RU2017410C1 - Method of production of agriculture plant seeds of the first generation - Google Patents
Method of production of agriculture plant seeds of the first generation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2017410C1 RU2017410C1 SU5039740A RU2017410C1 RU 2017410 C1 RU2017410 C1 RU 2017410C1 SU 5039740 A SU5039740 A SU 5039740A RU 2017410 C1 RU2017410 C1 RU 2017410C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hybrids
- plants
- hybrid
- generation
- pollen
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000008774 maternal effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 claims description 12
- 230000000646 gametocidal effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 42
- 206010021929 Infertility male Diseases 0.000 description 24
- 208000007466 Male Infertility Diseases 0.000 description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 19
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 13
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 13
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 11
- 230000008775 paternal effect Effects 0.000 description 11
- 230000010152 pollination Effects 0.000 description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 8
- 230000017260 vegetative to reproductive phase transition of meristem Effects 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- 208000000509 infertility Diseases 0.000 description 7
- 230000036512 infertility Effects 0.000 description 7
- 208000021267 infertility disease Diseases 0.000 description 7
- WESJNFANGQJVKA-UHFFFAOYSA-M sodium;2,3-dichloro-2-methylpropanoate Chemical compound [Na+].ClCC(Cl)(C)C([O-])=O WESJNFANGQJVKA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 241000208818 Helianthus Species 0.000 description 5
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 4
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 4
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 4
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 4
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 4
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 230000005305 organ development Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- 108700028369 Alleles Proteins 0.000 description 2
- 241001573881 Corolla Species 0.000 description 2
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 2
- 238000010396 two-hybrid screening Methods 0.000 description 2
- 241000282836 Camelus dromedarius Species 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- 206010013710 Drug interaction Diseases 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218922 Magnoliophyta Species 0.000 description 1
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 238000009402 cross-breeding Methods 0.000 description 1
- 230000002380 cytological effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 210000001161 mammalian embryo Anatomy 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 230000021121 meiosis Effects 0.000 description 1
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 1
- 238000000491 multivariate analysis Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010399 three-hybrid screening Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции и промышленному получению гибридов первого поколения сельскохозяйственных культур. The invention relates to agriculture, in particular to breeding and industrial production of hybrids of the first generation of crops.
Способ получения гибридных семян состоит в создании исходного материала, обеспечения мужской стерильности материнского растения и последующего опыления пыльцой отцовского растения. A method of obtaining hybrid seeds consists in creating the starting material, ensuring the male sterility of the mother plant and subsequent pollination with pollen from the father plant.
В настоящее время известен целый ряд способов обеспечения мужской стерильности материнских растений:
- если пыльники очень малы, их можно удалить путем отсасывания;
- так как пыльники более чувствительны к температуре, чем рыльца пестиков, существуют методы кастрации с помощью горячей и холодной воды;
- использование цитоплазматической мужской стерильности;
- генетическая мужская стерильность;
- функциональная мужская стерильность;
- неструктурная мужская стерильность;
- мужская стерильность, индуцированная радиацией;
- мужская стерильность, индуцированная рентгеновским излучением;
- обработка растений на определенной стадии их развития водными растворами химических препаратов (гаметоциды);
- механическое удаление пыльников с помощью пинцета.Currently, there are a number of ways to ensure male sterility of maternal plants:
- if the anthers are very small, they can be removed by suction;
- since anthers are more sensitive to temperature than the stigmas of pistils, there are castration methods using hot and cold water;
- use of cytoplasmic male sterility;
- Genetic male sterility;
- functional male sterility;
- non-structural male sterility;
- male sterility induced by radiation;
- male sterility induced by x-rays;
- treatment of plants at a certain stage of their development with aqueous solutions of chemicals (gametocides);
- mechanical removal of anthers with tweezers.
Наиболее распространенный способ получения гибридных семян заключается в получении исходных родительских пар для скрещивания, механическом удалении пыльников материнской формы с помощью пинцета, опылении пыльцой отцовской формы и последующем выращивании до полного созревания. The most common way to obtain hybrid seeds is to obtain the original parental pairs for crossbreeding, mechanically removing the anthers of the mother form with tweezers, pollinating the pollen of the father form and then growing until fully ripe.
Инструменты для кастрации должны быть чистыми и свободными от пыльцы. Этого можно достигнуть погружением их в спирт, прокаливанием и т.д. Castration instruments must be clean and free of pollen. This can be achieved by immersing them in alcohol, calcining, etc.
Цветки с уже раскрытыми пыльниками, а также с недостаточно зрелыми, затрудняющими кастрацию, следует браковать. Все кастрированные цветки должны быть примерно в одной стадии развития, тогда их можно опылять в одно и то же время. Flowers with anthers already opened, as well as with insufficiently mature ones that impede castration, should be rejected. All castrated flowers should be approximately at the same stage of development, then they can be pollinated at the same time.
Кастрированные цветки изолируют, чтобы предотвратить случайное опыление. Для этого широко используют целлофановые изоляторы, но во всех случаях, когда перегревание может привести к избыточному накоплению влаги, желателен более пористый материал. Castrated flowers are isolated to prevent accidental pollination. For this, cellophane insulators are widely used, but in all cases when overheating can lead to excessive moisture accumulation, a more porous material is desirable.
Растения этикетируют, записывая схему скрещивания и дату кастрации. Plants are labeled by recording the crossing pattern and castration date.
Опыление, как правило, является более простой операцией, чем кастрация. Пыльцу можно переносить, вскрывая зрелый пыльник над рыльцем. Во многих случаях пыльцу можно переносить из большого числа пыльников и переносить ее на рыльца с помощью кисточки из верблюжьего волоса или небольшого шпателя, изготовленного путем расплющивания кончика препаровальной иглы. Открыто расположенные рыльца можно опылять, встряхивая над ним цветок с высыпающейся пыльцой. Pollination is usually a simpler operation than castration. Pollen can be carried by exposing a mature anther above the stigma. In many cases, pollen can be transferred from a large number of anthers and transferred to stigmas using a camel hair brush or a small spatula made by flattening the tip of a dissecting needle. Open stigmas can be pollinated by shaking a flower with flowing pollen above it.
Опыление обычно проводят на другой день после кастрации, но для разных видов этот промежуток может быть различным. Внешние условия сильно влияют на время проведения кастрации и опыления. Pollination is usually carried out the day after castration, but for different species, this interval may be different. External conditions strongly affect the time of castration and pollination.
Этот способ является достаточно трудоемким, требует соблюдения множества различных условий и высокой квалификации работников и не может быть применим для промышленного получения семян гибридов первого поколения. This method is quite time-consuming, requires the observance of many different conditions and highly skilled workers and cannot be applicable for the industrial production of seeds of first-generation hybrids.
Целью изобретения является создание технологии, позволяющей решить проблему промышленного получения семян гибридов первого поколения, выращивание которых приведет к дополнительному повышению урожайности сельскохозяйственных культур за счет гетерозисного эффекта. The aim of the invention is the creation of technology to solve the problem of industrial production of seeds of hybrids of the first generation, the cultivation of which will lead to an additional increase in crop yields due to the heterotic effect.
Сущность изобретения заключается в том, что при подборе исходных родительских пар должны соблюдаться определенные условия, а именно:
- материнская форма должна обладать хозяйственно-ценными признаками;
- отцовская форма должна обладать высокой комбинационной способностью и пыльцевой продуктивностью.The essence of the invention lies in the fact that when selecting the initial parental pairs certain conditions must be met, namely:
- the maternal form should have economically valuable traits;
- the paternal form must have high combining ability and pollen productivity.
Кроме того, следует отметить, что гибридизацию осуществляют путем обработки материнских растений гаметоцидными композициями, специфичными для различных сельскохозяйственных культур. In addition, it should be noted that hybridization is carried out by treating mother plants with gametocidal compositions specific for various crops.
