ИНДЕКС ВОССТАНОВЛЕНИЯ САМООПЫЛЁННЫХ ЛИНИЙ

ОЗИМОЙ РЖИ

Дейнекин С.А.

старший научный сотрудник, кандидат с.-х. наук

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Центрально-Черноземной полосы им В.В. Докучаева,

Россия, Воронежская область, Каменная Степь

 

Аннотация. В статье описаны результаты изучения восстановительной способности самоопылённых линий озимой ржи ЦМС Рampa (Р)-типа.

Ключевые слова: ЦМС Р-типа, озимая рожь, самоопылённые линии, закрепительная способность, восстановители фертильности, стерильность, генотип.

Результаты указные ранее по восстановительной способности самоопылённых линий озимой ржи за 2003, 2006 годы показали, что соотношение стерильных и фертильных форм изменилось в противоположную сторону, в результате чего количество линий-восстановителей увеличилось, и концентрация закрепителей стерильности оказалась очень низкой (табл. 1)

Таблица 1 – Восстановительная способность самоопылённых линий озимой ржи

Год

Материал

Индекс восстановления

0-10

11-20

21-30

31-40

41-50

51-60

61-70

71-80

81-90

91-100

2003

Линии, шт.

107

20

35

21

12

10

9

2

6

3

%

48

9

16

9

5

4,5

4

1

2,5

1

2006

Линии, шт.

3

3

2

2

-

5

4

4

10

17

%

6

6

4

4

-

10

8

8

20

34

 

Поэтому все линии, проявившие себя как закрепители стерильности, изучались повторно как по закрепительной способности, так и по хозяйственно-ценным признакам.

Характеристика линий, выделившихся по закрепительной способности в разные годы, приведена в таблице 2.

Например, линия 177 и 202, показавшие в 2004 году хороший процент закрепления, в 2006 показали достаточно высокий индекс восстановления: 68 и 65 соответственно. Линии 112 и 197 проявили себя как хорошие закрепители стерильности только лишь в 2004 году. В 2006 году линия 112 оказалась полувосстановителем. Похожий результат показала и линия 197, но в 2003 году, а в 2006 её индекс был равен 6, что является незначительным отклонением от нуля.

Таблица 2 – Влияние условий года на закрепительную способность

самоопылённых линий

Линия №

Типы ms

ИВ

% стерильности

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1типа

2типа

3типа

2003 год

193

4

0

1

1

0

0

9

2

1

69

22,2

0

5,5

197

7

0

2

1

1

1

2

0

1

30

46,7

0

13,3

189

2

1

3

3

2

1

7

3

0

57

9,1

4,5

13,6

29

2

1

5

2

0

1

2

5

2

53

10

5

25

178

7

1

3

1

0

1

1

1

1

23

43,7

6,3

18,7

Сред. %

56,4

10,3

35,9

53,3

20

26,7

56,7

29,7

13,5

-

-

-

-

2004 год

197

4

14

4

0

0

0

0

0

0

0

22,2

55,6

22,2

405

16

30

3

0

0

0

0

0

0

0

32,6

61,2

6,2

112

10

12

4

0

0

0

0

0

0

0

38,5

46,2

15,3

177

1

14

4

0

0

0

0

0

0

0

5,3

73,3

21,0

202

9

18

2

0

0

0

0

0

0

0

31,0

61,2

6,9

443

0

25

0

0

0

0

0

0

0

0

0

100

0

Сред. %

27,6

60,7

11,7

0

0

0

0

0

0

0

-

-

-

2006 год

178

6

3

3

3

1

6

2

1

0

32

24

12

12

177

0

1

5

6

0

1

5

12

0

68

0

3

17

193

0

0

0

1

3

1

10

12

3

92

0

0

0

197

3

2

2

1

0

0

0

0

0

6

37,5

25

25

29

2

7

0

2

4

6

6

6

1

56

6

21

0

112

3

8

6

2

3

4

4

1

0

32

9,7

25,8

19,4

202

2

2

2

4

1

0

0

10

2

65

8,7

8,7

8,7

443

6

15

12

0

0

0

0

0

0

0

17,6

47,6

35,2

Сред. %

28,1

40,4

31,6

38,8

24,5

36,7

36

56

8

–

–

–

–

 

Лучший результат выявлен лишь у линий 443 и 197, которые показали наименьший индекс восстановления в течение двух лет. Вероятной причиной этого могла стать использованная нами пыльца для опыления с разных растений линии, которые генетически не всегда могли быть идентичны. Похожие результаты отмечены в работе Здрилько и Адамчук (1978), которые указывают на влияние неоднородности генотипа линии. Прежде всего, это касается их закрепительно-восстановительной способности. В работе Кобылянского и Катеровой (1973) также наблюдался недостаток стерильных растений для проявления признака стерильности. Возможный выход из данной ситуации – это дифференциация линий полузакрепителей на подлинии.

