Повышение эффективности селекции сортов хлопчатника методами конвергентной гибридизации

Аннотация

Актуялкмпстк и иосгребпийиностк темы диссертации. По сведениям международного консультативного комитета по хлопководству (International Cotton Advisory Committee - ICAC) расходуемые средства возделывания одного килограмма хлопка-сырца выросли в значительной степени. Если эта сумма в 2000 году составляла 0,25 долларов США, то в 2016 году она достигла 0,58. В настоящее время во всех хлопкосеющих странах мира в селекции скороспелых, урожайных, устойчивых к болезням и вредителям сортов хлопчатника с высоким выходом и качеством волокна, позволяющих снижение себестоимости возделывания волокна, является актуальной проблемой. В Республике проводятся широкомасштабные мероприятия по созданию высокорентабельных, конкурентоспособных новых сортов хлопчатника с качеством волокна, отвечающим требованиям мирового рынка. Селекционерами проводятся исследования по достижению устойчивости к гармсилю, водному дефициту, болезням и вредителям и другим факторам, на основе которых создаются ценные селекционные материалы. В стратегии развития Республики Узбекистан на 2017-2021 годы важное значение уделено расширению научно-исследовательских работ по созданию и внедрению новых селекционных сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к болезням и вредителям, приспособленных к почвенно-климатическим условиям. Для решения этих проблем в мировом масштабе в селекции хлопчатника важное значение имеет использование различных методов, которые широко используются у других сельскохозяйственных культур. На примере других культур доказано, что в результате трансгрессивной изменчивости при конвергентной гибридизации повышается возможность выделения новых рекомбинантов - источников генетической изменчивости, что дает возможность в краткий срок создать сорта с положительным комплексом хозяйственноценных признаков. На хлопчатнике же возможности конвергентной гибридизации в создании ценных исходных материалов для селекции, не изучены в достаточной мере. Исходя из вышеизложенного, в настоящих исследованиях изучены возможности создания ценных исходных и селекционных материалов для селекции хлопчатника на основе сравнительного анализа конвергентных гибридов, полученных по принципу трансгрессивных рекомбинаций, дающих возможность обеспечения 50% наследования признака реккурентного сорта у создаваемых новых линий, а также выделение генетически обогащенных по хозяйственно-ценным признакам. Данное диссертационное исследование, в определенной степени, служит выполнению задач, предусмотренных Законами Республики Узбекистан «О селекционных достижениях» и «О семеноводстве», а также намеченных Постановлениями Президента Республики Узбекистан № ПП-2460 от 29 декабря 2015 года «О мерах по дальнейшему реформированию и развитию сельского хозяйства на период 2016-2020 годов», «О размещении сортов хлопчатника и прогнозных объёмах производства урожая хлопка», постановлением Кабинета Министров Республики Узбекистан «О политике правительства Республики Узбекистан в области семеноводства» от 19 сентября 1996 года, а также других нормативно-правовых документах. Цель исследования определение эффективности методов конвергентной гибридизации для получения генетически обогащенных селекционных материалов на основе сравнительного изучения наследования, изменчивости и формирования хозяйственно-ценных признаков у гибридов хлопчатника, созданных этими методами. Научная новизна исследования заключается в следующем: впервые в селекции средневолокнистого хлопчатника проведен сравнительный анализ гибридов, созданных на основе конвергентной гибридизации по объединенному принципу трансгрессивных рекомбинаций и неполных возвратных скрещиваний с участием сортов с различным генотипом; научно обоснованы полученные результаты по наследованию, изменчивости и формированию хозяйственно-ценных признаков у гибридов высоких поколений, созданных на основе сложной и конвергентной гибридизации; доказана широкая изменчивость признаков в ранних поколениях при использовании обеих методов конвергентной гибридизации, по сравнению парных, сложных и двойных гибридов; начиная с начальных поколений, установлена эффективность отбора рекомбинантных растений с высокими положительными хозяйственными признаками у конвергентных гибридов; доказана эффективность конвергентной гибридизации при отборе рекомбинантных растений с комплексом положительных хозяйственно-ценных признаков; доказана высокая эффективность объединенного принципа трансгрессивных рекомендаций и использования возвратных скрещиваний в улучшении признаков скороспелости, устойчивости к вилту и качества волокна реккурентных сортов хлопчатника и создания генетически обогащенных новых селекционных материалов; обосновано важное значение использования принципа трансгрессивных рекомбинаций в улучшении продуктивности 1 растения, массы 1000 штук семян и выхода волокна; на основе сложной гибридизации создан новый сорт СП-7302 с высоким комплексом хозяйственно-ценных признаков. Выводы 1. Определена эффективность метода конвергентной гибридизации по принципу объединенной трансгрессивной рекомбинации и неполных возвратных скрещиваний, в улучшении хозяйственно-ценных признаков и созданы новые селекционные материалы средневолокнистого хлопчатника с обогащенным генотипом. 