными отраслевыми программами и планами научно- исследледовательских работ по этапами: 03 01Н4:717Б (1986-1991 гг.), «Разработать новые и усовершенствовать существующие схемы, методы селекции, устойчивые к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды и с высоким качеством продукции сорта и гибрида пшеницы, с разработкой эколого-генетической основы промышленного семеноводства»; №0194РК00028 (1991-1995гг., «Создать новые с использованием методов генетики, биотехнологии и других биологических дисциплин, устойчивые к стрессовым факторам среды, высокопродуктивные сорта и гибриды зерновых и других культур»; 196РК00292 (1996-2000 гг.), «Создание, сохранении использование генофонда зерновых и других культур»;0101РК00229(2001-2005 гг.), Селекция высокопродуктивных с урожайностью 7-9 т/га, устойчивых к полеганию, болезням и вредителям, с качеством ценной сортов озимой пшеницы для условий орошения и обеспеченной осадками богарных земель юго- востока и Востока Казахстана.

Цель исследований Разработать генетические основы селекции и создать комплексно ценные линии и сорта озимой мягкой пшеницы.

Задачи исследований: Установить генетические особенности межвидовой равно – и разнохромосомной пшеницы (скрещиваемость, жизнеспособность и фертильность гибридов);

- Определить характер наследования признаков видов и разновидностей;

-Установить формообразовательный процессы межвидовых равно хромосомных видов пшеницы. Выяснить систематику и филогению тетраплоидной пшеницы;

- Создать селекционно-ценный исходный материал (гибриды и линии) по комплексу ценных признаков методом внутривидовой и межвидовой гибридизации;

-Установить характер наследования нерасоспецифической устойчивости к ржавчине и твердой головне в F1, F2 и выделить эффективные доноры к болезням;

-Создать и передать на Государственное сортоиспытание высокопродуктивные, устойчивые к полеганию, к видам ржавчины, септориозу и твердой головне сорта с качеством ценной и особо ценной пшеницы.

Научная новизна. - Впервые проведен генетический анализ видовых признаков маркирующих культурные 28 хромосомные пшеницы: T.рersicum Vav. (рersicoides), T.durum subsp. abyssinicum Vav. (inflatum), T.turgidum, (turgidus) а также видовые признаки маркирующих типов колосовых чешуй, легкий обмолот колоса типа T.persicum (k), T.durum T.turgidum (без фактора k). Установлены генетические особенности маркирующих видовых признаков, контролируемых различным числом генов;

-Установлен факт новообразования видов и разновидностей пшеницы, не участвовавших в скрещиваниях;

-Установлена закономерность формообразования при скрещивании равнохромосомных пшениц;

-Впервые выявлено, что фактор “k” на тетраплоидном уровне присутствует не только у T.persicum Vav., но и у других видов этой группы T.aethiopicum Jakubz.;

-Впервые в условиях предгорной зоны Казахстана экспериментально доказана возможность происхождения культурных тетраплоидных видов пшениц от общего предка T.dicoccum Schrank ex Schubl. и T.dicoccides Korn;

- Генетическим анализом установлено, что ген устойчивости к болезням у новых сортов (Алмалы, Наз, Аtау и Sultan 95) контролируется комплементарным взаимодействием двух и трех доминантных генов.

-Разработан способ инокуляции семян к твердой головне, повышающий эффективность селекции на иммунитет.

-Изучено наследование устойчивости к возбудителям твердой головни и выделены доноры устойчивости к твердой головне.

-Впервые созданы высокопродуктивные низкостебельные сорта озимой мягкой пшеницы (Алмалы, Алия, Арап) с генами карликовых источников (rht1, rht2, rht3),обладающие высокой потенциальной урожайностью( 7-8 т/га).

- Допущены к использованию и включены в Государственный реестр РК 7 сортов озимой мягкой пшеницы и 1 сорт тритикале (Таза), а также 3 сорт включен в Государственный реестр Кыргызской Республики. Переданы на государственное сортоиспытание по республике Казахстан 6 сортов озимой пшеницы и три сорта в Кыргызии ( с долей авторства от 10 до 30%).

Практическая ценность работы: - На основе генетического анализа межвидовых скрещиваний установлены генетические особенности скрещиваемых видов. Выяснено, что таксономические признаки положенные К. Линнеем основаны на однозначных генах и контролируются 1-3 и более (полимерными) генами;

-В результате межвидовых скрещиваний экспериментально подтверждены пути эволюции и происхождения культурных тетраплоидных видов от общего предка - T. dicoccum (Schubl) Schrank и T.dicoccoides Koern;

-Методами внутривидовой и межвидовой гибридизации с привлечением образцов мировой коллекции создан ценный исходный материал для селекции озимой пшеницы;

-Применение разработанных новых методов инокуляции семян, усовершенствование методов оценки и отбора позволяет эффективно вести селекцию на устойчивость к болезням на начальных этапах селекционного процесса;

-Разработаны основные направления селекции пшеницы на иммунитет к болезням. Рекомендовано вести селекцию на иммунитет путем использования, концепции нерасоспецифической устойчивости, что позволило на этой основе создать сорта, ценные источники, и доноры устойчивости к листостебельным и головневым болезням озимой пшеницы;

- В период селекционной работы (с 1991 по 2008 гг.) создано более 5900 гибридных популяций, отобрано из F2 -F8 более 300000 линий, конкурсное сортоиспытание прошли более 1100 линий, из них 15 линий переданы в государственную комиссию по сортоиспытанию, 7 районированы. Таким образам, лишь тысячная доля (0,003%) дает линии, допускаемые в качестве сортов в производство.

Основные положения, выносимые на защиту:

-Систематическое положение и филогенетические отношения культурных тетраплоидных видов пшениц в роде Triticum.

-Формообразовательный процесс межвидовых гибридов в решении проблемы систематики и филогении тетраплоидных видов пшениц.

-Селекционно ценные линии по хозяйственно-биологическим признакам, полученные на основе внутривидовой и межвидовой гибридизации.

-Новые сорта озимой пшеницы, устойчивые по типу замедленного поражения; источники и доноры устойчивости к листостебельным и головневым болезням.

-Характеристика новых высокопродуктивных, низкостебельных сортов, источников и доноров хозяйственно ценных признаков озимой пшеницы.

Апробация работы Основные положения диссертации доложены на Республиканских и Международных конференциях по вопросам генетики, селекции, физиологии, биохимии и биотехнологии сельскохозяйственных культур, в том числе на республиканской научной конференции «Биологические основы селекции зерновых культур» (Алматы, 1996), на научно-технической конференции «Стратегия земледелия и растениеводства на рубеже XXI века» (Алматы, 1999), на Международных конференциях: «Наука и образование – ведущий фактор стратегии Казахстан-2030» (Караганда, 2002); «Современное состояние проблем и достижений в области генетики и селекции» (Алматы, 2003); на 1-ой Центрально-Азиатской конференции по пшенице (Павлодар, 2003); «Узбекистан бидай селекциясы» (Ташкент, 2004), на Международной конференции, посвященной 70-летию академика Уразалиева Р.А. (Алматы, 2005), на 2-ой Центрально-Азиатской конференции по зерновым культурам (Чолпан- Ата, 2006), на Международной конференции по проблемам развития сельского хозяйства Казахстана, Сибири и Монголии (Алматы, 2006); «Современное почвозащитное производство в степных регионах» посвященной 50-летию института зернового хозяйства (Шортанды, 2006); на Международной конференции проблемы АПК охраны окружающей среды (Кызылорда, 2008); на Международной научно-технической конференции, посвященной 120-летию со дня рождения Н.И.Вавилова (Новосибирск, 2008); на 11 Международной научно-практической конференции по проблемам «Аграрная наука – сельскохозяйственному производству Казахстана, Сибири и Монголии» (Шымкент, 2009); «Достижения и перспективы земледелия, селекции и биологии сельскохозяйственных культур» (Алмалыбак, 2010); «Научно-методические системы безопасности и обеспечение качества продуктов питания» (Одесса, 2010).

Публикации По результатам исследований опубликовано 77 научных работ в научных журналах и сборниках, а также в материалах республиканских и международных конференций. Получены авторские свидетельства на сорта Алмалы (№134 от 30.09.2002), Арап (с 2004 г.) в Киргизии, Таза (№135, 30.11.2002), Нуреке (№293, 13.06.2007), Алия (№ 274, 01.05.2006), Майра (№ 320, 27.05.2008), 1-патент на сорт Алмалы с 2010г.

Структура и объем работы Диссертация изложена на 207 страницах компьютерного текста, включает 68 таблиц, 8 рисунков. Диссертация состоит из 5 разделов, включая практические результаты, рекомендации производству, заключение и выводы. Список использованных источников включает 252 наименований, в том числе 50 на иностранных языках.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1 Состояние изученности проблемы (Обзор литературы)

В этом разделе обобщена информация, касающаяся систематики и происхождения 28 хромосомных культурных видов пшениц, их ботаническое разнообразие, географическое распространение, морфологическая и физиологическая характеристика, а также приведены основные направления селекции озимой пшеницы на юге и юго-востоке Казахстана. Отмечено, что вопросы филогении пшениц и определение генетического положения отдельных видов или групп видов требуют уточнения и дальнейшего углубленного изучения с привлечением образцов мировой коллекции.

2 Условия, объекты и методика исследований

2.1 Характеристика климатических условий. Исследования проводили с 1986 по 2008 гг. на полях поливного стационара КазНИИземледелия и растениеводства в шестипольных селекционно-семеноводческих севооборотах (озимая, люцерна 3-летняя, яровая пшеница, соя), расположенных в предгорной зоне Заилийского Алатау, а высоте 650-750 метров над уровнем моря. Зона характеризуется резко континентальным климатом с большими суточными и годовыми колебаниями температуры воздуха (от 12о до 30о С), неодинаковой по годам и сезонам суммой осадков (от 400 до 650 мм).

Метеорологические условия по годам исследований сложились неодинаково. Так, наиболее неблагоприятные (засушливые, жаркие) погодные условия для озимой мягкой пшеницы имели место в 1991, 1995, 1997 и 2001 годах. В эти годы в начальный весенний период вегетации растений ( март, апрель, май месяцы) выпали осадки от 50 до 80 мм., в сравнении со среднемноголетними значениями – 170 мм или на 90 – 120 мм ниже осадков, чем среднемноголетняя, а среднемесячная температура была на 2-4оС выше, чем среднемноголетняя. Все эти отрицательные факторы окружающей среды значительно повлияли на урожайность озимой пшеницы. В целом за годы исследований (1991–2007гг.), благоприятные условия зимнего и весенне-летнего периода, как и в предшествующие годы, характеризовались мягкой зимой, влажной весной, жарким летом, что позволило получить хороший урожай (от 45 до 80 ц/га) озимой пшеницы и в полной мере провести оценку выделившихся линий на их продуктивность, мукомольно-хлебопекарные качества и устойчивость к болезням и вредителям.

2.2 Материал и методика исследований. Материалом селекционно-генетических исследований послужили (5900) гибридные популяции F1-F6, полученные в разные годы в отделе селекции пшеницы, методом парных, реципрокных, топкроссных и Беккроссных скрещиваний от внутривидовых (28n,42-х) равнохромосомных и межвидовых разнохромосомных (2n=28)x(2n=42) видов пшениц, а также регенеранты, полученные методом биотехнологии (in vitro)(Институтом биологии и биотехнологии растений). В скрещиваниях были использованы сорта, сортообразцы из мировой коллекции: стран СНГ (Украина, Россия, Центральная Азия), короткостебельные и иммунные сорта международного центра по улучшению кукурузы и пшеницы (СИММИТ-ИКАРДА), а также выделившиеся сорта пшеницы по хозяйственно ценным признакам из отдела генофонда и лаборатории иммунитета растений КазНИИЗиР. Кастрацию материнских колосьев проводили по общепринятой методике Н.Л.Удольская (1963). Опыление проводилось "твел-методом" модификации Р.А. Уразалиева и О. Шегебаева (1981). Для генетических целей опыления проведены одним и тем же лицом, непосредственно только высыпанием зрелой пыльцы из растрескавшихся пыльников сорта-опылителя. В зависимости от целей и задач исследования по каждой комбинации кастрировали и опыляли в среднем от 100 до 450 цветков.

Межвидовые гибриды F1-F3 детально описывали, при определении видовых и разновидностных признаков пшеницы по К.А. Фляксбергера ( 1915,1935). По комплексу морфологических признаков все расщепляющиеся формы межвидовых гибридов второго и последующих поколений разделили в основном на три группы: материнские, отцовские (приближающиеся к материнским и отцовским) и промежуточные между родительскими формами. По каждой комбинации было проанализировано от 80 до 350 растений. Для статистической оценки соответствия фактического расщепления теоретически ожидаемых данных (р) вычисляли методом Хи-квадрат по Лобашову (1967).

На ранних этапах селекционного процесса, на основании визуальных оценок (методом Педигри и пересева в гибридных популяциях F2-F3) выделяли лучшие растения. В пределах наиболее перспективных комбинаций отбирали элитные растения - от 50 до 600 линий, в остальных комбинации по 20-50 линий. Лучшие из них испытывали в контрольном (10 м2), в предварительном сортоиспытании (20 м2), в конкурсном сортоиспытании (20 м2) в трехкратной повторности, парно-групповым методом, с высевом 3,5-4 млн. всхожих семян на 1 га. Наблюдение и учет урожая и обработку материала проводили по методике государственного сортоиспытания, Москва (1985). По всем параметрам признаков линий, оценку проводили по 9-ти бальной шкале, по методике «Международного классификатора» СЭВ, (1984).Результаты обрабатывали статистическим методом Доспехова (1973).

Устойчивость к болезням. В условиях поле и искусственный инфекционный фон ржавчины создавали местными популяциями гриба по методике Гешеле (1978). Степень перезимовки определяли визуально по 9-ти бальной шкале по модифицированной методике КазНИИЗиР.

Агрофон и особенности агротехники. Обработку поля и уход за посевами осуществляли согласно принятым рекомендациям для озимой пшеницы в данной зоне (Абугалиев, 2005, Амантаев,1969).





3 МЕЖВИДОВАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ

3.1 Генетические особенности равнохромосомных видов пшениц.

До настоящего времени вопросы систематики и филогении пшеницы решали преимущественно методом дифференциальной систематики и дифференциальной географии. При определении систематического положения видов крупные систематики главным образом описывали морфотипы и, следовательно ограничивались анализом их морфологической изменчивости. Однако для исследования происхождения видов, а также для изучения факторов эволюции необходимо генетическое исследование вида. Такой подход позволяет скрывать систему изменчивости и гомологии в наследственной детерминации тех или иных свойств и признаков, что и в конечном итоге ведет к познанию и установлению общих путей эволюции видов в роде Triticum. Этот подход а также позволяет определять генетически потенциал вида при межвидовых скрещиваниях в селекции пшеницы. Н.И.Вавилов (1964) подчеркивал, что для решения вопросов филогенеза растений одного морфологического изучения недостаточно. Он считал, что основным критерием вида являются: способность к скрещиванию, фертильность, жизнеспособность гибридов, гомологичность набора хромосом и наконец различием ареалов.

Скрещиваемость. В литературных источниках были высказаны категорические замечания по использованию этого метода для определения родственных связей между видами в роде Triticum. Указывали на ряд противоречивых результатов скрещивания между видами равнохромосомной пшеницы в пределах генома (АuВ). (Жуковский, 1985, Венедиктов, 1958)

Как показал наш опыт, в результате межвидовых скрещиваний пшеницы в пределах генома АuВ виды пшеницы с геномом АuВ легко скрещиваются между собой и дают высокий процент удачи (74%). Завязываемость гибридных зерен при скрещиваний различных разновидностей T.aethiopicum c другими видами: T. durum (k-45408), T.turgidum(k- 43174), T.persicum (K-7887), T.turanicum (k-40162), T.polonicum (k-22687) при прямых скрещиваниях составил 69,5; 86; 77,3; 76,0; 82%, соответственно, а при обратных - 62,4; 82,0; 74,0; 64,0; 80,2%. В среднем за 2 года при опылений 2682 цветков эфиопских пшеницы пыльцой видов: T. durum, T.turgidum, T.persicum, T.turanicum, T.polonicum было получено 1980 гибридных зерен, а завязываемость при прямых скрещиваниях составила 77,0%, а при обратных- 74%. Полученные нами результаты реципрокных скрещиваний по завязываемости гибридных зерен у межвидовых равнохромосомных видов (с геномом АuВ) показали, что каких-либо заметных отличий по скрещиваемости, все без исключения растения дали высокий процент удачи (от 69 до 82%).

Жизнеспособность гибридов F1. В целом при межвидовом скрещивании полевая всхожесть и жизнеспособность гибридных семян не ниже, чем у родительских форм. Они мало отличались друг от друга и дали хорошие жизнеспособные семена. В среднем за два года жизнеспособность внутривидовых гибридов колебалась от 83до88%, а у родительских 80- 86%.