Второй причиной могут быть генетические особенности самого источника стерильности. В литературе нет однозначного мнения по вопросу осуществления генетического контроля ЦМС Р-типа. Более ранние исследования указывали на наличие моногенного контроля, в частности это отмечали Здрилько в 1969 году, Geiger и Schnel в 1975-м, а также Madej в своей работе в 1975 году. Он вместо обычного соотношения фертильных и стерильных 3:1, используя линии полувосстановители при расщеплении в F2, получал до 70% стерильных растений. В работе Артёмовой (1982) был предположен двухфакторный контроль данного признака, а также наличие дополнительных генов и аллелей, влияющих на стабильность проявления закрепительной способности. Позднее Geiger и Miedaner (1996) с применением биохимических маркеров установили, что ЦМС Р-типа контролируется 2-мя большими и 3-мя минорными генами. По их мнению, наиболее сложной проблемой при использовании ЦМС Р-типа является только создание надёжных восстановителей фертильности. Но результаты использования в селекции этого типа ЦМС опровергли данное утверждение. А на базе источника восстановления фертильности Иран 9 были созданы надёжные восстановители фертильности, что позволило передать в производство гибрид фирмы Лохов-Петкус Visello.

 Создание же надёжных закрепителей стерильности по-прежнему остаётся  сложной задачей, так как очень проблематично собрать в одном растении необходимые гены, обеспечивающие полную закрепительную способность. Поскольку наличие данных генов необходимо у обеих родительских форм, а вероятность их объединения в одном образце довольно низкая. Данное предположение о закрепительной способности высказала Kolasinska (1996, 2001), подразумевая наличие полигенного контроля и значительного влияния генотипов обоих родителей на закрепительную способность, что подтверждается результатами исследований Гордея (2003) по изучению восстановительной способности 3-х самоопылённых линий и сорта Калинка на разных материнских формах. В результате чего было выявлено существенное колебание восстановительной способности среди изученного материала: от 1,5 до 93%.

Одной из причин низкой результативности нашей работы по поиску надёжных закрепителей стерильности может быть их низкая концентрация в изученном материале (рис. 2). В условиях 2003 года, благоприятного по обеспечению растений влагой и теплом, закрепителей стерильности было обнаружено значительно больше, чем в засушливых условиях 2006 года, когда явно преобладали восстановители фертильности.

Рис 2. Концентрация типов стерильности у гибридов

самоопыленных линий с источником ЦМС Р-типа.

 

Если эти данные представить по группам, то получим ещё более наглядные данные:

 

Результаты по типам ms, приведённые в таблице 3, показали, что влияние погодных условий по годам исследований отразилось на суммарном отношении процента стерильных растений (1 – 3 тип), которое составило в 2003 году у 29 линии 40% против 27% в 2006 году. То же можно отметить у линии 178 в 2003 году: 68,7% и в 2006 году – 48% закрепителей. И линия 193 также показала 27,7% в 2003 году и 0% в 2006. Лучший результат по закрепительной способности выявлен у линии 178, процент закрепителей которой был более высоким, чем у других линий. А линия 193 показала наилучший результат за годы исследований по восстановительной способности.

Таблица 3 – Распределение растений (в %) по типам стерильности

в зависимости от условий года

Типы ms

Линия 29

Линии 178

Линия 193

2003

2006

2003

2006

2003

2006

1

10,0

6,0

43,7

24,0

      22,2

0,0

2

5,0

21,0

6,3

12,0

0,0

0,0

3

25,0

0,0

18,7

12,0

5,5

0,0

4

10,0

6,0

6,3

12,0

5,5

3,3

5

0,0

11,7

0,0

3,4

0,0

10,0

6

5,0

17,6

6,3

24,0

0,0

3,3

7

10,0

17,6

6,3

6,9

50,0

33,3

8

25,0

17,6

6,3

3,4

11,1

40,0

9

10,0

3,0

6,3

0,0

5,5

10,0

 

Таким образом, учитывая результаты данной таблицы, можно отметить неоднородность линий по закрепительно-восстановительной способности.

А результаты, полученные по закрепительной способности, указывают на то, что изученный набор самоопылённых линий содержит очень низкий процент закрепителей ЦМС Р-типа. Поскольку из общего числа изученных линий (более 600) с высокой закрепительной способностью в течение нескольких лет выделилось всего лишь 3. И только одна линия (443) закрепляла стерильность полностью, в течение двух лет. Но главным фактором, оказывающим существенное влияние на способность линии постоянно и полностью закреплять ЦМС Р-типа, является наследственная особенность и гомозиготность её генотипа по факторам, контролирующим это свойство.

Список литературы:

 

1.Здрилько А.Ф. Получение закрепителей стерильности для форм озимой ржи с ЦМС / А.Ф. Здрилько, Г.К. Адамчук // Селекция и семеноводство. – 1978. - № 2. – С. 77-78.

