Схема создания аналога восстановителя линии

А на фертильной основе

1й год — источник фертильности ВхА

2й » - (ВХА)ХА

3й » - (ВхА²)хА

На третий год работы растения гибрида (ВХА²)ХА прове­ряют на способность восстанавливать фертильность в скрещи­вании со стерильным анализатором. Для дальнейших насыще­ний используют только те растения, которые дают наибольший выход фертильных форм. Полученные на 7—8-й год линии под­вергают самоопылению в сочетании с отбором.

Эта схема работы длительна во времени, так как необходима проверка на восстановительную способность.

Схема создания аналога восстановителя линии А на стерильной основе

1-й год — источник ЦМС (МС) X восстановительфертильности В

2-й » — (МС Х В) Х А

3-й » — ((МС Х В) Х А) Х А

4-й » — ((МС Х В) Х А2) Х А

5-й » — ((МС Х В) Х А3) Х А

На 6-й и 7-й годы проводят самоопыление, отбор и после­дующее размножение восстановителя. Разработан вариант дан­ной схемы, когда используется готовая линия-восстановитель на стерильной цитоплазме. В этом случае можно одновременно создавать не только аналог-восстановитель линии Л, но и ее стерильный аналог.

Преимущество этой схемы заключается в том, что не нужно проводить проверки на восстановительную способность. В то же время исследования показали, что использование стерильной цитоплазмы может в дальнейшем приводить к потере восстано­вительной способности у создаваемых аналогов.

В связи с этим был разработан комбинированный метод создания аналогов восстановителей фертильности, который пре­дусматривает совмещение генов восстановителей фертильности с нормальной цитоплазмой. При этом методе на начальном эта­пе используют схему создания восстановителей на стерильной основе, а после пятого-шестого беккросса скрещиваемые ком­поненты меняют местами — в качестве материнской формы бе­рут исходную линию, а опылителем служит восстановитель фертильности на стерильной основе. На заключительном этапе работы проводят самоопыление и анализирующие скрещивания для отбора форм, гомозиготных по генам восстановления.

Разработаны схемы создания аналогов-восстановителей уни­версального типа, которые способны одновременно восстанав­ливать фертильность цитоплазмы Т и М. В распоряжении селек­ционеров имеется ряд линий, обладающих такими свойствами.

Созданы большие коллекции стерильных аналогов и анало­гов восстановителей фертильности для лучших самоопыленных линий.

Оценка селекционных материалов. В течение вегетационного периода и после уборки проводят учеты и оценки по комплексу признаков. В полевых условиях оценивают состояние всходов, общее количество растений и пасынков для подсчета кустисто­сти, высоту растения и высоту прикрепления початка (у много- початковых форм — нижнего хозяйственно годного), а также число листьев на главном стебле. В связи с тем что по мере роста и развития нижние листья засыхают, методика подсчета листьев включает подрезку пятого и десятого листа по мере их формирования. При этом у раннеспелых форм, имеющих не­большое число листьев, достаточно пометить только пятый лист. Общий подсчет листьев проводят после появления метелки. Учитывают число междоузлий на одно растение и число бес­плодных растений.

Перед уборкой определяют количество полегших растений, ломкость стебля при перестое на корню и интервал между по- бурением обертки початка и полным усыханием всего растения.

При проведении фенологических наблюдений отмечают даты: посева; всходов (начало — полные); появления метелок (начало — полное), когда из раструба листьев на 2—3 см вы­шла метелка; цветения метелок (начало — полное) в момент появления пыльников на центральной оси метелки; цветения початков (начало — полное) при появлении пестичных нитей на початке; созревания (спелости) початка: молочной — при на­давливании на зерно появляется белая жидкость; молочно-

восковой—консистенция зерна кашицеобразная, затвердевшая; восковой — при надавливании ногтем на зерне остается след; полной — при появлении темного слоя в месте прикрепления зерна к стержню початка, а также характерной твердости зерна в средней части початка.

Определение фазы созревания зерна кукурузы затруднено из-за усыхания и пожелтения листьев обертки под влиянием засухи и высокой температуры. Поэтому в мировой практике продолжительность вегетационного периода оценивают по та­кому показателю, как число дней от появления 50 % всходов до цветения початков у 50 % растений. Наряду с учетом суммы эффективных температур и влажности зерна этот показатель достаточно надежен для классификации кукурузы по группам спелости.

