Способ создания исходного материала кукурузы в селекции на скороспелость

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству , в частности к селекции кукурузы на скороспелость. Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет создания исходного материала для зон с коротким безморозным периодом. Для этого формы кукурузы выращивают в естественных условиях на фоне длинного дня. Причем в качестве родительских используют формы, зацветающие при равной или меньшей сумме эффективных температур, чем на коротком дне. Проводят скрещивание . Из полученных гибридных популяций отбирают линии с укорочённым периодом всходы - цветения. 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 А 01 Н 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4813223/13 (22) 10.04.90 (46) 30.04.92. Бюл. М 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт защиты растений (72) В.Г.Иващенко (53) 631.521 (088.8) (56) Куперман Ф.М. В кн. Физиология с-х растений. — МГУ, 1965, Т. 5.

Балюра В.И. Биологические особенности селекции кукурузы в районах нечерноземной зоны. — В сб.; Кукуруза в новых районах. М., 1955, с. 45-82. (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА КУКУРУЗЫ В СЕЛЕКЦИИ НА

СКОРОСПЕЛОСТЬ

Изобретение относится к способам селекции кукурузы на скороспелость, преимущественно для создания скороспелых и ультраранних гибридов силосного назначения с групповой или комплексной устойчивостью к вредным организмам. .Известен способ, согласно которому на величину периода всходы-цветение влияет не столько продолжительность светового периода, сколько температурные условия и увеличение продолжительности светового дня не может служить препятствием для продвижения кукурузы на север. Сорт Миннесота 13 экстра развивается на длинном дне (до 18 ч) также быстро, как и на коротком при 18,9 — 21,4"С. Дается анализ реакции на фотопериод у гетерозиготных организмов (сорта, гибриды), т. е. конечного продукта селекции. Генотипические реакции на фотопериод у гомозиготных организмов (линий) не изучаются и возможности сокращения

„„. Ы„, 1729336 A l (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции кукурузы на скороспелость. Цель изобретения — повышение эффективности способа за счет создания исходного материала для зон с коротким безморозным периодом. Для этого формы кукурузы выращивают в естественных условиях на фоне длинного дня, Причем в качестве родительских используют формы, зацветающие при равной или меньшей сумме эффективных температур, чем на коротком дне. Проводят скрещивание. Из полученных гибридных популяций отбирают линии с укороченным периодом всходы — цветения. 5 табл. периода всходы-цветение за счет отбора фотопериодически нейтральных на длинном дне линий с целью последующего их скрещивания не исследуются. Не изучается морфогенез сортов и гибридов в связи с проблемой отбора генотипов с групповой и комплексной устойчивостью к вредным организмам и пригодностью их для семеноводства в зонах с коротким днем и высокой вредностойкостью болезней и вредителей, Указанные недостатки устраняются изобретением, поскольку становится возможным идентифицировать тип реакции линий на фон испытания, сходный фону (длина дня, температура, спектральный состав света, осадки и т. д.) предполагаемого районирования, например целевое создание линий адаптированных к условиям Ленинградской и Новгородской областей. Наиболее близким к предлагаемому является способ селекции сорго на скороспелость, Общим для

1729336

Цель изобретения — повышение эффективности отбора за счет возможности создания исходного материала для зон с коротким безморозным периодом.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отбора фотопериодически нейтральные линии кукурузы выявляют на длинном дне в зонах с пониженным температурным фоном, оказывающим дифференцирующее влияние на прояление холодовыносливости. Это позволяет оценить эффект взаимодействия длинного дня и температур на скорость прохождения линиями II-IV этапов органогенеза, определяющих наступление. сроков цветения и отбирать те линии, которые отличаются не только высокой скоростью морфогенеза, но и накопления биомассы. Аналогичная оценка на коротком дне дает возможность отобрать линии, имеющие наиболее короткий период всходы-цветение и достаточную биомассу для использования их в качестве родительских форм гибридов в программах скрещиваний.

