Методическое пособие для выполнения учебных занятий и самостоятельной работы по теме Семеноводство гетерозисных гибридов

нейносортовые гибриды. Для получения межсортовых гибридов корне- плоды высаживают чередующимися рядами с целью свободного пере- опыления семенников. Гибридность при этом низкая и колеблется в пределах 20-50% в зависимости от погодных условий и качества опыле- ния.

Для получения межлинейных и линейносортовых гибридов чере- дуют растения материнской линии и отцовской формы (линия, сорт) в соотношении 2:1, 3:1.

Методика создания гибридов моркови с использованием линий ЦМС разработана ВНИИССОК и ВНИИО.

Для получения межлинейных и линейносортовых гибридов в зави- симости от требований, предъявляемых к гибридам, используются линии с ЦМС в форме браун или в форме петалоид. Растения с петалоидным типом стерильности и растения, обладающие типом стерильности браун по хозяйственно полезным признакам равноценны. Различия между ними заключаются в том, что линии с ЦМС петалоидного типа имеют позднеспелые семенники, устойчиво сохраняют мужскую стерильность. Петалоидный тип цветения сохраняется у семенников F1? поэтому про- стые парные гибриды могут быть использованы для получения слож- ных гибридов.

Линии с ЦМС браун более подвержены модификации под влиянием внешних условий, чем петалоид, поэтому на семенниках типа браун может образоваться фертильная пыльца. Степень проявления цитоплазматической мужской стерильности у линий типа браун находится на уровне 80-90%,

вследствие чего требуются прочистки посевов от фертильных растений при получении гибридов.

Свекла. У свеклы наиболее изучены межсортовые гибриды, полу- чаемые при свободном опылении семенников при высадке чередующими- ся рядами. С использованием гомозиготных самоопыленных линий ЦМС получают простые и двойные гибриды свеклы. При использовании поли- плоидии получают триплоидные гибриды с помощью колхицина, других мутагенных факторов и разных методов экспериментального мутагенеза. Для получения гибридных семян используют два способа размещения се- менных растений: парный, когда сажаются рядом два семенника (при необходимости применяется изоляция); групповой, когда для скрещи- вания применяется несколько растений (применяются групповые изоля- торы). При получении гибридов используется стерильность пыльцы.

Двойные гибриды получают на основе несовместимости самоопы- ленных линий. В первый год получают простые гибриды, проводят скре- щивание двух пар самоопыленных, гомозиготных линий. После вы-

ращивания маточников в третий год скрещивают полученные простые гибриды. В пятом году (после выращивания маточников) производят семе- на двойного гибрида.

11

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

В зависимости от потребности в гибридных семенах используют простые гибриды, если требуется немного семян. Двойное скрещивание позволяет использовать небольшое количество семян гомозиготных са- моопыленных линий, особенно когда их получение связано с большими затратами труда.

Редис. У редиса известны межсортовые и межлинейные гиб- риды. В селекции редиса на гетерозис определяющим моментом явля- ется подбор родительских пар для скрещивания. Основным принципом в подборе компонентов скрещивания является отбор лучших по урожай- ности образцов с оценкой приспособленности их к местным услови- ям, с учетом эколого-географических различий сортов (форм, линий). Учитывается степень устойчивости к болезням, химический состав, вкус, окраска, форма, сочность и горечь корнеплода. Используется принцип подбора родительских пар, базирующихся на их комбинационной способно- сти.

По данным Л.В. Сазоновой, Г.А. Макаровой и Т.Н. Ивановой (1985), высокой комбинационной способностью обладают сорта редиса: Красный великан, Вировский белый, Ледяная сосулька, Дунганский красный, Ташкентский белый, Вюрцбургский 59. Перспективным явля- ется подбор пар на основе самонесовместимости. При получении меж- линейных гибридов используются линии самонесовместимого типа, получаемые по примеру капустных культур. Использование линий са-

монесовместимого типа с рецессивными признаками родительских компонентов дает возможность организовать массовое производство гибридных семян. В гетерозисной селекции редиса используется при- знак цитоплазматической мужской стерильности. Полученные во Фран- ции на основе ЦМС гибриды F1 превзошли стандартные отечественные сорта по урожайности, скороспелости. Для них характерны высокие вку- совые качества и однородность признаков.