Предложенный способ осуществляется следующим образом и показан на следующих примерах. The proposed method is as follows and is shown in the following examples.
П р и м е р 1. Получение семян гибридов первого поколения озимой диплоидной ржи. PRI me
Основным элементом производства семян гибридов первого поколения является выбор родительских форм, обеспечивающих в результате скрещивания оптимальное сочетание в одном генотипе хозяйственно-ценных свойств, по сравнению с районированными сортами, что резко повышает требования к оценке исходного материала. The main element in the production of seeds of first-generation hybrids is the choice of parental forms that, as a result of crossing, provide the optimal combination of economically valuable properties in one genotype compared to zoned varieties, which sharply increases the requirements for evaluating the source material.
Известна принципиальная схема генетического изучения сортового материала, которая включает:
- создание специальных рабочих коллекций, отражающих спектр внутривидового фенотипического разнообразия по отдельным признакам;
- выявление генотипических различий между лучшими образцами-источниками;
- изучение генетического контроля признаков на уровне вида и определение числа пар селекционно-ценных аллелей;
- идентификацию селекционно-ценных аллелей;
- формирование идентифицированных генетических коллекций.The known concept of the genetic study of varietal material, which includes:
- the creation of special work collections reflecting the spectrum of intraspecific phenotypic diversity according to individual characteristics;
- identification of genotypic differences between the best source samples;
- the study of genetic control of characters at the species level and the determination of the number of pairs of selection-valuable alleles;
- identification of breeding valuable alleles;
- the formation of identified genetic collections.
Предложенная схема генетического изучения исходного материала является основой планомерного поиска доноров селекционно-ценных признаков среди мирового разнообразия культурных растений и (или) создания их экспериментальным путем. The proposed scheme for the genetic study of the source material is the basis for a systematic search for donors of selection-valuable traits among the world variety of cultivated plants and (or) their experimental creation.
Эта чрезвычайно сложная задача становится вполне разрешимой с разработкой многомерной базы данных, где каждый объект характеризуется некой совокупностью количественных и качественных признаков. База данных способна выявить некие многомерные характеристики, значительно упрощающие оценку исходного селекционного материала, путем обработки всего имеющегося объема информации различными статистическими методами:
- дисперсионным анализом;
- анализом главных компонентов;
- дискриминантным анализом;
- факториальным анализом;
- многомерным дисперсионным анализом;
- методом многомерного шкалирования.This extremely difficult task becomes quite solvable with the development of a multidimensional database, where each object is characterized by a certain combination of quantitative and qualitative features. The database is able to identify certain multidimensional characteristics that greatly simplify the assessment of the initial breeding material by processing the entire available amount of information using various statistical methods:
- analysis of variance;
- analysis of the main components;
- discriminant analysis;
- factorial analysis;
- multivariate analysis of variance;
- method of multidimensional scaling.
Зная генотипы привлекаемых в скрещивания родительских форм и особенности генных взаимодействий, можно вести подбор родительских пар на строго научной основе для получения гибрида с заданными признаками для определенной местности его выращивания. Knowing the genotypes of the parental forms involved in the crossing and the features of gene interactions, it is possible to select parental pairs on a strictly scientific basis to obtain a hybrid with predetermined characters for a particular locality of its cultivation.
В качестве материнских форм для участка гибридизации берут лучшие прошедшие предварительный отбор сорта или линии, обладающие рядом хозяйственно-ценных признаков, тех которые необходимо передать гибридам. The best pre-selected varieties or lines with a number of economically valuable traits that need to be passed to hybrids are taken as maternal forms for the hybridization site.
На каждом сорте или линии проводят оценку гаметоцидной активности известных препаратов для определения специфических особенностей и коррекции оптимального периода обработки растений и концентрации препаратов. В табл.1 представлены результаты дисперсионного анализа предварительного испытания препаратов ЭФОГАМ, ГРАМИГАМ и ПРОГАМ на сорте Чулпан, различных показателей, таких как высота растений, длина колоса, количество колосков в колосе, количество фертильных колосков и число зерен в колосе в зависимости от того, на каком этапе проведена обработка растений, концентрации препаратов, влияние изоляции и их взаимодействие. At each cultivar or line, gametocidal activity of known preparations is evaluated to determine specific characteristics and to correct the optimal period of plant treatment and concentration of preparations. Table 1 presents the results of a variance analysis of the preliminary test of the ETOGAM, GRAMIGAM and PROGAM preparations on the Chulpan variety, various indicators such as plant height, spike length, number of spikelets per ear, number of fertile spikelets and the number of grains in an ear, depending on what stage the treatment of plants, the concentration of drugs, the effect of isolation and their interaction.
На основе тестирующих скрещиваний или литературных сведений выбирают отцовскую форму с высокой комбинационной способностью и наибольшей пыльцевой продуктивностью. Это дает возможность уменьшить ширину отцовской формы и увеличить ширину материнской, что в конечном итоге приводит к увеличению выхода гибридных семян с участка гибридизации. Высокая пыльцевая продуктивность - генетически наследуемый признак, но его проявление в значительной степени зависит от температуры и влажности воздуха о время цветения и предшествующий период. Поэтому выбор отцовской формы очень важный этап в осуществлении данного способа. On the basis of testing crosses or literary information, the paternal form with the highest combining ability and the highest pollen productivity is chosen. This makes it possible to reduce the width of the paternal form and increase the width of the mother, which ultimately leads to an increase in the yield of hybrid seeds from the hybridization site. High pollen productivity is a genetically inherited trait, but its manifestation largely depends on temperature and air humidity during flowering and the previous period. Therefore, the choice of the paternal form is a very important stage in the implementation of this method.
Предпочтение надо дать тому сорту или линии, который при прочих равных условиях обладает высокой и стабильной пыльцевой продуктивностью, способной обеспечить максимально возможный процент завязываемости гибридных семян материнской формы при любых климатических условиях. В результате для участка гибридизации в качестве материнских форм были выбраны следующие сорта: Чулпан, Восход-2, Таловская-12 и Харьковская-78, а в качестве отцовской формы - Саратовская-5. Preference should be given to that variety or line, which, all other things being equal, has a high and stable pollen productivity, capable of providing the highest possible percentage of mating hybrid seeds of the mother form under any climatic conditions. As a result, the following varieties were selected for the hybridization site as maternal forms: Chulpan, Voskhod-2, Talovskaya-12 and Kharkovskaya-78, and Saratov-5 as the paternal form.
Родительские формы высевают чередующимися полосами в различном соотношении в зависимости от биологических особенностей родительских форм и климатических условий. Полосы располагают поперек превалирующих в период цветения ветров для обеспечения естественного переноса пыльцы с отцовской формы на рыльца пестиков растений материнской формы. Parental forms are sown in alternating strips in different proportions depending on the biological characteristics of the parental forms and climatic conditions. The bands are located across the winds prevailing during the flowering period to ensure the natural transfer of pollen from the paternal form to the stigmas of the mother-plant pestles.
Правильность подбора родительских пар для участка гибридизации оценивали путем обработки материнских форм гаметоцидами ГРАМИГАМ, ГАМЕТАН, МОЛЕН и ПРОГАМ (табл.2). The correct selection of parental pairs for the hybridization site was evaluated by treating the maternal forms with the gametocides GRAMIGAM, HAMETAN, MOLEN, and PROGAM (Table 2).
Дисперсный анализ числа зерен в изолированных и свободноопыляемых колосьях выявил существенные различия между материнскими формами по отзывчивости на стерилянты пыльцы, а также между препаратами, но только в неизолированных колосьях. В изолированных колосьях статистически значимых различий по препаратам не обнаружено. A dispersed analysis of the number of grains in isolated and freely pollinated ears revealed significant differences between maternal forms in response to pollen sterilants, as well as between preparations, but only in uninsulated ears. In isolated ears there were no statistically significant differences in the preparations.
