Способ селекции люцерны

 

Изобретение относится к сельскому .хозяйству , в частности к селекции сельско.хозяйственных растений. Цель изобретения - ускорение процесса селекции и повышение его эффективности за счет создания сортов с новьиненной продуктивностью. На сп.юшно.м носеве люцерны четвертого года Нчизни проводят откопку растений и осун1еств.1як)т отбор биотинов с Momnoii корневой систе.мой. Отобранные биотины высаживают широкорядно и проводят 1 ибридизацию их с. |уч1пи 1 районированным сортом. 1о,чученнь1е гибридные семена высевают в горнючки с почвой легкого мехапического состава, отбирают растения по мониюсти корневой систе-. мы. Полученные семена F -- f вновь высевают в горшочки с почвой ,чогкого .механического состава и отбирают биотигп.1 но мошностн развития корневой системы и радиальному распо.чожению боков1,1х корней. 5 .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5)) 4 А О1 Н 1 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4208463/30-13 (22) 16.03.87 (46) 07.09.88. Бюл. ¹ 33 (71) Украинский научно-исследовательский институт орошаемого земледелия (72) Л. С. Гасаненко, E. Д. Тищенко и Л. В. Андрусива (53 ) 631.521 (088.8 ) (56) Методические указания по селекции и семеноводству в условиях орошения.— М., 1986, с. 5. (54) СГ1ОСОБ СЕЛЕКЦИИ ЛЮЦЕРНЫ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции сельскохозяйственных растений. Цель изобретения-ускорение процесса селекции и повышение

„„SU„„1421277 A 1 его эффективп(>сти за счет созда и<я с<>ртoB с повышенной продуктивн<>стьK). 11;I сll.l(>lllном посеве лк)нерпы четвертого I о, ill я.изпи проводят oTKo!IKI растений и осу цествлянп отбор биотипов с моникой корневой си T(ìoé.

Отобранные ()H<>THK(>рядно и проводят гибридизацик> их с луч)пим рай они рова >п(ь<х> <:opToM. (lo, I (ненни<(I H()ридные семена высевают в гopllloчки с почвой ле(Kol о механического состава, отбиPHIOT РаетЕНИЯ II<) XIOHIIIO(. TH К()РНЕВОЙ СИ T<. -. мы. 11олученные сем«на 1; — г, вновь высенают в горшочки (почвой легкоп> мехапичесho

I o состава и отбирак>т ()HoTHIII I п(> м<нцп(>сти развития корневой системы и ра IHilльпому р > Ilo Io>K(.HHK) бок»вьгх KopH(.й. 5 т«бл.!

2!277

Изооретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции сельскох(>зяйственных растений.

Целью изобретения является ускорение процесса селекции и повышение его эффективности за счет создания сортов с IloBtiltLIcнной продуктивностью.

Способ осуществляется следующим образом.

На сплошном посеве люцерны четвертого года жизни, на выделившихся по хозяйственно-ценным признакам сортообразцах, где предполагается признак мощности корневой системы, проводят поделяночную откопку растений и отбор биотипов с мощной корневой системой, радиальным расположением боковых корней в горизонте 0 — 30 см.

Отобранные лучшие биотипы высаживают широкорядно с одиночным размещением в гнезде и проводят гибридизацию их с лучшим районированным сортом. Полученные гибридные семена высевают B горшочки с почвой легкого механического состава (темно-каштановая почва + речной песок, 1:1).

Через 60 дней проводят анализ растений по мощности (объему) корневой системы. Отбирают растения с повышенным, не менее 1 см, объемом корневой системы с признаками, отвечающими заданным целям селекции, затем отобранные растения высаживают в ноле. полученные семена F,— F, вновь высевают в горшочки с почвой легкого механического состава с последующим анализом корневой системы, отбором и высадкой в поле биотипов, лучших по признаку мощности корневой системы. Так проводят 4 — 5 циклов отбора. К этому времени признак мощности корневой системы стабилизируется и достигает своего оптимума (76 — 84 /p) .

Для селекции сортов с мощной корневой системой необходимо иметь доноров данного признака. Поэтому среди номеров, где предполагается этот признак, на сплошном посеве ltoLteptIBI четвертого года жизни перед его распашкой, где в течение трех лет дана оценка сортообразцам по хозяйственно-ценным признакам на лучших, выделившихся по урожайности зеленой массы номерах, проводят поделяночную откопку корней растений путем подпашки плуга без отвала на глубину пахотного горизонта (Π— 30 см) .

Отбирают растения с мощной корневой системой и радиальным расположением боковых корней (сложной архитектоникой), т.е. растения с мощным развитием боковых корней, отходящих под углом от стержневого корня, равных ему по толщине и сосредоточенных в верхнем (Π— 30 см) горизонте почвы. Такие. растения характеризуются повышенным объемом корневой системы (определяют по разности уровней воды при погружении сырых отмытых корней в мерный цилиндр).

