Введение
Скрещивание и размножение проводится обычно с целью создания новых сортов. При этом растения могут изменяться в направлениях, соответствующих интересам человека. Особенности организма зависят от его наследственности и окружающей среды. Каждое растение обладает известным генетическим потенциалом, передающимся в поколениях. Врожденный потенциал реализуется в той мере, в какой этому способствуют питание, температура, рельеф местности, почва, ветры и т.п. Таким образом, конечный урожай или продукт определяется особым сочетанием наследственных и средовых факторов, действию которых подвергался данный организм в течение всей своей жизни [4].
Селекция осложняется тем, что степень воздействия наследственности на развитие разных признаков или свойств неодинакова. Долю общей изменчивости признака, обусловленную наследственностью, называют его наследуемостью. Она бывает высокой (40-80 %), средней (20-40 %) или низкой (0-20 %). Эти цифры позволяют судить о том, насколько быстро удастся изменить организмы, проводя селекцию по данному признаку [2].
В тех немногих случаях, когда признак контролируется одной или всего несколькими парами генов, селекционер может довольно быстро изменить набор генов (генофонд) популяции, получив желаемый результат. Однако большинство признаков у картофеля, особенно имеющих экономическое значение (например, урожайность растений), контролируется большим числом генных пар, поэтому передача их в поколениях определяется многими случайностями, и добиться изменения соответствующих параметров организмов намного сложнее [1].
Генеративное размножение у картофеля на сегодняшний день считается одним из перспективных направлений в семеноводстве. Это обусловлено тем: такой способ размножения позволяет получать здоровый посадочный материал более простым и дешевым способом, чем элитное семеноводство на основе меристемной культуры [3,5].
Цель исследований
Целью наших исследований было изучение изменчивости отдельных признаков растений картофеля в клубневых репродукциях генеративного гибридного потомства от скрещивания сортов Дубрава и Купалинка.
Методика исследований
Полевые опыты проводились в 2011-2012 годы в УНПЦ «Студгородок» Чувашской ГСХА на коллекционном участке кафедры растениеводства. Изучали первое (1КР) и второе клубневые (2КР) репродукции генеративного гибридного потомства от скрещивания сортов Дубрава и Купалинка. В качестве контроля использовали родительские формы - сорта Дубрава и Купалинка. Посадка проводилась в середине мая, уборка - в начале сентября. Средняя масса посадочного клубня - 20 г. Делянки однорядковые по 20 растений. Площадь делянки 4,2 кв. метра. Повторность четырехкратная. Размещение делянок рендомизированное.
Учёты и наблюдения проводили в полевых условиях и лаборатории кафедры растениеводства.
Варианты оценивались по следующим признакам: высота растений, количество стеблей, продуктивность, количество клубней. Изменчивость признаков оценивали по следующим показателям: размах изменчивости; стандартное отклонение; коэффициент вариации.
Результаты исследований и их обсуждение
Графическое выражение изменчивости признака, отражающее как размах вариации, так и частоту встречаемости отдельных вариант, выполняется в виде вариационной кривой. Вариационная кривая строится при изучении количественных признаков, значение которых может быть выражено целым и дробным числом.
Полученные данные показали, что по всем изученным признакам родительские формы очень сильно отличаются по форме вариационной кривой. У сорта Купалинка кривая сдвинута вперед, чем кривая у сорта Дубрава. В клубневых репродукциях ширина кривой увеличилась по сравнению с родительскими формами, особенно у первой клубневой репродукции. В связи с этим вариационные кривые в этих вариантах становятся более пологими, когда как у родителей они островершинные.
