стр 94-98

VIII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2015 г.
УДК 633.522 : 631.523 / 575.222.7
НАСЛЕДОВАНИЕ ПРИЗНАКОВ ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ТИПА
У РЕЦИПРОКНЫХ СОРТОЛИНЕЙНЫХ, ЛИНЕЙНОСОРТОВЫХ
И МЕЖЛИНЕЙНЫХ ГИБРИДОВ КОНОПЛИ
Мищенко С.В.
41400, Украина, Сумская обл., г. Глухов, ул. Терещенков, 45
Опытная станция лубяных культур Института сельского хозяйства
Северо-востока НААН Украины
serg_mischenko@mail.ru
Установлено, что по особенностям наследования селекционных признаков гетерозисные реципрокные гибриды конопли среднерусского и южного эколого-географического типа
можно отнести как к первому, так и второму типу. В последнем случае они имеют более продолжительный вегетационный период.
Ключевые слова: конопля посевная, селекция, гибрид, эколого-географический
тип, наследование, вегетационный период.
Введение. На современном этапе развития сельскохозяйственного производства и промышленности конопля посевная ( Cannabis sativa L.) приобретает
значение не только традиционной волокнистой, но и масличной культуры. В селекции возродилось несколько забытое направление на повышение содержания
масла в семенах и его качественный состав [1]. С возрождением этого направления возникает потребность в разработке концептуальных основ создания именно
гибридного исходного материала, поскольку в последнее время наблюдается
сужение его генетической разнообразности из-за строгих требований к полному
отсутствию каннабиноидов и стабильной однодомности. Особое место должно
занять создание модели самоопыленных линий как компонентов скрещиваний [1]
и выбор оптимального типа гибрида (сортолинейного, линейносортового или
межлинейного). При этом исходные положения селекции должны основываться,
прежде всего, на установлении особенностей наследования признака содержания
масла и закономерностей проявления гетерозиса у гибридов, родительскими
формами которых были образцы различного эколого-географического происхождения, с разной генетической основой (местные кряжи, селекционные сорта, синтетические популяции, самоопыленные линии и т.д.) и, соответственно, неодинаковым уровнем проявления морфологических, технологических признаков, общей
и специфической комбинационной способностью. Для практической селекции на
повышение масличности и семенной продуктивности нами рекомендовано скрещивание сортов и инбредных линий среднерусского и южного экологогеографических типов.
Актуальным становится вопрос установления особенностей наследования
признаков различных эколого-географических типов у реципрокных сортолинейных, линейносортовых и межлинейных гибридов конопли, а именно: к какому типу следует относить тот или иной гибрид, за счет каких факторов наблюдается
эффект гетерозиса и т. п.
У конопли посевной, в основном, выделяют три эколого-географических
типа: северный, среднерусский и южный [2, 3].
К северному типу относят скороспелую коноплю Крайнего Севера. Расте-
94
VIII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2015 г.
ния этого типа отличаются своей низкорослостью, тонким стеблем и слабой ветвистостью. Длина стебля в среднем составляет 50–80 см. Листья сравнительно
мелкие с небольшим количеством долей листовой пластинки. Вегетационный период длится 60–75 суток, т. е. на 30–40 суток короче периода, который требуется
для развития культуры в основных районах коноплеводства. Урожай волокна и
семян невысокий. В связи с этим, хозяйственное значение образцов (сортов) этого типа незначительное, их важность заключается в приспособленности растений
к суровым условиям севера и использовании в селекции как исходных форм для
скрещивания с более высокорослыми образцами [2, 3].
Среднерусский тип конопли распространен в пределах 51–57° с. ш. Европы и Азии. Стебель достигает высоты 1,25–2 м, со средним диаметром и средними
по величине листьями с 5–9 долями, компактным соцветием. Вегетационный период колеблется в пределах от 80 до 120 дней. Семена светло-серые с массой
тысячи штук 13–18 г. Растения сравнительно стойкие к их осыпанию. Стебель со
слабо выраженной правильной шестигранной формой. Сорта этой группы характеризуются высоким урожаем семян и волокна [2, 3].
