Каталог :: Биология

Курсовая: Особенности биологии цветения и гибридизации коллекционных ортов овса

     ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ ЦВЕТЕНИЯ И ГИБРИДИЗАЦИИ КОЛЛЕКЦИОННЫХ СОРТОВ ОВСА     
    Особенности биологии цветения и гибридизации коллекционных ортов овса    
ОГЛАВЛЕНИЕ
     ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
     ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 6
     1.1                    Ботаническая характеристика и биологические
особенности цветения овса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . .. . . . . . . . .. . . . .6
     1.2                    Коллекция овса из мирового генофонда ВНИИР им. Н. И.
Вавилова . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 8
     1.3                    Гибридизация как метод создания нового исходного
материала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
     ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.15
     ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . .17
     ВЫВОДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 
     ЛИТЕРАТУРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .21                                                                    
     
     
                                 ВВЕДЕНИЕ                                 
Овес является ценной зернофуражной и кормовой культурой в Западной Сибири.
Зерно овса является незаменимым концентрированным кормом для лошадей,
молодняка всех видов сельскохозяйственных животных и птицы. Оно также служит
сырьем для производства круп и диетических продуктов питания. Питательная
ценность зерна овса и продуктов его переработки определяется высоким
содержанием белка и его сбалансированностью по аминокислотному составу,
высоким содержанием и хорошей перевариваемостью жира, а также некоторых
витаминов и микроэлементов. Способность к формированию мощной вегетативной
массы позволяет использовать эту культуру на зеленый корм и сенаж.
Овес обладает некоторыми преимуществами среди других зерновых культур. Он
менее требователен к почве и может произрастать даже на супесчаных и торфяных
почвах. Это обусловлено сильным развитием корневой системы с большой
поглощающей способностью. Ценным свойством овса является повышенная
устойчивость к поражению корневой гнилью и повреждениям скрыто стебельными
вредителями. Овес имеет большой потенциал продуктивности. Его средняя
урожайность составляет 1,28 т. с га., а в условиях высокой агротехники
возрастает до 5-6 т. с га.[1,2,3,4,7].
Возделываемые в Западной Сибири сорта овса обладают рядом ценных признаков и
свойств, но в тоже время не в полной мере отвечают требованиям современного
производства. Они недостаточно пластичны, полегают в условиях избыточного
увлажнения и затягивают созревание (Нарымский 943, Галоп). Некоторые из них
восприимчивы к головне и корончатой ржавчине. Сорта Алтайский крупнозерный,
Ровесник имеют высокую пленчатость. Мегион  в экстремальные годы сильно
снижает крупность зерна. Из-за этого падает стабильность в получении урожая и
снижается качество продукции.[5].
В последние годы наблюдается тенденция к сокращению посевных площадей под
культурой. В период c 1991 по 2001г.г. площади под овсом в целом по
Российской Федерации уменьшились на 44% и составили 5,1 млн. га. Аналогичная
ситуация наблюдается в Западной Сибири. В частности в Кемеровской области в
начале 80-х годов овес занимал лидирующее положение – 41%, что составляло 365
тыс. га. Но в настоящее время на его долю в зерновом поле области приходится
лишь 110 тыс. га. Это связано с изменением структуры посевных площадей в
пользу продовольственной пшеницы и с упадком животноводческой отрасли
сельского хозяйства и, как следствие, с уменьшением потребности в овсе на
фураж и зеленый корм.[5]. Однако, В.Н.Пакерев, А.В.Заушинцина и М.В.Овчаренко
[6] сообщают о том, что потребность области в фуражном зерне остается еще
достаточно высокой и покрывается за счет завоза из других регионов страны и
зарубежья.
Главным направлением селекции овса в Западной Сибири, как и в других регионах
является создание сортов обладающих стабильной высокой продуктивностью при
оптимальной продолжительности периода вегетации с учетом природно-
климатических факторов и принятых сроков посева.
Особое внимание должно уделяться увеличению биологической пластичности
сортов. Приспособленность сорта к изменяющимся условиям окружающей среды –
необходимое условие получения стабильного урожая по годам.