10 15

Из всего сортимента изу ченных образцов только ывстралийскии сорт Кенкрип имел в своем составе наибольшее (3,0

3,5 /p) число биотипов с IloBhtlllQIIIII>I I объ(мом корневой системы и представлял иптсрес, как исходный материал селекции и1 этому признаку, Но имел су(цественны(. и«достатки: тугорослость, низкую урожайн(гсть зеленой массы и семян. Для концентра(ши

B селекционном материале комплекса признаков: корневой системы, урожайности зеленой массы, семян и других хозяйственноценных признаков, проводят гибридизацию с учетом силы наследственно передачи свойств гибридам. В качестве второго компонента для скрещиваний берут лучший ptlйонированный сорт Херсонская 7, который характеризуется быстрым послеукосным отрастанием, высоким урожаем зеленой массы и семян.

Отобранные лучшие биотипы из них, оТличающиеся высокорослостью, высоким урожаем зеленой массы, семян и хорошо развитой корневой системой, высаживыют широкорядно с одиночным размещением растений в гнезде. Проводят исскуственные скрещивания, которые позволяют получить гибриды с большим диапазоном изменчивости (V =95 /p) по признаку мощности корневой системы.

Изменение частоты биотипов с повышенным объемом корневой системы у различных гибридов люцерны при посеве в почву разного механического состава (вегетационный опыт) представлено в табл.

Результаты исследований показали, что в качестве родительских форм желательно использовать сорта с более выраженными признаками мощности корневой системы, в этом случае коэффициент наследования этого признака равен 0,44. Только гибрид Кенкрип х Херсонская 7 наиболее отвечает целям селекции, тогда как гибриды Флоридах

Херсонская 7 и Тетон х, Херсонская 7 в Е имели всего 28,0 — 26,4О/р растений с повышенной системой корней (табл. 1).

Предлагаемый способ испытан в 1974

1986 г. и предусматривает посев получен ных гибридных семян в горшочки с почвой легкого механического составы (темно-каштановая почва + речной песок, 1:1), поддержание почвы в горшочках во влажном состоянии путем полива ее водопроводной водой.

С фазы появления настоящего листа проводят прорывку растений с оставлением в горшочке до одного растения, этим создают одинаковые условия развития для всех рас

TBHLIH.

Ч(. рез 30 LIIBЙ после пос(Bd II pOBO,IHT BIIBлнз растений по мощности (объему) корневой системы. После отмывки корней отби1421277!

О

55 рают растения с повышенным объемом корневой системы не менее 1 см, сложной архитектоникой, не пораженные почвенными патогенами, с последующей высадкой их в поле. Полученные семена в последующих поколениях (F, — F,— F,) вновь высеивают в горшочки с почвой легкого механического состава, с последующим анализом корневой системы, отбором и высадкой лучших биотипов в поле. Так проводят только несколько (4 — 5) циклов отбора.

Результаты полученных данных показывают, что для создания ценного исходного материала целесообразно использовать оптимальные специфические условия выращивания, способствующие проявлению тех или иных наследственных свойств. В условиях орошения при возделывании гетерогенных, по признаку мощности корневой системы, гибридных популяций на почвах легкого механического состава отмечено улучшение аэрации, при достаточном поступлении воды и питательных веществ в почву создаются оптимальные условия для проявления этого признака, что сказывается на развитии надземной массы.

На почвах легкого механического состава контрастней проявляются особенности растений по признаку мощности корневой системы, которые на обычной почве невилируются, остаются незаметными, поэтому легкие почвы дают возможность отобрать наиболее ценные биотипы с мощной корневой системой в более короткий срок. Кроме того, такой состав почвы позволяет качественно проводить отбор по корневой системе. При погружении растений вместе с горшочком в воду почва моментно отпадает, не обрывая и мелкие Корешки при ее отмыве.

Результаты показывают, что при посеве в такую почву и проведении отбора на этом фоне за четыре цикла у отобранных гибридов отмечено значительное увеличение числа растений с мощной корневой системой. У гибрида Кенкрип х Херсонская 7 F частота встречных биотипов с мощной корневой системой составляла 76 — 84о/о, тогда как при посеве в обычную почву показатель этого признака достигнут только в F (табл 1).

Для закрепления признака мощности корневой системы проводят 4 — 5 циклов отбора по корневой системе. Значительное варьирование в первом цикле (Ч = 95 /p) признака мощности корневой системы указывают на эффективность повторных отборов по этому признаку. О высокой эффективности отбора по мощности корневой системы можно судить по перспективному гибриду

Кенкреп х Херсонская 7, который в F после четырех циклов отборов на 76 — 84о/о состоит из биотипов с повышенным объемом корневой системы, превышающих стандартный сорт Надежда по объему корневой системы

50 на одно (20,3 /о), два (49 7о/p) и тРи (10 Оо/p) стандартных отклонений.

