Osvita.ua Высшее образование Рефераты Биология Селекція кукурудзи: сучасний стан, досягнення, завдання та напрямки, моделі сорту. Реферат
Загрузка...

Селекція кукурудзи: сучасний стан, досягнення, завдання та напрямки, моделі сорту. Реферат

Сучасний стан і досягнення селекції. Завдання і напрямки селекції, модель сорту. Вихідний матеріал і методи його створення, генетика ознак та властивостей

Коротка історія розвитку селекції кукурудзи в Україні і за кордоном

До плеяди визначних науковців, талановитих організаторів сільськогосподарської дослідної справи в Україні по праву відноситься Василь Якович Юр'єв — видатний учений-селекціонер, академік, заслужений діяч науки, доктор сільськогосподарських наук. Із його ім'ям нерозривно пов'язана історія Українського науково-дослідного інституту рослинництва.

У 1912 році Василь Якович отримав відрядження до США і звідти привіз насіння кукурудзи сорту Мінезота 23, на основі якого вивів сорти кукурудзи Харківська 23 та Харківська біла зубовидна. Йому належить пріоритет у створенні скоростиглих зубовидних сортів кукурудзи, які до цього часу не втратили свого селекційного та виробничого значення.

Із сортів, створених В. Я. Юр'євим і його учнями, поширеними були зимостійкі сорти озимої пшениці Ферругінеум 1239 і Еритроспермум 917, які сприяли розширенню посівів цієї культури в північних і східних районах. Їх і нині використовують у селекції на зимостійкість. [2]

Селекційну роботу з кукурудзою в Україні розпочато ще в 1908 році В. В. Палановим, який почав вивчати сорти виведені у США. Кращими сортами для північної і центральної України були визнані Мінезота 23, Король Філіп, Грушівська. В східній Україні були поширені такі сорти: Розебергська, Бесарабська, Броункоті. Крім сортовипробувань, В. В. Паланов у 1910 році розпочав роботу по селекції кукурудзи методом добору із кращих місцевих та іноземних сортів.

Селекційну роботу по одержанню міжсортових гібридів організував у 30-х роках XX століття Б. П. Соколов у Дніпропетровську на базі Інституту кукурудзи. В 1932 р. на державне сортовипробування був переданий перший міжсортовий гібрид Первенець, а в 1933 — перші міжлінійні гібриди Дніпропетровський і Прогрес.

Упродовж тисячоліть примітивна селекція дала хороші результати і сприяла створенню цінних форм культурних рослин, які дуже важко поліпшити, навіть застосовуючи сучасні методи селекції. Так, М. І. Вавилов (1927) наводить приклади вирощування в Перу сортів кукурудзи, об’єднаних в групу "Куско", з великими зернами, що в 3-4 рази більші за відомі нині форми.

У 1945 році були широко розгорнуті роботи по селекції кукурудзи на Чернігівській обласній державній сільськогосподарській дослідній станції, де В. О. Козубенко створив міжсортовий ранньостиглий гібрид Буковинський 1 та сортолінійні – Буковинський 2 та Буковинський 3, які в свій час займали найбільші посівні площі на території України, а також за її межами.

     

В 1932 році на державне сортовипробування був переданий перший міжсортовий гібрид Первинець, а в 1933 – перший між лінійні гібриди – Дніпропетровський і Прогрес. [5]

Досягнення в селекції культури

В Україні селекція кукурудзи ведеться в Інституті кукурудзи, Селекційно-генетичному інституті, Інституті землеробства, Інституті рослинництва, Інституті фізіології та генетики рослин АН України, Інституті зрошуваного землеробства, Українському державному аграрному університеті, Вінницькому сільськогосподарському інституті, Закарпатській, Луганській, Черкаській і Чернівецькій обласних державних сільськогосподарських дослідних станціях.

Кукурудза — це одна із небагатьох культур, селекції якої надають в Україні такої уваги. Це пов'язано з тим, що тут найбільш сприятливі умови для вирощування різних сортів і гібридів цієї культури, як за вегетаційним періодом, так і з давніми традиціями. В Україні одержані одні з перших міжсортові та міжлінійні гібриди.

З 2006 року виробництву України рекомендовано 353 сорти і гібриди кукурудзи. З них 45% української селекції, а решта – зарубіжної.

Значна увага в селекції кукурудзи приділяється створенню нового вихідного матеріалу з широкою генетичною різноманітністю. Впровадження в селекційну практику методику генотипової класифікації самозапильних ліній відкрило можливість цілеспрямованого батьківських пар для створення високогетерозисних гібридів та синтетичних популяцій. [3]

Завдання і напрями селекції

Завдання і напрями селекції рослин зумовлюються різноманітністю ґрунтово-кліматичних умов України, а також зростаючими вимогами сільськогосподарського виробництва до сортів.