Для Сибири характерна периодически повторяющаяся весенне-летняя засуха. Овес
– влаголюбивая культура. Поэтому проявление засухи в критические периоды
роста и развития растений отрицательно сказывается на формировании зерна и
зеленой массы.  Следовательно, имеется необходимость селекции устойчивых к
засухе сортов с использованием отечественных и зарубежных сортов с хорошо
развитой и быстро отрастающей корневой системой.
Не менее важным направлением следует считать создание устойчивых к полеганию
образцов, что обусловлено переувлажнением почвы в период молочно-восковой
спелости в сочетании с сильными ветрами. Такая работа ведется по пути
создания сортов обладающих толстой, прочной соломиной с оптимальной высотой
(80-90 см.), хорошо развитой механической тканью и корневой системой.
Повышение устойчивости к болезням – также важное условие получения стабильно
высокого урожая. По данным ФАО на 1994г. потери овса от болезней составили
9,3% [1]. Наиболее распространенными и вредоносными патогенами овса в
Западной Сибири значатся головневые грибы и корневая ржавчина. Создание
иммунных сортов снижает затраты от потери урожая и применения средств
химической защиты, и в тоже время является экологически более безопасным
методом борьбы с болезнями. Известно, что толерантность устойчивых сортов
нестабильна во времени из-за постоянного появления новых вирулентных рас
возбудителей. Поэтому селекция на иммунитет должна осуществляться постоянно.
Повышенные требования современного производства к качеству фуражного и
продовольственного зерна определяет необходимость селекции на качество. В
качестве сырьевой базы преимущество имеют образцы с содержанием пленок не
выше 21%, массой 1000 зерен не менее 36 г, содержанием белка не более 12%,
натурой зерна не менее 490г/л.
Для решения поставленных проблем необходим широкий поиск генетических
источников среди многообразия мировой коллекции ВНИИР им. Н.И.Вавилова, и
надежных доноров, способных передать эти признаки и свойства по наследству.
Включение их в программы скрещиваний с учетом знаний природы изменчивости и
характера наследования селектируемых признаков, проведение целенаправленного
отбора из гибридных популяций элитных растений и метелок лежит в основе
создания сортов овса нового поколения, которые будут обеспечивать стабильное
получение достаточного количества высококачественной продукции без увеличения
посевных площадей.
                           1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ                           
     1.1 Ботаническая характеристика и биологические особенности цветения овса.
Род овса – Avena L. принадлежит к семейству злаковых (мятликовых) – Gramineae
(Poaceae), классу однодольных – Monocotylidoneae (Liliopsida), отделу
покрытосеменных – Angiospermae (Magnoliophyta), царству растений -
Vegetabilia. Род включает более 70 видов. Среди культурных овсов выделяют
виды: A. sativa, A. strigosa, A. byzantina, A. abyssinica.
Овес является более молодой культурой чем пшеница и ячмень [1]. Изначально он
встречался в посевах последних как сорняк. Происхождение овса по Н. И.
Вавилову связано связано с такими древнейшими культурами, как полба,
однозернянка, ячмень. Было бы неправельным относить происхождение этой
культуры к одному конкретному географическому центру. Отдельные виды этого
рода входили в культуру независимо друг от друга. Выделяют пять
географических центров происхождения овса:
1.     Северо-Западная и Западная Европа – А. strigosa;
2.     Эфиопия, Саудовская Аравия – A. abyssinica, A. vaviloviana;
3.     Средиземноморское побережье – A. hirtula, A. barbata, A. wiestii, A.
byzantina, A. sterilis;
4.     Юго-Восточная Азия – A. sativa (крупнозерные голозерные формы);
5.     Вся Европа и Азия – A. sativa (пленчатые формы), A. fatua, A.
ludoviciana.
