Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Майминская средняя общеобразовательная школа №2»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Майминская средняя общеобразовательная школа №2»
Тема «Фертильность азиатских гибридов лилий»
Секция: «Ботаника и опытничество»
Выполнила:
Воротникова Дарья
Вячеславовна
ученица 11 класса
Руководитель:
Булычева Н.И.
с.Майма
2012
1
Введение
Увлечение таким прекрасным растением, как лилия, захватывает
человека целиком, причем с годами этот интерес не проходит, а возрастает.
Лилия одна из важнейших промышленных цветочных культур, которая
широко используется в озеленении и на срезку. В связи с появлением
большого
количества
промышленного
новых сортов,
производства,
отвечающих
существенно
возросло
требованиям
экономическое
значение этой культуры. По объемам мирового производства срезки лилии
прочно удерживают третье-четвертое место, уступая лишь розам, гвоздике и
тюльпанам. Среди людей, занимающихся селекцией лилий, большинство любители, которые, как правило, работают на личных участках и
рассчитывают только на свои силы и средства. И надо сказать, что у многих
все сразу получается. Про таких людей говорят, что они обладают
интуицией. На самом же деле у них просто есть опыт работы в сельском
хозяйстве, приобретенный в детстве или юности. Вывести новый сорт лилии
в любительских условиях вполне реально. Даже обычные скрещивания
внутри одного раздела могут привести к созданию оригинального
культивара. Лилии - это выгодный материал для селекции. В селекции
используются сорта, обладающие высокой фертильностью. Поэтому работы
по изучению фертильности являются актуальными. В нашей школе на
протяжении пяти лет ведется работа по изучению азиатских гибридов лилий.
Изучена изменчивость генеративных и вегетативных органов. Поэтому в
этом году мы выбрали новое направление исследования – изучение
фертильности некоторых сортов азиатских гибридов лилий.
Цель: Определение возможности использования в селекции некоторых
сортов азиатских гибридов в качестве родительских пар по фертильности
пыльцы.
2
Задачи работы:
1.Изучить литературу по теме исследования
2. Определить фертильность пыльцы у азиатских гибридов лилий
3.Оценить перспективность использования изучаемых сортов в качестве
родительских пар для последующей гибридизации
Объект исследования: фертильность азиатских гибридов лилий
Предмет исследования: возможность использования некоторых сортов
азиатских гибридов лилий в селекции.
1. Теоретическая часть:
1.1.Селекция сортов лилий
Селекционную работу с лилиями начал в нашей стране И. В. Мичурин,
еще в конце прошлого века он выращивал около 20 видов и одновременно
проводил гибридизацию. Чтобы правильно отобрать перспективный сеянец,
необходимо знать существующий ассортимент, тенденции в селекции и
потребности рынка. Сегодня в коллекциях любителей нашей страны
насчитывается около 2000 сортов отечественной и зарубежной селекции.
Ежегодно список пополняется 150-300 сортами, столько же из него выпадает.
Причем наиболее интенсивно происходит смена зарубежных сортов.
Большая часть зарубежных сортов лилий весьма отрицательно переносят наш
климат, большинство из них подвержены грибным и вирусным болезням.
Кроме того, многие предназначены специально для выращивания в теплицах
(выгоночные сорта), в открытом грунте они чувствуют себя угнетенными и
со временем погибают. Среди всего разнообразия лилий в настоящее время
самыми широко распространенными считаются Азиатские гибриды, которые
нетребовательны к возделыванию и легки в культуре[2]. Их ассортимент
исключительно разнообразен по форме и окраске цветков, высоте растений и
3
срокам цветения. Вместе с этим они достаточно выносливы, морозостойки,
быстро размножаются и устойчивы к заболеваниям. Они хорошо растут как
на
нейтральной,
Среди
так
неприхотливых
и
на
Азиатских
слабокислой
гибридов сорта с
почве
[3].
запахом
почти
отсутствуют. Создание сортов Азиатских гибридов с приятным ароматом одно из перспективных направлений их дальнейшей селекции. Так же
важнейшим направлением селекционной работы с Азиатскими гибридами
является
расширение
диапазона цветения,
в
особенности,
создание
раноцветущих сортов. Подавляющее большинство сортов этого раздела
цветет в июле, в тоже время существуют виды лилий, цветение которых
начинается в конце мая - начале июня, то есть на целый месяц раньше.