Гибридные комбинации с выраженным эффектом гетерозиса можно получить при использовании нового исходного материала в результате, воздействия химических (НММ, НЭМ) и радиационных мутагенов (гамма-лучи). Получение гибридных гетерозисных се-

мян редиса ведется с искусственным опылением и при естественном переопылении родительских форм. В селекции редиса нашли приме- нение разные типы скрещиваний -простые, возвратные (насыщающие) и сложные.

Из 35 районированных для открытого грунта сортов редиса 6 гиб- ридного происхождения, из них 4 получены методом парного скрещива- ния и 2 - по типу поликросса (Квасников Б.В., Федорова М.И., Жидкова Н.И., 1986). При искусственном опылении проводят кастрацию - удале- ние пыльников из цветков материнских растений, затем части соцветий растений-опылителей встряхивают над соцветиями материнских расте-

12

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ний. При этом возможно искусственное опыление и смесью пыльцы отцовских растений. Семена убирают раздельно с каждого растения или по компонентам скрещивания. Более простой и менее трудоемкий метод получения гибридных семян редиса - скрещивание при свободном переопылении.

Гибридизацию материнских и отцовских растений проводят на изолированном участке при свободном переопылении, располагая их через ряд или в шахматном порядке. Важно, чтобы материнские и отцовские растения цвели одновременно. При этом достигается довольно высо- кая степень перекреста при гибридизации. Кроме того, подбор растений

редиса для скрещивания по дружности цветения и созревания семян обеспечивает высокую продуктивность и качество гибридных семян.

Репа. В гетерозисной селекции репы используют межсортовые скрещивания. Проявление гетерозиса у репы в значительной степени за- висит от подбора пар и их комбинационной способности с учетом кон- кретных условий выращивания. Одна и та же комбинация при скре- щивании в различных местах и в разные сроки имеет различное по про- дуктивности потомство. Большое значение имеет подбор пар, близких по срокам цветения, менее склонных к самоопылению, обладающих комплек- сом положительных признаков и свойств.

Практический интерес для селекционного использования имеют как межсортовые гибриды репы, так и межвидовые гибриды репы и брюк- вы, отличающиеся правильной формой корнеплодов, лучшей лежко- стью по сравнению с родительскими сортами. При получении гибрид- ных семян применяется посадка маточников родительских сортов (форм, линий) через ряд в соотношении 1:1, а также способ посева смесью семян родительских форм. Степень переопыления компонентов скрещивания до- вольно высокая. Посев смесью семян исходных форм применяется и при безвысадочном выращивании семенных растений репы.

Капуста. Межсортовые гибриды капусты в случае больших морфо-

логических и биологических различий между исходными формами дают пеструю товарную продукцию, которая не одновременно созревает.

Разработаны и используются методы получения гибридов капусты, обеспечивающие высокий гетерозисный эффект и стопроцентную гибрид- ность семян: использование материнских форм с маркерными при- знаками, самонесовместимости и цитоплазматической мужской сте- рильности. Во ВНИИСООК создан межсортовой позднеспелый Грибов- ский (Амагер 611 х Зимовка 1474), в Киргизском НИИЗ - среднепоздний F1 Крупнокочанный (Можарская х Бирючекутская 138).

ВНИИР (Павловская станция, Московское отделение) проводит работу по созданию гибридов капусты с использованием форм с маркер- ном признаком (с ярко-зеленой окраской листьев без воскового налета).

Гетерозисный эффект по урожайности от их скрещивания с различными

13

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

сортами составил 78%. В МСХА, ВНИИССОК, ВНИИР, ВНИИО, Красно-

дарском НИИОК и других учреждениях нашей страны развернута работа по созданию межлинейных гибридов капусты на основе гибридизации инбредных самонесовместимых линий. При получении четырехлиней- ных гибридов капусты гибридность достигает 98-100%.

Метод получения гибридов капусты с применением для гибридиза- ции линий с пыльцевой стерильностью находится на стадии изучения. Мужская стерильность у белокочанной капусты пока не нашла прак- тического применения. Самонесовместимость же широко распростране- на и позволяет вести работу с любым сортом всех видов капусты, кроме цветной.

Огурец. Гетерозисные гибриды огурца представлены простыми и трехлинейными гибридами и гибридными популяциями. Простые гиб- риды огурца получают при свободном опылении частично двудом-

ных или двудомных сортов и линий огурца при посеве чередующимися рядами: через три ряда материнского сорта один ряд отцовского сорта- опылителя.

На рядках материнского сорта до цветения удаляют все растения с мужскими бутонами. Полученный гибрид F1, имеющий 100% жен- ских растений, используют как материнскую форму при получении трой- ного гетерозисного гибрида огурца, скрещивая его со специально подобран- ным однодомным сортом.

