Генетико-селекционные основы отбора, направленного на повышение признаков продуктивности и технологических свойств коконов тутового шелкопряда Bombyx mori L

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. На сегодняшный день в мире, согласно данным Международной комиссии по шелководству шелк-сырец производится более чем в 60 странах, и заготавливаются 22-24 млн. коробок промышленной грены тутового шелкопряда. На долю двух стран - КНР и Индия приходится, соответственно, 80,9 % и 16,5% мирового производства коконов и третьим крупнейшим производителем является Узбекистан, на долю которого приходится 1,2%, а 1,4% коконов производят остальные страны. В мировом уровне средняя урожайность кокона с 1 коробки грены в КНР составляет 85,0 кг, в Индии 80,0 кг и в Узбекистане 56,9 кг. Ровнота коконной нити и однородность коконов по калибру в среднем в КНР, Индии, Вьетнаме и Бразилии составляет 90,0-95,0%, в Узбекистане - 50%*. В мире спрос на высокопродуктивные коконы, дающие нить с высоким метрическим номером (тонкая шелковина), увеличивается с каждым годом. Спрос крунейших стран производителей шелковой продукции как, КНР, Индия, Италия, Франция и Япония направлен в основном на шелк класса А, 4А, 5А. Из шелковых нитей с высокими метрическими номерами изготавливаются шелковые ткани, хирургические (шовные) нити, а также особо прочные товары из натурального шелка, используемые в электронной промышленности, авиации, Морфлоте и в ряде отраслях народного хозяйства. Создание пород и гибридов, с повышенными показателями выхода шелка-сырца, обшей длины нити, метрического номера нити (тонина), крепости, а также приспособленных к различным климатическим условиям, путем разработки новых высокоэффективных методов селекции и племенной работы являются актуальными научно-практическими проблемами мирового шелководства. В республике за годы независимости созданием и внедрением в производство крупнококонных пород и гибридов тутового шелкопряда урожайность коконов с 1 коробки гусениц достиг до 57,0 кг и к 2016 году валовый урожай коконов в республике составил более 26000 тонн. Вместе с этим, не было уделено должного внимания на научные исследования в направлении повышения и усовершенствования технологических показателей коконов и шелковой нити пород, а также гибридов. Стратегия действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан на 2017-2021 годы предусматривает интенисивное развитие и модернизацию сельского хозяйства, особенно создание и внедрение в производства новых высокопродуктивных пород сельскохозяйственных животных, и именно поэтому создание новых высокопродуктивных пород и гибридов тутового шелкопряда, с высокими качественными свойствами коконов на основе разработки эффективных методов получения мутаций и транслокаций, а также отбора по продуктивным и технологическим признакам шелкопряда имеют важное научно-практическое значение. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Постановлением Президента Республики Узбекистан ПП-2856 «О мерах по организации деятельности Ассоциации Узбекипаксаноат» от 29 марта 2017 г. и ПП-2460 «О мерах по развитию и реформированию сельского хозяйства в 2016-2020 годах» от 29 декабря 2015 г. и в Постановлением Кабинета Министров РУз №616 «О программе мер по комплексному развитию отрасли шелководства в 2017-2020 годах» от 11 августа 2017 г., Указом Президента Республики Узбекистан У П-4947 «О Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан» от 7 февраля 2017 года, а также другими нормативно-правовыми документами, принятыми в данной сфере. Целью исследования является разработка комплекса новых методов отбора по ведущим технологическим признакам, а также создание новых высокопродуктивных обычных и меченных по полу линий и промышленных гибридов тутового шелкопряда. Научная новизна исследования: впервые генетически обоснован метод получения новых мутаций, контролирующих повышенные качественные характеристики коконов; доказан возможность размотки коконов с живой куколкой с применением ферментов, необходимый на первых этапах селекции; генетически обоснован отбор племенного материала по легкоопределяемым морфологическим признакам - зернистости и компактности коконов, тесно коррелирующим с ведущими технологическими признаками; установлена возможность отбора племенных коконов по морфологическим признакам на этапах приготовления суперэлитной и элитной грены; разработан метод многократного использования самцов с повышенными технологическими признаками; научно обоснован новый эффективный метод получения транслокаций фрагмента 10-аутосомы с геном окраски яиц +W2 на женскую W-хромосому; на основе вновь разработанных методов отбора получены новые селекционные линии с повышенными признаками продуктивности и качества коконов и созданы новые гибридные комбинации, конкурентоспособные на внутреннем и мировом рынках. Выводы 1. Выведены новые линии и промышленные гибриды тутового шелкопряда, путем правильного подбора и разработкой эффективных методов отбора племенных коконов на всех этапах селекционной работы. 