Теоретическое обоснование и практическое использование методов селекции и семеноводства цветочных культур (05.10.2009)

Автор: Левко Геннадий Дмитриевич

- определить комбинационную способность основных декоративных признаков у родительских форм и F1 - гибридов горошка душистого;

- изучить последействие на сортовую типичность горошка душистого при выращивании его в различных климатических зонах (зона влажных субтропиков - Ленкоранский район, Азербайджан; юго-запад и степная зоны Украины; Южный берег Крыма; Прибалтика);

- изучить характер распределения признака “окраска цветка” в разноколерных сортопопуляциях цветочных культур, полученных разными методами отборов;

- разработать и усовершенствовать методы семеноводства разноколерных сортопопуляций цветочных культур;

- создать новый исходный материал у горошка душистого по разным декоративным признакам;

- создать сорта цветочных культур с новыми декоративными и хозяйственно ценным признакам для выращивания в условиях НЧЗ России.

Научная новизна. Научно обоснована и разработана система методов, позволяющая повысить эффективность селекционного процесса у цветочных культур за счет применения усовершенствованных традиционных и качественно новых технологий.

В результате селекционной работы созданы модели сортов горошка душистого для условий выращивания в Нечерноземной зоне России.

Теоретическое обоснование подбора родительских пар в диаллельных скрещиваниях позволило расширить проявление изменчивости основных декоративных признаков и получить новый исходный материал у горошка душистого.

Созданы новые источники селекционно ценных признаков (окраски и формы цветка, высоты растения, высокой семенной продуктивности) у горошка душистого.

Впервые изучен и идентифицирован состав пигментов, определяющих окраску цветка/соцветия у горошка душистого, люпина многолистного, василька синего, георгины однолетней.

Разработана технология элитного семеноводства разноколерных сортопопуляций для люпина многолистного, василька синего, георгины однолетней.

Практическая и научно-методическая значимость работы. В результате двадцатипятилетних исследований создана селекционная технология, которая получила отражение в 7 методических указаниях и других опубликованных работах по селекции и семеноводству цветочных культур. С использованием методических разработок и на основе полученных линий во ВНИИССОК созданы 35 сортов цветочных культур, в том числе 26 сортов горошка душистого, 4 из которых получили высокую оценку за раннее и обильное цветение на международных выставках цветов в Нидерландах и Великобритании и внесены в Международный каталог сортов по горошку душистому. Сорта «Розовый Фламинго» и «Анна» чины танжерской, сорт «Ривьера» чины посевной и сорт «Маленький Принц» чины зеленоцветковой являются новинками селекции цветочных культур, используемых для вертикального озеленения. Два сорта «Сиреневая Дымка» и «Снегирь» василька синего получены в результате индивидуального отбора и обладают оригинальной для данной цветочной культуры окраской соцветий. Сорт «Солнечный Луч» календулы лекарственной имеет густомахровые соцветия. Сорт «Сиреневый Каскад» долихоса впервые внесен в Госреестр селекционных достижений РФ, как принципиально новая цветочная культура, пригодная для вертикального озеленения.

Положения, выносимые на защиту:

- особенности наследования и изменчивости основных декоративных признаков у цветочных культур;

- методология основных элементов селекции и семеноводства горошка душистого, василька синего, георгины однолетней, люпина многолистного.

- научные и практические результаты, полученных на основании применения традиционных (межсортовая гибридизация по диаллельной схеме, индивидуальный, индивидуально-семейственный, массовый отборы) и качественно новых технологий (биохимический анализ пигментов, определяющих окраску цветка).

