селекция гибридов f1 различных разновидностей
advertisement
На правах рукописи Шантасов Артур Маратович УДК 631.53.02:635.61/.63:581.16 СЕЛЕКЦИЯ ГИБРИДОВ F1 РАЗЛИЧНЫХ РАЗНОВИДНОСТЕЙ ТЫКВЫ ТВЕРДОКОРОЙ НА ОСНОВЕ МУЖСКОЙ СТЕРИЛЬНОСТИ Специальность 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук Москва – 2015 Работа выполнена в ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства» в 2012-2015 годах. Научный руководитель: Официальные оппоненты: Соколов Сергей Дмитриевич кандидат сельскохозяйственных наук, Заслуженный работник сельского хозяйства РФ, заведующий отделом селекции и иммунитета бахчевых культур ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства» Иванова Мария Ивановна доктор сельскохозяйственных наук, доцент, заведующая лабораторией селекции и семеноводства зеленных культур, ФГБНУ Всероссийский научноисследовательский институт овощеводства Монахос Сократ Григорьевич кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой селекции и семеноводства садовых культур, ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева» Ведущая организация: Астраханская опытная станция ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова» Защита диссертации состоится «_19_» ноября 2015 г. в 12.00 час.на заседании диссертационного совета Д 220.019.01 при ФГБНУ «Всероссийский научноисследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур» (143080, Московская обл., Одинцовский р-н, п/о Лесной городок, поселок ВНИИССОК, ул. Селекционная, 14). Тел: (495) 599-24-42 Факс: (495)599-22-77 E-mail: vniissok@mail.ru aspirantura@vniissok.ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур»: www.vniissok.ru Автореферат разослан «___» ___________ 2015 г. Учёный секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01, доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник 2 Бондарева Людмила Леонидовна ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследований. Наличие специализированных материнских линий позволяет быстро реагировать на меняющийся потребительский спрос на рынке и существенно расширить сортимент культивируемых тыкв. Использование при составлении гибридных комбинаций различных разновидностей тыквы твердокорой, с разнообразными характеристиками, позволяет в первом поколении получать самые оригинальные морфотипы, добиваться высокого содержания сухого вещества и отдельных полезных биохимических веществ. Завершение селекционной работы позволит существенно расширить сортимент культивируемых разновидностей тыквы твердокорой для овощеводов-экспериментаторов и технологов-переработчиков для оригинального цельноплодного консервирования. Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы – изучить селекционную линию патиссона с мужской стерильностью и выделить хозяйственно ценные гибридные комбинации. Провести передачу выделенного гена мужской стерильности другим разновидностям тыквы твердокорой и дать морфобиологическую оценку гибридного потомства. Для достижения поставленных целей необходимо было решить следующие задачи: - изучить особенности фенотипического проявления мужской стерильности у патиссона и провести детальную оценку фертильности пыльцы; - определить хозяйственную полезность гибридных комбинаций, полученных на основе использования материнской линии патиссона с мужской стерильностью функционального типа; - провести передачу признака «мужской стерильности функционального типа» другим разновидностям тыквы твердокорой; - оценить общую комбинационную способность новых материнских линий по урожайности, скороспелости и содержанию сухого вещества в плодах; - провести оценку хозяйственной и биологической ценности гибридов F1, полученных на основе новых материнских линий тыквы твердокорой; - отработать элементы технологии ведения гибридного семеноводства на основе использования материнских линий с пониженной фертильностью пыльцы. Научная новизна исследований. Определена фертильность пыльцы в мужских цветках линии патиссона «Аж ms» (в начальный период вегета3 ции – 2%; через 25-30 дней после начала цветения – 37% пыльцы, способной к оплодотворению), что позволило классифицировать этот тип стерильности как «мужская стерильность функционального типа». Отмечены морфологические и онтогенетические особенности фенотипического проявления мужской стерильности функционального типа у патиссона. Проведена передача выделенного гена мужской стерильности функционального типа другим разновидностям тыквы твердокорой. Созданы новые оригинальные материнские линии с промежуточными морфотипами – «кабаксон» (промежуточный морфотип между кабачком и патиссоном), «тыквопат» (промежуточный морфотип между тыквой и патиссоном). Изучена комбинационная способность новых родительских линий и выделены лучшие по отдельным селекционным направлениям: содержание сухого вещества, общая продуктивность и пригодность для цельноплодного консервирования. Практическая значимость работы. Выделены по комплексу и отдельным хозяйственно ценным признакам перспективные гибридные комбинации патиссона, полученные на основе материнской линии «Аж ms» с мужской стерильностью функционального типа. Созданы новые материнские линии тыквы твердокорой «АНЖ» и «АНЗ» с оригинальным набором морфологических признаков («кабаксон») на основе гена мужской стерильности функционального типа, и получены на их основе гибриды F1, превосходящие стандартные сорта по продуктивности и биохимическим показателям (сухое вещество, сумма сахаров, аскорбиновая кислота). Отработаны технологические элементы ведения гибридного семеноводства на основе материнской линии с пониженной фертильностью пыльцы, и выделена оптимальная схема размещения родительских линий, с соотношением рядов материнских и отцовских линий 2:1, обеспечивающая гибридность полученных семян 94%. