Зависимость комбинационной способности самоопыленных линий кукурузы по признаку «урожайность зерна» от засухоустойчивости

Выявлена взаимосвязь между засухоустойчивостью самоопыленных линий кукурузы и показателями комбинационной способности (средней урожайностью тесткроссных гибридов, оценками эффектов ОКС и вариансами СКС).

Ключевые слова: самоопыленные линии, тесткроссные гибриды, эффекты ОКС, вариансы СКС, коэффициенты корреляции.

Ведение. В селекции на гетерозис одним из важнейших признаков считается комбинационная способность исходного материала. Под термином «комбинационная способность» понимается способность линии давать при скрещивании с другими линиями, простыми гибридами или сортами гетерозисное потомство, обладающее повышенной жизнеспособностью и урожайностью.

Следует разделять понятие комбинационной способности на два вида — общую (ОКС) и специфическую (СКС). ОКС — среднее проявление инбредной линии в большом числе гибридных комбинаций. СКС — индивидуальные проявление инбредной линии в отдельной специфической гибридной комбинации.

Другим важнейшим признаком исходного материала является его засухоустойчивость, причем значение этого признака возрастает в связи с происходящими глобальными изменениями климата.

Материалы и методы. В предыдущих исследованиях [1] нами была изучена комбинационная способность по признаку «урожайность зерна» и засухоустойчивость у 38 новых и интродуцированных среднеранних и среднеспелых самоопыленных линий кукурузы. Комбинационная способность определялась методом полных топкроссов [3], засухоустойчивость по различным критериям: остаточному водному дефициту (ОВД) [2], индексу засухоустойчивости [5], мощности корневой системы [1], разрыву в цветении мужских и женских соцветий [4].

Целью наших настоящих исследований явилось выявление взаимосвязей между засухоустойчивостью самоопыленных линий кукурузы и их комбинационной способностью по признаку «урожайность зерна», определенной в засушливых условиях. Общую комбинационную способность определяли по оценкам эффектов ОКС (g_i), специфическую — по вариансам эффектов ОКС (δ²_Si). Средняя урожайность тесткроссных гибридов полученных от скрещивания линий, использована в качестве дополнительного показателя общей комбинационной способности.

Годы изучения урожайности тесткроссных гибридов кукурузы (2012–2013), на основе которой была определена комбинационная способность линий, характеризовались как засушливые.

Результаты исследований. Для выявления взаимосвязи между засухоустойчивостью линий и их комбинационной способностью проведен корреляционный анализ, в целом по всем 38 линиям и отдельно по 18 среднеранним и 20 среднеспелым линиям.

Результаты исследований по 38 линиям (табл. 1) позволили выявить достоверные отрицательные коэффициенты корреляции между средней урожайностью зерна тесткроссных гибридов с одной стороны и величиной ОВД в фазу молочно — восковой спелости (r=-0,50), приростом ОВД (r=-0,30) с другой стороны.

1.                  Взаимосвязь между засухоустойчивостью и комбинационной способностью по признаку «урожайность зерна» среднеранних и среднеспелых линий кукурузы, 2012–2013 гг.

*Достоверно при Р₀₅

Выявлены достоверные положительные коэффициенты корреляции между урожайностью тесткроссов и индексом засухоустойчивости (r=+0,54), мощностью корневой системы (r=+0,51).

Полученные результаты являются подтверждением того, что в засушливых условиях тесткроссные гибриды созданные на основе засухоустойчивых линий, формируют более высокую урожайность зерна, чем тесткроссные гибриды полученные на основе не засухоустойчивых линий. Дополнительным подтверждением этому служат коэффициенты корреляции, полученные между оценками эффектов ОКС (g_i) и показателями засухоустойчивости.

Между оценками эффектов ОКС и ОВД в фазу молочно — восковой спелости коэффициент корреляции был достоверным и отрицательным (r=-0,34), а между оценками эффектов ОКС и индексом засухоустойчивости, мощностью корневой системы коэффициенты корреляции были достоверными и положительными (r=+0,53 и r=+0,35 соответственно). Между одним из показателей засухоустойчивости (мощность корневой системы) и специфической комбинационной способностью по признаку «урожайность зерна», выявлена существенная положительная взаимосвязь (r=+0,31).