Овес – однолетний злак. Имеет мощную корневую систему, состоящую из первичных
(зародышевых) и вторичных (узловых) корней. Стебель – соломина. В результате
ветвления подземной части главного побега в одном растении, как правило,
насчитывается несколько, разделенных поперечными узлами на междоузлия,
стеблей. Листья линейные или ланцетные с влагалищем, разделенным до
основания, без ушек, обычно с пленчатым язычком (редко отсутствует). Соцветие
у овса – метелка. Оно состоит из главной оси и боковых ветвей, которые
ветвятся и несут простые соцветия – колоски. В одном колоске от 1 до 6
цветков. Цветковых чешуй две. Лодикул две линейно-ланцетные, кожистые
свободные. Цветки обоеполые. Тычинок три. Пыльники линейные. Завязь сидячая,
с двумя перистыми рыльцами, столбик редуцирован. Плод – зерновка. Она может
быть пленчатой (плотна заключена в цветковые чешуи) либо голой (свободно
лежит в цветковых чешуях и легко от них освобождается). [1]
Цветение овса изучали многие отечественные и зарубежные ученые [2, 16, 21,
23, 25. 26, 27, 28]. В метелке цветение наступает с начала выметывания. Оно
идет сверху вниз по метелке и от периферии к центру. В колоске цветение
начинается с первого (нижнего) цветка и продолжается в восходящем порядке
[2]. По биологии цветения овес является самоопылителем. Однако возможны
случаи частичного перекрестного опыления при открытом цветении, которое, по
мнению некоторых авторов[16], в отдельные годы становится массовым – до 77%
всех цветков. В работах Цильке Р. А., В. А. Новикова, М. Ф. Бородина [17]
отмечено сильное влияние метеорологических условий на характер этого
процесса, который зависит от морфологических особенностей цветковых чешуй и
строения лодикул. Наблюдения В. Н.Солдатова, Г. Л. Петрова [16], В. Е.
Мережко [18], Г. А. Баталовой [2] за динамикой цветения овса в Северо-
Западном и Волго-Вятском регионах показали, что пыльники начинают
растрескиваться, и цветки открываться, когда суточная температура воздуха
достигает максимума и начинает снижаться. Время, в течение которого цветок
остается открытым, варьирует от 10 до 35 минут, а иногда даже до часа.
Наиболее благоприятна для цветения овса влажная погода с температурой воздуха
20-25 С [1, 16, 18].
     1.2 Коллекция овса из мирового генофонда ВНИИР им. Н. И. Вавилова.
Для успешного решения проблем, стоящих перед селекцией, важное значение имеет
научно обоснованный подбор исходного материала [8, 9]. Исходный материал –
это весь материал растений, из которого предстоит вывести новые сорта [10].
Накоплением и изучением генетического фонда растений занимаются во многих
странах. Наиболее крупные коллекции культурных растений, в том числе и овса,
сосредоточены в генном центре США, в институте генетики растений и
зародышевой плазмы (США), скандинавском генном банке (Швеция). В нашей стране
все сортовое и ботаническое разнообразие овса заключено в коллекции
Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И.
Вавилова. Эта коллекция служит основным источником создания новых сортов
овса. В настоящее время она включает в себя более 12.5 тысяч образцов,
собранных со всего мира [1]. В Сибири центром сохранения исходного материала
является Сибирский генетический банк культурных растений, созданный при
Сибирском научно-исследовательском институте растениеводства и селекции (г.
Краснообск). Большое значение имеют живые коллекции, которые сохраняются в
научно-исследовательских учреждениях, ботанических садах путем ежегодного
пересева и посадки растений.
Любая селекционная работа, на решение каких бы проблем она не была
направлена, включает в себя изучение мирового разнообразия коллекции овса по
интересующим признакам. Это обязательный этап. Его целью является выявление
генетических источников и доноров селекционно-ценных признаков и свойств и
вовлечение их в последующие этапы работы (гибридизация, мутагенез, отбор) [1,
11, 12]. Изучение коллекции также позволяет выявлять закономерности
формирования хозяйственно ценных признаков и их взаимосвязь между собой. Это
является необходимым условием разработки стратегии и тактики селекционной
работы [2].
Изучение образцов из мировой коллекции овса по определенным признакам и
свойствам и включение их в последующие этапы селекции неразрывно связано с
проблемой доноров. Это основная проблема исходного материала для
синтетической селекции. В теории и практике селекции необходимо различать
понятия генетический источник хозяйственно ценного признака и донор. Образцы
обладающие признаками и свойствами, которые передают сорту-реципиенту, не
ухудшая остальных его параметров, называются донорами. Носители ценных
параметров не соответствующие данному условию являются генетическими
источниками [12]. А. Ф. Мережко [13] сформулированы основные требования,
которым должны соответствовать образцы-доноры:
- легко скрещиваются с улучшаемыми сортами и образуют при этом
высокофертильное потомство;
- являются достаточно универсальными, то есть обеспечивают желательный эффект
в возможно большем числе гибридных комбинаций;
- не имеют отрицательных признаков, тесно сцепленных с передаваемыми качествами.