Фертильность гибридов Oдной из характеристик межвидовых гибридов является фертильность растений в первом и последующих поколениях. Фертильность гибридов первого поколения, при скрещивании T.durum (Кандил-18) с другими видами тетраплоидной пшеницы, высокая и колеблется при прямых скрещиваниях от 86,0% T.durum (Кандил-18) x T.turanicum var.notabile (K-39117) до 97,0% T.durum (Кандил-18) x T.persicum var.stramineum (K-38526). В целом по фертильности растений межвидовые гибриды с T.durum занимают промежуточное положение между родительскими формами.

Расщепление F2-F4 и формообразовательный процесс. Изучение процесса формирования популяций межвидовых гибридов тетраплоидной пшеницы показало, что со второго и последующих поколений происходит широкий формообразовательный процесс. При этом расщепление идет, в основном, на исходные родительские формы, или приближающиеся к исходным, а также промежуточные формы. В редких случаях выщепляются новые формы с признаками других видов, не участвовавших в скрещиваниях.

В процессе расщепления межвидовых гибридов, наибольшее число растений относилось к группе эфиопских, персидских и туранских пшениц. Наименьшее число растений относилось к T.durum и T.turgidum. Так, например, при прямых скрещиваниях T.turgidum var.sаlomonis T.aethiopicum var.meneliki наибольшее число растений относилось к группе эфиопских пшениц (79%), к группе тургидных пшениц (21%) при этом промежуточные формы отсутствовали, а при обратных скрещиваниях наибольшее число растений относилось к группе T.aethiopicum (50%), к группе тургидум (35%), а также выщепились растения приближающиеся к T.aethiopicum (7,7%) и к T.turgidum (6%) при этом промежуточные формы отсутствовали. В комбинации T.turgidum var. sаlomonis x T.turanicum Var.notabile наибольшее число растений относилось к группе T.turanicum var.notabile (47%), наименьшее число растений относилось к группе T.turgidum (8%), а также выщепились растения, приближающиеся к T.turanicum (14%), к группе T.turgidum (21%), и промежуточные группы (3%). При скрещивании T.turgidum var.sаlomonis c T.durum Харьковская-46, в процессе расщепления в F2, наибольшее число растений (80%) относилось к типу T.turgidum, наименьшее число растений было отнесено к T.durum (19%) при этом промежуточные формы вообще отсутствовали.

Таким образом, на основании изучения расщепления межвидовых гибридов было установлено, что видовые признаки характеризующие T.aethiopicum оказались доминирующими над фенотипом других видов пшеницы. В других популяциях у гибридов в F2 и F3 доминировали видовые признаки, характерные для T.persicum и T.turanicuan. Видовые признаки, характеризующие T.durum, T.turgidum наследовались по рецессивному типу.

Очень частым явлением для тетраплоидных гибридов являются усиление или ослабление количественных признаков в F2 и в последующих поколениях гибридов (F3 и F4). В отдельных случаях наблюдались трансгрессивную наследственность количественных признаков (по длине и плотности колоса и колосковых чешуй, по продуктивности колоса, по продолжительности длине вегетационного периода и др.). Усиление или ослабление признаков было отмечено по опущенности и интенсивности окраски колосковых чешуй, по узлам колоскового стержня, удлинению и укорочению остей, по выраженности киля колосковых чешуй, уплотнению или рыхлости колоса, наличию более плотноколосых или рыхлоколосых, более зерненных плотноколосых или рыхлоколосых, усилению или ослаблению устойчивости к видам болезней. В скрещиваниях T.turgidum vаr.sаlomonis, T.persicum var.fuliginosum и T.durum (Харьковская-46) с другими видами в F2 появились формы с грубыми плоскими колосьями типа dicoccum, и даже формы,

напоминающие тип Т. dicoccoides. (рис. 1).

Рисунок 1- форма колоса T. dicoccum выщепилась при скрещивании T.persicum var.fuliginosum с T.durum var.hordeiforme.

В ходе формообразовательного процесса более широкая амплитуда изменчивости по изучаемому количественному признаку была отмечена при скрещивании T.рersicum var.fuliginosum с T.turgidum var.sаlomonis, Наименьшая амплитуда изменчивости по фенологическим признакам в формообразовательном процессе была отмечена в скрещиваниях T.рolonicum var.villosum с T.turanicum var.notabile, T.turgidum var. solomonis c T.durum (K-45408). Новые образования с признаками других видов (в пределах тетраплоидных пшениц) отмечены почти во всех комбинациях скрещивания. Так, абиссинские твердые пшеницы, характеризующиеся мягким строением колоса (T.durum subsp abyssinicum vav), появились в следующих комбинациях: T.turgidum.var.herrorae T.turanicum var.notaibil; T.persicum var.fuliginosum T.turgidum (43174); T. turgidum subsp. abyssinicum vav. в скрещиваниях - T.turgidum (43174) T.durum subsp. abyssinicum (К 19289), T.turgidum (43174) T.turanicum (К-39319), T.persicum (7887) T.turgidum (43174); обычные твердые пшеницы (T.durum Desf.),в скрещиваниях T.polonicum (21441) T.turgidum (43174). В скрещиваниях T.turgidum (43174) c T.persicum (K 38526), T.persicum (K 38526) c T.durum Харьковская 46, среди сегрeгатов появились растения с признаками T.dicoccum и переходных форм: T.duro - dicoccum, turanico - dicoccum, tugrido - dicoccum, T.dicocco – aethiopicum. Среди сегрегатов в F4 в скрещиваняих T.turgidum (К 10342) T.turanicum (K 39117) выщепились растения с легким обмолотом колоса. Колосья по внешнему виду похожи на колосья пшеницы мягкой, лицевая сторона колоса шире боковой. Колосковые чешуи не опушенные, по форме сходные с пшеницей мягкой (слабо выражен киль), характер колосковой чешуи мягкий. Отсюда можно предположить, что фактор "к" присутcтвует не только у T.persicum, но и у других тетраплоидных пшениц - у T.aethiopicum (T.durum subsp. abyssinicum Vav.). Следовательно, появление фактора "k" при скрещивании между видами тетраплоидных пшениц можно объяснить утери гена «к» хромосоме 5А в результате взаимодействия генов у тетраплоидных пшениц (рис2).

Рисунок 2 - Форма Т.durum subsp. abyssinicum Vav. с легким обмолотом колоса (k) вышепилась при скрещиванич T.turgidum (К-10342) с T.turanicuм

Процесс расщепления при гибридизации равнохромосомных пшениц в разных сочетаниях видов обнаружил следующие закономерности: чем ближе морфологическое сходство линнеевских видов, тем беднее формообразовательный процесс и, наоборот, чем больше отличия морфологических признаков, тем шире идет процесс формообразования (или изменчивость). Выщепления среди сегрегатов межвидовых гибридов, не участвовавших в скрещиваниях видов и подвидов и промежуточных форм duro-dicoccum, turgidо-dicoccum, T.durum sub.sp. abyssinicum-dicoccum, T.turgidum subsp abyssinio-dicoccum, duro-turgidum, persico-durum, duro-turanicum подтверждают, что различия между ними связаны с наличием множественных общих генов, ведущих свое происхождение от общего сородича с T.dicoccum и T.dicoccoides.



3.2 Генетические особенности видов разнохромосомных пшениц

(с геномами АиВ и АиBD)

Скрещиваемость Полученные нами результаты свидетельствуют о том, процент удачи в гибридном потомстве F1 зависит от генетических особенностей скрещиваемых форм, то есть от числа хромосом генотипов, взятых в качестве материнского родителя. При прямых скрещиваниях, когда материнскими формами являлись различные сорта мягкой пшеницы, то по сравнению с обратными скрещиваниям, завязываемость зерен была низкой и колебалась от 18% (Алматинская полукарликовая Айсберг одесский) до 35% (Прогресс Мичуринская). При обратных скрещиваниях завязываемость гибридных зерен была значительно выше – от 33% до 48%. В среднем завязываемость гибридных зерен при прямом скрещивании T.aestivum T.durum составила 26%, а при обратном скрещивании – 43%.

Жизнеспособность гибридов F1 Особое, важное значение имеет качество зерна, получаемое от межвидовых скрещиваний. Все результаты скрещиваний твердой пшеницы с мягкой, без исключения, позволили обнаружить низкое качество зерна. Само зерно оказалось очень плохим, щуплым, деформированным. При посадке такого зерна в полевых условиях обнаружена низкая полевая всхожесть. Полевая всхожесть межвидовых гибридных семян, степень перезимовки и выживаемость гибридных растений первого поколения были значительно выше в тех комбинациях скрещивания, где в качестве материнской формы была использована мягкая пшеница. Так, при прямых скрещиваниях (T.aestivum x T.durum) в среднем за два года всхожесть составила – 45%, а в обратных 33%.

Фертильность у межвидовых гибридов F1. По степени фертильности растения F2 можно разделить на 3 группы: стерильные (I), полуфертильные (II) и фертильные (III). Анализ фенотипических групп растений F2 показал, что наибольший процент стерильных и полуфертильных растений находится в промежуточной группе (II) ( таблица 1)

Таблица 1 – Фертильность растений в фенотипических группах, %

Фенотипические группы Количество анализирован-ных растений в т.ч. степень фертильности растений, %
стерильные полуфертильн фертильны
I II III
Тип твердой пшеницы 145 13 35 52
Близкие к твердому типу 140 25 37 38
Промежуточные 102 35 60 5
Близкие к мягкому типу 147 14 55 36
Тип мягкой пшеницы 120 2 30 68

Анализ данных проведенных в таблице 1 свидетельствует о том, что, стерильные и полуфертильные растения в довольно большом количестве встречаются в группе растений промежуточных, по типу близких к мягкой и твердой пшенице (II группа). В группе растений типа мягкой (I группа), стерильные растения появляются в очень малом количестве (2%), хотя имеется довольно большой процент полуфертильных растений. Однако, наряду с ними в F2 имеются растения и с нормальной, иногда и повышенной озерненностью. Наибольшее число практически ценных форм было выделено в четвертом поколении в комбинациях, полученных с участием сортов мягкой пшеницы Карлыгаш с Гордееформе 497, Эритроспермум 350 с Гордееформе и Стекловидная 24 х Светлана. В четвертом и пятом поколениях у этих и других межвидовых гибридов в разные годы изучения отобраны и заложены линии в селекционном питомнике. В 1 год от 300 до 900 линий, а у внутривидовых гибридов от 10 до 16 тыс. линий ежегодно. Из числа этих линий, выделившихся высокой продуктивностью (8-9 баллов), устойчивостью к полеганию (9/9 баллов), устойчивостью к болезням и вредителям (7-9 баллов), нами были оценены в контрольном питомнике (от 120 до 200) и конкурсном питомнике (от 55 до 100) линий гибридов (F7-8).

Таким образом результаты наших исследовании показали, что при скрещивании разнохромосомных видов, лучше брать в качестве материнских форм 42 хромосомные пшеницы. Важное преимущество по сравнению с обратными скрещиваниями - у гибридов от скрещивания 42 хромосомных с 28- хромосомными пшеницами в F2-F5 наблюдаются больше трансгрессий по продуктивности и качеству зерна. А также у гибридных популяциях выщепляются больше фертильных линий мягкого типа.


3.3 Особенности наследования видовых признаков и признаков разновидностей

Признаки определяющие морфологию колоса «персикоидность». Среди тетраплоидных пшениц наиболее интересной для определения филогенетических связей между видами в роде Triticum является вид T.persicum Vav. По внешнему виду она напоминает мягкую пшеницу.

T.persicum отличается от других видов пшеницы наличием остей одновременно на колосковых и цветковых чешуях. Наследственность этого признака T.persicum (К-40307) (Дагестан) была изучена при скрещивании с T.aethiopicum (К-19549) (Албания), T.polonicum (К-21441) (Германия), T.turanicum (К-39117) (Туркмения), имеющих короткий зубец в 0,5-2 мм. Первое поколение при скрещивании персидской пшеницы с этими формами занимало промежуточное положение по длине остевидного придатка. В популяции, F2 как правило, идет расщепление на признаки исходных родительских форм и промежуточные формы. Из исследованных 3-х гибридных комбинаций с T.durum, две комбинаций дали статистически достоверные данные, соответствующие теоретически ожидаемому отношению 15/16, с длинными остями типа T.persicum, и 1/16 с короткими зубцами типа T.durum. При скрещивании T.рersicum с T.aethiopicum, также идет расщепление, близкое к дигибридному расщеплению. Однако, процесс расщепления идет более сложно, а в F2 и F3 явно преобладают типы рersicodies и промежуточные формы.

В целом анализ характера расщепления позволил установить, что в данном случае длина остей типа persicoides определяется двумя доминантными аллелными двух различных генов, в их сочетании с различным числом доминантных генов в гомо- и гетерозиготном состоянии 4/16 (F1 F1 F2 F2), 3/16 (F1 F1 F2 F2, 3/16 – F1 f1 F2f2) определяет длину остей T.persicum «рersicoides», а две рецессивные аллели (f1f1f2f2) в гомозиготном состоянии определяют признак короткого зубца колосковых чешуй типа T.durum. Все выше приведенные факты позволяютк заключить, что признак остевидных придатков колосковых чешуй T.persicum обусловливается 2-мя и более полимерными аллельными генами.

Безостость (inflatum) у T.turgidum subsp. abyssinicum Vav По описанию Н.И. Вавилова(1962), среди безостых форм пшеницы T.turgidum subsp. abyssinicum Vav. имеется форма колосковых чешуй «вздутые» с изогнутым зубцом (Inflatum). В нашем опыте был выделен один образец T.turgidum sub.abyssinicum var. piloso-inflatum Vav. При скрещивании его с T.durum (Харьковская 46) в первом поколении доминировала безостость. Во втором поколении большая часть растений (96) относилась к T.turgidum subsp. abyssinicum vav. к разновидности «безостая» piloso-inflatum, а меньшая часть растений (24) относилась к остистым разновидностям var.hordeiforme. При этом, значение Xu-квадрат соответствовало к моногенному наследованию. Таким образом, у изученных подвидов T.turgidum subsp. abyssinicum var.piloso-inflatum,безостость контролируется моногенно доминантны геном.

Вздутость у T.turgidum (колосковых чешуй “Turgidus”). Морфологическое описание видов T T.turgidum,. durum и др. видов приводится многими исследователями. Однако генетическое особенности «наследование и наследуемость» признаков T.turgidum, T.durum, особенно касающиеся видовых признаков, до настоящего времени изучены недостаточно. Отличительным видовым признаком T.turgidum, позволяющим легко отделить его по колосу от T.durum и другой пшеницы является «вздутость» колосковых чешуй с изогнутыми зубцами. Первое поколение во всех скрещиваниях с T.turgidum по строению колоса занимает промежуточное положение с явным доминированием типа твердой пшеницы.

В F2 наблюдалось численное преобладание плоских колосковых чешуй типа – T.durum, T.aethiopicum, а отщепление типа T.turgidum имело место в очень малом количестве. Полученные данные при скрещивании T.turgidum с T.persicum, T.aethiopicum, T.turanicum показывают, что расщепление, за исключением T.aethiopicum T.turgidum (K-10342), соответствует простому моногибридному отношению 3:1. В комбинации T.persicum T.turgidum из 134 растений на 103 плоских форм пришлось 31 вздутое растение. Такая картина расщепления характерна и для других скрещиваний с T.aethiopicum, T.turanicum, из 154 растений на 122 плоских форм пришлось 32 вздутых типа “Turgidus”. Таким образом, T.turgidum, обусловливающий признак вздутости «тurgidus» контролируется одним рецессивным геном, который предлагаем обозначить латинской буквой «Turgidus» - t, его доминантная аллель «Т», обусловливает соответственно плоские колосковые чешуи - T.durum, T.aethiopicum, T.turanicum, T.Polonicum.



Наследование типа «киля» колосковых чешуй у T.aethiopicum Jakubz и T.persicum Vav.По комплексу морфологических признаков T.aethiopicum и T.persicum мало чем отличаются от мягких и других азиатских и европейских твердых пшениц. По сочетанию признаков T.aethiopicum часто выявляет сходство с T.durum или T.turgidum, иногда - с T.aestivum. Характерной особенностью T.persicum и твердой пшеницы Эфиопии (группа tenerum) – очень узкий, тонкий киль доходящий до основания колоска. Азиатские и Европейские твердые пшеницы по сравнению с T.aethiopicum и T.persicum, более широкие, с явно выраженным килем, доходящим до основания колосковых чешуй. Эти признаки часто использовали для определения видовых особенностей тетраплоидной пшеницы. Однако, как систематический признак до настоящего времени признак ни кем не изучен.

Наследственная особенность этого признака у T.aethiopicum (К-19549), T.persicum (К-7887) была изучена при скрещивании с T.durum. (Харьковская-46), T.polonicum (K-22697), T.turgidum (K-43174), T.turanicum (K-39117), имеющих в колосьях широкий, более выраженный киль. Гибриды первого поколения занимали промежуточное положение по типу киля колосковых чешуй. Во втором поколении, как правило, идет расщепление с явным доминированием признака T.aethiopicum и T.persicum.

