Создание новых полигеномных гибридов хлопчатника путём сложной межвидовой гибридизации и раскрытие их свойств

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В настоящее время глобальные изменения экологического баланса во всем мире затрагивают такую важную отрасль экономической системы как хлопководство. Основное внимание в мировом хлопководстве направлено на создание новых сортов хлопчатника, устойчивых к различным стресс факторам среды, урожайных и обладающих высоким качеством волокна. Это обязывает в селекционно-генетическом процессе в создание новых сортов широко использовать потенциал диких и полудиких видов из коллекции хлопчатника. С обретением независимости нашей страны в отрасли хлопководства широко проводились реформы, основное внимание которых было направлено на увеличение урожайности и повышение качество волокна без привлечения дополнительных посевных площадей. С помощью проведенных мероприятий государственной программы в данном направлении, в частности в создании скороспелых, урожайных, с высоким выходом и качеством волокна, устойчивых к стресс факторам среды сортов хлопчатника удалось достигнуть определенных важных результатов. Большое значение в создании сортов хлопчатника, соответствующих возрастающим требованиям мирового производства, имеет эффективное и целесообразное использование диких и культурных видов, особенно, привлечение их в межвидовую гибридизацию с целью получения генетически обогащенных уникальных гибридов даёт возможности создания новых сортов, превышающих существующие по основным хозяйственным признакам. В настоящее время созданы уникальные амфидиплоиды, рекомбинанты, семьи и линии хлопчатника с участием диких диплоидных видов G.thurberi Tod.(Di), G.raimondii Ulbr.(D5), G.arboreum L. (A2), G. herbaceum L.(Ai), G.sturtii Muell (C|), G.harknessii Brang.(D2-2), G.stocksii Mast.(E|) и культурными тетраплоидными сортами вида G.hirsutum L. (AD)b устойчивые к болезням, скороспелые, с высоким качеством волокна; также разработаны пути обогащения генотипа культурных сортов с использованием амфидиплоидов. При этом важную роль имеет создание новых многогеномных межвидовых гибридов на основе разногеномных амфидиплоидов и культурных сортов и использования их в селекционногенетических исследованиях и в процессе практической селекции. Особенно, эффективным использованием методов межвидовой сложной гибридизации, путем скрещивания амфидиплоидов с культурными сортами создание новых межвидовых сложных гибридов с участием 4-5 видов; определение стерильности и её причин, наблюдаемых у растений сложных гибридов создание генетически обогащенных новых генотипов; сравнительное изучение изменчивости хозяйственно-ценных признаков у гибридов, характер наследования признаков и взаимосвязь некоторых из них, и на этой основе, создание уникальных форм, семей, линий и сортов хлопчатника и внедрение их в производство имеет актуальное научное и практическое значение. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Законом Республики Узбекистан № 395-П «О селекционных достижениях» от 29 августа 2002 года и Постановлением Президента Республики Узбекистан № ПП-2484 «О размещении сортов хлопчатники и прогноз объема заготовки хлопка сырца» от 1 февраля 2016 года, а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является гибридизация амфидиплоидов, полученных по схеме [(G. thurberi Tod. х G. raimondii Ulbr.) х G.arboreum L.] x G.hirsutum L. с культурными сортами видов G.hirsutum L. и G.barbadense L. и создание генетически обогащенных многогеномных новых межвидовых сложных гибридов семей и линий. Научная новизна исследования заключается в следующем: впервые созданы новые 4 и 5 видовые сложные межвидовые гибриды, на основе гибридизации амфидиплоида со сложной структурой {[(G.thurberi Tod. х G.raimondii Ulbr.J x G.arboreum L.J x G.hirsutum L.J с культурными видами G.hirsutum L. и G.barbadense L.; определена формирования и изменчивость основных хозяйственноценных признаков у межвидовых сложных гибридов (до Fs) созданных с участием в качестве материнской формы амфидиплоида {[(G.thurberi Tod.x G.raimondii UlbrJ x G.arboreum L.J x G.hirsutum L.J; определены корреляционные связи некоторых хозяйственно-ценных признаков у вновь созданных межвидовых и беккросс гибридов; обосновано возможность выделения скороспелых, продуктивных рекомбинантов и семей с высоким выходом и качеством волокна, массой 1000 шт. семян, т.е., с комплексом хозяйственных признаков путем преодоления негативных корреляционных связей проявляющихся у хозяйственных признаков межвидовых сложных гибридов хлопчатника; доказана значение беккросс скрещиваний в создании генетически обогащенных, с положительным комплексом хозяйственно-ценных признаков рекомбинантов в получении многогеномных МСГ хлопчатника с положительной трансгрессивной изменчивостью признаков и свойств; созданы новые сорта СП-1303, СП-«Камолот», С-1306 и С-7277 с комплексом хозяйственно-ценных признаков из многогеномных линий хлопчатника. Выводы На основе проведенных исследований по докторской диссертации на тему «Создание новых полигеномных гибридов хлопчатника путём сложной межвидовой гибридизации и раскрытие их свойств» представлены следующие выводы: 1. Впервые при использовании метода межвидовой гибридизации с использованием амфидиплоида со сложной структурой {[(G.thurberi Tod. х G.raimondii UlbrJ х G.arboreum L.J x G.hirsutum L.J и сортов культивируемых видов G.hirsutum L. и G.barbadense L. синтезированы сложные межвидовые гибриды с 46,7-55,1% скрещиваемостью при участие 4 х видов, а также с 24,6-31,3% скрещиваемостью при участие 5 новых видов. Различная степень скрещиваемости обосновывается видами участвоващими в гибридизации в качестве 4-5 го родителя. 2. Наблюдаемая в различной степени трудная скрещиваемость при синтезировании новых сложных гибридов с участием 4 и 5 видов хлопчатника взаимосвязана с колебаниями числа хромосом в соматических клетках родительских форм и гибридов, с различиями и изменчивостью их морфологических признаков, а также с проявляемыми пороками на этапах микроспорогенеза материнской клетки при гибридизации. На мейотический индекс влияют образование бивалентов при нормальной конъюгации хромосом в клетке, нарушение метафазы (Л/ц) и анафазы (Ап) при мейозе и действие пороков, что завеситьот резкого различия участвующего МСГ в качестве 4-5го вида. 3. Решающее значение в достижении широкой генетической изменчивости хозяйственно-ценных признаков хлопчатника и выделении рекомбинантов с комплексом положительных признаков имеет сложный амфидиплоид {[(G.thurberi Tod. х G.raimondii Ulbr.7 х G.arboreum L.J x G.hirsutum L./, использованный в качестве материнской формы. Обосновано, что наследование и формирование признака скороспелости у новых сложных межвидовых и беккросс гибридов с участием амфидиплоида зависит от генотипа сортов G.hirsutum L. и G.barbadense L., использованных в качестве отцовской формы. 4. Высокая эффективность при улучшении показателей основных хозяйственно-ценных признаков и сокращение процесса их стабилизации у новых сложных межвидовых гибридов с участием 4 и 5 видов хлопчатника и беккросс поколений обосновывается использованием беккросс скрещиваний с культурными сортами. 5. На основе гибридизации амфидиплоида с участием 4 видов хлопчатника с сортами культурных видов G.hirsutum L. и G.barbadense L. получен генетически обогащенный, с комплексом положительных генов высокого качества волокна и устойчивости к вилту новый селекционный материал. В результате проявления положительной трансгрессии у сложных межвидовых гибридов с участием 4 и 5 видов хлопчатника и беккросс гибридов проставляется возможность получения рекомбинантов с выходом волокна 40,0-45,0%, длиной волокна 40 мм и выше, микронейром 3,9-4,5, а также толерантным к вилту. 6. Начиная с ранних поколений у сложных [(G.thurberi Tod. х G.raimondii Ulbr.J х G.arboreum LJ x G.hirsutum L. и {[(G.thurberi Tod. x G.raimondii Ulbr.J x G.arboreum L. ] x G.hirsutum L.} x G.barbadense L., а также беккросс (FiBCi; FjBCj) гибридов проявляется положительная трансгрессия по их продуктивности и ее основных компонентах. Наблюдалось положительное действие межвидовой гибридизации с участием 5 видов - для повышения «число коробочек», сложных межвидовых с участием 4-5 видов и беккросс гибридизаций на признаки «масса сырца одной коробочки» и «масса 1000 шт. семян» в повышении среднего показателя и степени изменчивости. 7. У новых сложных с участием 4 и 5 видов и беккросс гибридов Ғг между признаками «выход волокна и длина волокна» отмечена от средней положительной (г=+0,39) до высокой положительной (=+0,62), по «длине волокна и микронейру» - средняя положительная (г=+0,55), по «длине и крепости волокна средняя положительная (г=+0,56 и г=+0,50) корреляции. На основе сложных межвидовых скрещиваний показана возможность преодоления обратных связей некоторых признаков. Целесообразно проведения отбора по этим признакам на основе коэффициентов корреляции. 8. Использованием сложных межвидовых и беккросс скрещиваний, а также за счет преодоления некоторых отрицательных коррелятивных связей хозяйственных признаков гибридов выделены генетически обогащенные, с комплексом признаков, превосходящих стандартный сорт по скороспелости, высоким показателям числа коробочек на одном растении, продуктивности, выходу и качеству волокна, также по весу 1000 шт. семян: а) более 100 семей О-355-56\07, О-553-54\07, О-431-32\07, О-95-96М1, О-86-87Ч5, 0-131-3245, О-383-84\07, 0-429-30\07, О-747-48\07, 0-749-50\07, 0-657/07, О-445-46\07, 0-99-100\07 и др.б) линии: Т-1304, Т-2007, Т-1305, Т-1306, Т-100/14, Тер-81-82/15, Т-131-138/15, Т-2005, Тер-89-90/15, Т-147-156/15. 9. Выявлено, что использованные в получении полигеномных гибридов дикие и культурные виды хлопчатника G.thurberi Tod., G.raimondii Ulbr, G.arboreum L., G.hirsutum L. и G.barbadense L., обладают присущим только себя важным признаком и свойством. При использовании методов сложной межвидовой гибридизации доказана возможность воссоединения в одном генотипе индивидуальных особенностей каждого вида. 10. Рекомендуется использовать в качестве исходного материала в генетико-селекционных исследованиях следующие генетически обогащенные семьи по признакам: скороспелости (105-110 дней) - О-355-56\07, 0-553-54\07, 0-103-0441, О-483-84\07, О-323-24\07, О-571-72\07; по массе сырца одной коробочки (7,0-7,8 г) - 0-95-9641, О-451-52\07, О-355-56\07, 0-553-54\07, 0-431-32\07, 0-103-044 1; по весу 1000 шт. семян (130,0- 145,0 г) - О-136-3845, 0-134-3545, О-61-62\07, 0-13945, 0-83-8445, 0-86-8745; выходу волокна (40,0 - 45,0 %) - 0-99-100\07, О-445-46\07, 0-49-50\07, 0-103-0441, О-755-56\07, 0-122-234 1, 0-131-3245, О-383-84\07; длине волокна (37,0-43,0 мм) - 0-667-68/07, 0-83-844 5, О-235-36\07, 0-657/07, 0-749-50\07, 0-429-30\07, О-745-46\07, О-747-48\07, О-741-42\07; устойчивости к заболеванию вилтом (0,5-5,4%) - О-445-46Ю7, О-383-84\07, 0-99-100\07, 0-103-0441, О-749-50\07 и О-745-46\07. 11. За время проведенных исследований из линий со сложной генетической основой созданы новые сорта хлопчатника СП-1303, СП-«Камолот», С-1306 и С-7277, обладающие комплексом хозяйственно-ценных признаков. Эти сорта рекомендуются для посева производстве как перспективные, учитывая их преимущество над стандартным сортом по скороспелости, урожайности, выходу волокна, массы 1000 шт семян, качеству волокна и толерантностью к вилту.