Необходимо отметить, что вся большая и важная работа по изучению мировой
коллекции овса проводится по единым методическим указаниям, разработанным и
составленным коллективом авторов Всероссийского научно-исследовательского
института растениеводства им. Н. И. Вавилова[14]. Это позволяет объективно
оценивать сорта, используя общепринятые и апробированные методики.
     1.3 Гибридизация как метод создания нового исходного материала.
Для получения нового исходного материала овса существует разнообразный спектр
методологических приемов [1, 3, 19, 20]. Проведенный анализ литературных
данных свидетельствует о том, что в мировой практике успехи в создании новых
форм с широким размахом изменчивости достигается с помощью скрещиваний [2, 8,
21, 22, 23]. Внутривидовая и отдаленная гибридизация являются основными
методами современной селекции овса.
Решающее значение при этом имеет подбор родительских пар для скрещиваний. Он
проводится по эколого-географическому принципу с учетом контрастности по
признакам и свойствам  вовлекаемых в скрещивания образцов. Используют лучшие
районированные и местные сорта. Они наиболее приспособлены к почвенно-
климатическим условиям определенной зоны. Их скрещивают с образцами, у
которых селектируемый признак выражен сильнее.
В зависимости от количества вовлекаемых в гибридизацию форм применяют простые
и сложные скрещивания. Для усиления ценных признаков используются насыщающие
(возвратные) скрещивания[1].
Использование в селекции овса межвидовой гибридизации в ряде работ дало
положительные результаты [1, 24]. Благодаря межвидовой гибридизации овса
посевного с византийским создано большинство сортов США, Канады, Австралии,
Аргентины. В результате отдаленных скрещиваний создаются генетически
обогащенные гибридные популяции, где встречаются линии с новыми
трансгрессирующими признаками, отсутствующими у исходных форм. Дикие виды
используются в селекции овса для передачи культурным сортам ряда ценных
признаков и свойств: высокого содержания белка и жира в зерне (Avena magna,
A. sterilis, A. fatua), устойчивости к болезням (A. ludoviciana, A. barbata,
A. ventricosa, A. vaviloviana, A. fatua), крупнозерности (A. magna, A.
sterilis, A. murphy), повышенной засухоустойчивости (A. clauda, A. sterilis)
и морозоустойчивости (A. ludoviciana).
Гибридизация – технически сложный и очень трудоемкий процесс, при котором
выполняется большой объем работ по скрещиванию родительских компонентов. Н.
Н. Ефременко [25] отмечает, что ни один из этапов скрещиваний (подготовка
метелок, кастрация, сбор пыльцы и опыление) еще не механизирован. Поэтому
низкий процент завязываемости семян является одним из существенных
препятствий в получении гибридов овса. Для его преодоления необходимо
совершенствование методики скрещиваний, обеспечивающей повышение
результативности. Для этого необходимы глубокие знания биологии цветения и
причин низкой завязываемости семян.
По мнению ряда авторов [16, 18, 23, 25, 26, 27, 28] завязываемость гибридных
зерновок зависит от следующих факторов: повышенной чувствительности цветков
овса к травмированию, воздействию на генеративные органы ветра, солнечных
лучей, повышенной температуры, пониженной влажности воздуха, от качества
пыльцы морфологических особенностей цветков растений разных сортов, а также
от квалификации исполнителя.
Изучая жизнеспособность генеративных органов овса Е. В. Лызлов [23, 26]
определил, что процесс открытия цветков пинцетом и удаления по одному
пыльнику снижал завязываемость семян на 16% при температуре воздуха 16-18 °С
и на 34% - при 23-24 °С.
С. И. Жегалов [28] указывал, что солнечные лучи губительно действуют на
рыльца раскрываемых в процессе кастрации и опыления цветков. Это подтверждено
и другими исследователями . Отрицательное воздействие прямых солнечных лучей
на собранную для опыления пыльцу установлено Е. В. Лызловым [26]. В сухом и
жарком 1972 г. им были получены следующие результаты по вариантам
скрещиваний:
1. кастрация и опыление на улице – 5.3% удачи;
2. кастрация на улице, опыление в помещении – 9.6% удачи;
3. кастрация и опыление в помещении – 15.6%.
