close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Генетические основы повышения продуктивности риса.

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
ГОНЧАРОВА ЮЛИЯ КОНСТАНТИНОВНА
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ
ПРОДУКТИВНОСТИ РИСА
Специальность: 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных
растений
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Краснодар - 2014
Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский
институт риса Россельскохозакадемии в 1997-2013 гг.
Официальные оппоненты: Казакова Алия Сабировна –доктор
биологических наук, профессора кафедры
агрономии и биотехнологии АзовоЧерноморского инженерного института
ФГБОУ ВПО «Донской государственный
аграрный университет»
Зеленцов Сергей Викторович – доктор
сельскохозяйственных наук, заведующий
лабораторией генетики и иммунитета сои
ГНУ
Всероссийский
научноисследовательский институт масличных
культур
имени
В.С.
Пустовойта,
Россельхозакадемии
Щеглов Сергей Николаевич – доктор
биологических наук, профессор ФГБОУ ВПО
«Кубанский Государственный Университет»,
профессор кафедры генетики, микробиологии
и биотехнологии
Ведущая организация – ГНУ Краснодарский НИИ сельского хозяйства
имени П.П. Лукьяненко, Россельхозакадемии
Защита состоится «27» ноября 2014 г. в 9 ч. 00 мин. на заседании
диссертационного совета Д 220.038.03 созданного на базе ФГБОУ ВПО
« Кубанский государственный аграрный университет», по адресу: 350044, г.
Краснодар, ул.им. Калинина 13 (главный корпус, 1этаж, к.106).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО
«Кубанский государственный аграрный университет», по адресу: 350044, г.
Краснодар, ул. им. Калинина 13 и на сайте – http://www.kubsau.ru c
авторефератом на официальных сайтах: Высшей аттестационной комиссии http://vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО « Кубанский государственный аграрный
университет» - http://www.kubsau.ru.
Автореферат разослан
25 сентября 2014 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
доктор биологических наук, профессор
2
Цаценко Л.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Потенциал увеличения посевных площадей под
рисом в большинстве стран исчерпан. Следовательно, только повышение
урожайности может способствовать росту валовых сборов зерна. Практика
селекции показала, что основные пути повышения урожайности культур:
изменение
морфотипа,
применение
гетерозиса
и
увеличение
фотосинтетических показателей отдельного листа (Yuan L.P., 2002; Peng S.,
2000). Однако, только изменение морфотипа дает лимитированное увеличение
урожайности, также как и использование гетерозисного эффекта без улучшения
морфотипа (Yang J., 2002 Pend S., 1998). Применение новых селекционных
технологий (как, например, генной инженерии) должно комбинироваться с
хорошими морфологическими характеристиками и высоким гетерозисом,
причем не по одному, а, как минимум, по ряду признаков, в том числе
физиологических, определяющих продуктивность и адаптивность, в противном
случае они не принесут значимого вклада в урожай.
Для успешного создания гетерозисных гибридов необходимо
комплексное изучение селекционного материала. Выделение доноров и
источников эффективной работы генетических систем, определяющих
адаптивность и продуктивность родительских форм создаваемых гибридов,
изучение наследования признаков их определяющих, обеспечит возможность
прогнозирования величины признака при объединении в генотипе гибрида
наиболее эффективно работающих аллелей вышеперечисленных генов.
Применение гибридного риса позволяет перешагнуть барьер повышения
продуктивности культуры. Однако использование технологии получения
гибридного риса, практикуемой в других странах, не может быть экономически
оправдано в России. Фиксирование комплексов
генов, определяющих
гетерозисный эффект позволит создавать на основе генотипов гетерозисных
гибридов сорта с аналогичной урожайностью, и при гибридизации этих сортов
получить новое поколение гибридов с еще более высоким потенциалом
продуктивности.
Цель исследований. Целью наших исследований являлось изучение
генетического и физиологического базиса гетерозиса, наследования и
полиморфизма признаков, определяющих его проявление, разработка методов
фиксирования комплексов генов, определяющих гетерозисный эффект.
Задачи исследований. В соответствии с этим были поставлены
следующие задачи:
- изучить отзывчивость гетерозисных гибридов на уровень минерального
питания, полиморфизм и наследование признаков, характеризующих скорость
роста зародышевого корня и стебля у сортов и гибридов риса;
- провести сравнительный анализ вариабельности относительного содержания
хлорофилла, пигментов, удельной поверхностной плотности листа, скорости
3
фотосинтеза и концентрации внутриклеточного СО2, количества хлоропластов
коллекционных образцов риса и кластеризацию сортов риса по вкладу
генетической системы, определяющей эффективность фотосинтеза;
- изучить вариабельность относительного содержания хлорофилла в
зависимости от фазы развития и условий выращивания;
- провести анализ наследования признаков, определяющих эффективность
фотосинтеза, обосновать включение генетической системы признаков,
определяющей эффективность фотосинтеза в перечень генетических систем
формирующих изменчивость количественных признаков растений;
- выявить полиморфизм российских сортов по SSR маркерам, связанным с
локусами, определяющими интенсивность фотосинтеза в фазу созревания;
- изучить внутри и межсортовую сортовую специфику по устойчивости к
высоким температурам отечественных сортов риса в различные фазы
вегетации, выделить линии, устойчивые к этому стрессовому фактору;
- изучить наследование признака устойчивость к высоким температурам и
взаимосвязь между адаптивностью к фактору и продуктивностью;
- изучить генетический полиморфизм систем адаптивности к засолению
российских сортов риса различных групп спелости, разделить коллекционные
образцы риса согласно реакции на стрессовое воздействие по комплексу
признаков, для дальнейшего выделения доноров с различным механизмом
формирования признака;
- провести молекулярное маркирование сортов риса с использованием SSR
маркеров, связанных с признаками, определяющими устойчивость к
абиотическим стрессам;
- создать исходный материал с генами широкой совместимости для получения
фертильных межподвидовых гибридов, изучить корректность отнесения
российских сортов риса к подвиду indica;
-оценить эффективность использования культуры пыльников для закрепления
гетерозисного эффекта
гибридов риса по методу Струнникова В.А.,
усовершенствовать методы фиксации
комплексов генов, определяющих
гетерозисный эффект, создать сорта риса с использованием методик
закрепления гетерозисного эффекта.
Научная новизна исследований
- изучен полиморфизм и
наследование ряда признаков, определяющих
физиологический базис гетерозиса: отзывчивость гетерозисных гибридов на
уровень минерального питания, скорость роста зародышевого корня и стебля у
сортов и гибридов риса, эффективность фотосинтеза;
- обосновано включение генетической системы признаков, определяющей
эффективность фотосинтеза в перечень генетических систем формирующих
изменчивость количественных признаков растений, сорта риса кластеризованы
по вкладу генетической системы определяющей эффективность фотосинтеза,
изучена
вариабельность относительного содержания хлорофилла в
зависимости от фазы развития и условий выращивания;
4
- выявлен полиморфизм российских сортов по SSR маркерам, связанным с
локусами, определяющими интенсивность фотосинтеза в фазу созревания;
- изучена меж- и внутрисортовая специфика и наследование устойчивости к
высоким температурам отечественных сортов риса в различные фазы
вегетации, выделены линии, адаптивные к стрессовому фактору;
- установлена взаимосвязь между устойчивостью к высоким температурам и
продуктивностью, влияние цитоплазмы на устойчивость гибрида к воздействию
высокой температуры;
- выявлен генетический полиморфизм систем адаптивности к засолению у
российских сортов риса различных групп спелости, выделены образцы,
основной механизм солеустойчивости в фазу цветения, которых – снижение
поступления солей в репродуктивные органы, коллекционные образцы риса
кластеризованы согласно реакции на стрессовое воздействие;
- проведено молекулярное маркирование сортов риса с использованием SSR
маркеров, связанных с признаками,
определяющими устойчивость к
абиотическим стрессам (засолению, низким температурам);
- установлена необходимость включения в перечень признаков, на основании
которых проводиться разделение отечественных образцов на подвиды indica и
japonica, дополнительных характеристик для сокращения числа некорректно
отнесенных образцов, создан исходный материал с генами широкой
совместимости для получения фертильных межподвидовых гибридов;
- впервые на растительном объекте показана эффективность метода
закрепления гетерозиса гибридов в последующих поколениях, предложенного
Струнниковым В.А., на организменном и молекулярном уровнях, разработана
и запатентована модифицированная методика
закрепления гетерозиса
гибридов в последующих поколениях, созданы сорта риса с ее
использованием.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований.
Полученные данные по генетическому контролю признаков,
определяющих эффективность фотосинтеза, скорость роста, морфотип,
устойчивость к высоким температурам, засолению, выделенные доноры и
источники в дальнейшем будут использованы в селекции новых сортов риса с
улучшенными характеристиками по перечисленным признакам.
Включение
генетической
системы
признаков,
определяющей
эффективность фотосинтеза в перечень генетических систем, формирующих
изменчивость количественных признаков, позволит более эффективно
использовать создаваемые базы данных по вкладам генетических систем в
продуктивность образцов.
Выявленный полиморфизм российских сортов по SSR маркерам,
связанным с локусами, определяющими хозяйственно ценные признаки,
позволяет вести эффективную маркерную селекцию на изученные признаки, в
том числе проводить интрогрессию ценных аллелей из выявленных доноров в
перспективные сорта риса.
5
Разработанные методики выделения высокопродуктивных растений на
ранних этапах развития, основанные на контроле вклада двух генетических
систем: скорости роста на ранних этапах развития и содержания пигментов,
позволят значительно сократить трудоемкость отборов в гибридных
комбинациях, и гетерозисных комбинаций среди гибридного материала в
традиционной и гетерозисной селекции.
Полученные
данные о внутрисортовом полиморфизме позволят
предотвратить снижение продуктивности сортов при высоких температурах
путем отбора семей,
минимально снижающих продуктивность при
воздействии фактора.
Выявленное в пошаговом анализе минимальное количество признаков,
позволяющих достоверно разделить образцы на группы согласно реакции на
стресс, позволит проводить кластеризацию сортов с различным механизмом
устойчивости к засолению с минимальными затратами.
Установленная необходимость включения в перечень признаков, на
основании которых проводится разделение отечественных образцов на подвиды
indica и japonica дополнительных характеристик
позволит достоверно
разделять образцы на подвиды.
Показанная эффективность метода закрепления гетерозиса гибридов в
последующих поколениях, предложенного Струнниковым В.А., подтверждает
его теорию о природе гетерозисного эффекта.
Разработанная и запатентованная модифицированная методика
закрепления гетерозиса гибридов в последующих поколениях может быть
использована для экспрессного создания сортов различных культур.
Научная
и
практическая
значимость
разработанных
и
усовершенствованных методов создания исходного материала и селекции
подтверждается созданием на их основе сортов риса: длиннозерный - Ивушка,
крупнозерный – Крепыш, среднезерный – Привольный - 4, среднезерный с
окрашенным перикарпом (черный) - (Мавр), длиннозерный с окрашенным
перикарпом (черный) - (Гагат), короткозерный с окрашенным перикарпом
(красный) - (Рыжик).
Основные положения выносимые на защиту:
- отзывчивость гетерозисных гибридов риса на уровень минерального
питания, полиморфизм и наследование признаков, характеризующих скорость
роста зародышевого корня и стебля у сортов и гибридов риса;
- включение генетической системы признаков, определяющей эффективность
фотосинтеза в перечень генетических систем, формирующих
изменчивость
количественных признаков, кластеризация сортов риса по вкладу генетической
системы, определяющей эффективность фотосинтеза;
- вариабельность общего содержания хлорофилла, пигментов,
удельной
поверхностной плотности листа, скорости фотосинтеза и
концентрации
внутриклеточного СО2, количества хлоропластов у коллекционных образцов
риса, наследование признаков, определяющих эффективность фотосинтеза;
6
вариабельность относительного содержания хлорофилла в зависимости от
фазы развития и условий выращивания;
- полиморфизм российских сортов по SSR маркерам, связанным с локусами,
определяющими интенсивность фотосинтеза в фазу созревания;
- устойчивость российских сортов к высоким температурам в различные фазы
вегетации, внутрисортовая специфика по устойчивости к высоким
температурам отечественных сортов риса;
- наследование признака устойчивость к высоким температурам и взаимосвязь
между адаптивностью к фактору и продуктивностью;
- генетический полиморфизм систем адаптивности к засолению российских
сортов риса
различных групп спелости, результаты кластеризации
коллекционных образцов риса согласно реакции на стрессовое воздействие по
комплексу признаков;
- молекулярное маркирование сортов риса с использованием SSR маркеров,
связанных с признаками, определяющими устойчивость к абиотическим
стрессам;
- эффективность использования культуры пыльников для закрепления
гетерозисного эффекта гибридов риса по методу Струнникова В.А.;
- усовершенствованная методика фиксации комплексов генов, определяющих
гетерозисный эффект;
- характеристика исходного материала с генами широкой совместимости для
получения фертильных межподвидовых гибридов, методика отнесения
российских длиннозерных сортов к подвидам риса.
- результаты создания сортов риса с использованием методик закрепления
гетерозисного эффекта.
Апробация работы. Основные результаты и выводы диссертационной
работы докладывались на ежегодных отчетно-плановых сессиях ВНИИ риса
(1990-2013
гг.),
Международной
научно-практической
конференции
«Генетические ресурсы культурных растений» (Санкт-Петербург, 2001 г.),
Менделевском конгрессе (Брно, 2000 г.), Симпозиуме «Генетические ресурсы
и селекция риса для стран с умеренным климатом» (Краснодар, 2001г.); 4-ом
Международном симпозиуме по гибридному рису (Ханой, Вьетнам, 2002 г.); 2ой конференции Московского общества генетиков и селекционеров (Москва,
2003г.); конференциях грантодержателей регионального конкурса РФФИ и
администрации Краснодарского края «Юг России» «Вклад фундаментальных
исследований в развитие современной инновационной экономики
Краснодарского края» (с 2003 по 2010 гг.); Второй конференции московского
общества генетиков и селекционеров им. Вавилова, посвященной 115- летию со
дня рождения академика Н.И. Вавилова (Москва, 2003г); Третьем съезде
генетиков и селекционеров России «Генетика в 21 веке: современное состояние
и перспективы развития» (Москва, 2004г); Международной конференции
«Интеграция науки и технологии для устойчивого развития растениеводства»
(Бангкок, 2008); Международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные
-
7
растения и перспективы их использования» (Москва, 1999 г., 2001 г., 2003 г.,
2005 г., 2007 г., 2008 г., 2009 г.);
Международных симпозиумах
«Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Эниология. Экология и
здоровье» (Симферополь, 1999 г., 2000 г., 2001 г., 2003 г., 2007 г., 2008 г., 2009
г., 2011 г.); 6 и 7 международных симпозиумах по генетике риса (Манила, 2009
г., 2013 г.); Пятом съезде ВОГИС (Москва, 2009 г.); Международной
конференции «Гетерозис у растений» (Штутгарт, Германия, 2009 г.); Третьем
международном симпозиуме по рису (Ханой, 2010 г.); 6 симпозиуме по
гибридному рису (Индия, Хайдеробад, 2012 г.); Международной конференции
«Молекулярное маркирование и маркерная селекция» (Австрия, Вена, 2012 г.);
Международной конференции «Устойчивость растений к абиотическим
стрессам» (Австрия, Вена, 2012 г.).