Оценку селекционного материала на устойчивость к болез­ням и вредителям наиболее эффективно проводят на инфек­ционном фоне, так как при этом можно получать наиболее объективную информацию. Способы создания инфекционного фона зависят от биологических особенностей возбудителей бо­лезней и вредителей, фазы развития растений и т. д.

Для оценки устойчивости к пузырчатой головне в связи с наличием механического и физиологического иммунитета создают раздельный инфекционный фон. В первом случае рас­тения заражают путем опрыскивания водной суспензией спор дважды:, за неделю до выметывания и в фазе массового вы­брасывания нитей, а во втором — на седьмой день с начала появления нитей початка путем инъекции под обертки початка.

При оценке селекционных .материалов на устойчивость к пыльной головне инфекцию вносят в почву на глубину посева семян, а степень поражения учитывают в фазе полной спе­лости.

Устойчивость кукурузы к корневым и стеблевым гнилям, вы­зываемым грибами, определяют по одной методике без подраз­деления по возбудителям, так как они имеют общие биологи­ческие особенности и дают одинаковые симптомы поражения. Инокулюм вносят в почву с семенами, а учеты проводят в фазе восковой спелости.

Устойчивость к фузариозу, серой гнили, диплодиозу и ниг- роспориозу початков после заражения оценивают по трехбалль­ной шкале в зависимости от степени поражения початков.

Инфекционный фон для оценки устойчивости к гельминто- спориозу создают путем разбрасывания в междурядьях в фазе пяти-шести листьев кукурузы сильно пораженных этим возбу­дителем листьев культуры. Пораженность оценивают по пяти­балльной шкале трижды: через 5 дней после проявления болез­ни, в период выбрасывания метелок и в конце молочной спе­лости.

Учет пораженности ржавчиной проводят по шкале Т. Д. Стра­хова: первый раз при появлении признаков заражения, а вто­рой — через 7—8 дней.

Устойчивость к стеблевому мотыльку наиболее эффективно оценивать с использованием метода искусственного заражения растений яйцами или личинками вредителя, которых специально выращивают для этих целей.

Оценку на устойчивость к тле и шведской мухе проводят на естественном фоне по пятибалльной шкале.

Устойчивость растений кукурузы к перестою на корню оце­нивают, подсчитывая полегшие растения и вычисляя их про­центное содержание к общему количеству растений на делянке.

При выращивании кукурузы на зерно проводят лаборатор­ный анализ пробы початков. Размер пробы может варьировать в зависимости от того, в каком звене селекционного процесса ведется оценка. Определяют консистенцию и окраску зерна, форму, длину, диаметр верхней и нижней частей (отступая на *Д длины початка от верхушки и от основания), число рядов зерен и число зерен в ряду, ширину борозд между рядами, на­правленность рядов (прямые, искривленные, сбивчивые), массу початка. После обмолота початков учитывают окраску цветко­вых пленок, массу зерна и 1000 зерен, выход зерна с початка в процентах. После определения влажности зерна урожай пере­считывают на 14 %-ную влажность.

У гибридов, выращиваемых на силос, учитывают урожай зеленой массы и сбор сухого вещества.

Перед уборкой отбирают пробы, взвешивают и определяют урожай зеленой массы, в том числе листостебельной и початков (без оберток и ножек). Затем составляют среднюю пробу, из­мельчают и отбирают образец для определения содержания сухих веществ. По урожаю зеленой массы и содержанию сухого вещества в процентах определяют сбор сухого вещества с 1 га.

Наибольшее значение в селекции кукурузы на качество зер­на имеют такие показатели, как содержание общего азота (сырого протеина) и лизина, а на качество зеленой массы — содержание общего азота и лигнина.

При оценке засухоустойчивости учитывают целый комплекс признаков и свойств растений: устойчивость к увяданию, чис­ло бесплодных растений, озерненность початка, массу 1000 зе­рен, разрыв во времени цветения мужских и женских соцветий, степень снижения урожая гибридов в засушливые годы по сравнению с благоприятными.

Оценку образцов кукурузы на холодостойкость проводят прямыми методами (лабораторный и полевой) и косвенными. Полевой метод предусматривает посев семян в ранние сроки, при этом полевая всхожесть отражает устойчивость к понижен­ным температурам и почвенным микроорганизмам. Степень холодостойкости устанавливают также по скорости появления всходов и развития в начальный период, по устойчивости к ве­сенним заморозкам.