Гибридная, популяция или, как называет ее Н.Н. Ткаченко (1964, 1977), групповой гибрид получают при одновременном высеве не- скольких специально подобранных линий и сортов, свободно пере- опыляемых. Групповые гибриды обладают способностью удерживать ге- терозисный эффект в течение ряда поколений, отличаются простотой семеноводства. Однако имеются сложности в подборе исходного материа- ла.

При создании тройного гибрида вначале получают простой гибрид путем скрещивания гинодиэцийного сорта с гермафродитным анало- гом, затем простой гибрид, имеющий 100% женских растений, скрещива- ют с однодомным сортом и получают уже тройной гибрид. Производство

семян гетерозисных гибридов огурца основано на использовании сортов женского и преимущественно женского типа (гинойкистных), сложных материнских форм (СМФ), линий, гибридов F1 в качестве мате- ринских форм, позволяющих применять пчел для опыления растений. В качестве отцовских форм используют, как правило, сорта и линии смешанного типа, а также линии преимущественно женского типа цвете- ния и гермафродитно-цветковые.

При получении гибридных семян в открытом грунте элиту отцовской и материнской форм высевают чередующимися рядами: через две-четыре ряда материнской формы один-два ряда отцовской формы. Ширина меж-

14

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

дурядий не менее 90 см при поливе и не менее 70 см в богарных услови- ях. К семенам отцовской формы добавляют семена маячной культуры (подсолнечник, конопля, кукуруза и др.) из расчета 50 г на 1 кг се- мян. Ряды растений отцовской формы прореживают сразу до оптималь- ной густоты стояния (80-150 тыс./га), материнской формы - дважды, со- вмещая второе прореживание с сортовой прочисткой. По раннеспелым сортам необходимо иметь 100-200 тысяч, среднеспелым - 80-100 и позд- неспелым - 50-75 тысяч растений на 1 га.

Вфазе 6-8 листьев при появлении зачатков бутонов проводят пер- вую сортовую прочистку родительских форм, удаляя недоразвитые, слабые растения. Из рядов материнской формы кроме того, удаляют и выносят с поля все растения мужского и промежуточного типов (муж- ские бутоны имеются более чем в трех узлах главного стебля). После первой сортовой прочистки на посевы вывозят ульи из расчета пять- шесть пчелосемей на 1 га, которые оставляют на участке в течение 30-45 дней.

При второй сортовой прочистке послеудаления растений с нетипич- ным опушением плодов в окружности 2 м от удаленных растений обрывают завязи, зеленцы и раскрытые женские цветки на растениях материнской формы. В рядах растений отцовской формы можно собирать зеленцы в течение всего периода плодоношения, в рядах материнской формы зе- ленцы снимать не следует, кроме выборочного сбора при запаздыва- нии с первой сортовой прочисткой.

Впериод массового плодоношения стебли растений родительской формы, проникшие в ряды другой, переносят на свои ряды, чтобы не сме- шать при уборке семенные плоды родительских форм.

После сортовой прочистки проводят обследование 250 растений на площади до 10 га (по 25 растений в 10 местах по диагонали поля). При площади более 10 га на каждые 5 га дополнительно просматривают по 25 растений.

Уборку проводят одновременно, когда у 75% растений плоды приобре- тут характерную окраску и начнут размягчаться. Влажность семян при этом должна быть 35-37%. Семена выделяют из плодов, сбраживают, про- мывают и высушивают при активном вентилировании воздухом температу- рой не выше +25...+30°С. Урожай гибридных семян огурца в открытом грунте 150-200 кг/га. Семена гибридов реализуют только после грунтового кон- троля. Сортовое свидетельство на гибридные семена выдается при наличии в посадках грунтового контроля не более 5% растений мужского и промежуточного типа.

Агротехнические мероприятия на участках гибридизации огурца такие же, как при семеноводстве сортовых семян.

Взащищенном грунте гибридные семена получают в обогревае- мых теплицах с остекленным и пленочным покрытием в зимне-весеннем и в

15

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

летне-осеннем оборотах (при посадке в средней полосе не позже середины июля, на юге - в более поздние сроки).

В весеннем обороте целесообразно использовать теплицы, освободившиеся от зеленных культур и рассады, где был сменен и про- парен грунт. В осеннем обороте семена получают после культуры тома- та или огурца при смене грунта либо стерилизации его паром и дезин- фекции теплиц.

