Получение гибридов F1 арбуза на основе линий с генной мужской стерильностью

Получение гибридов F1 арбуза  на основе линий с генной мужской стерильностью

А.Н. Бочарников, А.С. Соколов, С.Д. Соколов

Астраханский государственный университет

ГНУ Всероссийский НИИ орошаемого овощеводства и бахчеводства, г. Астрахань

 

Бахчевые культуры, к которым относят арбуз, тыкву и дыню, имеют большое народно-хозяйственное значение. Они представляют ценность, как источник питательных веществ (сахара, крахмал –  в мякоти, белки, жиры –  в семенах);  витаминов, минеральных солей и других биологически ценных веществ. Плоды арбуза содержат 7-8% сахара, пектиновые вещества, клетчатку, витамины B1, B2, B6 PP, C, фолиевую кислоту, минеральные соли железа, магния, калия, кальция. Семена бахчевых богаты ценными питательными веществами, в них содержится 46-50% жира и до 30-34% белка, по содержанию которых они не уступают многим злаковым, масличным и бобовым культурам. Масло из семян бахчевых культур может заменить в медицине дефицитное миндальное масло.

Сорт – основа стабильного и высокого урожая, характеризуется комплексом хозяйственно-ценных качеств и признаков, заложенных селекционерами. Введение в сортимент гибридов F1 позволяет отчасти защитить селекционные разработки от незаконного использования. В каталогах западных семеноводческих фирм до 60-90% составляют гибриды первого поколения. К недостаткам  ведения гибридного семеноводства относится то, что производство гибридов F1  требует существенных дополнительных затрат, а значит должно быть компенсировано ценой на семена, что не привычно для многих наших потребителей. 

Селекция –  это дословно и, прежде всего,  отбор. Чему же следует отдавать  предпочтение при выборе селекционных направлений работы, при отборах новых создаваемых сортообразцов и линий. При создании материнских линий гибридов F1 – это, прежде всего, генетически обусловленные признаки, способствующие переопылению. В нашей  работе это преимущественно линии с различными типами мужской стерильности. Созданные в лаборатории селекции бахчевых культур ГНУ ВНИИОБ  материнские линии арбуза имеют генную мужскую стерильность (ген ms-2), которая не вызывает снижения фертильности женских цветков, обеспечивающих нормальную семенную продуктивность.

Проявление мужской стерильности по гену  ms-2 у арбуза заключается в существенной вариабельности проявления стерильности мужских цветков. Было выделено три типа фенотипического проявления стерильности мужских цветков: первый тип стерильности – без цветения – мужские бутоны меньших размеров, цветение не происходит, бутоны засыхают не раскрываясь. В принудительно вскрытом бутоне пыльники не развиты или значительно меньших размеров, желтовато-зеленые, гладкие. Второй тип – без вскрытия пыльников – бутоны  и цветки меньших размеров, венчик более бледной, чем у фертильных, окраски. Тычинки либо не развиты, либо развиты, но не вскрываются. Пыльники не опушены, яркие, зеленовато- желтые. Пыльцевые зерна при принудительном вскрытии пыльника имеют бледно-желтую окраску. Третий тип – со стерильной пыльцой – бутоны нормально развиты, обычного или чуть меньшего размера. Тычинки могут быть нескольких видов: либо часть тычинок не развита, а остальные развиты и пыльники вскрываются, либо часть пыльников вскрывается, а часть остается не вскрывшимися, но чаще всего все пыльцевые мешки раскрыты, но слабо и пыльца из них почти не высыпается. Пыльники темные, буроватые или желтовато-коричневые с небольшим количеством пыльцы. Пыльца темная, желтовато-коричневая или светло-коричневая.

Различные типы стерильности мужских цветков могут появляться на одном растении и сменять друг друга в онтогенезе. У молодых растений стерильность проявляется более четко – мужского цветения не происходит. Второй тип появляется чаще при зацветании на растении женского цветка, особенно, если на растении нет завязи. Третий тип появляется в конце цветения, на более старых онтогенетических растениях. Проявление различных половых типов мужской стерильности не связано с морфологическими особенностями линий.

 Для получения гибридных семян высевают чередующимися рядами материнскую линию с генной мужской стерильностью и отцовскую сортовую линию. С началом массового цветения мужских цветков проводят 2-3 кратную браковку фертильных растений материнской формы (без прорывки, при простом чередовании рядов родительских форм, гибридность семян около 50%). Популяция материнских растений содержит половину стерильных и столько же фертильных растений, последние нужно удалять в момент раскрытия мужских цветков.

При получении семян у включенного в Государственный реестр РФ гибрида F1 ВНИИОБ-2 используется специальная материнская форма с генной мужской стерильностью  и маркерным признаком (цельнолистность). Используемый способ ведения семеноводства  может дать 10…15% не гибридных растений, которые стоит удалять  в производственных посевах во время прорывки по маркерному признаку в стадии трех-четырех настоящих листьев. Это позволит оставить в посевах только  гибридные растения.

В настоящее время оптимальным вариантом для решения проблем гибридного семеноводства у бахчевых культур является создание линий с различными типами мужской стерильности и маркерными признаками. Кроме этого, несомненно, необходимо продолжать поиск новых жизненных форм, имеющих свойства и признаки, способствующие переопылению и позволяющие решать вопросы гибридного семеноводства.