У межвидовых гибридов 2, видовые признаки форма киля T.aethiopicum и T.persicum наследуется по доминантному типу. Причем гены, детерминирующие форму киля колосковых чешуй у T.aethiopicum и T.persicum неаллельные. Во всех этих скрещиваниях расщепление идет по степени выраженности киля. Полученные данные показывают, что во всех случаях без исключения идет расщепление близкое к моногибридной схеме (3:1). Таким образом, на основании полученных данных, можно предположить, что характер наследования типа киля колосковых чешуй у T.aethiopicum и T.persicum соответстует гипотезе моногенного контроля признака доминантным геном. А тип киля у T.durum и T.turgidum рецессивным геном.

О генетической природе фактора «k» легкого обмолота колоса у тетраплоидных видов пшениц с геномом АиВ. В последние годы генетические исследования в роде пшениц показали, что переход диких ломких типов к легко обмолачиваемым формам шел двумя путями. Механизм одного из них стал ясным благодаря фактору k (Q). Это комплексный фактор, развивающийся путем утроения гена и локолизован в геноме А (хромосоме 5А) Okamoto, Sears (1962). Среди 28 хромосомных видов пшениц, есть трудно и легко обмолачиваемые, но ни одна из них кроме T.рersiсum не содержит фактор "k" (Q).

Скрещивание T.durum, T.turgidum, T.turanicum c ломкими dicoccoides и dicoccum показывает полигенное наследование с полудоминантной ломкостью. С таксономической точки зрения важно отметить, что фактор k(Q) занимает особое место среди культурных тетраплоидных пшениц. Легко обмолачивающиеся культурные тетраплоидные виды, не содержащие k, отличаются от T.persicиm более толстым и, колосковым и чешуями, хорошо выраженным килем, доходящим до основания чешуй. В присутствии фактора k эти признаки занимают промежуточное положение.

В наших исследованиях в скрещивания с T.рersicum включены образцы пяти видов тетраплоидных пшениц с легким обмолотом колоса (без k): T.durum (К-46505), T.turgidum (К-10342), T.turanicum (К-39117), T.aethiopicum (K-19549), T.polonicum (K-22697) и с легким обмолотом колоса (с фактором k) типа T.persiсum (K-7887), T.persicum (K-40307).

В таблице 2 - даны результаты генетического анализа, показывающие механизм расщепления по признакам обмолота колоса в трехскрещиваниях

Комбинация F2 Видовые признаки (мат/отц) Число растений F2 2 Вероятность (Р)
ффакт. ттеор.
15:1 63:1
T.persicum (K-40307) T. aethiopicu(K-19070) с легким обмолот (k) с легким обм.(безk) 18 101 22 96 10,1 >0,80-0,95
T.persicum (К-40307) х T.aethiopicum(К-19549) с легким обмолот (k) с легким обм. (без k) 4 306 5 256 1,02 >0,95
T.persicum (К-27656) х T.durum (К-46505) с легким обм. (k) с легким обм. (без k) 3 152 25 155 0,2 >0,99

Полученные результаты при скрещивании T.persiсum Vav. с другими видами тетраплоидных пшениц показывают сложный полимерный тип наследования признака легкого обмолота колоса. Первое поколение во всех скрещиваниях по характеру обмолота колоса занимало промежуточное место, с явным доминированием типа твердой эфиопской и польской пшеницы. Во втором поколении идет расщепление на исходные родительские формы, с явным доминированием типа обмолота колоса T.durum, T.turgidum,T.polonicum. При этом расщепление типа промежуточных форм происходит в очень большом количестве, а типа T.рersiсum в малом количестве. Так в комбинации T.рersiсum (К-40307) х T. aethiopicum (K-19070), из 119 растений 101 были с легким обмолотом типа T.durum и T.aethiopicum и промежуточных форм и 18 с легким обмолотом типа колоса T.рersiсum. Такое расщепление соответствует теоретически ожидаемому соотношению 15:1 (2=1.1 p>0,80). У гибридов F2 от скрещивания T.рersiсum (К-40307) с T.polonicum (K-22697) наблюдается непрерывный ряд изменчивости по типу обмолота колоса. Большинство гибридов было сходно с обмолотом колоса T.durum и промежуточных форм. При этом наблюдаемое расщепление (140:27) соответствует дигибридному при 15:1 (2=0,68; Р>0,95). Однако при скрещивании некоторых гибридов, различающихся по этим же признакам, в F2 наблюдается распределение еще более сложных схем (1/64): преобладают промежуточные формы и остальные были трудно отделимы от типа T.durum, T. turgidum пшеницы, и лишь единичные (3-6 растения) приближались к T.persiсum. Так в комбинации T.рersiсum (К-40307) х T. аthiopicum (К-19549) из 310 проанализированных растений F2, имели обмолот промежуточные формы и типа T. аthiopicum и только 4 – легкий обмолот колоса T.рersiсum. При скрещивании T.persiсum (К-27656) с T.durum (К-46505), различающихся по этим же признакам в F2 наблюдается также расщепление (152:3) что соответствует тригибридному наследованию - 63:1 (а2=0,2, Р>0,99).

Таким образом, генетический анализ показал, что признак легкость обмолота колоса у T.durum T.turgidum, T. aethiopicum и T.polonicum доминируют над легкостью обмолота колоса T.persiсum. Проявление признака легкость обмолота колоса у T.durum, T.turgidum, T. aehiopicum, T.polonicum контролируется двумя и тремя доминантыми генами, признак обмолота колоса у T.persicum обусловлен наличием двух и трех рецессивных генов. Так, ген определяющий развитие легкого обмолота у Т.durum обозначен доминантным геном – K, а на тетраплоидной группе его рецессивная аллель у T.persiсum – “k”.

Из выше приведенных примеров можно сделать вывод, что виды культурных тетраплоидных пшениц создавались путем рекомбинации наследственных факторов, что способствовало проявлению множества новых признаков и разновидностей в различных рекомбинантах. По этой причине один и тот же линнеевский вид встречается независимо в разных регионах земного шара. Так, например T.рolonicum и T.turanicum не имеют определенного ареала и встречаются в виде примесей, главным образом в посевах durum, turgidum одновременно в Африке, Сирии, Палестине Германии, Эфиопии, Средней Азии (Фляксбергер 1935, Вавилов 1935,1962).

Возникновение всех этих различных типов и популяций обусловлено, по всей вероятности, экологической изоляцией, различиями характеризующими наследственно закрепленными комплексом морфофизиологических признаков.

Таким образом, отсутствие четких морфо физиологических особенностей и генетического барьера, полная геномная совместимость, гомология формообразовательного процесса позволяют нам объединить все культурные виды тетраплоидных пшениц в одни группы «голозерных» пшениц, родоначальниками которых являлись виды T.dicoccum и T.dicoccoides. При этом особое поведение T.timopheevii Zhukob при скрещивании с тетраплоидными видами, можно объяснить структурной дифференциацией хромосом в процессе эволюции. Одной из видообразующей систем в процессе эволюции пшеницы является мутация, преобразование ломкости колоскового стержня, переход от спонтанного и полуспонтанного типа колоса к легко обмолачиваемым формам. В этой связи спонтанная ломкость колоса T.dicoccoides, полуломкости T.dicoccum в группе тетраплоидных пшениц расценена как полигенная (видообразющая) система связанная с экологической дифференциацией культурных пшеницы. Основываясь на результатах исследовании видов пшениц В.Ф. Дорофевым, А.А. Филотенко и др(1979) и на результатах наших исследовании было установлено, что культурная полба dicoccum произошла от дикой двузернянки, вследствие генетических перестроек в процессе окультуривания. В дальнейшем под влиянием географической дивергенции, возможно экологической изоляции и нарастающей культуры земледелия, из полбы дифференцировались современные культурные пшеницы (subsp: durum, turgidum, aethiopicum, polonicum, и др.). Cуммируя ышеизложенное можно представить в виде схемы (рис 3)

Рисунок 4. Дифференцация экологических подвидов и происхождение тетраплоидных видов филогенетических линий культурных пшениц.

В результате длительной естественной эволюции, произошла пшеница эммер, которая широко распространялась вместе с человеком по территории земного шара на высоких горах. Под её влиянием дифференцировались различные морфо-экологические типы. На многих признаках пшеницы эммер и T.durum особенно наглядно можно видеть, как резко выделились наследственные видовые различия, которые определяются в основном условиями среды. В этом отношении высота над уровнем моря, по-видимому, является основным фактором (лаборатория) в выделении и формировании экологических типов (T.durum, T.turgidum, T.aethiopicum, T.polonicum и др.). Таким образом, нами в результате пересмотра всех воззрений в области таксономии тетраплоидных пшениц, предложено включить в ряд тетраплоидных групп только четыре вида: T.dicoccum, T.araraticum, T.dicoccoides, T.timopheevi. Ресинтез видов методом генетического анализа показал, что многие из них нельзя рассматривать как самостоятельные таксономические единицы. Все остальные виды относятся к естественным эколого-географическим категориям.


4 СЕЛЕКЦИЯ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ (T.AESTIVUM)

4.1 Методы создания исходного селекционного материала

В период зеленой революцией (1960-1980 гг.) все площади занятые озимой пшеницей в Казахстане (80-90%) засевались новыми сортами, в основном выведенными научно-исследовательскими учреждениями Украины и России такими как: Мироновская-808, Безостая-1, Аврора, Кавказ, Мироновская юбилейная, Одесская-51, Днепровская-521, Прикумская и др. Местные сорта вытеснялись сортами инорайонной селекции, за исключением двуручки Красная звезда, которые занимали лишь 5-7% от общего посева озимой пшеницы.

Перед селекционерами Казахстана стояла задача создания сортов озимой пшеницы более продуктивных, неполегающих короткостебельных которые бы превышали по урожайности на 8-12% инорайонные, и по качеству превышали инорайонные. Создание таких сортов возможно только при систематическом изучении и использовании большого набора разнообразных форм исходного материала, мировой коллекции, а также проведением масштабных системных скрещиваний, правильном подборе компонентов и наличии экологических опорных сетей по селекции.

Основным методом получения гибридного материала остается внутривидовая гибридизация с местными сортами КазНИИЗиР и лучшими сортами зарубежной селекции. ( Украина, Россия, Болгария, США и др.) В качестве исходного материала используют в основном сорта озимой пшеницы отечественной селекции обладающие донорными качествами с комплексом хозяйственно ценных признаков и свойств: Стекловидная 24, Богарная 56, Наз, Арап, Алмалы, Реке, Карлыгаш, Жетысу, Прогресс, Алматинская полукарликовая и др. Особый интерес сегодня представляет селекция суперпшеницы. Для этого нами в 2004-2008 годы проведены системные скрещивания лучших сортов местной селекции с образцами суперпшеницы из Чили и других стран Южной Америки много озерненные (70-90 шт/колос), продуктивные формы второго и третьего поколений разосланы в ряд экологических пунктов Казахстана и другие страны ЦАЗ. В 2005 году в этом направлении мы привлекли для скрещивания различные линий суперпшеницы (SWW 2/95, SWW 1/97, SWW 35/235 и др.) с озимыми сортами (Алмалы, Наз, Сапалы, Арап, Алия, Реке, Нуреке и др.). Всего было осуществлено 50 комбинаций скрещивания. В 2006-2007 г.г. был проведен отбор лучших линий F2 – F4. В селекционном питомнике второго года -320 линий, а в контрольном питомнике-15 и в конкурсном сортоиспытании -3 линии (D-29 SWW 2/95 - F7-132/Арап 21-2, D-30 SWW 2/94 -F7 -132/Арап, D-28 SWW 2/121 - F7-138/Сапалы 13-1). Среди этих линий на КСИ выделены 2 линии (SWW 2/95, D-29 SWW 2/94), отличающиеся ценными биологическими и хозяйственными признаками: высокопродуктивными колосьями (длина колоса 12-13 см, 60-70 шт. зерен в колосе), неполегающими (невысокой соломой 70-80 см) и устойчивостью к болезням.

В целом объем скрещивания по межвидовым и межродовым скрещиваниям за годы исследований (с 1990-2006 гг.) в зависимости от специалистов в подразделении составляет по годам от 25 до 50 комбинаций, а внутривидовых – от 250 до 600 комбинаций.

Агроэкотипы, методы оценки отбора и создание селекционного материала Наиболее трудной задачей в селекции является отбор желаемых элитных растений (линий) в гибридных популяциях и всесторонняя их оценка в селекционных питомниках 1 и 2 года. Самое главное, что успех селекции обусловлен наследственностью признаков, определяющих продуктивность растений и другие ценные признаки. При этом надо иметь в виду, что сорта и линии гибридов создаются для определенных условий среды, в которых они будут возделываться. Так, индивидуальный отбор является наиболее действенным средством для оценки и создания приспособленных к среде агроморфотипов в процессе селекции. Необходимо отметить, что отбор, в конечном счете, оценивают по генотипу растений и его действие зависит от внешней среды. Именно на полях, для более полной оценки генотипа требуется создание оптимального фона внешней среды, наиболее точно выявляющего отбираемые генотипы. Именно здесь особо важную роль должны сыграть научно-обоснованные модели агроэкотипов (агроморфотипов) идеальных сортов для каждой зоны Казахстана. На основании многолетних экологических испытании большого набора сортообразцов мировой коллекции, гибридных популяций, под руководством академика Р.А.Уразалиева( 1980,1982,1986), сотрудниками отдела пшениц была разработана модель агроэкотипов озимой мягкой пшеницы. Начиная с 1981 года, работа по селекции озимой пшеницы по выведению сортов была направлена для создание следующих агроэкотипов: южный поливной, южный неполивной, южный сухостепной, Западно-Казахстанской сухостепной, Восточно-Казахстанский горный, Восточно-Казахстанской сухостепной.

Так как реализация наследственного признака и биологического свойства организма является результатом взаимодействия генотипа и условий внешней среды, то создавая определенные внешние условия, можно направлять действие генов в нужную нам сторону. При искусственном отборе в определенной зоне в естественных условиях многие гены оказывают влияние на преимущества, по которым данной генотип может иметь превосходство над другим. То есть, отбор в гибридных популяциях наиболее продуктивных форм приводит к изменению агроморфотипов определенной среды. Таким образом, выбор морфотипа в надлежащей среде, в данном случае, в условиях предгорной степной зоны и поливных условиях отбор на высокую продуктивность колоса и большую кустистость дает возможность быстро улучшать генотип при отборе на продуктивность, в сочетании с устойчивостью к видам болезней и другим хозяйственно ценным признакам. Таким образом, при искусственном отборе, селективное преимущество придается лишь определенным агроморфотипам, которые оказываются предпочительными при отборе всегда и являются более приспособленными.

Опыт накопленный, нами в течение многих лет наглядно показывает, что новые созданные сорта могут давать максимальный урожай в определенных условиях при разработанной к ним агротехнике. Особенно в поливных условиях короткостебельные сорта пшеницы вызывали необходимость коренного пересмотра всех элементов агротехнического комплекса. В связи с этим, селекция на высокую продуктивность (7-10 т/га) в настоящее время немыслима без параллельной разработки сортовой агротехники. С учетом различных почвенно-климатических зон Казахстана (наличие их в широкой зональности и вертикальной поясности) соответственно, необходимо создание разнообразных генотипов и сортов как минимум трех основных агроэкотипов озимой мягкой пшеницы. В горных и предгорных условиях в основном два агроэкотипа: 1. Южный поливной агроэкотип. Эта группа сортов интенсивного типа предназначена для возделывания в условиях поливного земледелия на юге и юго-востоке Казахстана. Это среднеспелые и позднеспелые сорта интенсивного типа, характеризуемые средним и низким ростом (75-85 см), прочной соломой, устойчивые к полеганию, а также сравнительно устойчивые к видам болезни, обладающие высокой кустистостью (5-8), облиственностью, крупным булавовидным цилиндрическим и веретеновидным колосом, полустекловидным и мучнистым зерном, формирующие высокую потенциальную продуктивность (8-10 т/га). Растения озимой пшеницы этого агроэкотипа характеризуются сравнительно медленным развивитием в начале вегетации (кущение - трубкование), но в этот период требовательны к влаге. Во второй половине жизни сравнительно быстро развиваются, в период созревания очень требовательны к высокой температуре, устойчивы к воздушной и почвенной засухе. Исключительно отзывчивы к удобрениям и к обработке почвы.

2. Южный неполивной предгорно-степной агроэкотип. Сорта озимой пшеницы южного неполивного агроэкотипа возделываются по паровым, масличным, зернобобовым и пропашным предшественникам без полива, на обеспеченной и полуобеспеченной богаре в условиях нижегорной и среднегорной, умеренно засушливой, теплой зоны на черноземных, темно- и светло-каштановых почвах, на высоте 1000-1500 м над уровнем моря, с годовым количеством осадков 450-600 мм.