Количество семян и рассады родительских форм определяют в за-

висимости от биологических особенностей растений и схем посадки из расчета 50-80% растений материнской формы, 20-50 – отцовской и ре- зерва для посадки в количестве 15-30%растений материнской и 10% отцовской формы.

Растения родительских форм высаживают рядами: через один - два ряда отцовской формы размещают 2-4ряда материнской формы.

Семена родительских форм высевают одновременно, если у расте- ний материнской и отцовской форм фазы цветения совпадают. При ис-

пользовании в качестве отцовской формы линий преимущественно женского типа цветения, а также обладающих медленным ростом их высевают на 7-10 дней раньше материнской формы. Семена на рассаду родительских форм для резерва сеют на 12-15 дней позже.

Для посева родительских форм используют семена элиты, прогре- тые и обеззараженные от бактериальной, грибной и вирусной инфекции.

Калибровать прогретые семена путем погружения в солевой раствор или в воду не следует, поскольку они почти все всплывают.

Рассаду выращивают при площади питания 10x10, 12-15x12-15 см, в торфоперегнойных, пластмассовых, полиэтиленовых горшочках или торфоблоках. Посев проводят наклюнувшимися семенами в пропарен-

ные кипятком измельченные опилки с последующей пикировкой сеянцев в фазе семядольных листьев в горшочки или в кубики. До появления всходов температура грунта должна составлять +25...+28°С, в по- следующем +20.:.+24°С. Температуру воздуха ночью при выращива-

нии рассады материнских форм поддерживают на уровне +16...+17°С, отцовских + 18...+20°С (используя неравномерность теп- лового режима в теплицах), днем в пасмурную погоду +22...+24°С, в ясную +24...+26°С, относительная влажность воздуха 75-80%. При посеве се- мян в ранние сроки (первая половина марта) рассаду выращивают с электродосвечиванием.

Рассаду отцовских форм, образующих недостаточное количество мужских цветков, начиная с фазы двух обрабатывают регуляторами. На

материнских растениях в первых шести нижних узлах удаляют цветки и зачатки побегов (ослепляют узлы) для эффективного опыления, особенно при запаздывании цветения обработанных регуляторами роста растений.

Если при обработке растений регуляторами роста образуются обое-

16

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

полые (гермафродитные) цветки, при получении элитных семян такие цветки удаляют. Рассаду высаживают вертикально, не засыпая стебель грунтом во избежание развития корневых гнилей. После посадки растения подвязывают шпагатом, выдерживающим возможную нагрузку семен- ников в 10-12 кг. Шпагат привязывают одним концом к шпалерной проволоке, другим свободной петлей к стеблю, учитывая утолщение его до 2,5-3 см в диаметре. Когда главный стебель превысит горизонтальную шпалеру (проволоку) на три междоузлия, его верхушку прищипывают, стебель прочно привязывают к проволоке, чтобы растения не сползали под нагрузкой семенников по шпагату.

Температуру воздуха в пасмурную погоду поддерживают в пределах +20...+22°С, не допуская превышения до + 30...+32°С и резких колеба- ний, ночью на уровне +18...+20°С до завязывания плодов и +22...+24°С в период налива семенников, относительную влажность воздуха в зави- симости от погоды - 75-85%. В жаркие дни поливы проводят ежедневно. Оптимальная влажность грунта 75-80% НВ, его температура +24...+26°С.

На каждые 1000 м2 теплиц устанавливают две сильные пчелосемьи.

При неудовлетворительной работе пчел дополнительно проводят опыление растений вручную с 9-10 часов утра после основного лета пчел. Опыленные плоды длинноплодных сортов приобретают кону- совидную форму с утолщением цветочного конца. Неопыленные плоды с заостренным копьевидным концом убирают на продовольствен- ные цели в фазе зеленца.

При ранних сроках посадки рассады (март) семенники закладывают

в верхней половине главного стебля или на ветвях первого порядка верхней трети стебля. Плоды начинают закладывать с 8-10-го узла.

Во втором обороте семенники закладывают в нижней части стеб- ля, ослепляя два-четыре нижних узла или не ослепляя их. Под завязав- шиеся семенники подкладывают дощечки, чтобы избежать порчи плодов от соприкосновения с почвой. Количество семенников, закладываемых на растениях, зависит от мощности растения и освещенности. На расте- ниях оставляют все заложившиеся семенники (4-12 и более), удаляя как можно раньше нетипичные плоды. Семенники закладывают в возможно короткий срок.