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Международных научно-практических конференциях: «Орошаемое овощеводство и бахчеводство в развитии адаптивно-ландшафтных систем юга России», ГНУ ВНИИОБ, г. Камызяк, Астраханская область (2012); «Аграрная наука – основа успешного развития АПК и сохранения экосистем», Волгоградский ГАУ, г. Волгоград (2012); Актуальные и новые направления в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур, Горский госагроуниверситет, г. Владикавказ (2012); «Инновационные разработки молодых ученых – развитию агропромышленного комплекса», ГНУ СНИИЖК, г. Ставрополь (2013); «Экологическая стабилизация аграрного производства. Научные аспекты решения проблемы», ФГБНУ «НИИСХ Юго-Востока», г. 4 Саратов (2015); на всероссийской научной конференции студентов и молодых ученых «Будущее АПК: наука и технологии, инновации и бизнес», ФГОУ ВПО АГУ, г. Астрахань (2013). Основные положения, выносимые на защиту: - анализ пыльцы мужского цветка материнской линии патиссона «Аж ms» показавший ее пониженную фертильность (2% – в начальный период вегетации; 37% пыльцы, способной к оплодотворению, во второй половине вегетации), позволивший классифицировать этот тип стерильности, как мужская стерильность функционального типа; - новые материнские линии C. pepo L. с оригинальными промежуточными морфобиотипами и высокой комбинационной способностью по ранней и общей урожайности, скороплодности, содержанию сухого вещества; - гибриды F1 патиссона на основе материнской линии «Аж ms» с высокой урожайностью товарных плодов, повышенным содержанием сухого вещества, суммы сахаров и аскорбиновой кислоты; - гибриды F1 на основе новых материнских линий «АНЖ» и «АНЗ» с оригинальными формами плода промежуточных морфобиотипов, с высокими биохимическими показателями, пригодные для использования в цельноплодном консервировании. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, 3 из которых в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Личный вклад соискателя. Автор диссертационной работы принимал непосредственное участие в проведении исследований, планировании и закладке опытов: выполнении намеченных учетов и наблюдений, отборов селекционных образцов, в обработке и обобщении полученных результатов, в написании научных отчетов, в подготовке к печати публикаций. Личный вклад соискателя составляет 60-80%. Объём работы и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, выводов, рекомендаций. Список использованной литературы включает 167 наименования, в том числе 49 иностранных источников. Работа изложена на 149 страницах компьютерного текста, содержит 28 таблицы, иллюстрирована 29 рисунками. Приложение включает 5 таблиц, 7 рисунков и 1 отчет социологического исследования. 5 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Исследования проводились в 2012-2015 годах в ФГБНУ «ВНИИООБ» на опытно-селекционном участке отдела селекции и иммунитета бахчевых культур в Камызякском районе Астраханской области. Материал исследований. В качестве исходного селекционного материала была использована линия «Аж ms», созданная в лаборатории селекции, семеноводства и иммунитета бахчевых культур, на основе формы с мужской стерильностью, найденной в 1993 г. Дютиным К.Е., Пучковым М.Ю. и Березиной Т.Н. в тепличных посевах образца Englicher gelber. При передаче нового типа мужской стерильности другим разновидностям тыквы твердокорой были созданы и включены в селекционный процесс линии «АНЖ» и «АНЗ». В качестве отцовских форм для получения гибридов F1 были использованы перспективные самоопыленные линии кабачка, овощной тыквы и патиссона. Методики проведения исследований. Анализ наследования признака «мужская стерильность» у тыквы твердокорой проведен методом гибридологического анализа, без изучения расщепления F3 в питомнике гибридов (2013-2015 годы). Для проведения опыта были получены гибриды F1, F2 и беккроссы с обоими родителями. Для контроля проявления признака гибриды высевали на 10-метровых делянках без повторностей. Для определения фертильности и жизнеспособности пыльцы проводили окрашивание свежей пыльцы ацетокармином по методике З.П. Паушевой (1974) и проращивание пыльцы на питательных средах методом Д.