Работа поддержана 8 грантами РФФИ и Департамента науки и
образования Краснодарского края: № 03-04-96582, № 03-04-96763, № 06 -0496705, № 06 -04-96639, № 09-04-96597, № 09-04-96585, № 11-04-96534, № 1304-96532 .
Публикация результатов исследований. Основные результаты
исследований опубликованы в 120 работах, общим объемом более 100
печатных листов, из них 27 работ в изданиях рекомендованных ВАК, 13 – на
английском языке, в том числе главы в книгах «Гибридный рис для
обеспечения пищевой безопасности, борьбы с бедностью и защиты
окружающей среды» (Hybrid rice for food security, poverty alleviation, and
environmental protection, 2003 г.) и «Ускорение развития технологии получения
гибридного риса» (Accelerating Hybrid rice development, 2010 г.), изданных
Международным институтом риса (Филиппины);
2 монографиях
«Использование культуры пыльников в селекции риса», «Вариабельность,
наследование и связь с продуктивностью признаков, определяющих
эффективность фотосинтеза у риса», Краснодар, 2013 г., получено 3 авторских
свидетельства на сорта риса, 4 патента на изобретение.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 418
страницах машинописного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения,
выводов и рекомендаций для селекции и производства, списка использованной
литературы и приложения. Экспериментальный материал представлен в виде
169 таблиц, 107 рисунков. Список использованной литературы включает 424
источника, из них 226 на иностранных языках.
8
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Обзор литературы
В главе анализируются результаты исследований российских и
зарубежных авторов связанные с проблемами повышения потенциала
продуктивности, адаптивности к абиотическим стрессам (засоление, высокие
температуры), увеличения фотосинтетического потенциала агрофитоценоза,
корректного отношения образцов к подвидам indica и japonica, использования
генов широкой совместимости для повышения фертильности межподвидовых
гибридов риса.
2. Условия, материал и методика исследований
Исследования проводились в лаборатории генетики ВНИИ риса с 1997 по
2013 годы. Всероссийский научно-исследовательский институт риса
расположен в Западной зоне Краснодарского края. Почвы опытных полей
лугово-черноземные, сформированные на лессовидных и аллювиальных
породах. Материалом для проведения исследований послужили сорта из
коллекции ВНИИ риса, гибриды, полученные в лаборатории генетики,
дигаплоидные линии. Родительские формы и гибриды выращивали в
лизиметрах и вегетационных сосудах по общепринятой методике (Сметанин,
Дзюба, Апрод, 1972; Мазур, 1982). При изучении влияния различных доз
минерального питания на продуктивность образцов риса растения выращивали
на 2 фонах минерального питания: оптимальном N120P60K60 (кг д.в./га) и
повышенном N240P120K120 (кг д.в./га). Влияние почвенного засоления на
продуктивность сортов риса оценивали в фазу кущения, выметывания,
созревания. Засоление создавали искусственно в фазу начало кущения, путем
внесения в лизиметр соли (NaCl) до концентрации 0,35%. Содержание
пигментов (хлорофилла а, в и каротиноидов) изучали в фазах начало кущения,
выметывание, цветение. Определяли после экстракции растворителями с
помощью спектрофотометра Genesys 8. Расчет при определении пигментов в
листьях растений в этаноловой вытяжке проводили по формуле Лихтенталера
на высечках пробочным сверлом диаметром 0,5 см из средней части двух
верхних листьев (20 растений образца) (Lichtenthaler H.K., Wellburп A.R., 1983;
Федулов Ю.П., Саталкина Г. И., 1999). Относительное содержание хлорофилла
измеряли при помощи прибора Chloroрhyll meter (SPAD-502 или N-тестер).
Удельную поверхностную плотность (УПП) листа определяли с помощью
пробочного сверла площадью 0,9 см.2 Высечки брали из центральной части
флагового листа, у двадцати растений образца. Высушивали их до постоянной
массы при температуре 100°С. Влияние температуры в различные фазы
развития изучали на 30 сортах отечественной селекции, внутрисортовую
вариабельность по устойчивости к признаку на 5 сортах (100 семей сорта).
Растения выращивали на вегетационной площадке до изучаемой фазы
9
вегетации. Двадцать растений на вариант опыта. Изучали влияние признака в
фазы: проростков – кущение, кущение – выметывание, выметывание –
созревание. В изучаемую фазу заносили сосуды в камеры искусственного
климата с температурами 20оС, 25оС, 35оС. Постановку полимеразной цепной
реакции (ПЦР) и визуализацию продуктов амплификации проводили по
методике ИРРИ [24]. Параметры ПЦР, использованные в данном эксперименте:
5 минут при 94оС - начальная денатурация, следующие 35 циклов: 1 минута денатурация при 94 оС, 1 минута - отжиг праймеров при 55оС, 2 минуты синтез при 72оС; последний его цикл - 7 минут при 72oС. ПЦР смесь включала
40 нг ДНК(2 мкл), 1мкл (1 мM) дезоксинуклеотидтрифосфатов (dNTPs); 3,7 мкл
Н2О; 1мкл – буферного раствора, по 0,5 мкл (5 мкM) –каждого праймера, 1мкл
(1,5 ед.) - Taq-полимеразы, в общем объеме 10 мкл. Продукты амплификации
разделяли электрофорезом в 8% полиакриламидном геле при напряжении 100
V. Для анализа данных использовали программу STATISTICA 6.0 (кластерный,
дискриминантный, дисперсионный и др. анализы).
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Взаимосвязь скорости роста на начальных этапах развития с
продуктивностью растений
Изучение величины гетерозисного эффекта и отзывчивости на уровень
минерального питания процессы длительные и трудоемкие. Отмеченная в
литературных данных связь между признаками, характеризующими
продуктивность и таковыми, характеризующими скорость роста проростка на
ранних этапах развития, позволяют разработать методику отбора
высокопродуктивных образцов и комбинаций уже в фазу проростка. Нами
проведено исследование величины гетерозисного эффекта по признакам,
определяющим скорость роста проростков в гетерозисных по продуктивности
гибридных комбинациях (таблица 1).
В комбинациях, показавших гетерозис по признакам, влияющим на
продуктивность, также был отмечен гетерозис по скорости роста проростка на
ранних этапах развития и отзывчивости на уровень минерального питания.
Отмечена высокая корреляция между величинами гетерозиса по скорости роста
проростка и гетерозиса по элементам урожая. На высоком фоне минерального
питания корреляция между признаками была выше 0,98-0,99, что подтверждает
более высокую отзывчивость гетерозисных гибридов на уровень минерального
питания. Корреляции по скорости роста зародышевого корешка и стебелька
также была высокой 0,998. Эту закономерность можно использовать для
выделения гетерозисных комбинаций уже в фазу проростка, отбирая растения с
высокой скоростью роста.
10
Таблица 1 - Оценки гетерозиса (%) по ряду признаков в комбинациях с
максимальным его проявлением (2001-2002 гг.).
масса
с
зерна
главной
метелки
Курчанка/Лиман
Лидер/Белозерный
Кубань3 / Нарцисс
Первоцвет/Регул
Высокий фон минерального
питания
длина
главной
метелки
число
зерен на
метелке
масса
с
зерна
главной
метелки
длина
главной
метелки
число
зерен на
метелке
Гибридная
комбинация
Низкий фон
минерального питания
зародышевого
корешка
колеоптиля
Скорость
роста
66,5
23,3
51,1
41,8
0,5
5,3
17,4
10,9
46,4
36,8
94,7
17,4
78,8
6,0
61,6
39,8
32,3
17,7
13,6
21,8
46,2
32,0
18,8
38,6
2,5
2,8
30,4
0,8
75,2
23,2
64,3
53,2
3.2 Повышение урожайности риса за счет изменения фотосинтетического
потенциала агрофитоценоза
3,500
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
0,500
Car
Chl b
Chl a
Янтарь
Ханкайский
Юпитер
Хазар
Фонтан
Факел
Спринт
Стрелец
Снежинка
Регул
Садко
Приморский
Рапан
Павловский
Нарцисс
Новатор
Лидер
Лиман
Касун
Курчанка
Изумруд
Дружный
Женчуг
Гарант
Дальневосточный
Виола
Вираж
Боярин
Атлант
Аметист
Содержание пигментов мг/г
В последнее время одним из наиболее перспективных направлений
селекции на повышение продуктивности риса признано создание сортов с
высокими показателями фотосинтетической деятельности отдельного листа, в
связи с этим особую актуальность приобрели исследования в этой области.
Проведен сравнительный анализ вариабельности относительного содержания
хлорофилла, пигментов, удельной поверхностной плотности листа, скорости
фотосинтеза
и
концентрации внутриклеточного СО2, количества
хлоропластов коллекционных образцов
риса. В качестве источников по
признаку «высокое суммарное содержание всех изучаемых пигментов»
выделены сорта: Хазар, Лиман, Факел, Виола, Регул, Жемчуг, Гарант, Флиппе,
Балила, Ненбо, Савио, Ариетте (рисунок 1-2).
Сорт
Сar- каротиноиды, Chl a –хлорофилл а, Chl b- хлорофилл в
Рисунок 1 - Вариабельность содержания пигментов у сортов риса
российской селекции (2005-2006 гг). Стандарт: Рапан
11
Содержание пигментов, мг/г
3,500
3,000
2,500
2,000
Car
1,500
Chl b
1,000
Chl a
0,500
0,000
Тай
Рома
Сатурно
Вальдо
Савио
Глалио
Селенио
Карнаролли
Виалоне
Ненбо
Баллила
Флиппе
Лото
Андреа
Арборио
Ариете
Zhong 21
Zhen Shan 97
Кси Ю 1101
Кси Шуи 11
А/13 6241
А/13 6262
А/13 6211
А/13 6205
А/12 6206
А/12 6210
А/12 6205
Ша Ша Ни
Донг Нонг 7
Донг Нонг…
Кси Хуан 1
Сорт
Рисунок 2 - Вариабельность содержания пигментов у сортов риса
итальянской и китайской селекции (2005-2006 гг)
Сar- каротиноиды, Chla –хлорофилл а, Chlb- хлорофилл в
Изучение вариабельности содержания пигментов в гибридных
комбинациях,
полученных с использованием выделенных источников,
показало, что сорта Хазар, Лиман, Жемчуг, Виола, Регул устойчиво передают
признак гибридам первого поколения и их можно рекомендовать использовать
в качестве доноров по данному признаку.
Интегральным показателем содержания структурных и функциональных
элементов мезоструктуры листа является его
удельная поверхностная
плотность (УПП). В 2004-2005 годах нами изучена межсортовая
вариабельность по удельной поверхностной плотности листа у итальянских,
китайских и отечественных образцов риса (рисунок 3). Размах изменчивости
по признаку у китайских образцов составил 55 %, итальянских 59 % ,
российских 29 % .
Сорт; LS Means
Current effect: F(37, 104)=3,0983, p=,00000
Effective hypothesis decomposition
Vertical bars denote 0,95 confidence intervals
0,07
УПП
0,06
0,05
0,04
0,02
Сприн
Факел
Павловский
Рапан
Янтарь
Регул
Амети
Курчанка
Виола
Стреле
Дружный
Хазар
Новатор/рапан
Курчанка/изумруд
Курчанка/павловский
Рапан/новатор
Аметист/новатор
Лиман/новатор
Янтарь/новатор
Лиман
Новатор
Серпантин
Касун
Садк
Изумруд
Боярин
Жемчуг
Дальневосточный
Лидер
Нарци
Юпитер
Атлан
Снежинка
Приморский
Гаран
Фонтан
Вираж
Ханкайский
0,03
Сорт
Рисунок 3 - Вариабельность УПП у сортов риса отечественной селекции.
Вертикальные полосы показывают 0,95 % доверительный интервал. Стандарт Рапан
(2004 - 2005 гг.)
12
Анализ корреляционных связей между изученными признаками показал
наличие таковых только между признаками, характеризующими содержание
пигментов (значение коэффициента корреляции варьировало от 0,52 до 0,88).
Отрицательная корреляция средней силы (r = - 0,42) отмечена между скоростью
фотосинтеза и удельной поверхностной плотностью листа (таблица 2).
Таблица 2 - Корреляционные связи между признаками характеризующими
фотосинтетический потенциал (2004 - 2005 гг.)
Относительное
Chl Chl
содержание
Признаки
Photo
Ci УПП
a
b
Car
хлорофилла
Photo
1
Ci
0,0003
1
УПП
1
-0,415 0,36
Chl a
0,033 0,32 -0,05
1
Chl b
-0,028
0,3 0,097 0,88
1
Car
0,060 -0,16 -0,30 0,71 0,62
1
Относительное
содержание
хлорофилла 0,017 0,119 0,326 0,26 0,52 0,051
1
Photo - Скорость фотосинтеза, Ci - Концентрация внутриклеточного СО2
В соответствии с полученными данными по эффективности работы
генетической системы признаков, определяющих фотосинтез растения,
проведена кластеризация сортов по комплексу изученных признаков (рисунок
4), которая может быть использована при подборе пар для гибридизации в
селекции на признак.