Раноцветущие сорта
позволят
существенно
уменьшить
затраты
при
производстве срезки за счет сокращения периода выращивания. В
декоративном садоводстве возможно увеличение времени цветения (с начала
июня до начала августа) путем подбора соответствующих сортов. Для
отечественных
селекционеров
одной
из
важнейших
задач
является
улучшение окраски (чистота и оригинальность, двух-трехколерность,
отсутствие крапа и т. д.). Одна из актуальных задач в селекции лилий создание
сортов
со
стерильной
непачкающей
пыльцой,
так
как
жизнеспособная, в изобилии покрывающая зрелые пыльники, приносит
много
неприятностей.
Нехватка
низкорослых
сортов
ограничивает
применение лилий в горшечной культуре. В связи с этим одна из важных
селекционных задач, которая сегодня стоит перед садоводами - снижение
высоты растений до 25-30 см при сохранении высоких декоративных качеств.
Вывести новый сорт лилии в любительских условиях вполне реально. Даже
обычные скрещивания внутри одного раздела могут привести к созданию
оригинального культивара. Исследования по изучению ценных признаков
видов и сортов лилий для использования в гибридизации весьма актуальны и
имеют как теоретическое, так и практическое значение в селекции этой
4
культуры. Одним из важных факторов, которые необходимо учитывать при
гибридизации – фертильность пыльцы.
1.2.
ФЕРТИЛЬНОСТЬ
ПЫЛЬЦЫ,
способность
зрелой
пыльцы
к
оплодотворению. Выражается в нормальном прохождении таких процессов,
как прорастание пыльцы, рост пыльцевых трубок, деление генеративных
клеток и образование спермиев [6]. Определяется по внешнему виду
(величина, форма, окраска) и внутреннему строению пылинок, по их
прорастанию на искусственной питательной среде или непосредственно на
рыльце пестика. Связана с условиями формирования и развития пыльцы, их
нарушение ведет к стерильности пыльцы. В зависимости от степени
фертильности различают фертильную, организационно стерильную и
случайно
стерильную
пыльцу.
Фертильная
пыльца
характеризуется
правильными пыльцевыми зернами. Организационно стерильная пыльца
состоит из клеток с отмершими ядрами и протоплазмой, с оболочкой без пор
и борозд. Для нее характерны постмейотические нарушения, выражающиеся
в дегенерации генеративной клетки, вегетативного ядра или отсутствии
второго митотического деления и дегенерации микроспор. Организационно
стерильная пыльца не обеспечивает нормальное оплодотворение. Случайно
стерильная пыльца возникает под влиянием неблагоприятных условий,
характеризуется деформированностью и недоразвитостью, у нее нет пор,
внутреннее
содержимое
дегенерирует.
Большой
процент
случайно
стерильной пыльцы снижает урожай[5] .
1.3. Климатические условия района испытания:
Опытный участок находится в с.Майма, относящемуся к КатуноМайминскому подрайону. Катунско - Майминский подрайон относится к
первому типу, третьему подтипу местных климатов.
Катунский среднегорный подрайон включает участок долины Катуни
от устья р. Семы до южной границы Северного Алтая. Благо¬даря местным
5
климатообразующим
процессам,
этот
подрайон
вы¬деляется
теплым
климатом и зимой и летом.
В январе средняя температура -12-(-15) °С, средний минимум -19-(-21)
°С, средний абсолютный минимум -35-(-40) °С. Сумма темпера¬тур за
период с температурой ниже 10°С - 1300-1500 С. Устойчивый период со
снежным покровом 100-120 дней, но в долине Катуни не¬редко снег
испаряется, после нового снегопада восстанавливается. Высота снежного
покрова обычно не превышает 10-20 см.
В июле средняя температура 17-19°С, средний минимум 10-12°С,
средний максимум 24-25°С. Сумма температур за период с темпера¬турой
выше 10 С 1900-2000°С. Продолжительность безморозного периода 105-125
дней.
Годовая сумма осадков от 400 до 550 мм. Коэффициент увлажнения за
V-VII - 0.6-0.7. Запасы продуктивной влаги на декаду сева в слое почвы 0-20
см - 20-40 мм, на декаду колошения в слое почвы 0-50 см - 50-70 мм. В
Катунском подрайоне в годы с оптимальным увлажнением бывают высокие
урожаи многочисленных сортов зерновых, овощных и плодово-ягодных
культур [1].
2. Практическая часть
2.1. Методика исследования
Нами были исследовано 8 сортов лилий российской селекции.
(Приложение 1) Для определения жизнеспособности пыльцевых зёрен лилий
мы использовали йодный метод. В основе его лежит определение крахмала
при помощи йодной реакции. Фертильные и стерильные пыльцевые зерна
отличаются по содержанию крахмала. Обычно фертильное пыльцевое зерно
полностью заполнено крахмалом, а стерильное не имеет его совсем или
содержит следы. Зрелые пыльники вскрывают иглами на предметном стекле,
6
смачивают йодным раствором и, удалив лишние ткани, накрывают
покровным стеклом. Под микроскопом можно легко отличить фертильные
пыльцевые зерна по темно-фиолетовому (почти черному) цвету. Стерильные
пыльцевые зерна остаются неокрашенными, так как не содержат крахмала
или имеют его следы. Неокрашенными оказываются и оболочки пыльцевых
зерен.[3] Подсчеты проводились в четырех полях зрения микроскопа.