Сорта этой группы сравнительно быстро развиваются в начале вегетации, а в благоприятные годы они вступают в фазу кущения до наступления морозов. Растения этого агроэкотипа в годы с сухой осенью формируют 2-3 стебля, а в благоприятные годы 3-4 стебля. Они характеризуются они достаточно высокой мороза- и зимостойкостью. В фазе полного кущения хорошо переносят низкие отрицательные температуры до -20оС. Колосья веретеновидные, среднекрупные, среднеплотные, слабо рыхлые. При индивидуальном отборе и оценке линий нами был использован метод колоскового посева - «квадратно-гнездового». По данным Р.А. Уразалиева, С.И.Нурбекова(1986,1988) была установлена положительная корреляция между продуктивной кустистостью, озерненностью колоса и урожаем (r=±0,75±0,8). Также по данным А.И.Седловского и др. ( 1985) была установлено, что у риса основные параметры главных метелок гораздо в меньшей степени зависят от густоты стояния растений и взаимодействия с ней генотипов. В этой связи, при отборе линий гибридов в условиях предгорной зоны, обеспеченной осадками богары, особое внимание уделяется повышению продуктивности колоса и кустистости растений, их составляющими элементами продуктивности т.е. растения (или куста) с хорошими выровненными и крупными цилиндрическими, цилиндрически-веретеновидными колосьями, сравнительно средней, средненизкой прочной соломой, слабо поражающие видами болезней и вредителями, с положительной корреляционной связью между массой зерен с колоса и урожаем зерна. Мы ведем селекцию прежде всего на повышение продуктивности, массу зерен в колосе, стремимся создавать многоцветковые формы, с повышенным выходом зерна с одного колоса (куста).

С учетом параметров морфо - физиологических признаков, их особенностей поливного и неполивного агроэкотипа отбор гибридных линий проводили в F2 и F3 только внутри особо выделившихся по комплексу признаков расщепляющихся линий. Колосья F5 и F6, отобранные в F2 и F3, повторно высевали по потомствам в селекционном питомнике целыми колосьями «квадратно-гнездовым» способом (с площадью питания 0,30 х 0,45 м), где затем выделяли относительно однородные агроэкотипы лучшие (константные) линии (кусты) для дальнейшей селекционной работы, которые составляли не более 3-9% от общего количества изучаемых линий. Для дальнейшего изучения мы стремились выделить в F3 и F4 по возможности все наиболее ценные растения (кусты) по продуктивности, с хорошими крупными, выровненными колосьями, неполегающие, сравнительно устойчивые к видам ржавчины, с низкостебельным и среднестебельными формами. По возможности в гибридных популяциях выделяли наиболее ценные линии и отбирали по комплексу хозяйственно ценных признаков и свойств по каждой комбинации от 30 до 1000 и более линий. Всего в селекционном питомнике ежегодно испытывали от 16 до 25 тыс. линий. Большую часть линий (более 90%) выбраковывали на начальном этапе испытания потомств первого года (СП-1). Итоги оценки и отбора линий гибридов озимой пшеницы по питомникам за годы исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Результаты отбора и оценки линии гибридов от внутривидовых и межвидовых скрещиваний озимой пшеницы.

Годы исследо-ваний Изучено гибридных популяции Оценка, отбор линий Испытания линий на урожайность
изучено отобрано % отбора контрольном % отбора Предвари-тельной % отбора Конкурснос с/и % отбора Всего выделено
1991-1995 1020 91400 2494 2,7 1556 60 904 42 330 36,5 7
1996-2000 1683 67010 5700 8,5 1977 35 764 38 275 36,0 8
2001-2007 3200 49165 3536 7,2 1387 39 650 27 330 50,0 7
Итого 17 лет 5915 207580 11750 5,7 4920 42 2318 47 939 41,0 6

Анализ данных представленных в таблице 3 свидетельствует о том, что за период с 1991 по 2007 гг. в гибридном питомнике было изучено 5915 гибридных популяций, из них по комплексу хозяйственно ценных признаков отобрано 207580 линий гибридов (в F2 и F3) для закладки селекционного питомника 1-го года изучения. На втором этапе селекционного процесса проводили индивидуальный отбор в гибридных популяциях, начиная с F2 до F5 по лучшим популяциям гибридов с последующим испытанием их потомства в селекционном питомнике 2-го года (СП-2). Всего в этом питомнике изучено11750 линий (или отбор составил 6,0% от общего количества изученных линий).

На 3-м этапе селекционного процесса проводили испытания перспективных линий (F6 – F8) на продуктивность в питомниках контрольного (КП), предварительного (ПСИ) и конкурсного сортоиспытания (КСИ) на уровень продуктивности, полегаемости, зимостойкости, устойчивости к видам болезней, мукомольно-хлебопекарные качества зерна. Кроме того, проводили экологическое сортоиспытание (5-10 образцов) в 2-х областях республики (Алматинской и Жамбылской). В контрольном питомнике всего изучено 4920, в предварительном – 2318 и конкурсном сортоиспытании 939 линий (интенсивность отбора составила до 40%). В конкурсном испытании всего изучено 939 линий, составляющих не более 40% от общего количества изучаемых в питомнике линий. Большая часть линий КСИ (60%) была выбракована из-за низкой урожайности, полегаемости, восприимчивости к видам болезней и низкого качества зерна. За период селекционной работы по комплексу хозяйственно ценных признаков и свойств выделено более 22 перспективных линии, из которых на государственное сортоиспытание переданы 15 линий. Из них 7 сортов (Алмалы-2003 Арап-2004, Майра-2002, Таза-2002, Алия Нуреке-2007, Расад-2010) были допущены к использованию в озимосеющих зонах Казахстана. Три сорта (Арап, Нуреке и Алия) допущены к использованию в республике Кыргызстан.

Достигнутые успехи в селекции связаны с использованием в скрещиваниях обширного материала из мировой коллекции, подбора пар для скрещивания на основе изучения наследственной изменчивости гибридных популяций, а также использования в селекции «колосково-гнездового» метода посева и отбора агроморфотипов по цифровой модифицированной методике в ранних поколениях гибридов озимой мягкой пшеницы.

Преимущество «колосково-гнездового» метода оценки и отбора заключается в том, что в гибридных популяциях в ранних поколениях создается внутрипопуляционная конкуренция, которая создает эффект отбора лучших линий по признакам продуктивной кустистости и благоприятствует для отбора неполегающих растений, с коротким прочным стеблем, более жизнеспособных линий, самых ценных по продуктивности и другим свойствам, например, по устойчивости к видам болезней. Во вторых, при селекции озимой пшеницы с момента уборки и до посева как обычно создается большая напряженность в работе, так как не хватает рабочей силы, трудно в короткие сроки подготовить большой материал к посеву в срок, а этот метод снимают напряженность при проведении селекционной работ. В третьих, этот метод более производителен, не требует дополнительных сил и средств, и тем самым облегчают работу по закладке опытов.

4.3 Селекция на иммунитет

Оценка мировой коллекции на устойчивость к видам ржавчины

Первоначальным этапом селекционного процесса является изучение мировой коллекции. Она представляет собой основной резерв и источник «доноров» продуктивности, устойчивости к болезням, короткостебельности, качества зерна и других ценных свойств, которые селекционеры используют для создания новых гибридов и сортов пшениц. Нами были изучены иммунологические свойства 1600 коллекционных сортообразцов озимой пшеницы к видам ржавчинных болезням. Они были представлены из 48 стран мира, интродуцированны из 10 эколого-географических групп. В результате их оценки наибольшее количество комплексно устойчивых образцов (33%) было выделено из южно-американской эколого-географической группы. Высокую ценность по комплексу иммунитета показали озимые сорта и гибриды бывшего СССР: Скороспелка-3б, Краснодарская-39, Саратница, ППГ, Уманка, К-53315, К-53319, Эритроспермум-5, К-095669, К-096667и др. Многолетней (горизонтальной) устойчивостью к бурой и желтой ржавчине в полевых условиях отличались озимые сорта Северо-осетинской селекции: Осетинская-3, Осетинская -4, Эритроспермум-F720. Полевой устойчивостью к желтой, бурой ржавчине отличались озимые сорта селекции Украины: Одесская-26, Одесская-51, Мироновская-27, Мироновская-65, Коллективная-3, а также отличаются озимые сорта России: Безостая-1, Кавказ, Прибой, Эритроспермум-32, Краснодарская-39, Растовчанка, Зимородок, Саратница, Дельта и др.

Из образцов мировой коллекции в зависимости от происхождения и геномного состава видов была установлена закономерность распределения иммунитета к видам ржавчины и твердой головне. Так, вид T.monococcum с геномным составом (Ab) и T.timopheevii с геномом (AbG) показали очень высокий иммунитет к желтой и бурой ржавчине и твердой головне. Из проанализированных образцов у T.monococcum и T.timopheevii, почти все образцы (100 и 80% соответственно) характеризовались высоким иммунитетом к ржавчине и твердой головне. Нами не выявлено восприимчивых образцов среди изученных образцов этих видов пшениц.

Голозерные тетраплоидные виды (за исключением T.turanicum, T.aethiopicum) с геномным составом (Аu В) проявляют умеренной устойчивостью к желтой, бурой и стеблевой ржавчине, т.е. показывают промежуточный тип устойчивости между видами T.monococcum и T.aestivum. Подавляющее число образцов (более 50%) характеризовались как средне и слабопоражаемые, 20-30%- сильно поражаемые к желтой и бурой ржавчине. Большинство образцов, также слабо поражаются твердой головне. Среди культурных тетраплоидных пшениц вид T.turanicum и T.aethiopicum сравнительно восприимчивы, чем T.durum и T.turgidum. Из проанализированных образцов (47%) сильно поражались бурой и желтой ржавчиной только 20% образцов, характеризовались устойчивостью в большой или в меньшей степени.

Изучение сортообразцов гексаплоидной пшеницы (с геномом AuBD) показало, что подавляющее число сортообразцов (82%) воспримчивы, 18% слабовосприимчивые и только лишь незначительное число (5%) более или менее устойчив к желтой, бурой и стеблевой ржавчине, а также к твердой головне. Восприимчивость к болезням сортообразцов мягкой пшеницы связывают с присоединением генома D- Ае.tauschii (Ae.squarossa.L.) subsp strangulata Eig А.Г.Хакимова (1988).

В результате отборов у межвидовых гибридов (из 50 комбинации) на завершающим этапе селекции – в конкурсном испытании были выделены три линии межвидовых гибридов: МВГ-03, Карлыгаш х T.durum (Светлана), МВГ-К-3 и (Эритроспермум-350 х T.durum.v. hordeiforme). По урожаю зерна в среднем за три года испытания (2004-2006 г.г.) в питомнике КСИ межвидовые линии значительно превзошли стандартный сорт Алмалы. У лучших межвидовых гибридных линий (МВГ-03, МВГ-К-3, МВГ-06) превышение урожая в среднем составило от 3 до 4,8 ц/га или 10-11,5%; при этом урожай составил от 70 до 75,0 ц/га, а у стандарта – 67,0 ц/га. Технологические качества зерна у межвидовые гибридные линий был выше, чем у сорта Алмалы (внутривидовых). Наилучшие показатели качества зерна имели линия МВГ-03 – натура зерна 827 г/л, содержание сырой клейковины 36,4%, сила муки 390 е.а., объем хлеба 890 мм.куб, общая хлебопекарная оценка – 3,85 балла. Стандарт соответственно: 800 г/л, 31,6% 280 е.а., 820 мм.куб и 3,6 балла. Межвидовые гибридные линий T.aestivum с T.timopheevii по урожаю зерна уступали стандарту – Алмалы, но по содержанию клейковины значительно превышали (2-3%), а по клейковине (ИДК) относились к хорошим улучшателям (45-75 е.а.). Это гибридные линии МВГ-471-03, МВГ 437-04, МВГ 446-05, МВГ-h 42, МВГ h41, МВГ h40.

Изучение исходного селекционного материала на полевую расовонеспецифическую устойчивость. В условиях эпифитотии болезни в гибридном питомнике проанализировано 1166 гибридных популяций на поражаемость желтой ржавчиной и септориозом. В результате оценки на поражаемость к болезням в гибридном питомнике выделено 39 гибридных популяций (или 7%) устойчивых к желтой ржавчине и септориозу, а также 16 комплексно устойчивых. Значительное число гибридных популяций поражались в средней степени (6-7 балл), то есть были славовоспримчивы (15%). Все остальные гибридные популяции (75%) поражались желтой ржавчиной и септориозом в сильной степени (2-4 балл) и относились к группе восприимчивых (S).

Анализ гибридных популяций в годы эпидемии показал, что у большинства из них по степени устойчивости к грибным заболеваниям соответствовала реакции восприимчивых родительских форм (S), то есть восприимчивость гибридных популяции в F1 к патогену, по нашим данным, наследовалась по ярко выраженному доминантному типу. В большинстве случаев (75%) доминировали свойства восприимчивого родителя. Такое положение, по видимому, связано с тем, что местные сорта, используемые в качестве родительских форм сильно восприимчивы к желтой ржавчине и септориозу. Эти отрицательные свойства передаются потомству. К этой восприимчивой группе относятся гибриды, полученные от скрещивания с районированными сортами озимой пшеницы: Казахстанская-10 х Стекловидная-24, Казахстанская-10 х Жетысу, Жалын х Комсомольская-1, Жалын х Богарная-56, Эритроспермум-2000 х Прогресс, Богарная-56 х ОПАКС-55 и др.

Наибольший интерес для селекции озимой пшеницы представляют комплексно устойчивые гибриды, которые проявляют реакции на иммунитет к трем видам болезни: желтой, бурой ржавчине и септориозу, а также пятнистости листьев. Эти гибриды получены от внутривидового скрещивания: 17281 (Жетысу х Кинельская-4), 17368 (Альбатрос одесская х Заря), 17315 (Ырым х Ульяновка18402 (ОПАКС-18 х Обрий), 17370 (Альбатрос одесская х Заря 8081-4 (Алматинская полукарликовая х Херсонская-170), 15868 (Прогресс х 2440-48-194), 8423-15 (6997 х Безостая-1. Выделены межвидовые гибриды устойчивы к трем видам ржавчины: 18447 (Карлыгаш х T.durum var.hordeiforme -474), 18646 (Наурыз х Эритроспермум-350), 346/137 (Эритроспермум-350 х var.hordeiforme-254).

Характер наследования полевой расонеспецифической устойчивости к видам ржавчины. С целью установления типов генетического контроля устойчивости к патогену и характера наследования селекционно-ценных признаков нами были изучены 187 гибридных комбинаций и их родительских форм на устойчивость к желтой и бурой ржавчине. Из 18 проанализированных в Государственном реестре сортов озимой пшеницы только 4 сорта были высоко иммунными – R (8-9 балла), 6-слабовоспримчивыми – RM (6-7 балла).

В результате ежегодных исследований (в течение более 12 лет) в полевых условиях и в годы эпифитотии (2002-2003 гг.) выделили комплексно устойчивые к желтой, бурой ржавчине и септориозу сорта озимой пшеницы с типом реакции на продолжительную расонеспецифическую устойчивость (R): Алмалы, Наз, Арап и Таза (тритикале). Слабовосприимчивые сорта с типом реакции (RM): Южная-12, Казахстанская-10, Сапалы, Юбилейная-60, Майра, Дербес и Карасай. Остальные широко возделываемые сорта: Богарная-56, Стекловидная-24, Пиротрикс-50, Прогресс, Карлыгаш и Жетысу оказались сильно восприимчивыми к желтой и бурой ржавчине и септориозу.

Генетическое исследование гибридных популяций в F1 по типам устойчивости к грибным заболеваниям показало, что подавляющая часть растений в гибридных популяциях имеет тип доминирования: восприимчивость (V) к желтой и бурой ржавчине-74% и72,4% соответственно. Наименьшее число случаев отмечено по снижению и повышению устойчивости (II и III тип) – 5% и 10% и промежуточных форм (IV тип) по сравнению с родительскими сортами. Таким образом, оценка устойчивости районированных и перспективных сортов озимой пшеницы, полученных из гибридных популяций между ними показала, что подавляющее большинство популяций (84%) в F1 показали воспримчивость к изучаемым заболеваниям. Такое положение объясняется тем, что используемые в скрещиваниях местные сорта озимой пшеницы, при создании исходного материала на устойчивость оказались восприимчивыми к желтой и бурой ржавчине и при скрещивании передают потомству эти отрицательные свойства.

Наследование устойчивости к желтой ржавчине гибридами озимой пшеницы от циклических скрещиваний. Целью настоящей работы явилось определение характера наследования, полевой расонеспецифической устойчивости к желтой ржавчине у гибридов первого и второго поколения и определение донорских свойств устойчивых сортов селекции КазНИИЗиР. Характер наследования устойчивости к желтой ржавчине изучали методом циклических скрещиваний – скрещивание иммунного сорта с соседним циклом сортов, более или менее устойчивых и слабовосприимчивых и восприимчивых сортов озимой мягкой пшеницы.