Tree Diagram for 30 Cases
Ward`s method
Euclidean distances
60
50
Linkage Distance
40
30
20
10
0
C_26 C_28 C_30 C_10 C_7 C_15 C_9 C_18 C_3
C_5
C_2
C_8 C_29 C_27 C_16
C_4
C_1
C_17 C_11 C_24 C_22 C_25 C_14 C_21 C_23 C_20 C_13 C_19 C_12 C_6
1
Аметист
6
Гарант
11
Касун
16
Новатор
21
Садко
22
Снежинка
2
Атлант
27
Хазар
12
Курчанка (ст)
30
Янтарь
26
Фонтан
7
3
Боярин
8
Дружный
13
Лидер
29
Юпитер
23
Спринт
28
Ханкайский
4
Виола
9
Жемчуг
14
Лиман
19
Рапан st
24
Стрелец
18
Приморский
5
Вираж
10
Изумруд
15
Нарцисс
20
Регул
25
Факел
17
Павловский
Дальневосточный
Рисунок 4 - Кластеризация сортов риса по признакам генетической системы
определяющей интенсивность фотосинтеза растения (2004 - 2005 гг.)
13
В комплекс признаков включили: относительное содержание пигментов,
содержание хлорофилла а, хлорофилла в, каротиноидов, удельную
поверхностную плотность листа.
Для изучения наследования признаков нами были использованы гибриды,
полученные в результате скрещивания шести сортов (Нарцисс, Фонтан, Лиман,
Хазар, ВНИИР 7887, ВНИИР 7718) по полной диаллельной схеме. В таблице 3
систематизированы полученные нами данные по наследованию признаков,
определяющих некоторые фотосинтетические показатели и морфотип растения
риса. Изучение генетики всех изученных признаков показало полигенный тип
их наследования, результирующее значение
признака определяется как
межгенными, так и внутрилокусными взаимодействиями. Основную роль
играют аддитивные эффекты генов. По большинству признаков корреляция
между средним значением родителей и суммой (дисперсия) Vr + Wr
(коварианса) - низкая, что говорит о ненаправленном доминировании,
следовательно, в популяции есть как доминантные, так и рецессивные гены,
увеличивающие признак, что осложняет анализ их наследования
традиционными методами.
Таблица 3 - Генетическая система признаков, определяющих
фотосинтетические показатели и морфотип растения риса
Признаки
Длина флагового
листа
Ширина флагового
листа
Угол между флаго
вым листом и стеблем
Угол между 1 после
флага
листом
и
стеблем
Угол между 2 после
флага
листом
и
стеблем
Выход
метелки
Продолжительность
фотосинтеза листьев
Содержание
хлорофилла а
Содержание
хлорофилла в
Содержание
каротиноидов
Межгеные
взаимодействия
Внутрилокусные
взаимодействия
Направление
доминирования
комплементарный эпистаз
комплементарный эпистаз
комплементарный эпистаз
комплементарный эпистаз
неполное
доминирование
неполное
доминирование
аддитивное
действие
сверх
доминирование
увеличение
значения признака
увеличение
значения признака
уменьшение
значения признака
уменьшение
значения признака
комплементарный эпистаз
сверх
доминирование
уменьшение
значения признака
комплементарный эпистаз
комплементарный эпистаз
комплементарный эпистаз
комплементарный эпистаз
комплементарный эпистаз
неполное
доминирование
неполное
доминирование
неполное
доминирование
неполное
доминирование
неполное
доминирование
уменьшение
значения признака
увеличение
значения признака
увеличение
значения признака
увеличение
значения признака
увеличение
значения признака
14
некоторые
Корреляция
между
(Wr+Vr)
-0,46
0,39
0.83
0,62
0,32
0,08
,16
0,133
0,27
-0,28
С помощью внутригенных микросателлитных (SSR, EST) молекулярных
маркеров изучен полиморфизм российских сортов по локусам, определяющим
интенсивность фотосинтеза в фазу созревания, расположенных на 8
хромосомах (таблица 4). Все изучаемые маркеры (за исключением RM 256),
показали наличие нескольких аллелей, максимальное их количество у
российских сортов выявлено с использованием маркеров RM 82 (9 аллелей),
RM 286 (6 аллелей) рисунок 5.
Ханкайский
1
Рапан
7
Жемчуг
13
Спринт
19
Атлант
25
Садко
2
Новатор
8
Лидер
14
Виола
20
Курчанка
26
Приморский
3
Серпантин
9
Хазар
15
Дальневосточный
21
Факел
27
Лиман
4
Боярин
10
Аметист
16
Фонтан
22
Снежинка
28
Гарант
5
Регул
11
Нарцисс
17
Касун
23
Шарм
29
Павловский
6
Янтарь
12
Дружный
18
Юпитер
24
Анаит
30
Флагман
31
Изумруд
32
Рисунок 5 - Полиморфизм российских сортов, выявляемый микросателитным маркером
RM 82 связанным с признаком «интенсивность фотосинтеза в фазу созревания» (первая и
последняя дорожка - маркер молекулярной массы, между ними 32 российских сорта,
представленных в таблице.
Таблица 4 - Маркеры сцепленные с локусами, определяющими интенсивность
фотосинтеза в фазу созревания
Микросателитный
маркер SSR
RM2
RM11
RM25
RM82
RM126
RM145
RM162
RM245
RM256
RM259
RM271
RM283
RM284
RM286
RM322
RM154
Ожидаемый размер
продукта, п.н.
150
140
189
223
136
321
148
110
105
140
112
385
162
131
112
183
Локализация в
хромосоме
7
3
4
6
2
9
11
8
2
2
3
9
7
2
2
15
Наличие полиморфизма
по изучаемому локусу
п
п
п
п
п
п
п
п
m
п
п
п
п
п
п
п
Полиморфизм российских сортов по локусам, определяющим
интенсивность фотосинтеза, позволяет создавать образцы с улучшенными
характеристиками по признаку при их гибридизации.
3.3 Физиологические признаки, обеспечивающие адаптивность к
абиотическим стрессам
3.3.1 Влияние температуры на продуктивность риса.
3.3.1.1 Межсортовая специфика по устойчивости к высоким
температурам у отечественных сортов риса
Прогнозирование влияния повышенной на 4°С температуры на урожай
риса показало, что он снизится на 39 % (De Costa, 2000). Исследования
сортовой специфики у 30 отечественных сортов показали, что большая их часть
достоверно снижает продуктивность при воздействии высоких температур (35
°C). В фазу цветения у российских сортов повышалась пустозерность в
среднем до 35,8 %, более 80 % у отдельных образцов. Снижалась масса 1000
зерен на 20,6 %, от 2 до 48 % в зависимости от сорта. Масса зерна главной
метелки в среднем снизилась на 62,1 % (от 16 до 98 %) (рисунок 6).
Пустозерность, %
Wilks lambda=,51542, F(36, 552,61)=2,9698, p=,00000
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
35
25
Температура, С
а
о
Масса главной метелки , г
Wilks lambda=,51542, F(36, 552,61)=2,9698, p=,00000
Vertical bars denote 0,95 confidence intervals
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
35
b
Лиман
Рапан
Регул
Лидер
Хазар
25
Температура, С
0
Лиман
Рапан
Регул
Лидер
Хазар
Рисунок 6 - Продуктивность сортов риса при различных температурах: a)
пустозерность, b) масса главной метелки ( 2006 -2008 г.). Вертикальные полосы
показывают 0,95 % доверительный интервал.
16
3.3.1.2 Внутрисортовая структура сортов риса по признаку «устойчивость
к высоким температурам»
В связи с этим возник вопрос – является ли эта потеря продуктивности
закономерным ответом растений на фактор или недоработкой селекции по
устойчивости к воздействию высоких температур.
Исследования внутрисортовой специфики по устойчивости к стрессу
пяти сортов отечественной селекции (анализировали 100 семей каждого сорта)
показали наличие в них линий с различной реакцией на фактор. Большинство
семей всех этих образцов показали высокую пустозерность (более 40%) при
повышенной температуре. Нами были выделены группы семей по влиянию
температуры (25 и 350С) на признак «пустозерность». Во всех изучаемых
сортах выделены семьи устойчивые и неустойчивые к стрессовому фактору. У
трех сортов (Лиман, Рапан, Хазар) даже при воздействии высокой температуры
сохранялись семьи с низкой (до 20 %) пустозерностью, максимальное их число
у сорта Лиман (рисунок 7).
а
Количество семей ,шт
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Высокая температура
Низкая температура
Количество семей, шт.
до 20
до 30
до 40
более 40
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Пустозерность ,%
Высокая температура
Низкая температура
до 20
до 30
до 40
более 40
Пустозерность ,%
б
Рисунок 7 - Изменение внутрисортовой структуры по признаку
«пустозерность» при различных температурах у сортов: а) Лиман, б) Лидер
(2007 -2008 г.)
Сорта Лиман, Рапан, Хазар отличаются наиболее стабильной
продуктивностью, и максимальными посевными площадями в России. Семьи,
имеющие повышенную пустозерность при высоких температурах, часто
сохраняли ее и при оптимальной. Это позволяет рекомендовать отбор под
воздействием стресса как метод браковки низкопродуктивных семей и
выявления генетически наиболее сбалансированных.
17
3.3.1.3 Воздействие высоких температур в фазу кущения
Как показали исследования, время воздействия стресса значительно
изменяет не только интенсивность, но и направление его воздействия. Так, при
действии стресса в фазы кущение - выметывание, выметывание - созревание
продуктивность растения снижалась. В фазу цветения воздействие было
максимальным. Дисперсионный анализ показал, что высота растения в
зависимости от температуры в фазу кущения достоверно не менялась. На
остальные признаки температура воздуха в фазу кущения оказала достоверное
влияние (рисунок 8).
а
Масса боковых мет , г
Лямбда Уилкса=,35023, F(14, 2432)=119,82, p=0,0000
Вертик. столбцы равны 0,95 доверительных интервалов
2,8
2,6
2,4
2,2
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
форм.мет.20
форм.мет.35
форм.мет.25
Условия выращивания
Mасса главной метелки,
г
Лямбда Уилкса=,35023, F(14, 2432)=119,82, p=0,0000
Вертик. столбцы рав ны 0,95 дов ерительных интерв алов
2,8
2,7
2,6
2,5
2,4
2,3
2,2
форм.мет.20
форм.мет.35
форм.мет.25
Услов ия в ыращив ания
б
форм. мет.20 – формирование метелки при 20 0С, форм. мет.35- при 350С,
форм. мет.25- при 250С
Рисунок 8 - Воздействие высоких температур в фазу кущения на признаки: а)
масса главной б) масса боковых метелок (2007 - 2008 гг.)
При возрастании температуры с 25оС до 35оС снизилась масса главной
метелки с 2,64 +0,03 г до 2,4 +0,04 г, ее длина с 15,94 +0,14 см до 15,49 +0,12
см, число выполненных колосков с 92,78 +3,04 шт. до 85,02 +3,37 шт. Однако
основное влияние изучаемый фактор оказал на признак «продуктивное
кущение», а вместе с тем и на «массу зерна с растения».
18
3.3.1.4 Воздействие высоких температур в начальные фазы вегетации
В фазу проростков воздействие высоких температур
оказало
благотворное влияние на большинство исследуемых образцов. Достоверное
влияние на продуктивность образцов в эту фазу доказана по следующим
признакам: длина главной метелки, масса главной метелки (рисунок 9),
количество выполненных колосков, всего колосков на главной метелке и
пустозерность. Изучаемый фактор оказал на признак «продуктивное кущение»
отрицательное влияние, однако «масса зерна с растения» возросла.
Wilks lambda=,91366, F(7, 843)=11,380, p=,00000
Вертикальные линии показывают 0,95 доверительный интервал
Mасса главной метелки, г
2,75
2,70
2,65
2,60
2,55
2,50
2,45
2,40
2,35
2,30
35 °С
25 °С
Температура в фазу проростков
Рисунок 9 – Влияние температуры на признак масса главной метелки в фазу
проростков
При возрастании температуры с 25оС до 35оС возросла масса главной
метелки с 2,43 +0,03 до 2,58 +0,03, количество заложенных колосков со 106,77
+1,38 до 115,74 +1,48, количество выполненных колосков с 87,8 +1,08 до 92,8
+1,13. Из вышеперечисленного можно сделать вывод: воздействие высоких
температур в начальные фазы вегетации может оказывать «закаливающее»
воздействие на растения, что позволяет снижать в последующем воздействие
стресса и тем самым повышает продуктивность растений.
3.3.1.5. Наследование признака «устойчивость к высоким температурам»
Наследование признака «устойчивость к высоким температурам» изучали
на 12 гибридных комбинациях и 5 сортах. Для выделенных по устойчивости к
фактору линий показано сохранение признака в последующих поколениях.
Средняя пустозерность линий выделенных в сорте Лиман составила у
устойчивых 61,9 + 7,2 %, у не устойчивых 86,4+ 3,1%; в сорте Изумруд
составила у устойчивых 53,8 + 6,5% , у не устойчивых 80,8+ 5,9%; в сорте
Хазар составила у устойчивых 57,3 + 3,8 %, у не устойчивых 80,9+ 7,6 %
19
(рисунок 10).
Пустозерность.%
F(1, 8)=27,189, p=,00081
Вертикальные линии показывают 0,95 доверительный интервал
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
Устойчивые
Неустойчивые
Родительские формы
Рисунок 10 – Различия по признаку «пустозерность» при воздействии высоких
температур в последующих поколениях (среднее значение признака по
линиям) (2008-2009 гг.)
Гибридизация устойчивых линий сорта приводит к получению более
устойчивого гибрида. Так, при скрещивании устойчивых родительских форм в
комбинации Хазар/ Изумруд средняя пустозерность гибридов составила
47,4+5,9% , у не устойчивых 86,3+4,7%. Установлено влияние цитоплазмы на
устойчивость гибрида к воздействию высокой температуры (рисунок 11).
Следовательно, в качестве материнской формы при гибридизации необходимо
брать более устойчивую линию.
F(1, 8)=7,4291, p=,02602
Вертикальные линии показывают 0,95 доверительный интервал
90
Пустозерность, %
80
70
60
50
40
30
20
Хазар/Лиман
Лиман/Хазар
Гибрид
Рисунок 11 - Влияние цитоплазмы на устойчивость гибрида к высоким
температурам
20
3.3.1.6. Взаимосвязь между устойчивостью к высокой температуре и
продуктивностью
Проведено изучение стабильности
продуктивности контрастных по
устойчивости линий пяти наиболее распространенных сортов риса: Лиман,
Рапан, Регул, Лидер, Хазар. Исследования проводили в лизиметрических
опытах в условиях: засоления, повышенного (N240P120K120) и низкого фона
минерального питания (N120P60K60), в условиях загущенного посева. Во всех
вариантах опыта устойчивые линии имели более высокие значения признаков,
характеризующих продуктивность и более низкую пустозерность .