Подсчитывали количество окрашенных йодом пыльцевых зёрен (как
фертильные - жизнеспособные пыльцевые зерна и желтые пыльцевые зерна
как стерильные - нежизнеспособные зерна), подсчет окрашенных и
неокрашенных пыльцевых зёрен записывали в журнал учета и регистрации.
2.2.Результаты исследования:
В ходе исследования нами получены следующие данные:
Сорт «Розовая фантазия» - исследовано 1491 семя, из них 1321 - фертильных,
что составляет 88,6% и 170 – абортивных, что составляет 11,4%.
Сорт «Розовая дымка» - исследовано 825 семян, из них 523 – фертильных,
что составляет 63,4% и 302 – абортивных, что составляет 36,6%.
Сорт «Аэлита» - исследовано 651 семя, из них 401 – фертильных, что
составляет 77% и 250 – абортивных, что составляет 23%.
Сорт «Млада» - исследовано 728 семян, из них 626 – фертильных, что
составляет 86% и 102 – абортивных, что составляет 14%.
Сорт «Мичуринская ода»» - исследовано 1090 семян, из них 810 –
фертильных, что составляет 74,4% и 280 – абортивных, что составляет 25,6%.
Сорт «Руфина» - исследовано 601 семя, из них 438 – фертильных, что
составляет 73% и 163 – абортивных, что составляет 27%.
Сорт «Юлия» - исследовано 788 семян, из них 584 – фертильных, что
составляет 74% и 204 – абортивных, что составляет 26%.
7
Сорт «Осенние грезы» - исследовано 659 семян, из них 383 – фертильных,
что составляет 58,2% и 276 – абортивных, что составляет 41,8%.
(Приложение 2)
Выводы
1. Анализ изученной литературы показал, что азиатские гибриды лилий
являются перспективными для селекции данной декоративной
культуры. При подборе родительских пар в селекции необходимо
учитывать фертильность пыльцевых зерен.
2. Процент фертильности у изученных сортов варьируется от 58,2% (сорт
«Осенние грезы») до 88,6% (сорт «Розовая фантазия»).
3. Практически все изученные сорта могут быть использованы в селекции
для создания новых гибридов.
4. Наиболее выгодны сорта в качестве родительских пар: «Розовая
фантазия» (88,6 % фертильных зерен), «Млада» (86% фертильных
зерен), наименее выгодны - сорт «Розовая дымка» - 63,4%
фертильных зерен; и 36,6% абортивных и сорт «Осенние грезы» 58,2% фертильных семян и 41,8% абортивных.
8
Используемая литература:
1. Агроклиматические
ресурсы
Алтайского
края.
-
Л.:
Гидрометеорологическое изд-во, 1971а. - 155 с.
2. Мордак, Е. В. Семейство Лилейные - М.: Просвещение, 1982
3. Орехов В.П., Гибридизация лилий - Цветоводство.-1964.-№5-с. 9-10.
4. Самигуллина Н.С., Кирина И.Б. Практикум по генетике - Мичуринск:
МичГАУ , 2008
5. Шварцман П.Я., Полевая практика по генетике с основами селекции:
учеб. пособие для студентов ин –тов по спец. № 2106 «Биология». –
М.Просвещение 1986. – 111 с.
Интернет - источники:
6. Wikipedia
9
Приложение 1
ЮЛИЯ (Julija),
М.Ф. Киреева, Н.В. Иванова, В.В. Мартынова, 1994 год.
В коротком кистевидном рыхлом соцветии 7—11 цветков, направленных
вверх. Окраска полихромная: бруснично-розовая на концах долей
постепенно переходит в желтую, карминно-красная окраска оснований
лепестков образует в центре цветка звездочку, обрамленную венчиком из
мелких темно-коричневых пятнышек. Диаметр плоскочашевидных цветков
14—15 см. Эффектны темно-красные бутоны. Высота растений 90 — 100см.
Бульбоносность обильная. Используют для среза, озеленения, выгонки.
АЭЛИТА (Aelita), М.Ф. Киреева 1975 год.
Рыхлое ширококистевидное соцветие состоит из 8 — 15 светло-желтых
с многочисленными темно-коричневыми пятнышками звездообразных
цветков, направленных вверх. Удлиненные заостренные лепестки слегка
отогнуты вниз, у основания и снаружи имеют розоватый оттенок.