Южный тип распространен южнее от зоны среднерусской конопли и является очень ценным в практическом отношении. Сорта этого типа обладают высоким урожаем стеблей, достигая высоты более 3–5 м, и волокна. Растения позднеспелые (вегетационный период составляет 140–160 суток), имеют широкие листья и крупные семена темно-серого цвета с ярко выраженной мозаикой и массой
тысячи штук 18–25 г [2, 3].
Цель и задачи исследования – установить особенности наследования продолжительности вегетационного периода и некоторых хозяйственно-ценных признаков у сортолинейных, линейносортовых и межлинейных гибридов конопли
среднерусского и южного типов для отнесения полученного исходного материла к
тому или иному типу и раскрытия факторов, которые способствуют проявлению
гетерозисного эффекта.
Материал и методы. Исследования проводили на базе Опытной станции
лубяных культур Института сельского хозяйства Северо-востока НААН Украины в
течение 2013–2014 гг. Использовали сорта среднерусского экологогеографического типа Глуховская 58 и Глесия, южного – Золотоношская 15. Для
проведения реципрокных скрещиваний подбирали самоопыленные линии третьего-пятого поколения с наименьшей степенью проявления инбредной депрессии, а
отдельные семьи сортов – с наиболее высокими показателями интересующих селекционных признаков (массы семян с растения и содержания масла). Гибридизацию проводили в условиях вегетационного домика (12 вариантов) с использованием групповых тканево-пленочных изоляторов. Кастрацию проводили вручную. Анализировали потомство первого поколения в сравнении с родительскими
формами в питомнике оценки по общепринятым на опытной станции методикам
при площади питания растений 30 х 5 см, выборка – 20 шт. для каждой семьи.
Половые типы определяли согласно методике [4].
Результаты и обсуждение. Анализ растений F1 в питомнике оценки показал, что при скрещивании сортов и самоопыленных линий с продолжительностью
вегетационного периода 124 и 129 суток (от полных сходов до биологической
спелости) в пределах среднерусского эколого-географического типа в потомстве
данный признак имел значение 126 и 128 суток соответственно. Более раннеспелыми были гибриды, в которых материнская форма представлена сортом Глуховская 58 и его самоопыленными линиями, а более позднеспелыми – гибриды, материнская форма которых представлена сортом Глесия и его инцухт-линиями.
95
VIII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2015 г.
Полного наследования продолжительности материнской или отцовской формы не
наблюдается, скорее оно промежуточное, но более сходное с материнской формой и тяготеет к продолжительному периоду. Так, разность продолжительности
вегетации гибридов и материнской формы составляла – 1 и + 2 суток, а разность
гибридов и отцовской формы составляла – 3 и + 4 суток (табл. 1).
Таблица 1 – Наследование продолжительности вегетационного периода
у сортолинейных, линейносортовых и межлинейных гибридов
конопли первого поколения различных
эколого-географических типов
2013–2014 гг.
