Анотація до роботи:

Власюк М.В. Генетичні особливості запилювачів та їх вплив на формування гетерозису у гібридів цукрових буряків. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 – селекція рослин. – Інститут цукрових буряків Української академії аграрних наук, Київ, 2006.

Проведено комплексне вивчення селекційно-генетичної цінності запилювачів верхняцької, льговської, іванівської та веселоподільської генплазм різного рівня гомо, -гетерозиготності. Визначена ступінь негативного впливу інбридингу на репродуктивну сферу і продуктивність запилювачів. Доведена ефективність доборів на основі даного генетичного матеріалу з пилкоутворювальної здатності, морфофізіологічних показників пилку та схожості. Визначено кореляційні співвідношення між ознаками та межі інбредної депресії господарсько-цінних показників.

В дисертації на основі застосування регресивного аналізу встановлено адекватність застосування адитивно-домінантної моделі для оцінки генетичної цінності запилювачів.

Вивчено компоненти генотипової варіації господарсько-цінних ознак ЧС гібридів, створених на тлі двох пилкостерильних ліні вітчизняного і іноземного походження, з метою вибору методів їх генетичного поліпшення.

Проведена диференціація 26 запилювачів дивергентно віддалених генплазм різної генетичної структури за ефектами загальної і специфічної комбінаційної здатності, виділено кращі із них. На їх основі отримано гібридні комбінації з генетично обумовленим ефектом гетерозису.

Два запилювачі передано до Національного центру генетичних ресурсів рослин України. Запилювачі ВП 16 і ВП 135 вивчено в екологічному сортовипробуванні системи „Бетаінтеркрос”. За їх участю створено два гібриди з гарантованою прибавкою по збору цукру, які у 2006 році буде передано до Державного сортовипробування.

1. В дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукових завдань, які полягають у виявленні особливостей мінливості і успадкування господарсько-цінних ознак у запилювачів різного ступеню гомо,- гетерозиготності та їх ЧС гібридів, удосконалення методів добору і оцінки в процесі їх створення. Доведено що гібриди з генетично-обумовленим гетерозисом можливо створювати за участю як лінійних запилювачів, так і запилювачів на основі індивідуально-родинного і рекурентного доборів за умови цілеспрямованого підбору комплементарних пар з невисоким ступенем інбредності.

2. Інбридинг виявляє негативний вплив на елементи продуктивної здатності запилювачів. Встановлена інбредна депресія за площею листової поверхні ліній верхняцької і льговської генплазм на рівні відповідно 40,4 і 49,8 %. Врожайність інбредних ліній пов’язана з цією ознакою високою позитивною кореляцією (r = + 0,95 ± 0,02), а цукристість - слабкою негативною (r = -0,23 ± 0,03). Інбредна депресія за врожайністю ліній четвертого покоління інбридингу по відношенню до контролю у верхняцьких метеріалів становила - 26,6, у льговських матеріалів – 25,9 %. За показником цукристості зв’язок інбредної депресії з поглибленням поколінь інбридингу не виявлений.

3. Інбридинг виявляє шкідливу дію на кількість і якість пилку, ступінь вираженості якої залежить від генотипу і рівня його гетерозиготності. Гомозиготний стан генів збільшує варіабельність пилку за розмірами, призводить до збільшення частки мілких пилкових зерен (до 67,9 - 85,6 %), кількість стерильного пилку зростає, а фертильного – знижується. У гетерозиготних матеріалів морфологічні показники пилку без добору суттєво не змінювалися.

4. На запилювачі звуженої генетичної основи (лінії) інбридинг виявляє депресуючий вплив на схожість насіння. Переважаючим типом успадкування у гібридів F₁ є від'ємне домінування запилювача або ж депресія. Фертильність пилку і схожість насіння пов'язані позитивною тісною кореляційною залежністю (r = + 0.91 ± 0,04).