Диаметр цветка 14—16 см. Листья темно-зеленые блестящие. Высота
растений 80 — 95см. Сорт бульбоносен. Зацветает в середине июля. На
международной выставке «ЭКСПО-90» в Японии награжден бронзовой
медалью. Используют преимущественно для озеленения
РУФИНА (Rufina),
М.Ф. Киреева, НВ. Иванова, ВВ. Мартынова, 1994 год.
В коротком полушаровидном соцветии 7 — 13 звездообразных крупных
(14—16 см в диаметре) цветков, направленных вверх. Окраска
перламутрово-розовая с большой долей желтизны в начале цветения и
карминовой полоской по центру долей. Пятнышки мелкие единичные у
основания лепестков. Красивы крупные зеленовато-розовые бутоны.
Высота растений 95 — 105см. Бульбоносность регулярная, умеренная.
Зацветает в первой декаде июля. Используют для среза, озеленения,
выгонки.
РОЗОВАЯ ДЫМКА (Rozovaja Dymka)
М.Ф. Киреева, 1985 год.
В кистевидном соцветии 7—12 получалмовидных сиренево-розовых
цветков, направленных в стороны и вниз. Диаметр цветка 11 — 12 см. Высота
10
растений 90 — 100 см. Бульбоносность умеренная. Зацветает в первой
половине июля. Бронзовая медаль "ЭКСПО-90" в Японии. Используют
преимущественно для озеленения.
РОЗОВАЯ ФАНТАЗИЯ (Rozovaja Fantazija)
М.Ф. Киреева, НВ. Иванова, ВВ. Мартынова, 1992 год.
В комбинированном зонтично-кистевидном соцветии 11 — 15
крупных (диаметром 14—15 см) цветков ярко-розовой с кремовым центром
окраски. Широкочашевидные цветки направлены вверх. В некоторых
цветках одна из тычинок модифицирована в изогнутый лепесток, но это не
портит внешний вид цветка, а даже придает ему экзотичность. Растения высокие (до 130 см), прочные, с толстым стеблем. Бульбоносность обильная,
бульбы при перезревании прорастают на стебле. Зацветает в середине
июля. Используют для среза, озеленения, выгонки.
МЛАДА (Mlada),
М.Ф. Киреева, НВ. Иванова, ВВ. Мартынова, 1993 год.
Цветки чистой нежно-абрикосовой окраски чашевидной формы
диаметром 14 — 15 см. Соцветие — зонтиковидная кисть полушаровидной
формы из 15 — 20 цветков, направленных вверх. Высота растений 110 — 130
см. После цветения стеблевые бульбочки образуются в небольшом
количестве. Цветет с конца июня — начала июля в течение 22 — 30 дней.
Используют для среза, озеленения, выгонки
МИЧУРИНСКАЯ ОДА (Michurinskaja Oda),
М.Ф. Киреева, НБ. Иванова, ВВ. Мартынова, 1988 год.
В сложном метельчато-кистевидном соцветии 11 — 17 звездчаточашевидных цветков, направленных вверх. Окраска двухцветная: концы
лепестков желто-розовые, их основания светло-желтые с мелкими
немногочисленными коричневыми пятнышками. Диаметр цветка 14 — 15
см. В центре цветка ярко-карминовая звездочка. Высота растений 100 — 115
см. Бульбоносность умеренная, регулярная. Используют для среза,
озеленения, выгонки. Создатель сорта получил первый приз на
международной выставке цветов "Флориада-92" в Голландии.
11
ОСЕННИЕ ГРЕЗЫ (Osennie grezy),
Цветки широкочашевидные, направлены вверх; бледно-желтые, в центре
немного темнее; пятнышки бордовые, среднего размера, на трети лепестка.
Тычиночные нити бледно-желтые, раскрывшиеся пыльники золотистокоричневые. Диаметр 10-12 см. Соцветия рыхлые, короткие, из 7-11 цветков.
Высота растения 90-100 см. Образует много бульб. Для срезки, в групповых
и одиночных посадках.
12
Приложение 2
сорт
Розовая
фантазия
Розовая
дымка
Аэлита
Млада
Мичуринска
я ода
Руфина
Юлия
Осенние
грезы
Общее
число
пыльцевы
х
зерен
1491
Число
фертильны
х зерен
%
фертильны
х
зерен
Число
абортивны
х
зерен
%
абортивны
х зерен
1321
88,6
170
11,4
825
523
63,4
302
36,6
651
728
1090
401
626
810
77
86
74,4
250
102
280
23
14
25,6
601
788
659
438
584
383
73
74
58,2
163
204
276
27
26
41,8
13