55 прототипа и предлагаемого решения является отбор форм с нейтральной фотопериодической реакцией. Различные образцы сорго. выращивают в одной зоне в течение

20 — 25 дней с момента всходов на коротком (10 ч) дне и отбирают те из них, у которых продолжительность периода всходы-цветение не изменяются и на длинном 16-часовом дне. Возможность взаимодействия длинного дня и температур планируемой зоны районирования (Северо-Западная зона РСФСР) и выделения фотопериодически нейтральных форм у сорго не рассматривается.

Предлагаемый способ создания исходного материала кукурузы в селекции на скороспелость(также как и сорго, относящейся к растениям короткого дня) снимает указанное ограничение благодаря проведению отбора линий на длинном (18 — 19 ч) дне в условиях естественных дневных, ночных температур и длине дня, определяющих норму реакции генотипов именно на длинный день, т. е. по генотипической экспрессии признака у гомозигот. Кроме того, предлагаемый способ предусматривает проведение параллельного отбора на коротком дне (Краснодарский край) и длинном (Ленинградская область) и позволяет выявить скороспелые линии, ценные не только для дальнейшей селекции, но благодаря устойчивости к стеблевым гнилям, пригодные для семеноводства, сосредоточенного преимущественно в южных зонах кукурузосеяния, Одновременная оценка и отбор в двух зонах позволяет отобрать на длинном дне линии, переходящие к цветению при накоплении меньшей суммы эффективных температур и отличающиеся накоплением достаточно высокой биомассы; отбраковывать на длинном дне линии имеющие высокую скорость морфогенеза, но небольшую биомассу (30 — 40 см высоты вместе с метелкой); провести в этом же полевом сезоне проверочные скрещивания лучших линий, выделившихся в зоне с длинным днем, т. е. вести целенаправленную экологическую селекцию.

Основным отличием предлагаемого изобретения от известного способа является отбор для гибридизации родительских форм с необходимыми признаками на фоне длинного дня, зацветающие при равной или меньшей сумме температур, чем на коротком дне. Это позволяет в условиях длинного дня и пониженных температур отобрать для дальнейшей селекции среди полученных гибридов формы с укороченным периодом всходы-цветение.

Пример 1. В год недобора. суммы эффективных температур от нормы (1987), соответствующие отставанию в 14 — 20 дней, было установлено (табл. 1), что влияние длины дня (18 — 19 ч в Ленинградской области) в период прохождения кукурузой 1НЧ этапов органогенеза трансформируется различно: а) у одних линий и гибридов имеет место быстрый морфогенез, но медленный рост (высота растений 15 — 50 см); б) для других характерен быстрый морфогенез биомассы (70 — 140 см), Это показало неоднозначность влияния длинного дня на морфогенез линий, отнесенных к одной группе спелости на коротком дне (Краснодар), и позволило вести браковку форм, у которых процесс развития не сопровождается накоплением необходимой биомассы, что особенно важно для гибридных комбинаций — продукта непосредственного возделывания в производстве. Проведение такой браковки в Краснодарском крае не представляется возможным, поскольку такие контрастные различия там не проявляются.

Пример 2. Вначале высеивают гомозиготные линии в Краснодарском крае, а месяц спустя — в Ленинградской области (в оптимальные для обеих зон сроки) на провокационных инвазионных и инфекционных фонах. В такой же последовательности отмечают даты массовых всходов и оценивают линии на устойчивость к кукурузному мотыльку в условиях короткого, а шведской мухе — длинного дня.. 1729336

На основе полученной информации составляли программы скрещиваний для

Краснодарского края, а с учетом скороспелости линий в Ленинградской области -для

Северо-Западной зоны, где привлекали в скрещивании наиболее скороспелые и высокорослые линии. Полученную совокупную информацию дополняли данными по устойчивости к головневым грибам и стеблевым гнилям (наиболее вредоносным на Северном Кавказе) и использовали для окончательного отбора наиболее ценных для двух зон линий и изучения их комбинационной способности.