Анализ гибридов F1, полученных от скрещивания различных по типу устойчивости родительских форм, показал, что тип поражения гибридного потомства определяется характером устойчивости родительских компонентов. Так, например, при скрещивании высокоустойчивых сортов: Наз, Sultan-95, Atay -85 (за исключением Алмалы) со среднеустойчивыми и восприимчивыми сортами во всех случаях наблюдалось полное доминирование устойчивости. При скрещивании высокоустойчивого сорта Алмалы со среднеустойчивыми сортами (Южная-12, Казахстанская-10) доминировал тип высокой устойчивости, а при скрещивании с сильно восприимчивыми сортами (Стекловидная-24, ОПАКС-55, Эритроспермум-2000) – доминировала восприимчивость.

Для изучения характера наследования устойчивости к желтой ржавчине проанализированы 14 гибридных комбинаций, которые в F1, проявили разный тип наследования. При моногибрид­ном доминантном типе генетического контроля устойчивости к желтой ржавчине характер расщепленя согласуется с концепцией фактического отношения классов в F2 и долж­ен соответствовать схеме 1R:2MR:1S. Однако, полученные нами результаты не укладываются в простые схемы наследования. Расщепление во втором по­колении не всегда идет по менделевской схеме (3:1), а в большинстве случаев наблюдается более сложный полимерный тип наследования устойчивости (табл.4).

Таблица 4 - Расщепление гибридов F2 на устойчивость и восприимчивость растений к желтой ржавчине. желтой ржавчине

Комбинация число растений Расщепление X2при 9:7 (11:5) Р
наблю-даемое ожидаемое
при 3:1 9:7 (11:5)
Наз х Комсомольская-1 276 108:168 - 120:155 2,25 0,50-0,20
Наз х ОПАКС-55 330 170:160 - 186:144 3,15 0,50-0,25
Наз х Богарная-56 308 170:138 - 173:135 012 0,99-0,95
Atay- 85 х Сапалы 364 170:194 - 159:204 3,26 0,50-0,25
Atay -85 х Карлыгаш 364 121:243 - 114:230 061 0,90-0,75
Sultan -95 х Алмалы 347 207:140 - 195:151 1,54 0,75-0,50
Sultan- 95 х Богарная-56 226 86:140 - 71:155 4,60 0,50-0,25
Sultan -95 х ОПАКС -55 329 199:130 - 185:143 2,23 0,75-0,50
Казахстанская-10 х Алмалы 250 180:70 - 172:78 1,92 0,75-0,50

При скрещивании устойчивого к желтой ржавчине сорта Наз с сильно поражаемым сортом Богарная-56, общее число иммунных растений во втором поколении, по нашему подсчету оказа­лись 170, восприимчивых - 138, т.е. полностью соответствовало теоретически ожидаемому отношению 9:7 (х2=0,12, Р>0,95). Это подтверждает присутствие неаллельного взаимодействия двух комплементарных генов по отношению к желтой ржавчине. Такое же расщепление было отмечено при скрещивании с восприимчивыми сортами ОПАКС-55 и Комсомольская-1, было получено соотношение расщепления 9 устойчивых (R+MR):7 восприимчивых (S), и 7 устойчивых (R+MR):9 восприимчивых (S).

В комбинациях с участием сорта Sultan-95 устойчивость гибридов контролировалась комплементарным взаимодействием двух доминантных генов, так как отно­шение устойчивых растений к восприимчивым соответствовало теоретиче­ски ожидаемому 9:7. При скрещивании этого донора с восприимчивым сортом Богарная - 56 было полу­чено соотношение расщепления 5 устойчивых (R+MR) и 11 восприимчивых (S), т.е. отмечено подавление признака устойчивости, которое контролировалось комплементарным взаимодействием двух рецессивных генов. Такое же соотношение в характере наследования в популяции Atay-85 Карлыгаш (5:11), можно предположить наличие у них по крайней мере двух дупликатных рецессовных генов.

Таким образом, изучение устойчивости местных и иностранных сортов и их гибридных популяций позволили выявить генетические факторы, определяющие их устойчивость к желтой ржавчине. Анализ показал, что лучшими генетическими источниками устойчивости к желтой ржавчине характе­ризовались сорта: Алмалы, Наз, Atay-85, Sultan-95. Устойчивость этих сортов во всех случаях (за исключение сорта Алмалы) доминантна, но ее проявление контролируется комплементарным взаимодействием двух и более доминант­ных генов. Устойчивость сорта Алмалы контролируется различными системами генов (доми­нантно, частично доминантно, и рецессивно), проявление которых зависит от устойчивости второго компонента.

Таким образом, у двух сортов ( Алмалы и Наз) озимой пшеницы, допущенных к использованию в производстве, впервые выявлен тип нерасоспецифической устойчивости к желтой ржавчине, генетическая природа которых уже установлена. Это позволяет привлекать их в селекционные программы и использовать в скрещиваниях для передачи иммунитета в наиболее продуктивные сорта местной селекции.

Выделенным иммунным и высокоустойчивым сортам таких как Таза (тритикале), Раусин, Дербес, ИМ-78, МК3677 (T.aestium), Светлана, Гордейформ-10( T.durum) и их гибридам F3-F5,полученных с участием этих сортов устойчивость непередовалась. В связи с этим, наследственный фактор сорта для потомства является одной из главных предпосылок эффективности отбора. Если проводить отбор лишь на основе индивидуальных показателей, многие ценные по генотипу формы окажутся выбракованными и для дальнейшего размножения будет ошибочно оставлено много генотипов. В этих случаях на помощь селекционеру приходит генетический анализ, в ходе которого выявляются родословные записи, содержащие информацию о генетических факторах сорта. Такая глубокая оценка популяции гибридов дает родословный анализ родителей и выявляет положительные рекомбинации.

Обобщая вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что при подборе пар для скрещивания необходимо учитывать наследственность исходного материала, его способность передавать потомству селектируемые показатели.

4.4 Селекция озимой пшеницы на головневые болезни (Tilletia сaries.Tul.)

Методы изучения устойчивости, разработка более эффективных методов создание инфекционного фона. В последние годы возрастающий объем селекционных работ (после 80-х годов) обусловил расширение иммунологических оценок, что, в свою очередь потребовало поиска путей рационализации процесса инокуляции и оценок селекционного материала на искусственно-инфекционном фоне заражения. В специальных опытах нами сравнивались два способа инокуляции семян: сухое заспорение семян по методу Борггардту-Анпилогову (существующий). Критериями для оценки сравниваемых методов при инокуляции семян приняты три показателя: инфекционная нагрузка на семена (Госстандарт, 1980), время затрачиваемое на проведение процесса инокуляции семян и степень поражения, как конечный результат инокуляций. Проведенный нами хронометраж времени времени основных этапов анализа, а также учета расхода хламидоспор для инокуляции семян, показал преимущество предлагаемого метода в сравнении с существующим. Результаты анализа показали высокую эффективность непосредственной инокуляции семян резиновой теркой; средний процент поражения по опытам в годы изучения составил 40, т.е. выше чем у существующих на 18-20%. В 1986-1990 годах на инфекционном фоне заражения этим методом изучали более 3000 образцов озимой пшеницы Средний процент поражаемости у восприимчивых групп сортов составил 76%, с колебаниями от 5 до 100% (Сарбаев, Жангазиев,1995).

Оценка устойчивость мировой коллекции к твердой головне (Tilletia сariеs.Tul) В период 1986-1990, 1991-2008 г.г. на искусственном фоне заражения изучали более 5800 гибридных популяций (F1 и F2), 2100 перспективных линий из ПСИ и КСИ. Результаты проведенных оценок гибридов (в F1 и F2), перспективных линий конкурсного сортоиспытания в соответствии с параметрами устойчивости представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Распределение исходного материала (гибриды в КСИ) по степени их устойчивости к твердой головне

Годы Питомники Количество гибридов в том числе при поражении, в %
R (до 5%) МR (до 25%) S(26-100%)
1986-1990 Гибриды 1750 5,0 5,0 90,0
1991-1995 Гибриды 2540 6,0 10,0 84,0
1996-2000 КСИ 755 6,8 17,8 75,8
2001-2005 Гибриды 1500 7,0 15,0 78,0
2006-2008 КСИ 495 8,0 20,0 72,0
Всего изучено Гибриды 5790 6,0 10,0 84,0
КСИ 2100 6,0 14,0 80,0

Полученные результаты показали, что гибриды F1 и F2 в основном оказались неустойчивыми и лишь единичные комбинации выделялись по устойчивости. Подавляющее большинство из них (75-94%) очень сильно поражались этими патогенами. Из всех проанализированных комбинации невоспримчивыми оказались лишь 6%, слабовосприимчивыми – 10%, остальные 84% относились к восприимчивым типам.

В результате изучения в F1 и F2 выделилось 5 популяции наиболее высоко устойчивых к твердой головне: 8068 (И213708 х Безостая-1) х Э646 (К52418 х И213708), 1973 (7756 х Церрос-7) х Богарная-56, Г1805 (Безостая-1 х Зерноградская) х 6184 (Безостая-1 х Спонтанный гибрид из Фальшетти), 1206 (Одесская-51 х Днепровская-521) х (2948 х Мутант 7756-11), 11721 (Красноводопадская-210 х Карлыгаш) х Красноводопадская-210.

Из питомника конкурсного испытания, устойчивым к твердой головне оказался только Мутант-4147 с поражаемостью до 2%. Все остальные номера КСИ поражались в очень сильной степени и характеризовались как сильно воспримчивые сорта к твердой головне. Устойчивыми сортами к твердой головне (до 10%) выделено: Selton, Serros-7, Кзыл-бас, Мутант -451 и селекционные номера 2440-41-87, 1871-133, 1973-72, 2464-27, 1973-201п.

Наследование иммунитета гибридных линий к поражению твердой головней Для изучения наследования признака устойчивости у выделенных линий (1973-201п, 1973-4п) были проведены ряд простых скрещиваний между высоко устойчивыми линиями гибридов и другими сортами, районированными в стране, которые имеют восприимчивый тип устойчивости к твердой головне (таблица 6).

Таблица 6 – Наследование устойчивости к твердой головне в поколении гибридов F1 полученных от скрещивания между устойчивыми и восприимчивыми формами

Комбинации и их родительские формы Количество колосьев в. ч. растений % поражаемость F1 и их родители
больных здоровых.
Г-1973-201п-4б 104 5 99 5,0
F1 Г-1973-201п-4б х Прогресс 54 4 50 7,4
Прогресс 86 63 23 73,0
Г-1973-72 56 2 54 4,0
F1 1973-72 х Днепровская-521 186 18 168 9,6
Днепровская-521 61 28 32 46,0
Г-1973-201п 100 5 95 5,0
F1 Г-1973-201п х Богарная-56 89 2 89 2,0
Богарная-56 41 37 4 90,0

Анализ данных представленных в таблице 6, свидетельствует о том, что иммунитет у всех изученных гибридов доминировал над восприимчивостью. У первого поколения гибридов ( F1 )при скрещивании линий Г-1973-201п, Г-1973-72б с сортами Прогресс, Днепровская-521, Безостая-1 и Богарная-56 во всех случаях была отмечена слабая степень поражаемости (до 5-10%). То есть реакция гибридных растений не отличалось от таковой у иммунных родителей. Таким образом, устойчивость выделенных нами линий при скрещивании с районированными сортами в F1 имеет доминантный характер наследования. Выделенные гибридные линии озимой пшеницы Г-1973-201п и Г-1973-72 служат хорошими донорами для селекции на устойчивость к видам твердой головни.

4.5 Селекция на продуктивность, качество зерна и зимостойкость

В Казахстане создание короткостебельных сортов было начато в средине 70-х годов, что связано с внедрением в производство короткостебельных сортов селекции России и Украины. В начале селекционной работы в Восточном селекцентре КазНИИЗиР по низкостебельной пшенице включили в скрещивания украинские селекционные сорта и их линии, завезенные академиком Р.А.Уразалиевым в 1972 годы – Одесская-75, Лан, Альбатрос одесский, Карлик Одесский, Обрий, Чайка, Одесская полукарликовая и др. Эти сорта Украины получены на основе сорта Безостая-1, а мутантная линия Краснодарский Карлик -1 была рекомендована академиком П.П.Лукьяненко (1990). Основным источником при создании низкорослых сортов озимой пшеницы в нашей стране послужили гибридные линии, полученные при скрещивании местных сортов с сортами украинской и российской селекции с источниками низкорослости, которые имеют рецессивные гены (два или три гена) карликовости (rht1, rht2; rht3), обладают генетически обусловленной короткостебельностью, в связи с чем они представляют собой большую ценность как доноры низкостебельности.

Первым результатом в создании короткостебельных сортов озимой пшеницы был сорт Прогресс. Он был создан совместно со Всесоюзным селекционно-генетическим институтом методом внутривидовой гибридизации и последующего 2-х кратного индивидуального отбора из гибридной популяции Одесская 16 и Краснодарский Карлик. Его низкорослость передавалась от Краснодарского Карлика 1, контролировалась тремя рецессивными генами (rht1, rht2; rht3). Сорт исключительно высокопродуктивный, интенсивного типа, потенциальная урожайность 90-100 ц/га или превышает Безостую 1 на 20-25 ц/га. Путем гибридизации сортом Прогресс и селекционной линией Г-2440-48-194 выведен низкорослый сорт Алия, отличающийся высокой урожайностью и хорошим технологическим качествам зерна, устойчивостью к желтой и бурой ржавчине и септориозу. В КСИ выделены низкостебельные, устойчивые к полеганию и ржавчине линии: 18406-2 (Прогресс х Одесская Красноколосая), 18343 (Прогресс х Стекловидная-24) и др.

Хорошие результаты получены от скрещивания сортом ОПАКС-18 и Алматинская полукарликовая, в результате которого создан сорт ния. Ее низкорослость наследовалась от сорта Краснодарский Карлик. Сорт высокоурожайный, потенциальная урожайность в питомнике конкурсного испытания составила от 70 до 80 ц/га или превышает сорта Жетысу на 8-10 ц/га. По мукомольно-хлебопекарным свойствам сорт имеет хорошие и отличные показатели, считается одним из лучших по хлебопекарным достоинствам среди короткостебельных сортов озимой пшеницы.

В КазНИИЗиР с участием сорта озимой пшеницы Безостая-1 во внутривидовых скрещиваниях были выведены сорта: Алмалы, Алия, Расад, а в межвидовых скрещиваниях: Арап, майра А также с его участием созданы перспективные линии (КСИ): 15191-19, 15191-95, 15187-8 и др. Сорту Безостая-1 низкорослость передана от Аргентинского сорта Klein-33, а ему – от японского сорта Aкagomugi, имеющего гены карликовости (rht, rht2; rht3). (Лукьяненко,1990).

Нами было установлено, что при скрещивании сортов пшеницы, имеющих рецессивные гены карликовости (типа Безостая-1, Прогресс, Краснодарский карлик-1, Алматинская полукарликовая), с высокорослыми местными сортами, в F1 обычно у всех гибридов доминируют высокорослые или промежуточные формы, в F2 наблюдали сложные трансгрессивные расщепления по высоте растений (низкорослые, промежуточные и высокорослые формы) и в F2-F3 преобладали высокорослые и промежуточные формы. Такое же разнообразие гибридов, было отмечено в F3-F4 и в последующих поколениях, что может быть обусловлено действием множества неаллельных генов и их модификаторов.

Так же в качестве донора короткостебельности в селекции интенсивного типа нами использовались сорта мексиканской селекции. Из них наибольший интерес представляли сорт Serros-7 и сорта из 5-го питомника TIFCOS (Чили). Сорт устойчиво передает гибридам высокую продуктивность и устойчивость к твердой головне. С этим сортам было проведено большое количество скрещиваний. Нами, в результате скрещивания с Serros-7 выделено ряд линий (1972-155, 1972-159, 1973-201, 1973-27,2SWW/2-97, 3SWW/ 121,3SWW/46), отличающихся высокой устойчивостью к твердой головне, желтой и бурой ржавчине.

В последние десять лет (с 1996 г.) Международными центрами( СИММИТ и ИКАРДА) осуществляется всестороннее сотрудничество по проблеме создания и внедрения в производство высокоурожайных, короткостебельных сортов интенсивного типа. Они в большом объеме обмениваются лучшими селекционными линиями и сортами, проводят широкие испытания перспективных и местных сортов в различных экологических зонах, координируют свои селекционные программы. Ценную информацию селекционеры получают при проведении международных конкурсных испытаний месных сортов, в сравнении с зарубежными сортами.

