Селекция озимой ржи

курсовая работа

1.2 Селекция культуры. Модель сорта

Задача селекции состоит в создании новых и улучшении уже существующих сортов растений.

Селекция на урожайность. Урожайность озимой ржи определяется в основном числом продуктивных стеблей на 1 м2 и массой зерна с одного колоса. Густота стеблестоя и число продуктивных стеблей на единице площади -- адаптивные признаки. Они обусловлены биологическими особенностями сорта, т. е. его зимостойкостью, засухоустойчивостью, устойчивостью к болезням и вредителям. Отбор высокопродуктивных растений по продуктивной кустистости, массе зерна с колоса и с растения должен быть жестким, поскольку для этих признаков характерна высокая внутривидовая изменчивость. Масса 1000 зерен -- менее вариабельный признак, но отбор по крупнозерности необходимо сочетать с отбором по оптимальному числу зерен в колосе, которое определяется числом колосков и цветков, а также завязываемостью семян. Не следует отбирать длинные колосья, это часто приводит к уменьшению плотности колоса и увеличению высоты растения. При создании продуктивных засухоустойчивых сортов следует отдавать предпочтение безлигульным формам с вертикальной ориентацией листовой пластинки.

Селекция на устойчивость к полеганию. производству необходимы сорта, обладающие высоким потенциалом урожайности и прочным неполегающим стеблем. У ржи устойчивость к полеганию зависит от суммирующего действия многих признаков. Основные из них -- высота растения, прочность соломины, мощность корневой системы и урожай зерна с одного колоса. При этом устойчивость к полеганию зависит в большей степени от высоты растения и в меньшей -- от прочности стебля. Создание устойчивых к полеганию сортов ведут с участием различных короткостебельных форм.

Селекция на зимостойкость. Озимая рожь занимает первое место среди зерновых культур по зимостойкости. Морозоустойчивые растения ржи отличаются рядом морфобиологических особенностей. Для них характерна распластанная форма розеточного куста, узкие и короткие листья, мелкоклеточность тканей листа, толстостенный эпидермис, короткий мезокотиль и более глубокое (1,5-2,0 см) заложение узла кущения. Такие растения медленно развиваются в осенний период, обладают меньшей кустистостью и в период закаливания накапливают в клеточном соке больше Сахаров. Последнее характерно и для сортов, устойчивых к поражению снежной плесенью.

Наиболее результативными методами в селекции на морозоустойчивость следует считать гибридизацию и конвергентные скрещивания с последующим отбором на провокационном фоне, а на устойчивость к снежной плесени -- метод полных и неполных беккроссов. Хорошие результаты дает использование клонового отбора. Эффективный отбор устойчивых растений в гибридных и беккроссных потомствах возможен только на естественном или искусственном инфекционном фоне.

Селекция на устойчивость к болезням. Проблему устойчивости ржи к полеганию путем создания короткостебельных сортов необходимо решать одновременно с вопросами иммунитета растений к грибным болезням.

Постоянно поражают посевы озимой ржи и наносят существенный вред урожаю корневая и стеблевая гнили.

Изменение архитектоники растений, связанное с уменьшением высоты растения за счет снижения длины междоузлий при том же числе узлов и листьев, способствует установлению неблагоприятного микроклимата в посеве короткостебельного сорта. Продуваемость посева ухудшается, растет влажность, и все это приводит к сильному развитию грибных болезней. При равном поражении листовой поверхности короткостебельные сорта страдают гораздо сильнее и более резко снижают продуктивность. Это объясняется тем, что доля фотосинтезирующей поверхности стебля у них на 40 % меньше, чем у длинностебельных сортов. Сильное поражение мучнистой росой приводит к снижению озерненности колоса на 20-24 %, массы 1000 зерен на 16-20 %, и в итоге урожай зерна уменьшается на 44-69 %. Не меньший вред посевам наносит и бурая ржавчина. На фоне сильных эпифитотий урожай зерна может снижаться на 20-40 %. Короткостебельные сорта больше поражаются стеблевой ржавчиной, чем бурой.

Большинство современных сортов сильно поражается снежной плесенью. Эта проблема до сих пор не решена. Поскольку устойчивость в большинстве случаев -- доминантный признак, то для создания иммунных форм рекомендуется использовать метод полных и неполных беккроссов, клоновый отбор, а также отбор на провокационных и инфекционных фонах. У ржи отсутствуют культурные источники иммунитета, поэтому очень важную роль играет получение иммунных сортов-аналогов методом насыщающих скрещиваний, а также создание линий, выравненных по признаку устойчивости к возбудителю болезни. Целесообразно иметь источники с комплексной устойчивостью. Наиболее вероятный путь их получения -- конвергентные скрещивания и отбор устойчивых форм.

Селекция на качество зерна. Улучшение пищевых и технологических свойств зерна -- одна из основных задач селекции ржи. Интенсивность селекционной работы в этом направлении пока невелика. До сих пор не разработаны достаточно точные и объективные методы оценки качественных показателей, а также приборы, позволяющие определять их с высокой точностью. Поэтому все сорта, допущенные к использованию в нашей стране, не разделены на группы по хлебопекарным свойствам.

Содержание белка и незаменимых аминокислот в зерне -- основные показатели его питательной ценности. Установлено, что содержание белка в зерне ржи увеличивается в направлении с севера на юг и с запада на восток. При этом между урожайностью, крупностью зерна и содержанием белка наблюдается слабая отрицательная корреляция, а между содержанием белка и лизина в зерне -- высокая положительная, что дает возможность для одновременного отбора по этим признакам. Эффективность отбора повышается при правильном выборе доноров высокого содержания белка, поскольку не все сорта устойчиво передают этот признак потомству.