А. Транковского. Для оценки и сравнения гибридных комбинаций по морфологическим и хозяйственно ценным признакам и для проведения оценки ОКС родительских форм полученные семена гибридов F1 высевали в питомнике конкурсного сортоиспытания. Испытание гибридов проводили по методике Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Количество растений на делянке – 20, повторностей – 3, размещение вариантов – последовательное, схема посева 1,4 х 1,0 м. В качестве стандартов для испытания гибридов, полученных от материнской линии «Аж ms», высевали: сорт Белые 13 и районированный гибрид F1 Танго. Для испытания гибридов, полученных от материнских линий «АНЖ» и «АНЗ», в качестве стандартов использовали: сорт кабачка Сосновский, отличающийся высокими 6 биохимическими показателями, предназначенный для изготовления кабачковой икры, и сорт Юбилейный 450, имеющий женский тип цветения и высокую продуктивность. В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения за ростом, развитием растений и учеты хозяйственно ценных признаков. Урожайность учитывали весовым методом. Уборку проводили по мере наступления технической спелости плодов. Собранную продукцию разделяли по фракциям, согласно стандартам, установленным ГОСТ 7975-2013. Морфологические признаки описывали согласно справочному пособию по апробации бахчевых культур (В.А. Лудилов, Ю.А. Быковский, 2003). Биохимический анализ плодов проводили в лаборатории массовых анализов ФГБНУ «ВНИИООБ». Содержание сухого вещества определяли высушиванием навески (А.И. Ермаков, 1987), содержание сахара – цианидным методом (Е.П. Широков, 1985), содержание аскорбиновой кислоты – титрованием краской Тильманса (1980). Для оценки ОКС использовали методику сетевых скрещиваний по В.К.Савченко, экспериментальный метод I (1973). Для изучения оптимальной схемы размещения отцовских и материнских линий при свободном переопылении в гибридном семеноводстве были изучены 4 варианта с различной удаленностью сорта опылителя от материнской линии. Схема размещения: Вариант I: О – М Вариант II: О – М – М Вариант III: О – М – М – М Вариант IV: О – М – М – М – М, где О – отцовская форма (сорт Чебурашка); М – материнская линия (Аж ms). РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Оценка фертильности пыльцы и особенности фенотипического проявления мужской стерильности у патиссона Фертильные цветки и цветки с мужской стерильностью фенотипически существенно отличаются. У фертильных цветков пыльники вскрыты полностью, пыльца ярко-оранжевая, крупная, тяжелая, липкая. На растениях с мужской стерильностью проявление стерильности фенотипически изменчиво. На начальных этапах цветения, на стерильных растениях пыльники не вскрываются или имеют поперечные трещины, местами не развиты. Пыльца 7 бледно-желтая, сухая, практически не выделяется из пыльника или высыпается на дно цветка. Через 20-30 дней после начала цветения на растениях с мужской стерильностью появляются цветки другого типа. Пыльники в таких цветках частично вскрыты, и из них выделяется значительное количество пыльцы желто-коричневого и желто-серого цвета. Пыльцевые зерна суховаты, не объединяются в характерные пыльцевые клубочки и слабо закрепляются при нанесении на рыльце пестика (Рисунок 1). Рисунок 1 – Мужская стерильность функционального типа у патиссона: а) пыльники стерильного цветка в первой половине вегетации (слева): пыльца не формируется; б) пыльники стерильного цветка через 25 дней после начала цветения (в середине): пониженная фертильность пыльцы; в) пыльники фертильного цветка (справа) Для полноценного включения данного типа стерильности в селекционный процесс был проведен анализ пыльцы в разные периоды вегетации, определены фертильность и жизнеспособность пыльцевых зерен методом окрашивания ацетокармином и проращиванием на питательных средах. Для подсчета и изучения морфологических признаков пыльцевых зерен образцы просматривали под микроскопом. Стерильные и аномально развитые пыльцевые зерна имели различную структуру: смятые, неправильной формы, со сгустками разрушенной цитоплазмы, прозрачные и слабоокрашенные (Рисунок 8 2, 3). Цитоплазма фертильного пыльцевого зерна, окрашенного ацетокармином, имела розовый цвет и темно-розовый ободок (Рисунок 4). Рисунок 2 – Пыльцевые зерна материнской линии «Аж ms» с мужской стерильностью в первой половине вегетации Рисунок 3 – Пыльцевые зерна материнской линии «Аж ms» с мужской стерильностью через 25 дней после начала цветения Рисунок 4 – Пыльцевые зерна фертильного цветка сорта Таболинский Жизнеспособность пыльцы, собранной в первой половине вегетации, составила 1,76%. Пыльца, собранная через 25 дней после начала цветения, имела более бледную окраску и пониженную жизнеспособность (47,10%) (Таблица 1). 9 Таблица 1 – Результаты анализа методом окрашивания ацетокармином пыльцевых зерен цветков патиссона с мужской стерильностью Объект исследования Описание Сорт Таболинский Материнская линия патиссона «Аж ms» пыльца в период цветения пыльца в первой половине вегетации пыльца через 25 дней после начала цветения Число пыльцевых зерен окрашеннеокрашенных ных Жизнеспособность, % 214 17 92,60 2 111 1,76 73 82 47,10 При проращивании пыльцы на питательной среде на момент проведения учета – проросшими были только 37% пыльцевых зерен, что подтвердило пониженную фертильность пыльцы. Это позволило нам классифицировать выделенный тип стерильности, как «мужская стерильность функционального типа» - пониженная фертильность пыльцы. Проведенный гибридологический анализ наследования признака мужская стерильность функционального типа показал, что мужская стерильность у материнской линии «Аж ms» контролируется одним рецессивным геном. В результате селекционной работы была получена материнская линия «Аж ms» с мужской стерильностью функционального типа – растение среднеплетистое, листовая пластинка крупная, цельнолистная, опушение мягкое, тип куста – закрытый, плоды тарельчатой формы, желтой окраски, среднего срока созревания, с высокими биохимическими показателями. Показатели продуктивности и хозяйственной ценности гибридов F1 патиссона По результатам конкурсного сортоиспытания патиссона были выделены перспективные гибридные комбинации. Гибрид F1 (Аж ms x Чебурашка) – скороплодный, высокоурожайный – до 40 т/га при орошении. Гибрид F1 (Аж ms х Зонтик) - скороплодный, со стабильно высоким показателем ранней и общей урожайности товарных плодов, превышающий стандартный гибрид на 3,5 т/га и 5,3 т/га, соответственно. Гибрид F1(Аж ms х Солнышко) – с женским типом цветения, с высокой ранней урожайностью товарных плодов – 11,6 т/га, плоды ярко-желтой окраски с высокими биохимическими показателями и пригодными для цельноплодного консервирования (Таблица 2). 