Более высокорослыми оказались растения сорта Купалинка, а более низкорослыми - растения сорта Дубрава. Клубневые репродукции превосходили обоих родителей, особенно растения первой клубневой репродукции. Если сравнить размах изменчивости, то он оказался выше в первой клубневой репродукции. Вторая клубневая репродукция уступает ей на 16 см. Особенно низким он был у родительских форм - от 15 до 18 см. Стандартное отклонение также в клубневых репродукциях оказались выше, чем у родителей. Коэффициент вариации во всех вариантах был высоким. У родителей она составляла 33,1-45,2 %, а в клубневых репродукциях еще выше - 52,0-63,6 %. Это можно объяснить тем, что в генеративном потомстве наряду с модификационной изменчивостью проявляется и генетическая изменчивость, обусловленная гетерозиготностью растений. Кроме того, изменчивость у растений первой клубневой репродукции была выше, чем у растений второй клубневой репродукции. Это связано с тем, что в первой клубневой репродукции более мощно проявляется гибридная сила.
Количество стеблей из-за использования для посадки мелких клубней оказалось не очень высоким. В зависимости от года исследования и происхождения растения в среднем имели по 2,5-2,9 стеблей на куст. Полученные экспериментальные данные по количеству стеблей показали, что больше всего стеблей имели растения сорта Дубрава (таблица 1). Растения сорта Купалинка уступали им на 13,8 %. Клубневые репродукции по этому показателю не отличались друг от друга и были похожи на отцовскую форму. Изучение изменчивости показало, что и по количеству стеблей в клубневых репродукциях изменчивость выше, чем у родительских форм, особенно у первой репродукции.
Таблица 1. Изменчивость количества стеблей на куст
|
Вариант |
Средняя арифметическая и ее ошибка, шт. |
Минимальное значение, шт. |
Максимальное значение, шт. |
Размах изменчивости, шт. |
Стандартное отклонение, шт. |
Коэффициент вариации, % |
|
Дубрава |
2,9± 0,2 |
1 |
4 |
3 |
0,96 |
33,1 |
|
Купалинка |
2,5± 0,2 |
1 |
4 |
3 |
1,13 |
45,2 |
|
1 КР |
2,5± 0,3 |
1 |
5 |
4 |
1,59 |
63,6 |
|
2 КР |
2,5± 0,2 |
1 |
5 |
4 |
1,30 |
52,0 |
Изменчивость по массе клубней с куста показана в таблице 2. Из родительских форм более продуктивным был сорт Дубрава. Вторая клубневая репродукция оказалась на уроне этого родителя, первая клубневая репродукция превосходила его. Размах изменчивости у второй клубневой репродукции был таким же, как у родителей, а у первой клубневой репродукции был значительно выше. Значения стандартного отклонения и коэффициента вариации клубневых репродукций было выше, чем у родителей, особенно у первой репродукции.
Таблица 2. Изменчивость массы клубней с куста
|
Вариант |
Средняя арифметическая и ее ошибка, шт. |
Минимальное значение, шт. |
Максимальное значение, шт. |
Размах изменчивости, шт. |
Стандартное отклонение, шт. |
Коэффициент вариации, % |
|
Дубрава |
548± 37 |
150 |
1050 |
900 |
234,23 |
42,8 |
|
Купалинка |
480 ±33 |
150 |
1050 |
900 |
209,95 |
43,7 |
|
1 КР |
619 ±53 |
150 |
1500 |
1350 |
336,59 |
54,4 |
|
2 КР |
543 ±39 |
150 |
1050 |
900 |
246,56 |
45,3 |
Примерно такая же закономерность выявлена по количеству клубней.
Выводы
Таким образом, первая клубневая репродукция превосходит родительские формы по высоте растений, массе клубней с куста и по количеству клубней. По всем признакам выявлена высокая изменчивость. Более изменчивыми являются клубневые репродукции, особенно первая клубневая репродукция. Следовательно, эффективность отбора в этой репродукции будет выше, чем во второй репродукции, так как увеличивается размах изменчивости и вероятность появления перспективных форм.
Рецензенты:
Шашкаров Л.Г., д.с.-х.н., профессор кафедры растениеводства ФГБОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия», г. Чебоксары.
Кульмакова Н.И. д.с.-х.н., профессор кафедры биологии и химии ФГБОУ ВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия», г. Чебоксары.