Особое место занимает селекция на устойчивость к прорастанию в колосе на корню, так как указанный признак служит важнейшим косвенным показателем при оценке хлебопекарных качеств зерна. Качество ржаного хлеба во многом определяется состоянием углеводно-амилазного комплекса зерна, о котором судят по вязкости водно-мучной суспензии, определяемой на амилографе Брабендера, и по числу падения, определяемому на приборе Хагберга--Пертена или его модификациях. У сортов-улучшателей показатели амилографа должны быть свыше 600 ед. и число падения более 200 с, а у сортов, мука которых пригодна для выпечки в чистом виде, -- соответственно 300-600 ед. и 140-200 с. Глубокие биохимические изменения в зерне при скрытом и видимом прорастании вызываются повышенной активностью амилолитических ферментов, особенно альфа-амилазы, которая вызывает декстринизацию крахмала и потерю им гидрофильности. Такой крахмал не способен связывать всю влагу теста, и качество хлеба снижается. Следует учитывать и тот факт, что при замесе теста из ржаной муки происходит молочнокислое брожение, в результате повышается кислотность теста, белки клейковины легко растворяются и не формируют связный клейковинный комплекс.

Селекционная работа по созданию сортов, устойчивых к прорастанию зерна в колосе, в последнее время несколько активизировалась. В НИИСХ ЦРНЗ создан первый отечественный сорт Альфа, отселектированный по числу падения. Этот сорт при уровне урожайности 5 т/га и более превосходит стандарт (Восход 2) по числу падения на 80-90 с, содержит больше пентозанов, обладает более высокой (на 10 °С) температурой клейстеризации крахмала и обеспечивает высокое качество хлеба. ,

Использование доминантной короткостебельности в селекции тетраплоидной ржи. Первые исследования, проведенные в различных селекционных центрах, показали перспективность введения гена доминантной короткостебельности в тетраплоидные сорта. Высота растений, в сравнении с высокостебельным контрольным сортом, уменьшилась на четверть, значительно повысилась устойчивость к полеганию и зимостойкость, как следствие, улучшилась выживаемость растений к уборке и увеличилась плотность стеблестоя. В результате тетраплоидные сорта с доминантным геном короткостебельности стали демонстрировать более высокую урожайность и вытеснять в производстве высокостебельные сорта. Если на момент внесения в Государственный реестр доминантнокороткостебельного сорта Верасень (1988 г.) площадь его посева в Беларуси составляла 40 тыс. га (4,5%), то в 1995 г. он занимал уже 425 тыс. га (41%), а в 2010 г. почти все посевы тетраплоидной ржи были представлены доминантнокороткостебельными сортами. Следует заметить, что для таких сортов характерна неоднородность по высоте растений, не свойственная сортам с рецессивно-полигенным контролем короткостебельности. Биологически это обусловлено действием гена Hl (Humilus - низкорослый), маскирующего наличие аллеля hl

Разработка модели нового сорта. Селекция растений является наукой о создании новых сортов сельскохозяйственных культур. В ее задачу входит сбор, создание и изучение исходного материала, оценка полученных новых форм и образцов, испытание, районирование и внедрение в производство выведенных сортов. Главная цель селекционной работы заключается в создании новых сортов, способных давать более высокие урожаи, увеличивать валовые сборы продуктов растениеводства и улучшать их качество. Вся деятельность селекционных учреждений и селекционеров направлена на выполнение тех неотложных задач, которые стоят перед сельскохозяйственным производством по созданию достаточного количества продуктов питания для населения и сырья для легкой и пищевой промышленности.

Таблица.1. Модель сорта

Наименование признаков

Параметры сорта

Источники признака/ сорта

Стандартного верасень

Перспективного сорта

Урожайность, ц/га

50.2

55

Игуменская,

Масса 1000 семян, г

49.9

53.0

Дубинская

Кол-во колосков в колосе, шт.

35

38

Зарница

Продуктивная кустистость, шт.

3

3.5

Алькора

Количество растений на 1 м2

382

390

Лобел 103

Кол-во семян в колосе, шт.

60

64

Ясельда

Масса семян с колоса, г.

2.9

3.3

Зубровка

Содержание белка в зерне, %

10.3

11.2

Полновесная

Устойчивость к засухе

среднеустойчив

устойчив

Пуховчанка

Устойчивость к листовым болезням

Не устойчив

устойчив

Талисман

Устойчивость к полеганию

Средняя (5)

Хорошая (8-9)

Нива

Зимостойкость

Средняя

Хорошая

Юбилейная

Число падений зерна

179-186 гр.

221-243 гр.

Игуменская

Содержание сырого протеина

11.3

12.2

Зазерская 2

Натура зерна

751

768

Веснянка

В таблице 1 представлена модель перспективного сорта, где основной упор сделан на такие хозяйственно полезные признаки как: урожайность, масса 1000 семян, кол-во колосков в колосе, устойчивость к засухе, устойчивость к листовым болезням, устойчивость к полеганию, зимостойкость, содержание белка в зерне.

Успех селекционной работы зависит от правильного подбора исходного материала, которым в селекции называются культурные и дикие формы растений, используемые для выведения новых сортов, имеющиеся в большом разнообразии в природе, а также формы растений, создаваемые в самом процессе селекции путем гибридизации и при искусственном воздействии различных вредных условий.

Делись добром ;)