10 Таблица 2 – Урожайность и биохимический состав плодов образцов патиссона из питомника конкурсного сортоиспытания (среднее за 2012-2014 годы) Урожайность, Название образца т/га Сухое Отклонение вещество, от стандарта % т/га % Сумма сахаров, % Аскорбиновая кислота, мг% ранняя общая 2,0 16,4 -4,9 -30 7,58 2,53 2,28 8,3 21,3 - - 7,61 3,37 3,34 8,1 14,9 -6,4 -43 8,10 3,24 2,15 Белые 13 (стандарт I) F1Танго (стандарт II) F1(Аж ms х Оранжевый) F1(Аж ms х Диск) F1(Аж ms х Солнышко) F1(Аж ms х Чебурашка) F1(Аж ms х Зонтик) F1(Аж ms х Таболинский) F1(Аж ms х Золотой) 7,9 13,7 -7,6 -57 8,38 3,49 2,28 11,6 18,2 -3,1 -18 9,16 3,22 2,24 18,5 33,5 12,2 +37 8,54 3,11 2,09 11,8 26,6 5,3 +19 7,20 3,29 2,03 9,2 14,7 -6,6 -45 9,28 3,16 2,28 5,8 17,3 -4,0 -17 8,13 3,54 2,67 НСР0,05 2,9 4,0 Особенности ведения гибридного семеноводства на основе использования материнских линий с пониженной фертильностью пыльцы В питомнике гибридного семеноводства использовали чистосортную материнскую линию с мужской стерильностью функционального типа, полученную при опылении вручную. Материнская линия «Аж ms» во второй половине вегетации (III-я декада июля) образовывает фертильную пыльцу с пониженной жизнеспособностью (47%). Для получения 100%-й гибридности возможно собирать плоды, завязавшиеся до III-ей декады июля, с последующей их закладкой на дозаривание до достижения семенами высоких посевных качеств. Гибридность семян из плодов, образовавшихся за весь вегетационный период, снижалась незначительно и составляла 94-98%. При посеве с простым чередованием рядов материнских и отцовских форм наблюдалась наибольшая завязываемость плодов. Отдаление сортаопылителя на 1-2 ряда снижало процент переопыления родительских форм в 1,6-2,1 раза (Таблица 3). 11 Таблица 3 – Семенная продуктивность растений в рядках материнской линии патиссона «Аж ms» в зависимости от схемы размещения родительских форм (среднее за 2013-2014 годы) Вариант Схема размещения родительских форм Насыщение схемы размещения растениями материнской линии, % I II III IV О:М О:М:М О:М:М:М О:М:М:М:М 50 66 75 80 Густота Число Средняя Выход стояния плодов масса семян, растений на 1 плода, шт. материнс- растении, кг кой линии шт. после сортовой прочистки, шт./га 4761 1,7 0,8 150 7142 1,6 0,8 137 8571 1,4 0,7 112 9523 1,3 0,6 105 Урожайность семян в рядках материнской линии, кг/га 182,1 234,8 201,6 130,0 В схеме, где материнская линия размещена при простом чередовании с рядами сорта-опылителя, урожайность семян гибрида F1 составляла 178,5 кг/га. Размещение растений по схеме II позволило увеличить урожайность семян до 220,7 кг/га (Таблица 4). Таблица 4 – Урожайность гибридных семян патиссона материнской линии «Аж ms» с учетом гибридности при различных схемах размещения родительских форм (среднее за 2013-2014 годы) Вариант I II III IV Схема размещения родительских форм О:М О:М:М О:М:М:М О:М:М:М:М Насыщение схемы размещения растениями материнской линии, % Урожайность семян в рядках материнской линии, кг/га 182,1 234,8 201,6 130.0 50 66 75 80 Гибридность семян, % Урожайность семян гибрида F1, кг/га 98 94 88 86 178,5 220,7 177,4 111,8 При машинном посеве трехрядной сеялкой предлагаем использовать схему О:М:М; при посеве вручную простое чередование рядов - схема О:М. Доля гибридных семян, полученных в этих вариантах, составляла 94-98%, что удовлетворительно для производственных условий, где негибридные растения могут быть удалены при прорывке по маркерному признаку. 12 Экономическая эффективность возделывания гибридов F1, полученных от материнской линии «Аж ms» Анализируя экономические показатели возделывания различных сортообразцов патиссона в условиях Астраханской области, установлено, что наибольшая прибыль получена при выращивании гибрида F1(Аж ms х Чебурашка) – 830,8 тыс. руб., что почти в 2,5 раза превышало прибыль, полученную при возделывании стандартного сорта Белые 13 (Таблица 5). Таблица 5 – Экономическая эффективность возделывания гетерозисных гибридов F1 патиссона F1Танго F1(Аж ms х F1(Аж ms х F1(Аж ms х Белые 13 стандарт I стандарт II Солнышко) Чебурашка) Зонтик) Товарная урожайность, т/га 16,40 21,38 18,20 33,56 26,62 В том числе: Ранняя урожайность, т/га 2,04 8,35 11,65 18,53 11,87 Всего затрат, тыс. руб./га 42,50 46,84 44,50 55,70 50,66 В том числе: Оплата труда, тыс. руб. 11,90 15,54 13,20 24,40 19,36 Семена, тыс. руб./га 1,60 2,30 2,30 2,30 2,30 ГСМ, тыс. руб. 12 12 12 12 12 Прочие затраты, тыс. руб. 17 17 17 17 17 Себестоимость, руб./т 2591 2190 2445 1659 1903 Цена 30000 30000 30000 30000 