Первую сортовую прочистку проводят до посадки на постоянное место, удаляя растения слаборазвитые, наиболее сильнорослые, которые могут быть гибридами, а также все нетипичные и больные. Через 7 – 15 дней посадки рассады обследование повторяют. Примеси, ослабленные, детерминантные растения, а также материнские, имеющие более 3-5 мужских узлов, заменяют рассадой из резерва. Особенно важно свое- временно удалить возможную примесь у растений отцовской формы.

После появления первых товарных зеленцов на растениях отцовской формы проводят апробацию. При этом удаляют нетипичные растения по

17

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

опушению завязей, форме и окраске плодов. Одновременно у растении материнской формы (на расстоянии 30 м от обнаруженных нетипич- ных растений отцовской формы) удаляют все опыленные завязи, а у остальных растений проводят два-три сбора зеленцов. Семенники можно закладывать лишь после апробации растений отцовской формы, с кото- рых регулярно собирают зеленцы. На растениях материнской формы ежедневно удаляют бутоны мужских цветков до их распускания. В начале образования плодов проводят третью сортовую прочистку, удаляя рас- тения, нетипичные по опушению завязей, окраске и форме плодов, боль- ные, слабые, малопродуктивные.

При четвертой сортовой прочистке растений материнской формы в начале созревания семенников убирают плоды, отличающиеся от типич- ных по окраске, форме, характеру сетки.

На каждую сортовую прочистку составляют акт. В отличие от отцов- ских растений, апробацию которых осуществляют в начале образования зеленцов, у материнской формы ее проводят в начале созревания семен- ных плодов. На основании апробации составляют отдельные акты на отцовскую и материнскую формы, после обследования всей площади по- сева.

Семенники собирают в два-три приема по мере их созревания через 40-50 дней после закладки. При сборе выбраковывают плоды, пора- женные аскохитозом, антракнозом, белой гнилью, бактериозом. Се- менники дозаривают при температуре +20...+25°С в течение 7-15 дней в теплице или в светлом помещении в чистых ящиках, либо на стеллажах небольшим слоем (в один - два семенника).

Готовность плодов для выделения из них семян определяют визуаль- но: плоды становятся мягкими. Семена выделяют вручную, сбраживают в течение трех-четырех дней, промывают на решетах под струёй воды и вы-

сушивают в потоке воздуха с помощью вентилятора при температуре +25...+30°С. Выход семян из одного семенника в среднем 3-5 т. В зависи- мости от сроков и места выращивания растений урожай семян колеблет- ся от 19,6 до 90-100 г/м2 полезной площади.

Сухие семена протирают в мешках для отделения околоплодной пленки, затем сортируют на машине СОМ-2, отделяя щуплые. Упако- вывают, затаривают, расфасовывают в крепкие сухие чистые мешки мас- сой 1-2 кг. Реализуют семена после группового контроля при наличии со- ответствующего акта.

2.Задание студентам

1.Ознакомиться с причинами гетерозиса.

2.Кратко записать в тетрадь понятие гетерозиса, причины возникнове- ния гетерозисного эффекта.

3.Описать семеноводство отдельных овощных культур.

18

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

3. Материалы и оборудование

1.Тетради

2.Ручки

4.Вопросы для контроля знаний

1.Что такое гетерозис?

2.Кем был открыт гетерозис?

3.С какими культурами работал Кельрейтер?

4.Кем был предложен термин «гетерозис»?

5.Какие культуры у нас и за рубежом идут как гетерозисные гибриды?

6.Что происходит во втором поколении F2?

7.Где мы используем расщепление признаков? (в гибридном питомни-

ке).

8.Как получаются гетерозисные гибриды ?

9.На основе чего получают гетерозисные гибриды? (у лука, морко-

ви…).

10.Каким образом переопыляется томат? (кастрация)

11.Каким образом переопыляется огурец? (удаление цветка)

12.Как получают гетерозисные гибриды без вмешательства человека?

13.Чем отличается строение цветков ветроопыляемых и насекомоопы- ляемых растений?

14.Каковы особенности получения гибридных семян у отдельных куль-

тур?

Технический редактор – О.А. Прохорович

Отпечатано в типографии ФГОУ ВПО МичГАУ Подписано в печать 5.10.05. г. Формат 60х84 1/16,

Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 1,1 Тираж 30 экз. Ризограф

Заказ №

_______________________________________________________________

Мичуринский государственный аграрный университет 393760, Тамбовская обл., г.Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,

тел. [phone] E-mail: [e-mail]

19

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

20

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com