Наиболее эффективными и наиболее близкими к идеальному гаметоциду (100% мужская стерильность и 100% завязываемость при свободном опылении) оказались препараты МОЛЕН на сортах Чулпан и Харьковкая-78 и ПРОГАМ на сорте Восход-2. Наименее эффективные препараты - ГРАМИГАМ на сорте Восход-2 и все четыре на Таловской-12. Необходимо отметить, что стерилянт МОЛЕН, обеспечив на материнском сорте Чулпан практически полную мужскую стерильность, еще и стимулировал повышение завязываемости свободноопыляемых колосьев на 6,2% по сравнению с контролем. The most effective and closest to the ideal gametocide (100% male sterility and 100% free-pollination freezing) were MOLEN preparations on Chulpan and Kharkivskaya-78 varieties and PROGAM on Voskhod-2 cultivar. The least effective drugs are GRAMIGAM on the Voskhod-2 variety and all four on Talovskaya-12. It should be noted that the sterilizer MOLEN, providing almost complete male sterility in the maternal variety Chulpan, also stimulated an increase in the setting of free-pollinated ears by 6.2% compared to the control.
Средняя урожайность гибридов F1 347,11 г, а родителей - 259,5 г (гетерозис 33,76%) (табл.3). The average yield of F1 hybrids is 347.11 g, and of parents - 259.5 g (heterosis 33.76%) (Table 3).
Обработка полученных данных методом дисперсионного анализа показала наличие существенных различий как между гибридными комбинациями, так и гибридами F1 внутри комбинаций. Взаимодействия "гибридная комбинация - препарат" не обнаружено. Processing of the obtained data by the method of analysis of variance showed the presence of significant differences both between hybrid combinations and F1 hybrids within the combinations. No hybrid-drug interactions detected.
Различия между гибридными комбинациями определяются различиями только лишь между Чулпаном х Саратовскую-5 и Восходом-2 х Саратовскую-5 по гибридам, полученным с использованием препарата ГАМЕТАН. Differences between hybrid combinations are determined by differences only between Chulpan x Saratovskaya-5 and Voskhod-2 x Saratovskaya-5 for hybrids obtained using the drug HAMETAN.
В дальнейшем для простоты изложения название гибрида будет соответствовать шифру препарата, с помощью которого тот был получен. In the future, for ease of presentation, the name of the hybrid will correspond to the code of the drug with which it was obtained.
Внутри комбинаций наиболее лучшим является гибрид F1 "МОЛЕН", кроме комбинации Харьковкая-78 х Саратовскую-5, где статистически достоверных различий по гибридам не обнаружено. Inside the combinations, the best is the F1 MOLEN hybrid, except for the Kharkivskaya-78 x Saratovskaya-5 combination, where no statistically significant differences in hybrids were found.
Из 16 гибридов F1 у 12 степень доминирования была в пределах 1,5 - 34,1, а величина гетерозиса от 8,1 до 63,04%. Четыре гибрида - один в комбинации Чулпан х Саратовскую-5 (F1 "ГАМЕТАН") и три в комбинации Таловская-12 х Саратовскую-5 (F1 "ГРАМИГАМ", "ГАМЕТАН" и "ПРОГАМ"), хотя и дали снижение по урожайности, но по степени доминирования все они уклонились в сторону лучшего родителя, в данном случае материнского сорта. Of the 16 F1 hybrids, in 12 the degree of dominance was in the range of 1.5 - 34.1, and the heterosis value was from 8.1 to 63.04%. Four hybrids - one in a combination of Chulpan x Saratovskaya-5 (F1 "GAMETAN") and three in a combination of Talovskaya-12 x Saratov-5 (F1 "GRAMIGAM", "GAMETAN" and "PROGAM"), although they gave a decrease in yield, but in terms of dominance, they all deviated toward the best parent, in this case the maternal variety.
Для того, чтобы ввести в оценку урожайности гибридов F1 родительские сорта и стандарт, вычисляли отклонение этих гибридов от отцовского, материнского, стандартного и среднего по этим сортам. In order to introduce the parental varieties and standard in the assessment of the productivity of F1 hybrids, the deviation of these hybrids from the paternal, maternal, standard, and average for these varieties was calculated.
Дисперсионный анализ не выявил существенных различий между этими отклонениями, но подтвердил достоверность различий по комбинациям и их гибридам, установив при этом взаимодействие между ними. Analysis of variance did not reveal significant differences between these deviations, but confirmed the significance of differences in combinations and their hybrids, while establishing the interaction between them.
Гибриды F1 в комбинациях Харьковская-78 х Саратовскую-5 и Восход-2 х Саратвоскую-5 существенно превышают лучший родительский сорт. В комбинации Чулпан х Саратовскую-5 только три гибрида статистически достоверно превышали материнский сорт, более урожайный, чем опылитель Саратовская-5. Урожайность гибрида F1 "ГАМЕТАН" была в пределах НСР 0,5, причем он был единственным, не давшим достоверного превышения ни по одному пункту сравнения. В комбинации Таловская-12 х Саратовскую-5 отклонения по урожайности у всех четырех гибридов находились в пределах ошибки опыта по лучшему из родителей - материнскому сорту. По остальным пунктам сравнения превышение по урожайности было достоверным. Hybrids F1 in combinations Kharkiv-78 x Saratov-5 and Voskhod-2 x Saratvos-5 significantly exceed the best parent variety. In the combination Chulpan x Saratovskaya-5, only three hybrids were statistically significantly higher than the mother variety, more productive than the pollinator Saratovskaya-5. The productivity of the F1 "HAMETAN" hybrid was within the NDS of 0.5, and it was the only one that did not give a significant excess in any comparison point. In a combination of Talovskaya-12 x Saratovskaya-5, yield deviations for all four hybrids were within the experimental error for the best parent — the maternal variety. For the rest of the comparison points, the excess in yield was significant.
По общей комбинационной способности выделились пять гибридов: четыре со средними эффектами ОКС, а F1 "МОЛЕН" (Чулпан х Саратовская-5) - с высоким. Из них два в комбинации Восход-2 х Саратовскую-5 (F1 "МОЛЕН" и "ГРАМИГАМ"). Гибриды F1, полученные с помощью препарата МОЛЕН, обеспечили средние и высокие эффекты ОКС в трех комбинациях, кроме Харьковская-78 х Саратовскую-5, где выделился F1 "ПРОГАМ". А F1 "ГАМЕТАН" во всех комбинациях дал очень низкие ОКС. Зато эффекты СКС у всех гибридов во всех комбинациях были очень высокими. Five hybrids stood out in terms of total combining ability: four with average effects of ACS, and F1 MOLEN (Chulpan x Saratovskaya-5) with high. Of these, two in combination are Voskhod-2 x Saratovskaya-5 (F1 "MOLEN" and "GRAMIGAM"). F1 hybrids obtained using the MOLEN preparation provided medium and high ACS effects in three combinations, except Kharkovskaya-78 x Saratovskaya-5, where F1 PROGAM stood out. And F1 "HAMETAN" in all combinations gave very low ACS. But the effects of SCS in all hybrids in all combinations were very high.
Средняя урожайность гибридов второго поколения составила 387,66 г с делянки, а родителей 412,6 г (табл.4). В результате статистической обработки данных не выявлено достоверных различий по гибридным комбинациям. Но между гибридами внутри двух комбинаций они есть. Гибрид F2 "ГРАМИГАМ" существенно превысил по урожайности все гибриды в комбинации Чулпан х Саратовскую-5. А в комбинации Харьковская-78 х Саратовскую-5 - F2 "ПРОГАМ", но только по двум гибридам F2 "ГРАМИГАМ" и F2 "ГАМЕТАН". С гибридом F2 "ЛГГ-51" превышение было в пределах ошибки опыта. The average yield of second-generation hybrids was 387.66 g per plot and 412.6 g of parents (Table 4). As a result of statistical data processing, no significant differences in hybrid combinations were revealed. But between hybrids within two combinations they are. Hybrid F2 "GRAMIGAM" significantly exceeded the productivity of all hybrids in combination Chulpan x Saratov-5. And in combination Kharkov-78 x Saratov-5 - F2 "PROGAM", but only for two hybrids F2 "GRAMIGAM" and F2 "GAMETAN". With the F2 "LGG-51" hybrid, the excess was within the experimental error.