За период с 2001 по 2006 гг в конкурсном сортоиспытании. Изучено 450 линии, выделившихся из контрольного питомника, в том числе 150 сортообразцов и гибридных линий из отдела генофонда и международного питомника (Turkey - CIMMYT - IKARDA). Испытания выделившихся гибридных линий в питомнике КСИ были проведены по двум блокам: блок низкостебельные - с высотой стебля 60-80 см, стандартом служил районированный сорт Жетысу, 2-ой блок среднестебельные - с высотой растений от 90 до 105-110 см, стандартом служил новый районированный сорт Алмалы. В результате многолетних испытаний в питомнике КСИ было выделено 10 высокоурожайных среднестебельных линий и 6 – высокоурожайных низкостебельных сортов, 4 линии (генофонда КазНИИЗиР - СИММИТ). Хозяйственно-биологическая характеристика лучших линий местной селекции в сравнении с интродукцированными сортами и линиями селекции СИММИТ представлена в таблице 7.

Таблица 7 – Хозяйственно-биологическая характеристика выделившихся низкостебельных и среднестебельных линий в сравнении с районированными сортами озимой пшеницы (за 2004-2006 г.г.)

Сорта и линии Происхож-дение Урожайность в средние за 3 года отклонение от стандарта зерно Качества клейковины и муки высота растений
Жетысу Алмалы Натура Клейковина Сила муки Валориметрическая оценка Объем хлеба мм. куб. Общая оценка Минимальн., см Максимальн., см
Блок низкостебельных
Жетысу ст. Казахстан 62,0 0,0 -5,0 800 30,0 280 56 850 3,6 75 90
ИМ-78 СИММИТ-ИКАРДА 62,0 0,0 -5,0 785 33,2 114 47 820 3,16 65 80
МК3677 СИММИТ-ИКАРДА 67,2 +5,2 +0,2 801 29,6 100 32 605 2,20 70 80
TiFCOS CHL-Чили 61,3 -0,7 -5,7 816 37,2 122 44 760 3,30 65 80
Borena Чехословакия 64,3 +2,3 -2,7 762 26,0 130 37 765 2,92 70 88
Блок среднестебельных
Алмалы ст. Казахстан 67,0 +5,0 0,0 789 31,8 288 52 850 3,70 90 105
18226 Казахстан 68,0 +6,0 +1,0 802 33,6 232 50 770 3,30 90 115
МВТ-03 Казахстан 70,0 +8,0 +3,0 798 33,6 258 52 790 3,46 85 110
17858-2 Казахстан 70,0 +8,0 +3,0 764 35,0 273 55 865 3,60 90 100
НСР = 1,9ц/га

Длина стебля у низкостебельных сортов (CIMMYT) в зависимости от генотипа колебалась от 60 до 90 см, а урожайность зерна в среднем за три года варировались от 60 до 70 ц/га. По данным за три года (2004-2006), наибольшим урожай показал образец МК3677 – 69,7 ц/га или превысил стандарт Жетысу на 7,7 ц/га. Второе место по урожаю занял образец МК3734 (CIMMYT) – 67,2 ц/га, превысив стандарт Жетысу на 5,2 ц/га, а стандарт Алмалы на 0,2 ц/га. Все остальные сортообразцы озимой пшеницы CIMMYT - ИКАРДА по сравнению со стандартными сортами показали низкий урожай. В отношении болезней, все выделившиеся образцы CIMMYT (за исключением одного Borena из Чехословакии) оказались устойчивыми к двум и трем видам болезней: желтой, бурой ржавчине и септориозу.

Длина стебля у среднестебельных линий колебалась от 90 до 115 см, урожай в среднем за три года составил 64-70,0 ц/га. Среди них наиболее высоким урожаем в среднем за три года выделились две линий: межвидовой гибрид МВГ-03–70,0 ц/га и 17858 улучшенная линия сорта Прогресс (Одесская-16 х Краснодарский карлик)–70,0ц/га, второе место по урожайности зерна заняла линия 18226-1 (Кыргызская-13 х Безостая-1) –68,0 ц/га.

Таким образом, следует отметить, что у низкостебельных сортообразцов (CIMMYT) выделялись отдельные генотипы, которые почти не отличались по урожайности от среднестебельных линий, но в целом, по опыту была выявлена тенденция повышения урожайности среднестебельных линий по сравнению с низкостебельными сортами (CIMMYT - ИКАРДА).

Одним из важных показателей сортаявляется содержание клейковины и ее качество. Содержание клейковины у низкостебельных пшениц в зависимости от генотипа колебалось от 26 до 37%, а у среднестебельных – от 30 до 38%. Сила муки у низкостебельных сортообразцов от 100 до 130 е.а., а у среднестебельных – от 230 до 387 е.а. Конечным решающим показателем качества зерна является объем выпекаемого хлеба. Так у низкостебельных сортообразцов он колебался от 600 до 820 куб мм., а у среднестебельных от 770 до 960 мм.куб. Таким образом, сравнительный анализ технологических качеств зерна показал, что низкостебельные (индуцированные) сорта из CIMMYT – ИКАРДА имеют низкие показатели качества зерна. Таким образом, выявлено значительное преимущество по урожайности среднестебельных линий по сравнению с низкостебельным. Число зерен и масса зерна с главного колоса и масса зерна с растения у них были выше чем у низкорослых. Высокой урожайностью особенно обладали линии 17272 и МВГ-03, они почти по всем параметрам продуктивности превышали низкостебельные типы и их стандарты. Все это еще раз подтверждает преимущество среднестебельных сортов с высотой растений от 90 до 115 см над низкостебельными по урожайности и ее составляющими элементами продуктивности. Поэтому селекция на урожайность у нас основана на создании среднестебельных сортов, с постоянным повышением продуктивности колоса, при сочетании со всеми элементами продуктивности. Это позволило считать, что для районов юга и юго-востока Казахстана для горных предгорно-степных зон, с обеспеченными и полуобеспеченными осадками, селекция озимой пшеницы должна идти по пути создания среднестебельных сортов с высотой растений 90-110 см с урожайностью 5-6 т/га. В условиях поливной зоны, при высокой культуре земледелия и на высоком агротехническом фоне необходимо создавать низкостебельные сорта, интенсивного типа с высотой соломины от 70 до 85 см с потенциальной урожайностью 8-10 т/га.


5 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ.

5.1 Хозяйственно-биологическая характеристика, допущенных к использованию сортов озимой мягкой пшеницы

Алмалы(6783-69). В Государственный реестр селекционных достижений включен новый сорт озимой мягкой пшеницы Алмалы допущенный к использованию в Республике Казахстан в 2002- 2003году по Алматинской, Жамбылской, Южно- Казахстанской и Кызылординской областям. Сорт выведен методом внутривидового скрещивания образца ВИР К-50431(Болгария) с сортом Безостая-1 с последующим индивидуальным отбором. Разновидность nigri-erythrospermum. Сорт отличается высокой урожайностью и иммунностью (не расовой) к желтой, бурой ржавчине и септориозу. Потенциальная урожайность 72 ц/га. В 2002году по данным ГСИ в годы эпифитотии (желтой и бурой ржавчины) на Илийском сортоучастке Алматинской области сорт дал 59 ц/га, превышая стандарты Стекловидную-24 на 6ц/га и Безотую-1 на 9 ц/га. По многолетнем данным ГСИ(1999-2002гг.) сорт Алмалы на 17 сортоучастках из 19-ти по урожайности превосходил стандарты: Стекловидную-24,Южная-12,Безостую1, Прогресс и Жетысу от 2 до 11ц/га. По качеству зерна относится к ценным пшеницам. Ежегодно закладывают в питомнике испытания потомств первого года – от 500 до 1000 элитных колосьев и производит семена суперэлиты и элиты в порядке от 20 до 30 т.

Арап (6997). Сорт допущен к использованию в Республике Кыргызии с 2004 г. и перспективен в Казахстане. Сорт создан методом межвидовой гибридизации F1 8423 (69978735/ Triticum durum)Безостая-1 с последующим индивидуальным отбором. Сорт отличается высокой урожайностью и иммунностью к ржавчине и септориозу. По данным ГСИ Кыргызстан, сорт имеет крупное зерно, масса 1000 зерен 48-50 г, на 2-3 г больше Интенсивной. Относится к ценным пшеницами. Содержание белка в зерне15,3%,клейковины 33,5%, относится к ценным пшеницами. Сорт Арап высокоурожайный, в питомнике КСИ в среднем за три года(1994-1996гг.) урожайность составила 70 ц/га, превысив стандарт-сорт Прогресс на 16 ц/га, жетысу на 2 ц/га. Сорт Арап 2002-2004 гг. испытывался в семи областях Кыргизии: Ак-Суйская ГСИС, Соклукский, Бакай-Атинский комплексный ГСУ и Карасукский комплекс КСУ, где прибавка урожая составила от 1,3 до 21 ц/га при уровне урожайности стандарта Интенсивная от 52 до 87,7 ц/га, потенциальная урожайность сорта-89,0 ц/га получен в 2004 году при возделывании его на орошаемых сортоучастках Ак-Суйская ГСИС Чуйской области. В условиях богары на трех сортоучастках прибавка урожая составила от 0,9 до 3,3 ц/га при уровне урожайности стандарта Эритроспермум-760 от 18,0 до 55,5 ц/га.

Алия (15868). Сорт допущен к использованию с 2007 года в Алматинской области, в условиях полива в предгорных, горных и зоне обеспеченной осадками богары. Сорт выведен методом внутривидового скрещивания из гибридной популяции сорта Прогресс и селекционной линии 2440-48-194. Ген низкорослости сорта Прогресс, полученный через полукарликовую мутантную линию Краснодарский карлик, передался низкорослому, устойчивому к полеганию сорту Алия. Новый сорт относится к южной предгорно-степной агроэкологической группе. Разновидность erythrospermum. Сорт среднеспелый, низкорослый, не полегает, высота растения 80-90 см, слабо поражается желтой и бурой ржавчиой и септориозом. Новый сорт относится к ценной пшенице. Содержание белка в зерне - 14,8%(12-16%); сырой клейковины 31,7% (25-36%), что на 0,2-0,5% выше чем у Жетысу. Объем хлеба из 100 г муки 830-900 мм. Масса 1000 зерен у нового сорта в среднем 50,3 г (48-51,8 г). Сорт отличается высоким потенциалом урожайности. За годы конкурсное сортоиспытания (1999-2001 гг) урожайность составил 66,2 ц/га, что выше, чем у стандарта Жетысу на 8,3 ц/га. Наивысший урожай -94,5 ц/га был получен в 1990 году после трехлетней люцерны. За годы государственном сортоиспытании (2004-2006) Алматинской области на всех трех сортоучастках Илийский комплексный, Илийский поливной и неполивной) по урожайности сорт Алия занял первое место и в среднем за три года урожайность составил 55,6 ц/га, что на 3,6 ц/га выше стандарта Безостая-1 и стекловидная-24. Наиболее высокий урожай получен на Талдыкорганском сортоучастке по предшественнику зерновых – 58,4 ц/га, при урожайности стандарта Одесская- 120–50 ц/га. В пройзводственных условиях испытания в Алматинской области Карасайского района по сорту Алия с площади 2 га, собрали по 44,0 ц/га при урожае сорта Алмалы 40 ц/га. По сорту Алия ведется первичное семеноводство и производится семена суперэлиты и элиты от 5 до 10 т ежегодно.

Нуреке (АДГ-1050). Сорт допущен к использованию в уловиях производства как факультативный с 2007года на благообеспеченных богарных и необеспеченных поливных, предгорных степных зонах Алматинской и Жамбылской областей. Сорт выведен совместно с Институтом биологии и биотехнологии растений МОН РК, методом гаплоидной биотехнологии в культуре микроспор пшеницы in vitro, при скрещивании сортов (Казахстанская-4Саратовская-29)Грекум-476. Разновидность - erythospermum. Сорт факультативный, среднеспелый. Растения в условиях весеннего сева имеют длину вегационного периода 86-96 дней, а при осеннем севе 260-270 дней. Среднеустойчив к полеганию, сравнительно устойчив к засухе. Сорт Нуреке отличается высоким содержанием белка (13-16%), клейковин (28-35%), сила муки (320-450 е.а) и объемом хлеба (950-1140 мм3). Урожайность на поливном стационаре КазНИИЗиРа за 1999-2002 гг. составила 65,4 ц/га. Высокая урожайность получена на Жамбылском комплексном сортоучастке (в 2006г) на орошении 45,0 ц/га, что на 11,0 ц/га больше, чем у стандарта Южная12. На Илийском неорошаемой сортоучастке средняя урожайность за три года испытания составила 32,0 ц/га, или на 2,8 ц/га больше чем у стандарта Стекловидная-24.

Майра (8423-15-33). Сорт допущен к использованию с 2008года по Кзылординской области. Метод создания- межвидовая скрещивания, последующая двукратным отбором из гибридной популяции Г5 6997(Безостая-1 8735/T.durum) Безостая-1.Разновидность- erythospermum. Сорт среднеспелый, вегетационный период 260-280 дней или созревает на 2-3дня позднее Жетысу. Сорт сравнительно устойчив к желтой и бурой ржавчине и септориозу. По хлебопекарным качеством сорт относится к ценной пшеницы.

Высокая урожайность этого сорта подтверждена данным Госсортоиспытания. Кзылординской области на сортоучастках Жанакорганской ГСУ в среднем за три года(2005-2007) урожайность нового сорта составила 31,2 ц\га, что на 14,0 ц/га больше,чем у сорта Наз и на 7,0 ц/га больше чем, у сорта Безостая-1.

На гвардейском (юго-восточной регион) и на Саркандском сортоучастке в среднем за три года(2005-2007) урожайность сорта Майра составил от16 до 30 ц/га, что больше стандарта Одесская-120 и жетысу на 3,6 и 6,9 ц/га соответственно.

Таза (Triticale). Включен в Госреестр по Алматинской, Жамбылской и Южно-Казахстанской областях. Сорт зимостйкий, хорошо кустится с высотой 105-110см, не полегает.Масса 1000 зерен доходит до 54г. Многоцветковый, озерненность до 60-70 зерен в колосе, за счет этих свойств сорт дает высокий урожай.. Срений урожай по сорту Таза на орошении составл от 40 до 60-75 ц/га. Или в сравнении с сортами озимой пшеницы ( кормовой Пиротрикс и Рожь кормовая-51) прибавка составляют от 5 до 12 ц/га. Сорт Таза предназначен для кормовых целей и для хлебопечения, как в чистом виде, так и в смеси с пшеницей.

Расад (17269-10). Сорт допущен к использованию с 2010 по Алматинской области. Создан методом внутривидовой гибридизации из гибридной популяции F5 ( ОПАКС-18Ульяновка) с последующим отбором. Разновидность- nigri-erythrospermum.сорт среднеранний, созревают одновременно с сортом Прогресс.Поражаемость к желтой и бурой ржавчине слабая (7-8балл). Урожайность на орошаемом стационаре КазНННЗиР в среднем за три года в КСИ составил-67,3 ц/га, что на 2,3ц/га выше, чем у стандарта Алмалы. Качества зерна ГОСТу для ценной и сиьной пшеницы. Содержание белка в зерне 15,7%, клейковины-32%, объем хлеба-1100мм3.

За годы Государственного сортоиспытания(2007-2009г.г.) во всех сортоучастках (Илийский комплексный, поливной и неполивной с/у)по урожайности зерна сорт занял первое место и в среднем урожайность составила 55,6ц/га, что на 3,6 ц/га выше стандарта Безостая,Стекловидная 24.

5.2 Государственное сортоиспытание. В ГСИ переданы и находится на испытания 6 сортов озимой мягкой пшеницы: Реке находится в испытание с 2003г, Фараби (МВГ-03) с 2007г., Казакстан-16 и Иммунная-8 с 2008г.; Анара и ния-2009г. В Государственной сортоиспытании Кыргызии находится в испытание сорта: Майра, Расад и Фараби.




ВЫВОДЫ

1 С использованием методов внутривидовой, межвидовой гибридизации, а также гаплоидной биотехнологии in vitro создано большое количество разнообразного исходного селекционного материала: 5900 гибридных популяций, отобрано из F2- F8 более 300 тыс. линий, конкурсное сортоиспытание прошли 1100 линий, создано и передано в ГСИ 15 сортов, из них допущены к использованию 7 сортов озимой мягкой пшеницы поливного и горного агрэкотипов.

  1. Для установления филогении культурных тетраплоидных видов пшеницы в эволюции рода Triticum использован генетический метод - реципрокные скрещивания. Установлено, что виды пшениц с геномом AuB легко скрещиваются между собой, независимо от направления скрещивания, географического происхождения и разновидностного состава дают высокую завязываемость (65% - 85%), жизнеспособность (85% - 95%) и фертильность гибридов F1 (85%- 98%). При скрещивании разнохромосомных видов пшеницы наблюдается пониженная завязываемость (35 - 50%), жизнеспособность (30-50%) и фертильность(13- 65%) межвидовых гибридов в F1, что связано с различием геномного состава видов пшениц (АиВ и АиВD). Выяснено, что лучшие результаты удаются (всхожесть, жизнеспособность и фертильность) при подборе пар в качестве материнских растений видов с большим числом хромосом (с геномом АuВD).
  2. Для выяснения таксономического положение культрнных 28хромосомных видов пшениц в роде Triticum необходимо использовать генетический анализ на маркирующих признаках линнеевских видов пшеницы. Установлено, что маркирующие видовые признаки установленные К.Линнеем и положенные в основу деление пшениц на виды являются генетически обусловленными и контролируются 1-3-мя и более (полимерными) генами.