2. Кобылянский В.Д. Наследования цитоплазматической и ядерной мужской стерильности у озимой диплоидной ржи / В.Д.  Кобылянский, А.Г. Катерова // Генетика. – 1973. – Т. 9. № 7. – С. 5-11.

3. Здрилько А.Ф. Изучение цитоплазматической мужской стерильности у ржи // Селекция и семеноводство. – Киев, 1969. – Вып. 14. С. 31-33.

4. Madej L. Research on male sterility in rye / L. Madej // Hodow. rosl., aklimat. i nasien. – 1975 (1976). – V. 19, № 5-6. – P.421-422.

5. Geiger H.H. Сytoplasmic male sterility in rye (Secale cereale)/ H.H. Geiger, F.W. Schnell // - Crop. Sci. – 1970. – V. 58. – P. 98-99.

1.     Артёмова Г.В. Генетическая классификация типов пыльцевой стерильности озимой диплоидной ржи / Г.В. Артёмова // Тр. по прикл. ботан., генет. и селекции. – ВИР, 1982. – Вып. № 1. – С. 56-60.

2.           Geiger H.H. Genetic basis and phenotypic stability male-fertility restoration in rye / H.H. Geiger, T. Miedaner // International Symposium on Rye breeding and genetics (EUCARPIA). Vort. Pflanzenzüchtung. – 1996. – V. 35. – P.27-38.

3.           Kolasińska I. Pollen fertility restoration in topcross hybrids of winter rye / I. Kolasińska // International Symposium on Rye Breeding and Genetics. – Stuttgard, Germany. – 1996. – P.70-73.

4.           Kolasinska I. Male fertility restoration of rye crosses in the Pampa cytoplasm // Proceedings of the Eukarpia rye meeting July 4-7, 2001. Radzikow, Poland. –2001. – P. 87-90.  

5.           Гордей С.И. Особенности восстановления  фертильности при создании систем ЦМС Р-типа (Пампа) озимой ржи Secale creale L. / С.И. Гордей, В.Е. Шимко, И.А. Гордей // Актуальные проблемы генетики: Материалы 2-й науч. конф. МОГИС.– М.: Изд-во МСХА, 2003. – С. 56-57.

 

Index of restoration of self-pollinated lines of winter rye

Dejnekin S.A.

 the candidate s/h sciences

Scientific research institute of an agriculture of the Central Black Earth strip him(it). V.V. Dokuchayev

Russia, Stone Steppe,

the Voronezh area

Abstract. The article describes the results of the study of the fixing-reducing ability of self-pollinated lines of winter rye of CMS Pamra (P) - type.

Keywords: CMS Pampa-type, winter rye, snoopydance line, adapter ability, fertility restorers, sterility of the parent form, the genotype.

References:

1.Zdrilko, A. F. Obtaining of sterility fixers of winter rye forms with TSMs / A. F. Zdrilko, G. K. Adamchuk // Breeding and seed production. - 1978. - №. 2. – P. 77-78.

2. Kobylyansky V. D. Inheritance of cytoplasmic and nuclear male sterility in winter diploid rye / V. D. Kobylyansky, A. G. Katarova // Genetics. - 1973. - Vol. 9. №. 7. – P. 5-11.

3. The study of the cytoplasmic male sterility In the rye / / breeding and seed production. - Kiev, 1969. – Vol. 14. P. 31-33.

4. Madej L. Research on male sterility in rye / L. Madej // Hodow. rosl., aklimat. i nasien. – 1975 (1976). – V. 19, № 5-6. – P.421-422.

5. Geiger H.H. Сytoplasmic male sterility in rye (Secale cereale)/ H.H. Geiger, F.W. Schnell // - Crop. Sci. – 1970. – V. 58. – P. 98-99.

6. Artemova G. V. Genetic classification of pollen sterile types - news of winter diploid rye / G. V. Artemova / / Tr. at PM. nerd., genet. and breeding. - VIR, 1982. – Vol.  №. 1. - P. 56-60.

7. Geiger H.H. Genetic basis and phenotypic stability male-fertility restoration in rye / H.H. Geiger, T. Miedaner // International Symposium on Rye breeding and genetics (EUCARPIA). Vort. Pflanzenzüchtung. – 1996. – V. 35. – P.27-38.

8. Kolasińska I. Pollen fertility restoration in topcross hybrids of winter rye / I. Kolasińska // International Symposium on Rye Breeding and Genetics. – Stuttgard, Germany. – 1996. – P.70-73.

9. Kolasinska I. Male fertility restoration of rye crosses in the Pampa cytoplasm // Proceedings of the Eukarpia rye meeting July 4-7, 2001. Radzikow, Poland. –2001. – P. 87-90.  

10. Gordey, S. I. characteristics of fertility restoration system TSMs P-type (Pampa) winter rye Secale creale L. / C. I. Gordey, Shimko V. E., Gordey I. A. // Actual problems of genetics: proceedings of the 2nd scientific. Conf. MOGIS.– M.: publishing house of ICCA, 2003. - P. 56-57.