Во втором поколении только эти два гибрида F2 "ГРАМИГАМ" (Чулпан х Саратовская-5) и F2 "ПРОГАМ" (Харьковская-78 х Саратовская-5) были гетерозисными, степень доминирования 5,25 и 4,5 при гетерозисе, соответственно 5,94% и 2,57%. Пять гибридов уклонились в сторону менее урожайного родителя (3 в комбинации Таловская-12 х Саратовскую-5 и 2 в комбинации Восход-2 х Саратовскую-5). Оставшиеся семь гибридов оказались в сильной депрессии. Гибрид F2 "ГРАМИГАМ" единственный имеющий высокую ОКС. Еще пять имели средние значения, а все остальные с очень низкими эффектами ОКС, как впрочем и все гибриды по специфической комбинационной способности. In the second generation, only these two hybrids F2 "GRAMIGAM" (Chulpan x Saratov-5) and F2 "PROGAM" (Kharkov-78 x Saratov-5) were heterotic, the degree of dominance of 5.25 and 4.5 for heterosis, respectively 5, 94% and 2.57%. Five hybrids deviated towards the less productive parent (3 in the combination Talovskaya-12 x Saratovskaya-5 and 2 in the combination Voskhod-2 x Saratovskaya-5). The remaining seven hybrids were severely depressed. Hybrid F2 "GRAMIGAM" is the only one having high ACS. Five more had average values, and all others with very low effects of ACS, as well as all hybrids in specific combining ability.
Совместная обработка данных по урожайности гибридов первого и второго поколения выявили существенность различий между поколениями и гибридами внутри комбинаций. По гибридным комбинациям различия оказались не существенными. Joint processing of data on the productivity of hybrids of the first and second generation revealed the significance of differences between generations and hybrids within the combinations. For hybrid combinations, the differences were not significant.
Практически то же самое произошло и с родительскими сортами: по годам разница существенна, а между сортами - нет. Almost the same thing happened with the parent varieties: the difference is significant over the years, but not between the varieties.
Всходы гибридов F1 и F2 были сильными и дружными, а по срокам прохождения фенологических фаз гибриды тяготели к материнским сортам с опозданием на 1 день. The seedlings of the F1 and F2 hybrids were strong and friendly, and in terms of the passage of phenological phases, the hybrids gravitated to the mother varieties with a delay of 1 day.
Гаметоциды после проникновения внутрь растительного организма нарушают нормальный ход развития мужской генеративной сферы, затрагивая в некоторой степени и женскую, что резко повышает требования к условиям переопыления. Gametocides after penetration into the plant organism disrupt the normal course of development of the male generative sphere, affecting the female to some extent, which sharply increases the requirements for pollination conditions.
Неблагоприятные погодные условия в период массового цветения озимой ржи внесли значительные затруднения в процесс завязываемости гибридных семян. В среднем падение завязываемости у материнских сортов на участке гибридизации было в пределах от 8% у Восхода-2 до 21,7% у Таловской-12. Большую роль в этом играет взаимодействие "препарат - генотип", так как даже по одним и тем же препаратам размах колебаний может быть различным: от 3,5% (Восход-2) до 59,3% (Таловская-12). Unfavorable weather conditions during the period of mass flowering of winter rye made significant difficulties in the process of setting seed hybrid seeds. On average, the drop in the mating varieties in the maternal varieties at the hybridization site ranged from 8% at Voskhod-2 to 21.7% at Talovskaya-12. A major role in this is played by the drug-genotype interaction, since even for the same drugs the amplitude of the fluctuations can be different: from 3.5% (Voskhod-2) to 59.3% (Talovskaya-12).
Наибольшее снижение завязываемости дал препарат ПРОГАМ на сорте Харьковская-78 (до 40,3% ), а препарат МОЛЕН на сорте Чулпан повысил завязываемость гибридных семян на 6,2%. При этом период "начало колошения - полное цветение" у обработанных гаметоцидами сортов увеличился на 1-3 дня. К фазе полной спелости этот разрыв сократился и созревание произошло практически одновременно с контрольными растениями. The PROGAM drug on the Kharkivskaya-78 cultivar (up to 40.3%) gave the greatest decrease in seedlings, while the MOLEN drug on the Chulpan cultivar increased the seed set of hybrid seeds by 6.2%. At the same time, the period “beginning of heading - full bloom” in varieties treated with gametocides increased by 1-3 days. By the phase of full ripeness, this gap narrowed and maturation occurred almost simultaneously with the control plants.
Характерной особенностью препарата МОЛЕН является стабильная и высокая гаметоцидная активность. На 3 из 4-х материнских сортов он дал прекрасные результаты, кроме Таловской-12, где уровень стерильности не поднялся выше 83,4% при нормальном уровне завязываемости. Остальные же препараты на этом сорте не обеспечили ни того, ни другого. A characteristic feature of the MOLEN preparation is a stable and high gametocidal activity. On 3 of the 4 maternal varieties, he gave excellent results, except for Talovskaya-12, where the level of sterility did not rise above 83.4% with a normal level of binding. The rest of the preparations on this grade did not provide either one or the other.
Комплексом необходимых свойств для успешной гибридизации обладают препараты МОЛЕН на сортах Чулпан, Харьковская-78 и Восход-2 и ПРОГАМ на Восхде-2. Именно в этом случае обеспечивается максимальный выход гибридных семян и, следовательно, наивысший уровень гетерозиса. Но, как показало изучение урожайности первого гибридного поколения, данное предположение относительно гетерозиса не всегда справедливо. The MOLEN preparations on Chulpan, Kharkovskaya-78 and Voskhod-2 and PROGAM on Voskhde-2 have the complex of necessary properties for successful hybridization. It is in this case that the maximum yield of hybrid seeds is ensured and, therefore, the highest level of heterosis. But, as the study of the yield of the first hybrid generation showed, this assumption regarding heterosis is not always true.
Так, препарат ГРАМИГАМ на сорте Восход-2 индуцировал 78,7% стерильности при 91,3% завязываемости. Урожайность гибрида F1 "ГРАМИГАМ" составила 157,06% к лучшему из родителей (сорту Чулпан). В то же время препарат ГАМЕТАН на сорте Чулпан дал практически полную стерильность (99,8%) и довольно высокий уровень завязываемости (89,6% ). Однако урожайность гибрида F1 "ГАМЕТАН" оказалась на 4,23% ниже урожайности отцовского сорта Чулпан, правда это снижение было в пределах доверительного интервала лучшего из родителей. А низкая стерильность обработанных препаратами растений сорта Таловская-12 привела к тому, что урожайность гибридов варьировала в пределах НСР 05 к материнскому сорту. So, the GRAMIGAM preparation on the Voskhod-2 variety induced 78.7% sterility with 91.3% of tying. The productivity of the F1 GRAMIGAM hybrid was 157.06% to the best of the parents (Chulpan cultivar). At the same time, the HAMETAN preparation on the Chulpan cultivar gave almost complete sterility (99.8%) and a fairly high level of tying (89.6%). However, the yield of the F1 "HAMETAN" hybrid was 4.23% lower than the yield of the father's Chulpan variety, though this decrease was within the confidence interval of the best parent. And the low sterility of the treated plants of the Talovskaya-12 variety led to the fact that the yield of hybrids varied within the NDS 05 to the mother variety.
Все гибриды первого поколения по весу зерна с делянки уклонились в сторону более урожайного родителя, а гибриды второго поколения - менее урожайного. В том и в другом случае к материнскому сорту. All hybrids of the first generation by weight of grain from the plot deviated towards a more productive parent, and hybrids of the second generation - less productive. In both cases, to the maternal variety.
