Методы селекции яровой твердой пшеницы (T. durum Desf. ) на продуктивность и качество зерна в Нижнем Поволжье

• Автор: Васильчук, Николай Сергеевич
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 78 с. : ил.; 20х14 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Яровая твердая пшеница в засушливой зоне юго-востока России является важной продовольственной, экономически ценной культурой и служит незаменимым сырьем для производства высококачественных макаронных изделий и продуктов детского питания. К сожалению, за последние 30 лет посевная площадь под ней резко сократилась. В Саратовской области, например, она уменьшилась более чем в 11 раз и в 1997 г. составила всего лишь 81 тыс. га.
Одна из главных причин сокращения посевных площадей в Поволжье -более высокая требовательность ее к условиям выращивания, особенно к уровню влагообеспечеяности. Вторая не менее важная - экономическая. Невысокие цены на зерно и продуктов его переработки при более низкой урожайности, по сравнению с мягкой, делают ее пока неконкурентоспособной в засушливой зоне Юго-Востока.
Совершенствование существующих и разработка новых методов селекции в условиях экономического кризиса приобретают еще большее значение, поскольку позволяют ускорить создание более адаптированных к этим жестким условиям, скороспелых, засухоустойчивых сортов, способных формировать стабильно высокий урожай зерна отличного качества.
Предлагаемая к защите диссертация посвящена совершенствованию и разработке новглх методов и подходов для решения теоретических и практических задач селекции яровой твердой пшеницы, созданию новых более продуктивных сортов с широкой агроэкологической адаптивностью, отличающихся стабильным формированием высококачественного, коммерчески ценного зерна.
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований является разработка новых и совершенствование существующих методов и приемов селекции яровой твердой пшеницы на стабильную урожайность и высокое качество зерна в засушливых условиях и создание на их основе принципиально новых сортов.
В процессе исследований предполагалось решить следующие задачи:
• изучить исходный материал и использовать его в селекции яровой твердой пшеницы в засушливых условиях;
• разработать новые методы и приемы опенки селекционного материала на качество клейковины на разных этапах селекционного процесса;
• усовершенствовать приемы, разработать новые методы и приборы для количественной оценки селекционного материала: по степени желтизны крупки (семолины), муки и кулинарным достоинствам конечных продуктов;
• разработать методы оценки и создания исходного материала на устойчивость к прорастанию зерна в колосе;
• модернизировать систему записи родословной;
• создать и внедрить в производство новые засухоустойчивые сорта яровой твердой пшеницы с высокими технологическими качествами зерна;
• разработать схему коммерческого семеноводства, адаптированную к современным условиям хозяйствования в соответствии с законами “О селекционных достижениях” и “О семеноводстве”.