В лабораторных условиях семена кукурузы проращивают при температуре 6—10 °С.

К косвенным показателям холодостойкости относятся повы­шенное содержание сахара в соке растений, более высокая спо­собность пластидного аппарата к крахмалообразованию, про­ницаемость и вязкость цитоплазмы и др.

Селекционная работа с кукурузой включает систему питом­ников и сортоиспытании, в которых изучают исходный мате­риал, получают линии, оценивают их комбинационную способ­ность, создают и испытывают гибриды. Селекционные посевы кукурузы размещают на одном поле без пространственной изо­ляции, поэтому после проведения всех оценок и учетов семена выбраковывают, а на следующий год высевают лучшие номера из резервов.

Коллекционный питомник. Изучаемые сортообразцы высе­вают на одно-двухрядковых делянках площадью 5—10 м², стан­дарт размещают через 10 номеров. Основное назначение кол­лекционного питомника — сбор, размножение и дальнейшее ис­пользование семян в селекционной работе.

В процессе изучения исходного материала проводят фено­логические наблюдения и дают полевую характеристику расте­ниям, что позволяет отобрать для дальнейшей работы сорто­образцы, отвечающие задачам селекции.

Для поддержания и размножения образцов кукурузы при­меняют искусственное опыление. Изолируют початки на 10— 15 растениях и опыляют их смесью пыльцы, собранной с 10— 15 растений этого же образца.

Селекционный питомник. В зависимости от количества семян и целей использования образцов их высевают на делянках от 5 до 20 м² без повторений, стандарт размещают через 20—30 но­меров.

В данном питомнике создают новые самоопыленные линии различными методами, изучают их комбинационную способ­ность, реакцию на цитоплазматическую мужскую стерильность, создают стерильные аналоги и аналоги — восстановители фер­тильности. С этой целью проводят искусственное скрещивание специально подобранных родительских компонентов. Размно­жают сорта-популяции и константные самоопыленные линии. Наблюдения и учеты те же, что и в коллекционном питомнике.

Питомник сравнительного испытания. Здесь проходят перво­начальную проверку гибриды, полученные в результате прове­дения топкроссов и диаллельных скрещиваний, а также на участках гибридизации. В связи с тем что в процессе селек­ционной работы получается значительное число новых экспери­ментальных гибридов, испытание их по общепринятой методике затруднено по техническим и экономическим причинам. Поэтому гибриды высевают на однорядковых делянках площадью 10 м^? без повторений, стандарт размещают через 10—20 номеров, применяют визуальную оценку продуктивности. Наблюдения и учеты те же, что и в предыдущих питомниках.

Контрольный питомник. В этом питомнике изучают гибриды, выделившиеся по комплексу признаков в питомнике сравни­тельного испытания. Образцы высевают на одно-двухрядковых делянках с учетной площадью 5—10 м², повторность двух-трех- кратная с рендомизированным размещением вариантов в повто­рениях, стандарт располагают через 10 номеров. Используют также парный метод, когда стандарт высевают через два об­разца. Фенологические наблюдения проводят по сокращенной схеме. Учитывают урожайность гибридов, отбирая пробу массой 3 кг для последующего определения выхода зерна и пересчета урожая на стандартную влажность.

Предварительное испытание. Лучшие гибриды из контроль­ного питомника изучают 1—2 года в предварительном испыта­нии. Делянки двух-трехрядковые с учетной площадью 10— 20 м², повторность трех-четырехкратная с рендомизированным размещением вариантов в повторении, стандарт высевают через 5—6 номеров. Наблюдения и учеты те же, что и в контрольном питомнике. Урожайные данные обрабатывают методом диспер­сионного анализа.

Конкурсное испытание. Здесь продолжают изучение гибри­дов, выделенных в предварительном испытании. Делянки четы- рехрядковые с учетной площадью 20—40 м², повторность четы- рех-шестикратная, размещение стандарта через 10 номеров.

Наблюдения и учеты проводят по полной схеме. Изучение номеров продолжается в течение 2—3 лет. В результате выде­ляют перспективные гибриды, которые включают в экологиче­ское и производственное испытания. Одновременно начинают работу по переводу гибрида на стерильную основу, размноже­нию родительских форм и получению семян, необходимых для передачи гибрида в государственное сортоиспытание.

Практическое занятие № 6