Автореферат: Селекция гетерозисных партенокарпических гибридов огурца в условиях лесостепи Приобья

06.01.05 - «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Селекция гетерозисных партенокарпических гибридов огурца в условиях лесостепи Приобья

Штайнерт Татьяна Владимировна

НОВОСИБИРСК - 2011

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирском

научно-исследовательском институте растениеводства и селекции

Россельхозакадемии

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

cтарший научный сотрудник Гринберг Елизавета Григорьевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

старший научный сотрудник

Железнов Анатолий Валентинович,

кандидат сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Фотев Юрий Валентинович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет»

Защита диссертации состоится « 01 » июля 2011 года в 1000 часов на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 006.058.01 при Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте кормов Россельхозакадемии (630501, Новосибирская область, Новосибирский район, п. Краснообск, ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии факс: 8(383)348-39-11, web: www.sibkorma.ru, e-mail: sibkorma@ngs.ru, ученому секретарю)

С диссертацией можно ознакомиться в ученой части ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии

Автореферат разослан “____” мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Осипова Г.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Огурец - ценная овощная культура, широкое распространение которой объясняется высокими вкусовыми качествами и диетическими свойствами плодов, универсальностью использования.

В последние годы промышленного производства огурца в открытом грунте в условиях лесостепи Приобья практически нет. Потребность населения удовлетворяется за счет частного огородничества и завоза. Плоды плохо переносят транспортировку, значительно уступают по внешнему виду и по содержанию витаминов продукции, выращенной в местах потребления.

Возрождение производства огурца возможно при использовании передовых технологий, основу которых составляют новые гетерозисные партенокарпические гибриды. Проблема ситуации заключается в том, что районированный ассортимент не в полной мере удовлетворяет таким требованиям как скороспелость, дружность плодоношения, устойчивость к болезням. Поэтому создание гибридов, обладающих стабильностью и высоким адаптивным потенциалом, является своевременным и актуальным.

Цель и задачи исследований. Цель работы - получение новых гетерозисных партенокарпических гибридов огурца с высокой адаптивностью в условиях лесостепи Приобья.

В задачи исследований входило:

Подобрать исходный материал и оценить его на продуктивность, скороспелость, устойчивость к болезням.

Создать новые родительские формы различных половых типов и определить их комбинационную способность.

Выявить оптимальные условия для эффективного отбора родительских форм по признаку пола и партенокарпии.

Получить новые гибридные комбинации F1 c участием созданных форм и провести их сравнительную оценку по комплексу признаков.

Выделить перспективные гетерозисные гибриды и передать их на Государственное сортоиспытание.

Научная новизна. Впервые в лесостепи Приобья привлечен новый исходный материал огурца, включающий сортообразцы разного эколого-географического происхождения и проведена его оценка по основным хозяйственно-ценным признакам. Определены условия для эффективного отбора на высокую степень партенокарпии и насыщенность растения женскими цветками. Проанализированы связи между элементами структуры урожая. Созданы оригинальные родительские формы различных половых типов. Использована методика комплексной оценки селекционного материала на основе индексации признаков применительно к культуре огурца, с использованием которой выделен ряд перспективных образцов. Созданные гибриды защищены патентами и авторскими свидетельствами.

на защиту выносятся основные положения:

1. Генетические источники огурца с высокими показателями урожайности, скороспелости, устойчивости к бактериозу.

2. Оригинальные родительские формы различных половых типов и их комбинационная способность.

3. Новые гетерозисные партенокарпические гибриды огурца.

Практическая значимость работы и реализация полученных результатов. Предложена методика комплексной оценки исходного и селекционного материала на основе индексации признаков. Создан сибирский генофонд для селекции гетерозисных партенокарпических гибридов огурца, включающий родительские линии различных половых типов Включены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, гетерозисные гибриды Сашенька F1 (2009) Августин F1, Тигренок F1 (2011).Новые гибриды возделываются на индивидуальных участках Сибирского региона.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого совета (ГНУ СибНИИРС, 2004-2010 гг.), на научно- практической конференции «Состояние и перспективы развития плодоводства, овощеводства и лесного хозяйства Западной Сибири»

(г. Барнаул, 2005 г.), на международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию создания ГНУ Западно-Сибирская овощная опытная станция ВНИИО (Барнаул, 2007 г.), на Х генетико-селекционной школе «Реализация идей Н.И. Вавилова на современном этапе развития генетики, селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур», посвященной

120-летию Н.И. Вавилова (г. Новосибирск, 2007 г.).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций для селекционной практики и производства, списка литературы, содержащего 421 наименование, в том числе 99 иностранных авторов, 26 приложений. Диссертация изложена на 214 страницах машинописного текста, иллюстрирована 24 таблицами, 30 рисунками.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 3 в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Автор выражает глубокую благодарность: Э.Ф. Витченко,

В.И. Кошниковичу, А.Г. Щербинину, Ю.А. Христову за консультации при подготовке диссертации, всем сотрудникам ГНУ СибНИИРС, оказавшим помощь и поддержку.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1.Обзор литературы

В главе приведен обзор литературы по истории, значению, биологическим особенностям огурца; использованию различных методов и направлений селекции этой культуры отечественными и зарубежными исследователями. гибрид огурец партенокарпический

2.Условия, материал и методика исследований

Экспериментальная часть работы выполнена на опытном поле отдела картофеля и овощных культур ГНУ Сибирского НИИ растениеводства и селекции СО Россельхозакадемии в 1997-2010 годы. Почвы - выщелоченный чернозем, плодородные, хорошо окультуренные, с содержанием гумуса 3,5%, P2O5 - 57 мг/100г, К2O - 20,5мг/100г, pH - 6,1.