Подобные результаты корреляционного анализа получены отдельно по каждой группе линий.

В среднеранней группе линий выявлена зависимость между средней урожайностью тесткроссных гибридов и показателями засухоустойчивости: ОВД в фазу молочно — восковой спелости (r=-0,32), индексом засухоустойчивости (r=+0,45), мощностью корневой системы (r=+0,33) (табл. 2). Выявлена зависимость между общей комбинационной способностью и теми же показателями засухоустойчивости. Достоверными коэффициенты корреляции оказались между специфической комбинационной способностью и индексом засухоустойчивости (r=+0,36), мощностью корневой системы (r=+0,38).

В среднеспелой группе выявлена средняя отрицательная корреляционная зависимость между величиной ОВД в фазу молочно — восковой спелости и средней урожайностью зерна тесткроссных гибридов (r=-0,52), оценками эффектов ОКС (r=-0,52) (табл. 3).

Средняя положительная корреляционная зависимость обнаружена между индексом засухоустойчивости с одной стороны и средней урожайностью тесткроссов (r=+0,57), общей комбинационной способностью (r=+0,57) с другой стороны. Между мощностью корневой системы и общей комбинационной способностью коэффициент корреляции составил +0,45. Только один из показателей засухоустойчивости — мощность корневой системы имел достоверную корреляционную взаимосвязь со специфической комбинационной способностью r=+0,30.

2. Взаимосвязь между засухоустойчивостью и комбинационной способностью по признаку «урожайность зерна» среднеранних линий кукурузы, 2012–2013 гг.

*Достоверно при Р₀₅

3. Взаимосвязь между засухоустойчивостью и комбинационной способностью по признаку «урожайность зерна» среднеспелых линий кукурузы, 2012–2013 гг.

*Достоверно при Р₀₅

Выводы. Установлено, что в засушливых условиях тесткроссные гибриды созданные на основе засухоустойчивых линий формируют более высокую урожайность зерна, чем тесткроссные гибриды полученные на основе не засухоустойчивых линий. Наиболее высокие коэффициенты корреляции получены между: индексом засухоустойчивостью с одной стороны и средней урожайностью тесткроссных гибридов (r=+0,53), общей комбинационной способностью (r=+0,53) с другой стороны.

Взаимосвязь между засухоустойчивостью самоопыленных линий и их комбинационной способностью по признаку «урожайность зерна» выявлена у среднеранних и среднеспелых линий независимо от группы спелости.

Общая комбинационная способность коррелировала с большим количеством показателей засухоустойчивости, чем специфическая комбинационная способность.

Литература:

1.         Кривошеев Г. Я. Критерии оценки засухоустойчивости самоопыленных линий кукурузы/Кривошеев Г. Я., Шевченко Н. А., Ионова Е. В.// Аграрный вестник Урала. — 2014. — № 11(129). С. 6–11

2.         Литвинов Л. С. О почвенной засухе и устойчивость к ней растений/ Л. С. Литвинов.- Львов: Изд-во Львовского госуниверситета, 1951.- 214 с.

3.         Методические рекомендации по применению математических методов для анализа экспериментальных данных по изучению комбинационной способности / Сост.: Вольф В. Г., Литун П. П., Хавелова А. В., Кузьменко Р. И. — Харьков, 1980. 74 с.

4.         Пафилова О. Н. Отбор толерантных к засухе инсухт — линий для селекции засухоустойчивых гибридов кукурузы в условиях северо — запада Волгоградской области. Автореферат дис. канд. с.-х. наук. Каменная Степь. 2007. 25 c.

5.         Fisher R. A., Wood J. T. Drought resistance in spring weat cultivars. III. Yield association with morho-physiological traits// Austr. J. Agri. Res. 1979. v. 30 P. 1001–1020.