Анотація до роботи:

Макарчук О.С. Використання інбредних ліній та тестерів різної генетичної структури в селекції кукурудзи на гетерозис. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 – селекція рослин. – ННЦ"Інститут землеробства УААН", Київ, 2008р.

Дисертація присвячена дослідженню підбору компонентів гібридизації для отримання гетерозисних гібридів, оцінці вихідного матеріалу на комбінаційну здатність, використовуючи тестери різної генетичної структури.

Виділені самозапилені лінії та гібридні комбінації, які характеризуються комплексом ознак, що формують вегетаційний період та індивідуальну продуктивність. Проведено групування ліній за мінливістю загальної тривалості вегетації та продуктивності зерна. Визначені загальні тенденції для формування зв’язків вегетаційного періоду та індивідуальної продуктивності самозапилених ліній.

Встановлено особливості формування взаємозвязку складових періодів вегетації у тест-гібридів. В значній мірі він залежить від тривалості аналогічних періодів у материнської форми і відсутній звязок із тривалістю у батьківських ліній.

З використанням тестерів, до складу яких входять лінії різних зародкових плазм, визначено ефекти ЗКЗ та константи СКЗ самозапилених ліній. Встановлено вплив конкретних тестерів та самозапилених ліній на формування врожайності, ефекти гетерозису (істинний та гіпотетичний) та коефіцієнт домінування.

Показані особливості прояву комбінаційної здатності та вплив тестерів на урожайність тест-кросних гібридів. Запропоновані удосконалені критерії добору тестерів для оцінки селекційного матеріалу на основі прояву гетерозисного ефекту та показників комбінаційної здатності.

1. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що виявляється в ідентифікації та використанні нових самозапилених ліній кукурудзи за показниками адаптивності до умов Центрального Лісостепу. Завдання вирішувалось шляхом добору тестерів для визначення комбінаційної здатності ліній та комплексної оцінки самозапилених ліній і гібридних комбінацій кукурудзи за ознаками формування тривалості вегетаційного періоду та індивідуальної продуктивності рослин.

2. За особливостями формування тривалості вегетаційного періоду та продуктивності зерна з рослини виділені лінії – Ак 135-1, Дунай 2, ИКК 26-1, F 2/1, 3412, O54K, F 161, FC 1138, IG 1998, IG 1999, B 37, Дунай 1, S 38, RA 72, 4P51, Ак 135-2 та П 140-1, для яких встановлені особливості систем формування результуючих ознак.

3. Визначені загальні тенденції формування зв’язків тривалості вегетації для самозапилених ліній. Для періода від появи приймочок до воскової стиглості характерний середньої сили зв'язок від r= 0,578 до 0,521 із періодом від появи сходів до воскової стиглості зерна. Для періоду від воскової стиглості до повної стиглості зерна характерний обернений середньої сили зв'язок r= -0,484 …-0,627 із періодом від появи сходів до воскової стиглості зерна, від r= -0,380 до r= -0,526 із періодом від появи сходів до молочної стиглості зерна та від r= -0,371 до r= -0,532 із періодом від появи сходів до квітування волоті.

4. Самозапиленим лініям характерний середній зв'язок маси 1000 зерен із продуктивністю зерна з рослини r=0,388…0,449 та обернений зв'язок із діаметром початка r=-0,096…-0,272, з кількістю рядів зерен на початку r=-0,393…-0,493, з кількістю зерен в ряду r=-0,501…-0,594 та кількістю зерен на початку r=-0,571…-0,639. Кількість зерен на початку характеризується сильним зв’язком із діаметром початка r=0,718…0,722, кількістю рядів зерен на початку r=0,692…0,721 та кількістю зерен в ряду r=0,735…0,848. Кількість рядів зерен на початку характеризується сильним зв’язком із діаметром початка r=0,841…0,838.

5. За формуванням урожайності в експерименті досліджувані тестери можна охарактеризувати як: із стабільно низьким рівнем урожайності – Припять; із балансуючим від низького до середнього – ТОСС 231 СВ; із стабільно середнім рівнем – ТОСС 156 МВ; із середнім та вище середнього рівня – Пролісок та Бершадь.

6. Дослідження тривалості вегетаційного періоду топ-кросних гібридів доводить специфічність формування кореляції складових періодів залежно від використаного тестера та умов року. Проте, слід відмітити, що спостерігається стабільно сильна або середня кореляція між періодами сходи –викидання волоті та сходи – цвітіння волоті; для топ-кросів Прип'ять – r= 0,927…0,722; Пролісок - r=0,880…0,557; Бершадь - r=0,878…0,455; ТОСС 156 МВ - r=0,893…0,714; та між періодами сходи – молочна стиглість і сходи – воскова стиглість для топ-кросів – Прип'ять - r=0,583…0,701; Пролісок - r=0,874…0,500; Бершадь - r=0,885…0,545; ТОСС 156 МВ - r=0,699…0,458.