В табл. 2 дана эффективность отбора люцерны по объему корневой системы.

Корреляционный анализ показал, «то многолетней культуры люцерны между урожаем надземной массы и объемом корней у растений первых дней жизни (30;1ней) существует сильная положительная связь

2= +80+ 0,06 (корреляция значима на 5 /оном уровне) . Изменчивость признака урожая надземной массы зависит от мощности корневой системы, об этом говорит вычисленный коэффициент детерминации в,„=

=64 „ . Следовательно, мощности корневой системы с первых лней жизни растений люцерны важный селекционный признак.

Высокая зависимость»ежлу объемом корней и урожайностью надземной массы сохраняется и в полевых условиях. Коэффициент корреляции составляет 7 = +0,79 0,12 (корреляция значима на 5 /о-но» уровне) .

Из приведенных данных слелует, что лля выделения биотипов и последующей селекции люцерны по этому признаку рациональнее и

»енее трудоемко использовать посев при горшечной культуре с легкой почвой. Это подтверждает вышепривеленный корроляционный анализ, llровеленный в тепличных

И ПОЛЕВЫХ»Ñ IОВИЯX

На послелних этапах в течение трех лет все номера были высеяны лля оценки в по левых условиях (темно-каштановый чернозем) при сплошном и широкорялнох1 посевах.

Частота встречаемости биотипов с повышенны» объемом корневой системы выше у отдельных гибридов, в часTIIocTII Кенкрнп Х

XХерсонская 7 лостнгает 73,0- -77,0", о прн высоких показателях параметров признаков продуктивности. Так, объем корневой системы при сплошном посеве из расчета на растение 7,0+-0,8 c» вес сырых корней 7,2<+-0,8 г, высота растений 18+.1.4 с», вес налземной массы 9.5+1-2,0 г при широкорялном соответственно: 73,0; 12,5 +- 0,8; 12.8 - 0,98;

27+ 1,6; 12,9 +-1.1. Все перечисленные показатели у гибрид I Кенкрип X Херсонская 7 II;1много выше. че» у других п1брилов.

Изменение частоты биотшгов с повышенным объемом корневой Eèñòå»ы и элементов продуктивности в полевых условиях (средние данные за 1984 — 1986 г.) приведено в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что искуственная гибридизация заранее подобранных форм, отвечающих целям селекции, многократный направленный отбор биотипов с мощной корневой системой на почвах легкого »еханического состава лает возможность получать формы с более высокой продуктивностью и мощной корневой системой, так гибрид Кен1421277

Таблица l

Количество биотипов с повышенным объемом корневой системы при посеве в почву, Е

Поколение, цикл отбора по известному способу по предлагаемому способу

P+ с.,sp

Флорида — 0,7

Исходная популяция

Кенкрип

3,0-3,5

Тетон — 0,3

Тетон х Хер сонская 7

5,2 — 11,4

7 Флорида х Хер сонская 7

1,1 - 5,0

Кенкрип х Херсонская 7

Кенкрип х Херсонская

37 — 49

48 — 54

57 — 69

74 - 82

76 - 84

37 — 49

F первый

44 — 56

F, второй

2,5 — 7,5

4,0 — 9,4

6,0 — 12,6

7,8 — 14,8

11,4 — 19,2

13,4 — 22,0

16,3 — 25,7

18,6 — 28,0

6,7 — 13,3

9,5 — 17,0

11,6 — 19,8

14,5 — 23,5

15,5 - 24,5

17,0 — 26,4

17,0 — 26,4

17,0 — 26,4

К, третий

F, четвертый

Гт, пятый

49- 58

55 — 65

57 — 68

60 — 70

65 — 75

68 — 78

71 — 80

F, шестой

F,, седьмой

F, восьмой

F, девятый р и и е ч а н и p F + t Яр — доверительные интервалы для признака мощности корневой системы представлены с 952-ным уровнем вероятности.

5 крип Х Херсонская 7 (сорт Песчаная) отвечает заданным целям селекции.

Данные оценки в конкурсном сортоиспытании приведены в табл. 4 и 5.

Из табл. 4 видно, что при кормовом 4-х укосном использовании (сплошном посеве) урожай зеленой массы сорта Песчаная, составил 774 ц/га. Преимущество перед стандартным сортом Надежда составляет по урожаю зеленой массы 41 ц/га, сена — 11,0 ц/га при повышенном качестве кормовой продукци и (п ротеи н а — 21%, клетч а тки — 36,6%) .

Сорт слабее поражался ржавчиной, аскохитозом и корневыми гнилями, чем стандарт, отличался на 27,2% повышенным накоплением корней в слое 0 — 30 см.

