WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи

Барбашов

Максим Вячеславович

ОЦЕНКА  ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ФАСОЛИ

ОБЫКНОВЕННОЙ (Phasеolus vulgaris L.)  ДЛЯ

СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ

РАСТИТЕЛЬНО МИКРОБНЫХ СИСТЕМ

Специальность: 06.01.05. – селекция и семеноводство сельскохозяйственных  растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Орел - 2012

Работа выполнена в 2009 - 2011 гг. в лаборатории генетики и биотехнологии ГНУ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур Россельхозакадемии

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук

Наумкина Татьяна Сергеевна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Колесникова Аделина Фроловна

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Бобкова Юлия Анатольевна

Ведущая организация:

ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится  20 марта  2012 года в 1430 часов на заседании диссертационного Совета ДМ 220.052.01 в  Орловском государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Орловского государственного аграрного университета (г. Орел, бульвар Победы, 19).

Просим  принять участие в работе Совета или выслать свой отзыв на автореферат диссертации в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью по адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 220.052.01.

Факс 8(4862) 43-13-01; E-mail: dissovet-orelsau@yandex.ru

Автореферат разослан  «_16_»  __февраля__ 2012 г. и  размещен  на  официальном сайте ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» http://www.orelsau.ru  и сайте ВАК при Минобрнауки РФ http://vak.ed.gov.ru.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

доктор с.-х. наук, профессор Л.П. Степанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Способность бобовых растений, в частности фасоли, формировать симбиозы с агрономически полезными микроорганизмами позволяет им существенно обогащать почву азотом, улучшать водный статус растений, снабжать необходимыми элементами минерального питания (труднодоступным фосфором и азотом), повышать устойчивость к болезням (Борисов с соавт., 2011).

Выявление общих генов, необходимых для формирования этих симбиозов, привело к заключению, что бобовые обладают единой генетической системой, контролирующей развитие многостороннего симбиоза: бобовое растение + грибы арбускулярной микоризы + полезные ризосферные/клубеньковые бактерии. Этот факт очень важен для  дальнейшего развития симбиотической селекции, открывает возможности расширения адаптивных свойств растений, придания им новых метаболических функций и позволяет получать повышенные урожаи экологически чистого высокобелкового растительного сырья (Наумкина с соавт., 2011).

В связи с вышеизложенным, исследования по изучению исходного материала фасоли обыкновенной (Phaseolus vulgaris L.) и использованию его для создания высокоэффективных растительно-микробных систем относятся к приоритетным в науке и являются особенно актуальными.

Решению этих вопросов посвящена диссертационная работа, выполненная в рамках заданий 08.03.02. «Изучить генетический механизм взаимодействия растения-хозяина при симбиотических взаимоотношениях у гороха» и  02.06.02. «Создать растительно-микробные системы на основе изучения на уровне нанопространства и сигналинга генетической интеграции агрономически полезных микроорганизмов и растений» Программ фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2006…2010 гг. и 2011-2015 гг. Российской академии сельскохозяйственных наук, гранта РФФИ 09-04-99036-р_офи.

Цель исследований - выявление морфобиологических и симбиотических особенностей коллекционных сортообразцов фасоли и выделение исходного материала с высоким симбиотическим потенциалом для создания высокоэффективных растительно-микробных систем.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- изучить изменчивость и взаимосвязи морфобиологических признаков и симбиотических показателей у коллекционных сортообразцов фасоли в естественных условиях и при взаимодействии с ризобиями и  грибами арбускулярной микоризы.

- оценить адаптивную способность и стабильность генотипов фасоли в изменяющихся условиях среды;

- изучить биохимические особенности сортообразцов фасоли;

- выделить линии фасоли, сочетающие высокую семенную продуктивность с  повышенной симбиотической активностью.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях северной части Центрально-Черноземного региона России изучена изменчивость основных морфобиологических признаков и симбиотических показателей сортообразцов фасоли различного эколого-географического происхождения; выделены источники высокой продуктивности и симбиотической активности. Получены новые данные о клубенькообразующей способности и симбиотической деятельности фасоли при инокуляции ризобиями и грибами арбускулярной микоризы. Проведена оценка экологической пластичности, стабильности и адаптивной ценности сортообразцов. Выявлены биохимические особенности генотипов фасоли. Сформированы эффективные сорто-микробные системы. Выявлен селекционный материал с высокой урожайностью и симбиотической активностью.

