Характеристика редиплоидных линий кукурузы селекции ВИР по комбинационной способности и реакции на ЦМС

Актуальность. Селекция гибридной кукурузы требует постоянного обновления исходного материала. В этой связи к числу приоритетных задач селекции культуры относится расширение спектра генетической изменчивости родительских линий, используемых при создании гетерозисных гибридов. Инновационным подходом для решения этой проблемы является получение редиплоидных линий из тетраплоидной популяции.

Результаты. Материалом исследования служили 106 редиплоидных линий, которые были созданы с использованием метода разложения популяции триплоидов, полученных от скрещивания растений тетраплоидной популяции с широкой генетической основой и диплоидной линии, с последующим отбором диплоидных форм. В системе скрещиваний с 37 стерильными тестерами различных групп спелости ФАО дана оценка комбинационной способности редиплоидных линий и изучена реакция на ЦМС М- и С-типов. Полевые испытания проведены в условиях степной зоны Кабардино-Балкарии в 2019 году. Выделено 46 линий (43,3%) с комбинационной способностью в диапазоне от сверхвысокой до хорошей и 78 линий (73,6%), закрепляющих признак ЦМС. Среди них 59 линий (55,7%) закрепляли стерильность при ЦМС М-типа, 15 линий (14,1%)  - при ЦМС С-типа и 4 линии закрепляли стерильность при обоих типах ЦМС, 16 линий (15,1%) восстанавливали фертильность при ЦМС М-типа, 11 линий (10,4%)  ˗ при ЦМС С-типа и одна линия оказалась универсальным восстановителем фертильности пыльцы. Ранжирование по продолжительности межфазного периода «всходы  - цветение початков» показало, что большая часть линий, характеризующихся способностью закреплять стерильность или восстанавливать мужскую фертильность при М- и С-типах ЦМС (66,0%), а также комбинационной способностью от сверхвысокой до хорошей (32,6%) находится в группе с продолжительностью периода цветения початков 51-55 дней. По результатам оценки уборочной влажности зерна выделены гибриды ♀(РГС246с × OL213) × ♂92с5986_·2·3, ♀714М × ♂1/67_-1 и ♀714М  ×  ♂92н136_-4, со значениями 13,6%, 13,9%, 14,0% соответственно, а максимальными значениями селекционного индекса отличались гибриды ♀714М × ♂1/67_-1, ♀(OL563С × KL1392) × ♂92с 0653_·2·1·2 (5,03 и 5,13 соответственно).

Заключение. Редиплоидные линии кукурузы перспективны для использования в качестве исходного материала для селекции гибридной кукурузы. 

1. Албертс Б., Брэй Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки: [перевод с английского]. В 5 томах. Т. 4. Москва: Мир. 1987. С.17-18

2. Анашенков С.С. Анализ комбинационной способности новых самоопыленных линий и тестеров кукурузы. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012;80(06):264-273. URL: http://ej.kubagro.ru/2012/06/pdf/01.pdf [дата обращения: 25.12.2019].

3. Beckett J.B. Classification of Male-Sterile Cytoplasms in Maize (Zea mays L). Crop Science. 1971;11(5):724-727. DOI: 10.2135/cropsci1971.0011183X001100050037x

4. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований. Москва: Агропромиздат; 1985.

5. Галеев Г.С. Результаты изучения и селекционного использования цитоплазматической мужской стерильности кукурузы на Кубанской опытной станции ВИР. В кн.: Цитоплазматическая мужская cтерильность в селекции и семеноводстве кукурузы. Киев; 1962. С. 8-38.

6. Гонтаровский В.А. Генетический контроль боливийского типа ЦМС у кукурузы. Генетика. 1980;16(1):143-155.

7. Горбачева А.Г. Открытие и генетическая идентификация типов ЦМС у кукурузы. Кукуруза и сорго. 2019;(2):22-34. DOI: 10.25715/KS.2019.2.31830

8. Гордей И.С., Белько Н.Б., Гордей И.А. Молекулярно-генетические эффекты дупликации генома у ржи (Secale cereale L.) Фактори експериментальноi еволюцii организмiв. 2013;13:156-161

9. Филев Д.С., Циков В.С., Золотов В.И., Логачев Н.И. Методические рекомендации по проведению полевых опытов с кукурузой. Днепропетровск: ВНИИ кукурузы; 1980.

10. Хатефов Э.Б., Щербак В.С. Цитогенетические исследования семенной продуктивности тетраплоидной кукурузы. Вестник Кабардино-Балкарского государственного университета. Серия: Биологические науки. 2002;(5):83-88.

11. Хатефов Э.Б., Шацкая О.А. Применение гаплоиндукторов в гетероплоидных скрещиваниях для расширения разнообразия генетической основы кукурузы. В кн.: Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке: состояние, проблемы, перспективы: тезисы докладов II-й Вавиловской международной конференции; 26-30 ноября 2007; Санкт-Петербург, Россия. Санкт-Петербург: ВИР; 2007. С.367-369.

12. Хатефов Э.Б., Керв Ю.А., Бойко В.Н., Головина М.А., Аппаев С.П. Расширение генетического полиморфизма исходного селекционного материала кукурузы методом редиплоидизации тетраплоидных популяций. Таврический вестник аграрной науки. 2018;16(4):192-203. DOI: 10.25637/TVAN.2018.04.18

13. Крупнов В.А. Генная и цитоплазматическая мужская стерильность. Москва: Колос, 1973.

14. Кукеков В.Г. Широкий унифицированный классификатор СЭВ и международный классификатор СЭВ видов Zea mays L. Ленинград: ВИР; 1977.

15. Магницкий К.П. Диагностика потребности растений в удобрениях. Москва: Московский рабочий; 1972.

16. Орлянский Н.А. Селекция и семеноводство зерновой кукурузы на повышение адаптивности в условиях Центрального Черноземья: дис. … д-ра с.-х. наук. Воронеж; 2004.

17. Родионов А.В. Полиплоидия и межвидовая гибридизация в эволюции цветковых растений. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013;17(4/2):916-929). URL: https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/212 [дата обращения: 25.12.2019].

18. Сотченко В.С., Горбачева А.Г., Багринцева В.Н, Сотченко Е.Ф., Лавренчук Н.Ф., Супрунов А.И., Толорая Т.Р., Жуков Н.И., Смирнова Л.А. Методические указания по производству гибридных семян кукурузы. Пятигорск: Всероссийский научно-исследовательский институт кукурузы; 2019.

19. Шмараев Г.Е., Матвеева Г.В. Методические указания по изучению и поддержанию образцов коллекции кукурузы. Ленинград: ВИР; 1985.

20. Sprague G.F., Tatum L.A. General vs. combining ability in single crosses of corn. Journal of the American Society of Agronomy. 1942;34(10):923-932.

21. Тарутина Л.А., Посканная С.И., Капуста И.Б., Хотылева Л.В. Характер проявления комбинационной способности самоопыленных линий кукурузы в онтогенезе. Сельскохозяйственная биология. 1991;(1):65-69.

22. Яковлев Г.В. К методике оценки комбинационной способности стерильных линий и сортов репчатого лука. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1980;66(2):62-72.