Гибрид
Вегетационный период, суток
материнская
отцовская
гибрид
±к
±к
♀
♂
форма (♀)
форма (♂)
Глесия х І5 Глуховская 58
129
124
128
–1
+4
І5 Глуховская 58 х Глесия
124
129
126
+2
–3
Глуховская 58 х І3 Глесия
124
129
126
+2
–3
І3 Глесия х Глуховская 58
129
124
128
–1
+4
І5 Глуховская 58 х І3 Глесия
124
129
126
+2
–3
І3 Глесия х І5 Глуховская 58
129
124
128
–1
+4
Глесия х І5 Золотоношская 15
129
136
132
+3
–4
І5 Золотоношская 15 х Глесия
136
129
133
–3
+4
Золотоношская 15 х І3 Глесия
136
129
133
–3
+4
І3 Глесия х Золотоношская 15
129
136
132
+3
–4
І5 Золотоношская 15 х І3 Глесия
136
129
133
–3
+4
І3 Глесия х І5 Золотоношская 15
129
136
132
+3
–4
Аналогичные результаты получили при скрещивании сортов и самоопыленных линий среднерусского и южного типов с продолжительностью вегетационного периода 129 и 136 суток, когда у гибридов данный признак имел значение
132 и 133 суток соответственно. На 1 сутки раннеспелее были гибриды, в которых
материнская форма представлена сортом Глесия и его самоопыленными линиями,
а на 1 сутки позднеспелее – гибриды, материнская форма которых представлена
сортом Золотоношская 15 и его инцухт-линиями. Полного наследования продолжительности материнской или отцовской формы также не наблюдается, скорее
оно промежуточное, но более сходное с материнской формой. Так, разность продолжительности вегетации гибридов и материнской формы составляла – 3 и + 3
суток, а разность гибридов и отцовской формы составляла – 4 и + 4 суток.
Доказана возможность создания гетерозисных гибридов данной культуры
при одновременном отсутствии каннабиноидов и поскони однодомной конопли
как исходного материала для селекции. В зависимости от целей и направления
использования (семенное, волокнистое, биоэнергетическое и т. п.) целесообразным есть создание всех трех типов гибридов: сортолинейных, линейносортовых и
межлинейных в пределах одного эколого-географического типа или разных. Среди вариантов скрещиваний в пределах среднерусского типа наилучше проявили
себя межлинейные гибриды, а при скрещивании отдаленных типов – сортолинейные и линейносортовые (табл. 2).
В F1, полученном на основе отдаленных эколого-географических типов,
проявление эффекта гетерозиса более выражено (наблюдается сверхдоминирование высоких показателей селекционных признаков), что объясняется качественно новыми формообразовательными процессами в гибридных популяциях.
96
VIII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2015 г.
Признаки диаметра стебля на ½ технической длины, массы стебля и волокна, при
небольшом исключении общей длины стебля и массы семян с растения, на
уровне, который характерен для конопли южного типа, доминируют в вариантах,
где материнская форма была представлена именно этим типом. Например, диаметр стебля растений гибрида Золотоношская 15 х І3 Глесия составляет 11,88 мм,
масса стебля – 22,55 г, масса волокна – 7,90 г, а реципрокного гибрида І3 Глесия
х Золотоношская 15 – 10,56 мм, 19,34 г и 6,57 г соответственно. Таким образом,
данные гибриды можно отнести как к южному типу, так и среднерусскому, но в
последнем случае – с более продолжительным периодом вегетации.
Таблица 2 – Проявление хозяйственно-ценных признаков у сортолинейных,
линейносортовых и межлинейных гибридов конопли первого
поколения среднерусского и южного эколого-географических типов
2013-2014 гг.
Гибрид
Признак
длина
диаметр
масса
масса
масса
стебля,
стебля,
стебля,
волокна,
семян,
см
мм
г
г
г
Глесия х І5 Глуховская 58
214,4
8,32
11,79
4,46
2,34
І5 Глуховская 58 х Глесия
247,9
9,04
14,22
4,76
4,99
Глуховская 58 х І3 Глесия
255,8
9,20
15,22
5,12
5,10
І3 Глесия х Глуховская 58
257,1
8,66
13,66
4,53
6,24
І5 Глуховская 58 х І3 Глесия
277,7
10,59
20,88
6,14
8,68
І3 Глесия х І5 Глуховская 58
270,2
10,10
20,00
6,00
9,67
Глесия х І5 Золотоношская 15
253,7
9,82
16,63
5,94
10,60
І5 Золотоношская 15 х Глесия
278,5
11,52
22,53
7,83
9,02
Золотоношская 15 х І3 Глесия
279,0
11,88
22,55
7,90
9,00
І3 Глесия х Золотоношская 15
290,0
10,56
19,34
6,57
7,08
І5 Золотоношская 15 х І3 Глесия
249,6
10,44
17,74
5,90
5,36
І3 Глесия х І5 Золотоношская 15
242,6
8,41
13,48
4,42
3,90
НСР 0,05
10,4
0,73
2,23
0,74
1,53
Проявление высокой семенной продуктивности гибридов между сортами и
самоопыленными линиями отдаленных типов (например, масса семян с растения
гибрида Глесия х І5 Золотоношская 15 в среднем составляет 10,60 г), объясняется
тем, что сорт Глесия выступил донором высокой массы, а самоопыленные линии
сорта Золотоношская 15 – более продолжительного периода формирования семян.