Тому селекціонер повинен не тільки добре розуміти вимоги до сорту в даний момент, а й уміти передбачати зміни на десятки років наперед, оскільки створений ним генотип призначається для майбутнього виробництва. Крім того, селекційні програми визначають напрями використання конкретної культури.

Основними напрямами в селекції є підвищення врожайності та якості продукції, стійкості проти хвороб, шкідників та несприятливих умов зовнішнього середовища (посухостійкість, зимостійкість, стійкість проти вилягання), створення сортів, придатних для вирощування за інтенсивними технологіями з повною механізацією усіх процесів, а саме:

  • Селекція на високу врожайність
  • Селекція на ранньостиглість
  • Селекція на холодостійкість
  • Селекція на посухостійкість
  • Селекція на інтенсивність росту рослин та здатність пригнічувати розвиток бур’янів
  • Селекція на низькорослість рослин
  • Селекція на придатність до механізованого збирання
  • Селекція на реакцію до густоти рослин
  • Селекція на швидкість висихання зерна
  • Селекція на високу якість продукції
  • Селекція на стійкість проти хвороб та шкідників
  • Селекція на чоловічу стерильність
  • Селекція на рентабельність насінництва

Детальніше розглянемо такий напрямок селекції як "Селекція на ранньостиглість" так, як це є темою курсового проекту.

Селекція на ранньостиглість — одна із найбільш важливих проблем в Україні. Вирощування таких гібридів дасть можливість розширити посіви під цією культурою.

Крім того, раннє збирання дає змогу більш якісно підготувати ґрунт під урожай наступного року. Набір різних за вегетацією гібридів у господарстві дає можливість збирати їх в оптимальні строки, що істотно впливає на зменшення втрат урожаю. Групу стиглості в кукурудзи можна визначити за кількістю листків на рослині: чим їх більше, тим пізніше достигає зерно.

Так, по 12—13 листків у ранньостиглих, 14—16 —середньоранніх, 17—19 — у пізньостиглих. Незручність користування цим методом у тому, що перші 1—5 листків у різні роки всихають ще до цвітіння кукурудзи, тому селекціонеру необхідно робити помітки п'ятого листка, а потім вести підрахунки, коли появиться останній листок.

Існує класифікація груп стиглості кукурудзи за методикою ФАО, яка передбачає порівняння тих чи інших зразків з відомими стандартами, кожен з яких має умовне число одиниць. Гібриди з позначенням від 101 до 200 одиниць ранньостиглі, 201—300 — середньоранні і т. д.

Ми запропонували методику визначення групи стиглості кукурудзи за кількістю жилок (судин) на листкових пластинках. Якщо їх 12 — то це рослина ранньостигла, якщо 13—15 — середньорання, 16—20 — середньостигла.

Жилки можна підраховувати, починаючи з сьомого листка і до останнього. Кількість їх не змінюється при вирощуванні одного й того ж зразка в різних ґрунтово-кліматичних умовах, при різній густоті насадження, удобренні, строках сівби. [3]

Вимоги до нових сортів

Ранньостиглі гібриди кукурудзи в даний час мають велике народногосподарське значення. Перш за все вони повинні забезпечити підвищення врожайності зеленої маси кукурудзи з високим вмістом сухої речовини і, отже, заготівку силосу з хорошими кормовими якостями в північних районах країни, а також значне розширення площ зернової кукурудзи в північних районах з обмеженим періодом вегетації і в південних — за рахунок повторних посівів, особливо на поливі. Крім того, ранньостиглі гібриди — кращі попередники озимини і інших культур.

По господарському використанню скоростиглі гібриди бувають універсального призначення або роздільного (зерно і зелена маса). До теперішнього часу немає єдиної думки, чи потрібні універсальні гібриди. Так, Г. С. Галєєв и В. С. Сотченко вважають, що при створенні і районуванні нових гібридів слід чітко розрізняти їх зернові і кормові якості стосовно відповідних зон країни.

Існує думка, що хороші зернові гібриди придатні і на силос, але це— ідеальний випадок. Цінність кукурудзи різна при прибиранні її на зерно і силос. Для зернових гібридів важливий урожай качанів, вихід зерна і абсолютно не обов'язково мати добре облистяне продуктивне стебло. При прибиранні на силос і зелений корм суха речовина стебла і особливо листя є основною гідністю.

