Cортовые особенности анатомического строения стебля овса посевного (Avena sativa L.) и их использование в селекции (стр. 1 )

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

УДК: 633.13:631.527

МЫХЛЫК

АЛЕСЯ ИВАНОВНА

CОРТОВЫЕ ОСОБЕННОСТИ АНАТОМИЧЕСКОГО

СТРОЕНИЯ СТЕБЛЯ ОВСА ПОСЕВНОГО (Avena sativa L.)

И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В СЕЛЕКЦИИ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

по специальности 06.01.05 – селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений

Горки, 2016

Работа выполнена в УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия» в 2010-2015 гг.

Научный руководитель:	, доктор биологических наук, доцент, профессор кафедры ботаники и физиологии растений УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»
Официальный оппонент:	, доктор сельскохозяйственных наук, академик НАН Беларуси, профессор, главный научный сотрудник лаборатории тритикале РУП «Научно-практи-ческий центр Национальной академии наук Беларуси по земледелию» , доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории цитогеномики растений ГНУ «Институт генетики и цитологии НАН Беларуси»
Оппонирующая организация:	УО «Гродненский государственный аграрный университет»

Защита состоится «18» марта 2016 г. в 1400 часов на заседании совета по защите диссертаций Д 05.30.01. при УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: ул. Мичурина, 5, г. Горки, 213407. Могилевская обл., Республика Беларусь, тел./факс: [phone], e-mail: *****@***by

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия»

Автореферат разослан « 15 » _февраля_2016 г.

Ученый секретарь Совета

по защите диссертаций,

кандидат с.–х. наук, доцент

ВВЕДЕНИЕ

Урожайность зерновых культур определяется количеством элементов продуктивности, заложившихся на ранних этапах органогенеза, и дальнейшим их формированием в процессе вегетации. Полную и точную характеристику потенциальной продуктивности сорта даёт морфофизиологический анализ, одной из составных частей которого является исследование морфологии и анатомии вегетативных органов. Кроме того, гистолого-анатомические признаки являются источником информации для идентификации генотипов и паспортизации сортов. Указанные вопросы для овса посевного остаются слабо изученными. В связи с этим, изучение анатомических признаков стебля овса, их наследования и зависимость от условий произрастания, а также возможностей использования в качестве критериев отбора на продуктивность и устойчивость к полеганию представляется перспективным направлением научных исследований в области селекции.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Связь работы с крупными научными программами (проектами). Работа соответствует приоритетным направлениям научных исследований Республики Беларусь на 2011-2015 годы (постановление Совета Министров Республики Беларусь от 01.01.2001 г., № 000), пункту 9, подпункту 9.4 «Технология и методы получения высокоурожайных и устойчивых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур с учетом целевых задач и зональных особенностей».

Цель и задачи исследований. Целью исследований явилась оценка полиморфизма сортов овса посевного по признакам анатомического строения стебля и разработка гистолого-анатомических критериев отбора ценных генотипов.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

ü  выявить особенности анатомического строения стебля у сортов овса различного генетического происхождения;

ü  установить взаимосвязь развития гистолого-анатомических признаков стебля и определить их влияние на продуктивность и устойчивость растений к полеганию;

ü  адаптировать методологию использования признаков анатомического строения стебля для целей селекции овса;

ü  выявить характер наследования гистолого-анатомических признаков межсортовыми гибридами овса посевного;

ü  оценить эффективность проведения отбора у овса по признакам микроструктуры стебля;

ü  разработать анатомические параметры модели сорта овса посевного;

ü  изучить влияние средовых факторов на анатомическое строение стебля и развитие листовой поверхности посева овса посевного.

Объекты исследований. Объектами исследований служили 18 сортов коллекционного питомника овса посевного; межсортовые гибриды F1; линии сортов овса, полученные в результате индивидуального отбора; посевы сортов овса, выращенные на разных уровнях азотного питания с применением ретардантов.

Предмет исследований. Предметом исследований явились признаки анатомического строения стебля овса посевного у образцов разного генетического происхождения; наследование признаков анатомического строения у межсортовых гибридов; отбор генотипов овса по морфолого-анатомическим признакам; влияние регуляторов роста и уровня азотного питания на анатомическую структуру стебля и фотосинтетическую деятельность посева.