30000 30000 реализации, 23000 23000 23000 23000 23000 23000 руб./т Выручка от реализации, 377,12 537,11 493,60 886,56 680,60 тыс. руб./га Прибыль, тыс. руб. 334,60 490,26 449,10 830,80 629,94 Рентабельность, % 78,7 104,7 100,9 149,2 124,3 Показатели Высокой оказалась и рентабельность производства товарных плодов гибрида F1(Аж ms х Чебурашка) – 149%. Рентабельность возделывания гибридов F1(Аж ms х Зонтик) и F1(Аж ms х Солнышко), также была выше в 1,31,6 раза, чем у стандартного сорта. Передача признака мужской стерильности функционального типа другим разновидностям тыквы твердокорой Присутствие у вида Cucurbita реро L. большого морфоразнообразия по форме, окраске и размеру плода дает возможность создавать материнские линии и с промежуточной формой плода («кабаксоны», «тыквопаты», «патички»), и с различной окраской коры плода, что позволит существенно 13 расширить имеющийся отечественный селекционный материал в селекции на гетерозис. В результате передачи мужской стерильности от патиссона тыкве овощной были получены 2 специализированные линии, имеющие пониженную фертильность пыльцы: «АНЖ» и «АНЗ» – растения женского типа цветения, среднеплетистые, с мягким опушением стебля, плоды коротко-цилиндрической формы, среднего срока созревания (Рисунок 5). «АНЖ» «АНЗ» Рисунок 5 – Материнские линии «АНЖ» и «АНЗ» с пониженной фертильностью пыльцы Новые материнские линии имели высокие биохимические показатели. У образцов отмечено высокое содержание сухого вещества 7,16-7,84%, суммы сахаров – 3,74-3,81% и аскорбиновой кислоты – 1,36-1,77 мг%. Отличительной чертой являлось отсутствие твердого пробкового слоя в биологической спелости, что облегчало процесс выделения семян. Материнские линии имели длинную плодоножку (0,07-0,10 м), которая передавалась гибридам F1 и служила маркерным признаком для проведения прорывки негибридных растений. Основным отличием являлось: у линии «АНЖ» плоды имели желтую окраску, у линии «АНЗ» – зеленую. В 2013 году новые материнские линии были использованы для получения гибридных комбинаций. Коротко-цилиндрическая форма плодов данных линий больше приближала их к кабачку, поэтому на первом этапе отцовскими 14 формами являлись сорта кабачка. После проведения скрещиваний с отцовскими формами кабачка и овощной тыквы были получены плоды по 20 комбинациям. В 2014-2015 годах по полученным комбинациям в питомнике предварительного сортоиспытания было проведено испытание гибридов первого поколения по морфологическим и хозяйственно ценным признакам. Оценка общей комбинационной способности новых материнских линий «АНЖ» и «АНЗ» Расчет общей комбинационной способности проводили по основным хозяйственно ценным признакам: ранняя и общая урожайность, содержание сухого вещества, скороплодность (Таблица 6, 7). 9,96 14,76 6,12 2,11 6,15 0,57 1,26 -2,19 2,52 -3,39 -5,69 -2,76 Овощная тыква МСК 11,44 10,56 14,88 14,32 17,44 Казерта -0,58 Астор 8,12 Скворушка 7,08 11,71 8,52 7,92 Фараон 12,51 8,42 15,31 12,51 7,22 Ролик Ксения Юбилейный 450 ОКС (g) материнских линий Золотинка Материнские линии Сосновский Таблица 6 – Общая комбинационная способность материнских линий и отцовских форм по урожайности ранняя урожайность, кг Материнская линия «АНЖ» Материнская линия «АНЗ» ОКС (g) отцовских линий -1,22 4,38 2,71 1,62 общая урожайность, кг Материнская линия «АНЖ» Материнская линия «АНЗ» ОКС ( g) отцовских линий 37,18 26,40 47,92 40,88 29,84 27,1 52,58 34,72 33,24 30,43 0,4 33,96 44,08 39,20 36,08 45,76 29,84 34,44 28,08 31,21 24,12 -0,4 -0,68 -1,01 7,31 2,23 1,55 -7,78 7,26 -4,85 -4,02 -7,92 Таблица 7 – Общая комбинационная способность материнских линий и отцовских форм по содержанию сухого вещества и скороспелости 15 Ксения Овощная тыква МСК Казерта Астор Скворушка Фараон Ролик Юбилейный 450 Золотинка Сосновский Материнские линии ОКС (g) материнских линий содержание сухого вещества, % Материнская линия «АНЖ» Материнская линия «АНЗ» ОКС (g) отцовских линий 5,70 6,76 6,74 6,00 5,66 5,46 7,04 5,36 6,32 6,08 0,02 7,04 6,02 7,34 5,37 6,78 5,94 7,56 5,38 7,22 6,70 -0,02 0,28 0,3 0,74 -0,40 -0,11 -0,39 1,21 -0,72 0,36 0,29 скороспелость, сутки Материнская линия «АНЖ» Материнская линия «АНЗ» ОКС (g) отцовских линий 34 37 34 34 38 34 37 37 34 33 1,45 37 37 29 29 29 34 29 29 40 37 -1,45 1,51 3,01 -2,49 -2,49 -0,49 0,01 -0,99 -0,99 3,01 1,45 По результатам проведенных исследований, материнская линия «АНЖ» показала положительную общую комбинационную способность по содержанию сухого вещества и общей урожайности. Материнская линия «АНЗ» выделилась по признаку: скороспелость и ранняя урожайность. Предварительное сортоиспытание гибридов, полученных от материнских линий «АНЖ» и «АНЗ» По результатам предварительного сортоиспытания в 2013-2014 годах у гибридов F1, полученных на основе новых материнских линий с мужской стерильностью функционального типа в комбинациях с кабачками и овощными тыквами можно отметить, что наиболее высокую продуктивность показали гибриды F1, полученные от материнской линии «АНЖ»: F1(АНЖ х Астор), превысивший стандарты на 22-35% и F1(АНЖ х Юбилейный 450) на 11-23%. Самыми продуктивными оказались гибриды F1, полученные от материнской линии «АНЗ» F1(АНЗ х Фараон) (45,7 т/га) и F1(АНЗ х Золотинка) (44,0 т/га), у которых превышение по общей урожайности составило 7-10% над стандартными сортами (Таблица 8). 