Использование А3, А4 и 9Е типов ЦМС в селекции гибридов зернового сорго

Представлены результаты оценки комбинационной способности (эффекты ОКС и СКС, дисперсии СКС) ЦМС-линий сорго в тестерных скрещиваниях. Включение в программу скрещиваний коллекции материнских линий с геномом Желтозерного 10, различающихся только типом стерильной цитоплазмы (А3, А4 и 9Е), позволяет провести генетически чистый анализ влияния цитоплазматических эффектов на комбинационную способность. В качестве отцовских родителей использовали 18 опылителей зернового сорго селекции Российского научно-исследовательского и проектно-технологического института сорго и кукурузы «Россорго». Установлено значимое влияние цитоплазмы 9Е на эффекты ОКС материнской линии по длине соцветия. В генетическом контроле признаков (высота растений, параметры соцветия и наибольшего листа, урожайность зерна) ЦМС-линий отмечено преобладание аддитивного действия генов. Для конкурсного сортоиспытания рекомендован гибрид 9Е Желтозерное 10/Магистр, а семь комбинаций – для включения в трехлинейные гибриды.

Ключевые слова

Зерновое сорго, комбинационная способность, цитоплазматический эффект, хозяйственно ценные признаки

Получено

21.08.2018

Дата публикации

14.11.2018

Кол-во символов

8738

Цитировать Скачать pdf Для скачивания PDF необходимо авторизоваться

ГОСТ	Кибальник О. П. , Семин Д. С. Использование А3, А4 и 9Е типов ЦМС в селекции гибридов зернового сорго // Российская сельскохозяйственная наука – 2018. – Номер 5 C. 22-25 [Электронный ресурс]. URL: http://ras.jes.su/rshn/s207987840000094-2-1 (дата обращения: 26.04.2024). DOI: 10.31857/S250026270000640-9
MLA	Kibalnik, O., Semin, D. "Use of the A3, A4 and 9E types csm in breeding hybrids of grain sorghum." Rossiiskaia selskokhoziaistvennaia nauka 5 (2018):22-25. DOI: 10.31857/S250026270000640-9
APA	Kibalnik O., Semin D. (2018). Use of the A3, A4 and 9E types csm in breeding hybrids of grain sorghum. Rossiiskaia selskokhoziaistvennaia nauka (5), pp.22-25 DOI: 10.31857/S250026270000640-9

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.


1	В настоящее время селекция гибридов сельскохозяйственных культур основана на цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС). Большинство гибридов полевых культур в промышленных масштабах производят с использованием одного типа стерильности. Однако отсутствие альтернативных источников ЦМС может привести к прекращению их выращивания в случае слабой устойчивости к болезням или вредителям. Поэтому исследователи уделяют внимание выявлению новых типов ЦМС для увеличения генетического разнообразия гибридов F₁, а также возможности их применения в селекции. В результате межвидовой и межрасовой гибридизации между образцами зерновых [1,2], масличных [3,4], бобовых [5] и овощных культур [6,7] обнаружены различные ЦМС-индуцирующие цитоплазмы, различающиеся по реакции на тестеры-восстановители фертильности, морфологии и гистологической структуре пыльников, стадии дегенерации пыльцы, структуре митохондриального и хлоропластного геномов. Известно, что в селекцию высокогетерозисных гибридов следует включать родительские формы с высокой комбинационной способностью. Согласно литературным данным, цитоплазматические эффекты на комбинационную способность аллоплазматических ЦМС-линий (различающихся только типом цитоплазмы) отмечены у риса [8], пшеницы [9], проса [10] и сорго [11]. У сорго проведена оценка комбинационной способности ЦМС-линий, полученных с использованием A1 и A2 стерильных цитоплазм. В связи с этим актуально определение влияния цитоплазматических эффектов на комбинационную способность ЦМС-линий на основе А3, А4 и 9Е типов цитоплазм.
2	Методика. Гибриды F₁ (всего 54) и родительские формы выращивали на опытном поле РосНИИСК «Россорго» в 2015-2017 гг. Площадь делянки – 7,7 м², размещение делянок рендомизированное, повторность в опыте – 3-кратная. Густоту стояния растений устанавливали вручную (100 тыс. раст./га). Оценку селекционно-ценных признаков гибридов F₁ и учеты урожайности проводили по общепринятой методике [12].
3	В схему скрещиваний включены материнские линии А3 Желтозерное 10, А4 Желтозерное 10, 9Е Желтозерное 10 (Ж-10), полученные путем серий беккроссов Желтозерного 10 с ЦМС-линиями А3 Тх398, А4 Тх398, 9Е Тх398, несущих цитоплазмы следующих источников стерильности: A3 (IS1112C), A4 (IS7920C), 9Е (IS17218). Сравнительная оценка селекционно-ценных признаков материнских форм и изучение пыльников в период цветения не выявили различий, а цитологический анализ пыльцы показал различия между А3 Желтозерное 10, А4 Желтозерное 10 и 9Е Желтозерное 10 по количеству и типу дефектных пыльцевых зерен [13]. Причем в пыльце стерильных аналогов на А4 и 9Е типах цитоплазм присутствовали нормально окрашенные пыльцевые зерна, растения же оставались стерильными (рис.). В литературе также описаны характерные особенности пыльцы ЦМС-линий на А4 и 9Е цитоплазмах [14].

