Оглавление Перейти на страницу

стр. 19

Создание селекционных источников с комплексом хозяйственно ценных признаков для формирования высокопродуктивных сортов клевера, устойчивых к неблагоприятным факторам среды

С целью повышения эффективности селекционной работы на более высокую продуктивность кормовой массы и повышенную устойчивость к воздействию абиотических и биотических факторов при создании сортов клевера нового поколения был использован метод экспериментальной полиплоидии.

Анализ научных работ российских (Сахаров, 1962; Дубинин, Глембодцкий, 1967; Навалихина, 1973 и др.) и зарубежных авторов (Мюнтцинг, 1967; Леван, 195З; Эллерстрём, 1968 и др.) показывает, что наиболее перспективным материалом для индуцирования полиплоидии являются перекрестноопыляемые растения с низким основным числом хромосом, у которых используются в производстве вегетативные, а не генеративные части растения. Клевер луговой (основное число х = 7) является в этом плане перспективным объектом для применения к нему метода экспериментальной полиплоидии.

Создание тетраплоидных форм клевера начинали в наших опытах с подбора исходного материала для полиплоидизации. Исходный материал подбирали с учетом генетического разнообразия, различий в экологическом происхождении форм, сортов и гибридов. Впервые были использованы диплоидные мутантные образцы (№ 1216; 1217). Большое внимание при подборе исходного материала обращали на такие признаки, как урожайность семян и кормовой массы, устойчивость к неблагоприятным факторам среды, реннеспелость и др. За период 1978–2008 гг. около 1500 гибридов, мутантов, генотипов и отдельных генотипов прошли оценку в селекционно-тепличном комплексе. В наших исследованиях были получены полиплоидные формы клевера как мейотического, так и митотического типов.

Для получения полиплоидных растений мейотического типа был использован алкалоид колхицин (С 22 Н25О). Механизм действия его заключается в том, что он в виде раствора проникает в делящиеся клетки и разрушает веретено деления, создавая, таким образом, клетки с удвоенным набором хромосом. При создании тетраплоидных форм возникает новая генная система и нарушается сбалансированность исходных диплоидных популяций. Чтобы создать сбалансированную генную систему на тетраплоидном уровне, необходимо было получить новые сочетания генов, что достигалось отборами и гибридизацией выделенных тетраплоидных форм в три этапа: глазомерный отбор; отбор на основе косвенных признаков; подсчет числа хромосом в С1. Исследованиями также было установлено, что фертильность тетраплоидов сильно понижается в первых поколениях после удвоения числа хромосом и к С5–С6 частично восстанавливается, у клевера лугового она составляет до 50 % от фертильности исходной диплоидной формы. В связи с тем, что стабилизация фертильности у клевера проходит в разных популяциях неодинаково и ее конечный результат лучше у линий, имевших хорошую фертильность в С1. Поэтому отборы на фертильность у клевера начинали с первых поколений на генетически разнообразном тетраплоидном материале.

В наших исследованиях были получены и митотические тетраплоиды на основе нарушения процессов микро- и макроспорогенеза в результате проведения прямых и обратных скрещиваний тетраплоидных (4х) и диплоидных (2х) форм клевера лугового. Всего было создано более 30 перспективных тетраплоидных форм клевера лугового.

Особого внимания заслуживают впервые полученные нами тетраплоидные формы клевера в результате перевода мутантных диплоидных образцов на тетраплоидный уровень.

Использование совместного действия мутагенеза и полиплоидии позволяет закрепить и усилить многие биологические и хозяйственно ценные признаки за счет эффекта дозы гена и создает условия для проявления эффекта доминирования и сверх доминирования (Nilan, 1970).

Для получения тетраплоидных аналогов мутантных форм в наших исследованиях был использован известный способ обработки проростков клевера раствором колхицина – метод вакуум инфильтрации. При отборе тетраплоидных форм нами было принято во внимание, что некоторые диплоидные мутантные генотипы клевера имели форму пыльцевых зерен, близкую к тетраплоидным растениям. Поэтому в С0 поколении отбор полиплоидных соцветий у растений миксоплоидов проводили на основе сравнения размеров пыльцевых зерен диплоидных и тетраплоидных сортов (табл. 11).

11. Размеры пыльцевых зерен диплоидных и тетраплоидных сортов клевера

Данные таблицы 11 показывают, что различия в размерах пыльцевых зерен диплоидных и тетраплоидных сортов значительны, математически достоверны и составляют 28 %. Малые значения коэффициентов вариации указывают на стабильность этого признака и возможность эффективного отбора тетраплоидных форм по показателям размера пыльцевых зерен. В С0 поколении были отобраны генотипы, соцветия которых имели бóльшие пыльцевые зерна и на 25–30 % превосходили исходные диплоидные формы. В С1 поколении этот показатель при отборе тетраплоидных форм был также использован наряду с такими, как размеры генеративных и вегетативных органов. Окончательный отбор проводили на основе подсчета числа хромосом в метафазных пластинках соматических клетках растений. Данная методика позволила получить высокий выход миксоплоидных растений в С0 и тетраплоидных форм в С1 поколении (табл. 12).

12. Результаты отбора тетраплоидных аналогов мутантных форм клевера лугового (1980-1981 гг.)

Мутантные растения Р-2 и П-1 обеспечили более высокий выход тетраплоидных форм, чем многоголовчатый мутант МГ, Здесь же было установлено, что признак многоголовчатости был связан с карликовостью растений, фасциацией стеблей и функциональной мужской стерильностью цветков. Стерильность выражалась в том, что пыльцевые мешки цветков не растрескивались даже при механическом на них воздействии, хотя значительная часть пыльцевых зерен была фертильной. Поэтому многоголовчатые мутантные формы (МГ) не представляют практической значимости для селекции. Оценка в условиях искусственного климата тетраплоидных аналогов, раннеспелых (Р-2) мутантных форм (С2) по длине вегетационного периода показала значительное усиление этого признака (табл. 13).

13. Сравнительная оценка (в баллах)* раннеспелого диплоидного мутантного образца (Р-2) и его тетраплоидного аналога (Р2Т) по длине вегетационного периода (всходы — цветение)

*достоверно при Р₀₀₅, **методика Е. А. Жиглинской (1970 г.).

Наступление очередных фенофаз, как показывают данные таблицы 12, у тетраплоидных аналогов С₂ раннеспелой мутантной формы (Р-2) проходит более ускоренно. Поэтому можно предположить, что перевод раннеспелой мутантной формы на тетраплоидный уровень усиливает дальнейшее ослабление отрицательной коррелятивной зависимости между уровнем плоидности генотипов клевера и продолжительностью вегетационного периода, что обеспечило создание раннеспелой тетраплоидной популяции (Р2Т).

Также было установлено положительное действие перевода мутантных аналогов на тетраплоидный уровень, позволивших увеличить продуктивность зеленой массы в среднем на одно растение на 35,3 % и установлено смещение модальности у тетраплоидных аналогов в сторону повышения продуктивности растений, что дало возможность проводить дальнейшую селекцию с применением метода отбора и сформировать высокопродуктивные тетраплоидные образцы: Р2Т, Т-1, 211Т, 25Р2Т, 29Р и т. д.

Таким образом, перевод диплоидных мутантных форм на тетраплоидный уровень, способствует усилению и повышению мутантных признаков в новых селекционных образцах.

Оглавление Перейти на страницу

стр. 19