7. Для тест-кросних гібридів характерні спільні тенденції прояву зв’язку ознак продуктивності. Така залежність притаманна: довжині початку та кількості зерен на початку - r=0,512…0,532 для тест-кросів Прип'ять; r=0,384…0,852 для тест-кросів Пролісок; r=0,724…0,711 для тест-кросів ТОСС 156МВ та r=0,240…0,807 для тест-кросів Бершадь; кількості рядів зерен та кількості зерен на початку - r=0,671…0,906 для тест-кросів Прип'ять ; r=0,708…0,728 для тест-кросів Пролісок; r=0,592…0,637 для тест-кросів ТОСС 156МВ та r=0,771…0,725 для тест-кросів Бершадь; кількості зерен в ряду та кількості зерен на початку - r=0,755…0,430 для тест-кросів Прип'ять; r=0,718…0,928 для тест-кросів Пролісок; r=0,883…0,912 для тест-кросів ТОСС 156МВ; r=0,318…0,913 для тест-кросів Бершадь; масі 1000 зерен та продуктивності рослин - r=0,713…0,844 для тест- кросів Прип'ять; r=0,605…0,838 для тест-кросів Пролісок; r=0,565…0,453 для тест-кросів ТОСС 156МВ та r=0,716…0,723 для тест-кросів Бершадь.

8. Для формування звязків між елементами продуктивності у тест-гібридів та їх батьківських форм характерним є відсутність або слабкий зв'язок із зміною напрямку в залежності від умов року, а для зв’язку із материнськими формами характерний обернений середньої сили зв'язок кількості рядів зерен та маси 1000 зерен r= -0,375…-0,447; зміна напрямку зв’язку між продуктивністю тест-кросів та кількістю рядів зерен r= 0,304…-0,563, кількістю зерен на початку r= 0,288…-0,570 та масою 1000 зерен материнських форм r= -0,498…0,274.

9. Для формування зв’язків між тест-кросам та їх батьківськими лініями спостерігаються певні тенденції; для довжини початка та діаметра початка характерний обернений зв'язок r=-0,510…-0,182 для тест-кросів ТОСС 156 МВ; для кількості зерен в ряду та діаметра початка r= -0,496…-0,168 для тест-кросів ТОСС 156 МВ, r= -0,185…-0,349 для тест-кросів Прип'ять; для кількості зерен на початку та діаметра початка r=0,440...-0,059 для тест-кросів ТОСС 156 МВ, r= -0,078…-0,35 для тест-кросів Прип'ять; для маси 1000 зерен та діаметра початка r=0,440…-0,059 для тест-кросів ТОСС 156 МВ та r=-0,046…-0,551 для тест-кросів Бершадь.

10. На основі динаміки формування ефектів ЗКЗ та СКЗ можна виділити лінії: Бг 251-3 – із стабільно достовірними ефектами ЗКЗ та високою варіансою СКЗ; Дунай 2 та Од 18 - із стабільно високою варіансою СКЗ та стабільно позитивними ефектами ЗКЗ.

11. Для досліджуваних тестерів властива специфічність прояву ефектів ЗКЗ, яка полягає в зміні сили ефекту від достовірно високого до достовірно низького або, навпаки, залежно від умов року для гібридів Прип’ять та ТОСС 156 МВ, та стабільність ефектів ЗКЗ для тестерів Пролісок та Бершадь.

12. Дослідженням комбінаційної здатності кращих самозапилених ліній встановлено, що найбільшої ефективності можна досягти при гібридизації ліній F2-1 із Дунай 2 та В 37; Ак 135-1 із лініями О54К, П 140-І та В 37; Ак 135-2 із лініями О54К та Дунай 1.

13. Динаміка формування урожайності гібридів із усіма досліджуваними тестерами залежить від умов року - 13, 44%, самозапилених ліній – 7,10%, а вплив тестерів не достовірний – 0,86%, при взаємодії умов року та ліній –7,74%, умов року та тестерів – 36,93%, ліній та тестерів – 7,97% та взаємодії всіх досліджуваних факторів – 8,18%.

14. За коефіцієнтом енергетичної ефективності гібриди можна розділити на дві групи: показник КЕЕ на рівні стандартів - Од18/F2-1, В37/МА61А37, RA72/В37, Бершадь/Дунай 2, ТОСС156МВ/КС100; показник КЕЕ вище рівня стандартів Од18/F2-2, ЛВ18/ХЛГ44, Ух52/4Р51, КС100/FC1138, Прип'ять/F161.

Публікації автора:

1. Макарчук О.С. Ідентифікація самозапилених ліній кукурудзи за показниками скоростиглості та комбінаційної здатності / Макарчук О.С. // Науковий вісник НАУ. - 2002. – Вип. 48. - С. 142-146.

2. Жемойда В.Л. Особливості формування вегетаційного періоду самозапиленими лініями кукурудзи / Жемойда В.Л., Макарчук О.С. // Біологічні науки і проблеми рослинництва. Зб. наук. пр. Уманського ДАУ. - 2003. – Спецвипуск. - С. 551-555.

