Селекционные и генетические аспекты использования цитоплазматической мужской стерильности кукурузы

• Автор: Горбачева, Анна Григорьевна
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 235 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1Л. Открытие и генетическая идентификация типов ЦМС

у кукурузы
1.2. Механизмы стерилизации и цитологические особенности развития пыльников стерильных и фертильных растений кукурузы

1.3. Проявление цитоплазматической мужской

стерильности

1.4. Основные хозяйственно-ценные признаки растений

кукурузы с ЦМС

1.5. Урожайность растений кукурузы с ЦМС

1.6. Селекционно-семеноводческое использование

ЦМС у кукурузы
2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Почвенно-климатические условия
2.2. Материал и методика проведения исследований
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Классификация линий кукурузы по составу аллелей генов восстановителей фертильности, закрепителей стерильности и идентификация источников ЦМС
3.2. Генетический контроль БЦ типа ЦМС
3.3. Генетический контроль позднего растрескивания
пыльников в С типе ЦМС
3.4. Влияние ЦМС на хозяйственно-ценные признаки

растений кукурузы
3.5. ЦМС и урожайность
3.6. ЦМС и устойчивость к основным вредителям и
болезням кукурузы
3.7. Влияние условий выращивания на продуктивность
стерильных родительских форм раннеспелых
и среднеранних гибридов кукурузы
3.8. Результаты селекционной работы
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность темы. Кукуруза - одна из основных зерновых и зернофуражных культур в мире. Она занимает третье место по площади посева и первое по урожайности зерна (FAO Bulletin of Statistics, 2001).
По данным ФАО за 2001 - 2003 гг. в мире по объему производства зерно кукурузы превысило производство пшеницы и риса. В 2003 г. оно составило 638 млн. т (почти 31 % от общего производства зерновых) при 556 млн. т пшеницы и 589 млн. т риса. С 1990 г. объем производства зерна кукурузы в мире возрос на 155 млн. т (на 32%), ее посевные площади увеличились на 11 млн. га (на 9 %), а урожайность возросла с 37 до 44,7 ц/га.
Лидером по производству зерна кукурузы являются США, где валовой сбор зерна составляет около 240 млн. т Канада и страны Западной Европы, расположенные на одной широте с Россией, значительно превосходят Россию по производству зерна. Согласно данным ФАО (te Vedle, 1985) посевы кукурузы относительно пшеницы составляют в США 123 %, Австрии - 68, Франции -43, Германии - 7, в России же - 3,5 % (цит. по Сотченко B.C., 2005).
Роль кукурузы в мировом земледелии определяется не только высокой урожайностью, но и многогранностью использования в животноводстве, пищевой промышленности, медицине и других отраслях народного хозяйства. Из нее получают более 500 продовольственных и технических продуктов (Югенхей-мерР.У., 1979).
В России в доперестроечные годы площадь зерновой кукурузы не превышала 1,5 млн. га и составляла около 12-13 % от всей площади посевов кукурузы. В европейских странах доля кукурузы на зерно значительно выше и составляла в Германии 24 %, во Франции 36 %, в Венгрии и Югославии еще выше (Сотченко B.C., Мусорина Л.И., 2000).
По данным Соловьевой Н.Ф. (2005) в нашей стране в настоящее время производится не более 50 % кукурузного зерна от потребности. Однако с 2002 г. внимание к кукурузе, как зерновой культуре, возросло. Валовой сбор увеличился с 1562,9 тыс. т в 2002 г. до 3321 тыс. т в 2005 г., а площадь посевов на

S.S. (1951) высказал предположение, что такой гаплоид получается в результате развития в зародышевом мешке материнского растения мужской гаметы, то есть андрогенного гаплоида.
Оригинальный метод создания стерильных аналогов и аналогов-закрепителей стерильности для линий естественных восстановителей С-типа ЦМС предложен Э.И. Вахрушевой и др. (1980). Суть метода заключается в том, что все беккроссы, кроме последнего, проводятся на основе стерильной цитоплазмы. Чтобы отличать гетерозиготные растения (Rf rf) от гомозиготных (Rf Rf) одновременно с очередным беккроссом в смеси с пыльцой оригинальной линии наносится пыльца маркера закрепителя. Различающиеся по цвету эндосперма семена используют для контроля присутствия аллеля rf. Заключительный беккросс проводится в обратном направлении AN RfRf х АС Rfrf и сопровождается контрольным скрещиванием. Рецессивная аллель (rf) переносится в нормальную цитоплазму оригинальной линии, а затем путем самоопыления и проверки создается закрепитель. Эта методика пригодна для типов ЦМС со спорофитным характером восстановления фертильности.
Г.С. Галеевым и др. (1970) предложена оригинальная комбинированная схема восстановления фертильности в двойных гибридах с использованием техасского и молдавского типов ЦМС. При этом выращивание семян на всех участках гибридизации таких гибридов осуществляется без затрат ручного труда, в товарных посевах обеспечивается почти 100% фертильность. Авторами предложено две схемы. В первой схеме в материнском простом гибриде используется стерильная М цитоплазма. В отцовском простом гибриде - стерильная Т цитоплазма и универсальный восстановитель фертильности Т и М типов ЦМС. Во второй схеме в материнском простом гибриде используется стерильная Т цитоплазма. В отцовском простом гибриде - стерильная М цитоплазма и универсальный восстановитель фертильности М и Т типов ЦМС. Первая схема проверена на гибриде ВИР 42, вторая - на гибриде ВИР 156.
Целесообразность комбинированного использования С и М стерильных цитоплазм в гибридном семеноводстве показали К. Христов, Д. Илчовска