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчетных сессиях аспирантов и докторантов ВНИИССОК, а также:

на 5 Всесоюзном симпозиуме по фенольным соединениям (Таллинн, 1987), на конференции «Роль науки в интенсификации сельского хозяйства» (Омск, 1989), на XXIII международном конгрессе по садоводству (Флоренция, Италия,1990),международной конференции молодых ученых (Ялта,1995),. на VI международной конференции по цветоводству (Ялта,1998), на научных конференциях в ТСХА (Москва, 2004, 2005, 2006), на международной конференции “Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия и рационального использования растительных ресурсов” (Москва, 2005), на IV Международном симпозиуме “Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования” (Пущино, 2005), на научно-практической конференции “Инновационные подходы в селекции цветочно-декоративных, субтропических и плодовых культур” (Сочи, 2005), на V международной научной конференции «Цветоводство без границ» (Харьков, 2006), на I международной научно-практической конференции «Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы» (Москва, 2008), на II Международной научной конференции "Интродукция, селекция и защита растений" (Донецк, 2009), на международной научной конференции «Актуальные проблемы прикладной генетики, селекции и биотехнологии растений» (Ялта, 2009), на научно- практической конференции «Субтропическое растениеводство и южное садоводство на черноморском побережье Краснодарского края Российской Федерации» (Сочи, 2009), на 23 международном симпозиуме Эукарпия «Генетика и селекция окраски цветка» (Лейден, Нидерланды, 2009).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликованы 99 печатных работ, в том числе 34 авторских свидетельства на сорта цветочных культур, одна монография, 7 методических указаний.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, рекомендаций производству, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 360 страницах, содержит 34 таблицы, 43 рисунка. Список использованной литературы включает 435 наименований, в том числе 334 - иностранных авторов.

В выполнении исследований принимали участие сотрудники лаборатории селекции и семеноводства цветочных культур ВНИИССОК, работавшие в разное время под руководством доктора с.-х. наук, профессора И.В. Дрягиной, кандидаты с.-х. наук Д.Б. Кудрявец и Е.А. Сытов В.М. Турушина - ученый-агроном, Л.А. Юхимук - мл. научн. сотрудник, В.Н.Солопова - лаборант, а также бывшие аспиранты С.А. Юскевич, Д.К. Гордеев, М.И. Грубиянова Е.Е. Орлова, работавшие и работающие в настоящее время под руководством автора диссертации, которые принимали непосредственное участие в полевых и аналитических работах, за что автор выражает им глубокую благодарность. Большое спасибо сотрудникам института - зав. лабораторией биотехнологии, доктору биол. наук Шмыковой Н.А, канд. с.- х. наук Козарь Е.Г., научному руководителю моей курсовой и дипломной работ, доценту кафедры генетики и селекции биол. ф-та МГУ им. М.В. Ломоносова С.И. Янушкевичу (посмертно), сотрудникам института общей генетики им. Н.И. Вавилова А.В. Ратькину и Л. Евдокимовой за содействие и большую помощь в выполнении данной работы. В проведении исследований большую помощь оказали сотрудники кафедры молекулярной биологии МГУ Крашенинников И.А. и Дынга Л.О. Выражаю благодарность канд. биол. наук Н.А.Петренко - сотруднику отдела цветоводства ВНИИР им. Н.И.Вавилова за предоставленный исходный материал горошка душистого, а также сотрудникам отдела дендрологии - доктору биол. наук, профессору З.К. Клименко, кандидатам биол. наук - М.А. Бескаравайной (посмертно), Л.Е. Соболевой, Г.Н. Шестаченко и Е.А. Донюшкиной за предоставленную возможность выполнять научные исследования по клематисам и неоценимые консультации во время проведения экспериментов в Никитском ботаническом саду г. Ялты. Отдельная благодарность сотрудникам ботанического сада г. Кембриджа и семеноводческой фирмы “Unwin’s” (Великобритания) - мистеру Эндрю Анвин и мистеру Колину Хэмбиджу, а также Президенту Национального Королевского общества любителей душистого горошка Великобритании - мистеру Джону Бишопу за предоставление части исходного материала горошка душистого.

Особая признательность научному консультанту доктору с. - х. наук, академику РАСХН, профессору В.Ф. Пивоварову, а также докторам наук, профессорам Е.Г. Добруцкой, Н.Н. Балашовой, М.И.Федоровой П.Ф.,Н.И. Тимину, Кононкову, В.К. Гинс, В.А. Лудилову.