16 Таблица 8 – Урожайность и биохимические показатели плодов гибридов F1 в питомнике предварительного сортоиспытания (среднее за 2014-2015 годы) Название образца Урожайность, т/га Отклонение Сухое Сумма Аскорбиот стандартов, вещество, сахаров, новая ранняя товарная (среднее) ± % % кислота, мг% т/га % Сосновский (ст. I) 12,0 38,8 5,06 3,07 1,54 Юбилейный 450(ст. II) 16,6 42,9 6,00 2,81 1,54 F1 Марс 15,4 41,0 5,98 3,26 1,52 Гибриды, полученные от материнской линии «АНЖ» F1(АНЖ х Сосновский) 12,5 37,1 -3,8 -10 5,70 3,07 1,59 F1(АНЖ х Золотинка) 8,4 26,4 -14,5 -54 6,76 3,61 1,65 F1(АНЖ х Юбилейный 15,3 47,9 +7,0 +15 6,34 3,21 1,51 450) F1(АНЖ х Ролик) 12,5 40,8 -0,1 0 6,00 3,23 1,23 F1(АНЖ х Фараон) 7,2 29,8 -11,1 -37 5,66 3,37 1,36 F1(АНЖ х Скворушка) 7,0 27,1 -13,8 -50 5,46 2,89 1,16 F1(АНЖ х Астор) 11,7 52,5 +11,6 +22 7,04 4,39 1,85 F1(АНЖ х Казерта) 8,5 34,7 -6,2 -18 5,36 3,06 1,45 F1(АНЖ х Овощная 7,9 33,2 -7,7 -23 6,32 3,44 1,56 тыква МСК) F1(АНЖ х Ксения) 8,1 30,4 -10,5 -34 6,08 5,12 1,23 Гибриды, полученные от материнской линии «АНЗ» F1(АНЗ х Сосновский) 11,4 33,9 -7,0 -20 7,04 3,07 1,85 F1(АНЗ х Золотинка) 10,5 44,0 +3,1 +7 6,02 3,23 1,45 F1(АНЗ х Юбилейный 14,8 39,2 -1,7 -4 7,34 3,32 1,56 450) F1(АНЗ х Ролик) 14,3 36,0 -4,9 -13 5,37 3,11 1,39 F1(АНЗ х Фараон) 17,4 45,7 +4,8 +10 6,78 3,84 1,55 F1(АНЗ х Скворушка) 9,9 29,8 -11,1 -36 5,94 3,31 1,38 F1(АНЗ х Астор) 14,7 34,4 -6,5 -18 5,56 4,21 1,63 F1(АНЗ х Казерта) 6,1 28,0 -12,9 -41 5,38 3,37 1,94 F1(АНЗ х Овощная 9,1 31,2 -9,7 -30 7,22 3,44 1,73 тыква МСК) F1(АНЗ х Ксения) 6,1 24,1 -16,8 -55 6,70 3,44 1,02 НСР0,05 2,7 7,6 Анализируя биохимический состав плодов, можно выделить следующие гибридные комбинации: - от материнской линии «АНЖ»: F1(АНЖ х Астор), F1(АНЖ х Золотинка), которые превысили лучшие стандартные сорта по содержанию: на 1,37% сухого вещества; на 1,06% - суммы сахаров; на 0,21 мг% - аскорбиновой кислоты; - от материнской линии «АНЗ»: F1(АНЗ х Юбилейный 450), F1(АНЗ х 17 Овощная тыква МСК): на 1,75% - сухого вещества; на 0,44% - суммы сахаров; на 0,11 мг% - аскорбиновой кислоты. В 2014-2015 годах были проведены скрещивания материнских линий с самоопыленными селекционными линиями популярных сортов патиссона. Большая часть полученных гибридов была лучше по продуктивности и по биохимическим показателям, чем гибрид F1 Танго. Урожайность полученных образцов находилась в пределах 17-50 т/га, и лучшие их них превышали стандартный гибрид F1 Танго более чем в 2 раза. Самые высокие показатели товарной урожайности, в среднем за 2014-2015 годы, показали гибридные комбинации: F1(АНЗ х Диск) – 49,4 т/га, F1(АНЖ х Белые 13) – 46,2 т/га, F1(АНЖ х Чебурашка) – 44,3 т/га, F1(АНЗ х Золотой) – 42,3 т/га, F1(АНЖ х Патичок) – 41,7 т/га (Таблица 9). Биохимические показатели плодов гибридов F1 находились в пределах: сухое вещество – 6,04-7,48%; сумма сахаров – 1,553,07%; аскорбиновая кислота – 2,02-3,14 мг%. Полученные гибриды имели оригинальный внешний вид, хорошую урожайность и высокие биохимические показатели, и могут быть использованы для цельноплодного консервирования (Рисунок 6). Рисунок 6 – Гибриды F1, полученные в комбинациях с сортовыми линиями патиссона и овощными тыквами 18 Таблица 9 – Урожайность и биохимический состав плодов гибридов F1 в комбинации материнских линий «АНЖ» и «АНЗ» и сортовых линий патиссона в питомнике предварительного сортоиспытания (среднее за 2014-2015 годы) Урожайность, т/га ранняя общая Отклонение от Сухое Сумма стандартов, Название образца вещество, сахаров, (среднее) ± % % т/га % Белые 13 (стандарт I) 0,3 16,2 7,58 2,53 F1 Танго (стандарт II) 7,8 19,6 7,61 3,37 Гибриды, полученные от материнской линии «АНЖ» F1(АНЖ х Зонтик) 12,4 36,6 +18,7 +99 6,62 1,55 F1(АНЖ х Диск) 11,3 31,3 +13,4 +75 6,34 3,07 F1(АНЖ х 13,7 35,3 +17,4 +98 6,58 2,60 Оранжевый) F1(АНЖ х Солнышко) 12,8 39,6 +21,7 +122 6,48 2,88 F1(АНЖ х 14,4 44,3 +26,4 +146 6,92 2,74 Чебурашка) F1(АНЖ х Белые 13) 17,5 46,2 +28,3 +158 6,92 2,53 F1(АНЖ х Крукнек 13,1 24,5 +6,6 +37 6,84 2,74 Ерли Саммер) F1(АНЖ х Золотой) 14,7 37,1 +19,2 +108 6,80 2,47 F1(АНЖ х 13,9 38,4 +20,5 +115 7,18 2,60 Таболинский) F1(АНЖ х Патичок) 15,3 41,7 +23,8 +133 6,44 2,20 Гибриды, полученные от материнской линии «АНЗ» F1(АНЗ х Зонтик) 13,2 34,7 +16,8 +94 6,78 3,14 F1(АНЗ х Диск) 17,6 49,4 +31,5 +175 7,08 2,53 F1(АНЗ х 12,5 31,5 +13,6 +76 6,70 2,41 Оранжевый) F1(АНЗ х Солнышко) 11,9 31,7 +13,8 +77 7,34 3,44 F1(АНЗ х Чебурашка) 13,7 31,4 +13,5 +76 6,14 3,06 F1(АНЗ х Белые 13) 10,2 25,4 +7,5 +43 7,08 2,66 F1(АНЗ х Крукнек 9,5 17,1 -0,8 -4 7,48 2,98 Ерли Саммер) F1(АНЗ х Золотой) 15,6 42,3 +24,4 135 6,04 3,05 F1(АНЗ х 8,0 23,1 +5,2 +25 6,88 2,41 Таболинский) F1(АНЗ х Патичок) 9,5 22,8 +4,9 +22 6,72 2,74 НСР0,05 2,1 6,2 19 Аскорбиновая кислота, мг% 2,28 3,34 2,55 3,14 2,31 2,23 2,31 2,48 2,31 3,31 2,31 2.48 2,53 2,67 2,31 2,43 2,02 2,48 2,23 2,02 3,23 2,31 Отношение потенциальных покупателей к различным видам маринованной продукции из разновидностей тыквы твердокорой В магазинах в основном представлена продукция в виде маринованных патиссонов одного типа или с однотипной формой плода. Отдел селекции и иммунитета бахчевых культур ФГБНУ «ВНИИООБ» при поддержке Центра социологических исследований Астраханского государственного университета провели социологическое исследование с целью выявления отношения потенциальных покупателей к различным видам маринованной продукции из разновидностей тыквы твердокорой. Опрос проводился с помощью интернет ресурса Google Формы. В ходе проведенного социологического опроса было опрошено 106 человек. В ходе обработки первичной социологической информации были получены следующие результаты. Большинство участников исследования (67,9%) при условии наличия в магазинах данной маринованной продукции отдали предпочтение «маринованному разнообразию», которое включало: патиссоны, кабачки, овощную тыкву, крукнеки, «патички» и «тыквопаты». Наименьшая группа респондентов (32,1%) отдали предпочтение продукции маринованных патиссонов одного типа (Рисунок 7). 