Конкурентные взаимодействия растений сортов яровой пшеницы с разным числом генов карликовости в диаллельных модельных популяциях и их учет при отборе

• Автор: Ахмедов, Тимур Шамильевич
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Глава 2. КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ РАСТЕНИЙ ЯРОВОЙ
ПШЕНИЦЫ В ЧИСТОСОРТНЫХ ПОСЕВАХ И В ГЕТЕРОГЕННЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ. ГЕНЕТИКА КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
2.1. Взаимоотношения растений в искусственных популяциях
2.2. Гомогенные и гетерогенные посевы
2.3. Подходы к изучению эффектов взаимовлияния растений
2.4. Популяционная плотность и эффект взаимовлияния растений
2.5. Взаимовлияние растений в фитоценозе
2.6. Конкурентоспособность сорта
2.7. Закономерности наследования количественных признаков
и методы их изучения
2.8. Метод модельных популяций и его использование
2.9. Модификационная и генотипическая изменчивость
2.10. Коэффициент наследуемости и возможности его использования в
селекционной работе
2.11. Корреляционный и регрессионный анализы и их применение в
селекции
2.12. Использование компьютерной технологии для статистического
анализа и моделирования в селекции
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Цель и задачи исследований
3.2. Материал, методика и схема опытов
3.3. Почвенно-климатические условия проведения опытов
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Характер проявления количественных признаков у пшеницы в чистосортном посеве в зависимости от генотипических различий
сортов и метеорологических условий года
4.2. Влияние межгенотипических взаимодействий на проявление
количественных признаков у пшеницы
Изменение высоты стебля в условиях конкуренции
Генотипическая специфичность изменения длины главного колоса
4.3. Зерновая продуктивность яровой пшеницы в чистосортных посевах
и в гетерогенных популяциях
4.4. Влияние межгенотипических взаимодействий на степень проявления
элементов продуктивности у растений пшеницы
4.5. Закономерности модификационной изменчивости и генотипического
варьирования количественных признаков у яровой пшеницы
4.6. Наследуемость количественных признаков у яровой пшеницы
4.7. Корреляции между количественными признаками у сортов пшеницы
в зависимости от межгенотипической конкуренции растений
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
По данным экспертов ООН, за последнее тысячелетие население Земли возросло в 18 раз. И если для первого удвоения его численности в этот период потребовалось 600 лет, то для второго - 230, а для последнего - менее 38 лет. В XXI веке земляне вступили с численностью населения 6 млрд человек. При таком быстром росте народонаселения его потребности в продуктах питания стали существенно опережать производство сельскохозяйственной продукции. Особенно резко этот разрыв отмечается в развивающихся странах, где проживает две трети населения Земли, а сельскохозяйственной продукции производится только 38 %. В таких условиях стала очевидной срочная необходимость повышения продуктивности растений и снижения затрат искусственной энергии на производство единицы продукции.
В середине XX столетия мировое сообщество предприняло энергичные меры в этом направлении. Комплекс мероприятий, осуществленный с целью резкого увеличения производства сельскохозяйственной продукции, и прежде всего зерна, дал весьма положительные результаты, что позволило на время снять угрозу расширения зоны голода. «Зеленая революция», «Пшеничный переворот» и др. не были бы возможны без участия селекционеров в этих гигантских программах в области сельскохозяйственного производства. Не случайно, первая Нобелевская премия мира за вклад в решение продовольственной проблемы, и особенно за осуществление «Зеленой революции», была присуждена в 1970 году селекционеру Норманну Эрнесту Борлоугу. Представляя лауреата при вручении этой премии, Осе Лионес сказала: «Никто другой из его поколения не сделал столько для того, чтобы дать хлеб голодному миру ...»'. До сих пор
1 Лауреаты Нобелевской премии. Энциклопедия. Т.1 - М.: Прогресс, 1992, С. 160-163.

главную свою цель Н.Э. Борлоуг видит в том, чтобы «прокормить» 100 миллионов человек - на столько каждый год увеличивается населения нашей планеты2. К 2025 году его численность достигнет 8,3 млрд человек. Поэтому, как считают многие специалисты, в XXI веке предстоит вторая «Зеленая революция». Без этого нельзя будет обеспечить человеческое существование всем, кто пришел и придет в этот мир.
Для удовлетворения спроса населения на основные продукты питания необходимо значительное увеличение темпов производства зерновых культур. Пшеница является наиболее важной зерновой культурой, дающей почти 30 % мирового производства зерна и снабжающей продовольствием более половины населения земного шара. По данным ФАО (1999 год), пшеницу возделывают на огромной территории - более 227,1 млн га, что составляет 32,4 % всей мировой площади под зерновыми культурами. Основные посевы находятся в Евразии - 72,1 %, в том числе в России - 20,0 и Америке - 20,2 %. Меньше в Африке (3,8 %) и Океании (4,2 %).
Больше половины посевов пшеницы (55 %) размещен в экономически развитых странах, которые производят 57,5 % зерна (общее производство в мире 510 млн т) со средней урожайностью 2,48 т/га.
Основное производство зерна сосредоточено в США, Канаде, Австралии, России, Италии, Испании, Румынии, Франции и Великобритании. Во Франции и Великобритании урожайность наиболее высокая - 5,0-6,9 т/га. Контрастно выглядит урожайность зернового поля в России и Казахстане, где она составляет соответственно 2,0 т/га и
1,0 т/га. Это свидетельствует о большом потенциале увеличения
2 Материалы Международной конференции «Семена возможностей: перспективы сельскохозяйственной биотехнологии». - Лондон, 2001. Май-июнь. (см. журнал «Экология и жизнь», 2001. №4(21). С. 16-23).

вариантах и дозах внесения удобрений, при орошении и без его применения и т.д. Все это позволило взглянуть на проблему в целом и выявить общебиологические закономерности (Гужов, 1994, Гужов, Туманян, 1997, 1999).
Изучение наследуемости различных количественных признаков в модельных популяциях яровой пшеницы выявило существенные различия коэффициента наследуемости разных признаков и их сильную зависимость от состава популяции. В популяциях из контрастных по комплексу признаков сортообразцов значения коэффициента наследуемости были высокими, в частности, по высоте стебля этот показатель достигал величины 91 %. Высокие значения коэффициента наследуемости (до 78%) отмечены в этих популяциях и в отношении длины главного колоса.
Коэффициент наследуемости главного селекционного признака -массы зерна с растения - был значительно ниже (до 49 %) и лишь в отдельных случаях в условиях межгенотипической конкуренции растений достигал 60-63 %. Из этого следует, что эффективность отбора по массе зерна с растения даже в гетерогенных популяциях была бы невысокой. Чтобы добиться успеха, необходимо многократно увеличить объемы выборки по данному показателю. Проведенный авторами анализ показал, что отбор на увеличение зерновой продуктивности будет более результативным, если его проводить не по продуктивности самого растения, а по продуктивности главного колоса. Во-первых, этот показатель характеризуется более высокой фенотипической стабильностью, а во-вторых, значения коэффициента наследуемости массы зерна с главного колоса более высокие, чем продуктивность растений (в отдельных вариантах они на 12-23 % выше).