4 Установлена взаимосвязь между спектром формообразовательного процесса и морфологическими признаками. У сходных по морфологическим признакам видов наблюдается более слабый спектр формообразования и наоборот у отдаленных по морфологическим признакам видов идет более широкий процесс формообразования.

5 У различных межвидовых гибридов в результате перекомбинаций генов, проявляется множество новых признаков и разновидностей, характерных для видов не участвовавших в скрещиваниях. Все эти новообразования и переходные формы в формообразовательном процессе, несомненно подтверждают единство происхождения тетраплоидных видов и подвидов пшениц от общего предка T. dicoccum и T. dicoccoides.

6 В результате изучения обширной мировой коллекции установлена закономерность в классификации образцов по степени устойчивости к видам ржавчины и твердой головне в зависимости от их геномного состава и плоидности. Вид T.monococcum c геномом Аb, из тетраплоидной пшениц T.timopheevii c геномом AbG имеют высокий иммунитетом ко всем видам грибных заболеваний. Культурные тетраплоидные виды пшениц с геномом AuВ проявляют умеренный иммунитет к трем видам болезни. Гексаплоидные пшениц с геномом AuBD проявляют восприимчивость к четырем видам болезни. Лишь отдельные образцы проявили комплексную устойчивость к трем видам болезни.

7 На искусственном фоне заражения проанализировано 17 тыс. линий, 18 тыс. гибридных популяции и 1600 образцов мировой коллекции. Наибольшее число устойчивых образцов (32%) выделено из южно и североамериканских экологических групп. Среди них особый интерес представляют образцы из США и Канады (устойчивые к трем видам болезни): Sherdan, Pilot, Frontana, Kenya -58, Springfild, Romana-59, Ci 12302, Ci 12199 и др. Из образцов Мексики устойчивые к желтой и стеблевой ржавчине выделились короткостебельные сорта: Sabori-66, Gojeme-77, Secora-F-79, Gojeme, Frrocor, Sonta Catalia др.; из Аргентины K-51079, Rumafea, Kulofea; Немецкие озимые сорта: Saljmunder, Bartweijeu проявили комплексную устойчивость к бурой и желтой ржавчине.

8 На искусственном фоне заражения из КСИ выделено 10 линий, устойчивые к желтой, бурой ржавчине и септориозу (МК 3677, МК 3734, ИМ-78, ИМ-1519, 17272, 18423-3, 18416-1, TIFCOS, SWW 2/121, SWW 2/95), которые переданы как новые сорта на Государственное сортоиспытание под названием: Иммунная-8, азастан-16, Расад, Фараби. Выделено комплексно устойчивые сорта: Наз, Алмалы, Арап, Егемен, Жалын, Карасай (КазНИИЗиР); из зарубежных сортов: Аtay,Sirena,Atilla, Borena (CИММИТ); Шолпан, Керемет (Киргизия); Дея, Верна,Скифиянка Ремеслевка ( Украина);

9 При инокуляции семян твердой головней из 5800 проанализированных гибридных популяций только 6% комбинаций, характеризовались высокой устойчивостью, а подавляющее большинство из них (более 94%) оказались восприимчивыми к твердой головне. Выделено 5 гибридных комбинаций с высокой устойчивостью к твердой головне: 8068 (U 213708 x Безостая-1) х Э 646, 1973 (7756 х Церрос-7) х Богарная-56, 1805 (Безостая-1 х Зерноградская) х 6184 (Безостая-1 х гибрид из Фальшетти), 1206 (Одесская-51 х Днепровская-521) х (2948 х Мутант 7756-11). Из питомника КСИ по устойчивости к твердой головне выделены 5 номеров: Мутант 4147, 2440-37, ЦГ-347, 2171-24, 2440-48-194.

10 Рекомендуется для практической селекции на иммунитет к болезням использовать расонеспецифическую устойчивость (толерантность) замедленного поражения растений к болезням. На основе этой закономерности созданы сорта озимой пшеницы (Алмалы, Арап, Наз) с идентифицированными генами устойчивости, обладающие комплексной устойчивостью к листостебельным болезням:

- на основе генетического анализа было установлено, что устойчивость сортов Наз, Sultan-95, Atay-85 во всех случаях доминантна, но ее проявление контролируется взаимодействием двух или трех неаллельных доминантных генов. Устойчивость сорта Алмалы контролируется различными системами генов (доминантно, частично доминантно и рецессивно), проявление которых зависит от устойчивости второго компонента

- С использованием циклическим методом скрещивания выделены высокоиммунные линий сорта, такие как Таза (тритикале), Раусин, Дербес, Иммунная-78, МК 3677 (T. aestivum), Светлана, Гордеиформе-10 (T. durum), однако наследование признака устойчивости у этих сортов потомству практически не передается.

11 Установлено, что при скрещивании длинностебельных (Наз, Сапалы, Стекловидная-24, Юбилейная-60) и среднестебельных (Жетысу, Южная-12, Карлыгаш, Алмалы и др.) сортов пшеницы с полукарликовыми сортами селекции (Краснодарскии карлик-1, Крошка, Спартанка, Полукарликовая-49, Прогресс), без исключения во всех случаях доминировал признак длинностебельности и среднестебельности. Полукарликовые и карликовые сорта контролируются двумя и тремя и более рецессивными генами (генотип rht1…3).

12 Разработан, упрощенный способ инокуляции семян к возбудителям твердой головни, при котором эффективность их заражения по сравнению с существующим методом в 1,5-2 раза выше, а экономия инокулюма колеблется в пределах 4-6 раза

Предложения селекционной практике и производству

1. Для создания устойчивых к болезням сортов пшеницы в Центральной Азии рекомендуется использовать сорта замедленного поражения обладающие нерасовоспецифической устойчивостью (Алмалы, Наз, Арап, Sultan-95, Atay-85).

2. Наиболее адаптированный, высокоурожайный, устойчивый к болезням сорт озимой мягкой пшеницы Алмалы рекомендуется для возделывания в различных экологических зонах Казахстана: на орошаемых и неорошаемых полуобеспешенных осадками богарных землях Алматинской, Жамбылской, Кызылординской, Южно-Казахстанской областей Казахстана.

3. Низкостебельным сорт Алия интенсивного типа рекомендуется для возделывания в фермерских хозяйствах с высокой культурой земледелия с целью получения высокого урожая зерна порядка 7-9 т/га.

4. Факультативный сорт Нуреке рекомендуется для возделывания как в озимом, так и в яровом посеве для орошаемых и обеспеченных богарных землях Алматинской, Жамбылской областей Казахстана и Юга и Юго-востока Кыргызской Республики.

5. Высокоурожайный, устойчивый к ржавчине сорт озимой пшениц Арап рекомендуется для возделывания на орошаемых и не орошаемых богарных землях Кыргызстана и перспективные для Казахстана.

6. На начальных этапах селекции при оценке мировой коллекции и отборе элитных линий рекомендуется использовать предложенный нами метод инокуляции семян к твердой головне (Жангазиев и Сарбаев,1986)


СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ


  1. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С. Селекция озимой пшеницы на устойчивость к твердой головне. //Физиолого-генетические основы повышения устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных растений. - Алма-Ата, 1988.- С. 45-46.
  2. Сарбаев А.Т., Вальтер А.Я., Жангазиев А.С., Абдуллаханова Г. Исходный материал для селекции пшеницы. //Сб. науч. работ: Селекция и урожай.- Алма-Ата, 1988. –С.72-73.
  3. Сарбаев А.Т., Вальтер А.Я., Жангазиев А.С. Исходный материал для селекции на фитоиммунитет. //Методические рекомендации. - 1988. -26 с.

4 Жангазиев А.С. О филогенетических отношениях тетраплоидных пшениц. //Сб. науч. работ: Физиолого - генетические основы повышения устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных растений. – Алма –Ата, 1988.- С. 63-64.

5 Нурбеков С.И., Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С. Новый сорт озимой мягкой пшеницы – Стекловидная-24. // Информационный листок Каз НИИТИ -1991. – 3 с.

6 Жангазиев А.С. Характер наследования числа сосудисто-волокнистых пучков в колеоптиле культурных тетраплоидных гибридов (F1-F2) // Селекция и генетика пшеницы.- Алма-Ата, 1992.- С.200-207.

7 Сарбаев А.Т, Жангазиев А.С. Модифицированный метод создания инфекционного фона.//Каз Гос. ИНТИ – 1995.- 3 с.

8 Жангазиев А.С., Нурбеков С.И. Скрещиваемость видов Triticum turanicum Jakubz с другими видами тетраплоидных пшениц. //Биологические основы селекции зерновых культур. Материалы республиканской научной конференции. - Алма-Ата, 1996.- С.134-138.

9 Жангазиев А.С Наследование длины вегетационного периода у межвидовых тетраплоидных пшениц //Стратегия земледелия и растениеводства на рубеже ХХІ века. Материалы научно-технической конференции, 1999.- С.134-135.

10 Жангазиев А.С., Жундибаев К.К. Абсаттаров.Т. Селекция озимой пшеницы интенсивного типа в Казахстане // Сб. науч. работ: Стратегия земледелия и растениеводства на рубеже ХХІ века. Материалы научно-технической конференции (1-3 июля 1999 г.) - 1999.- С. 129-131.

11 Жангазиев А.С., Аширбаева С.А., Сарбаев А.Т. Устойчивость гибридных популяций озимой пшеницы к твердой головне. // Сб. науч. работ: Повышение эффективности селекции полевых культур. – Алматы, 1997.- С.61-65.

12 Жангазиев А.С., Нурбеков С.И. Кздік бидайды интенсивті сорттарын шыарудаы лемдік жетістіктер мен азастандаы практикалы селекция нтижелері. //Жаршы «Бастау». – 2002, №9.- Б. 31-35

13 Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С., Баймагамбетова К.К. Изучение взаимодействия генотипа и среды у набора сортов озимой пшеницы Казахстана и Кыргызии. //Труды международной конференции «Наука и образование - Ведущий фактор стратегии Казахстан - 2030».- Караганда, 2002.- С.390-392.

14 Уразалиев Р.А., Нурпейсов И.А., Нурбеков С.И., Жангазиев А.С. Селекция новых форм и сортов озимой пшеницы поливного агроэкотипа. //Вестник региональной сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству.- Алматы, 2002, №2. – С. 86-89.

15 Уразалиев Р.А., Нурбеков. С.И., Жангазиев А.С. Сорта озимой пшеницы сухостепного агроэкотипа. //Вестник региональной сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству.- Алматы, 2002, №2. – С. 75-82.

16 Жангазиев А.С. Нурбеков С.И. Селекция короткостебельных сортов озимой мягкой пшеницы интенсивного типа. // Вестник региональной сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству - Алматы.2002, №2. – С. 28-32.

17 Сорт озимой мягкой пшениц- Алмалы. //Авторское свидетельство № 134 Приказ МСХ РК. № 188 от 24.06.2002

18 Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Куттумбетова Н.Т. Результаты селекции высокоурожайных, низкостебельных сортов озимой пшеницы. //Современное состояние проблем и достижении в области генетики и селекции. - Алматы, 26-27 марта. – 2003 г.- С.45-46.

19 Уразалиев Р.А., Нурпейсов И.А., Нурбеков.С.И., Жангазиев А.С. Селекция новых форм и сортов озимой пшеницы поливного агоэкотипа.// Вестник региональной сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству.- Алматы, 2002,- №2. – С.75-82.

20 Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Абсаттарова А.С. Экспрессивный ген сорта Алмалы как тест на адаптивность и пластичность к условиям окружающей среды //Материалы 1-ая Центрально-Азиатская конференция по пшенице. - Алматы, 10-13 июня, 2003 г. - С. 33.

21 Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Сарбаев А.Т. Селекция озимой пшеницы на устойчивость к желтой ржавчине в условиях предгорной зоны Казахстана. //Материалы 1-ая Центрально-Азиатская конференция по пшенице.- Алматы, 2003. - С.278.

22 Жангазиев А.С., Баймагамбетова К.К., Кожахметов К.К. Взаимодействия генотип-среда при экологическом испытании озимой мягкой пшеницы в Талдыкорганском регионе. //Материалы Международной конференции. Павлодар 9-10 июля, 2003. Вестник с.-х. науки Казахстана.-2003.-№8.-С.3-5.

23 ЖангазиевА.С., Нурбеков С.И. азастандаы кздік бидай селекциясыны даму барысы мен нтижелері. //Жаршы «Бастау» - 2003.- №8. Б 7-9.

  1. Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Есымбекова М.А. Куздiк бидайдын жана сорты- Алмалы.// Жаршы «Бастау»-2003.9. -Б-29-32.
  2. Жангазиев А.С., Сарбаев А.Т. и др. Ускоренная селекция пшеницы на устойчивость к ржавчинным болезням методом гаплоидной биотехнологии //Развитие ключевого направления с.-х. науки в Казахстане: Селекция и биотехнология, генетические ресурсы: Материалы международной конференции.-Алматы.-14-16 августа, 2004.-С.325-330.
  3. Жангазиев А.С., Айнебекова Б.А. Наследование полевой устойчивости к желто ржавчине внутривидовыми и межвидовыми гибридами озимой мягкой пшеницы //Достижение Аграрной науки а области земледелия селекции и растениеводства: Материалы международной научной конференции.-Алматы.-Нурлы Алем.-2004.-С.83-85.
  4. Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Айнебекова Б.А. и др. Селекция озимой мягкой пшеницы на Юге и Юго-Востоке Казахстана // Достижение Аграрной науки а области земледелия селекции и растениеводства: Материалы международной научной конференции.-Алматы.-Нурлы Алем.-2004.-С.99-101
  5. Жангазиев А.С. и др. Гаплоидная биотехнология в ускоренной селекции пшеницы на устойчивость к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам окружающей среды //Достижение Аграрной науки а области земледелия селекции и растениеводства: Материалы международной научной конференции.-Алматы.-Нурлы Алем.-2004.-С.117-118.
  6. Жангазиев А.С., Куттумбетова Н.Т., Баймагамбетова К.К. Результаты и направления селекционной работы по озимой мягкой пшенице в Казахстане. В кн: Экологические проблемы агропромышленного комплекса. Материалы международной научно-практической конференции.- Алматы 15-16 апреля, 2004.-Книга1.-С.143-146.
  7. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С., Скокбаев С.О. Высокоурожайный, пластичный сорт Алмалы //Вестник региональный сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству СИММИТ.- Алматы, 2004.-№3 (9).-С.45-49.
  8. Жангазиев А.С. Наследование устойчивости к желтой ржавчине гибридами озимой пшеницы от циклических скрещивании //Вестник региональный сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству СИММИТ.- Алматы, 2004.-№3 (9).-С.41-44.
  9. Жангазиев А.С., Сарбаев А.Т., Анапияев Б.Б. и др. Создание материала Triticum aestivum L. для селекции на устойчивость к ржавчинным болезням. Узбекистанда бугдай селекциясы уругучиличива етиштририш технологиясы багишланган биринчи милий конференция. – Ташкент, 2004.- С.64-65.
  10. Жангазиев А.С. Кздік бидайды мол німді жаа Алмалы сорты// Жаршы «Бастау».-Алматы, 2004-№4 -С.31-35.
  11. Жангазиев А.С., Анапияев Б.Б., Искакова К.М., Казкеев Д.Д. Селекция Triticum aestivum L. на устойчивость к неблагоприятным биотическим факторам окружающей среды. Экологические проблемы агропромышленного комплекса. Материалы научно-практической конференции – Алматы 15-16 апреля, 2004.-С. 322-324.
  12. Жангазиев А.С., Куттумбетова Н.Т. Определение характера наследование полевой устойчивости к желтой и бурой ржавчине внутри и межвидовыми гибридами озимой пшеницы в F1 //Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана и Бастау.-2005-№1-С.11-12.
  13. Жангазиев А.С., Айнебекова Б.А. Селекция озимой пшеницы на устойчивость к желтой ржавчине //2-ая международная конференция молодых ученых и аспирантов Актуальные проблемы земледелия и растениеводства. Тезисы докладов.- Алматы 6-7 декабря, 2005-С.39-40.
  14. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С., Нурбеков С.И. Межвидовая гибридизация //Материалы международной конференции посвященной 70-летию академика Уразалиева Р.А. Биологические основы селекции и генофонда растений.- Алматы 3-4 ноября, 2005-С.271-274.
  15. Жангазиев А.С. Кздік бидайды сары тат ауруына тзімді сорттарын шыару //Жаршы «Бастау»-2005-№4-С.32-34.
  16. Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Шаменова Н.Д., Куттумбетова Н.Т. Перспективный сорт пшеницы Алмалы.// Вестник региональный сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству. Алматы №2 (5) 2005.- С.87-92.
  17. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С. Изучение межвидовых гибридов Triticum turgidum L. другими видами культурных тетраплоидных пшениц. //Агромеридиан.-2005.-С.77-81.
  18. Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Куттумбетова Н.Т. Определение характера наследования гибридами озимой пшеницы продолжительной полевой устойчивости к желтой ржавчине //Материалы 2-ой Центрально-Азиатской конференции по зерновым культурам.- Чолпон-Ата, 13-16 июня, 2006.-С.121-122.
  19. Жангазиев А.С., Нурбеков С.И. Достижение селекции озимой пшеницы в НПЦЗиР //Материалы международной конференции. «Актуальные проблемы развития сельского хозяйства Казахстана, Сибири и Монголии». – Алматы, 2006-С.109-111.
  20. Жангазиев А.С. Определение характера наследования гибридами озимой пшеницы на продолжительную устойчивость к желтой и бурой ржавчине // Материалы международной конференции. «Современные проблемы почвозащитного производства в степных регионах» посвященная 50-летию института зернового хозяйства.- Шортанды.- 2006.-С.140-143.
  21. Жангазиев А.С. Сары тат ауруына арсы тратын рассасыз жалпы тзімді сорттарды шыарудаы селекция нтижесі жне дістері.//Жаршы «Бастау».-2006.-№11.-Б.5-9.
  22. Жангазиев А.С., Баймагамбетова К.К. Новый сорт озимой мягкой пшеницы " Алия" //научно-технический сборник. Новости Науки Казахстана. Вып 2 (93).-2007.-С.130-132.
  23. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Шаменова Л.Н. Высокоурожайный пластичный сорт озимой пшеницы «Алмалы». Рекомендация. – АО «Баспалар йі».-2007.15 с.
  24. Жангазиев А.С. Результаты селекции озимой пшеницы на продолжительную устойчивость к желтой и бурой ржавчине //Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана.-2007.-№1.-С.7-9.
  25. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С., Анапияев Б.Б. Новый сорт «Нуреке» в производство //Вестн. с.-х. науки Казахстана. 2007.
  26. Жангазиев А.С., Сарбаев А.Т. Исходный материал озимой пшеницы на иммунитет. //Сб. 50-лет со дня организация Актюбинской сельскохозяйственной опытной станции. Актобе.-2007.-С.107-109.
  27. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С. Низкостебельный сорт пшеницы Алия - в производство.//Агромеридиан.-2(6).-2007.-С.7-8.
  28. Жангазиев А.С., Нурбеков С.И. и др. Селекция озимой пшеницы на устойчивость к бурой ржавчине //Материалы 5-ой международной конференции «Проблемы экологии АПКи охраны окружающей среды» Кызылорда.-2008.С.150-151.
  29. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Баймагамбетова К.К. Сорт озимой пшеницы Юбилейная-60 //Материалы 5-ой международной конференции «Проблемы экологии АПК и охраны окружающей среды» Кызылорда.-2008.С.183-185.
  30. Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С., Нурбеков С.И. Селекция озимой мягкой пшеницы на биотическим срессам. Результаты и перспективы. //Международная научно-техническая конференция посвященной 120-летию со дня рождения Н.И. Вавилова. Январь, 2008.