Практическая значимость. Выделен ценный исходный материал для селекции фасоли на повышение симбиотической активности. Предложен новый подход для создания высокоэффективных растительно-микробных систем, сочетающих высокую семенную продуктивность с отзывчивостью на инокуляцию штаммами ризобий и грибов арбускулярной микоризы. Выделены линии фасоли, обладающие повышенной семенной продуктивностью в сочетании с отзывчивостью на тройной симбиоз.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты изучения изменчивости и взаимосвязей морфобиологических признаков и симбиотических показателей у сортообразцов фасоли, позволившие выявить формы, ценные для создания высокоэффективных растительно-микробных систем.

2. Оценка адаптивной способности и стабильности генотипов в изменяющихся условиях среды для выделения форм с высокой продуктивностью и симбиотической активностью.

3. Результаты изучения биохимических особенностей генотипов фасоли.

4. Созданные автором новые линии фасоли, сочетающие повышенную семенную продуктивность и симбиотическую эффективность.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Ученых советах ГНУ ВНИИЗБК Россельхозакадемии (2009, 2010, 2011 гг.); региональных научно-практических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов «Неделя науки» ОрелГАУ (2009, 2010, 2011 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Курск, 2009); Всероссийской конференции «Ориентированные фундаментальные исследования и их реализация в АПК России» (Сергиев Посад, 2009).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 6 печатных работах, в том числе двух в изданиях, рекомендуемых ВАК.

Личное участие автора в проведении экспериментов составляет 100%. Закладка полевых, вегетационных и лабораторных опытов, анализ и обобщение результатов исследований были проведены автором лично.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 135 страницах компьютерного текста, состоит из введения, глав, выводов, рекомендаций для селекционной  практики и производства, включает  32 таблицы,  13 рисунков и  15 приложений. Список использованной литературы состоит из 200 наименований, в том числе  41 на иностранных языках.

Автор выражает искреннюю благодарность директору  ГНУ ВНИИЗБК Россельхозакадемии, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Зотикову В.И., заведующей лабораторией  генетики и биотехнологии, кандидату сельскохозяйственных наук Суворовой Г.Н., заведующему лабораторией селекции зернобобовых культур, кандидату сельскохозяйственных наук Кондыкову И.В., ведущему научному сотруднику лаборатории селекции зернобобовых культур, кандидату сельскохозяйственных наук Мирошниковой М.П. за консультации по обсуждаемым в данной работе вопросам.

Автор признателен кандидатам биологических наук, ведущим научным сотрудникам лаборатории генетики и биотехнологии ВНИИЗБК  Васильчикову А.Г и Гурьеву Г.П. за сотрудничество и помощь в  проведении исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БОБОВЫХ РАСТЕНИЙ С СИМБИОТИЧЕСКИМИ МИКРООРГАНИЗМАМИ

(обзор литературы)

       Обобщены литературные данные, касающиеся  особенностей взаимодействия бобовых растений с агрономически  полезными микроорганизамами. Результаты исследований, выполненных отечественными и зарубежными учёными, позволили существенно углубить понимание процесса взаимодействия макро- и микросимбионтов и сделать ряд практических рекомендаций для повышения его эффективности. В литературных источниках слабо представлены результаты оценки изменчивости морфобиологических и основных хозяйственно полезных признаков и симбиотических показателей сортов при взаимодействии бобовых растений с грибами арбускулярной микоризы. Показано, что возможность создания эффективных растительно-микробных систем у бобовых недостаточно изучена и сделано заключение о необходимости проведения исследований, направленных на получение нового исходного материала, сочетающего повышенную урожайность, содержание белка с высоким симбиотическим потенциалом.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнялась в течение  2009 – 2011гг. на опытном участке лаборатории генетики и биотехнологии Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института зернобобовых и крупяных культур Россельхозакадемии.

Почвы опытного участка темно-серые лесные, средней окультуренности (содержание гумуса 3,93%, подвижного фосфора – 12,5, обменного калия – 5,9 мг/100 г почвы, рНсол – 5,5, гидролитическая кислотность – 4,4 мг экв./100 г почвы). 