3. Макарчук О.С. Елементи добору батьківських пар в гетерозисній селекції кукурудзи / Макарчук О.С., Жемойда В.Л. // Вісник аграрної науки Причорноморя. “Проблеми степового землеробства і рослинництва та їх вирішення в реформованих сільськогосподарських підприємствах”. – 2003. – Вип. 3 (23). - Т. 2. - С. 176 - 181.

4. Макарчук О. Вивчення колекції самозапилених ліній кукурудзи за показниками скоростиглості в умовах північного Лісостепу України / Макарчук О. // Вісник Львівського ДАУ. - 2004. - № 8. - С. 322-326.

5. Макарчук О.С. Мінливість і взаємозвязок продуктивності та її складових елементів рослин самозапилених ліній кукурудзи в умовах північного Лісостепу України / Макарчук О.С., Жемойда В.Л. // Таврійський науковий вісник. – 2004. - Вип. 34. - С. 64-69.

6. Макарчук О.С. Критерії добору самозапилених ліній кукурудзи в умовах північної частини Лісостепу України / Макарчук О.С. // Зб. наук. пр. Уманського ДАУ. - 2005. - Вип. 60. - С. 143-152.

7. Жемойда В.Л. Взаємозв’язок міжфазних періодів вегетації та складових структури врожаю у гібридів кукурудзи та їх вихідних форм / Жемойда В.Л., Макарчук О.С. // Досягнення і проблеми генетики, селекції та біотехнології. - 2007. - Т.2. - С. 73-74.

8. Жемойда В.Л. Особливості добору батьківських форм в селекції гетерозисних гібридів кукурудзи для умов північного Лісостепу України / Жемойда В.Л., Макарчук О.С. // Корми і кормовиробництво. - 2003. - № 51. - С. 212-214.

9. Жемойда В.Л. Результати розширення генофонду кукурудзи в НАУ за рахунок інтродукції / Жемойда В.Л, Макарчук О.С. // Інтродукція рослин на початку ХХІ століття: досягнення і перспективи (до 120 річчя з дня народження акад. М.І. Вавилова) : матеріали міжнародної наукової конференції. – К. : Фітосоціоцентр, 2007. - С. 94 - 98.

10. Макарчук О.С. Підбір тестерів для оцінки вихідного матеріалу кукурудзи / Макарчук О.С., Жемойда В.Л. // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні (Дніпопетровськ, 5-6 березня 2002р.). – Дніпропетровськ : ІЗГ УААН. - 2002. - С. 66.

11. Макарчук О.С. Добір вихідних форм для створення скоростиглих гібридів кукурудзи в умовах північного Лісостепу України / Макарчук О.С., Жемойда В.Л. // Адаптивная селекция растений. Теория и практика: сборник тезисов международной конференции 11-14 ноября 2002 года. - Харьков, 2002. - С. 56-57.

12. Макарчук О.С. Добір батьківських пар в гетерозисній селекції кукурудзи / Макарчук О.С., Жемойда В.Л. // Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи : збірник матеріалів третьої міжвузівської науково-практичної конференції аспірантів (Вінниця, 17-19 березня 2003 р.). – Вінниця : Вінницький держ. аграр. ун-т, 2003. - С. 117-118.

13. Макарчук О.С. Добір батьківських пар в гетерозисній селекції кукурудзи / Макарчук О.С., Парій М.Ф. // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений: Сборник тезисов ІІ международной конференции молодых ученых (19-23 мая 2003г.). - Харьков, 2003. - С. 186-187.

14. Макарчук О.С. Критерії добору самозапилених ліній кукурудзи в умовах північного Лісостепу України / Макарчук О.С. // Генетичні ресурси для адаптивного рослинництва: мобілізація. Інвентаризація, збереження, використання: Тези доповідей міжнародної науково-практичної конференції (29 червня-1 липня 2005р.). – Оброшино: Інститут землеробства і тваринництва західного регіону УААН, 2005. - С. 45

15. Макарчук А.С. Изучение и использование генетического разнообразия вида Zea mays L. / Макарчук А.С., Жемойда В.Л. // Генетические ресурсы культурных растений в ХХІ веке: состояние, проблемы, перспективы: тезисы докладов ІІ Вавиловской международной конференции (Санкт-Петербург, 26-30 ноября 2007г.). - СПб. : ВИР, 2007. – С. 535-537.

16. Свідоцтво про реєстрацію зразка генофонду рослин в Україні. Кукурудза. Інцухт-лінія Ак 143. Номер Національного каталогу UB 0105928 / О.С. Макарчук, В.Л. Жемойда, А.К. Пархоменко (Україна). - № 297; Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва, НЦГРРУ, 28 листопада 2006.

17. Свідоцтво про реєстрацію зразка генофонду рослин в Україні. Кукурудза. Інцухт-лінія Ак 135. Номер Національного каталогу UB 0105927 / В.Л. Жемойда, А.К. Пархоменко, О.С. Макарчук (Україна). - № 296; Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва, НЦГРРУ, 28 листопада 2006.