WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |

На правах рукописи

Стрельцова ТамараАлександровна

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИЗНАКОВ КАРТОФЕЛЯ В РАЗНЫХПО ВЕРТИКАЛЬНОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ
РАЙОНАХ ГОРНОГО АЛТАЯ

03.00.16 – Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканиеученой степени

доктора биологическихнаук

Новосибирск – 2008

Работа выполнена в Государственномобразовательном учреждениивысшего
профессиональногообразования Горно-Алтайскийгосударственный университет

Научныйконсультант:доктор биологических наук,профессор,

заслуженный деятель науки РФ

Цильке Регинальд Александрович

Официальныеоппоненты:доктор биологических наук,профессор,

заслуженный деятель науки РФ

Наплёкова Надежда Николаевна

доктор биологических наук, профессор

Малецкий Станислав Игнатьевич

доктор биологических наук

Михеева Ирина Викторовна

Ведущая организация: ГОУ ВПО Томскийгосударственный университет

Защита состоится« » октября 2008г.в _____часов назаседании диссертационного совета Д220.048.03при ФГОУ ВПО Новосибирскийгосударственный аграрный университет поадресу: 630039, г. Новосибирск,

ул. Добролюбова, 160.Тел.,факс (383)264-29-34, e-mail: norge@ngs. ru

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПОНовосибирский государственныйаграрный университет

Автореферат разослан« » _______________2008 г.

Учёный секретарьдиссертационного совета,

кандидат биологическихнаукМаренков В. Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальность темы.Горный Алтай представляетсобой рискованный регион длявозделывания ряда продовольственныхрастений в юго-западной части ЗападнойСибири. Экологические условия на этойтерритории имеют отчетливо выраженныйэкстре­мальныйхарактер и предъявляют довольно жесткиетребования к биологическим особенностямвозделываемых здесь культур. Длянормального роста и развитияинтродуцируемые растения должны обладатьшироким диапазоном онтогенетическойадаптивности, обеспечивающим устойчивоеформирование продуктивностирастений.

Картофель относится кэвритопным видам (Дажо, 1975) и способенуспешно произрастать в самыхразнообразных местообитаниях с лабильнымэкологическим фоном. Однако у конкретныхсортов картофеля уровень общей испе­цифическойадаптивности может существенноотличаться, что необходимо учиты­вать при ихклиматическом макро- и микрорайонировании(Жученко, 1992).

Острая необходимостьэкологической защиты при интродукциирастений выдвинула ряд требований кэкологии, в частности к тем разделамисследования, которые объясняют механизм иприроду адаптивности и гомеостаза урастений. Центральным моментом в решенииэтих задач является комплексноеизучение изменчивостиколичественных признаков под воздействиеммногочисленных экологических факторов вразличных по вертикальной зональностирайонах Горного Алтая. Поэтому региональныеразработки занимают особое место средиинноваци­онных технологий.

Экологическийподход к исследованию генотипической ипаратипической изменчивостиколичественных признаков и ихадаптивности позволит глубже понятьсущность и взаимосвязь ключевых элементовпро­дукционного процесса картофеля вусловиях предгорья, среднегорья ивысокогорья в Горном Алтае. И на этойоснове осуществлять подбор перспективныхгенотипов для возделывания впроизводственных условиях и длявключения в селекционные программы посозданию новых сортов для конкретных зонэтого уникального почвенно-климатическогорегиона.

Настоящее исследованиеимеет теоретико-прикладной,эколого-генетический характер ипредставляет определенный интерес, как вбиологиче­ском, так и в генетико-селекционномплане.

Цель и задачиисследования. Цельнастоящего исследованиязаключается в изучении характераизменчивости элементов продуктивностикартофеля, устойчивости его кбиотическим и абиотическим факторамвнешней среды в условиях вертикальнойзональности Горного Алтая.

Для достижения этой целибыли поставлены следующие задачи:

  1. В полевых условияхпровести сравнительное исследованиекомплекса наиболее ценных признаковколлекции генотипов картофеляотечественной и зарубежной селекции в 7пунктах экологического испытания втечение 6 лет.
  2. С помощьюмногофакторного дисперсионного анализадать оценку компонентовизменчивости по основнымколичественным признакам. Определитьвклад экологической изменчивости (вертикальнаязональность), генотипической(сорта) и условий вегетации(годы) и взаимодействия этих факторов вобщее фенотипическое варьированиепризнаков.
  3. Осуществить подбори оценку высокопродуктивных генотипов,адаптированных к суровым условиям в разныхэкологических нишах Горного Алтая.
  4. Определитьвозможности реализации программсоздания ценных генотипов картофеля,устойчивых к неблагоприятным биотическими абиотическим факторам климата в разныхпо высотной поясности пунктах ГорногоАлтая.
  5. Провести оценкугенотипов разных групп спелости поадаптивности кпочвенно-климатическим условиям ГорногоАлтая.
  6. Провестиисследования в условиях высокогорья повыявлению экологической ниши, свободной отвирусных и других инфекций.

Научная новизна. Впервые на разнообразномгенетическом материале в результатемногофакторного дисперсионногоанализа многолетних данных выявленотносительный вклад экологической игенотипической изменчивости, метеорологических условий, а также взаимодействия этих трёхфакторов в общеефенотипическое варьирование основныхэлементов продуктивности картофельногорастения, устойчивости к болезням ихимического состава клубней. Показано, чтоисследованные признаки существенноразличаются по относительномувкладу генотипа, внешней среды ивзаимодействиям этих факторов в общеефенотипическое варьирование. Впервыевыявлен сильный экологический эффект воздействия на экспрессию элементовпродуктивности картофеляпри испытании в разных по вертикальнойзональности условиях ГорногоАлтая.

Научная и практическаяценность проведённыхисследований

Практическая ценностьработы характеризуется возможностьюиспользования полученных данных дляпрогнозирования состояния природныхэкосистем в зависимости от уровнянагрузки, а полученные результаты исформулированные положения могут бытьуспешно использованы в различных областяхнаучной и практической деятельности,связанной с изучением и возделываниемкартофеля.

В областиэкологии полученные результаты даютвозможность объективно оценить экологические эффектывоздействия на развитие картофеля в разныхклиматических условиях. Экологическоеиспытание набора генотипов в разных повысотной поясности пунктах Горного Алтаяпозволило выделить свободные от инфекций(безвирусные)зоны, в которых можно сохранять мировой генофондкартофеля и банк здоровыхсортов. Эти результаты являютсяоригинальными и могут быть успешноиспользованы в практической деятельностиэкологов, генетиков, селекционеров исеменоводов.

Полученные оценки подисперсионному и компонентному анализудают возможность значительно расширитьнаши представления о ролисредовых и генетических факторов вформировании качественных иколичественных признаков,что позволяет успешно развивать экологию игенетику онтогенеза. Выявленаотносительная рольотдельных факторов внешней среды в экспрессии иизменчивости важнейших признаковкартофеля. Из наиболееадаптированных сортов и меристемных линийпутем многократного клонового отборавыделены три раннеспелых сорта (Горец, Белуха, Сувенир ГорногоАлтая) и один среднепозднийсорт (Монастырский), которые успешно прошлипредварительное и производственноеиспытание на устойчивость к раку изолотистой нематоде во ВНИИКХ. В 2007г триранних сорта переданы на испытание вГоссортсеть.

Многолетняя оценкабольшого набора отечественных изарубежных сортов в разнообразныхусловиях вертикальной зональностипозволила выделить отдельные европейскиесорта, адаптированные к суровым условиямГорного Алтая.

В области сохранениязародышевой плазмыполучены уникальные результаты о реакцииотдельных генотипов картофеля наэкстремальные условия высокогорья, чтопозволяет сохранить и размножитьгенетические системы с ценными признакамидля улучшения этой важнейшейпродовольственной, кормовой и техническойкультуры.

Внедрение:материалы и научно-практическиерезультаты диссертационного исследованияиспользовались при выполнении научныхработ по грантам Правительства РеспубликиАлтай и Министерства образования и наукиРоссийской Федерации, ФедеральногоАгентства по образованию:

1. «Экспериментальное итеоретическое моделирование процессоваккумуляции миграции и трансформациитоксичных компонентов ракетного топлива вразличных объектах окружающей среды напримере части территории Горного Алтая иТомской области» (1998-1999), грант «Сибирь-98»(совместно с Республиканскойхимико-экологической лабораторией).

2.«Разработкапринципиально новой технологиивозделывания картофеля на основеэкологического сортоиспытания иестественного оздоровления в горныхрайонах Республики Алтай» (1999-2002).

3.«Разработкарекомендаций по развитию картофелеводствав Усть-Коксин-ском районе РеспубликиАлтай» (совместно сНаучно-производственным центром«Земельные ресурсы Сибири», г. Омск, 2002).

4. «Сохранение игенетический мониторинг генофондакартофеля в Горном Алтае» (2003-2007).

5. «Поддержкавысокогорных научных полигонов вРеспублике Алтай для сохранения мировогогенофонда картофеля, генетическогомониторинга и создания новых ценныхсортов» (2005-2008).

6. «Создание, комплекснаяпроверка и передача в государственноесортоиспытание ранних и среднепозднихсортов картофеля» (2007-2010).

7. «Экологическоесортоиспытание и разработка рекомендацийпо организации первичного семеноводствакартофеля в Горном Алтае (2007-2010).

Автором разработанынесколько целевых программа длясохранения мирового генофонда картофеля,генетического мониторинга и созданияновых ценных сортов с использованиемэкологических эффектоввысокогорья. На основаниимноголетних мониторинговых исследованийсозданы и внедрены «Рекомендациикартофелеводам Горного Алтая» (2002) и«Функциональный каталог сортов картофеля,испытанных в Горном Алтае» (2008).

Результаты исследованийиспользуются в курсах лекций «Экология»,«Генетика с основами селекции»,«Экологические проблемы региона» испецкурсах «Экологические проблемыгенетики», «Организация и осуществлениерегиональных мониторинговыхисследований» в ГАГУ, на их основемодернизировано 2 и разработано 4 новыхучебных программы полевых практик поэкологии и генетике, которые проводятся нагорных полигонах. Студенты и аспирантыосваивают все методики полевых илабораторных исследований на полигонах,изучают разнообразие мирового генофонда,набирают материал для научных докладов,курсовых, дипломных и диссертационныхработ. Материалы и методыдиссертационного исследованияиспользуются в работе Комитета«Окружающей среды и природныхресурсов».

Основные положения,выносимые на защиту:

1.Изменчивостьосновных количественных признаковкартофеля обусловлена экологическимифакторами пунктов испытания и зависит отих расположения по вертикальнойзональности Горного Алтая.

2. Относительный вкладэкологической, генотипическойизменчивости, метеорологических условий ивзаимодействия этих трёх факторов в общееварьирование важнейших признаковкартофеля изменяется в зависимости отвертикальной зональности пунктовиспытания.

3. Испытание большогоколичества образцов коллекционногоматериала в различных по высотнойпоясности средах [6(1994-96)+18(1997-99) сред]позволило выявить экологический эффектвоздействия на продуктивность идругие ценные признаки генотиповкартофеля различных групп спелости.

4. Отсутствие вусловиях высокогорья тлей-переносчиковгруппы вирусов позволило выявить безвирусные зоны илиэкологические ниши,свободные от этих и других инфекций и пригодные длясохранения и размножения ценных образцовмирового генофонда картофеля.

5. Комплексная оценкагенотипов по общей и специфическойадаптивности с помощью специальныхкомпьютерных программ даёт возможностьиспользовать её в характеристике сортовдля эколого-селекционных ипроизводственных целей.

6. Объективнообоснована перспективность реализацииширокомасштабнойселекционно-семеноводческой программысоздания новых высокопродуктивных сортовкартофеля и их внедрения в разные повысотной поясности районы Горного Алтая исопредельных территорий.

Апробация работы. Результаты экспериментальныхисследований доложены на Международныхсимпозиумах, научных и научно-практическихконференциях: «Проблемы формирования иразвития эколого-экономической зоны«Горный Алтай», Горно-Алтайск, 1992;“Природные условия и биологическиересурсы Западной Монголии и сопредельныхрегионов”, Улан-Батор, МонгольскаяРеспублика, 1993 и 1995; «Алтай. Космос,микрокосм», Барнаул - Горно-Алтайск, 1995;«Модели устойчивогосоциально-экологического развитияРеспублики Алтай и стран Алтай-Саянскогорегиона», Горно-Алтайск, 1996;
«240 лет добровольного вхожденияалтайского народа в состав Российскогогосударства и современность»,Горно-Алтайск, 1996г.; «Модели устойчивогосоциально-экономического развитияРеспублики Алтай и стран Алтай-Саянскогорегиона», Горно-Алтайск, 1997; «Природныеусловия, история и культура ЗападнойМонголии и сопредельных регионов». Томск,1995, 1997; «Фундаментальные проблемыокружающей среды и экологииприродно–территориальных комплексовЗападной Сибири», Горно-Алтайск, 2000;«Картофель в Сибири», Томск, 2001; «Проблемынародного хозяйства Республики Алтай нарубеже 3-го тысячелетия», Горно-Алтайск, 2002;«Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии,Казахстана, Беларуси и Башкортостана»,Абакан, 2002; «Биоразнообразие, проблемыэкологии Горного Алтая и сопредельныхтерриторий: настоящее, прошлое, будущее». -Горно-Алтайск, 2005-2007; «Научноеобеспечение картофелеводства Сибири иДальнего Востока: состояние, проблемы иперспективные направления».Кемерово, 2006; “Плодородие почвСибири”. Барнаул, 2005;

  • XXXV – ХХХVII, ХХХХIV – ХХХХV и ХLIVМеждународ. науч. студ. конф. «Студент инаучно-технический прогресс». Новосибирск,1997-2008гг.;

VII –Х генетико-селекц. школах- семинарахв Новосибирске в 2001-2007гг.;

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 10 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»