Научная новизна исследований заключается в следующем:
• на основании изучения большого объема местного селекционного материала и образцов мировой коллекции, анализа их родословных выделены перспективные генотипы и показана их роль в создании новых сортов;
• показана возможность получения трансгрессивных форм при селекции яровой твердой пшеницы на высокое содержание каротинои-двых пигментов в зерне и отличный цвет макаронных изделий;
• усовершенствованы и разработаны методы ж приборы: счетчик семян автоматический CCA-1 и ССА-2М для отбора генотипов на крупность зерна, MHKpoSDS-седимеятационный анализ для оценки и отбора генотипов на прочность клейковины, пресс спагетный лабораторный ПСЛ-13 для получения стандартных спагетти из образца 25-50 г, измеритель прочности спагетти ИПС-2 для оценки их кулинарных свойств, метод определения индекса желтизны крупки и муки, метод оценки и отбора устойчивых к прорастанию зерна в колосе генотипов в камере;
• усовершенствована схема селекционного процесса для создания
сортов с высоким качеством зерна;
• модернизирована система записи родословных;
• созданы новые сорта Саратовская 57, Саратовская 59, Саратовская золотистая, Людмила, Валентна и Ник, сочетающие повышенную урожайность с отличным качеством клейковины;
• предложена схема семеноводства, адаптированная к современным условиям хозяйствования;
• научная новизна работы подтверждена пятью авторскими свидетельствами и тремя патентами на сорта яровой твердой пшеницы.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований.
Усовершенствованные методы, приемы и приборы оценки исходного и селекционною материала, оптимизация селекционного процесса яровой твердой пшеницы позволили, не снижая объема селекционных питомников, уменьшить затраты и повысить эффективность селекции на: повышенную адаптивность, скороспелость, устойчивость к полеганию, крупность зерна, качество клейковины, содержание карошноидных пигментов, прочность сухих и вареных спагетти, устойчивость к пыльной головне и к вирусу желтей карликовости ячменя. Эти методы и приборы, а также селекционный материал НИИСХ Юго-Востока успешно используется во многих селекционных центрах России.
Создано шесть сортов, из которых пять внесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, на три из них получены патенты РФ и они включены в. Госреестр охраняемых селекционных достижений. Все сорта - Саратовская 57, Саратовская 59, Саратовская золотистая, Людмила, Валентина и Ник - отличаются высокими показателями качества клейковины. Два из них - Саратовская золотистая и Ник - уникальны по содержанию каротиноидных пигментов в зерне. С 1998 г. в государственном: сортоиспытании находится новый, устойчивый к пыльной головне сорт Ник.

из важнейших признаков качества зерна твердой пшеницы; б) использовать его как критерий отбора ценных но этому признаку генотипов; в) провести более глубокий генетический анализ потомств, где в качестве одной из родительских форм была Саратовская золотистая; г) широко использовать Саратовскую золотистую в качестве донора этого важною признака в дальнейших селекционных программах.
Таблица 8. Коэффициенты корреляции между индексом желтизны крупки и муки и основными показателями урожая и качества зерна
Показатели 1996 1997 1998
урожая и качества зерна крупка мука крупка мука крупка мука
Урожай зерна 0,20 0,02 0,02 0,10 0,06 0
Натура зерна -0,48** -0,45** -0,51** -0,52** -0,31 -0,43*
Масса 1000 зерен 0,23 0,34 0,33 0,25 0,50** 0,51**
Содержание каротаноидов 0,82** 0,85** 0,76** 0,73** 0,91** 0,93**
Содержание белка -0,14 -0,09 -0,03 0,18 -0,13 -0
Содержание золы 0,14 -0,29 -0,02 -0,03 -0,17 -0
Содержание клейковины -0,42* -0,42* -0,13 0,07 -0,04 0
Качество клейковины (ЙДК-1) -0,51** -0,42* -0,05 -0,09 0,10 0
При изучении в 1991 году 160 линий - потомств F3 Саратовская золоти-стая/Д-1995 - было выделено 140 линий (88/5), степень желтизны муки которых была достоверно выше, чем у линии Д-1995, у которой Ь% = 15,6, и приближалась к уровню Саратовской золотистой, у которой Ь% = 24,4. Наследуемость признака оказалась очень высокой - ti = 86,3.
Высокая наследуемость степени желтизны семолины была отмечена в опытах, проведенных в университете штата Северная Дакота (США), - от 52 до 69% (R.A Johnston, J.S. Quick, and J. J. Hammond, 1983). Авторы отметили аддитивный эффект генов.
При дальнейшем изучении этого признака П.Н. Мальчиковым (1997) в Самарском НИИСХ было установлено наличие у Саратовской золотистой двух сильных генов с аддитивным эффектом, что характеризует этот сорт как отличный донор содержания каротиноидных пигментов в зерне.
Мы установили, что индексы желтизны крупки и муки не были связаны с показателями величины урожая, массы 1000 зерен (существенно лишь в 1998 году), содержания белка и клейковины, а также их качества, что дало возможность в дальнейшем вести селекцию по этим признакам независимо сгг последних (табл. 8).
Практика нашей лаборатории убедительно подтверждает результативность селекции твердой пшеницы на этот признак. На рис. 16 показана