3.3.2 Устойчивость риса к засолению
На Кубани где в настоящее время сосредоточено 84 % валового
производства риса, около 31 % подвержено засолению, 25 % почвенного
покрова засолено. В плавневой зоне засолено 56 % площадей. Поэтому,
использование засоленных и заболоченных почв, на которых не могут
возделываться другие культуры, является заметной прибавкой площади
сельскохозяйственных угодий.
3.3.2.1. Неспецифические гены, повышающие адаптивность к
засолению у риса
Механизмы формирования устойчивости сходны для различных стрессов.
Среди признаков их определяющих: скорость роста клеток, эффективность
фотосинтеза и скорость аттрагирования пластических веществ из вегетативных
в генеративные органы, а также их микрораспределение между элементами
соцветия и зерном, сохранение уровня фотосинтеза в фазу налива и созревания.
Изучение корреляционных связей показало наличие взаимосвязи между
длинной колеоптиля и корешка у проростка, содержанием хлорофилла и
устойчивостью к засолению в фазу цветения, а также взаимосвязь между
устойчивостью к различным стрессовым факторам. Это подтверждает, что
высокая солеустойчивость российских образцов определяется, комплексом
неспецифических генов, повышающих адаптивность (таблица 5).
21
Таблица 5 - Корреляционные связи между признаками, характеризующими
морфофизиологические признаки сортов риса (2004-2006 гг.)
Признаки МП
ДК
3
ДС
4
OC/К Хл
5
6
МПи С
7
8
РП
9
ПП
10
З
11
1
2
МП
1
ДК
0,75 1,00
ДС
0,39 0,55 1,00
O C/К
-0,28 -0,23 -0,79 1,00
Хл
0,13 0,37 0,40 -0,46 1,00
МПи
0,22 -0,02 0,07 -0,29 0,15 1,00
С
0,17 0,52 0,40 -0,40 0,19 -0,13 1,00
РП
-0,07 -0,05 0,15 -0,24 -0,49 -0,03 0,62 1,00
ПП
0,26 0,12 0,20 -0,31 -0,24 0,09 0,34 0,57 1,00
З
0,24 -0,06 0,24 -0,35 -0,12 0,61 -0,15 0,21 0,56 1
МП- масса проростка (г), ДК- длина корня(см), ДС- длина стебля(см),OC/К отношение длины стебля к длине корня, Хл - относительное содержание
пигментов , МПи- ранг по отзывчивости на уровень минерального питания, Сранг по отзывчивости на уровень минерального питания, РП - ранг по отношению к раннему сроку посева, ПП - ранг по отношению к позднему сроку
посева, З -ранг по отношению к загущению.
3.3.2.2 Воздействие фактора в фазу цветения
Проведена оценка генетического полиморфизма систем адаптивности к
засолению у российских сортов риса различных групп спелости (таблица 6).
Раннеспелые образцы снижали продуктивность в среднем на 13,2%. Тогда как
среднеспелые и позднеспелые на 22,6 % и 32,3 % соответственно. Анализ
полученных данных показывает, что «раннеспелость» один из механизмов
устойчивости к засолению российских сортов.
Таблица 6 - Оценка генетического полиморфизма систем адаптивности к
засолению у российских сортов риса (2004-2006 гг.)
Масса зерна с растения, г
Группа сортов
Засоление Контроль
Раннеспелые
3,10+0,11 3,44+0,12
Среднеспелые
3,27+0,11 3,90+0,12
Позднеспелые
3,03+0,08 3,97+0,083
.
22
Размах изменчивости, %
13,24 (0,2 до 46)
22,59 (5, 4 до 42,4)
32,28 (18, 4 до 57,8)
3.3.2.3. Генетический полиморфизм систем аттракции, адаптивности и
микрораспределений продуктов фотосинтеза у перспективных образцов
риса
В репродуктивную фазу основной механизм солеустойчивости –
снижение поступления солей в репродуктивные органы, что может достигаться
за счет накопления солей в нижних отмирающих листьях. Оценить
эффективность работы данного механизма можно косвенно по изменению
аттракции образца под воздействием стресса. Образцы со сниженным
поступлением солей в репродуктивные органы, будут в меньшей степени
снижать отток пластических веществ из вегетативных в генеративные органы.
Изучение генетического полиморфизма систем аттракции, адаптивности и
микрораспределений продуктов фотосинтеза у сортов риса проводили на 30
перспективных сортах российской селекции и 30 коллекционных образцах.
Лучшие образцы по генам аттракции в контрольном варианте: К-01390, К01947, К-03229, К-03877. При засолении по генам аттракции выделились
образцы: К-01947, К-02827, К-02604. Образцы,
выделившиеся по генам
аттракции в не стрессовых условиях, уступили вышеперечисленным образцам.
3.3.2.4. Разделение
солеустойчивых образцов согласно реакции на
стрессовое воздействие по комплексу признаков
Одной из задач стало разделение 30 коллекционных солеустойчивых
образцов и сортов отечественной селекции согласно реакции на стрессовое
воздействие по комплексу признаков, для дальнейшего выделения доноров с
различным механизмом формирования признака (рисунок 12).
Tree Diagram for 31 Cases
Ward`s method
Euclidean distances
Linkage Distance
500
400
300
200
100
0
C_24 C_20 C_17 C_28 C_8
C_6
C_4 C_16 C_13 C_7
C_3 C_29 C_11 C_2 C_18 C_1
C_22 C_19 C_14 C_30 C_23 C_21 C_15 C_31 C_26 C_9 C_12 C_25 C_10 C_27 C_5
Аметист
8
Жемчуг
16
Павловский
24
Стрелец
Атлант
9
Изумруд
17
Приморский
25
Факел
Боярин
10
Касун
18
Рапан
26
Фонтан
Виола
23
Спринт
19
Регул
29
Юпитер
Дальневосточный 12
Лидер
20
Садко
30
Янтарь
Курчанка (ст)
5
Гарант
27
Хазар
31
All Grps
Ханкайский
13
Лиман
21
Серпантин
15
Новатор
Дружный
14
Нарцисс
22
Снежинка
Рисунок 12 - Кластеризация российских сортов риса в соответствии с реакцией на
засоление, по изменению комплекса изучаемых признаков (2004-2006 гг.).
1
2
3
4
6
11
28
7
23
Данные, полученные при кластеризации и в процедуре к- means (таблица
7), позволили разделить солеустойчивые в фазу цветения
образцы на
генетически различные группы. В пошаговом анализе выделены признаки,
позволяющие достоверно разделять сорта на группы по адаптивности к стрессу.
Таблица 7 - Изменение признака масса главной метелки при засолении по
отношению к контролю среди образцов доноров по признаку
(2010-2011 гг.)
Сорт
Ошибка
средней
Масса
главной
метелки, г
Ошибка
средней
Изменение по
отношению к
контролю,%
Кластер по
результатам
процедуре кmeans
Засоление
Масса
главной
метелки, г
Контроль
к-03461(05)
к-03340(07)
к-03560(07)
к-0745
к-01914(07)
к-03231(06)
к-01390(07)
к-02231(07)
к-01947(05)
к-02310(07)
к-02707(06)
к-02363(07)
к-03751(06)
к-02604(06)
к-03229(07)
к-02290
к-01702(05)
к-02734(07)
к-03877(05)
к-03183(06)
к-01948(07)
к-02290(07)
к-03171(06)
к-03036(07)
к-01970(07)
к-03293(05)
Курчанка (ст)
2,51
2,34
3,17
2,86
1,89
2,46
3,09
2,35
3,48
2,45
1,81
1,80
2,61
2,20
3,17
2,70
2,78
2,04
2,94
2,47
2,73
3,25
2,99
3,24
2,26
2,56
3,42
0,17
0,22
0,10
0,16
0,15
0,13
0,29
0,17
0,20
0,12
0,12
0,09
0,11
0,12
0,18
0,17
0,13
0,11
0,18
0,08
0,16
0,18
0,12
0,13
0,10
0,12
0,24
2,88
2,66
3,52
3,11
1,88
2,39
2,99
2,26
3,29
2,31
1,70
1,61
2,32
1,94
2,74
2,25
2,31
1,64
2,36
1,96
2,16
2,57
2,26
2,41
1,35
1,47
2,09
0,11
0,17
0,21
0,23
0,12
0,18
0,21
0,18
0,14
0,07
0,11
0,11
0,14
0,18
0,19
0,09
0,09
0,09
0,14
0,11
0,14
0,19
0,12
0,10
0,13
0,15
0,31
14,74
13,68
11,04
8,74
-0,53
-2,85
-3,24
-3,83
-5,46
-5,71
-6,08
-10,56
-11,11
-11,82
-13,56
-16,67
-16,91
-19,61
-19,73
-20,65
-20,88
-20,92
-24,41
-25,62
-40,27
-42,58
- 38,88
2
1
2
1
1
3
2
2
2
3
3
3
3
3
2
1
1
1
1
1
1
1
3
3
1
1
24
3.4. Молекулярное маркирование российских сортов риса с
использованием маркеров, сцепленных с признаками, определяющими
устойчивость к абиотическим стрессам
Поиск генов определяющих устойчивость к засолению значительно
осложняется тем фактом, что геномные регионы изменяющие транскрипцию
при засолении расположены на всех хромосомах риса (Senadheera P. et al.,
2009). Трудности возникают также при фенотипировании генплазмы, так как
устойчивость к засолению на различных фазах различна. В ранее проведенных
исследованиях нами показано, что высокая солеустойчивость российских
образцов определяется, прежде всего, комплексом неспецифических генов,
повышающих адаптивность. Высокая скорость роста, содержание
фотосинтетических пигментов, эффективность минерального питания, быстрое
увеличение площади листьев отечественных сортов, позволяет им не
накапливать в тканях критическое значение содержания солей и сокращать
время их воздействия в фазы, когда рис особенно чувствителен к стрессу.
На рисунке 13 показан полиморфизм сортов риса отечественной
селекции, выявляемый при молекулярном маркировании с помощью SSR
маркеров, связанных с адаптивностью к стрессам.
Изучение полиморфизма российских сортов по маркерам, связанным с
локусами, определяющими скорость роста, выявило полиморфизм среди
отечественных сортов только по маркерам: RM 444 (две аллели) и RM 104 (три
аллели). Невысокий полиморфизм отечественных сортов по маркерам,
определяющим скорость роста на начальных этапах можно объяснить
продолжительной селекцией на данный признак. Мономорфными
были
несколько маркеров, связанных с засолением, среди них: RM 7048, RM 127.
Связанный, с устойчивостью к повышенной концентрации соли RM 255
выявлял две аллели, RM 11- три. До 8 аллелей выявлял молекулярный маркер
RM 162. Полиморфизм по локусам связанным с изучаемыми признаками
позволяет надеяться на возможность результативного отбора.
3.5. Совершенствование методов селекции на гетерозис или высокую
продуктивность
Использование гетерозисного эффекта традиционными методами (с
созданием ЦМС линий, восстановителей фертильности или линий с термо или
фоточувствительной мужской стерильностью) не может быть экономически
оправдано в России, прежде всего, из-за отсутствия дешевой рабочей силы, а
также неустойчивых климатических условий в период цветения риса, что
может привести к низкому выходу семян. Фиксирование комплексов генов
определяющих гетерозисный эффект позволит создавать на базе генотипов
гетерозисных гибридов сорта с аналогичной урожайностью, и при
25
гибридизации их получить новое поколение гибридов с еще более высоким
потенциалом продуктивности. В мире
не предложено
реализованных
подходов к закреплению гетерозиса гибридов в последующих поколениях, хотя
многие лаборатории работают над ее решением, посредством создания
апомиктично размножающихся форм. Метод решения данной проблемы,
предложенный Струнниковым В.А. и испытанный во ВНИИ риса, позволяет не
только закрепить гетерозисный эффект в последующих поколениях, но и
улучшить генотип гибридов, посредством элиминации летальных и
полулетальных генов, значительно снижающих продуктивность.
а
б
с
d
Ханкайский
1
Рапан
7
Жемчуг
13
Спринт
19
Атлант
25
Садко
2
Новатор
8
Лидер
14
Виола
20
Курчанка
26
Приморский
3
Серпантин
9
Хазар
15
Дальневосточный
21
Факел
27
Лиман
4
Боярин
10
Аметист
16
Фонтан
22
Снежинка
28
Гарант
5
Регул
11
Нарцисс
17
Касун
23
Шарм
29
Павловский
6
Янтарь
12
Дружный
18
Юпитер
24
Анаит
30
Флагман
31
Изумруд
32
Рисунок 13 - Молекулярное маркирование российских сортов риса с
использованием маркеров (первая и последняя дорожка - маркер молекулярной
массы, между ними 32 российских сорта, представленных в таблице): а) RM
335 (связанного с признаком устойчивость к холоду в репродуктивную фазу;
б)RM 213 (скорость роста); с)RM 11 (устойчивость к засолению и
эффективность фотосинтеза в фазу созревания); d) RM 600 (эффективность
азотного питания)
26
3.5.1. Подтверждение эффективности методики
гетерозисного эффекта методом Струнникова В.А.
закрепления
Для закрепления гетерозисного эффекта было предложено проводить
возвратные скрещивания гибрида с дигаплоидными линиями полученными из
его пыльцы. Гибридизация особей, хотя бы одна из которых лишена «вредных
генов» в гомозиготном и гетерозиготном состояниях, приводят к
возникновению потомства, в генотипе которого также не может быть
полулеталей в гомозиготном состоянии. Это и наличие большого числа генов
модификаторов позволяет не только сохранить, но даже и усилить гетерозис во
всех последующих беккроссных поколениях. Число «вредных» генов в каждом
новом беккроссном поколении уменьшается вдвое по сравнению с
предыдущим. Для доказательства возможности закрепления гетерозиса по
предложенным методикам, достаточно получения первого беккросного
поколения гибрида с полученным из его пыльцы дигаплоидом. (Струнников
В.А., Струнникова Л.В, 2000). Нами получено беккроссное поколение в 13
гибридных комбинациях риса. Анализ продуктивности полученных растений
проводился при сравнении с исходным гибридом, дигаплоидами, полученными
из его пыльцы, вторым поколением гибрида, и родительскими формами. Нами
показано отсутствие расщепления в беккроссном поколении и, следовательно,
возможность закрепления гетерозисного эффекта предложенным методом
(таблицы 8-9).