5. Показники продуктивної здатності та репродуктивної сфери в зв’язку з поглибленням інбридингу описуються лінійними рівняннями регресії, що робить придатним використання адитивно - домінантної моделі для визначення селекційно-генетичної цінності запилювачів. Допустимі рівні інбредної депресії господарсько-цінних ознак обмежуються у ліній верхняцької і льговської генплазми двома - трьома поколіннями самозапилення.

6. У генетичному контролі елементів продуктивності гібридів F₁, сформованих за участю лінійних запилювачів, внесок адитивних і неадитивних ефектів генів є рівноцінним. Лінії СЦ 57 І₁, СЦ 5 І₂, СЦ 31 І₃, СЦ 42 І₄ з доведеним високим ефектом дії адитивних генів за елементами продуктивності можна використати для формування синтетиків. Лінії СЦ 31 І₃, СЦ 57 І₁, СЦ 63 І₃ та СЦ 32 І₄ з високими варіансами СКЗ можна включати у схрещування для одержання гібридних комбінацій з високим ефектом гетерозису.

7. В структурі генотипової мінливості елементів продуктивності у гібридів F_1, створених за участю синтетиків і продуктів індивідуально-родинного добору переважаючими є адитивний вплив генів запилювачів. Збір цукру контролюється переважно неадитивними ефектами генів. Встановлена висока від’ємна кореляційна залежність між ЗКЗ врожайності і ЗКЗ цукристості (r = - 0,72 + 0,15).

8. Визначено кращі запилювачі, які мають цінні адитивні комплекси генів: синтетик І циклу Е, синтетик І циклу Z, ВП 0102/ІІ циклу Z - за врожайністю, синтетик ІІ циклу Z, ВП 0102, ВП 0102/І і ІІ циклу Е - за цукристістю, синтетик І циклу Е і Z, а також синтетик ІІ циклу Е – за збором цукру, а також запилювачі, які проявлять ефект наддомінування у специфічних комбінаціях схрещування: синтетики І циклу Е, ІІ циклу Z, ВП 0102 – за врожайністю; ВП 0102 / ІІ Z, синтетики І і ІІ циклу Е за цукристістю і синтетик ІІ циклу Z і E, ВП 0102 – за збором цукру.

9. За низьким вмістом іонів К⁺ і Na⁺ виділилося дванадцять гібридів, батьківська форма яких мала низьку ЗКЗ за цією ознакою. Кращою материнською формою для формування ЧС гібридів з покращеними технологічними якостями є пилкостерильний ЧС компонент німецького походження.

10. Схожість насіння ЧС гібридів контролюється генетично і більшою мірою (на 65 ...76 %) залежить від адитивних ефектів запилювачів, поліпшення яких можливе за умови доборів насінників за фенотипом. До ліній льговського походження необхідно підбирати для схрещування ЧС форми з високими ефектами неадитивної взаємодії. Високими ефектами ЗКЗ характеризувалися популяційні матеріали В 1002 і ЛР 14759 (gj = 7,45) і лінія СЦ 4 І₂ (gj = 10,45), високими ефектами СКЗ – лінія СЦ 32 І₄, СЦ 58 І₁ та СЦ 42 І₄, а також синтетики І-ІІ циклу Z.

11. Запилювачі веселоподільської селекції виявили кращу реакцію на схрещування з пилкостерильною формою ЧС ІВП 84 вітчизняного походження порівняно з лінією KWS MOS 05130 іноземної генплазми. В їх селекції основну увагу слід приділяти комбінаційній здатності, а не власній продуктивності. Гібриди ЧС 84 x ВП 135 і ЧС 84 x ВП 16 показали найвищу генетичнообумовлену продуктивність (відповідно 108,2 та 108,0 % до групового стандарту).