Климатические параметры двух зон таковы: длина дня и среднемесячные температуры в период всходы-цветение (май-июнь) на КОС ВИР соответственно 14—

15 ч и 17 — 20,4 в Ленинградской области (июнь-июль) соответственно 18 — 19 ч непрерывного освещения и 4-5 ч досветки рассеянным светом белых ночей и 16,8 — 15,1 С.

Анализ данных табл, 2 показывает, что различия в продолжительности периода всходы-цветение достоверны для 13 линий, при этом у 6 из них длительность периода сокращается, а у 7 увеличивается. Быстрое появление всходов у всех линий (через 7 дней) не позволяют отнести задержку цветения у линий ЗУ 50/9 на 11 дней за счет температурного фактора, что дает основания для отнесения ее к типично короткодневным формам, тогда как линии ЛВ 4-1, ЛВ

17-1, Л 290 напротив с положительной реакцией на фотопериод, При достаточно высокой для роста и развития температуре в

Ленинградской области длинный день служит фоном для отбора наиболее скороспелых линий, из 14 линий, отнесенных на КОС

ВИР, к группе среднеранних (58 — 62 дня до цветения), линия Л 29 на длинном дне переходит в скороспелую; а ЛВ 4 — 1 из среднеспелой — в среднераннюю.

Различия в сумме эффективных температур, обусловленные взаимодействием генотип-среда, достигают 173 С, что не исключает возможности использования среднеспелых линий в программах селекции на скороспелость.

Определение устойчивости к вредным организмам (табл. 3) показало, что из трех фотопериодически нейтральных линий (ЛВ

4-1, Л В 17-1, Л 290) тол ько Л В 17-1 умеренно устойчива к стеблевым гнилям в зоне семеноводства (KOC ВИР) и может использоваться в качестве материнской формы, две другие — в качестве отцовской. В качестве материнской формы могут быть также использованы комплексно устойчивые раннеспелые линии ЛВ 1 и Л 288 А, а отцовской

55 — ЛВ 21, Л203, Ом 255 — линии с групповой устойчивостью к вредным организмам.

Сокращение периода всходы-цветение початков позволило скороспелым линиям

ЛВ 1, ЛВ 17-1, ЛВ 29 накопить 40,6 — 42,8/, сухого вещества в зерне и массу зерна с растения 51,3 — 94,8 г, благодаря тому, что фотосинтез, формирование завязей и налив зерна происходит при более благоприятных температурах (табл. 4).

Полученные с участием отобранных в

1988 г. линий простые гибриды (табл. 5) оценивались по скороспелости в различных экологогеографических зонах (табл. 5). Результаты изучения показали, что различия, обусловленные взаимодействием генотипсреда, достигают 5 дней, а по отношению к районированным и лучшим зарубежным гибридам 1-6 дней.

Научно-техническими преимуществами предлагаемого способа селекции являются возможность разделения гомозиготных линий на генотипы типично короткого дня, и фотопериодически нейтральные с целью формирования генофонда для экологически обоснованной селекции на скороспелость; раскрытие резервов фонотипической изменчивости по скороспелости и другим хозяйственно-ценным признакам; сокращение сроков создания ультраранних гибридов с комплексной и групповой устойчивостью к вредным организмам и технологичным семеноводствам; возможность дальнейшего продвижения гибридов в зоны с коротким безморозным периодом и повышения сбора сухого вещества корма путем замены среднеранних гибридов скороспелыми и ультраранними.

Полученные согласно предлагаемому способу селекции простые гибриды (ЛВ 21. х ЛВ 17-1 и Л 280-1 х Б 244зТМ) зацветают на 5 дней раньше, чем в Краснодарском крае и на 1 — 6 дня раньше, чем районированный в Ленинградской области отечественный гибрид Коллективный 100 ТВ и лучший гибрид зарубежной селекции Нордика.

Формула изобретения

Способ создания исходного материала кукурузы в селекции на скороспелость, включающий выращивание в. естественных условиях на фоне короткого дня, скрещивание фотопериодически нейтральных родительских форм и отбор из гибридных популяций линий с необходимыми свойствами, отл и ч а ю щи йся тем, что, с целью повышения эффективности способа путем создания исходного материала для зон с коротким безморозным периодом, дополнительно проводят выращивание форм кукурузы в естественных условиях на фоне

1729336 температур, чем на коротком дне, скрещивают и из гибридных популяций отбирают линии с укороченным периодом всходы-цветение.