Научная новизна. Впервые в условиях Беларуси выявлены особенности микроструктуры стебля у сортов овса посевного и выделены источники ценных анатомических признаков. Установлена роль метамерной принадлежности междоузлий в формировании анатомической структуры стебля. Установлена взаимосвязь анатомических признаков стебля овса и их связь с продуктивностью и устойчивостью растений к полеганию. Впервые выявлены особенности наследования анатомических признаков в межсортовых скрещиваниях овса и проявления гетерозиса в F1 по этим признакам. На основе отбора генотипов по морфологическим и анатомическим признакам стебля получены ценные линии овса, переданные в национальный банк генетических ресурсов растений Республики Беларусь. Разработаны анатомические параметры модели сорта овса посевного. Выявлено влияние ретардантов и уровня азотного питания на анатомическое строение стебля овса. Установлена связь между анатомическим строением стебля и развитием листовой поверхностью посева разных уровнях азотного питания.

Положения, выносимые на защиту:

1. Изученные образцы пленчатого и голозерного овса различаются между собой по признакам макро - и микроструктуры стебля. Для идентификации образцов наибольшее значение имеют выполненность стебля, диаметр тяжей хлоренхимы, число и размеры проводящих пучков, число рядов клеток склеренхимы перициклического происхождения и их размеры. Большое значение для формирования продуктивности растений имеют высота растений (r=0,52), длина метелки (r=0,66), число проводящих пучков (r=0,44), которое тесно коррелировало с толщиной стебля (r=0,74). Выявлены источники ценных для селекции анатомических признаков стебля.

2. Адаптирована методология использования анатомических признаков стебля для целей селекции овса, которая включает отбор и фиксацию проб, выбор междоузлия, выбор информационно-ценных признаков стебля.

Установлено оптимальное сочетание признаков подметелочного междоузлия для определения анатомических параметров модели сорта. Для пленчатых сортов рекомендуется диаметр стебля 3,4–3,6 мм, число проводящих пучков ПП пар. 20,0–21,0 шт., тангентальный диаметр проводящего пучка ПП пар. 182,0–184,0 мкм, индекс развития склеренхимы 0,156–0,153; для голозерных сортов – диаметр стебля 3,8–4,1 мм, число проводящих пучков ПП пар. 23,0–26,0 шт., тангентальный диаметр проводящего пучка ПП пар. 171,0–191,0 мкм, индекс развития склеренхимы 0,127–0,151мкм.

3. Анатомические признаки стебля наследуются по-разному в зависимости от комбинации скрещивания. Свехдоминирование родительской формы с меньшей величиной признака отмечалось для числа ПП пар. (Нр< -1); неполное доминирование родительской формы с большей величиной признака– для радиального диаметра ПП пк., тангентального и радиального диаметра ПП пар., диаметра сосудов метаксилемы ПП пар. (1>Нр>0); сверхдоминирование родительской формы с большей величиной признака для толщины слоя склеренхимы, числа рядов клеток склеренхимы (Нр>+1). Истинный гетерозис в F1 наблюдался по признакам развития склеренхимы.

В результате отбора по морфолого-анатомическим признакам созданы ценные линии овса, переданные в национальный банк генетических ресурсов растений Республики Беларусь.

4. На развитие макро - и микроструктуры стебля и продуктивность растений оказывают влияние ретарданты и уровень азотного питания. Установлено, что сортовые особенности в сочетании с уровнем азотного питания оказывают более сильное влияние на развитие растений, чем ретарданты. Применение ретардантов способствовало лучшему развитию склеренхимы перициклического происхождения, но угнетало развитие проводящих пучков. Уровень азотного питания оказал существенное влияние на степень развития листового аппарата.

Личный вклад соискателя. В диссертационную работу вошли результаты исследований автора, выполненных в полевых и лабораторных условиях в 2010-2015 гг. в УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия». Автором самостоятельно проведены полевые и лабораторные исследования, математическая обработка и анализ полученных результатов. Планирование опытов, составление ежегодных отчетов, написание статей, тезисов докладов и кандидатской диссертации выполнено соискателем лично при консультации с научным руководителем. По теме диссертационной работы соискателем самостоятельно подготовлено 5 работ [9, 13, 14, 15, 16]. В статьях [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12], опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежит получение и анализ экспериментальных данных, обобщение собственных результатов, написание статей.

Апробация диссертации и информация об использовании ее результатов. Результаты исследований доложены и представлены на Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, магистрантов и студентов «Инновации в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур» (г. Горки, УО БГСХА, 22–23 марта 2012 года); Международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и инновации - 2013» (г. Горки, УО БГСХА, 29–31 мая 2013 года); V Международной научно-практической конференции «Технологические аспекты возделывания сельскохозяйственных культур», (г. Горки, УО БГСХА, 19–20 февраля 2015 года); Международной научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и инновации - 2015» (г. Горки, УО БГСХА, 27–29 мая 2015 года); VI Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию агрономического факультета «Технологические аспекты возделывания сельскохозяйственных культур», (г. Горки, УО БГСХА, 22–23 июня 2015 года).