12. Гетерозисний ефект за врожайністю обумовлений сумарною позитивною дією адитивних і неадитивних ефектів генів, за цукристістю - переважаючим впливом однієї із них, а за збором цукру - є результатом взаємодії двох генетичних систем, що контролюють елементи продуктивності. Частота вдалих гібридних комбінацій була вищою, якщо компоненти формувалися на основі застосування інбридингу.

13. Запилювачі СЦ 5 І₂ і синтетик І циклу Е передано для реєстрації до Національного центру генетичних ресурсів України як батьківські компоненти, які забезпечують конкурсний гетерозис у гібридних комбінаціях за збором цукру. За участю запилювачів ВП 16 і ВП 135 сформовано два гібриди з гарантованою прибавкою збору цукру 7,51 і 5,08 %, які успішно пройшли випробування в системі «Бетаінтеркрос».

Рекомендації для селекційної практики та виробництву.

1. При створенні батьківських компонентів ЧС гібридів цукрових буряків гібридів різного ступеню інбредності використовувати самофертильні вихідні матеріали. Для створення ЧС гібридів залучати лінії-запилювачі другого-третього покоління інбридингу, добір яких здійснювати за комплексом господарсько-цінних ознак: комбінаційною цінністю за збором цукру високою пилкоутворювальної здатністю, якістю пилку і схожістю насіння.

2. В процесі селекційної проробки запилювачів оцінку за комбінаційною здатністю за елементами продуктивності вести з використанням односторонніх циклічних схрещувань на тлі двох пилкостерильних тестерів різного походження.

3. Запилювачі ВП 16 і ВП 135, СЦ 57 І₁, СЦ 5 І₂ і синтетик І циклу Е використовувати в селекційному процесі для створення високопродуктивних ЧС гібридів з генетично обумовленим гетерозисом.

Публікації автора:

1. Власюк М.В.. Вплив інбридингу на морфобіологічні і господарські ознаки інбредних ліній цукрових буряків, Зб. наук. пр. – Вип. 5. – К.: ІЦБ, 2003. – С. 45 – 51.

2. Корнєєва М.О., Власюк М.В. Генетичний контроль схожості насіння ЧС гібридів цукрових буряків. – Фактори експериментальної еволюції організмів. – К.: Аграрна наука. – 2003. – С. 278 - 282.

3. Роїк М.В., Корнєєва М.О., Власюк І.В., Власюк М.В. Методичні рекомендації зі створення самофертильних ліній – запилювачів – компонентів ЧС гібридів цукрових буряків. - К.: Аграрна наука. - 2004. - 15 с.

4. Корнєєва М.О., Власюк М. В. Системи контрольованих схрещувань при оцінці комбінаційної здатності селекційних матеріалів цукрових буряків. // Фактори експериментальної еволюції організмів. – К.: Аграрна наука. - 2004. - С. 227 – 233.

5. Корнєєва М.О., Власюк М.В.. Оцінка ліній – запилювачів за елементами продуктивності. Цукрові буряки. - № 2 (44). – 2005. – С. 6-8.

6. Корнєєва М.О., Власюк М.В., Опанасенко Т.Г. Комбінаційна здатність за схожістю насіння запилювачів при створенні ЧС гібридів цукрових буряків. – Цукрові буряки. - № 4, 2005.- С. 13-15.

7. Роїк М.В., Корнєєва М.О., Власюк М.В.. Оцінка запилювачів цукрових буряків різної генетичної структури за комбінаційною здатністю. Зб. наук. пр. Вип. 8. - К.: Поліграф Консалтинг. – 2005. – С. 28 – 35.

8. Корнєєва М.О., Власюк М.В., Інбридинг і якість пилку запилювачів цукрових буряків різного ступеня гетерозиготності. – Там же. – С. 67- 80.

9. Корнєєва М.О., Власюк М.В., Власюк І.В. Створення ЧС гібридів цукрового буряку з пониженим вмістом іонів К⁺ і Na⁺. // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - № 2, 2005. К.: Алефа. – 2005. – С.35 – 48.