Метеорологические условия в годы исследований можно охарактеризовать как  контрастные, но в целом они повторяют среднемноголетние климатические закономерности. Поэтому полученные в исследованиях данные позволили достаточно достоверно и объективно оценить особенности  изученного материала.

Материалом для исследований служили 20 сортообразцов фасоли, в том числе 10 из коллекции ГНУ ВНИИЗБК- Гелиада, Шоколадница, Рубин, Оран, София, л.00-106, л.04-178, л.02-174, л.05-85, л.00-572; и 10 из коллекции  ВИР -  к-15348 (Шубинская, Алтайский край), к-15233 (Мечта хозяйки, Краснодарский край), к-15552 (Станичная, Краснодарский край), к-15444 (Glen lyon, Австралия), к- 15401 (Aura, Польша), к-15459 (Kanamito, Польша), к-15496 (Zitekid, Канада), к-15469 (Samarinska, Чехия), к-15470 (Priсor, Чехия), к-15379 (Tondina, Германия). В качестве контроля использовался районированный в Орловской области сорт Рубин. Изучение отзывчивости фасоли на инокуляцию ризобиями и грибами арбускулярной микоризы проводили на 7 сортообразцах: Aura, Glen lyon, Kanamito, Услада, Рубин, Шоколадница, Гелиада.

Для предпосевной обработки семян использовали ризоторфин (штамм 653). В почву перед посевом вносили почвенно-корневую смесь из-под микоризованной суданской травы (Sorgum sudanense  Pers.) из расчета 15 г под каждое семя и комплексное микробиологическое удобрение (КМУ) (500 кг/га), содержащее  высокоэффективные штаммы и изоляты грибов арбускулярной микоризы (Glomus intraradices, Glomus fasciculatum) и клубеньковых бактерий. Биопрепарат изготовлен по технологии, разработанной ООО «Бисолби-Интер» (патент №2318784).

Опытный материал выращивался на  делянках площадью 3м в четырехкратной  повторности по следующей схеме: 1 - контроль; 2 - предпосевная инокуляция  семян штаммом клубеньковых бактерий № 653; 3 - предпосевное внесение в почву почвенно-корневой смеси из-под микоризованной суданской травы; 4 – предпосевное внесение в почву КМУ.

Обработка почвы на опытном участке соответствовала общепринятой при возделывании фасоли. Посев проводили вручную с площадью питания одного растения 10х45 см. Уход за посевами заключался в двукратных рыхлениях-прополках, что обеспечивало достаточную чистоту посевов и нормальные условия для роста и развития растений. Химические средства защиты растений не применялись.

Учеты, наблюдения и структурный анализ сортов проводились по Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1971, 1972) и Методическим рекомендациям ВИР (2010).

Нитрогеназную активность определяли методом редукции ацетилена (Чундерова, 1980) в модификации В.П. Орлова (1984) и А.С. Шаина (1990). При отборе проб  для учета числа клубеньков на корнях растений использовали метод монолитов (Посыпанов, 1991). Оценку микоризной инфекции проводили по A.Trouvelot, J.Kough (1986). Использовали следующие параметры: интенсивность развития микоризной инфекции, пересчитанная на 1 см корня (М,%) и обилие арбускул в микоризованной части корня (а,%).

Содержание белка в зерне определяли методом Къельдаля  с использованием автоматической системы UDK-152  и дигестора DK-6  производства фирмы VELP SCIENTIFIСA. Аминокислотный анализ выполняли на автоматическом аминокислотном анализаторе Hitachi 835.

Оценку адаптивной способности и стабильности генотипов в изменяющихся условиях среды выполняли в соответствии с методом, предложенным А.В. Кильчевским и Л.В. Хотылевой (2008).

В зимне-весенний период опыты закладывали в теплице (интенсивность освещения 25…30 тыс. люкс, световой период 18/6 ч (день/ночь), температура днем и ночью составляла 220С и 180С. В теплице фасоль выращивалась в сосудах Митчерлиха массой 4,2 кг по 5 растений на сосуд. Гибридизацию проводили посредством предварительной кастрации и последующего принудительного опыления цветков.

Отбор высокопродуктивных растений, отзывчивых на инокуляцию штаммами ризобий и грибов арбускулярной микоризы проводили  из гибридных популяций F2-F4 на основе таких показателей, как масса сухого растения, масса семян с растения, число клубеньков на растении и нитрогеназная активность и на основании глазомерной оценки в полевых условиях.