2. Материал и методы проведения исследований

2.1. Место проведения исследований

Экспериментальная работа выполнена в 1981-2009 годах на базе лабораторий селекции и семеноводства цветочных культур и биотехнологии растений ВНИИССОК, а также в отделе дендрологии Никитского ботанического сада (г. Ялта, Украина), опорных пунктах ВНИИССОК (г. Херсон, г. Севастополь - Украина; г. Ленкорань - Азербайджан, г. Термез- Узбекистан), цветоводческих хозяйствах Прибалтики.

2.2. Объекты исследований

Объекты исследований - горошек душистый (Lathyrus odoratus L.), георгина однолетняя (Dahlia x cultorum Thorst. et Reis), василек синий (Centaurea cyanus L.), люпин многолистный (Lupinus polyphyllus Lindl.), виды из рода Lathyrus. В исследовании были использованы линии, коллекционные и селекционные образцы лаборатории селекции и семеноводства цветочных культур ВНИИССОК, лаборатории развития высших растений института общей генетики им. Н.И.Вавилова, коллекционные образцы из ВНИИР им. Н.И. Вавилова, отдела дендрологии Никитского ботанического сада (Ялта, Украина), а также образцы из семеноводческой фирмы Unwins, ботанического сада г. Кембриджа и Национального Королевского общества любителей душистого горошка (Великобритания), фирмы Royal Sluis (Нидерланды) и других стран.

2.3. Методы исследований

В работе использованы традиционные методы селекции: интродукция, гибридизация, отбор.

Для получения гибридных семян F1 у горошка душистого проводили скрещивания между сортообразцами иностранной и российской селекции по диаллельной схеме.

В коллекционных образцах высаживали по 30 растений, в родительских формах и гибридах F1 - по 20 растений в двух повторностях. В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения и измеряли основные декоративные признаки у растений по методике ГСИ (Китаева Л.А.,1968): высоту растений, длину междоузлий, длину цветоносов, размеры цветка (длину и ширину паруса, длину весел); отмечали узел закладки цветоноса, наличие или отсутствие антоцианового налета на узлах и усах; подсчитывали число цветков на цветоносах, междоузлий на главном побеге, побегов первого порядка, цветоносов на главном стебле; описывали: окраску цветка.

Биохимический анализ пигментов, определяющих окраску цветка, проводили в лаборатории генетики развития растений Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН и на кафедре молекулярной биологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова по методикам А.В. Ратькина, В.С. Андреева, В.В. Аркатова (1977) и Г.Б. Самородовой-Бианки (1964) с изменениями и дополнениями.

Определение жизнеспособности пыльцы у видов из рода Чина проводили в стадии массового цветения растений. В наших исследованиях были использованы 5 видов: Lathyrus annuus L. (чина однолетняя), Lathyrus belinensis, Lathyrus chloranthus L. (чина хлорная, сорт “Маленький принц”), Lathyrus odoratus L. (чина душистая или горошек душистый, линия - “отбор из Kenneth”, сорта “Термезий”, “Cambridge Blue”) и один вид из рода Четырехкрыльник (Tetrogonolobus) - четырехкрыльник пурпуровый (T. purpureus Moench), который является близким родственником рода Чина. Фертильность определяли по методике З.П. Паушевой (1980), подсчитывая процент пыльцевых зерен, дающих положительную ацетокарминовую реакцию.

Методика постановки опытов по элитному семеноводству разноколерных сортопопуляций люпина многолистного, василька синего, георгины однолетней. В исходных опытных сортопопуляциях «Абендглют» - люпина многолистного, «Rigoletto» - георгины однолетней, “Polka Dot” - василька синего систематизировали описание окрасок, проводили фенологические наблюдения, измеряли и описывали основные декоративные признаки. Опыты по методам отбора (рис.1) закладывали на участках с пространственной изоляцией не менее 100 м в соответствии с «Методическими указаниями…» (1985). Сортопопуляции описывали по следующим основным декоративным признакам: окраска соцветий, махровость соцветий, диаметр соцветий, высота растения, компактность куста, диаметр куста, число побегов первого порядка.

Первый год

Второй год

Третий год

Четвертый год

Участок


загрузка...