Таблица 8 - Показатели вариации (средние по всем полученным возвратным
скрещиваниям) в популяциях F1, F2, а также гибридов полученных при
возвратном скрещивании исходного гибрида с дигаплоидами, полученными из
его пыльцы (F1/DH) 2005 г.
Показатель
F1/DH
F1
F2
Масса главной метелки, г
2,22
2,39
1,79
Дисперсия
0,06
0,06
0,16
Cреднее квадратическое отклонение
0,24
0,24
0,40
Коэффициент вариации, %
11,49
10,17
22,40
В гибридных комбинациях (по которым было получено большое количество
дигаплоидных линий, и была возможность отбора высокопродуктивной
дигаплоидной
линии
для
проведения
возвратного
скрещивания),
продуктивность растений, полученных при возвратном скрещивании была
выше, чем у исходного гибрида.
При скрещивании гибрида с
низкопродуктивными дигаплоидами продуктивность растений, полученных
при возвратном скрещивании ниже, чем у исходного гибрида. Однако
дисперсионный анализ достоверных различий по продуктивности исходного
гибрида и возвратного скрещивания не показал.
27
Таблица 9 - Показатели вариации признаков продуктивности (по 13
гибридным комбинациям) в популяциях F1, F1/DH 2006 г.
Среднее
Cреднее
Стандартная
значение
квадратическое
ошибка
Признаки
отклонение
средней
F1 F1/DH
F1
F1/DH
F1 F1/DH
Высота растения, см
76.2 79.9 10.43 11.08 1.71 1.81
Длина главной метелки, см. 14.7 15.1
1.91
1.81
0.31 0.46
Количество выполненных
91.7 88.1 39.58 41.22 4.86 6.77
колосков, шт .
Количество
9.3
8.6
8.83
5.61
1.45 0.92
пустых колосков, шт.
Количество колосков, шт.
100.9 96.7 39.91 41.47 4.91 6.81
DH – дигаплоидная линия
Следовательно, при получении дигаплоидов для очищения от
неблагоприятно действующих генов необходимо создание большого их
количества, так как часто оказываются жизнеспособными низкопродуктивные
и стерильные линии. Продолжительное культивирование растительных тканей
на среде вызывает появление большого числа мутаций, как ядерных, так и
соматических, кроме того, часть линий несущих летали, также выживает. Но
эти линии легко браковать по продуктивности, так как все летали, находятся в
гомозиготном состоянии. То есть необходимо проводить отбор по
продуктивности среди дигаплоидных линий. Отсутствие расщепления
подтверждает правильность выдвинутой Струнниковым В.А. теории о
природе гетерозисного эффекта. То есть, согласно, нашим данным, при
получении дигаплоидов происходит очищение исходного гибрида от леталей и
полулеталей, принесенных родительскими формами. При проведении
возвратных скрещиваний вероятность получения сорта с продуктивностью
исходного гибрида значительно увеличивается.
3.5.2. Селективная элиминация аллелей в культуре пыльников
Возможность очищения генотипа гетерозисного гибрида от полулетальных
или неэффективно действующих генов в культуре пыльников можно показать,
выявив селективную элиминацию аллелей в популяциях дигаплоидных
линий. Для получения таких данных мы провели молекулярное маркирование
популяции состоящей из 80 дигаплоидных линий (полученной в результате
гибридизации сортов BR 29 и IR 69428, и последующего использования
пыльцы гибрида первого поколения для создания дигаплоидных линий через
культуру пыльников) выбрали 200 микросателлитных маркера. 101 из них
равномерно распределен по геному риса с расстоянием между ними 20 сМ.
Остальные 100 SSR маркеров связаных с признаками, определяющими
28
устойчивость к стрессам (засухе, засолению, высоким и низким температурам).
Как и следовало ожидать, большая часть маркеров для изучаемой популяции
была не селективна. Или другими словами различия по количеству растений в
популяции,
несущих отцовский или материнский аллель, не были
статистически достоверны, что говорит о равной вероятности выживания
особей с аллелями обоих родителей в культуре пыльников. Однако удалось
выявить и аллели, которые встречались в популяции дигаплоидных линий
значительно реже (рисунок 14). Маркеры, связанные с аллелями, снижающими
жизнеспособность пыльцевых зерен в культуре пыльников, представлены в
таблице 10.
Таблица 10 – Маркеры, связанные с аллелями, снижающими
жизнеспособность пыльцевых зерен в культуре пыльников (2010г.)
SSR
маркер
RM6407
RM6765
RM6931
RM8243
RM212
RM5629
RM284
RM3403
RM5552
RM489
RM332
RM72
RM208
RM44
RM289
RM469
RM481
RM264
RM477
RM6648
Число растений
несущих аллель
с меньшей
молекулярной
массой, шт
Число растений
несущих аллель
с большей
молекулярной
массой, шт
Всего
растений
16
11
43
12
9
24
5
5
1
4
4
6
2
4
5
6
6
5
4
6
61
56
8
37
25
51
17
16
21
18
18
16
20
18
17
16
16
17
18
16
77
67
51
49
34
75
22
21
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
22
Ожидаемое
число
растений
классов
при
отсутствии
селективности
38,5
33,5
25,5
24,5
17,0
37,5
11,0
10,5
11,0
11,0
11,0
11,0
11,0
11,0
11,0
11,0
11,0
11,0
11,0
11,0
Значения
критерия
χ2
значения достоверны на 5%-ном уровне значимости (χ2st =3,84).
значения достоверны на 0,5%-ном уровне значимости (χ2st =7,88)
значения достоверны на 0,1%-ном уровне значимости (χ2st =10,83)
29
26,3
30,2
24,0
12,8
7,5
9,7
6,5
5,8
18,2
8,9
8,9
4,5
14,7
8,9
6,5
4,5
4,5
6,5
8,9
4,5
Дигаплоидные линии полученные из пыльцы гибрида BR 29/IR
м 1 2 1 2 1 2 1 2
69428
Рисунок 14 - Молекулярное маркирование популяции дигаплоидных линий с
помощью SSR маркера RM 6407. После маркера молекулярной массы (м)
справа чередуются родительские формы IR69428 (1) , ВR29(2).
Для маркирования в данном случае
значительно лучше было бы
использовать популяцию, созданную на основе гетерозисного гибрида. Не
любой образец должен иметь сильные полулетали в генотипе. Наличие
полулетальных генов позволяет родительским формам гетерозисного гибрида
собрать сильный компенсационный комплекс.
Но даже в популяции
дигаплоидных линий обычного гибрида мы показали наличие генов,
снижающих жизнеспособность образцов в культуре пыльников и их
селективную элиминацию, и следовательно, возможность очищения генотипа
гибрида от генов снижающих жизнеспособность в культуре пыльников.
3.5.3. Модифицированная методика закрепления гетерозиса гибридов в
последующих поколениях
Недостатком способа закрепления гетерозиса гибридов в последующих
поколениях предложенного Струнниковым В.А. является его трудоемкость,
выражающаяся в проведении 5-6 возвратных скрещиваний между дигаплоидом
и исходной особью, то есть растением гетерозисного гибрида, пыльцу которого
использовали для получения популяции дигаплоидных растений.
В предложенной нами модификации повышается эффективность процесса
восстановления комплекса генов исходного гибрида и удаления из его генотипа
полулетальных, а также неэффективно действующих генов, приводящих к
снижению продуктивности в последующих поколениях, уменьшается
продолжительность процесса. Для закрепления гетерозисного эффекта по
предлагаемому нами способу получают популяцию дигаплоидных линий из
пыльцы гетерозисного гибрида (рисунок 15). Оценивают их продуктивность и
жизнеспособность, выделяют для дальнейшей работы наиболее продуктивные.
Для восстановления комплекса генов исходного гибрида проводят гибридизацию
генотипически контрастных дигаплоидных линий. В гибридизацию включают
только наиболее продуктивные. Контрастность дигаплоидных линий оценивают по
комплексу признаков морфологических, физиологических, биохимических,
30
молекулярных маркеров (SSR, SNP, и.т.д.), по вкладам генетических систем в
продуктивность образца, и по совокупности всех предложенных методов.
В результате гибридизации различных дигаплоидных линий между собой,
а не с исходным гибридом, происходит объединение генов, обусловливающих
высокую продуктивность исходного гибрида и, следовательно, восстановление
комплекса генов определяющих гетерозисный эффект, которые были
распределены при кроссинговере и получении дигаплоидов по различным
образцам. Это дает возможность отказаться от продолжительного и очень
сложного поддержания жизнеспособности растения (в течение нескольких
обычных его жизненных циклов) исходного гибрида и избежать проблем
связанных с получением от него потомства.
Включение в гибридизацию только наиболее продуктивных дигаплоидных
линий позволяет отбраковать особи, сохранившие или получившие во время
культивирования на питательной среде летальные, полулетальные и
сублетальные гены, и тем самым, обеспечить более эффективное очищение
генотипа исходного гибрида.
Рисунок 15 - Способ закрепления гетерозиса гибридов
в последующих поколения
Р: ♀А х ♂Б
F1: Получение дигаплоидов через культуру пыльников
Гибридизация контрастных дигаплоидных линий: Линия 2 ♀ х ♂ Линия 1
F1: Получение дигаплоидов через культуру пыльников
( Оценка продуктивности полученных сортов)
Гибридизация контрастных линий,
полученных при скрещивании различных
дигаплоидных образцов:
Линия 2Х1♀ х ♂ Линия 3Х4
F1: Получение дигаплоидов через культуру пыльников
Оценка продуктивности полученных сортов
Выделение контрастных дигаплоидных линий, позволяет выявить образцы,
31
несущие различные гены, определяющие гетерозисный эффект, и в результате
обеспечивает ускорение процесса их накопления в создаваемом генотипе.
Гибридизация контрастных высокопродуктивных образцов, полученных при
скрещивании различных дигаплоидных линий, еще более сокращает процесс
накопления исходного комплекса генов. Проведение двух скрещиваний
контрастных дигаплоидных линий почти в 2 раза сокращает процесс
накопления исходного комплекса генов гетерозисного гибрида (таблица 11).
Таблица 11 - Анализ признаков на новизну
Способ прототип
Предлагаемый способ
1. Для очищения от летальных
1. (1)То же
полулетальных и сублетальных
генов используют получение
гомозиготных особей в случае
растений культуру пыльников
2. Нет
2. Выделение наиболее продуктивных
дигаплоидных линий
3. Нет
3. Выделение контрастных
дигаплоидных линий
4. Проводят гибридизацию исходного 4. Проводят гибридизацию
растения с дигаплоидами,
дигаплоидных линий или образцов
полученными из его пыльцы. Первое одной гибридной комбинации
возвратное скрещивание.
5.Получение дигаплоидных линий
5. То же
6.Проведение второго возвратного
6. Гибридизация контрастных образцов
скрещивания.
полученных после скрещивания
различных дигаплоидных линий .
6. Получение дигаплоидных линий
7. То же
7.Проведение третьего возвратного
8. Оценка продуктивности полученного
скрещивания.
сорта
8. Получение дигаплоидных линий
9.Проведение четвертого возвратного
скрещивания.
10. Получение дигаплоидных линий
11.Проведение пятого возвратного
скрещивания.
12. Получение дигаплоидных линий
11.Проведение пятого возвратного
скрещивания.
12. Получение дигаплоидных линий
13. Оценка продуктивности
полученного сорта
32
ВЫВОДЫ
Проведенный
анализ
наследования
признаков,
определяющих
гетерозисный эффект показал наличие доминирования и сверх доминирования
благоприятных аллелей по большинству из них, что позволяет при
гибридизации контрастных по признаку форм уже в первом поколении
получать формы с улучшенными характеристиками.
2.
Выделены гетерозисные комбинации по признакам, определяющим
скорость роста проростков. Установлена большая отзывчивость на уровень
минерального питания гетерозисных гибридов риса. Отмечена высокая
корреляция между величинами гетерозиса по скорости роста проростка и
гетерозиса по элементам урожая на высоком фоне минерального питания
(0,98-0,99), и корреляция по скорости роста зародышевого корешка и
стебелька (0,998). Эту закономерность можно использовать для выделения
гетерозисных комбинаций в фазу проростка.
3.
Изучение генетики признака скорость роста зародышевого стебля и
корня показало полигенный характер и ненаправленное доминирование при
наследовании данных признаков. Доминирование в популяции направлено в
сторону увеличения признаков. Установлено сверхдоминирование большего
его значения по признаку скорость роста зародышевого стебля и неполное
доминирование по второму признаку, влияние межлокусного взаимодействия
(комплементарный эпистаз). Генетическая дисперсия по признакам в
основном обусловлена аддитивным действием генов.
4.
Генетическая система
признаков, определяющая эффективность
фотосинтеза, включена в перечень систем, формирующих
изменчивость
количественных признаков растений. Информация о вкладе генетической
системы признаков, определяющей эффективность фотосинтеза, позволит
более эффективно использовать создаваемые базы данных.
5.
Выделены источники высокого общего содержания хлорофилла. Среди
российских сортов: Гарант, Юпитер, Нарцисс, Хазар, Лиман, Новатор, Виола,
Аметист, Рапан, Факел. Итальянских: Флиппе, Ариетте, Нембо и Савио. В
группе китайских образцов: А/12 6206, G 04-11, Донг Нонг 418.
Сравнительный анализ изучаемых образцов по признаку показал, что
образцы из Италии характеризуются более высоким общим
содержанием
хлорофилла, чем российские и китайские образцы. В группе российских
сортов источники высокого содержание хлорофилла a, b и каротиноидов:
Жемчуг, Виола, Гарант, Факел, Лиман, Хазар, Регул. Итальянских сортов:
Флиппе, Балила, Нембо, Савио, Ариетте. Сортов китайской селекции гетерозисные гибриды: А/13 6262, А/12 6206, А/13 6205. По комплексу
пигментов при использовании спектрофотометра Genesys 8 по максимальному
суммарному содержанию хлорофилла выделены те же образцы, что и при
использовании прибора Chloroрhyll meter (SPAD-502), что позволяет нам
1.
33
рекомендовать его использование при широкомасштабных селекционных
исследованиях.