В целом для гибридов первого поколения характерен резкий всплеск урожайности и лишь в отдельных случаях уклонение к более урожайному родителю, а для гибридов второго поколения - депрессия и склонность к менее урожайному родителю. In general, the first generation hybrids are characterized by a sharp increase in productivity and only in some cases deviation from a more productive parent, and by the second generation hybrids are depression and a tendency towards a less productive parent.
Исключение составляют 2 гибрида: "ГРАМИГАМ" (Чулпан х Саратовская-5) и "ПРОГАМ" (Харьковкая-78 х Саратовская-5). Они во втором поколении сохранили гетерозис, что дает основание для применения их в селекции на продуктивность озимой ржи с использованием этих сортов. Остальные препараты предпочтительно использовать для коммерческого производства гибридов только первого поколения. The exception is 2 hybrids: GRAMIGAM (Chulpan x Saratov-5) and PROGAM (Kharkiv-78 x Saratov-5). In the second generation, they retained heterosis, which provides the basis for their use in breeding on the productivity of winter rye using these varieties. The remaining preparations are preferably used for the commercial production of only first-generation hybrids.
Необходимо отметить, что вегетация гибридов F1 проходила в очень неблагоприятных погодных условиях: весной, при повышенной температуре воздуха, осадков выпало почти вдвое больше нормы, а лето было холодное и дождливое. Тогда как гибриды F2 развивались в условиях, близких к оптимальным. В результате средняя урожайность гибридов F2 на 10,53% оказалась выше первого поколения. В то время как урожайность родительских сортов увеличилась в среднем на 59%, т.е. более чем в 5 раз по сравнению с гибридами. Это свидетельствует о большей экологической устойчивости гибридов, что имеет немаловажное значение для нашей страны, где 3 года из 5 бывают неблагоприятными для возделывания зерновых культур. It should be noted that the vegetation of F1 hybrids took place in very adverse weather conditions: in spring, at elevated air temperatures, precipitation fell almost twice the norm, and the summer was cold and rainy. Whereas F2 hybrids developed under conditions close to optimal. As a result, the average yield of F2 hybrids was 10.53% higher than the first generation. While the yield of parental varieties increased by an average of 59%, i.e. more than 5 times compared with hybrids. This indicates a greater environmental sustainability of hybrids, which is of no small importance for our country, where 3 out of 5 years are unfavorable for cultivating crops.
Таким образом для каждого материнского сорта на участке гибридизации характерна своя, специфическая отзывчивость на препараты гаметоцидного действия. Thus, each maternal variety at the hybridization site is characterized by its own specific responsiveness to gametocidal preparations.
Доминирующим фактором для достижения наивысшего уровня гетерозиса у гибрида F1 является генотип материнского сорта, а не препарат, с помощью которого тот был получен, тем более, что зависимости между максимальными уровнями мужской стерильности, завязываемости гибридных зерен и гетерозисом гибридов первого поколения не установлено. The dominant factor to achieve the highest level of heterosis in the F1 hybrid is the maternal genotype, and not the drug with which it was obtained, especially since there are no relationships between the maximum levels of male sterility, the binding of hybrid grains and the heterosis of first-generation hybrids.
Полученные методом химической гибридизации гибриды первого поколения озимой диплоидной ржи обеспечивают более устойчивый урожай в зависимости от погодных условий, чем исходные родительские сорта. Hybrids of the first generation of winter diploid rye obtained by chemical hybridization provide a more stable crop depending on weather conditions than the original parent varieties.
В табл. 5 представлены данные конкурсного испытания 2 гибридов первого поколения озимой диплоидной ржи Таловская-12 х Саратовская-5 и Харьковская-78 х Саратовская-5. Сорт Саратовская-5, который в этих гибридах был отцовским сортом, на Краснокутском госсортоучастке принят в качестве стандартa. In the table. 5 presents the data of a competitive test of 2 hybrids of the first generation of winter diploid rye Talovskaya-12 x Saratov-5 and Kharkov-78 x Saratov-5. The variety Saratovskaya-5, which in these hybrids was the paternal variety, was accepted as a standard at the Krasnokutsk state variety plot.
Урожайность этих гибридов по черному пару составила 32,3 ц/га, что на 9,5% выше урожайности стандарта. Высота стеблестоя у гибрида Таловская-12 х Саратовская-5 на 26 см (118 см), а у гибрида Харьковская-78 х Саратовская-5 на 29 см (115 см) ниже Саратовской-5 (144 см). При этом масса 1000 зерен у гибрида Таловская-12 х Саратовская-5 составила 25,7 г, у гибрида Харьковская-78 х Саратовская-5 - 25,2 г, что, соответственно, на 18,0% и 16,6% больше, чем у стандартного сорта (21,8 г). Устойчивость к полеганию у гибридов была на уровне 4 баллов (у стандарта 5), устойчивость к осыпанию и зимостойкость по 5 баллов (на уровне стандарта), а вот устойчивость к засухе у стандарта 4 балла, тогда как у гибридов на балл выше. The black steam yield of these hybrids was 32.3 c / ha, which is 9.5% higher than the standard yield. The height of the stem at the hybrid Talovskaya-12 x Saratov-5 is 26 cm (118 cm), and for the hybrid Kharkov-78 x Saratov-5 is 29 cm (115 cm) lower than Saratov-5 (144 cm). The mass of 1000 grains in the hybrid Talovskaya-12 x Saratovskaya-5 was 25.7 g, in the hybrid Kharkovskaya-78 x Saratovskaya-5 - 25.2 g, which, respectively, is 18.0% and 16.6% more than the standard variety (21.8 g). Resistance to lodging in hybrids was at the level of 4 points (for standard 5), resistance to shedding and winter hardiness at 5 points (at the level of the standard), but resistance to drought in the standard was 4 points, while for hybrids it was one point higher.
У обоих гибридов на 2 дня увеличилась продолжительность периода от всходов до восковой спелости. Поражения спорыньей, бурой и стеблевой ржавчиной не было как у гибридов, так и у Саратовской-5. In both hybrids, the period from seedlings to wax ripeness increased by 2 days. Damage to ergot, brown and stem rust was not found in both hybrids and Saratov-5.
Итак, по сравнению со стандартным сортом Саратовская-5 гибриды первого поколения озимой ржи Таловская-12 х Саратовская-5 и Харьковская-78 х Саратовская-5 имели следующие преимущества:
- повышение урожайности на 9,5%;
- снижение высоты стеблестоя на 26 и 29 см;
- повышение массы 1000 зерен на 18,0 и 15,6%;
- повышение устойчивости к засухе.So, in comparison with the standard variety Saratov-5 hybrids of the first generation of winter rye Talovskaya-12 x Saratov-5 and Kharkov-78 x Saratov-5 had the following advantages:
- increase in productivity by 9.5%;
- a decrease in the height of the stalk by 26 and 29 cm;
- increase in the mass of 1000 grains by 18.0 and 15.6%;
- increased resistance to drought.
П р и м е р 2. Подсолнечник. Подбор пар осуществляли аналогично примеру 1. В результате были отобраны следующие линии: ВК-64, ВК-119, ВК-268, ВК-364, ВК-373 и ВК-483 в качестве материнских форм, а линия ВК-66 в качестве отцовской формы. PRI me
Оценку правильности подбора пар для получения гибридов F1 проводили путем обработки растений материнских форм гаметоцидными композициями (препаратами). The evaluation of the correct selection of pairs to obtain F1 hybrids was carried out by treating the plants of the mother form with gametocidal compositions (preparations).