Пінтер порівнював гібриди силосного типу із зерновими і показав, що немає взаємозв'язку по урожаю сухої речовини між покращуваними зерновими і силосними гібридами. В умовах континентального клімату ідеальні кормові гібриди повинні мати близько 30% зерна. При відборі на якість дуже важливі співвідношення вуглеводів в кормі. За змістом білка і засвоюваності сухої речовини відмінності між силосними і кормовими гібридами істотні. Кормові гібриди продукували більше неструктурних вуглеводів, чим їх можна зберегти, надлишок їх запасався в основному в стеблі нижче за качан. [8]

Вихідний матеріал для селекції культури

Основу сучасного початкового матеріалу для скоростиглих гібридів кукурудзи складають ранньостиглі і среднєранні сорти і самозапильні лінії вітчизняної і зарубіжної селекції. Вони використовуються при створенні міжлінійних і сортолінійних гібридів для вирощування на зерно, на силос або універсального призначення.

На відміну від інших груп скороспілості ранньостиглий матеріал представлений порівняно невеликою кількістю зразків, що утрудняє селекцію скоростиглих гібридів і вимагає розгортання широкомасштабної і ефективної роботи по виведенню такого початкового матеріалу.

Селекція скоростиглої кукурудзи починалася з інтродукції і народної селекції скоростиглих сортів і популяцій в кожній конкретній ґрунтово-кліматичній зоні, внаслідок чого отримано багато сортообрачцов, що важливо для сучасної селекції. Унаслідок вивчення і перезапилення завезених сортів створені нові сорти, які найбільш пристосовані до регіональних умов обробітку.

Так, в умовах Західного Сибіру отримані скоростиглі сорти Мешканка півночі, Омська 1, Омська 2, Омська 4, Омська 5, Омська 8, Омська 10, Хакаська 2, Хакаська 4, Кулундінка, Славгородськая 996, Алтайська скоростигла, у Центральній нечорноземній зоні — сорти Московська 3, Московська 5, Московська скоростигла (Московська популяція), в Західній Україні — Жовта крупнозернова, Оранжева, Дублянка 9, Дублянка 7, Львівська 1 і так далі.

На значення ранньостиглих сортів як початкового матеріалу для селекції скоростиглих гібридів указує Г. Шмараєв, що виділив ранньостиглі крем'янисті (Ськво покращувана, Бурлей Коупті, Перловідная крем'яниста, Пундуріс, Киюшка, Спасов-ськая, Двенадцатка, Гібрид 2), місцеві сорти Далекого Сходу, Північного Кавказу і Закарпаття (К-9271, 9424, 11517, 11519, 11522) і зубовидні сортообразцы (Червоний корал, МД-44-54 і ін.).

За 1964—1987 рр. вивчено понад 250 сортообразцов, зокрема близько 100 ранніх і середньоранніх. Більшість з них відрізняються жовтим крем'янистим зерном, кущистістю, хорошою холодостійкістю, середньою продуктивністю і можуть бути використані для створення скоростиглих гібридів на зерно і особливо' на силос для зон з коротким вегетаційним періодом. Найбільше значення в умовах Лісостепу України представляють сорти найраніші (9—12 листя)

Особливо цінні сорти з високою (Старінськая місцева, Скоростигла 6, Шиндельмайзер, Крем'яниста жовта 375) і середньою комбінаційною здатністю (Воронежська 80, Зубовидна 3135, Глорія Янецкого, Гелбер Ландманс, Белозерная крем'яниста 48, Белозерная крем'яниста 16, Міндсентпусті Фехер і ін.), з яких в умовах Центрального Лісостепу УРСР виходять найбільш продуктивні і такі, що надійно дозрівають гібриди.

Вивченню вітчизняної і світової колекції самозапильних ліній і виділенню скоростиглих зразків присвячені роботи, автори яких сходяться на тому, що в світовій колекції мало хороших скоростиглих ліній, що відповідають сучасним вимогам виведення високопродуктивних скоростиглих гібридів.

Для створення скоростиглих високо урожайних гібридів кукурудзи пропонується 53 лінії, що виділяється по комплексу біологічних і господарсько-цінних ознак зі світової колекції ВІР.

У каталозі світової колекції ВІР "Генетичні джерела і донори ознак і біологічних властивостей кукурудзи" описано 44 ранньостиглих ліній вітчизняною і 43 зарубіжних селекції, що в сукупності складає менше 5% всіх ліній і світової колекції ВІР.

Крім того, багато з них разом з хорошою скороспілістю не відповідають таким найважливішим господарський біологічним ознакам, як продуктивність, КС, стійкість до вилягання, хвороб і шкідників, висота прикріплення нижнього качана і іншим показникам, тобто скоростиглий генофонд кукурудзи дуже бідний і його необхідно поповнювати.