6.
Источниками высоких значений признаков по УПП листа являются
отечественные сорта: Гарант, Боярин, Янтарь, Дружный, Рапан. Образцы из
Италии: Андреа, Виалоне Нано, Нембо. Китайские образцы: А/12 6205, А/13
6211, А/13 6241, Кси Ю 1101. Максимальное значение по признаку среди
изученных групп образцов у сортов китайской селекции. Максимальная
скорость фотосинтеза отмечена у образцов: Приморский, Лидер, Ханкайский,
ВНИИР 8166/П349903, Боярин Новатор; концентрация внутриклеточного СО2 у
коллекционных образцов риса: Жемчуг, Янтарь, Регул, Боярин, Дружный,
Лиман, Аметист, ВНИИР 8166.
7.
Полигенный характер наследования установлен для признаков:
содержание хлорофилла a, b, каротиноидов. В популяции есть как
доминантные, так и рецессивные гены, увеличивающие признак.
Доминирование направлено в сторону увеличения признаков. Отмечены
внутрилокусные взаимодействия (неполное доминирование большего его
значения)
и значительное
влияние межлокусного
взаимодействия
(комплементарный эпистаз). Высокие корреляционные связи отмечены между
признаками: содержание хлорофилла а и хлорофилла в (0,91); хлорофилла в и
каротиноидов (0,81), содержание хлорофилла а и каротиноидов (0,95).
Установлено, что
повышенное содержание хлорофилла - один из
компенсационных механизмов, обеспечивающий гомеостатичность образца при
воздействии стрессовых факторов у риса. Более эффективное выделение
высокопродуктивных растений на ранних этапах развития достигается при
контроле вклада двух генетических систем: скорости роста на ранних этапах
развития и содержания пигментов.
8.
Аддитивные эффекты генов играют основную роль при наследовании
признаков определяющих угол наклона флагового листа и трех следующих за
ним листьев. Доминирование при наследовании всех вышеперечисленных
признаков направленно в сторону уменьшения признака. Признаки угол
наклона флагового листа и угол наклона трех следующих за ним листьев
управляются разными генетическими системами. По признаку выход метелки в
популяции есть как доминантные, так и рецессивные гены, увеличивающие
признак. Показано неполное доминирование меньшего значения признака при
значительном влиянии межлокусного взаимодействия (комплементарный
эпистаз). Величина признака продолжительность работы листовой поверхности
определяется полигенами. Доминирование при его наследовании направленно в
сторону увеличения показателя. Установлено неполное доминирование
большего его значения при значительном влиянии межлокусного
взаимодействия (комплементарный эпистаз).
9.
Изучена внутри и межсортовая специфика по устойчивости к высоким
температурам у отечественных сортов риса. Показано наличие в них линий с
различной реакцией на фактор. Доказано сохранение признака в последующих
34
поколениях. Установлено влияние цитоплазмы на устойчивость гибрида к
воздействию высокой температуры, вследствие этого, в качестве материнской
формы при гибридизации необходимо брать более устойчивую линию.
10.
Время воздействия стресса значительно изменяет не только
интенсивность, но и направление его воздействия. При действии стресса в фазы
кущение - выметывание, выметывание - созревание продуктивность растения
снижается, причем в фазу цветения воздействие максимально. При возрастании
температуры с 25оС до 35оС снижается масса главной метелки, ее длина,
количество заложенных колосков, количество выполненных колосков.
Основное влияние изучаемый фактор оказал на признак «продуктивное
кущение», а вместе с тем и на «массу зерна с растения».
11.
В фазу проростков воздействие высоких температур
оказало
благотворное влияние на большинство исследуемых образцов. Достоверное
влияние на продуктивность образцов в эту фазу доказана по признакам: длина
главной метелки, масса главной метелки, количество выполненных колосков,
общее количество колосков главной метелки и пустозерность. Воздействие
высоких температур в начальные фазы вегетации оказывает «закаливающее»
воздействие на растения, что позволяет снижать в последующем воздействие
стресса и тем самым повышает продуктивность растений при повторном
воздействии стресса.
12.
Изучен полиморфизм признака устойчивость к засолению у
коллекционных образцов. Раннеспелость один из механизмов
устойчивости
к засолению российских сортов. Установлено, что
измерение
солеустойчивости по стандартной методике приводит к выбраковке части
устойчивых образцов. Выделены образцы, основной механизм устойчивости в
репродуктивную фазу которых – снижение поступления солей в
репродуктивные органы. Высокая солеустойчивость российских образцов
определяется, прежде всего, комплексом неспецифических генов повышающих
адаптивность среди них: высокая скорость роста и содержание
фотосинтетических пигментов, быстрое увеличение площади листьев.
13. Образцы отечественной селекции и доноры по признаку кластеризованы
на генетически различные группы по признаку солеустойчивость в фазу
цветения. В пошаговом анализе выявлено 5 признаков (масса главной метелки,
масса зерна главной метелки и масса 1000 зерен, масса боковых метелок и
количество выполненных колосков главной метелки) использование которых
позволяет
достоверно разделить группы с различным механизмом
устойчивости. Для « грубой» оценки образцов, возможно, использовать только
3 признака (масса главной метелки, масса зерна главной метелки и масса 1000
зерен).
14. Изучен полиморфизм российских сортов по маркерам, связанным с
локусами, определяющими: скорость роста, устойчивость к повышенной
концентрации соли, «продолжительность фотосинтетической деятельности
35
листа». Полиморфизм по локусам, связанным с изучаемыми признаками
позволяет надеяться на возможность результативного отбора.
15.
Установлена необходимость включения в перечень признаков, на
основании которых проводиться разделение отечественных образцов на
подвиды indica и japonica, дополнительных характеристик для сокращения
числа некорректно отнесенных образцов. Выявленный полиморфизм
изучаемых российских сортов с донорами генов, определяющих гибридную
стерильность позволяет использовать вышеперечисленные маркеры для
маркерной интрогрессии генов WC в российские сорта.
16. Впервые на растительном обьекте
показана эффективность метода
закрепления гетерозиса гибридов в последующих поколениях Струнникова
В.А. на организменном и молекулярном уровне. Установлено, что при
получении дигаплоидов для очищения от неблагоприятно действующих генов,
необходимо создавать большое количество их линий. Для гибридизации
необходимо отбирать высокопродуктивные дигаплоидные линии не несущие
мутаций.
17. Разработана и запатентована модифицированная методика закрепления
гетерозиса гибридов в последующих поколениях. С использованием
разработанных методик созданы сорта риса : длиннозерный – Ивушка;
крупнозенный – Крепыш; среднезерный –Привольный – 4; среднезерный с
окрашенным перикарпом ( черный) - Мавр; длиннозерный с окрашенным
перикарпом( черный) - (Гагат); короткозерный с окрашенным перикарпом
(красный) - (Рыжик).
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ
Рекомендуется
использовать в селекционном процессе выделенные
источники и доноры хозяйственно-ценных признаков по различным
направлениям: скорость роста; эффективность фотосинтеза (источники
высокого содержания пигментов, УПП, скорости фотосинтеза, концентрации
внутриклеточного СО2 и т.д.); адаптивность к засолению в фазу цветения;
адаптивность к высоким температурам.
2. Использовать в селекции комбинации:
- гетерозисные по большинству признаков характеризующих продуктивность
растения: Хазар /Лиман, ВНИИР 10099/ВНИИР 10132 Курчанка/Лиман,
Лидер/Белозерный, Кубань3/Нарцисс, Первоцвет/Регул.
- с максимальной отзывчивостью на высокий фон минерального питания для
создания интенсивных сортов: ВНИИР 7609 /ВНИИР 10100, Курчанка/Лиман,
Серпантин /Белозерный.
1.
36
максимальной скоростью роста в стадии прорастания-всходы для создания
сортов для энергосберегающих технологий: Дружный/Хазар, Лидер/Хазар,
Дружный/ Лиман, Дружный / ВНИИР 7679.
3. Для выделения высокопродуктивных растений на ранних этапах развития
контролировать вклад двух генетических систем: скорости роста на ранних
этапах развития и содержания пигментов.
4. Создание баз данных источников хозяйственно-ценных признаков должно
проводиться с использованием (выявленных в работе) наиболее полиморфных
для российских сортов SSR маркеров фланкирующих эти локусы, для
разделения образцов с различными генами их определяющими.
5. Разделение отечественных образцов на подвиды indica и japonica должно
проводиться с использованием маркеров характерных для подвидов.
6. Для создания высокопродуктивных межподвидовых гибридов рекомендуется
использовать созданный исходный материал с генами широкой
совместимости.
7. Использовать модифицированную методику закрепления гетерозиса гибридов
в последующих поколениях для ускорения создания высокопродуктивных
сортов риса и других культур.
8. Широко внедрять в производство высокопродуктивные
сорта риса:
длиннозерный – Ивушка; крупнозенный – Крепыш; среднезерный –
Привольный – 4; среднезерный с окрашенным перикарпом ( черный) - Мавр;
длиннозерный с окрашенным перикарпом (черный) - (Гагат) расширяющие
сортимент сортов риса, короткозерный с окрашенным перикарпом ( красный)
- Рыжик.
-
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
Статьи в изданиях рекомендованных ВАК Министерства образования и
науки РФ
1. Гончарова, Ю.К. О взаимосвязи между эффективностью работы
фотосинтетического аппарата, адаптивностью и стабильностью урожайности у
различных сортов риса / Ю.К. Гончарова, А.Н. Иванов //Сельскохозяйственная
биология. Серия: Биология растений.- 2006.- № 5. - С. 92-97.
2. Гончарова, Ю.К. Эстеразные спектры и адаптивная пластичность сортов
риса / Ю.К. Гончарова, А.Н. Иванов, К.В. Князева, В.И. Глазко // Доклады
Российской академии сельскохозяйственных наук.- 2007.- № 1. - С. 3-4.
3. Гончарова, Ю.К. Наследование признака "отзывчивость на культуру
пыльников" у риса/ Ю.К. Гончарова // Вестник Российской академии
сельскохозяйственных наук. - 2008. - № 2. - С. 40-42.
4. Гончарова, Ю.К. Взаимосвязь между устойчивостью к высоким
температурам и стабильностью урожаев у риса / Е.М. Харитонов, Ю.К.
37
Гончарова //Аграрная Россия. -2008. - № 3. - С. 22-24.
5. Гончарова, Ю.К. Показатели продуктивности у сортов риса отечественной
селекции при повышенных температурах в связи с проблемой глобального
изменения климата/ Е.М. Харитонов, Ю.К. Гончарова // Сельскохозяйственная
биология. Серия: Биология растений. Серия: Биология животных. - 2009. - № 1.
- С. 16-20.
6. Гончарова, Ю.К. Воздействие температурного стресса на продуктивность
риса/ Ю.К. Гончарова // Вестник Российской академии сельскохозяйственных
наук. - 2009. - № 2. - С. 40-42.
7. Гончарова, Ю.К. Генетика признаков обеспечивающих эффективность
минерального питания у риса / Ю.К. Гончарова, Е.В. Литвинова //
Плодоводство и ягодоводство России. - 2009. -Т. 21.- С. 305-315.
8. Гончарова, Ю.К. Изучение вкладов различных генетических систем в
продуктивность риса и создание генетической коллекции сортов отечественной
и зарубежной селекции / Е.В. Литвинова, Ю.К. Гончарова, //Плодоводство и
ягодоводство России. -2009.- Т. 21. - С. 407-415.
9. Гончарова, Ю.К. Генетические основы
повышения устойчивости к
высоким температурам у риса / Ю.К. Гончарова // Аграрная наука.- 2009.- №9.С. 35-37.
10.Гончарова, Ю.К. Генетика признаков, определяющих содержание пигментов
у риса / Ю.К. Гончарова // Вестник РАСХН. - 2010.- С.45-47.
11. Гончарова, Ю.К. Наследование признаков, определяющих физиологический
базис гетерозиса у гибридов риса / Ю.К. Гончарова //Сельскохозяйственная
биология. -2010. - № 5. -С.72-75.
12.Гончарова, Ю.К. Механизм солеустойчивости российских сортов риса/ Е.М.
Харитонов, Ю.К. Гончарова // Аграрный вестник Урала.- 2010.- №8 ( 74) .- С.
45 - 48.
13.Гончарова, Ю.К. Наследование признака «устойчивость к высоким
температурам» у риса/ Ю.К. Гончарова //Вестник ВОГиС.- 2010.- Том 14.- №
4 .- С. 714-719.
14.Гончарова, Ю.К. Генетика признаков обеспечивающих эффективность
минерального питания у риса / Ю.К. Гончарова, Литвинова Е.В., Очкас Н.А. //
Труды КГАУ. - 2010.- № 24.- С. 54 - 58.
15.Goncharova, Yu. K. Nature of the Heterotic Effect/ Yu. K. Goncharova, E. M.
Kharitonov, E. V. Litvinova //Russian Agricultural Sciences.- 2010.- Vol. 36. -№ 4.P. 229–232.
16.Goncharova, J.K. Inheritance of heat resistance in rice / J.K. Goncharova //
Russian Jurnal of Genetics : Applied Research.- 2011.- Vol. 3.- P. 248-251.
17.Goncharova, Yu. K. Mineral Nutrient Efficiency of Rice / E. M. Kharitonov Yu.
K. Goncharova //Russian Agricultural Sciences.- 2011.- Vol. 37.- № 2.- Р. 103–105.
18.Гончарова, Ю.К. О признаках качества и их генетическом контроле у риса
Oriza L./ В.О. Улитин, Е.М. Харитонов, Ю.К. Гончарова //
Сельскохозяйственная биология, - 2012, - № 3, - С.12-18.
38
19.Гончарова, Ю.К. Повышение продуктивности межподвидовых гибридов
риса/ Ю.К. Гончарова, Е.М. Харитонов // Вавиловский журнал генетики и
селекции, -2012. –Т. 16.- № 4.- С. 556-565.
20.Гончарова, Ю. К. Селективная элиминация аллелей при получении
дигаплоидных линий в культуре пыльников риса / Ю.К. Гончарова // Генетика.2013.- Т. 49.- № 2.- С. 196–203.
21.Гончарова, Ю.К. О гетико-физиологических механизмах солеустойчивости
у риса (Oryza sativa L.)/ Е.М. Харитонов, Ю.К. Гончарова // Сельскохозяйственная биология .- 2013.- № 3, С. 3-11.