Растения в фазе "звездочки" обрабатывали гаметоцидными композициями с использованием ручного опрыскивателя. Расход жидкости на одно растение 10-12 мл. Обработка одно- и двухкратная, с интервалом 4-5 дней, свежеприготовленным раствором. Каждым препаратом обрабатывали 30-60 растений. Все растения делили на два варианта опыления - 15 или 30 растений переопылялись под изоляторами смесью пыльцы с обработанных растений, остальные цвели свободно. Для нормального и достаточного опыления свободноцветущих растений в каждом ряду оставлялось по 5-10 необработанных растений. Изучалась биология и морфология цветения растений, жизнеспособность пыльцы. По мере отцветания корзинок определялась степень их деформации, измерялись диаметр корзинок, высота растений, учитывалась завязываемость семянок при разных вариантах опыления, абсолютный вес, масличность. Plants in the star phase were treated with gametocidal compositions using a hand sprayer. The fluid flow rate per plant is 10-12 ml. Processing once and twice, with an interval of 4-5 days, freshly prepared solution. 30-60 plants were treated with each preparation. All plants were divided into two pollination options - 15 or 30 plants were pollinated under insulators with a mixture of pollen from treated plants, the rest bloomed freely. For normal and sufficient pollination of free-flowering plants, 5-10 untreated plants were left in each row. We studied the biology and morphology of flowering plants, the pollen viability. As the baskets fade, the degree of their deformation was determined, the diameter of the baskets, the height of the plants were measured, the seediness of seeds was taken into account for different pollination options, absolute weight, oil content.
Гаметоцид ГАМЕТАН практически вызывает полную мужскую стерильность на всех взятых линиях. Во всех случаях, за исключением линий ВК-64 и ВК-268 (табл. 6 и 8), обработанные растения более низкорослые. На линиях ВК-64, -373, -268 (табл.6, 10, 8) корзинки мелкие, с разной степенью деформации, на линии ВК-483 (табл.11) этот препарат проявляет стимулирующее действие, корзинки вырастают более крупные, а на линиях ВК-119 и ВК-364 (табл.7 и 9) заметного действия этого гаметоцида на форму и величину корзинки не отмечено. Gametocide GAMETAN practically causes complete male sterility on all taken lines. In all cases, with the exception of VK-64 and VK-268 lines (Tables 6 and 8), the treated plants are less stunted. On the VK-64, -373, -268 lines (Tables 6, 10, 8), the baskets are small, with varying degrees of deformation, on the VK-483 line (Table 11), this drug exhibits a stimulating effect, the baskets grow larger, and on the VK-119 and VK-364 lines (Tables 7 and 9), no noticeable effect of this gametocide on the shape and size of the basket was noted.
В первые дни после обработки на растениях линий ВК-373 и ВК-119 заметны ожоги верхних листьев, в остальных случаях отмечается только деформация двух-трех верхни, листьев. В целом цветение и созревание растений проходит на неделю позже. При переопылении растений под изоляторами семянки не завязываются, однако визуальная и цитологическая картина мужской стерильности у разных линий различна. In the first days after treatment on the VK-373 and VK-119 lines, burns of the upper leaves are noticeable, in other cases only deformation of two or three upper leaves is noted. In general, flowering and ripening of plants takes place a week later. When plants are pollinated under the insulators, achenes are not tied, however, the visual and cytological picture of male sterility is different in different lines.
На линиях ВК-64, -268 и -364 заметно угнетение пыльников, они выходят полностью, но светлые и пылят очень слабо, что говорит о низкой пыльцевой продуктивности, заметных изменений со стороны спермиев не наблюдается. В остальных случаях продуцируется очень много пыльцы и внешне стерильные растения ничем не отличаются от фертильных. On the VK-64, -268, and -364 lines, anther suppression is noticeable, they come out completely, but are light and dust very weak, which indicates low pollen productivity, no noticeable changes from sperm are observed. In other cases, a lot of pollen is produced and apparently sterile plants are no different from fertile ones.
Завязываемость семян при свободном цветении, абсолютный вес семян и масличность остаются на уровне контроля. При обработке препаратом МОЛЕН (0,5% ) более низкорослые растения отмечаются на линиях ВК-373 и ВК-119 (табл.10 и 7), ожогов и деформации листьев нет. Мелкие корзинки характерны для линий ВК-373, -268 и -119 (табл.10, 8 и 7). На линии ВК-483 проявляется также стимулирующее действие, корзинки более крупные (табл.11). Если судить о степени мужской стерильности по завязываемости семянок под изоляторами, то во всех случаях мы имеем полную стерильность при высокой женской фертильности, однако, как и в предыдущем случае, внешние проявления стерильности и результаты цитоанализа различные. Free flowering of seeds, absolute seed weight and oil content remain at the control level. When treated with MOLEN (0.5%), lower-growing plants are noted on the VK-373 and VK-119 lines (Tables 10 and 7), there are no burns and deformation of the leaves. Small baskets are characteristic for VK-373, -268, and -119 lines (Tables 10, 8, and 7). On the VK-483 line, a stimulating effect is also manifested, the baskets are larger (Table 11). If we judge the degree of male sterility by tying the seeds under the isolators, then in all cases we have complete sterility with high female fertility, however, as in the previous case, the external manifestations of sterility and the results of cytoanalysis are different.
Линии ВК-64 и -373 отличаются тем, что растения пылят очень слабо, жизнеспособность пыльцы низкая, спермии в большинстве недоразвитые или пыльцевые зерна остаются на стадии трехклеточных. На линиях ВК-364 и -483 препарат МОЛЕН, впервые в практике, индуцировал мужскую стерильность, схожую с цитоплазматической, пыльники при этом недоразвитые, не выходят из венчика цветка, стерильные. Со стороны женской сферы заметных отклонений не наблюдается, масса 1000 семянок, завязываемость при свободном цветении и масличность на уровне контроля или несколько ниже. The VK-64 and -373 lines are distinguished by the fact that plants dust very weakly, pollen viability is low, sperm in most underdeveloped or pollen grains remain at the three-cell stage. On the VK-364 and -483 lines, the MOLEN drug, for the first time in practice, induced male sterility similar to cytoplasmic, anthers are underdeveloped, do not leave the corolla of the flower, sterile. On the part of the female sphere, there are no noticeable deviations, the mass of 1000 achenes, free flowering and oiliness at the control level or slightly lower.
Препарат ПРОГАМ (2%) со стороны морфологии растений не вызывает никаких отрицательных реакций (ожогов, деформации корзинок, разрастания паренхимы цветоложа). На линиях ВК-373 и -119 растения более низкорослые, с мелкими корзинками (табл. 10 и 7). Завязываемость и масличность семянок на уровне контроля. Представляют практический интерес линии ВК-268 и -483. Гаметоцид ПРОГАМ на этих линиях вызывает мужскую стерильность типа ЦМС. The PROGAM preparation (2%) on the part of plant morphology does not cause any negative reactions (burns, deformation of baskets, proliferation of the receptacle parenchyma). On the VK-373 and -119 lines, the plants are shorter, with small baskets (Tables 10 and 7). Tying and oil content of achenes at the control level. The VK-268 and -483 lines are of practical interest. Gametocide PROGAM on these lines causes male sterility of the CMS type.
Гаметоцид ЭФОГАМ на всех испытуемых линиях дает высокий эффект стерилизации пыльцы. К отрицательным реакциям можно отнести угнетение роста растений, мелкие корзинки (линии ВК-373, -364, -119), деформация корзинок (табл. 10, 9, 7). На линиях ВК-483 и -64 при концентрации гаметоцида 0,5% получена стерильность типа ЦМС (табл.11 и 6). При всех вариантах обработки растений семена под изоляторами не завязываются. The gametocide ETOGAM on all tested lines gives a high pollen sterilization effect. Negative reactions include plant growth inhibition, small baskets (VK-373, -364, -119 lines), and deformation of baskets (Tables 10, 9, 7). On the VK-483 and -64 lines at a gametocide concentration of 0.5%, CMS type sterility was obtained (Tables 11 and 6). With all treatment options, the seeds under the insulators are not tied.