Им также отмечено, что смачивание изоляторов в сухую и жаркую погоду
положительно сказывается на результатах гибридизации. Однако исследования В.
Е. Мережко и Н. А. Родионова [18] показали, что действие солнечных лучей на
рыльце пестика и даже незначительные его повреждения слабо влияют на
завязываемость зерен.
Проведенный анализ литературных данных свидетельствует о том, что важным
аспектом в исследованиях по цветению культурных растений является
жизнеспособность пыльцы. Известно, что пыльца злаков через 10-15 минут на
воздухе утрачивает жизнеспособность из-за потери большей части имеющегося в
ней запаса влаги. Качество пыльцы имеет большое значение при гибридизации.
Для опыления наиболее пригодны свежесобранные желтые пыльники, лопающиеся в
течении первой же минуты после их извлечения из цветка. Сбор и долговременное
хранение пыльцы нецелесообразно (Е. В. Лызлов, 1976) [23].
Обобщая результативность многолетних скрещиваний овса в НИИСХ Северо-Востока
им. Н  В. Рудницкого Г. А. Баталова [2] указала на то, что процент удачи при
скрещиваниях в значительной степени связан с размером цветка и его органов. В
ее опытах завязываемость гибридных семян при использовании в качестве
материнских форм крупноцветковых сортов овса была в 2-3 раза выше, чем при
работе с образцами, имеющими мелкие генеративные органы. Цветки с крупными
генеративными органами легче переносят принудительную кастрацию и опыление,
значительно меньше травмируются, у крупных пыльников выше пыльцеобразующая
способность.
По единогласному мнению большинства селекционеров индивидуальное мастерство
исполнителя играет важную роль в получении достаточного количества гибридов
овса. В работе Е. В. Лызлова [23] отмечена различная завязываемость семян при
осуществлении скрещиваний по одноименным комбинациям разными исполнителями.
Она составила (%): 7.8, 21.6, 24.5, 30.4, 37.2, 40.3.
По результатам проведенных исследований, связанных с особенностями цветения и
гибридизации овса, был предложен ряд методических приемов для повышения удачи
скрещиваний. В НИИСХ Северо-Востокак (Киров), в начале 70-х годов Н. Н.
Ефременко наряду с общепринятым принудительным проводила ограниченно
свободное опыление. Для этого кастрированные материнские метелки помещались
под изолятор вместе с отцовскими метелками. С целью ускорения работы рядки с
материнскими формами размещались в середине делянки, а с отцовскими – по
краям. Это избавляло от необходимости в срезании отцовских метелок и
подвешивании для них банок с водой или в выращивании материнских растений в
вазонах и ожидании определенного времени от кастрации до опыления.
Проведенные трехлетние исследования свидетельствуют о том, что ограниченно
свободное опыление обеспечивает получение в 2-2.5 раза большего количества
гибридных зерновок, чем принудительное при одном и том же количестве
исполнителей. В работах В. Н. Солдатова Г. Л. Петрова [16] в варианте с
ограниченно свободным опылением при подрезании цветковых чешуй на ½ у
материнских форм и на 1/3 - у отцовских получена более высокая завязываемость
в сравнении с принудительным – 27.5%. Самый высокий процент удачи (43.2) был
отмечен ими при опылении твел-методом с помощью устройства для опыления
метельчатых злаков, с подрезанием цветковых чешуй.
На основе обобщения литературных данных и собственных исследований Е. В.
Лызловым [26] была разработана методика гибридизации овса, обеспечивающая 51-
53% завязываемости. Материнские формы выращивались в вегетационных сосудах, а
отцовские высевались в поле в три срока. С начала выметывания кастрировались
12-14 наиболее развитых цветков. Кастрация производилась утром или вечером, в
жаркую погоду – тени. Опыление проводилось через 4-5 суток под навесом, а в
дождливую погоду – в теплице с 12 до 15-16 часов. Опыляли зрелыми, желтыми
пыльниками, лопающимися в первую минуту после извлечения из цветка. При
отсутствии качественной пыльцы разрыв между кастрацией и опылением мог
достигать 6-7 суток. Почва в сосудах с материнскими растениями постоянно
поддерживалась во влажном состоянии. В жаркие дни изоляторы смачивались
водой.