Однодомной конопле присущ половой полиморфизм – переходный ряд
феминизированных (с компактным соцветием) и маскулинизированных (с рыхлым
соцветием) типов и разным соотношением мужских и женских цветков. Популяции современных сортов представлены преимущественно растениями однодомной феминизированной матерки, а посконь однодомной конопли (прямой дестабилизатор однодомности) практически отсутствует. Известно, что у сортов конопли южного типа, в сравнении со среднерусским, наблюдаются отличия в половой структуре. Популяции содержат несколько больше однодомной феминизированной поскони, феминизированной поскони, однодомных маскулинизированных растений и поскони однодомной конопли. Учет половых типов гибридов свидетельствует о высокой степени проявления однородности материала по данному
признаку. Есть семьи, которые содержат 100,0% однодомной феминизированной
матерки, и только отдельные семьи гибридов, полученных на основе среднерусского и южного типов, имеют в своей половой структуре однодомную феминизи-
97
VIII международная конференция молодых ученых и специалистов, ВНИИМК, 2015 г.
рованную посконь (до 4,0%). В целом, отнести их к тому или иному экологогеографическому типу по половому признаку не представляется возможным.
Заключение. Среди вариантов скрещиваний в пределах среднерусского
эколого-географического типа наилучшим образом проявили себя межлинейные
гибриды, а при скрещивании отдаленных среднерусского и южного типов –
сортолинейные и линейносортовые. В последнем случае эффект гетерозиса более
выражен; полного наследования продолжительности вегетационного периода
материнской или отцовской формы не наблюдается, скорее оно промежуточное,
но более сходное с материнской формой и тяготеет к продолжительному периоду. По характеру наследования селекционных признаков данные гибриды можно
отнести как к южному типу, так и среднерусскому, но в последнем случае – с более продолжительным периодом вегетации.
Литература
1. Лайко И.М., Вировец В.Г., Мищенко С.В. и др. Обоснование создания
самоопыленных линий ненаркотической конопли для селекции на повышение
масличности // Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. – Краснодар,
2014. – Вып. 1 (157–158). – С. 27–31.
2. Коноплеводство / под ред. А.С. Хренникова, Я.М. Толлочко. – М.: Сельхозгиз, 1953. – 448 с.
3. Коноплі / за ред. М.Д. Мигаля, В.М. Кабанця. – Суми: Еллада, 2011. –
384 с.
4. Мигаль Н.Д. Генетика пола конопли. – Глухов, 1992. – 214 с.
THE INHERITANCE OF ECO-GEOGRAPHICAL TYPE AT RECIPROCAL
VARIETYxLINE, LINExVARIETY, AND INTERLINE HYBRIDS OF HEMP
Mischenko S.V.
It was found that due to the specifics of inheritance of breeding traits heterotic
reciprocal hemp hybrids of central-Russian and southern eco-geographical types can
be attributed to both the first and the second types. In the latter case, they have a
longer vegetative period.
Key words: hemp, breeding, hybrid, eco-geographical type, inheritance, vegetative period
98