После обработки препаратом ГРАМИГАМ (1%) растения угнетались, формировали мелкие корзинки, особенно на линии ВК-373 (табл.10). Пыльцевая продуктивность пыльников высокая, но благодаря низкой жизнеспособности пыльцы (недоразвитие, дегенерирующие спермии) семена при опылении растений между собой не завязываются. На линии ВК-119 (табл.7) этот гаметоцид не дает 100% мужскую стерильность, не вызывает заметных изменений со стороны морфологии спермиев, жизнеспособность пыльцы составляет 60-70%, но при этом семена под изоляторами не завязываются. After treatment with GRAMIGAM (1%), the plants were inhibited, formed small baskets, especially on the VK-373 line (Table 10). The pollen productivity of anthers is high, but due to the low viability of pollen (underdevelopment, degenerating sperm), seeds are not tied together when pollinating plants. On the VK-119 line (Table 7), this gametocide does not give 100% male sterility, does not cause noticeable changes in the sperm morphology, pollen viability is 60-70%, but the seeds under the insulators are not tied.
Препарат АНОГАМ на линиях ВК-373, -64, -119 (табл.10, 6, 7) дает хороший эффект, однако внешне соцветия ничем не отличаются, пыльники выходят полностью, сильно пылят, фертильность пыльцевых зерен высокая. Только на линии ВК-64 можно наблюдать дегенерацию отдельных спермиев. Гаметоцидный эффект на всех линиях очень высокий, при анализе корзинок, опыленных смесью пыльцы с обработанных растений, семянок не обнаружено. The ANOGAM preparation on the VK-373, -64, -119 lines (Tables 10, 6, 7) gives a good effect, but the inflorescences do not differ in appearance, the anthers come out completely, dust very much, and the pollen grains have a high fertility. Only on the VK-64 line can degeneration of individual sperm be observed. The gametocidal effect on all lines is very high, when analyzing baskets pollinated with a mixture of pollen from treated plants, seeds were not found.
В табл.9 представлены результаты испытаний разных гаметоцидов на линии ВК-373. Число растений с мужской стерильностью колеблется от 10 до 90%, все они угнетаются в росте, формируют мелкие корзинки, за исключением WL 84811, который вызывает только 10% мужской стерильности. Наиболее перспективными можно считать гаметоциды ГАМЕРОЛ, ИБХ-2К, АГГ-90, А-31, БЮ-12. Table 9 presents the test results of various gametocides on the VK-373 line. The number of plants with male sterility ranges from 10 to 90%, all of them are suppressed in growth, form small baskets, with the exception of
Таким образом, линии ВК-373 и ВК-119 высокорослые, с мелкой наклонной корзинкой плохо отзываются на большинство гаметоцидов. В результате обработки растения угнетаются, корзинки деформируются, в большей степени поражаются болезнями, долго созревают. Анализ показал, что в большинстве случаев на 3-4-й день после начала цветения пыльца не втягивается в венчик цветка и наблюдается лишь единичное прорастание пыльцевых зерен, что не может обеспечить нормального оплодотворения и развития жизнеспособного зародыша. В целом гаметоциды не оказывают отрицательного действия на рост и развитие растений подсолнечника, однако при обработке их на V этапе органогенеза. Thus, the VK-373 and VK-119 lines are tall, with a shallow sloping basket, respond poorly to most gametocides. As a result of processing, the plants are depressed, the baskets are deformed, more affected by diseases, and ripen for a long time. The analysis showed that in most cases, on the 3-4th day after the beginning of flowering, pollen is not drawn into the corolla of the flower and only a single germination of pollen grains is observed, which cannot ensure normal fertilization and development of a viable embryo. In general, gametocides do not have a negative effect on the growth and development of sunflower plants, however, when they are processed at stage V of organogenesis.
Стерилизация пыльцы при индуцировании мужской стерильности гаметоцидами не связана с редуцированием или гибелью пыльников, нарушением мейоза, а является следствием дегенерации гамет на разных стадиях их развития. Исключение составляют препараты ПРОГАМ, РАЛЕН, АНОГАМ, которые вызывают стерилизацию 2-, 3-клеточных зерен и формирование разнокачественной пыльцы. Несмотря на генетическую разнокачественность сортового материала, исследуемые гаметоциды индуцируют стабильную мужскую стерильность в пределах одной концентрации. Sterilization of pollen when inducing male sterility with gametocides is not associated with the reduction or death of anthers, impaired meiosis, but is a consequence of gamete degeneration at different stages of their development. The exceptions are the PROGAM, RALEN, ANOGAM preparations, which cause sterilization of 2-, 3-cell grains and the formation of pollen of different quality. Despite the genetic diversity of varietal material, the gametocides studied induce stable male sterility within the same concentration.
Данные химические соединения не вызывают особых изменений со стороны женского гаметофита. При опылении обработанных растений достаточным количеством нормальной пыльцы, в восьмидесяти случаях из ста наблюдается нормальный рост пыльцевых трубок и процесс оплодотворения. These chemical compounds do not cause special changes on the part of the female gametophyte. When pollinating treated plants with a sufficient amount of normal pollen, in eighty cases out of a hundred, normal growth of pollen tubes and the process of fertilization are observed.
Наиболее перспективными гаметоцидами для подсолнечника являются ПРОГАМ, РАЛЕН, ТВ-ВТ-9, МОЛЕН, АГГ-59, -87, ДЭФ, ГРАМИГАМ, ИБХ-2К, ГАМЕТАН. The most promising gametocides for sunflower are PROGAM, RALEN, TV-VT-9, MOLEN, AGG-59, -87, DEF, GRAMIGAM, IBH-2K, GAMETAN.
Наряду с высоким уровнем мужской стерильности, индуцируемым этими препаратами, сохраняется женская фертильность, показатели массы 1000 семянок, масличности и всхожести близки к контролю. Along with the high level of male sterility induced by these drugs, female fertility is maintained, indicators of the weight of 1000 seeds, oil content and germination are close to control.
ПРОГАМ эффективен на подсолнечнике при 2% концентрации, на растения он наносится в виде водной эмульсии в ранние утренние или вечерние часы на VI этапе органогенеза. При этом число нормальных растений достигает 100% и наряду с мужской стерильностью сохраняется высокая завязываемость семян при свободном цветении. PROGAM is effective on sunflower at 2% concentration; it is applied to plants in the form of an aqueous emulsion in the early morning or evening hours at stage VI of organogenesis. At the same time, the number of normal plants reaches 100% and, along with male sterility, a high seed setting during free flowering is maintained.
МОЛЕН наносят на растения в виде водного раствора, концентрация препарата 0,05%, на V и VI этапах органогенеза. MOLEN is applied to plants in the form of an aqueous solution, the concentration of the drug is 0.05%, at stages V and VI of organogenesis.
ГРАМИГАМ и ДЭФ индуцируют высокий уровень мужской стерильности при 1% концентрации, в виде водной эмульсии ими обрабатывают растения на VI этапе органогенеза. GRAMIGAM and DEF induce a high level of male sterility at 1% concentration, they process plants in the form of an aqueous emulsion at the VI stage of organogenesis.
В результате проведенных исследований был получен гибрид подсолнечника МЛ-552, который испытывался в ряде научно-исследовательских учреждений и на госсортоучастках Ростовской, Волгоградской и Воронежской областей. Как отмечали наблюдатели, гибридные растения отличались выравненностью и достаточно высокой урожайностью. As a result of the research, a hybrid of sunflower ML-552 was obtained, which was tested in a number of research institutions and at the state crop sections of Rostov, Volgograd and Voronezh regions. As observers noted, hybrid plants were characterized by uniformity and a fairly high yield.
В условиях Ростовской и Волгоградской областей этот гибрид обеспечил урожайность на уровне стандартных сортов, превосходя по урожайности и сбору масла гибрид Солдор 220. In the conditions of the Rostov and Volgograd regions, this hybrid provided yield at the level of standard varieties, surpassing the Soldor 220 hybrid in yield and oil collection.
