Внутри и межвидовое филогенетическое родство разновидностей видов G.herbaceum L. и G.arboreum L

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В плане удовлетворения возрастающих с каждым годом требований сельского хозяйства в мире, повышения потенциала устойчивости создаваемых сортов хлопчатника к абиотическим и биотическим факторам внешней среды и обеспечения экономической выгоды, важным является рациональное использование уникальных генетических ресурсов из существующих в природе биоразнообразий хлопчатника рода Gossypium L. Внутривидовые разновидности и формы культурных диплоидных видов обладают генетическим потенциалом скороспелости, урожайности и устойчивости к вредителям, стрессовым факторам внешней среды, и их использования дает возможность решить ряд актуальных проблем, стоящих перед хлопководством на сегоднеший день. После приобретения независимости нашей страны проводя широкомасштабные реформы по развитию хлопководства, обращалось отдельное внимание созданию скороспелых и уражайных новых сортов хлопчатника. На основании осуществленных программных мероприятий в данном направлении достигнуты определенные результаты, в том числе достигнуты успехи в создании сортов с высоким качеством волокна на основе тетраплоидных видов хлопчатника. Вмести с этим, в создании сортов устойчивых к биотическим и абиотическим стресс факторам, в селекционном процессе не использовались разновидности диплоидных видов хлопчатника. В стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан1 отдельно подчеркнута важность «создания и внедрения в производства новых сортов сельскохозяйственных культур, устойчивых к болезням и вредителям, приспособленных к различным почвенно-климатическим и экологическим условиям». При этом, в том числе имеет отдельное значение филогенетическая оценка внутривидовых разновидностей G.herbaceum L., G.arboreum L., выделение из них рекомбинантов устойчивых не блогоприятным факторам и научные исследования направленные на внедрение их в практику. По этому на основе обоснования филогенетических отношений подвидов и форм культурных диплоидных видов (G.herbaceum L., G.arboreum L.) хлопчатника, раскрытия наследуемости и наследования морфобиологических и хозяйственных-ценных признаков, создание скороспелых устойчивых к вилту, засолению новых сортов хлопчатника с высоким выходом и качеством волокна уникальных рекомбинантов и использование в генетике и селекционном процессе является важным в научном и практическом значении. Диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Законом Республики Узбекистан «О селекционных достижениях» от 29 августа 2002 года № 395-II и Постановлением Президента Республики Узбекистан «О размещении сортов хлопчатники и прогноз объема заготовки хлопка сырца» от 1 февраля 2016 года № П П-2484, Указ Президента Республики Узбекистан за № У П-4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан» а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Цель исследования является определение систематического расположения, филогенетического родства диких, рудеральных, тропических и субтропических подвидов и форм полиморфных видов хлопчатника (G.herbaceum L., G.arboreum L.) рода Gossypium и возможности использования в прикладной селекции. Научная новизна исследования заключается в следующем: впервые установлена степень филогенетического родства между рудеральной формой ssp.pseudoarboreum f.harga и подвидом ssp.pseudoarboreum вида G.herbaceum L., доказано возвести форму f.harga до уровня подвида; впервые установлена степень филогенетического родства между тропической формой ssp.neglectum f.sanguineum и подвидом ssp.neglectum вида G.arboreum L., доказано возвести форму f.sanguineum до уровня подвида; обосновано филогенетическая близость рудерального подвида ssp.pseudoarboreum вида G.herbaceum L. к виду G.arboreum L. и внесения в состав данного вида; определены характер наследования морфобиологических и хозяйственно-ценных признаков и степень коррелятивной взаимосвязи некоторых морфологических и хозяйственных признаков у растений внутривидовых и межвидовых гибридов Fi, F2; разработана схема, определяющая степень филогенетического родства внутри- межвидовых разновидностей G.herbaceum L., G.arboreum L., облегчающая отбор исходных генетических материалов, повышающая эффективности генетико-селекционных исследований. Выводы На основе проведенных исследований по докторской диссертации на тему «Внутри и межвидовое филогенетическое родство разновидностей видов G.herbaceum L. и G.arboreum L.» представлены следующие выводы: 1. Впервые выявлено внутривидовое филогенетическое родство генетических разновидностей и форм полиморфных видов G.herbaceum L. и G.arboreum L. на основе внутривидовой и межвидовой гибридизации. Установлена филогенетическая близость рудеральных форм (ssp.pseudoarboreum, ssp.pseudoarboreum f.harga) вида G.herbaceum L. с дикой (ssp.africanum) и культурной формой (ssp.euherbaceum (сорт «377»)). Среди внутривидовых разновидностей G.arboreum L. дикая форма ssp.obtusifolium является филогенетически близкой к культивируему сорту «ВИР 1372» и отдаленной от рудеральной ssp.perenne и тропической формы ssp.neglectum. Доказана филогенетическая близость дикой формы ssp.africanum (G.herbaceum L.) к дикой форме ssp.obtusifolium (G.arboreum L.), а также филогенгетическая отдаленность дикорастущей формы ssp.obtusifolium vm.indicum, тропической ssp.neglectum f.sanguineum и рудеральной ssp.pseudoarboreum от тропической формы ssp.neglectum. 2. На основе анализов географического расположения, внутри- и межвидовой гибридизации и сравнительной морфологии, установлено филогенетическая отдаленность формы G.herbaceum L. ssp.pseudoarboreum f.harga от подвида ssp.pseudoarboreum этого вида и близость по отношению к культурным формам. Это в свою очередь показывает, что форма ssp.pseudoarboreum f.harga по отношению к рудеральным формам является эволюционно продвинутой и промежуточной формой между рудеральными и культурными формами или же самостоятельной тропической формой. На основе данных филогенетических взаимоотношений между тропической формой ssp.neglectum f.sanguineum и ssp.neglectum вида G.arboreum L., предложено вывести на уровень подвида форму f.sanguineum. 3. На основе результатов географического распространения, сравнительной морфологии и наследования хозяйственно-ценных признаков, установлено филогенетическая близость рудеральной формы ssp.pseudoarboreum вида G.herbaceum L. к представителям вида G.arboreum L. и видовая принадлежность к этому виду. 4. У внутри- и межвидовых гибридов Fi установлено сверхдоминантное, доминантное и промежуточное наследование признака длины вегетационного периода. Среди растений F2 выделены трансгрессивные формы с длиной вегетационного периода 109,0-119,0 дней, намного превосходящие исходные формы. 5. У внутри- и межвидовых гибридов Fi по признакам масса хлопка-сырца 1 коробочки, масса 1000 штук семян, длина волокна, выход волокна, индекс волокна установлены сверхдоминантное, доминантное и промежуточное наследование У растений F2 отмечены положительная и отрицательная трансгрессивные изменчивость по длине и выходу волокна и положительная трансгрессивная изменчивость по признакам массы 1000 семян и индекса волокна. 6. По морфологическим признакам (окраска лепестка и волокна) у внутривидовых и межвидовых растений Fi отмечено промежуточное наследование, в F2 установлено моногенное расщепление в соотношении 1:2:1, т.е., неполное доминирование признака. 7. У внутривидовых генетических разновидностей и растений Fi, F2 видов хлопчатника G.herbaceum L. и G.arboreum L. выявлен коэффициент корреляции некоторых морфологических и хозяйственных признаков. Установлены слабые и средние положительные корреляционные взаимосвязи между признаками высоты закладки первой плодовой ветви и длины вегетационного периода. Между высотой растения и количеством коробочек, высотой растения и количеством симподий отмечены слабые, средние и сильные положительные и слабые отрицательные взаимосвязи. Между признаками длины волокна и выхода волокна, массы 1000 семян и выхода волокна слабые, средние и сильные положительные взаимосвязи. У некоторых внутривидовых генетических разновидностей и комбинации Fi, F2 по этим признакам обнаружено отсутствие корреляционных взаимосвязей.