Материалом для исследований послужили сортообразцы иностранного и отечественного происхождения, полученные из ВНИИР им. Н.И. Вавилова и других научных учреждений; сорта и гибриды, созданные в лаборатории селекции овощных культур ГНУ СибНИИРС; инцухт-линии I5 - I6, отобранные из гибридного материала (однодомные и двудомные образцы пчелоопыляемого и партенокарпического типов). Всего исследовано 133 образца.

Полевую оценку образцов в селекционных питомниках проводили в открытом грунте при посеве семян 22-26 мая по схеме 70+70+140 из расчета

80 тыс. шт. /га. Площадь делянки от 6,3 м2 в питомнике исходного материала до 10,5м2 в конкурсном сортоиспытании. Гибридизацию и размножение ценных образцов проводили в пленочной теплице. Рассаду в возрасте 22-24 дня высаживали 20-24 мая из расчета 2,8 раст./м2

Погодные условия в годы исследований были различными. Наиболее засушливыми оказались вегетационные периоды 1997, 1999, 2003, 2008,

2010 гг. Избыточное увлажнение в сочетании с недостатком тепла в 2000, 2001, 2002, 2006 гг. негативно отразилось на развитии растений. В остальные годы гидротермические показатели были близки к оптимальным.

Оценку коллекционного и селекционного материала проводили согласно «Методическим указаниям по изучению и поддержанию коллекции огурца» (под ред. Пыженкова, 1977), «Методическим указаниям по селекции огурца» (под ред. Юриной, 1985). Оценка образцов на устойчивость к бактериозу проводилась не естественном фоне согласно «Методическому руководству по учету болезней с.-х. растений» ( Кошникович, 1981).

Показатель выраженности женского пола определяли по формуле:

Ж% = nЖ/N;

где nЖ - количество женских растений на делянке;

N - общее число растений на делянке.

Оценку гибридов и линий на степень проявления партенокарпии (Кр) проводили в пленочной теплице и открытом грунте с применением ручного опыления по методике ВНИИО (Вишневская, Рогова, 1969).

Для оценки комбинационной способности родительских форм проводили топ-кроссные скрещивания. Показатели общей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационной способности определяли по методике В.К. Савченко (1973). Для характеристики степени наследования использовали показатель «степень доминантности» D и шкалу, разработанную Р.А. Цильке (2007).

Комплексная оценка и ранжирование селекционного материала с использованием суммарного индекса проводилась согласно методике, разработанной В.И. Кошниковичем, А.Г. Щербининым, Т.В. Штайнерт (1991).

Статистическая обработка данных была проведена на персональном компьютере с использованием пакетов прикладных программ «Snedecor v.5», «BIOGEN», разработанных О.Д. Сорокиным (2007).

3. Биологическая и хозяйственная оценка коллекционных образцов

Продолжительность вегетационного периода. Для культуры огурца наиболее значимым периодом, характеризующим скороспелость, является период всходы - начало цветения. Из изученных в 1997-1999гг. 31 образца группа скороспелых включала 35,7% от общего числа; среднеспелых 50,0%; позднеспелых 14,3%. Наиболее короткий период всходы - цветение имели образцы Вектор, Дружина F1, Кураж F1, Garmonia F1 - 29,6-30,1 дней. Фаза плодоношения начиналась через 8-12 дней после массового цветения и продолжалась до 14-23 августа. Длительность его в зависимости от погодных условий и сорта колебалась от 18 дней в группе позднеспелых сортов (Арканзасский мелколистный) в 1999г. до 42 дней в группе среднеспелых (Marinda F1) в 1997 г. Продолжительность вегетационного периода образцов варьировала по годам от 72 до 84 дней, но эти колебания находились в пределах реакции сорта на условия выращивания (Cv=4,980,77).

Скороспелость. Ценными являются образцы, рано вступающие в плодоношение и интенсивно отдающие урожай. Достоверную прибавку (кг/м2) имели гибриды: Amigo F1 (0,58-1,62), Marinda F1 (0,52-1,62 ), Quest F1 (0,40-0,64), Melodie F1 (0,28-0,52)(табл. 1).

Таблица1 Урожайность за первую декаду плодоношения лучших образцов коллекции огурца, кг/м2 (1997-1999 гг.)

*достоверно при 5% уровне значимости

Корреляционный анализ показал, что урожайность за первую декаду плодоношения находится в обратной зависимости от номера первого женского узла (r=-0,67) и массы товарного плода (r=-0,40).

Прямая связь на протяжении всех лет прослеживается между абсолютным и относительным значениями раннего урожая (r=+0,83). В меньшей степени величина раннего урожая зависит от продолжительности периодов всходы-цветение (r=+0,22) всходы-плодоношение (r=+0,23).

Общая урожайность. Среднее значение признака в 1997 г. составило 3,05 кг/м2, в 1998 - 5,81 кг/м2, в 1999 - 6,14 кг/м2. Значительные колебания урожайности свидетельствуют о различной реакции генотипа на условия выращивания и дают возможность с большей долей вероятности отобрать лучшие образцы для дальнейших селекционных программ. В 1997 г. достоверная прибавка по общей урожайности по сравнению со стандартам Дружина F1 (3,29 кг/м2) получена по 4 гибридам: Кураж F1 (48%); Mila F1 (40%); Чижик F1(37%); Asterix F1 (76%). В 1998 г. значительно превзошли стандарт Дружина F1 (7,14 кг/м2) 6 образцов: Amigo F1 (11%); Mila F1 (18%); Galina F1 (18%); Wilma F1 (10%); Asterix F1 (9%); Quest F1 (12%). В 1999 году по сравнению со стандартом (7,57кг/м2) только гибрид Mila F1 показал достоверную прибавку урожая (7%).