Спосіб створення селекційного матеріалу люцерни з підвищеним азотофіксуючим потенціалом

Реферат: UA 93462 U UA 93462 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, до селекції люцерни. Відомий спосіб добору рослин з підвищеною загальною кількістю бульбочок на рослині з урахуванням їх форми, розміру, забарвлення, розташування на кореневій системі (А.С.№ 1606043 "Способ получения исходного материала люцерны для создания сортов с повышенной азотфиксирующей способностью" Гасаненко Л.С., Тищенко Е.Д., Андрусива Л.В. Официальный бюлетень "Открытия и изобретения", -М.: 1990, № 42. Недоліком цього способу є велика його тривалість та трудомісткість. Даний спосіб передбачає добір біотипів за загальною кількістю бульбочок, потім у фазу бутонізації-цвітіння додатково визначають розмір, забарвлення бульбочок та їх розташування на кореневій системі і відбирають рослини з визначеною кількістю бульбочок, певного розміру та місцем розташування, що є дуже складно і економічно невигідно. Задачею корисної моделі є підвищення продуктивності люцерни надземної та кореневої маси і азотофіксуючого потенціалу, адаптивності, ролі люцерни, як попередника у сівозміні. Поставлена задача вирішується тим, що проводять добори за ознакою насіннєвої продуктивності у селекційних розсадниках при різних строках посіву - весняному чи пізньолітньому, насіння доборів обробляють штамом бульбочкових бактерій та сіють у пісок суцільним способом, у фазу бутонізації-цвітіння рослини відбирають за могутністю кореневої системи 6,0 балів за дев'ятибальною системою оцінки впродовж двох циклів. Відомо, що різні строки посіву супроводжуються різними типами розвитку рослин люцерни. При літньому посіві, рослини розвиваються при спаде температури повітря та ґрунту, але в умовах довгого дня, яке прискорює проходження усіх фаз росту і розвитку. Поступове зменшення тривалості дня сприяє формуванню ознаки підвищеної зимостійкості та наближає рослину люцерни до озимого типу розвитку. За весняного строку посіву ріст і розвиток проходить при наростанні температури повітря, ґрунту та поступовому збільшенні довжини дня. У цьому випадку рослина розвивається за ярим типом розвитку та за один рік закінчує свій розвиток і формує насіння. У подальшому насіння доборів обробляють штамом бульбочкових бактерій та сіють у пісок суцільним способом. Симбіотична селекція потребує оцінки великої кількості генотипів за ефективністю взаємодії з бульбочковими бактеріями, що буває дуже складно. Тому ми у своїх дослідженнях використовували експрес-метод - піщану культуру, суцільний спосіб посіву. У фазу бутонізації-цвітіння рослини аналізують за могутністю кореневої системи, нітрогеназною активністю та іншими ознаками надземної маси і кореневої системи. Для люцерни дуже ефективним є добір кращих рослин на збідненому за вмістом азоту субстраті, на фоні інокуляції бульбочковими бактеріями, що здатні активно розвиватись і забезпечувати себе азотом. Для забезпечення рослин люцерни фосфором вносять порошковидний суперфосфат (19 % д.р.-0,5 г/кг піску). Дослідження проведені у 2003-2012рр в Інституті зрошуваного землеробства НААН. Створення сортів люцерни з високим азотофіксуючим потенціалом передбачає створення вихідного матеріалу, які несуть в собі елементи цієї ознаки. Для планування селекційного процесу в цьому напрямку необхідно знати про існування кореляційних зв'язків нітрагеназної активності з іншими господарсько-цінними ознаками. Наші дослідження показали, що рівень нітрагеназної активності має сильний зв'язок з потужністю кореневої системи, загальною кількістю бульбочок у рослин люцерни і по фракціях 1-2 мм та >2х мм (табл. 1). Таблиця 1 Зв'язок між нітрагеназною активністю та потужністю кореневої системи і кількістю бульбочок у люцерни Ознаки Потужність кореневої системи Загальна кількість бульбочок По фракціях: до 1 мм 1-2 мм >2-х мм Коефіцієнти кореляції (r±sr) 0,893±0,006 0,751±0,014 -0,175±0,030 0,908±0,006 0,784±0,012 Примітка: коефіцієнти кореляції істотні на 5 %-ному рівні 45 1 UA 93462 U Встановлені коефіцієнти кореляції дозволяють вважати, що потужність кореневої системи є визначальним у селекційній роботі на підвищення азотофіксуючого потенціалу. Це підтверджують наступні результати наших досліджень, які надані у таблиці 2. Таблиця 2 Характеристика потужності кореневої системи люцерни та її нітрагеназної активності (середнє за 3 роки) Назва сорту Надєжда, к. Надєжда, пп. Надєжда, в.