У світовій і вітчизняній колекції дуже мало ліній, придатних для виведення скоростиглих гібридів з широкою пластичністю. Як правило, лінії, задовільні для однієї зони виявляються непридатними або малопридатними для іншої, потрібний зональний підхід у вивченні ліній і формуванні своїй робочій колекції.

Кращі лінії робочої колекції класифіковані по найважливіших господарсько-біологічних ознаках. У основу класифікації ліній по скороспілості покладено число листя на головному стеблі або число міжвузлів, оскільки між цими ознаками, на нашу думку, існує позитивна кореляція (г=0,875). Як додаткові показники виступає розділення ліній по одиницях ФАО і довжина вегетаційного періоду (у днях) від сходів до цвітіння 50% качанів і до повної стиглості зерна по настанню "темного шару".

Середньоранні і особливо среднестиглі лінії, частково використовувані для створення скоростиглих гібридів, часто мають жовте зубовидне зерно, довший качан (до 18 см), збільшену кількість рядів зерен в качані (до 20). Висота рослин доходить до 200 см, висоти прикріплення нижнього качана 80—90 див. Кущистість у таких ліній, як правило, невисока, стійкість до вилягання і ламкості стебла вища, холодостійкість нижча, продуктивність більша, ніж у ранньостиглих ліній.

Варіювання окремих ознак між лініями дуже велике, унаслідок чого при створенні скоростиглих високопродуктивних гібридів потрібний підбір взазаємодоповнюючих по комплексу ознак ліній. В результаті багаторічного вивчення по основних господарсько-біологічних ознаках в робочу колекцію включені наступні кращі лінії: дуже ранні (10—12 листя, ФАО 100—150) — Вс 2930, Вс 2923, 3412; ранньостиглі (13—14 листя, ФАО 150—200) — СМ 7, ОМ 236, ОМ 5614, Ул 8-1, Вс 7417, Вс 4812, 164-2; середньоранні (15— 16 листя, ФАО 200—250) — F 2, F 7, F 115, З 125, CG 10, З 106, З 72-75-13, З 151, СМ 5, Be 27D6, Вс 073, Вс 4789 і т. д. [8]

Генетика господарсько-цінних ознак та властивостей

Кукурудза – дуже зручний об’єкт для генетичних досліджень, так як має порівняно невелику кількість хромосом (n=10), які добре відрізняються за довжиною, розміщенням центромери, наявністю здуттів і т. д. Кукурудза одна з перших рослин, для яких складені найбільш повні генетичні і цитоплазматичні карти хромосом.

Добре вивчені гени, що обумовлюють хімічний склад і структуру ендосперми. Найбільше значення з них має ген 02.

Під впливом гена fl2 зростає вміст лізину, але дія його слабша, ніж гена 02.

В крохмалі зерна звичайної кукурудзи міститься до 25-27% амілази. Вивчено дію ряду генів, що обумовлюють збільшення її кількості. Так, ген d4 підвищує долю амілази в крохмалі до 35%, sn2 – до 40%, ае – до 60%.

Присутність гену wx визначає склад крохмалю воскової кукурудзи, що складається повністю з амілопектину.

У кукурудзи відомо більше 20 генів, що впливають на висоту стебла, з яких найбільше значення для селекції має рецесивний ген, який в гомозиготному стані знижує висоту рослин за рахунок вкорочення міжвузлів, що розташовані нижче початку.

У кукурудзи виявлено 9 гаметофітних факторів, що є причиною перехресної несумісності. [3]

Список використаної літератури

  1. Білоножко М. А. В. И. Шевченко "Рослинництво. Інтенсивна технологія вирощування сільськогосподарських культур" - К.: Вища школа 1990 р.
  2. Гурьев Б. П., Гурьева И. А. Селекциф кукурудзы на раннеспелость. – М.:Агропромиздат, 1990 р.
  3. Заїка С. П. Скоростигла кукурудза. – К.:Урожай, 1987 р.
  4. Зінченко О. І. Рослинництво: Підручник – К.: Аграрна освіта, 2003 р.
  5. Зозуля О. Л., Мамалига В. С. Селекція і насінництво польових культур. – К.;Урожай, 1993 р.
  6. Молоцький М. Я. та ін. Селекція та насінництво польових культур. – К.: Вища школа, 1994 р.
  7. Молоцький М. Я., Васильківський С. П., Князюк В. І., Власенко В. А. Селекція і насінництво сільськогосподарський рослин: Підручник. – К.: Вища освіта, 2006 р.
  8. Чучмий И. П., Моргун В. В. Генетические основи и методи селекции скороспелих гибридов кукурудзы. – К.: Наукова думка, 1990 р.


28.11.2011

Чтобы получать первым
все новости от «Osvita.ua»
в Facebook — нажмите «Нравится»

Освіта.ua

Спасибо,
не показывайте мне это!