всего просмотров: 1490

Оценка читателей: голосов 0

1. Crosatti C., Quansah L., Maré C. et al. Cytoplasmic genomesubstitution in wheat affects the nuclear-cytoplasmic cross-talk leading to transcript and metabolite alterations // BMC Genomics. – 2013 – V.14. – Р.868.

2. Reddy B.V.S., Ramesh S., Reddy P.S., Kumar A.A. Male-Sterility inducing cytoplasmic effect on combining ability in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench ) // Indian J. of Genetic and Plant Breeding. – 2009. – V.69 (3). – P.199-204.

3. Tyagi V., Dhillon S.K. Cytoplasmic effects on combining ability for agronomic traits in sunflower under different irrigation regimes // SABRAO Journal of Breeding and Genetics. – 2016. – V.48 (3). – P.295-308.

4. Wei W.L., Wang H.Z., Liu G.H. Cytoligical and molecular characterization of a new cytoplasmic male sterility in rapeseed // Plant Breeding. – 2009. – V.128 (4). – Р.426-428.

5. Saxena K.B., Sultana R., Mallikarjuna N. Male-sterility systems in pigeonpea and their role in enhancing yield // Plant Breeding. – 2010. – V.129 (2). – Р.125-134.

6. Engelke T., Hülsmann S., Tatlioglu T. A comparative study of microsporogenesis and anther wall development in different types of genetic and cytoplasmic male sterilities in chives // Plant Breeding. – 2002. – V.121 (3). – Р.254-258.

7. Nothnagell T., Straka P., Linke B. Male sterility in populations of Daucusand the development of alloplasmic male-sterile line of carrot // Plan Breeding. – 2000. – V.119 (2). – Р.145-152.

8. Young J.B., Virmani S.S. Effects of cytoplasm on heterosis and combining ability for agronomic traits in rice (Oryza sativa L.) // Euphytica. – 1990. – V.48. – Р.177-188.

9. Ekiz N., Safi Kiral A., Akcin A., Simsek L. Cytoplasmic effects on quality traits of bread wheat (Triticum aestivum L. ) //Euphytica .– 1998. – V.100 (1-3). – P.189-196.

10. Chandra-Shekara A.C., Prasanna B.M., Singh B.B., Unnikrishan K.V., Seetharam A. Effect of cytoplasm and cytoplasm-nuclear interaction on combining ability and heterosis for agronomic traits in pearl millet {Pennisetum glaucum (L) Br.R} // Euphytica .– 2007. – V.153.– P.15-26.

11. Reddy B.V.S., Ramesh S., Reddy P.S., Kumar A.A. Male-Sterility inducing cytoplasmic effect on combining ability in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) // Indian J. of Genetic and Plant Breeding.– 2009.– V.69 (3). – P.199-204.

12. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 2. – М., 1985 – 267 с.

13. Кибальник О.П. Селекционная ценность новых типов ЦМС у сорго // Дисс. на соиск. уч.степ. к.б.н. – Саратов. – 2009.– С. 43-62.

14. Цветова М.И., Эльконин Л.А. Цитологическое изучение мужской генеративной сферы у ЦМС-линий сорго с цитоплазмой типа «9Е» // Вестник СГАУ. Спецвыпуск. – 2007. – С.102-106.

15. Савченко В.К. Метод оценки комбинационной способности генетически разнокачественных наборов родительских форм // Методики генетико-селекционного и генетического экспериментов. – Минск, 1973. – С.48-77.

Табл. 1. Реакция отцовских форм на тип ЦМС А3, А4, 9Е, 2015-2016 гг. (Таблица_1..jpg, 95 Kb) [Скачать]

Табл. 3. Комбинационная способность ЦМС-линий сорго по морфометрическим признакам и урожайности зерна, 2015-2017 гг. (Таблица_3..jpg, 94 Kb) [Скачать]

Табл. 4. Эффекты СКС лучших компонентов скрещиваний, 2015-2017 гг. (Таблица_4..jpg, 103 Kb) [Скачать]

Табл. 2. Оценка гибридов F1 по селекционно-ценным признакам (см) и урожайности (т/га), 2015-2017 гг. (Таблица_2..jpg, 339 Kb) [Скачать]

Пыльца ЦМС-линий А3 Желтозерное 10 (слева), А4 Желтозерное 10 (посередине), 9Е Желтозерное 10 (справа). (Рисунок_1..jpg, 38 Kb) [Скачать]