п. Херсонська 9, к. Херсонська 9, пп. Херсонська 9, в.п. Серафіма, к. Серафіма, пп. Серафіма, в.п. Зоряна, к. Зоряна, пп. Зоряна, в.п. Потужність кореневої системи збільшення до бал контролю, % 4,57 6,03 31,9 6,31 28,4 4.12 6,23. 44,0 6,15 34,2 3,67 6.27 70,8 6,23 70,0 3,83 6,10 59,3 6,07 58,5 Нітрагеназна активність збільшення до Нмоль/росл.год. контролю, рази 128654,8 583907,4 4.5 898723,5 7,0 117552,8 600334,5 5,1 506685,0 4,3 111662,2 594040,9 5,3 641933,6 5,7 86210,6 561677,1 6,5 500800,5 5,8 Примітка: к. - контроль, без бактеризації; пп. - пізньолітній посів: в.п. - посів навесні 5 10 Аналіз даних таблиці показують, що збільшення потужності кореневої системи (на 28,470,8 %) призводить до посилення нітрогеназної активності в 4,3-7,0 рази. Слід відмітити, що збільшення потужності кореневої системи сприяє інтенсивному процесу накопичення бульбочок на кореневій системі, як загальної кількост, так і по фракціях. Відомо, що загальна кількість бульбочок, а також їх розмір можуть бути показниками рівня нітрагеназної активності (табл. 3). Таблиця 3 Накопичення бульбочок і нітрогеназна активність (середнє за 3 роки) Назва сорту Надєжда, к. Надєжда, пп. Надєжда, в.п. Херсонська 9, к. Херсонська 9, пп. Херсонська 9, в.п. Серафіма, к. Серафіма, пп. Серафіма, в.п. Зоряна, к. Зоряна, пп. Зоряна, в.п. Кількість бульбочок, шт./рослину Потужність в т.ч. по фракціях кореневої загальна до 1 системи, бал 1-2 мм >2-х мм мм 4,57 18,5 9,1 4,6 4,8 6,03 19,9 8,4 5,5 6,0 6,31 22,2 8,6 7,2 6,4 4.12 17,6 8,4 4,1 5,1 6,23 19,7 7,6 6,5 5,6 6,15 23,0 8,6 6,9 7,5 3,67 14.6 7,0 3,6 4,0 6.27 21,1 7,2 7,1 6,8 6,23 20,8 7.8 6,7 6,3 з, к з 16,8 8,8 4,2 3,8 6,10 19,9 7,5 6,4 6.0 6,07 20,9 8,1 6,7 6,1 Наші дослідження показали високий зв'язок між цими ознаками (табл. 4). 15 2 Нітрагеназна активність, нмоль/росл.год. 128654,8 583907,4 898723,5 117552,8 600334,5 506685,0 111662,2 594040,9 641933,6 86210,6 561677,1 500800,5 UA 93462 U Таблиця 4 Зв'язок між потужністю кореневої системи та накопиченням бульбочок по фракціях №п/п 1 2 3 4 Ознаки Потужність к.с. - загальна кількість бульбочок Потужність к.с. - кількість бульбочок розміром до 1 мм Потужність к.с- кількість бульбочок розміром 1-2 мм Потужність к.с- кількість бульбочок розміром >2-х мм Коефіцієнт кореляції, (rtsr) 0,833±0,07 -0,223±0,17 0,918±0,07 0,830±0,07 Примітка: к.с. - коренева система; коефіцієнти кореляції істотні на 5 %-ному рівні 5 Виняток складають кількість бульбочок розміром до 1 мм, зв'язок з якими є дуже слабким та негативним, тобто вони відіграють незначну, але від'ємну роль у рівні нітрагеназної активності. Використовуючи розроблену нами шкалу потужності кореневої системи (див. фото), де 1, 23 бали; 2, 4-5 балів; 3, 6-8 балів; 4, 8-9 балів та проведення доборів рослин з потужністю кореневої системи >6,0 балів за дев'ятибальною системою оцінки, після двох циклів доборів різко підвищувалася кількість рослин з високою потужною кореневою системою (таблиця 5). Таблиця 5 Ефективність добору рослин за потужністю кореневої системи Назва сорту Надєжда Серафіма Зоряна Херсонська 9 Кількість рослин з Потужність кореневої потужністю к.с. з балом системи, бал 6,0, % 4,57 42,9 6,03 66,7 6,87 83,3 3,67 44,2 6.27 63,3 6,23 70,0 3,83 41,5 6,10 60,0 6,07 69,9 4,12 42,7 6,23 80,0 6,15 80,0 Форма, цикл добору вихідна Д1 Д2 вихідна Д1 Д2 вихідна Д1 Д2 вихідна Д1 Д2 Примітка: к.с. - коренева система 10 Таким чином, при проведенні селекційної роботи по створенню вихідного матеріалу люцерни на підвищений рівень азотофіксуючого потенціалу можна використовувати як найбільш просту та доступну ознаку, потужність кореневої системи за розробленою нами дев'ятибальною системою оцінки. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб створення селекційного матеріалу люцерни з підвищеним азотофіксуючим потенціалом, який включає добори біотипів за загальною кількістю бульбочок, який відрізняється тим, що проводять добори за ознакою насіннєвої продуктивності у селекційних розсадниках при різних строках посіву - весняному чи пізньолітньому, насіння доборів обробляють штамом бульбочкових бактерій та сіють у пісок суцільним способом, у фазу бутонізації-цвітіння рослини відбирають за могутністю кореневої системи 6,0 балів за дев'ятибальною системою оцінки впродовж двох циклів. 3 UA 93462 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 4