5 Таблица 1 длинного дня, для скрещивания используют родительские формы, зацветающие при равной или меньшей сумме эффективных

Таблица 2

Сумма эффективн. температур необх. для перехоа к ветению

Различия обусловлен. взаимод, генотип-срео

Различия обусловленные взаимод. ге н отип-среда

Продолжительность периода всходы-цветение, н

Материал

ВИЗР

К0С ВИР

ВИЗР

КОС ВИР

1,7

Примечание. Долгота дня на Северном Кавказе и Ленинградской области в период всходы — цветение, равная соответственно 14-15 и 19-18 часов.

ЛВ1

ЛВ4

ЛВ 4-1

ЛВ 17-1

ЛВ 19

ЛВ 21

ЛВ 29

Л 198-1

Л 203

Л 280-1

Л 280-2

Л 280-3

Л 282

Л 283-6

Л 288-А

Л 290

ЗУ 50/9

Ом 255

В среднем

59

74

68

61

59

63

58

61

64

62

52

58

61,1

59

63

58

54

56

66

59

64

63

62

64

57

52

63

58

60,2

НСР, 05

0

11

5

3

2

2

0

11

674

604

514

487

474

514

553

527

566

474

528

497

504

501

458

506

434

443

521

487

506

497

497

499

448

406

501

457

480

76

173

146

53

57

19

13 .17

54

52

121

1729336

Та.бл и ца 3

Ленинградская обл.

Краснодарский край

Шведская му- Стебле вые Пыльная голо- Пузырчат. го- Кукурузный ха гнили вня ловня мотылек

Материал

Примечание: У-устойчивость; УУ-умеренная устойчивость; УВ-умеренная восприимчивость; В-восприимчивость, Таблица 4

Примечание. На 15 сентября — дату перехода среднесуточных температур через ".0 градусную отметку.

ЛВ1

ЛВ4

ЛВ 4-1

ЛВ 17-1

ЛВ 19

ЛВ 21

ЛВ 29

Л 198-1

Л 203

Л 280-1

Л 280-2

Л 280-3

Л 282

Л 283-6

Л 288 А

Л 290

ЗУ 50/9

ОМ 255

У

УУ

УУ

У

УВ

УУ

УУ

УВ

УУ

УУ

УУ

УВ

УУ

УУ

УУ

YY

УВ

УУ

У

УВ

УВ

УУ

У

УУ

У

У

У

УУ

УУ

УУ

УУ

УУ

УУ

УВ

УВ

УУ

У

У

У

У

УВ

УУ

УУ

У

У

У

У

У

У

У

УУ

У

У

У

У

УУ

У

У

У

У

УУ

У

У

У

У

У

У

У

У

У

У

У

У.

У

УУ

УУ

УУ

У

У

У

У

У ,УУ

УУ

УУ

УВ

УВ

1729336

Таблица 5

Различия обусловленные взаимодейств. генотип-среда, дн

Продолжительность периода всхоы- ветение, н

Комбинации скрещиваний

КОС ВИР

ВИЗР

15

Составитель Н,Туровская

Редактор А.Долинич Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Заказ 1448 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

ЛВ 21 ЛВ 17-1

Л 282 ЛВ 21

Л 280-3 Л В 21

Л 280-3 Со 125

Л 280-1 Б 244зТМ

Л 280-1 .F 7

Л 280-1 Ом 115

Л 203 Б 237зТМ

Л288А F7

Л 288 А Б 244зТМ

Ом 255 ЛВ 17-1

Нордика — станд.

Коллективный 96 Т — станд.

Коллективный 100 Т — станд.

56

63

62

59

62

62

66

58

58

58

56

57

62

57

63

58

58

-5

-2

-3

-5

+2

-3

-2

-2

-3

0