100% 90% 80% 67,9% 70% 60% 50% 40% 32,1% 30% 20% 10% 0% Маринованные патиссоны одного типа Маринованное разнообразие Рисунок 7 – Предпочтение потенциальных покупателей к маринованной продукции из разновидностей тыквы твердокорой 20 Вкусовая оценка двух разновидностей маринованной продукции проводилась среди сотрудников ФГБНУ «ВНИИООБ» в количестве 25 человек, по результатам которой, 74% респондентов отдали предпочтение «маринованному разнообразию». Учитывая вышеизложенные результаты социологического анализа, можно отметить, что покупатели не придерживаются традиционного взгляда на стандартную маринованную продукцию и готовы приобретать продукты из разновидностей тыквы твердокорой (67,9%), которые имеют все возможности стать востребованным товаром среди покупателей не только Астраханской области. По вкусовой оценке также большее предпочтение было отдано «маринованному разнообразию» (74%), обладающим оригинальным вкусом и в купаже обеспечивающим неповторимое разнообразие вкусовых оттенков. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. Оценка особенностей фенотипического проявления мужской стерильности и анализ жизнеспособности пыльцы мужских цветков патиссона в разные периоды онтогенетического развития, показавшие низкую фертильность пыльцы в первой половине вегетации – менее 2% и пониженную фертильность пыльцы у более возрастных растений – 37%, позволили классифицировать выделенный тип стерильности, как «мужская стерильность функционального типа». 2. Мужская стерильность функционального типа у тыквы твердокорой (Cucurbita pepo L.) наследуется, как моногенный рецессив. 3. Подготовлены для передачи в Государственное сортоиспытание гибриды F1 патиссона: F1 (Аж ms х Чебурашка) – скороплодный, продолжительность периода «всходы-первый сбор» - 34 суток. У образца отмечена высокая урожайность: ранняя –18,5 т/га и общая – 33,5 т/га. При выращивании гибрида F1 в Астраханской области прибыль была в 6 раз больше, чем по стандартному сорту Белые 13; рентабельность – 149%; F1 (Аж ms х Солнышко) – растения женского типа цветения, с плодами ярко-желтой окраски, с высокими биохимическими показателями. 4. Передача признака мужская стерильность функционального типа от патиссона другим разновидностям тыквы твердокорой обеспечила получение линий с оригинальным набором морфологических признаков промежуточного типа – «кабаксон», «тыквопат». 21 5. Оценка общей комбинационной способности родительских форм позволила выделить: материнскую линию «АНЖ» по общей урожайности и содержанию сухого вещества; материнскую линию «АНЗ» по скороспелости и ранней урожайности; отцовские формы – сортовые линии Чебурашка и Зонтик – по продуктивности; Золотой и Таболинский – по биохимическим показателям. 6. Выделены для проведения конкурсного испытания гибриды: F1 (АНЖ х Астор) – высокоурожайный – 53 т/га, с высокими биохимическими показателями; растение короткоплетистое, с мягким опушением стебля, с плодами коротко-цилиндрической формы, яркооранжевой окраски; F1 (АНЗ х Фараон) – урожайный – 46 т/га; растение короткоплетистое, женского типа цветения, с плодами в технической спелости ярко-зеленой окраски. 6. В гибридном семеноводстве, на основе материнской линии с мужской стерильностью функционального типа, при простом чередовании рядов материнской и отцовской форм, наблюдалась наибольшая завязываемость плодов на материнских растениях – 1,7 шт. с гибридностью получаемых семян – 98%. В комбинациях, с насыщением схемы рядами материнской линии до 3:1 и 4:1, снижалась урожайность семян и их гибридность, что делало их производство малоэффективным. Наибольшая урожайность семян гибрида F1 «Аж ms x Чебурашка» – 220 кг/га получена в схеме с чередованием рядов материнской и отцовской линий, как 2:1. РЕКОМЕНДАЦИИ 1. Для создания гетерозисных гибридов F1 разновидностей тыквы твердокорой следует использовать в качестве материнских форм – линии с мужской стерильностью функционального типа. 2. Для ведения эффективного товарного гибридного семеноводства патиссона и других разновидностей тыквы твердокорой рекомендуем технологичную, при использовании трехрядной сеялки, схему размещения родительских форм – М-О-М-М-О-М. 3. Использовать гибриды F1: для рентабельного производства товарной продукции: F1 (Аж ms x Чебурашка); F1 (АНЖ х Астор); F1 (АНЗ х Фараон) – высокоурожайные, скороплодные, с высокими биохимическими показателями; 22 для цельноплодного консервирования: F1 (Аж ms х Солнышко); F1 (АНЖ х Ксения); F1 (АНЗ х Овощная тыква МСК) – плоды со стабильной, яркой окраской, с оригинальной формой плода и высоким содержанием сухого вещества, суммы сахаров и аскорбиновой кислоты. Список основных работ, опубликованных по теме диссертации в научных журналах из перечня ВАК РФ: 1. Шантасов, А.