Разработка инновационной технологии размножения оригинальных материнских линий с различными типами мужской стерильности у овощных и бахчевых культур
- Подробности
- Категория: Статьи
Разработка инновационной технологии размножения оригинальных материнских линий с различными типами мужской стерильности у овощных и бахчевых культур
А.С. Соколов
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт орошаемого овощеводства и бахчеводства
Создание гибридов F1 прежде всего подразумевает организацию эффективного гибридного семеноводства. Получение семян с высоким уровнем гибридности при минимальных трудовых и материальных затратах возможно при использовании специализированных родительских линий, имеющих генетически обусловленные качества, способствующие переопылению. В лаборатории селекции бахчевых культур ГНУ ВНИИОБ ведется целенаправленный поиск таких форм и уже получены определенные результаты. У бахчевых культур – это, прежде всего, образцы с различными типами мужской стерильности. Чтобы иметь возможность выделять растения с мужской стерильностью и качественно вести селекционный процесс, необходимо знать и учитывать особенности фенотипического проявления 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. На основе выделенной формы с ms-2 в лаборатории селекции бахчевых культур ГНУ ВНИИОБ были созданы специализированные линии арбуза, которые на основе прямых договоров были переданы ряду научных учреждений, в том числе П. Лозанову на Опытную станцию по овощным культурам, Горна Оряховица, Болгария. Откуда, в качестве обмена, была получена линия дыни с мужской стерильностью.
В лаборатории селекции бахчевых культур ГНУ ВНИИОБ выделена оригинальная форма мужской стерильности у кабачка. Проявление стерильности стабильно и не подвержено модификациям. Бутоны цветков обычной формы и размеров, чаще не открываются. В открывшихся цветках пыльники редуцированны, в виде мелких бугорков без ножки. Пыльца не развивается, поэтому линию надо поддерживать в гетерогенном состоянии, опыляя стерильные гомозиготы пыльцой фертильных гетерозигот по гену ms.
В 1993 г. в тепличных посевах образца из ВИРа Englicher gelber (Английский желтый) было отмечено одно растение, мужские цветки которого имели меньшие размеры по сравнению с нормальными. Пыльники были бледно-желтые и не высевали пыльцу. Женские цветки были развиты нормально и при опылении фертильной пыльцой дали жизнеспособные семена. В F1 растения были фертильны, а выделенные в F2 стерильные растения были использованы в селекционной работе(3). Фенотипически проявление стерильности у выделенной формы не было однотипным. И при наличии семей у которых на протяжении вегетации цветения происходило только по вышеописанному типу – пыльники не вскрывались, пыльца не развита, удалось выделить формы у которых цветение мужских цветков, существенно отличалось.
В 1999 году в открытом грунте в селекционных посевах тыквы Крошка лаборатории селекции бахчевых культур ГНУ ВНИИОБ были отмечены растения с невскрывающимися пыльниками. Цветение на стерильных растениях проходит в обычном режиме, цветки внешне мало отличаются от фертильных. Размеры цветка не уменьшены, венчик иногда чуть бледнее окрашен, но чаще ярко-оранжевого цвета. Пыльники нормально развиты, светло-желтого цвета, но не растрескиваются. Покровы пыльника бывают плотными, и для вскрытия требуется острый предмет, которым проводят по желобку пыльника. У отдельных растений покровы нежные и для их вскрытия достаточно с усилием потереть друг о друга пыльники двух цветков. Посещение цветков насекомыми, даже жесткокрылыми не вызывают открытия пыльников. Описанный тип стерильности относится к функциональной мужской стерильности.
При работе с линиями с различными типами мужской стерильности возникают проблемы лишь при размножении, поскольку приходится проводить значительное количество опылений вручную. Использование линий в гибридном семеноводстве не вызывает затруднений и возможно некоторое насыщение посевов рядами материнской формы. Это увеличивает выход гибридных семян, а гибридность во всех случаях составляет 100%.
Для размножения материнских линий с мужской стерильностью необходимо разработать эффективную технологию, которая позволит увеличить выход семян с единицы площади, и обеспечить товарные посевы гибридного семеноводства необходимым семенным материалом.
1 год: Расходы – 225 000 руб. из средств предприятия и 200 000 руб. из средств фонда. Доходов нет. Прибыль отсутствует, так как идет разработка технологии и получение семян для массового размножения, а также для посевов гибридного семеноводства на следующий год.
2 год: Расходы – 450 000 руб. из средств предприятия и 200 000 руб. из средств фонда. Доходы примерно в 1 500 000 руб. покрывают затраты за 2 года. Прибыль около 425 000 руб. от продажи семян гибридов F1, а также сортовых семян отцовских форм из посевов гибридного семеноводства.
3 год: Первоначальные расходы компенсируются за счет полученной прибыли предыдущего года. Оставшиеся расходы покрываются за счет доходов нынешнего года. Прибыль около 3 000 000 руб., полученная от продажи семян гибридов F1 и семян отцовских сортовых линий.
В дальнейшем прибыль только возрастает, из-за увеличения объемов получаемых семян.
Литература
- Соколов, А.С. Гибридное семеноводство бахчевых культур //А.С. Соколов, С.Д. Соколов, А.Н. Бочарников, Н.В. Смолинова, Е.В. Хуторная// Проблемы селекции, технологии возделывания и маркетинга овощебахчевых культур: Материалы международных научно-практических конференций в рамках I-II фестивалей «Синьор-помидор» и VII-VIII «Российский арбуз» 2008-2009 гг.- Астрахань 2010.- С.224-226.
- Соколов С.Д. Гибридное семеноводство бахчевых культур // Научно-производственное и социально-экономическое развитие комплексных мелиораций Прикаспия/ Материалы Междунар. науч.-практ. конф.- М.: «Современные тетради», 2006.-С.485-497.
- Соколов С.Д. Особенности фенотипического проявления мужской стерильности у различных видов бахчевых культур// Инновационные технологии в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур/Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посв. 125-летию со дня рожд. С.И. Жегалова.- ВНИИССОК.- М., 2006.-Т.2.-С.266-273.