Данные табл. 5 свидетельствуют, что при семенном использовании сорт Песчаная имел также 1ювышенный урожай семян (10,6 ц/га).

Урожай стандарта составил 8,8 ц/га.

Сравнительное изучение при разборе почвенн1.1х проб позволяет выявить, что при сплошном посеве в первый год использования и при широкорядном во второй год использования в пахотном слое 0 — 30 см стандарт накапливает соответственно 16,2;

22,5 т/га корней, а новый сорт Песчаная— на 27,2; 26,7% больше. Сорт готовится для передачи в государственное сортоиспытание.

Приведенные данные говорят о целесообразности использования предлагаемого способа селекции при выведении сортов с повышенной мощностью корневой системы, что дает возможность создания сортов с повышенными параметрами урожая зеленой массы и семян, значительно повышает роль люцерны, как предшественника всех сельскохозяйственных культур орошаемого севооборота, сокращает селекционный процесс на

3 — 4 года. Использование предлагаемого способа обеспечивает 64,0 тыс, руб. экономии по одной селекционной лаборатории.

Формула изобретения

Способ селекции люцерны, включающий оценку исходного материала, отбор среди них биотипов по хозяйственно-ценным признакам, гидридизацию отобранных биотипов и проведение отборов в гибридных поколениях, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса селекции и повышения его эффективности за счет создания сортов с повышенной продуктивностью, отбор биотипов осуществляют по мощности развития корневой системы, полученные гибридные семена F, — F высевают в сосуды с почвой легкого механического состава, а отбор в гибридных поколениях осуществляют по мощности развития корневой системы и радиальному расположению боковых корней.

1421277

Таблица 2

Частота биотипов, превысивших стан— дарт по объему корневой системы, 7

Селекционный дифференциал

Гибрид

20,3

49,7

2б

10,0

Зб

20,1

5,4

0,3

Зб

20,9

Тетон х Херсонская

7, F

3,0

0,2

П р и м е ч а н и е. 6 = 0,5 см

Та блиц а 3

Объем корневой сисЧастота би гипов

Масса сырых корней в среднем

Гибрид (сорт) Высота растения, см

Масса над— земной с по массы в на одно растение среднем на одно расв горизонте

0-30 см, т ение, г

Сплошной посев

Кенкрип х Херсонская 7 (Песчаная) 77,0 7,0+0,8

7,2+0,8 18+1,4

9,5+2,0 рида х Херсонская 7 (Вавиловка) 17,0 5,0+0,5 5,3+0,5 16+1,2

19,0 5,2+0,48 5,0+0,5 17+1,2

Широкорядный посев

Стандарт (Надежда) Кенкрип х Херсонская 7 (Песчаная) 73,0 12,5+0,86 12,8+0,98 27+1,6

12,9+1,1

Флорида х Херсонская (Вавиловка) 23,0 6,2+0,7

25,0 6,9+0,8

8,9+1,1

8,8+1,3

Стандарт (Надежда) Кенкрип х Херсонская

77 F5

Флорида х Херсонская

9 шенн .. объемом корневой системы, Е темы одного расте— ния в го ризонте

0-30 см, см

6,8+0,8

6,3+0,7

17+1,5

17+1,5

7,0+0,9

7,2+0,9

1421277

Таблица 4

Сорт

Отклонение от

Поражаемость болезнями, балл

Н акопле ние воз душно—

Урожайность, ц/га

Содержание, 7.

Высот стандарта, Z корневыми проте- клет ина чатк ржав- аскочина хитозеленой сена гнилями зом массы

Надежда (стандарт) 277 733 174 20,3

38,6 3,0 3,0 0,9 16,2

Вавиловка 282 751 178 20,9 37,5 2,5 2,7 0,7 16,9

Песчаная 274 774 185 21,0 36,6 1,2 1,2 0,5 20,6

32,6 7,6

НСРоб

2,6

Таблица 5

Количество, шт. тклонение

Сорт т станарта, 7. кистей на 1 бобов на 1 семя- семян почек на 1 в за- боб погонный м кисть родыше

Надежда (стандарт) 9,2

22,5

8,8

24,7

+9,8

+26,7

9,3

Вавиловка 10,0

28,5

10,6

Песчаная 9,3

1,3

НСПов ц т

4,5

Составитель Е. Шкрадюк

1зедактор Г. Волкова Текред И. Верес Корректор A. Обручар

Заказ 4363/! Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 расте ний (сум марная), см

4,1 10,1 890

4,1 12,3 670

3,7 !0,3 900

Урожайность кондицион ных семян, ц/га сухих корней в слое

0-30 см, т/га

Накопление с воздушносухих корней в слое 0-30 см т/га

+4,3

+27,2