М. Особенности проявления мужской стерильности у различных видов тыквы [Текст]/ А.М. Шантасов, А.Н. Бочарников, А.С. Соколов, С.Д. Соколов// Теоретические и прикладные проблемы агропромышленного комплекса. – 2012. – №4 (13). – С. 6-9. 2. Шантасов, А.М. Определение фертильности и жизнеспособности пыльцы у селекционной линии патиссона с мужской стерильностью функционального типа [Текст]/ А.М. Шантасов, С.Д. Соколов, А.Н. Бочарников, В.А. Малетина// Овощи России. – 2014. – №3.- С.8-10. 3. Шантасов, А.М. Мужская стерильность в селекции тыквы [Текст]/ А.М. Шантасов, С.Д. Соколов, Н.В. Смолинова// Картофель и овощи. – 2015. – № 8. – С.36-38. Публикации в других изданиях: 4. Шантасов, А.М. Особенности получения гибридных семян патиссона на основе использования линий с мужской стерильностью функционального типа [Текст]/ А.С. Соколов, А.М. Шантасов, С.Д.Соколов, Г.К. Изтелеуова// Аграрная наука – основа успешного развития АПК и сохранения экосистем: материалы Международной научно-практической конференции 31.01-02.02. 2012 г. – Т. 2. – Волгоград: ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ, 2012. – С.122-124. 5. Шантасов, А.М. Перспективы гибридного семеноводства патиссона в Астраханской области [Текст]/ А.М. Шантасов, Г.К. Изтелеуова, Н.В. Смолинова// Актуальные вопросы природопользования в аридной зоне СевероЗападного Прикаспия: материалы I Международной научно-практической конференции молодых ученных / Составление и редакция: В.П. Зволинский, Т.В. Воронцова, А.Н. Бондаренко. – М.: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2012. – С.181-183. 6. Шантасов, А.М. Использование маркерных признаков у различных видов тыквы твердокорой [Текст]/ А.М. Шантасов, Г.К. Изтелеуова, С.Д. 23 Соколов// Орошаемое овощеводство и бахчеводство в развитии адаптивноландшафтных систем юга России: материалы Международной научнопрактической конференции/ научный редактор Пучков М.Ю, Кособокова С.Р., Соколова Г.Ф., Гуляева Г.В. – Астрахань: Изд. Сорокин Р.В., 2012. – С.41-43. 7. Шантасов, А.М. Использование материнских линий с мужской стерильностью для получения гибридов F1 бахчевых культур [Текст]/ А.Н. Бочарников, А.М. Шантасов, А.С. Соколов, С.Д. Соколов// Актуальные вопросы природопользования в аридной зоне Северо-Западного Прикаспия»: материалы I Международной научно-практической конференции молодых ученых. – М.: Издательство «Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук», 2012. – С.179-180. 8. Шантасов, А.М. Селекция и семеноводство гетерозисных гибридов кабачка и патиссона с генной мужской стерильностью и мужской стерильностью функционального типа [Текст]/ А.М. Шантасов// Орошаемое земледелие – способы и технология интенсификации: материалы Международной научно-практической конференции и Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи, 24-26 августа 2012г./ под редакцией Пучкова М.Ю., Байрамбекова Ш.Б. – Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2013. – С. 11-13. 9. Шантасов, А.М. Оценка перспективных гибридов тыквы твердокорой в питомнике конкурсного испытания [Текст]/ А.М. Шантасов, Н.В. Смолинова, С.Д. Соколов// Орошаемое земледелие – способы и технология интенсификации: материалы Международной научно-практической конференции и Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи, 24-26 августа 2012г./ под редакцией Пучкова М.Ю., Байрамбекова Ш.Б. – Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2013. – С. 13-14. 10. Шантасов, А.М. Разработка оригинальной инновационной технологии создания гетерозисных гибридов F1 тыквы на основе использования различных типов мужской стерильности [Текст]/ А.Н. Бочарников, А.М. Шантасов, С.Д. Соколов// Материалы II Международной конференции «Инновационные разработки молодых ученых – развитию агропромышленного комплекса»: сборник научных трудов. ГНУ СНИИЖК, Ставрополь, 2013. – Т. 3. – Вып. 6. – С. 40-42. 11. Возделывание бахчевых культур в условиях Нижнего Поволжья [Текст]/: рекомендации/ Т.В. Боева, Ш.Б. Байрамбеков, Г.В. Гуляева, С.Д. Соколов, А.М. Шантасов, А.Н. Бочарников и др. – Астрахань. – 2013. – 64с. 12. Шантасов, А.М. Коэффициент линейной корреляции признаков влияющих на урожайность патиссона [Текст]/ А.М. Шантасов// Орошаемое 24 земледелие – селекция и технологии возделывания сельскохозяйственных культур / научный редактор Пучков М.Ю., ответственный редактор Байрамбеков Ш.Б. – Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2014. – С.45-48. 13. Шантасов, А.М. Организация эффективного гибридного семеноводства бахчевых культур на базе Селекционно-семеноводческого предприятия «Мастер семя» [Текст]/ С.Д. Соколов, А.С. Соколов, А.М. Шантасов, А.Н. Бочарников, Г.Ф. Соколова// Селекция, семеноводство и генетика. – 2015. – №3. – С.45-50. 14. Шантасов, А.М. Использование мужской стерильности функционального типа в гибридном семеноводстве патиссона [Текст]/ А.М. Шантасов, С.Д. Соколов// Экологическая стабилизация аграрного производства. Научные аспекты решения проблемы: материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов 18-19 марта 2015 г. ФГБНУ «НИИСХ Юго-Востока». – Саратов. – С. 96-99. 25