22.Гончарова, Ю.К. Влияние стрессовых факторов на содержание амилозы в
образцах риса отечественной селекции / Ю.К.Гончарова, Е.М.Харитонов, Н.Ю.
Бушман, С.А.Верещагина // Вестник РАСХН.- 2013.- № 5.- С. 45-48.
23.Гончарова, Ю.К. Полиморфизм российских сортов риса по генам широкой
совместимости/ Ю.К. Гончарова, Е.М. Харитонов // Вестник РАСХН. - 2013,
С.41-43.
24.Гончарова, Ю.К. Стерильность при межподвидовой гибридизации риса
Oryza sativa L. в связи с поиском генов широкой совместимости и отнесением
образцов к подвидам indica и japonica/ Е.М. Харитонов, Ю.К. Гончарова //
Сельскохозяйственная биология - 2013.-№ 5.-Р. 61-68.
25.Гончарова, Ю.К. Поиск генов широкой у образцов риса подвидов indica и
japonica/ Е.М. Харитонов, Ю.К. Гончарова // Аграрная наука.- 2013.-№ 3.-Р. 1517.
26.Goncharova, Yu. K.Comparative Analysis of the Efficiency of Nutrient Media for
the Induction of Callus Formation for Rice Hybrids / Yu. K. Goncharova, E. M.
Kharitonov, N. Yu. Bushman, and S. A. Vereshchagina // Russian Agricultural
Sciences.- 2014.- Vol. 40.- № 1.-Р. 5–9.
27.Гончарова, Ю.К. Изменчивость продуктивности сортов риса под
воздействием сроков посева/ Ю.К. Гончарова, А.Н. Иванов, В.А. Дзюба //
Зерновое хозяйство России. -2014.- №1(31).- С.63-68.
Монографии и главы в книгах
1. Гончарова, Ю.К. Использование культуры пыльников в селекции риса»
/Ю.К. Гончарова // Краснодар.- 2013.- 91 с.
2. Гончарова, Ю.К. Вариабельность, наследование и связь с продуктивностью
признаков, определяющих эффективность фотосинтеза у риса /Ю.К. Гончарова
// Краснодар.- 2013.- 106 с.
3. Гончарова, Ю.К. Англо-русский словарь рисоводческих терминов / Е.М.
Харитонов, Ю.К. Гончарова // - 2013.- 237 с.
39
4. Goncharova, J.K. Creating varieties by fixing the heterosis effect in rice hybrids. /
I.K. Gontcharova //Accelerating Hybrid rice development.- Los Banos (Philippines):
International Rice Research Institute.- 2010.- P. 109-117.
5.
Gontcharova, I.K. Hybrid Rice Breeding In Russia. / I.K. Gontcharova, C.V.
Gontcharov // Hybrid Rice for food security, poverty alleviation and environmental
protection. Proc. 4th International Symposium on Hybrid rice.- 2002.-P. 321-329.
Патенты, авторские свидетельства
1. Патент на изобретение № 2465771, Способ закрепления гетерозиса гибридов
в последующих поколениях / Гончарова Ю.К. Харитонов Е.М. Дата приоритета
13.07.2011, опубликовано 10.11.2012. Бюл. № 31– авт. - 70%.
http://www.freepatent.ru/images/patents/97/2465771/patent-2465771.pdf
2. Авторское свидетельство № 55478 РФ, Сорт риса Ивушка/ Гончарова Ю.К.,
Глазырина В.А., Иванова В.М, Очкас Н.А., Совенко Е.Г, Харитонов Е.М. // по
заявке № 8954086; дата приоритета 29.11.2010, зарегистрировано 23.08.2013. –
авт. - 50%.
3. Авторское свидетельство № 55482 РФ, Сорт риса Привольный - 4/
Гончарова Ю.К., Глазырина В.А., Иванова В.М, Очкас Н.А., Совенко Е.Г,
Харитонов Е.М. // заявке № 8954088; дата приоритета 29.11.2010,
зарегистрировано 23.08.2013. – авт. - 42%.
4. Авторское свидетельство № 55484 РФ, Сорт риса Крепыш / Гончарова Ю.К.,
Иванова В.М, Очкас Н.А., Лоточникова Т.Н., Туманян Н.Г., Харитонов Е.М.,
Харченко
Е.С.//заявке
№ 8954089;
дата
приоритета
29.11.2010,
зарегистрировано 23.08.2013. – авт. - 40%.
5. Патент на селекционное достижение № 7000 РФ. Рис Oriyza sativa L. Сорт
риса Ивушка (длиннозерный)./ Гончарова Ю.К., Глазырина В.А., Иванова В.М,
Очкас Н.А., Совенко Е.Г, Харитонов Е.М. // Заявка 8954086; дата приоритета
29.11.2010, зарегистрировано 23.08.2013. –авт. - 50%.
6. Патент на селекционное достижение № 7001 РФ. Рис Oriyza sativa L. Сорт
риса Привольный - 4 / Гончарова Ю.К., Глазырина В.А., Иванова В.М, Очкас
Н.А., Совенко Е.Г, Харитонов Е.М. // Заявка 8954088; дата приоритета
29.11.2010, зарегистрировано 23.08.2013. –авт. - 42%.
7. Патент на селекционное достижение № 6999 РФ. Рис Oriyza sativa L. Сорт
риса Крепыш / Гончарова Ю.К., Иванова В.М, Очкас Н.А., Лоточникова Т.Н.,
Туманян Н.Г., Харитонов Е.М., Харченко Н.С.// Заявка 8954089; дата
приоритета 29.11.2010, зарегистрировано 23.08.2013. –авт. - 40%.
40
Основные работы, отражающие результаты диссертации в материалах
конференций и других изданиях
1. Гончарова, Ю. К. Генетика признаков связанных с аллогамией у риса/ Ю. К.
Гончарова // Третий международный симпозиум “ Новые и нетрадиционные
растения и перспективы их использования “, Пущино. -1999.- С. 237-239.
2. Гончарова, Ю. К. Корреляционные связи между признаками, влияющими на
величину аллогамии / Ю. К. Гончарова // Материалы краевой научно
практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение
сельскохозяйственного производства».- Краснодар.-1999 г.- С. 33- 34.
3. Гончарова, Ю. К. Inheritance of floral characteristic and other factors, affecting
allogami / Ю. К. Гончарова // Mendel Centenary Congress.- Brno.- 2000.- С. 19.
4. Гончарова, Ю. К. Изучение комбинационной способности как метод
селекции на гетерозис. / Ю. К. Гончарова // Труды 4 Международного
симпозиума Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и
Здоровье, Симферополь.- 2000 г.- С. 264-265.
5. Гончарова, Ю.К., Величина гетерозиса у гибридов первого поколения. / Ю.
К. Гончарова, Н. А. Шиленко // Труды 4 Международного симпозиума
Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и Здоровье,
Симферополь.- 2000 г.- С.343-344.
6. Гончарова, Ю.К. Экологические аспекты применения гетерозисных
гибридов риса. / Ю. К. Гончарова // Материалы северо-кавказской научно
практической конференции молодых ученых «Развитие социально культурной
сферы северокавказского региона», Краснодар.- 2000 г.- С. 126-129.
7. Гончарова, Ю.К. Изменение сроков выметывания перспективных сортов
риса в связи с различными сроками сева. / Ю. К. Гончарова // Материалы
научно практической конференции Экология. Медицина. Образование,
Краснодар.- 2000 г.- С. 15-16.
8. Гончарова, Ю.К. Перспективы создания гибридного риса в России. / Ю. К.
Гончарова //Четвертый международный симпозиум “ Новые и нетрадиционные
растения и перспективы их использования “, Пущино.- 2001.- С. 62-64.
9. Гончарова, Ю.К. Наследование признаков цветка, позволяющих увеличить
уровень аллогамии у риса/ Ю. К. Гончарова // Рисоводство.- 2002.- № 1 .- С. 813.
10. Гончарова, Ю.К. Изучение величины гетерозиса в гибридных комбинациях
между перспективными сортами риса по темпам роста и продуктивности. / Ю.
К. Гончарова // Четвертый международный симпозиум «Новые и
нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущино.- 2001.С. 65-67.
11. Гончарова, Ю.К. Наследование признаков определяющих размеры
флагового листа. / Ю. К. Гончарова // Труды 10 Международного симпозиума
41
Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и Здоровье,
Симферополь.- 2001 г.- С.360-361.
12. Гончарова, Ю.К. Генетическое разнообразие сортов риса по отзывчивости
на уровень минерального питания. / Ю. К. Гончарова, Дзюба В.А. //Труды 10
Международного симпозиума Нетрадиционное растениеводство. Эниология.
Экология и Здоровье, Симферополь.-2001 г.- С. 374-375.
13. Гончарова, Ю.К. Отзывчивость сортов риса на различные дозы
минеральных удобрений/ Дзюба В.А.,
Ю. К. Гончарова //Труды
10
Международного симпозиума Нетрадиционное растениеводство. Эниология.
Экология и Здоровье, Симферополь.- 2001 г.- С. 946.
14. Гончарова, Ю.К. Взаимосвязь между признаками характеризующими
продуктивность и скорость роста на начальных этапах развития риса / Ю. К.
Гончарова //Труды
10 Международного симпозиума Нетрадиционное
растениеводство. Эниология. Экология и Здоровье, Симферополь .- 2001 г.- С.
961.
15. Гончарова, Ю.К. Генетика признака скорость роста колеоптиля у
проростков риса / Ю. К. Гончарова // Материалы международной научной
интернет
конференции
«Проблемы
современного
растениеводства»,
Ставрополь.- 2002.- С. 118-120.
16. Гончарова, Ю.К. Генетика признака скорость роста зародышевого корешка
у проростков риса // Ю. К. Гончарова / Материалы международной научной
интернет
конференции
«Проблемы
современного
растениеводства»,
Ставрополь.- 2002.- С. 120-122.
17. Гончарова, Ю.К. Проблемы и перспективы производства гибридов риса/ Ю.
К. Гончарова // Рисоводство.- 2002.- № 2.- С. 20-25.
18. Гончарова, Ю.К. Вариабельность признаков влияющих на уровень
аллогамии и взаимосвязь их с продуктивностью риса / Ю. К. Гончарова //
Материалы третьей научно практической конференции молодых ученых «
Научное обеспечение агропромышленного комплекса, Краснодар. - 2002 .- С.
26-31.
19. Гончарова, Ю. К. Влияние динамик цветения ЦМС линий и фертильных
форм на озерненность гибридов и стерильных образцов риса / Ю. К. Гончарова
// Рисоводство .- 2002.- № 2 .- С. 20-25.
20. Гончарова, Ю.К. Перспективы повышения урожайности риса/ Ю. К.
Гончарова // Материалы международной научно практической конференции
«Актуальные проблемы экологии в условиях современного мира, Майкоп.2001.- С. 158-159.
21. Gontcharova, I.K. Hybrid Rice Breeding In Russia. / I.K. Gontcharova, C.V.
Gontcharov //Abstracts 4th International Symposium on Hybrid rice.- 2002.- P. 24.
22. Гончарова, Ю.К. Изучение скорости роста корня и стебля как косвенный
показатель отзывчивости на уровень минерального питания/ Ю.К. Гончарова,
В.А. Ладатко // Материалы научно практической конференции «V неделя науки
МГТИ», Майкоп.- 2001.- С.20-21.
42
23. Гончарова, Ю.К. Выделение гибридных комбинаций с высокими темпами
роста на начальных стадиях развития риса. / Ю.К. Гончарова // Материалы
научно практической конференции «V неделя науки МГТИ».- Майкоп.- 2001.С.19-20.
24. Гончарова, Ю.К. Наследование признаков цветка, позволяющих увеличить
уровень аллогамии у риса. / Ю.К. Гончарова //Рисоводство.- 2002.- №1.- С. 8-12.
25. Гончарова, Ю.К. Влияние динамик цветения ЦМС и фертильных линий на
озерненность гибридов и стерильных линий / Ю.К. Гончарова //Рисоводство.2002.- С. 20-25.
26. Гончарова, Ю.К. Изучение и использование дикорастущего африканского в
качестве донора признаков аллогамии в селекции культурного риса на
гетерозис / Ю.К.Гончарова, С.В. Гончаров// Международная научно
практическая конференции «Генетические ресурсы культурных растений»,
Санкт –Питербург.- 2001.- С. 253-255.
27. Гончарова, Ю.К. Наследование признаков определяющих угол наклона
листа/ Ю.К.Гончарова // Пятый международный симпозиум «Новые и
нетрадиционные растения и перспективы их использования», Пущино.- 2003.С. 255-257.
28. Гончарова, Ю.К. Генетическое обоснование селекционных программ в
связи с необходимостью перехода к адаптивно-ландшафтному земледелию. /
Ю.К. Гончарова // Материалы конференции « Экология, почва, город»,
Энтузиасты аграрной науки, Краснодар.- 2003 .- С. 209-214.
29. Гончарова, Ю.К. Наследование признаков определяющих скорость роста
риса на стадии проростка / Ю.К. Гончарова // Материалы 12 международного
симпозиума “ Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и
Здоровье, Симферополь.- 2003.- С. 269-270.
30. Гончарова, Ю.К. Применение N–тестера для генетических исследований
фотосинтетических показателей у риса. / Ю.К.Гончарова, Дзюба В.А // Пятый
международный симпозиум “ Новые и нетрадиционные растения и
перспективы их использования “, Пущино.- 2003. – С. 258-260.
31. Гончарова, Ю.К. Изучение генетики признака выход метелки у риса. /
Ю.К. Гончарова // Материалы второй конференции московского общества
генетиков и селекционеров им. Вавилова посвященной 115- летию со дня
рождения академика Н.И. Вавилова. Москва.- 2003.- С. 51-53.
32. Гончарова, Ю.К. Наследование признака продолжительность работы
листовой поверхности у риса/ Ю.К. Гончарова // Материалы второй
конференции московского общества генетиков и селекционеров им. Вавилова
посвященной 115- летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова., Москва.2003.- С. 54-55.
33. Гончарова, Ю.К. Взаимосвязь продуктивности и фотосинтетических
показателей у риса / Ю.К. Гончарова // Рисоводство, №3, Краснодар, 2003 г. –
С. 18-24.
43
34. Гончарова, Ю.К. Генетика признаков определяющих фотосинтетические
показатели у риса / Ю.К. Гончарова // Наука Кубани.-2004.- № 3.- С. 44-48.