2. Подтверждена высокая возможность получения широкой изменчивости по изученным признакам в ранних поколениях гибридов, а также отбор рекомбинантов, имеющих положительное сочетание хозяйственных признаков в последующих поколениях, и создании ценных селекционных материалов путём использования конвергентной гибридизации. 3. Отмечено проявление отрицательного гетерозиса по скороспелости при парной гибридизации, отрицательного или положительного гетерозиса при сложной гибридизации и положительного гетерозиса при конвергентной гибридизации, по устойчивости к вертициллезному вилту во всех комбинациях выявлен положительный гетерозис и промежуточное наследование. 4. Выявлено, что более высокими показателями по скороспелости, устойчивости к вилту и качеству волокна обладают конвергентные гибриды, полученные по объединенному принципу трансгрессивных рекомбинаций и неполных возвратных скрещиваний по отношению конвергентных гибридов, полученных по принципу трансгрессивных рекомбинаций. 5. В повышении урожайности, массы 1000 штук семян, выхода волокна наиболее эффективным является метод конвергентной гибридизации по принципу трансгрессивных рекомбинаций по сравнению с принципом объединенных трансгрессивных рекомбинаций и неполных возвратных скрещиваний. 6. Устойчивость к V.dahliae Kleh. гибридов высокого поколения формируется в зависимости от методов конвергентной гибридизации и генотипа использованного исходного материала. 7. Для увеличения количества положительных трансгрессивных рекомбинантов по хозяйственно-ценным признакам при конвергентной гибридизации необходимо повысить объем популяции в конвергентных гибридных семьях и среди них нужно провести отбор растений с положительными показателями. 8. Для улучшения параметров урожайности целесообразно использование в селекционном процессе в качестве исходного материала семьи 0-363-364, О-233-234, 0-97-100 и линии Т-117-118/07, Т-487-88/07 -по массе хлопка-сырца одной коробочки и массе 1000 семян; семьи 0-233-234, 0-97-100 -по массе хлопка-сырца одной коробочки; семьи 0-237-239, 0-109-112, 0-965-966, О-233-234 и линию Т-487-88/07 -по массе 1000 семян. 9. Для генетико-селекционных исследований рекомендуется использовать: семьи К-4, 0-109-110, 0-97-100 и линию Т-487-88/07 -по длине волокна; семьи 0-609-610, 0-357-362, 0-365-366 -по микронейру; семьи 0-357-362, 0-365-366, 0-233-234, К-2, К7 и К10 -по относительной разрывной нагрузке; семьи 0-363-364, 0-233-234, 0-117-120 и линию Т-484-85/07 -по выходу волокна. 10. Для повышения толерантности к вредителям в селекционном процессе целесобразно использовать: семьи К-4, К-2, К-7 и линии Т-487-488/07, Т-814-815/07 -к паутинному клещу (Tetranychus urticae Koch.)', семьи К-2, 0-965-966, 0-233-234, 0-237-239, 0-109-112, 0-97-100, 0-105-108 и линию Т-487-488/07 -к трипсу (Trips tabaci)', семьи К-1, К-8, К-3, К-4, К-6, 0-237-239,0-105-108, 0-117-120, 0-965-966 и линию Т-487-488/07 -к тле (Aphis gossypH). 11. Изучаемая в конкурсном сортоиспытании института линии Т-814/15 с комплексом положительных хозяйственно-ценных признаков, а также линия Т-487-488/07, семьи К-2, К-5, К-6, К-7 и 0-233-234, рекомендуются для использованиия в качестве исходного материала в селекционном процессе. 12. Целесообразно использовать в прикладном селекционном процессе в качестве исходного материала семью 0-363-364, полученную по принципу трансгрессивной рекомбинации по скороспелости, а также семьи 0-97-100, О-105-108, 0-109-112 и линии Т-487-488/07, Т-814-15/07, полученные по объединенной трансгрессивной рекомбинации и неполных возвратных скрещиваний. 13. В генетико-селекционных исследованиях по вилтоустойчивости можно использовать семьи 0-965-966, 0-109-112, 0-105-108, 0-609-610, 0-357-362, О-965-966, 0-97-100, 0-105-108, 0-109-112 и линии Т-814-15/07, Т-487-488/07 и Т-23/06, полученные путем объединенной трансгрессивной рекомбинации и неполных возвратных скрещиваний. 14. Скороспелый, высокоурожайный, с высоким выходом волокна и устойчивый к вертициллёзному вилту средневолокнистый сорт СП-7302 и успешно прошедшая конкурсное испытание, линия Т-23/06 рекомендуются широкому испытанию в различных почвенно-климатических условиях и к внедрению в производство.