Необходимо отметить также метод гибридизации на срезанных побегах,
разработанный в Московской сельскохозяйственной академии имени К. А.
Тимирязева [29]. этот метод отличается от других тем, что все операции
(подготовка метелок, кастрация, опыление и доращивание гибридных зерновок)
проводятся при инкубировании срезанных побегов на питательных средах.
Кастрировать и опылять цветки на срезанных побегах легче в техническом
отношении. При использовании этого метода селекционер находится практически в
независимости от погодных условий. Поэтому выполнение гибридизации на
срезанных побегах позволяет контролировать температуру, влажность, защищать
генеративные органы растений от воздействия на них прямых солнечных лучей и
ветра. Данный метод снижает травмируемость цветков и позволяет существенно
интенсифицировать процесс скрещиваний.
Обобщая опыт ведущих отечественны и зарубежных селекционеров следуетотметить,
что завязываемость гибридных зерен улучшается в случаях использования
следующих приемов:
•        2. Оберегания генеративных органов растений от воздействия на них
при кастрации и опылении повышенныхтемператур, прямых солнечных лучей и
ветра;
•        1. Минимального травмирования цветка;
•        3. Опыления на 3-4 день после кастрации;
•        4. Повторного доопыления материнских метелок на 7-8 день после
кастрации, так как созревание рылец различных цветков происходит
неодновременно;
•        5. Опрыскивание изоляторов водой в период опыления и формирования
семян для повышения влажности воздуха вокруг цветка;
•        6. Опыления свежей и качественной пыльцой;
•        7. Использования в качестве материнских форм крупноцветковых
образцов овса;
          2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ          
С целью выявления факторов лимитирующих завязываемость гибридных зерновок
овса и разработки и усовершенствование технических приемов и методов
обеспечивающих получение достаточного количества гибридных семян был
поставлен ряд опытов со следующими задачами:
-         сравнение эффективности метода гибридизации на срезанных побегах  с
гибридизацией в полевых условиях;
-         изучение зависимости процента завязываемости от сроков опыления;
-         выяснение взаимосвязи процента удачи скрещиваний от морфо-
биологических особенностей материнских и отцовских образцов;
-         выявление степени влияния на завязываемость зерен травмирования
колосковых чешуй и цветков;
-         сравнение эффективности опыления смесью пыльцы овса и ячменя и
опыления чистой пыльцой овса.
Опыты проведены на полевом стационаре КемГУ. В скрещивания были вовлечены
румынский сорт - Miraj, сорт СС6490 из Великобритании и сибирский сорт Фобос.
Гибридизация осуществлялась принудительным способом. На метелке оставлялось
8-10 наиболее одновозрастных колосков. Кастрации подвергались первые (нижние)
цветки в колосках. Остальные цветки удалялись. Гибридизация на срезанных
побегах осуществлялась с использованием жидкой питательной среды следующего
состава: на 1 л дистиллированной воды 30 г сахарозы, 3 г лимонной кислоты,
0,3 г хлорамина, минеральное удобрение (согласно рекомендациям к применению).
Раствор менялся каждые 5 дней, при этом стебли материнских побегов
подрезались на 3-4 см. под углом 45-60 градусов. Опыление проводилось в 4
срока: на 3-й, 4-й, 5-й, и 6-й дни после кастрации. Для опыления
использовались желтые пылинки, лопающиеся в первую минуту после извлечения из
цветка, которые тотчас же вкладывались в цветки материнских растений.
Гибридизация в полевых условиях была проведена по комбинациям СС6490 х Miraj,
и Miraj, х СС6490 при опылении на 4-й день после кастрации.
                        3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ                        
По итогам проведенных опытов получены следующие результаты и сделаны
предварительные выводы. Наибольший процент завязываемости был получен в
комбинациях Miraj х Фобос (37 %), и СС6490 х Фобос (33%). Это, вероятно,
свидетельствует о высокой эффективности использования в качестве материнских
форм сортов  Miraj  и СС6490, обладающих крупными генеративными органами, и в
качестве отцовской формы сорта Фобос, имеющего некрупные, но хорошо
растрескивающиеся пыльники. Наименьший процент удачи был  получен в
комбинации Miraj   х СС6490, что скорее всего связано с тем, что сорт СС6490
обладает хотя и крупными, но плохо растрескивающимися пыльниками.
