Спосіб селекції пшениці м’якої озимої на високі технологічні якості зерна

Реферат: Спосіб селекції пшениці м'якої озимої на високі технологічні якості зерна включає складні схрещування, добори. Використовують матрикальні різноякісності із застосуванням складних конвергентних схрещувань, добір гомозиготних генотипів з низькою здатністю до утворення низькобілкових зернівок у підгонах, верхівці колосу та 3-4-х квітках колосків. UA 107988 U (54) СПОСІБ СЕЛЕКЦІЇ ПШЕНИЦІ М'ЯКОЇ ОЗИМОЇ НА ВИСОКІ ТЕХНОЛОГІЧНІ ЯКОСТІ ЗЕРНА UA 107988 U UA 107988 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до сільського господарства, а саме до селекції пшениці м'якої озимої на високі технологічні якості зерна. Створення сортів пшениці м'якої озимої на високі технологічні якості зерна - одна із основних задач селекції. Її рішення входить до програм науково-дослідних робіт багатьох установ. Підвищення генетичного потенціалу технологічних властивостей зерна вирішується шляхом об'єднання в одному генотипі кращих спадкових чинників, що відповідають за накопичення білка в зерні, покращення його амінокислотного складу, фізичних властивостей тіста, якісних показників хліба тощо. За останні десятиріччя створена в Україні низка сильних і екстрасильних сортів пшениці м'якої озимої. При цьому уже використані більшість кращих генетичних донорів. Проте вирощування зерна високих якостей у виробництві за цей час суттєво не покращилося, через значне падіння родючості ґрунтів і обмежене використання органічних і мінеральних добрив. Основна причина низької якості продовольчого зерна у виробництві став низький вміст у ньому білка. Незважаючи на провідну роль генетичних чинників, відповідальних за накопичення білка в зерні, умови вирощування змінюють його в межах великих коливань інколи від 7 до 16 % [1]. Різноякісність зерна притаманна більшості культурних рослин і обумовлена як різними умовами, в яких воно формується, так і генетичними і морфологічними факторами. Матрикальна різноякісність зерна є наслідком різного розташування його на материнській рослині. В результаті це призводить до різного живлення зерна і різного впливу на них материнської рослини [2]. Питання про різноякісність зерна в межах колосу і рослини має велике практичне значення в селекції і насінництві. Знаючи з літературних джерел [3, 4], що різноякісність зерна, сформованого в головних стеблах і підгонах, а також у різних частинах колосу та колосків, досить суттєва і вона не однакова у різних генотипів, то постає питання про вплив матрикальної різноякісності зерна на загальну оцінку сорту за технологічними властивостями зерна. В роботах вітчизняних і закордонних дослідників питання матрикальної різноякісності в більшості випадків широко висвітлене стосовно посівних, фізичних та фізіологічних показників якості насіння [5, 6]. Але питання стосовно впливу матрикальної різноякісності зерна на загальну оцінку сорту за технологічними властивостями зерна майже не вивчене. Науково-методичні розробки в напрямі можливого створення сортів з найбільш вдалою морфологічною і фізіологічною структурою, завдяки яким формується зерно високої якості або таке, що його можна покращувати за рахунок селекції, нам не відомі. Вивчивши це питання, стане можливим розробити в селекції напрям на підвищення технологічних якостей зерна шляхом зменшення кількості низькоякісних зерен в структурі врожаю. Одним з шляхів досягнення поставленої задачі є застосування добре відомих конвергентних схрещувань [7]. Існує дуже велика генетична різниця щодо вирівняності стеблостою, різної схильності до утворення підгону, зав'язування зернівок у 3-4-х квітках колосків, а також у слаборозвинених частинах колосу - верхівці та базальній частині. Деякі низькорослі генотипи мають дуже вирівняні стебла в кущі і майже не утворюють підгонів. Сорти з циліндричним колосом з рівномірно розвиненими колосками мають вирівняне за крупністю зерно. Велика різниця також спостерігається за здатністю зав'язувати зерна у 3-4-х квітках колосків. Є генотипи, у яких колоски лише двозерні. Таке різноманіття може бути використане як основа для створення сортів, у яких в урожаї зменшиться низькобілкова частина зерен. Найбільш близьким аналогом до заявленого способу є за змістом стаття Наконечного М.Ю. [8], в якій викладається вплив матрикальної різноякісності зерна на його технологічні якості. Зерна з нижньої і середньої частин колоса мають найбільш вагомий внесок як на продуктивність (найвища маса 1000 зерен, крупність зерен), так і на технологічні показники (високий вміст білка, високий показник седиментації). А зерна з 3-4-х квіток і верхівки колоса значно підвищують його продуктивність і урожайність в цілому, але через свої менші розміри і гіршу виповненість вони поступаються за якістю основній фракції, і тим самим негативно впливають на загальні технологічні властивості. Але даний спосіб має декілька недоліків: 1. Не вирішує питання селекції на підвищення якості зерна з урахуванням матрикальної різноякісності. 2. Відсутні схеми схрещування. 3. Відсутні принципи добору на підвищення якості зерна. Поставлені задачі вирішуються за допомогою заявленої корисної моделі. 1 UA 107988 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Задача корисної моделі, що пристосована до відомої конвергентної схеми схрещування, передбачає об'єднання в рекурентній батьківській формі ознак вирівнювальності стеблостою від одного донора і вирівнювальності зерен за виповненістю від іншого донора. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб селекції включає правильний підбір генетичних донорів і жорсткий спрямований добір гомозиготних генотипів з вирівняним стеблостоєм, добре розвиненим колоссям, з низькою здатністю до зав'язування слабко розвинених зернівок у верхівці, основі колосу та 3-4-х квітках колосків. Спосіб селекції пшениці м'якої озимої на високі технологічні якості зерна відбувається за схемою /див. креслення/, де: А - кращий вихідний генотип за якістю зерна і комплексом інших господарсько-корисних ознак (рекурентна батьківська форма у складних схрещуваннях). В - генетичний донор ознаки низькорослості вирівняного стеблостою з невеликою кількістю підгонів. С - генотип з циліндричною формою колосу з добре розвиненими зернівками у 1-2 квіточках і відсутністю слабо виповнених зерен в 3-4 квіточках, а також в колосках верхівки та базальній частині колосу. Обґрунтування корисної моделі. Дослідження, проведені у лабораторії селекції інтенсивних сортів пшениці Селекційно-генетичного інституту - Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення підтвердили, що існує дуже велика матрикальна різноякісність зерна стосовно структури урожаю пшеничної рослини. [8]. Так зерно із колосся стебел другого ярусу кущення і особливо підгонів має у своєму складі на 3-4 % білка менше, ніж зерно з колосся більш розвинених стебел. В межах колосу також існує значна різниця матрикальної різноякісності: на верхівці колосу та у 3-4-х квітках колосків накопичення білка відбувається на 2-3 % менше, ніж в середній частині колоса та його основі. Таким чином у загальний урожай потрапляє значна кількість низькобілкового зерна, що погіршує його загальну якість. Вплив низькобілкового зерна з підгонів та недорозвинених частин колосу і колосків на погіршення якості врожаю не обмежується їх наявністю в загальній масі. Більш вагомі фізіологічні чинники. Вони впливають у період наливу зерна. Азотисті сполуки, які переносяться із вегетативної маси в генеративну, мають низьку рухливість, і тому вони затримуються у перших зернівках, які трапляються на шляху висхідного току. Далі по зростанню вертикалі і віддаленості від осі рух азотистих сполук зменшується і найменше дістається зернам з верхньої третини колоса. Запропонований спосіб був апробований в лабораторії селекції інтенсивних сортів пшениці СГІ - НЦНС і на його основі створені сорти пшениці озимої з високими технологічними якостями зерна, що відрізняються низькою здатністю до утворення підгонів та зав'язуванням зернівок у недорозвиненій частині колосу та у 3-4-х квітках колосків. Сорти такого типу як Ліона і Прометей успішно пройшли державне сортовипробування і широко використовуються у виробництві. Перевагами даної корисної моделі є те, що на основі використання матрикальної різноякісності зерна шляхом підбору вихідного матеріалу, застосування простих і складних конвергентних схрещувань, контрольованого добору гомозиготних генотипів є можливість отримувати сорти з високими технологічними якостями зерна і за більш короткий період. Запропонований спосіб створення сортів з низькою здатністю до утворення низькобілкових зерен в селекції може мати широке застосування на рівні із загальноприйнятими методами. Джерела інформації: 1. Литвиненко М.А. Реалізація генетичного потенціалу /М.А. Литвиненко //Наук. вироби, журнал "Насінництво", № 6 (90), 2010 р., С. 1-6. 2. Тетерятченко К.Г. О природе разнокачественности семян в пределах растения и колоса у сортов мягкой озимой пшеницы //Сб. статей: Биология и технология семян. - Харьков. - 1974. С. 219-222. 3. Руденко М.И., Кирьян М.В. О разнокачественности формирования зерна в пределах колоса у озимой пшеницы //Бюллетень ВИРа им. Н.И. Вавилова. - Ленинград. - 1973. - Вып. 32. С.15-18. 4. Волощук О.В. Урожайні властивості насіння пшениці озимої залежно від місця його формування у колосі /О.В. Волощук //Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. 2008. - Вип. 50. – С. 31-35. 5. Ковальчук ПП. Посевные и урожайные свойства семян пшеницы в зависимости от их материнской разнокачественности //Сб. работ мол. учёных. - Одесса. - 1969. - С. 83-88. 6. Реймерс Ф.Э., Илли И.Э. Прорастание семян яровой пшеницы в зависимости от содержания в них белка //Труды Всесоюзного симпозиума: Физиолого-биохимические проблемы семеноведения и семеноводства. - Иркутск. - 1973. - 4.2. - С. 54-59. 2 UA 107988 U 5 7. Шелепов В.В. Пшеница: биология, селекция, морфология, семеноводство /В.В. Шелепов, Н.Н. Гаврилюк, В.А. Вергунов //Киев: Логос, 2013. - 498 с. 8. Наконечний М.Ю. Матрикальна різноякісність зерна озимої пшениці /М.Ю. Наконечний, С.П. Лифенко, М.І. Єриняк //Збірник наукових праць СГІ - НЦНС - 2007. - Вип. 10(50). - С. 136145. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Спосіб селекції пшениці м'якої озимої на високі технологічні якості зерна, що включає складні схрещування, добори, який відрізняється тим, що використовують матрикальні різноякісності із застосуванням складних конвергентних схрещувань, добір гомозиготних генотипів з низькою здатністю до утворення низькобілкових зернівок у підгонах, верхівці колосу та 3-4-х квітках колосків. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3