2. Разработан комплекс новых методов отбора племенных коконов по ведущим технологическим признакам. 3. Усовершенствован способ индивидуального отбора племенных коконов по результатам размотки и анализа коконов с живой куколкой по технологическим признакам - в случае размотки коконов с живой куколкой в щелочных растворах определена оптимальная концентрация NaOH - 0,04%; 4. Впервые доказана возможность и эффективность использования фермента пепсин для индивидуальной размотки коконов с живой куколкой. Применение ферментов, позволит увеличить объемы анализа и точность индивидуального отбора. Его превосходство над щелочным раствором NaOH (0,04%) при размотке составляет 1,35 абс. % по выходу шелка-сырца; 4,6 абс. % по разматываемости коконов; 104 м по общей длине нити; 128 м/г по метрическому номеру нити. 5. Разработаны методы тестирования технологических признаков по легкоопределяемым морфологическим признакам (компактности и зернистости шелковой оболочки). Достаточно большая фенотипическая изменчивость (Cv=8,5-18,4%) и впервые установленные тесные корреляционные соотношения зернистости коконов с выходом шелка сырца (гр=0,687), разматываемостью (гР=0,504), длиной (гР=0,442) и тониной нити (гР=0,439) позволяют проводить отбор племенных коконов по зернистости шелковой оболочки и автоматически по ведущим технологическим признакам. 6. Доказаны достаточно тесные отрицательные корреляционные соотношения между компактностью коконов и технологическими признаками. Коэффициент корреляции (гр) компактности коконов с зернистостью шелковой оболочки составляет гР=-0,989; с выходом шелка-сырца гР= - 0,948; с разматываемостью гР= - 0,971; с общей длиной гР=-0,970; с метрическим номером нити гр=-0,990. Тесная взаимосвязь легкоопределяемого морфологического признака компактности коконов с качественными характеристиками коконов легла в основу разработанного метода отбора по компактности коконов. 7. Впервые доказана достаточно высокая эффективность применения разработанного метода многократных скрещиваний самцов-рекордистов по ведущим технологическим свойствам коконов. Показано, что в течение двух выкормочных сезонов в популяции породы С 8 нгл удалось повысить выход шелка-сырца на 1,5 абс %, разматываемость коконов на 1,2 абс %, метрический номер на 367 м/г. 8. По комплексу вновь разработанных методов составлен методическое пособие «Методические положения селекции и разведения пород и гибридов, завивающих коконы с повышенным метрическим номером шелковой нити», предназначенное для селекционеров НИУ и специалистов племшелкстанций. 9. Разработан новый генетический метод индуцирования гамма лучами и выявления новых мутаций, контролирующих повышенные технологические свойства коконов. Получена новая доминантная мутация, детерминирующая повышенные качественные характеристики коконов. На основе данной мутации создана и введена в селекционный процесс практически огомозигоченная линия с достаточно высокими показателями по массе кокона (2,00 г), длине (1760 м) и метрическому номеру нити (4000 м/г). 10. Разработан новый простой эффективный метод получения транслокаций фрагмента с геном окраски яиц +w? на женскую W-хромосому, основанный на облучении у-лучами женских половых клеток (ооцитов). Доказано, что в отличие от ранее полученных нашими предшественниками новая транслокация №510 не оказывает отрицательного влияния на общую жизнедеятельность шелкопряда и может быть использована в селекции. 11. Путем скрещиваний между четырьмя беккроссными линиями произведен синтез мутаций - регуляторов пола (транслокация 10-аутосомы на W-женскую хромосому и рецессивного гена W2, контролирующего окраску яиц) и получены две крупнококонные селекционные линии, маркированные по полу на стадии яйца. Одна из них продуцирует коконы с округлой формой, вторая - с удлиненной. 12. Выведенны 8 новых селекционных линий, характеризующиеся средней массой кокона (1,94 ...2,31 г), повышенными показателями по выходу шелка-сырца (44,73 ...47,03%), метрическому номеру коконной нити (3294-3805 м/г). Линия 27, Линия 28 и Линия 11 меч, отличающиеся, исключительно высокими технологическими свойствами коконов, вошли компонентами в состав новых промышленных и перспективных гибридов. 13. Создана серия гибридов промышленного назначения, с участием выведенных нами крупнококонных пород, а также селекционных линий с повышенными технологическими свойствами коконов. Первоначально созданные 6 высокоурожайных гибридов Олтин водий 1, Олтин водий 2, Зарафшон, Гулшан х Нафис, Нафис х Гулшан и Истикбол районированы в областях Узбекистана. Два гибрида Линия 27 х Линия 28 и Линия 28 х Линия 27 с 2016 года успешно проходят Государственные испытания. 14. Экономическая эффективность от внедрения новых промышленных гибридов составила 90225 сум, чистая прибыль 17278 сум, уровень рентабельности повысился до 24,53% и на затраченный 1 сум получен доход 1,25 сум.