Особенности биологии цветения и гибридизации коллекционных ортов овса

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Ботаническая характеристика и биологические особенности цветения овса 1.2 Коллекция овса из мирового генофонда ВНИИР им. Н. И. Вавилова
1.3 Гибридизация как метод создания нового исходного материала ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЫВОДЫ ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ Овес является ценной зернофуражной и кормовой культурой в Западной Сибири. Зерно овса является незаменимым концентрированным кормом для лошадей, молодняка всех видов сельскохозяйственных животных и птицы. Оно также служит сырьем для производства круп и диетических продуктов питания. Питательная ценность зерна овса и продуктов его переработки определяется высоким содержанием белка и его сбалансированностью по аминокислотному составу, высоким содержанием и хорошей перевариваемостью жира, а также некоторых витаминов и микроэлементов. Способность к формированию мощной вегетативной массы позволяет использовать эту культуру на зеленый корм и сенаж. Овес обладает некоторыми преимуществами среди других зерновых культур. Он менее требователен к почве и может произрастать даже на супесчаных и торфяных почвах. Это обусловлено сильным развитием корневой системы с большой поглощающей способностью. Ценным свойством овса является повышенная устойчивость к поражению корневой гнилью и повреждениям скрыто стебельными вредителями. Овес имеет большой потенциал продуктивности. Его средняя урожайность составляет 1,28 т. с га., а в условиях высокой агротехники возрастает до 5-6 т. с га.[1,2,3,4,7]. Возделываемые в Западной Сибири сорта овса обладают рядом ценных признаков и свойств, но в тоже время не в полной мере отвечают требованиям современного производства. Они недостаточно пластичны, полегают в условиях избыточного увлажнения и затягивают созревание (Нарымский 943, Галоп). Некоторые из них восприимчивы к головне и корончатой ржавчине. Сорта Алтайский крупнозерный, Ровесник имеют высокую пленчатость. Мегион в экстремальные годы сильно снижает крупность зерна. Из-за этого падает стабильность в получении урожая и снижается качество продукции.[5]. В последние годы наблюдается тенденция к сокращению посевных площадей под культурой. В период c 1991 по 2001г.г. площади под овсом в целом по Российской Федерации уменьшились на 44% и составили 5,1 млн. га. Аналогичная ситуация наблюдается в Западной Сибири. В частности в Кемеровской области в начале 80-х годов овес занимал лидирующее положение – 41%, что составляло 365 тыс. га. Но в настоящее время на его долю в зерновом поле области приходится лишь 110 тыс. га. Это связано с изменением структуры посевных площадей в пользу продовольственной пшеницы и с упадком животноводческой отрасли сельского хозяйства и, как следствие, с уменьшением потребности в овсе на фураж и зеленый корм.[5]. Однако, В.Н.Пакерев, А.В.Заушинцина и М.В.Овчаренко [6] сообщают о том, что потребность области в фуражном зерне остается еще достаточно высокой и покрывается за счет завоза из других регионов страны и зарубежья. Главным направлением селекции овса в Западной Сибири, как и в других регионах является создание сортов обладающих стабильной высокой продуктивностью при оптимальной продолжительности периода вегетации с учетом природно-климатических факторов и принятых сроков посева. Особое внимание должно уделяться увеличению биологической пластичности сортов. Приспособленность сорта к изменяющимся условиям окружающей среды – необходимое условие получения стабильного урожая по годам. Для Сибири характерна периодически повторяющаяся весенне-летняя засуха. Овес – влаголюбивая культура. Поэтому проявление засухи в критические периоды роста и развития растений отрицательно сказывается на формировании зерна и зеленой массы. Следовательно, имеется необходимость селекции устойчивых к засухе сортов с использованием отечественных и зарубежных сортов с хорошо развитой и быстро отрастающей корневой системой. Не менее важным направлением следует считать создание устойчивых к полеганию образцов, что обусловлено переувлажнением почвы в период молочно-восковой спелости в сочетании с сильными ветрами. Такая работа ведется по пути создания сортов обладающих толстой, прочной соломиной с оптимальной высотой (80-90 см.), хорошо развитой механической тканью и корневой системой. Повышение устойчивости к болезням – также важное условие получения стабильно высокого урожая. По данным ФАО на 1994г. потери овса от болезней составили 9,3% [1]. Наиболее распространенными и вредоносными патогенами овса в Западной Сибири значатся головневые грибы и корневая ржавчина. Создание иммунных сортов снижает затраты от потери урожая и применения средств химической защиты, и в тоже время является экологически более безопасным методом борьбы с болезнями. Известно, что толерантность устойчивых сортов нестабильна во времени из-за постоянного появления новых вирулентных рас возбудителей. Поэтому селекция на иммунитет должна осуществляться постоянно. Повышенные требования современного производства к качеству фуражного и продовольственного зерна определяет необходимость селекции на качество. В качестве сырьевой базы преимущество имеют образцы с содержанием пленок не выше 21%, массой 1000 зерен не менее 36 г, содержанием белка не более 12%, натурой зерна не менее 490г/л. Для решения поставленных проблем необходим широкий поиск генетических источников среди многообразия мировой коллекции ВНИИР им. Н.И.Вавилова, и надежных доноров, способных передать эти признаки и свойства по наследству. Включение их в программы скрещиваний с учетом знаний природы изменчивости и характера наследования селектируемых признаков, проведение целенаправленного отбора из гибридных популяций элитных растений и метелок лежит в основе создания сортов овса нового поколения, которые будут обеспечивать стабильное получение достаточного количества высококачественной продукции без увеличения посевных площадей.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Ботаническая характеристика и биологические особенности цветения овса. Род овса – Avena L. принадлежит к семейству злаковых (мятликовых) – Gramineae (Poaceae), классу однодольных – Monocotylidoneae (Liliopsida), отделу покрытосеменных – Angiospermae (Magnoliophyta), царству растений - Vegetabilia. Род включает более 70 видов. Среди культурных овсов выделяют виды: A. sativa, A. strigosa, A. byzantina, A. abyssinica. Овес является более молодой культурой чем пшеница и ячмень [1]. Изначально он встречался в посевах последних как сорняк. Происхождение овса по Н. И. Вавилову связано связано с такими древнейшими культурами, как полба, однозернянка, ячмень. Было бы неправельным относить происхождение этой культуры к одному конкретному географическому центру. Отдельные виды этого рода входили в культуру независимо друг от друга. Выделяют пять географических центров происхождения овса:
1. Северо-Западная и Западная Европа – А. strigosa; 2. Эфиопия, Саудовская Аравия – A. abyssinica, A. vaviloviana; 3. Средиземноморское побережье – A. hirtula, A. barbata, A. wiestii, A. byzantina, A. sterilis; 4. Юго-Восточная Азия – A. sativa (крупнозерные голозерные формы);
5. Вся Европа и Азия – A. sativa (пленчатые формы), A. fatua, A. ludoviciana. Овес – однолетний злак. Имеет мощную корневую систему, состоящую из первичных (зародышевых) и вторичных (узловых) корней. Стебель – соломина. В результате ветвления подземной части главного побега в одном растении, как правило, насчитывается несколько, разделенных поперечными узлами на междоузлия, стеблей. Листья линейные или ланцетные с влагалищем, разделенным до основания, без ушек, обычно с пленчатым язычком (редко отсутствует). Соцветие у овса – метелка. Оно состоит из главной оси и боковых ветвей, которые ветвятся и несут простые соцветия – колоски. В одном колоске от 1 до 6 цветков. Цветковых чешуй две. Лодикул две линейно-ланцетные, кожистые свободные. Цветки обоеполые. Тычинок три. Пыльники линейные. Завязь сидячая, с двумя перистыми рыльцами, столбик редуцирован. Плод – зерновка. Она может быть пленчатой (плотна заключена в цветковые чешуи) либо голой (свободно лежит в цветковых чешуях и легко от них освобождается). [1] Цветение овса изучали многие отечественные и зарубежные ученые [2, 16, 21, 23, 25. 26, 27, 28]. В метелке цветение наступает с начала выметывания. Оно идет сверху вниз по метелке и от периферии к центру. В колоске цветение начинается с первого (нижнего) цветка и продолжается в восходящем порядке [2]. По биологии цветения овес является самоопылителем. Однако возможны случаи частичного перекрестного опыления при открытом цветении, которое, по мнению некоторых авторов[16], в отдельные годы становится массовым – до 77% всех цветков. В работах Цильке Р. А., В. А. Новикова, М. Ф. Бородина [17] отмечено сильное влияние метеорологических условий на характер этого процесса, который зависит от морфологических особенностей цветковых чешуй и строения лодикул. Наблюдения В. Н.Солдатова, Г. Л. Петрова [16], В. Е. Мережко [18], Г. А. Баталовой [2] за динамикой цветения овса в Северо-Западном и Волго-Вятском регионах показали, что пыльники начинают растрескиваться, и цветки открываться, когда суточная температура воздуха достигает максимума и начинает снижаться. Время, в течение которого цветок остается открытым, варьирует от 10 до 35 минут, а иногда даже до часа. Наиболее благоприятна для цветения овса влажная погода с температурой воздуха 20-25 С [1, 16, 18]. 1.2 Коллекция овса из мирового генофонда ВНИИР им. Н. И. Вавилова. Для успешного решения проблем, стоящих перед селекцией, важное значение имеет научно обоснованный подбор исходного материала [8, 9]. Исходный материал – это весь материал растений, из которого предстоит вывести новые сорта [10]. Накоплением и изучением генетического фонда растений занимаются во многих странах. Наиболее крупные коллекции культурных растений, в том числе и овса, сосредоточены в генном центре США, в институте генетики растений и зародышевой плазмы (США), скандинавском генном банке (Швеция). В нашей стране все сортовое и ботаническое разнообразие овса заключено в коллекции Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова. Эта коллекция служит основным источником создания новых сортов овса. В настоящее время она включает в себя более 12.5 тысяч образцов, собранных со всего мира [1]. В Сибири центром сохранения исходного материала является Сибирский генетический банк культурных растений, созданный при Сибирском научно-исследовательском институте растениеводства и селекции (г. Краснообск). Большое значение имеют живые коллекции, которые сохраняются в научно-исследовательских учреждениях, ботанических садах путем ежегодного пересева и посадки растений. Любая селекционная работа, на решение каких бы проблем она не была направлена, включает в себя изучение мирового разнообразия коллекции овса по интересующим признакам. Это обязательный этап. Его целью является выявление генетических источников и доноров селекционно-ценных признаков и свойств и вовлечение их в последующие этапы работы (гибридизация, мутагенез, отбор) [1, 11, 12]. Изучение коллекции также позволяет выявлять закономерности формирования хозяйственно ценных признаков и их взаимосвязь между собой. Это является необходимым условием разработки стратегии и тактики селекционной работы [2]. Изучение образцов из мировой коллекции овса по определенным признакам и свойствам и включение их в последующие этапы селекции неразрывно связано с проблемой доноров. Это основная проблема исходного материала для синтетической селекции. В теории и практике селекции необходимо различать понятия генетический источник хозяйственно ценного признака и донор. Образцы обладающие признаками и свойствами, которые передают сорту-реципиенту, не ухудшая остальных его параметров, называются донорами. Носители ценных параметров не соответствующие данному условию являются генетическими источниками [12]. А. Ф. Мережко [13] сформулированы основные требования, которым должны соответствовать образцы-доноры: - легко скрещиваются с улучшаемыми сортами и образуют при этом высокофертильное потомство; - являются достаточно универсальными, то есть обеспечивают желательный эффект в возможно большем числе гибридных комбинаций; - не имеют отрицательных признаков, тесно сцепленных с передаваемыми качествами. Необходимо отметить, что вся большая и важная работа по изучению мировой коллекции овса проводится по единым методическим указаниям, разработанным и составленным коллективом авторов Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова[14]. Это позволяет объективно оценивать сорта, используя общепринятые и апробированные методики. 1.3 Гибридизация как метод создания нового исходного материала. Для получения нового исходного материала овса существует разнообразный спектр методологических приемов [1, 3, 19, 20]. Проведенный анализ литературных данных свидетельствует о том, что в мировой практике успехи в создании новых форм с широким размахом изменчивости достигается с помощью скрещиваний [2, 8, 21, 22, 23]. Внутривидовая и отдаленная гибридизация являются основными методами современной селекции овса. Решающее значение при этом имеет подбор родительских пар для скрещиваний. Он проводится по эколого-географическому принципу с учетом контрастности по признакам и свойствам вовлекаемых в скрещивания образцов. Используют лучшие районированные и местные сорта. Они наиболее приспособлены к почвенно-климатическим условиям определенной зоны. Их скрещивают с образцами, у которых селектируемый признак выражен сильнее. В зависимости от количества вовлекаемых в гибридизацию форм применяют простые и сложные скрещивания. Для усиления ценных признаков используются насыщающие (возвратные) скрещивания[1]. Использование в селекции овса межвидовой гибридизации в ряде работ дало положительные результаты [1, 24]. Благодаря межвидовой гибридизации овса посевного с византийским создано большинство сортов США, Канады, Австралии, Аргентины. В результате отдаленных скрещиваний создаются генетически обогащенные гибридные популяции, где встречаются линии с новыми трансгрессирующими признаками, отсутствующими у исходных форм. Дикие виды используются в селекции овса для передачи культурным сортам ряда ценных признаков и свойств: высокого содержания белка и жира в зерне (Avena magna, A. sterilis, A. fatua), устойчивости к болезням (A. ludoviciana, A. barbata, A. ventricosa, A. vaviloviana, A. fatua), крупнозерности (A. magna, A. sterilis, A. murphy), повышенной засухоустойчивости (A. clauda, A. sterilis) и морозоустойчивости (A. ludoviciana).
Гибридизация – технически сложный и очень трудоемкий процесс, при котором выполняется большой объем работ по скрещиванию родительских компонентов. Н. Н. Ефременко [25] отмечает, что ни один из этапов скрещиваний (подготовка метелок, кастрация, сбор пыльцы и опыление) еще не механизирован. Поэтому низкий процент завязываемости семян является одним из существенных препятствий в получении гибридов овса. Для его преодоления необходимо совершенствование методики скрещиваний, обеспечивающей повышение результативности. Для этого необходимы глубокие знания биологии цветения и причин низкой завязываемости семян.
По мнению ряда авторов [16, 18, 23, 25, 26, 27, 28] завязываемость гибридных зерновок зависит от следующих факторов: повышенной чувствительности цветков овса к травмированию, воздействию на генеративные органы ветра, солнечных лучей, повышенной температуры, пониженной влажности воздуха, от качества пыльцы морфологических особенностей цветков растений разных сортов, а также от квалификации исполнителя. Изучая жизнеспособность генеративных органов овса Е. В. Лызлов [23, 26] определил, что процесс открытия цветков пинцетом и удаления по одному пыльнику снижал завязываемость семян на 16% при температуре воздуха 16-18 °С и на 34% - при 23-24 °С. С. И. Жегалов [28] указывал, что солнечные лучи губительно действуют на рыльца раскрываемых в процессе кастрации и опыления цветков. Это подтверждено и другими исследователями . Отрицательное воздействие прямых солнечных лучей на собранную для опыления пыльцу установлено Е. В. Лызловым [26]. В сухом и жарком 1972 г. им были получены следующие результаты по вариантам скрещиваний: 1. кастрация и опыление на улице – 5.3% удачи; 2. кастрация на улице, опыление в помещении – 9.6% удачи; 3. кастрация и опыление в помещении – 15.6%. Им также отмечено, что смачивание изоляторов в сухую и жаркую погоду положительно сказывается на результатах гибридизации. Однако исследования В. Е. Мережко и Н. А. Родионова [18] показали, что действие солнечных лучей на рыльце пестика и даже незначительные его повреждения слабо влияют на завязываемость зерен. Проведенный анализ литературных данных свидетельствует о том, что важным аспектом в исследованиях по цветению культурных растений является жизнеспособность пыльцы. Известно, что пыльца злаков через 10-15 минут на воздухе утрачивает жизнеспособность из-за потери большей части имеющегося в ней запаса влаги. Качество пыльцы имеет большое значение при гибридизации. Для опыления наиболее пригодны свежесобранные желтые пыльники, лопающиеся в течении первой же минуты после их извлечения из цветка. Сбор и долговременное хранение пыльцы нецелесообразно (Е. В. Лызлов, 1976) [23]. Обобщая результативность многолетних скрещиваний овса в НИИСХ Северо-Востока им. Н В. Рудницкого Г. А. Баталова [2] указала на то, что процент удачи при скрещиваниях в значительной степени связан с размером цветка и его органов. В ее опытах завязываемость гибридных семян при использовании в качестве материнских форм крупноцветковых сортов овса была в 2-3 раза выше, чем при работе с образцами, имеющими мелкие генеративные органы. Цветки с крупными генеративными органами легче переносят принудительную кастрацию и опыление, значительно меньше травмируются, у крупных пыльников выше пыльцеобразующая способность. По единогласному мнению большинства селекционеров индивидуальное мастерство исполнителя играет важную роль в получении достаточного количества гибридов овса. В работе Е. В. Лызлова [23] отмечена различная завязываемость семян при осуществлении скрещиваний по одноименным комбинациям разными исполнителями. Она составила (%): 7.8, 21.6, 24.5, 30.4, 37.2, 40.3. По результатам проведенных исследований, связанных с особенностями цветения и гибридизации овса, был предложен ряд методических приемов для повышения удачи скрещиваний. В НИИСХ Северо-Востокак (Киров), в начале 70-х годов Н. Н. Ефременко наряду с общепринятым принудительным проводила ограниченно свободное опыление. Для этого кастрированные материнские метелки помещались под изолятор вместе с отцовскими метелками. С целью ускорения работы рядки с материнскими формами размещались в середине делянки, а с отцовскими – по краям. Это избавляло от необходимости в срезании отцовских метелок и подвешивании для них банок с водой или в выращивании материнских растений в вазонах и ожидании определенного времени от кастрации до опыления. Проведенные трехлетние исследования свидетельствуют о том, что ограниченно свободное опыление обеспечивает получение в 2-2.5 раза большего количества гибридных зерновок, чем принудительное при одном и том же количестве исполнителей. В работах В. Н. Солдатова Г. Л. Петрова [16] в варианте с ограниченно свободным опылением при подрезании цветковых чешуй на ½ у материнских форм и на 1/3 - у отцовских получена более высокая завязываемость в сравнении с принудительным – 27.5%. Самый высокий процент удачи (43.2) был отмечен ими при опылении твел-методом с помощью устройства для опыления метельчатых злаков, с подрезанием цветковых чешуй. На основе обобщения литературных данных и собственных исследований Е. В. Лызловым [26] была разработана методика гибридизации овса, обеспечивающая 51-53% завязываемости. Материнские формы выращивались в вегетационных сосудах, а отцовские высевались в поле в три срока. С начала выметывания кастрировались 12-14 наиболее развитых цветков. Кастрация производилась утром или вечером, в жаркую погоду – тени. Опыление проводилось через 4-5 суток под навесом, а в дождливую погоду – в теплице с 12 до 15-16 часов. Опыляли зрелыми, желтыми пыльниками, лопающимися в первую минуту после извлечения из цветка. При отсутствии качественной пыльцы разрыв между кастрацией и опылением мог достигать 6-7 суток. Почва в сосудах с материнскими растениями постоянно поддерживалась во влажном состоянии. В жаркие дни изоляторы смачивались водой. Необходимо отметить также метод гибридизации на срезанных побегах, разработанный в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева [29]. этот метод отличается от других тем, что все операции (подготовка метелок, кастрация, опыление и доращивание гибридных зерновок) проводятся при инкубировании срезанных побегов на питательных средах. Кастрировать и опылять цветки на срезанных побегах легче в техническом отношении. При использовании этого метода селекционер находится практически в независимости от погодных условий. Поэтому выполнение гибридизации на срезанных побегах позволяет контролировать температуру, влажность, защищать генеративные органы растений от воздействия на них прямых солнечных лучей и ветра. Данный метод снижает травмируемость цветков и позволяет существенно интенсифицировать процесс скрещиваний. Обобщая опыт ведущих отечественны и зарубежных селекционеров следуетотметить, что завязываемость гибридных зерен улучшается в случаях использования следующих приемов: • 2. Оберегания генеративных органов растений от воздействия на них при кастрации и опылении повышенныхтемператур, прямых солнечных лучей и ветра;
• 1. Минимального травмирования цветка; • 3. Опыления на 3-4 день после кастрации; • 4. Повторного доопыления материнских метелок на 7-8 день после кастрации, так как созревание рылец различных цветков происходит неодновременно; • 5. Опрыскивание изоляторов водой в период опыления и формирования семян для повышения влажности воздуха вокруг цветка;
• 6. Опыления свежей и качественной пыльцой; • 7. Использования в качестве материнских форм крупноцветковых образцов овса;
2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ С целью выявления факторов лимитирующих завязываемость гибридных зерновок овса и разработки и усовершенствование технических приемов и методов обеспечивающих получение достаточного количества гибридных семян был поставлен ряд опытов со следующими задачами: - сравнение эффективности метода гибридизации на срезанных побегах с гибридизацией в полевых условиях; - изучение зависимости процента завязываемости от сроков опыления; - выяснение взаимосвязи процента удачи скрещиваний от морфо-биологических особенностей материнских и отцовских образцов; - выявление степени влияния на завязываемость зерен травмирования колосковых чешуй и цветков; - сравнение эффективности опыления смесью пыльцы овса и ячменя и опыления чистой пыльцой овса. Опыты проведены на полевом стационаре КемГУ. В скрещивания были вовлечены румынский сорт - Miraj, сорт СС6490 из Великобритании и сибирский сорт Фобос. Гибридизация осуществлялась принудительным способом. На метелке оставлялось 8-10 наиболее одновозрастных колосков. Кастрации подвергались первые (нижние) цветки в колосках. Остальные цветки удалялись. Гибридизация на срезанных побегах осуществлялась с использованием жидкой питательной среды следующего состава: на 1 л дистиллированной воды 30 г сахарозы, 3 г лимонной кислоты, 0,3 г хлорамина, минеральное удобрение (согласно рекомендациям к применению). Раствор менялся каждые 5 дней, при этом стебли материнских побегов подрезались на 3-4 см. под углом 45-60 градусов. Опыление проводилось в 4 срока: на 3-й, 4-й, 5-й, и 6-й дни после кастрации. Для опыления использовались желтые пылинки, лопающиеся в первую минуту после извлечения из цветка, которые тотчас же вкладывались в цветки материнских растений. Гибридизация в полевых условиях была проведена по комбинациям СС6490 х Miraj, и Miraj, х СС6490 при опылении на 4-й день после кастрации.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ По итогам проведенных опытов получены следующие результаты и сделаны предварительные выводы. Наибольший процент завязываемости был получен в комбинациях Miraj х Фобос (37 %), и СС6490 х Фобос (33%). Это, вероятно, свидетельствует о высокой эффективности использования в качестве материнских форм сортов Miraj и СС6490, обладающих крупными генеративными органами, и в качестве отцовской формы сорта Фобос, имеющего некрупные, но хорошо растрескивающиеся пыльники. Наименьший процент удачи был получен в комбинации Miraj х СС6490, что скорее всего связано с тем, что сорт СС6490 обладает хотя и крупными, но плохо растрескивающимися пыльниками. Таблица 1. Результативность гибридизации овса на срезанных побегах. N п/п. Комбинация % удачи 2003 г. 2004 г. 1 СС6490*Miraj 12.9 18 2 Miraj*CC6490 3.4 6 3 CC6490*Фобос 9.7 32.8 4 Фобос*СС6490 2.4 - 5 Miraj*Фобос 10.7 37.1 6 Фобос*Miraj 22.2 - Количество опыленных цветков 2058 1358 Количество завязавшихся зерен 220 327 В среднем за год 10.7 24.1 В зависимости от сроков опыления лучший процент удачи соответствовал опылению на 4-й день после кастрации (см. таблицу), а наименьшая эффективность гибридизации отмечены на 5-6-й дни. Это говорит о нежелательности затягивания сроков опыления. Таблица 2 Результативность гибридизации овса в зависимости от сроков опыления. N п/п. Комбинация % удачи День опыления На 3-й день На 4-й день На 5-й день На 6-й день 1 СС6490*Miraj 20 35.1 3.2 14.1 2 Miraj*CC6490 12.1 4.1 12.3 0 3 СС6490*Фобос 39.5 35.1 4.9 27.3 4 Miraj*Фобос 36 61 22.2 18.2 В целом процент завязывания гибридных зерновок в 2004г. был выше, чем в 2003г., что может свидетельствовать как о более благоприятных для гибридизации условиях в 2004г., так по значимости индивидуального мастерства при проведении скрещиваний. В опыте с опылением смесью пыльца овса и ячменя процент удачи был несколько выше (5%), чем в аналогичной комбинации при опылении чистой пыльцой овса (2%), но разница оказалась статически недостоверной. Сравнение результативности скрещиваний в полевых условиях и метода гибридизации на срезанных побегах показало значительное преимущество последнего (см. табл. 3). Это подтверждает мнение ряда исследователей о высокой эффективности данного метода. В результате обобщения литературных сведений ведущих селекционеров страны и собственных наблюдений выявлены методические приемы для повышения результативности скрещиваний.
Таблица 3 Комбинация N п/п. Кол-во опыленных цветков Кол-во завязавшихся зерен
% удачи СС6490*Miraj 1 113 9 7.9 Miraj*CC6490 2 151 9 6 Результаты гибридизации овса (полевые условия 2004 г.)
ВЫВОДЫ Овес способен формировать ценную кормовую и продовольственную продукцию. Он имеет высокий биологический потенциал продуктивности, который может быть в полной мере реализован в природно-климатических условиях Западной Сибири. Эта культура способна покрыть нужды региона в фуражном зерне и обеспечить получение ценной диетической продукции. Селекционная работа по устранению недостатков, которыми обладают возделываемые сегодня в нашем регионе сорта, и получению сортов удовлетворяющих современным требованиям производства имеет непререкаемую актуальность. Основным методом создания исходного материала для селекции овса является гибридизация. Однако на пути получения гибридов для изучения генетических особенностей культуры и создания новых сортов стоит серьезная проблема в виде низкой завязываемости семян при гибридизации. Решению этой проблемы было посвящено много работ ведущих селекционеров. Были достигнуты определенные успехи. Но все же имеется необходимость в дальнейшем изучении особенностей биологии цветения и причин низкой завязываемости гибридных зерен у овса для разработки методики скрещиваний, обеспечивающей получение достаточного для селекционных нужд количества гибридов. Сбор и обобщение литературных данных, а также собственные исследования, проведенные на первых этапах работы, позволили нам получить ценные сведения и наметить дальнейшие пути решения этой проблемы. Последующая работа позволит разработать эффективную методику скрещиваний. С использованием перспективных образцов, выделенных из мировой коллекции овса ВНИИР им. Н. И. Вавилова, эта методика обеспечит получение ценного селекционного материала, который станет основой для выведения новых сортов, в полной мере отвечающих требованиям современного производства и способствующих дальнейшей интенсификации сельскохозяйственной деятельности.
ЛИТЕРАТУРА 1. Родионова Н. А., Солдатов В. Н., Мережко В. Е. и др. Культурная флора. Т. 2, ч. 3. Овес – М. 1994. 2. Баталова Г. А. Овес. Технология возделывания и селекции. – Киров. 2000. 3. Богачков В. И. Овес в Сибири и на Дальнем Востоке. – М., 1986. 4. Смищук Н. Г. Автореф. на соиск. ст. к. с.-х. н. – Л., 1985. 5. Сартакова С. В. Направления, результаты и перспективы селекции овса. / Cб. науч. тр. – Кемерово, 2001. 6. Пакуль В. Н., ЗаушинценаА. В., Овчаренко М. В. Возделывание ярового ячменя в лесостепи Кемеровской области.- Кемерово, 1998. 7. Сартакова С. В. Диетическая и фармакологическая ценность овса. / Вестник КемГУ № 4 (16). 2003. 8. Сартакова С. В. Роль мирового генофонда овса в решении приоритетных задач селекции в Западной Сибири / Ген. рес-сы культ-х раст-й. – Спб. 2004. 9. Баталова Г. А, Тулякова М. В. Генофонд ВИР – источник исходного материала в селекции овса. / Селекция, семеноводство и сортовая технология на Северо-Востоке Европейской части России. – Киров, 2001. 10. Юрьев В. Я. Методика селекции пшеницы на Харьковской станции. – М. 1939. 11. Вавилов Н. И. Ботанико-географические основы селекции. / Происхождение и география культурных растений. – Л. 1987. 12. Гончаров П. Л., Гончаров Н. П. Методические основы селекции. - Новосибирск, 1993. 13. Мережко А. Ф. Проблема доноров в селекции растений. / Вавиловское наследие в современной биологии. – М. 1989. 14. Методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса. – Л. 1984. 15. Родионова Н. А., Солдатов В. Н. К истории систематики рода Avena L. / Тр. по пр. бот., ген. и сел. – 1982, Т. 73, вып. 1. 16. Солдатов В. Н., Петров Г. Л., Богачков В. И. Биология цветения и методы гибридизации овса в Северном Зауралье. / Селекция и семеноводство – 1990. №2. 17. Цильке Р. А., Новикова В. А., Бородин М. Ф. Изменчивость признака открытого цветения у пшеницы в зависимости от сорта и метеорологических условий. / Науч. тр. СибНИИСХ. – Омск, 1971. – Т. 1, вып. 16. 18. Мережко В. Е., Родионова Н. А., Солдатов В. Н. Биология цветения и завязываемость гибридных зерен при скрещиваниях овса. / Тр. по прикл. бот., ген. и сел. Том 73, вып. 1. 1982. 19. Азовцева А. П. Создание крупнозерных сортов овса на основе гибридизации и химического мутагенеза. / Адаптивный подход в земледелии, селекции и семеноводстве с.-х. к-р в Сибири. Новосибирск. 1996. 20. Азовцева А. П. Использование химического мутагенеза для создания сортов овса, сочетающих высокую продуктивность с устойчивостью к полеганию, болезням и высоким качеством зерна. / Тезисы докл. генетико-селекц-й школы. Новосибирск. 1994. 21. Nishiyama J. Four types howering time in Avena. / Jap. J. Gen. 1970. Vol. 15 № 5. 22. Schulenburg H. Kreuzungsmetoden bei Hater. / An. Bot. 1965. 23. Лызлов Е. В. Состояние и перспективы селекции овса в центральной нечерноземной зоне РСФСР. / Селекция овса. Тр. НИИСХ Северо-Востока. Киров. 1976. 24. Лоскутов И. Г. Межвидовые скрещивания в роде Avena L. / Генетика, 2001. т. 37. № 5. 25. Ефременко Н. Н. Сопсобы опыления при гибридизации и их эффективность в селекции. / Селекция овса. Тр. НИИСХ Северо-Востока. Киров. 1976. 26. Лызлов Е. В., Магуров П. Ф., Латыпова Л. А., Захарова Л. А. Приемы повышения завязываемости овса при гибридизации овса. / Селекция и семеноводство, 6. – 1990. 27. Жегалов С. И. Скрещивание пленчатых овсов с голыми. / Науч. агр. Журн. – 1924 – т. 1, вып. 2. 28. Методические рекомендации по использованию метода гибридизации пшеницы и ячменя на срезанных побегах. – М. 1987.