35. Гончарова,
Ю.К. Наследование признаков определяющих содержание
пигментов у риса / Ю.К. Гончарова // Рисоводство.- 2005 .- № 6, С.16-20.
36. Гончарова, Ю.К. Генетический полиморфизм по скорости фотосинтеза и
концентрации внутриклеточного СО2 у коллекционных образцов риса/ Ю.К.
Гончарова //
Материалы пятого Международного симпозиума " Новые и
нетрадиционные
растения и перспективы их использования " 20-24 июня .2003.- С. 255-257.
37. Гончарова, Ю.К. Перспективы практического использование гетерозиса
для самоопыляющихся культур. / Ю.К. Гончарова // Наука Кубани.-2005.- №
2.- С. 23-27.
38. Гончарова, Ю.К. Генетический полиморфизм систем аттракции,
адаптивности и микрораспределений продуктов фотосинтеза у отечественных
сортов риса. /Ю.К. Гончарова, А.Н. Иванов, Р.П. Кладь // Рисоводство.- 2005.№ 6.- С. 21-29
39. Гончарова, Ю.К. Наследование признаков определяющих содержание
пигментов у риса / Ю.К. Гончарова // Рисоводство.- 2005.- № 6.- С. 16-21.
40. Гончарова, Ю.К. Использование культуры пыльников в селекции риса в
Китае / Ю.К. Гончарова // Рисоводство.- 2005.- № 7.- С. 8-13.
41. Гончарова, Ю.К. Вариабельность содержания хлорофилла у коллекционных
образцов риса при воздействии стрессовых факторов /Ю.К. Гончарова, А.Н.
Иванов, Р.П. Кладь //Рисоводство .- 2005.- № 7.- С. 16-21.
42. Гончарова, Ю.К. применение метода фоновых признаков в селекции риса /
Р.П. Кладь, Ю.К. Гончарова// Рисоводство .- 2006.- № 8.- С.8 -15
43. Гончарова, Ю.К. влияние высоких температур на продуктивность риса
/Ю.К. Гончарова, А.Н. Иванов // Рисоводство .- 2006.- № 8.- С.48 -54.
44. Гончарова, Ю.К Маркирование и локализация
генов, определяющих
количественные признаки у гетерозисных гибридов и сортов риса. / Ю.К.
Гончарова //Сборник тезисов конференции грантодержателей регионального
конкурса РФФИ и администрации Краснодарского края «Юг России» « Вклад
фундаментальных исследований в развитие современной инновационной
экономики Краснодарского края».-2006.- С. 118-119
45. Гончарова, Ю.К. Влияние температур на продуктивность риса/ Ю.К.
Гончарова // Материалы международной научно-практической конференции
«Проблемы ресурсосберегающего производства и переработки экологически
чистой сельскохозяйственной продукции». -2006. - С.65-67.
46. Гончарова, Ю.К. Методика ускоренного районирования сортов риса/Ю.К.
Гончарова, А.Н. Иванов // Материалы международной научно-практической
конференции « Проблемы ресурсосберегающего производства и переработки
экологически чистой сельскохозяйственной продукции». - 2006.- С.49-50.
44
47. Гончарова, Ю.К. Высокие температуры и продуктивность риса/Ю.К.
Гончарова // Энтузиасты аграрной науки: Труды Куб.ГАУ.- Краснодар.- 2006.Вып.5.- С. 139-149.
48. Гончарова, Ю.К., Совершенствование системы первичного семеноводства
риса /Ю.К. Гончарова // Матерiали мiжнародноi науково-практичноi
конференцii «Пiдвищення ефективностi ведення галузi рисiвництва в ринкових
умовах», Скадовськ.- 2006.- С. 43 – 45.
49. Гончарова, Ю.К., Оптимизация методов оценки селекционного материала
/Ю.К. Гончарова // Матерiали мiжнародноi науково-практичноi конференцii
«Пiдвищення ефективностi ведення галузi рисiвництва в ринкових умовах»,
Скадовськ.- 2006.- С. 29-30
50. Goncharova, J.K. Fixing heterosis effect in rice hybrids by Strunnikov’s method
/ J.K. Goncharova //International Conference on Integration of Science &
Technologyfor Sustainable Development, Bangkok, Thailand. 26 – 27 Аpril. – 2007.С. 393-396.
51. Goncharova, J.K. Model of the analysis of quantitative trait and creation of the
international databases of the contribution of genetic systems into productivity of
varieties and hybrids / J.K. Goncharova // International Conference on Integration of
Science & Technology for Sustainable Development, Bangkok, Thailand. 26 – 27
Аpril.- 2007.- С.191-194.
52. Гончарова, Ю.К. Внутрисортовая вариабельность по признаку устойчивость
к высоким температурам у риса. /Ю.К. Гончарова // Материалы 7
Международного симпозиума « Новые и нетрадиционные растения и
перспективы их использования». Пущино. - 2007.- С.71-74.
53. Гончарова, Ю.К. Сравнительный анализ и наследование признаков
определяющих эффективность фотосинтеза у сортов риса /Ю.К. Гончарова //
Материалы 7 Международного симпозиума « Новые и нетрадиционные
растения и перспективы их использования», Пущино.- 2007.- С.74 -77.
54. Гончарова, Ю.К. Вклады генетических систем в продуктивность сортов
риса. /Ю.К. Гончарова, Е.В. Литвинова, Т.А. Романенко // Материалы 7
Международного симпозиума « Новые и нетрадиционные растения и
перспективы их использования», Пущино.- 2007.- С.77-80.
55. Гончарова, Ю.К. К вопросу о природе гетерозисного эффекта у риса /Ю.К.
Гончарова // Рисоводство.- 2006.- № 9.- С.78-84.
56. Гончарова, Ю.К Маркирование и локализация
генов, определяющих
количественные признаки у гетерозисных гибридов и сортов риса. /Ю.К.
Гончарова //Сборник тезисов конференции грантодержателей регионального
конкурса РФФИ и администрации Краснодарского края «Юг России» « Вклад
фундаментальных исследований в развитие современной инновационной
экономики Краснодарского края».- 2006.- С. 118-119.
57. Гончарова, Ю.К. Сравнительный анализ содержания пигментов в сортах
риса российской и иностранной селекции /Ю.К. Гончарова // Рисоводство.2006.- № 9.- С.18-26.
45
58. Гончарова,
Ю.К. Результаты испытания закрепления гетерозисного
эффекта по методу Струнникова /Ю.К. Гончарова //Международная научная
конференция Устойчивое производство риса: настоящее и перспективы.
Краснодар.-2006.- С. 94-101.
59. Гончарова, Ю.К. Сравнительный анализ содержания пигментов в сортах
риса /Ю.К. Гончарова // Международная научная конференция Устойчивое
производство риса: настоящее и перспективы. Краснодар.-2006.- С. 186-191.
60. Гончарова, Ю.К., Физиологические аспекты влияния высоких температур
на продуктивность риса/Ю.К. Гончарова, Е.М.Харитонов, Ксянкин Лин,
В.С.Ковалев, В.Г.
Власов, И.И. Супрун
// Международная научная
конференция Устойчивое производство риса: настоящее и перспективы.
Краснодар.- 2006.- С. 227-234.
61. Гончарова, Ю.К. Сравнительный анализ эффективности работы
генетических систем у отечественных и зарубежных сортов риса / XIV
международный симпозиум «Нетрадиционное растениеводство. Селекция.
Эниология. Экология и здоровье» /Ю.К. Гончарова, Т. Н. Романенко, Е. В
Литвинова. // Симферополь. - 2007. – С. 377-378.
62. Гончарова, Ю.К. Анализ количественных признаков у гетерозисных
гибридов и сортов риса /Ю.К. Гончарова // Сборник тезисов конференции
грантодержателей регионального конкурса РФФИ и администрации
Краснодарского края «Юг России» « Вклад фундаментальных исследований в
развитие современной инновационной экономики Краснодарского края.- 2007.С. 123-125.
63. Гончарова, Ю. К. Маркирование и локализация генов, определяющих
количественные признаки у гетерозисных гибридов и сортов риса /Ю.К.
Гончарова, В. В. Гронин, Е.В. Литвинова, Т. Н. Романенко, Е. А. Герасимова //
Вклад фундаментальных исследований в развитие современной инновационной
экономики Краснодарского края.- 2008.- С.45-46.
64. Гончарова, Ю.К. Молекулярное подтверждение элиминации полулетальных
аллелей из популяции дигаплоидных линий / В. В.Гронин, Ю.К. Гончарова, Е.
В. Литвинова, Т. Н. Романенко // Международная научно-практическая
конференция «Вавиловские чтения».- 2008.-С. 16-17.
65. Гончарова, Ю. К. Внутрисортовая вариабельность по устойчивости к
высоким температурам и стабильность урожаев сортов риса /Ю.К. Гончарова,
В. В. Гронин, Е. В. Литвинова, Т. Н. Романенко // Международная научнопрактическая конференция «Вавиловские чтения».- 2008.-С. 14-16.
66. Гончарова, Ю. К. Механизм, вариабельность и наследование признака
устойчивость к высоким температурам у риса /Ю.К. Гончарова, В.В. Гронин,
Е.В. Литвинова, Т. Н. Романенко // Краевая научно-практическая конференция
грантодержателей конкурса РФФИ, РГНФ и администрации Краснодарского
края «Юг России» и «Северный Кавказ: традиции и современность».- 2008. - С.
12.
46
67. Гончарова, Ю. К. Оценка продолжительности фаз вегетации дигаплоидных
линий риса, выделенных по продуктивности / Т.Н. Романенко,
Е. А
Герасимова, Ю.К. Гончарова // Труды 17 Международного симпозиума.
Нетрадиционное растениеводство. Селекция. Охрана природы. Эниология.
Экология и здоровье, Алушта.- 2008.- С. 470-471.
68. Гончарова, Ю. К. Вариабельность признаков качества у российских сортов
риса / Е. А. Герасимова, Т.Н. Романенко, Ю. К.
Гончарова // Труды 17
Международного симпозиума Нетрадиционное растениеводство. Селекция.
Охрана природы. Эниология. Экология и здоровье, Алушта.- 2008.-С. 245-248.
69. Гончарова, Ю. К. Устойчивость сортов риса к высоким температурам / Е.
М. Харитонов, Ю. К. Гончарова, Е. В. Литвинова, Т. Н. Романенко, Е. А.
Герасимова, C. Робин. // Журнал «Наука Кубани», Краснодар: ПросвещениеЮг.- 2008. – С. 92-96.
70. Гончарова, Ю. К. Создание популяции для маркирования и локализации
количественных локусов у гетерозисных гибридов и сортов риса / Ю. К.
Гончарова, Е. М. Харитонов, Е. В. Литвинова, Т. Н. Романенко, Е. А.
Герасимова, C. Робин.// Журнал «Наука Кубани». Краснодар: ПросвещениеЮг.- 2008. - № 4. – С. 35-38.
71. Гончарова, Ю.К. Методы
интенсифкации производства риса
на
проблемных почвах/ Ю.К. Гончарова // Всероссийская научно-практическая
конференция « Агрохимия почвоведение история и современность» 20-23
октября.- 2009.
72. Гончарова, Ю.К. Маркирование и локализация генов, определяющих
количественные признаки у образцов риса / Ю.К.Гончарова, В.В. Гронин, Е.А
Литвинова, Н.А Очкас., Я.В. Тарасов // Наука Кубани.-2009.- № 3. - С. 54-59.
73. Гончарова, Ю.К. Полиморфизм сортов риса российской селекции по
признакам, определяющим устойчивость к засолению / Гончарова Ю.К.,
Харитонов Е.М., Брус А.Г. // Международной научно-практической
конференции «Основные направления селекции и современные технологии
повышения адаптационного потенциала культуры риса в странах умеренного
климата », 5-7 сентября.- 2011.- С. 155-160 .
74. Гончарова, Ю.К. Генетика признаков определяющих высокую скорость
роста на ранних этапах развития/ Ю.К.Гончарова, В.М.
Иванова //
Международной научно-практической конференции «Основные направления
селекции и современные технологии повышения адаптационного потенциала
культуры риса в странах умеренного климата », 5-7 сентября .- 2011. С. 24-28.
75. Гончарова, Ю.К. Кластеризация сортов российской селекции по SSR
маркерам / Ю.К.Гончарова //Съезд ВОГиС .- Краснодар.- 2011. С. 109-110.
76. Гончарова, Ю.К. Перспективные направления работы при селекции на
повышение
потенциала
продуктивности
риса
/Ю.К.
Гончарова
//Международной научно-практической конференции «Основные направления
селекции и современные технологии повышения адаптационного потенциала
культуры риса в странах умеренного климата», 5-7 сентября.- 2011.- С. 56-62.
47
77. Goncharova, J.K. Molecular markers as the mechanism of fixing genes complex
defining heterotic effect / J.K. Goncharova, Е.M. Kharitonov //Molecular mapping
and marker assisted selection , международная конференция, Австрия, Вена.2012.- С. 38.
78. Goncharova, J.K. Perspectives of stable yield obtaining in connection with
climate change in main rice-sowing region of russia. / Е.M. Kharitonov , J.K.
Goncharova, // Plant abiotic stress tolerance международная конференция ,
Австрия, Вена.- 2012.- С. 46.
79. Goncharova, J.K. Molecular markers as the mechanism of fixing genes complex
defining
heterotic effect / J.K. Goncharova, Е.M. Kharitonov //Journal
ScienceMED.- 2012.- Vol. 3. –T. 3. - C. 235-238.
80. Гончарова, Ю.К., Анализ эффективности питательных сред для индукции
каллусообразования у гибридов риса Х / Ю.К. Гончарова, Н.Ю Бушман, С.А.
Верещагина//Международной Конференции «Биология клеток растений in
vitro и биотехнология». Казань,14-18 октября.- 2013.- С. 22-25.
81. Гончарова, Ю.К. Использование культуры пыльников для
закрепления
гетерозисного эффекта у гибридов риса / Ю.К. Гончарова, Е.М. Харитонов //
Материалы Х Международной Конференции «Биология клеток растений in
vitro и биотехнология», Казань , 14-18 октября.- 2013.- С. 26-29.
48
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7
Размер файла
828 Кб
Теги
риса, генетический, основы, повышения, продуктивность
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа