Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Разнообразие существующих методов оценки качества зерна свидетельствует о многомерности и неоднозначности данного понятия. Сильное модифицирующее воздействие условий выращивания зерновых культур [6], с одной стороны, и возможность создавать значительный потенциал качества урожая с помощью селекции – с другой, ставят разноплановые задачи перед селекционерами, производителями зерна и его переработчиками. Сообразно этому различны и требования к критериям качества зерна. Так, к показателям, используемым в селекции, предъявляются следующие требования: высокая дифференцирующая способность, экспрессность, возможность производить оценку на малых пробах зерна, убедительное воспроизведение в потомствах и, как следствие, высокая эффективность отбора по ним, выявление возможного потенциала изучаемых генотипов [3].

В лабораториях клеточной селекции и качества зерна ГНУ НИИСХ Юго-Востока был создан и запатентован микрометод определения качества клейковинных белков с помощью флуоресцентного зондирования мучной взвеси [4, 5]. Дальнейшие научные исследования заключались в расширении культур, на которых мог применяться метод, а также в изучении наследуемости показателей флуоресцентного зондирования, эффективности отбора по ним [1].

Материалы и методы исследования

Одним из способов анализа наследуемости показателя является изучение популяции генотипов, состоящей из группы семей, в ряду поколений. При этом в одном из поколений – наиболее возможно раннем, моделируется отбор генотипов с максимальными показателями исследуемого признака, а в последующих – эффективность смоделированного отбора на фоне сохранённой популяции [2].

Так была изучена популяция яровой мягкой пшеницы F3–F4 (Юго-Восточная 4 х Тамбовчанка) из 143 семей. Регистрировались следующие показатели флуоресцентного зондирования: интенсивность флуоресценции в начальный момент отстаивания взвеси Ф0, интенсивность флуоресценции через 5 минут отстаивания взвеси Ф5, падение интенсивности флуоресценции через одну и пять минут отстаивания взвеси – Р1 и Р5, а также расчётные величины – скорость осаждения взвеси Сос, константа осаждения взвеси Кос, интенсивность флуоресценции при бесконечном отстаивании взвеси Ф∞, точка замедленного осаждения ТЗО и отношения Ф0/Р1, Ф0/Р5. Эффективность отбора оценивалась при различной его интенсивности по реализованной наследуемости (h2) в группах отбора (табл. 1).

Из приведённых данных видно, что достаточную эффективность отбора при любых его вариантах продемонстрировали Ф5, Сос, Ф∞, Кос, Ф0/Р5. По Ф0 наиболее надёжен отбор при минимальной его интенсивности, а по ТЗО напротив – при его максимальной. По Р1 и Ф0/Р1 отбор не дал положительных результатов. Однако стоит отметить, что данный результат может быть справедлив только для данной комбинации [1, 2].

Для изучения наследуемости вышеозначенных показателей у озимой мягкой пшеницы была привлечена популяция F3–F4 (Л47/88 х Саратовская 8) из 38 семей. Особенностью этого опыта, кроме трёхкратной полевой повторности, оказались тяжёлые условия перезимовки, что привело к существенному изреживанию посевов. При этом лишь третья повторность воспроизводила в достаточной степени нормальные условия проведения полевого опыта. Несмотря на это, было решено проанализировать зерно всех трёх повторностей указанной популяции, произвести расчёты эффективности отбора по показателям флуоресцентного зондирования, сложившиеся же условия перезимовки – рассматривать как естественный селекционный фон, в условиях которого также ведётся отбор лучших форм. Возможность и эффективность такого отбора и стала одним из вопросов изучения в данном опыте.

Результаты исследования и их обсуждение

По результатам оценки зерна урожая F3 был смоделирован отбор лучших форм по девяти показателям флуоресцентного зондирования с разной степенью его интенсивности: 20, 15 и 10 % (i20, i15, i10) лучших линий. По результатам оценки зерна F4 был определён показатель реализованной наследуемости (h2) для каждого из изучаемых признаков в группах отбора. Расчёты проводились как по каждой полевой повторности, так и по средним значениям признаков. Нужно отметить, что, как и ожидалось, у двух первых полевых повторностей – наиболее пострадавших в ходе перезимовки, не было выявлено заметной h2 в группах отбора по большинству показателей флуоресцентного зондирования. Исключение составили лишь Ф0/Р1 и Ф0/Ф5. Поэтому для остальных характеристик представляли интерес результаты расчёта по третьей полевой повторности и по средним значениям из трёх полевых повторений (табл. 2).

Отношения Ф0/Р1 и Ф0/Р5, почти во всех вариантах отбора и по всем полевым повторениям, на этот раз показали невысокую наследуемость в группах отбора.

Однако следует обратить внимание на то, что наследуемость эта также носила устойчивый характер во всех рассматриваемых вариантах. При этом Ф0/Р1 имело преимущество. Так, при высокой жёсткости отбора (i10) по третьей полевой повторности и при интенсивности отбора 20 % при расчёте по средним из трёх полевых повторений данным – величина h2 оказалась вполне удовлетворительной. А вот величины Р1 и Р5 не показали обнадёживающего результата почти по всем рассматриваемым вариантам отбора. Р5 при максимальной его интенсивности при анализе зерна с полевой повторности наименее пострадавшей от неблагоприятной перезимовки показало высокую степень наследования в группе отбора. По данным этой же повторности показатели показали высокую h2 и критерии Сос и Кос, причём при всех интенсивностях отбора. При расчётах же по средним из трёх повторений данным h2 практически не выявлена.

В целом высокую наследуемость продемонстрировали показатели Ф5 и Ф∞ во всех рассматриваемых вариантах за исключением максимальной интенсивности отбора на третьей полевой повторности. Показатель ТЗО, напротив, показал хорошие результаты именно при такой интенсивности отбора – как на III повторности, так и при расчёте по средним данным.

Таким образом, расчёты показывают, что имеется вероятность относительно успешного отбора ценных по качеству зерна генотипов и в условиях сильной и неравномерной изреженности селекционного посева в силу неблагоприятных условий перезимовки. Для такого случая наиболее приемлемы показатели Ф0/Р1 и Ф0/Р5. В случае успешной перезимовки или наличии хотя бы одной неповреждённой полевой повторности предпочтение следует отдать таким показателям, как Сос, Кос, Ф5.

Таблица 2

Реализованная наследуемость (h2) показателей флуоресцентного зондирования у озимой пшеницы

С целью изучения воспроизводимости в потомствах данных флуоресцентного зондирования у твёрдой яровой пшеницы были привлечены 50 семей F4–F5 различного происхождения. Поскольку подавляющая часть из них не находилась в родстве, невозможно говорить о наследуемости и других генетических процессах при отборах в популяции. В данном случае показатель h2 используется как критерий эффективности отбора в селекционном питомнике (табл. 3).

По представленным данным видно, что эффективность отбора по большинству изучаемых показателей оказалась высокой во всех его вариантах. Исключение составил только ТЗО, по которому только при максимальной жёсткости отбора можно добиться удовлетворительных результатов. Отбор же по Ф0, напротив – должен быть минимально интенсивен.