54 Уразалиев Р.А., Нурбеков С.И., Баймаганбетова К.К., Жангазиев А.С. Селекция озимой мягкой пшеницы на Юге и Юго-Востоке Казахстан //Сибирский Вестник Сельскохозяйственной науки, сентябрь, 2008 г. №9 (189), С. 103-109.

55 Уразалиев Р.А., Жангазиев А.С., Нурбеков С.И. Экологическая селекция сортов озимой пшеницы для предгорной и поливной зоны юга и юго-востока Казахстана и Центральной Азии.// Агромеридиан.-2008.-№2 (8).-С. 33-41.

56 Жангазиев А.С., Баймагамбетова К.К. Ауылшаруашылыгы селекциасынын жетiстiгi. Жаршы. « Бастау», 2008.-№4.- Б. 26-28.

57 Сарбаев А. Т. Есимбекова, Жангазиев А.С.,и др. Каталог злектронной базы данных признаковой колекции пшеницы с иммунологической характеристикой. Методические рекомендации.-Алмалыбак.– 2008. 22 с.

58 Нурбеков С.И.,Уразалиев Р.А., Баймагамбетова К.К., Жангазиев А.С.

//Сб. науч. Работ: Аграрная наука сельскохозяиственному пройзводству Казахстана, Сибирии и Монголии, -2009, т-1.- С.159-160.

59 Жангазиев А.С., Уразалиев Р.А., Нурбеков С.И. Селекция озимой пшеницы на биотические стрессы: результаты и перспективы. //Развитие научного наследия Н.И. Вавилова на современном этапе. Новосибирск- 2009. –С.86-91.

60 Жангазиев А.С. Создание толерантных к болезням сортов пшеницы как фактор эклогической чистой технологии. // Весник Каз НУ. Серия экологическая. – Алматы, №1(27)-2010. – 57-61.

61 Жангазиев А. С. Селекция озимой пшеницы на устойчивость к болезням в услвиях предгорной зоны Казахстана.// Известия. НАН РК.. "серия биологическая"- Алматы, 2010, №1(277) – С. 38-39.

62 Жангазиев А.С. Селекция озимой пшеницы на устойчивость к желтой ржавчине в усовиях Алатинской области.// Весник, серия биологичская, Алматы, №1 (43) - 2010. – С.61-63.

63 Жангазиев А.С. Селекция озимой пшеницы на низкорослость в поливных предгорных и горных усовиях Юга –Востока Казахтана Казахстана//Научный журнал Министерства образавания и науки «ПОИСК».-Алматы,-№ 1 (1), 2010.-С.133-135.

64 Жангазиев А.С. К вопросу происхождения и систематика культурных тетраплоидных видов пшениц //Мат. международ. конф. Достижение и перспективы земледелия, селекции и биологии сельскохозяйственных культур. – Алмалыбак, 2010.-С.244-292.

65 Жангазиев А.С. Результаты селекции высокопродуктивных, низко- и среднестебельных сортов озимой пшеницы в Казахстане. – Вестник серия химико- биологическая.- ПГУ им. С. Торайгырова. 2010 №2 –с.34-40.

66 Жангазиев А.С. Изучение межвидовых гибридов T. aethiopicum Jakubs с другими видами тетраплоидных пшениц.Вестник науки, Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина, №4 (55)- Астана, 2009.-С.160-164.

67 Жангазиев А.С. и др. Ускоренная селекция Тriticum aestivum l. На устойчивость к небагоприятным факторам окружающей среды методом гаплоидной биотехнологии.- «Труды» Казахский национальный технический университет им. К.И..Сатпаева. – 2010.- С. 385-386.

68 Жангазиев А.С. Результаты агроэкологической селекции сортов в Казахстане. //Труды Междунар. научно-практической конф. «Научно-методические системы безопасности и обеспечение качества продуктов питания», 26-28 мая, г. Одесса, 2010.

69 Жангазиев А.С. азастандаы кздік бидай селекциясы. //Зденстер, нтижелер. аза лтты университеті. – 2010 №2(046).- Б.208-210.

Жаназы дилхан Слтанллы

Тр, тр аралык будандарыны селекциялы - генетикалы ерекше-ліктері жне кздік бидай сорттарын шыару

06.01.05 – Селекция жне тым шаруашылыы мамандыы бойынша биология ылымдарыны докторы ылыми дрежесін алу шін дайындалан диссертация авторефератына

Тйін

Жмысты масаты. Селекцияны генетикалык негізін жасау,кешенді баалы линиялар алып, кздік бидай сорттарын шыару.

Зерттеу нысандары. Тр, траралык те, тедес емес хромосомды бидайларды генетикалы ерекшеліктерін зерттеу ( будандасуы, тіршілік, рытану кабілеті); Тр, трше бидайды морфологияы белгілеріні тым куалаушылы касиеттерін зерттеу; Будандарды пішін тзу процестері аркылы мдени тетраплоидты бидай трлеріні шыу тегін анытау. Тр, траралык діс арылы селекцияны алашы нды ( будандар, линиялар) материалдарын алу; Жапыра ауруына рассасыз тзімді сорттарды ткым куалайтын асиетін зерттеп, тиімді донорлар алу. Жоары німді, ауруа тзімді,жыылмайтын, жоары сапалы сорттарды мемлекеттік сынаа тапсыру.

Зерттеу дістері. Тр, траралык будандастыру, жекеше срыптау(F2-F8). Топкросс, беккросс ( 2n=4228), ( 28n, 42n) жне биотехнология in vitro.

Жмыс нтижелері . Тр, траралы будандастыру дісін олдану арылы 5900 буданды популяциялар алынды. Будандар трлері мен тршелеріні популяцияларынан срыптау арылы 300000 элита линиялары алынды; з ара бсеке сынаында 1100 шаруашылы нды сорттар лгілері зерттеліп, оны15- сі мемлекеттік з ара бсеке сорттар сынауа тапсырылды. Мемлекеттік сына корытындысы бойынша, ауыл шаруашылыы ндірісіне 7 кздік бидай сорты пайданалуа лысат алынды. Мдени 28 хромосомды бидай трлерін бір-бірімен туысты арым- атынасын білу шін генетикалы талдау жасалынды. Зерттеу нтижесі бойынша мдени 28 хромосомды бидай (АuВ) геном трлері бір - бірімен те жоары дрежеде ( 65- 85%) будандасады, тіршілік кабілеті (85- 95%) мен рыты абілеті де (85-95%) жоары дрежеде алыптасан.Тетраплоидты бидай трлері гексаплоид бидай трлерімен будандастырылганда, оларды бір- бірімен генетикалы арым атынастары згеше: ры тзу дрежесі (35-50%), будан тіршілік кабілеті (30-50%) жне рытылы абілеті де(2-50%) тмендеген. 28 хромосомды бидай трлеріне морфологияы белгілеріне генетикалы талдау нтижесi бойынша аныталаны: К. Линнеей жасаан бидай трлеріні морфологиялык белгілерi (T.persicum Vav., T.durum L., T.polonicum L.,T.turgidum ssp.abyssinicum Vav) рпатан рпатара 1-3, одан да кп гендер арылы беріліп отырады. Трлер будандарыны пішіндер тзу процесіні нтижесі бойынша белгілі боланы: морфологиялык жаын белгілері бар турлерді пішін тзу спекторы оте аз, ал морфологиялык алша белгілері бар трлерді популяциясында пішін тзу спекторлары те жоары. Тетраплоидты будан популяцияларында пішін тзу процесінде комбинацияа атыспаан трлер мен тршелерді пайда боуыны себебі, тр, трше гендерді бір-бірімен рекомбинациясы нтижесінде ртрлі формалар,трлер,тршелерпайдаболды:T.durumssp.abyssinicumVav.,T.turgidumssp.abyssinicumVav.,T.dicoccum Schubl. Будан популяцияларында пішін тзу процестеріні нтижесі бойынша, мдени тетраплоиды бидай трлеріні шыан тегі, жартылай жабайы полба (T. dicoccumSchub.) бидайдан шыккандыын длелдеп отыр. Селекция масатында, жасанды жпалы аяда 17 мы срыптап алынан элита линиясы, 18 мы будан популяциясы, 1600 шет ел коллекция тршелер мен формалар ауруа тзімділік белгілері бойынша сынатан ткізілді. Иммунологиялы зерттеу жмысыны нтижесі бойынша, геном крамы жне бидай трлеріні плоидностылыына байланысты мынадай задылы аныталды: диплоидты бидай лгілері T.monococcum геном Аb жне тетраплоидты T.timopheeviі AbG геномды бидай трлері, жапыра жне катты ара кйе ауруына те жоары тзімді. Мдени тетраплоидты АuВ геном бидай трлері, аурулара орташа тзімді, ал гексаплоидты АuВД геномды бидай лгілері жапыра жне атты ара кйе ауруына тзімсіз екендігін крсетті. атты ара кйе ауруына жпалы жасанды аяда 5800 будандар популяциясын тексеру нтижесінде оларды 6% тзімді, ал аланы (94%) осы ауруа тзімсіз болды. Жасанды жпалы аяда жапыра жне атты ара кйе ауруына тзімді 5 комбинация блінді: 80681, 1973-72, 1973-2016,1805. Бидай з- ара бсекелес тлім баында атты ара кйе жне жапыра ауруына тзімді 5 нмір блінді: мутант 4147, 2440-37,2171-24, 2440-48-194. Кп жылды ауруа арсы селекция жмыс тжірибесінде жпалы аурумен кресетін негізгі жол жапыра ауруына жалпы тзімді рассасыз (толерантты ) сорттар шыару. Олар барлы ауру тріне жалпы тзмді, сімдікті мндай тип оранысы жпалы спораларды баяу таратып, оны тез дамуына кедергі жасайды. Осы аида негізінде рассасыз жалпы тзімді Алмалы, Наз, Арап сорттары шарылды, оларды ауруа тзімділік асиеті жалпы рассасыз гендері екені генети алы діспен длелденді, немесе иммунділік асиеттері кейінгі рпатарына 2-3 комплементарлы гендер арылы беріліп отырады; зын сабаты Сапалы, Наз, Стекловидная24, Богарная56, орташа биік сабаты Жетысу, арлыгаш, Алмалы сорттарын ыса сабаты жне жартылай карлик: Краснодар карлігі, Крошка, Спартанка, Полукарликовая49, Прогресс сорттарымен будандасанда, барлы комбинацияларда зын, орташа сабаты сорттарды белгілері басым болды. Ал ыса сабаты, жартылай карлик сорттарыны саба белгілері рецессивті трде 2-3 одан да кп гендер арылы рпатан рпатара берілетіні аныталды; атты ара кйе ауруына жасанды жпалы ая жасалып, ауру жтыру абілеті баса діспен салыстыранда 15-25% арты, инокулюм жмсалу тиімділігі 3-6 есе аз жмсалады.

Zhangaziev Adilkhan Sultankulovich

Breeding and genetical perceqularities of intra- and interspecies hybrids and development of winter wheat varieties

Abstract of a dissertation for the degree of Doctor of Biological Sciences on speciality 06.01.05 – Breeding and Seedgrowing.

Summary

Aim of work: To develop genetic bases of breeding, create complex value lines and varieties of winter bread wheat, to point the systematic and phylogeny of domesticated tetraploide wheats7

Tasks of investigation: to establish the genetical peculiarities of interspecies equal and different chromosomal wheat (crossability, valiability and fertility of hibrods); to determine the character of inheritance of species and subspecies traits; To study the formation process of interspecies equal chromosomes wheat species; To clarify cictematic and phylogeny of tetraploid wheats; To develop value on complex traits initial material (hybrids and lines) using methods of inter- and intra species hybridization; To determine the character of inheritance of nonspecific resistance to rust and common bunt in F1, F2 and to reveal effective donors for resistance to diseases; To develop and passing to state variety testing the high productive, resistant to logging, to types of rusts, to common bunt and septoria deseases, varieties with quality of value and super value wheat.

Methods of investigations: The main methods of investigations were intra- and interspecies hybridization with the following individually and family selection in F2-F6. Methods of pair, reciprocal, topcrossing and backcrossing with the use of intraspecies (28n, 42), equal chromosomal and interspecies different chromosomal (2n=28) x (2n=42) wheat species and regenerates, received with biotechnology methods (“in vitro”).

Results of investigation: With the using of intra- and interspecies hybridization an double haploid biotechnology in vitro were developed great number of variable initial breeding material: hybrid population (5900) and hetero-homozygous lines (300 thousand), developed and passed to SVT 15 varieties, among them 7 winter bread wheat varieties of irrigated and hills agroecotypes are permitted to cultivation. For the establishment of domesticated tetraploid wheat species phylogeny in Triticum genera evolution was used genetical method - reciprocal crossings. It was established, that species of wheat with genome AtiB easy crossed each other, produce high setting (65%-68% ), viability (85%-95%) and fertility of F1 hybrids (85% - 98%). By the crossing different chromosomal species increase setting (35-50%), viability (30-50%) and fertility of intra species hybrids in F1 is observed, that linced with different genomic composition of wheat species (AuB and AuBD). It was clarified, that the better results on germination, viability and fertility were when as maternal plant during the pairing was used species with grater number of chromosomes (with genome Au BD); It was established, that marker for species traits of K.Linney, basically used for dividing of wheat for species are genetically обусловленная and controlled by 1-3 (polymer) genes. Similar on morphological traits species have more weak spectrum of developed forms and on the contrary distanced on morphological traits species have more wide form producing process. Different hybrids in the results of over recombination of different genes show multitude new traits and subspecies, that were characteristics for species don’t participated in crossings, that proved unity of tetraploide wheat species and subspecies from T.dicoccum and T dicoccoides progenitors. In the results of the enormous worldwide collection studying it was established the nature of samples>



 



<
 
2013 www.disus.ru - «Бесплатная научная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.