Таблица 1. Результативность гибридизации овса на срезанных побегах.
     
N п/п.Комбинация% удачи
2003 г.2004 г.
1СС6490*Miraj12.918
2Miraj*CC64903.46
3CC6490*Фобос9.732.8
4Фобос*СС64902.4-
5Miraj*Фобос10.737.1
6Фобос*Miraj22.2-
Количество опыленных цветков20581358
Количество завязавшихся зерен 220327
В среднем за год10.724.1
В зависимости от сроков опыления лучший процент удачи соответствовал опылению на 4-й день после кастрации (см. таблицу), а наименьшая эффективность гибридизации отмечены на 5-6-й дни. Это говорит о нежелательности затягивания сроков опыления. Таблица 2 Результативность гибридизации овса в зависимости от сроков опыления.
N п/п.Комбинация% удачи
День опыления
На 3-й деньНа 4-й деньНа 5-й деньНа 6-й день
1СС6490*Miraj2035.13.214.1
2Miraj*CC649012.14.112.30
3СС6490*Фобос39.535.14.927.3
4Miraj*Фобос366122.218.2
В целом процент завязывания гибридных зерновок в 2004г. был выше, чем в 2003г., что может свидетельствовать как о более благоприятных для гибридизации условиях в 2004г., так по значимости индивидуального мастерства при проведении скрещиваний. В опыте с опылением смесью пыльца овса и ячменя процент удачи был несколько выше (5%), чем в аналогичной комбинации при опылении чистой пыльцой овса (2%), но разница оказалась статически недостоверной. Сравнение результативности скрещиваний в полевых условиях и метода гибридизации на срезанных побегах показало значительное преимущество последнего (см. табл. 3). Это подтверждает мнение ряда исследователей о высокой эффективности данного метода. В результате обобщения литературных сведений ведущих селекционеров страны и собственных наблюдений выявлены методические приемы для повышения результативности скрещиваний. Таблица 3

Комбинация

N п/п.

Кол-во опыленных цветков

Кол-во завязавшихся зерен

% удачи

СС6490*Miraj111397.9
Miraj*CC6490215196
Результаты гибридизации овса (полевые условия 2004 г.) ВЫВОДЫ Овес способен формировать ценную кормовую и продовольственную продукцию. Он имеет высокий биологический потенциал продуктивности, который может быть в полной мере реализован в природно-климатических условиях Западной Сибири. Эта культура способна покрыть нужды региона в фуражном зерне и обеспечить получение ценной диетической продукции. Селекционная работа по устранению недостатков, которыми обладают возделываемые сегодня в нашем регионе сорта, и получению сортов удовлетворяющих современным требованиям производства имеет непререкаемую актуальность. Основным методом создания исходного материала для селекции овса является гибридизация. Однако на пути получения гибридов для изучения генетических особенностей культуры и создания новых сортов стоит серьезная проблема в виде низкой завязываемости семян при гибридизации. Решению этой проблемы было посвящено много работ ведущих селекционеров. Были достигнуты определенные успехи. Но все же имеется необходимость в дальнейшем изучении особенностей биологии цветения и причин низкой завязываемости гибридных зерен у овса для разработки методики скрещиваний, обеспечивающей получение достаточного для селекционных нужд количества гибридов. Сбор и обобщение литературных данных, а также собственные исследования, проведенные на первых этапах работы, позволили нам получить ценные сведения и наметить дальнейшие пути решения этой проблемы. Последующая работа позволит разработать эффективную методику скрещиваний. С использованием перспективных образцов, выделенных из мировой коллекции овса ВНИИР им. Н. И. Вавилова, эта методика обеспечит получение ценного селекционного материала, который станет основой для выведения новых сортов, в полной мере отвечающих требованиям современного производства и способствующих дальнейшей интенсификации сельскохозяйственной деятельности. ЛИТЕРАТУРА 1. Родионова Н. А., Солдатов В. Н., Мережко В. Е. и др. Культурная флора. Т. 2, ч. 3. Овес – М. 1994. 