В условиях Воронежской области получена статистически достоверная прибавка как к районированному сорту Воронежский 436 (семянок 4,9 ц/га, масла 145 кг/га), так и в сравнении с гибридом Солдор 220, прибавка по урожайности семянок - 3,1 ц/га, по сбору масла - 307 кг/га. In the conditions of the Voronezh region, a statistically significant increase was obtained both for the zoned cultivar Voronezhsky 436 (seeds 4.9 kg / ha, oil 145 kg / ha), and in comparison with the hybrid Soldor 220, the increase in yield of seeds - 3.1 kg / ha , oil collection - 307 kg / ha.
П р и м е р 3. Пшеница. Подбор пар осуществляли аналогично примеру 1. PRI me
Эффективность и универсальность использования гаметоцидов для оценки правильности подбора родительских пар представлена в таблице 12. The effectiveness and versatility of the use of gametocides to assess the correct selection of parental pairs is presented in table 12.
В табл. 13, 14 приведены сравнительные данные по урожайности с делянки (S = 4,8 м2) и уровней гетерозиса гибридов первого, второго, третьего и четвертого поколений озимой пшеницы от скрещивания родительских форм, отобранных по данному способу (материнская форма - Полукарлик-3, отцовская - ППГ-347). Гибридизация проведена с использованием препарата ГРАМИГАМ. Данные свидетельствуют об удачном подборе родительских форм, гетерозис по урожайности зерна с делянки проявился не только у гибрида первого, но и второго, и третьего поколений. Лишь в четвертом поколении гибрид занял промежуточное положение, уклонившись в сторону более урожайного родителя.In the table. 13, 14, comparative data on the yield from the plot (S = 4.8 m 2 ) and heterosis levels of hybrids of the first, second, third and fourth generations of winter wheat from crossing of parental forms selected by this method (maternal form Polukarlik-3, paternal - PPG-347). Hybridization was carried out using the drug GRAMIGAM. The data indicate a successful selection of parental forms; heterosis in grain yield from a plot was manifested not only in the hybrid of the first, but also of the second and third generations. Only in the fourth generation did the hybrid take an intermediate position, dodging towards a more productive parent.
В табл.15 представлены результаты колосового анализа гибрида F3 и сортов озимой пшеницы (сорт - стандарт Мироновская-808 и лучшая из родителей - отцовская форма ППГ-347). Этот год по климатическим условиям был крайне неблагоприятным для озимой пшеницы. Table 15 presents the results of the spike analysis of the F3 hybrid and winter wheat varieties (the variety is the Mironovskaya-808 standard and the best of the parents is the paternal form of PPG-347). This year was extremely unfavorable for winter wheat due to climatic conditions.
П р и м е р 4. Просо. Подбор пар осуществляли аналогично примеру 1. PRI me
Эффективность и универсальность использования гаметоцидов для оценки правильности подбора родительских пар представлена в табл.16. The effectiveness and versatility of the use of gametocides to assess the correct selection of parental pairs is presented in table.16.
П р и м е р 5. Кукуруза. Подбор пар осуществляли аналогично примеру 1. Эффективность и универсальность использования гаметоцидов для оценки правильности подбора родительских пар представлена в табл.17. PRI me
Таким образом, используя данный способ, а именно правильный подбор родительских пар с применением гаметоцидов, можно получить семена гибридов первого поколения сельскохозяйственных, культур, отличающихся повышенной урожайностью и качеством в промышленных масштабах в реальных условиях сельскохозяйственного производства. Thus, using this method, namely the correct selection of parental pairs with the use of gametocides, it is possible to obtain seeds of hybrids of the first generation of agricultural crops, which are characterized by increased productivity and quality on an industrial scale in real agricultural production conditions.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5039740 RU2017410C1 (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Method of production of agriculture plant seeds of the first generation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5039740 RU2017410C1 (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Method of production of agriculture plant seeds of the first generation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017410C1 true RU2017410C1 (en) | 1994-08-15 |
Family
ID=21602994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5039740 RU2017410C1 (en) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | Method of production of agriculture plant seeds of the first generation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2017410C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2302105C1 (en) * | 2005-11-17 | 2007-07-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. В.С. Пустовойта Российской академии сельскохозяйственных наук | Method of producing sunflower hybrid |
| RU2370948C1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-10-27 | Государственное научное учреждение Армавирская опытная станция Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур имени В.С. Пустовойта Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ АОС ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии) | Method of obtaining genetically pure seeds of mother form for sunflower hybrid |
| RU2420059C2 (en) * | 2005-09-28 | 2011-06-10 | Дау Агросайенсиз Ллс | High-oil sunflower resistant to imidazolinon |
-
1992
- 1992-04-23 RU SU5039740 patent/RU2017410C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Бриггс Ф., Ноулз П. Научные основы селекции растений.М.: Колос, 1972, с.129-131. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2420059C2 (en) * | 2005-09-28 | 2011-06-10 | Дау Агросайенсиз Ллс | High-oil sunflower resistant to imidazolinon |
| RU2302105C1 (en) * | 2005-11-17 | 2007-07-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. В.С. Пустовойта Российской академии сельскохозяйственных наук | Method of producing sunflower hybrid |
| RU2370948C1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-10-27 | Государственное научное учреждение Армавирская опытная станция Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур имени В.С. Пустовойта Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ АОС ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии) | Method of obtaining genetically pure seeds of mother form for sunflower hybrid |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Alcantara et al. | Ethyl methanesulfonate-induced seed mutagenesis of Capsicum annuum | |
| Miller | DEVELOPMENT OF THE PISTILLATE SPIKELET AND FERTILIZATION IN ZEA MAYS L. ¹ | |
| Phillips et al. | Interspecific hybridization of red clover (Trifolium pratense L.) with T. sarosiense Hazsl. using in vitro embryo rescue | |
| Georgiev | Heterosis in tomato breeding | |
| CN108925423B (en) | A kind of heat-resisting germplasm selection of Rise's boot period | |
| Schuster | Helianthus Annuus: En. Sunflower; Fr. Tournesol; Ge. Sonnenblume; Sp. Girasol | |
| Pundir et al. | Crossability relationships among Cajanus, Atylosia and Rhynchosia species and detection of crossing barriers | |
| WO2013027659A1 (en) | Method for controlling sexuality of hop | |
| Ercan et al. | Reasons for parthenocarpy and the effects of various hormone treatments on fruit set in pepino (Solarium muricatum Ait.) | |
| Fresnedo-Ramírez | The floral biology of Jatropha curcas L.—a review | |
| RU2017410C1 (en) | Method of production of agriculture plant seeds of the first generation | |
| JP2015073510A (en) | Cruciferous plant in which the nature of the seed vernalization type is modified to the nature of the chloroplast vernalization type and method for producing the same | |
| JPH04218321A (en) | Hybrid plant between onion and garlic or chinese chive, breeding and multiplication thereof | |
| Dedio et al. | Sunflower | |
| Faehnrich et al. | Auxin application in interploidy crosses and genome stability: across-generation investigations on German chamomile (Matricaria recutita [L.] Rauschert) of various origins | |
| Grāvīte et al. | Influence of boron foliar fertilization on plum pollen viability, germination and fruit set | |
| RU2158496C2 (en) | Method of obtaining f1 hybrid seeds | |
| Joshi et al. | Perspectives of bell pepper breeding | |
| Calabrese et al. | Cynara cardunculus propagation | |
| Burton | Improving turfgrasses | |
| Gordon | Seed dormancy, seed treatment and seed sowing | |
| Negi et al. | Some studies on grape hybridization in South India | |
| Turna et al. | Effects of Short Term Pollen Storage on Fruit Set, Seed Number and Seed Germination Rate in Cut Rose Hybridization | |
| Singh et al. | Reproductive biology and breeding system of pomegranate: a review | |
| Sun | Effects of Self‐Pollination in Rape 1 |