2. Баталова Г. А. Овес. Технология возделывания и селекции. – Киров. 2000. 3. Богачков В. И. Овес в Сибири и на Дальнем Востоке. – М., 1986. 4. Смищук Н. Г. Автореф. на соиск. ст. к. с.-х. н. – Л., 1985. 5. Сартакова С. В. Направления, результаты и перспективы селекции овса. / Cб. науч. тр. – Кемерово, 2001. 6. Пакуль В. Н., ЗаушинценаА. В., Овчаренко М. В. Возделывание ярового ячменя в лесостепи Кемеровской области.- Кемерово, 1998. 7. Сартакова С. В. Диетическая и фармакологическая ценность овса. / Вестник КемГУ № 4 (16). 2003. 8. Сартакова С. В. Роль мирового генофонда овса в решении приоритетных задач селекции в Западной Сибири / Ген. рес-сы культ-х раст-й. – Спб. 2004. 9. Баталова Г. А, Тулякова М. В. Генофонд ВИР – источник исходного материала в селекции овса. / Селекция, семеноводство и сортовая технология на Северо-Востоке Европейской части России. – Киров, 2001. 10. Юрьев В. Я. Методика селекции пшеницы на Харьковской станции. – М. 1939. 11. Вавилов Н. И. Ботанико-географические основы селекции. / Происхождение и география культурных растений. – Л. 1987. 12. Гончаров П. Л., Гончаров Н. П. Методические основы селекции. - Новосибирск, 1993. 13. Мережко А. Ф. Проблема доноров в селекции растений. / Вавиловское наследие в современной биологии. – М. 1989. 14. Методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса. – Л. 1984. 15. Родионова Н. А., Солдатов В. Н. К истории систематики рода Avena L. / Тр. по пр. бот., ген. и сел. – 1982, Т. 73, вып. 1. 16. Солдатов В. Н., Петров Г. Л., Богачков В. И. Биология цветения и методы гибридизации овса в Северном Зауралье. / Селекция и семеноводство – 1990. №2. 17. Цильке Р. А., Новикова В. А., Бородин М. Ф. Изменчивость признака открытого цветения у пшеницы в зависимости от сорта и метеорологических условий. / Науч. тр. СибНИИСХ. – Омск, 1971. – Т. 1, вып. 16. 18. Мережко В. Е., Родионова Н. А., Солдатов В. Н. Биология цветения и завязываемость гибридных зерен при скрещиваниях овса. / Тр. по прикл. бот., ген. и сел. Том 73, вып. 1. 1982. 19. Азовцева А. П. Создание крупнозерных сортов овса на основе гибридизации и химического мутагенеза. / Адаптивный подход в земледелии, селекции и семеноводстве с.-х. к-р в Сибири. Новосибирск. 1996. 20. Азовцева А. П. Использование химического мутагенеза для создания сортов овса, сочетающих высокую продуктивность с устойчивостью к полеганию, болезням и высоким качеством зерна. / Тезисы докл. генетико-селекц-й школы. Новосибирск. 1994. 21. Nishiyama J. Four types howering time in Avena. / Jap. J. Gen. 1970. Vol. 15 № 5. 22. Schulenburg H. Kreuzungsmetoden bei Hater. / An. Bot. 1965. 23. Лызлов Е. В. Состояние и перспективы селекции овса в центральной нечерноземной зоне РСФСР. / Селекция овса. Тр. НИИСХ Северо-Востока. Киров. 1976. 24. Лоскутов И. Г. Межвидовые скрещивания в роде Avena L. / Генетика, 2001. т. 37. № 5. 25. Ефременко Н. Н. Сопсобы опыления при гибридизации и их эффективность в селекции. / Селекция овса. Тр. НИИСХ Северо-Востока. Киров. 1976. 26. Лызлов Е. В., Магуров П. Ф., Латыпова Л. А., Захарова Л. А. Приемы повышения завязываемости овса при гибридизации овса. / Селекция и семеноводство, 6. – 1990. 27. Жегалов С. И. Скрещивание пленчатых овсов с голыми. / Науч. агр. Журн. – 1924 – т. 1, вып. 2. 28. Методические рекомендации по использованию метода гибридизации пшеницы и ячменя на срезанных побегах. – М. 1987.