Математическую обработку данных проводили методами корреляционного, дисперсионного и вариационного анализов по Б.А. Доспехову (1985), П.Ф. Рокицкому (1974), факторного и кластерного анализов с использованием компьютерных программ STATISTICA 6.0 и Microsoft Оffice Exel.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОЦЕНКА КОЛЛЕКЦИОННЫХ СОРТООБРАЗЦОВ ФАСОЛИ ПО МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИМ ПРИЗНАКАМ И СИМБИОТИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

Морфобиологические и симбиотические особенности коллекционных сортообразцов фасоли

       Продолжительность вегетационного периода и составляющих его фаз. Исследованиями установлено, что основная часть изученного материала  (65%) относится к среднеспелым образцам, группа среднеранних составляет 30%, позднеспелых - 5% (табл.1).

Таблица 1 – Продолжительность вегетационного периода

и составляющих его фаз у сортообразцов фасоли, 2009 -2011 гг.

Группа

спелости

Сортообразец

Продолжительность, сутки

посев-всходы

всходы-цветение

цветение-созревание

всходы-созревание

среднеранние

Гелиада, Шоколадница,  Рубин, Оран,  Услада, л.00-572

14-16

33-34

34-36

71-80

среднеспелые

л.00-106, л.05-85, л.02-174, Шубинская, Мечта хозяйки, Станичная, Glen lyon, Aura, Kanamito, Zitekid, Samarinska, Priсоr, Tondina

14-16

35-37

37-40

81-90

позднеспелые

София

14-16

38-42

40-43

>90

Общая продолжительность вегетационного периода  у сортообразцов фасоли  увеличивалась при понижении температуры воздуха и выпадении обильных осадков (2009 год) и сокращалась в засушливые годы (2010, 2011 годы). В аномально жарком  2010 году продолжительность вегетационного периода у среднеспелых образцов сократилась в среднем на 5–10 суток, а у позднеспелого образца -  на 7-12 суток.

Длина стебля  в современной селекции фасоли является одним из важнейших признаков, поскольку связана с устойчивостью к полеганию и пригодностью к механизированной уборке и таким образом косвенно влияет на урожай.

Среди изученных сортообразцов наиболее высокорослыми являются л.05-85 (61,4 см.), Kanamito  (58,0), Tondina (56,2 см.). Источником устойчивости к полеганию могут служить Samarinska (31,7 см.) и стандарт Рубин (33,5 см.).

Длина стебля у фасоли  относится к числу слабо изменчивых признаков. Коэффициент вариации в среднем за годы изучения находился в пределах от 7,8% до 11,4%.

Высота прикрепления нижнего боба важный признак, определяющий технологичность сортов фасоли. В наших исследованиях у коллекционных сортообразцов в среднем за 2009 – 2011 гг. значение признака варьировало от 8,8 см. (Glen lyon) до 19,8 см. (Станичная). У стандарта Рубин высота прикрепления нижнего боба составила 17,4 см. В качестве источников высокого прикрепления нижнего боба (19-20 см.) выделены сортообразцы Шубинская, Станичная, Гелиада.

Коэффициент вариации признака составил  9,5%…18,9%.

Число продуктивных узлов на растении. Установлено, что проявление признака зависело как от года выращивания, так и от генотипа и находилось в пределах от 3,9 шт. (л.00-106) до 9,6 шт. (л.00-572). У растений стандарта Рубин формировалось в среднем 4,4 продуктивных узлов. Источниками большого числа продуктивных узлов на растении (7-9 шт.) являются сортообразцы: л.00-572, л.02-174, Zitekid, Tondinа.

Коэффициент вариации признака находился в пределах от 12,4%  до 27,2%.

Число бобов на растении. У изученного набора сортообразцов фасоли число бобов на растении в среднем за 3 года изменялось от 8,8 шт. (София) до 23,6 шт.(Tondina). Самое большое число бобов на растении (16-23 шт.) сформировали сортообразцы: Tondinа, л.00-572, Kanamito, Услада, Aura, л.00-174. У стандарта Рубин число бобов на растении составило 8,6 шт.

Значение коэффициента вариации признака в среднем за 3 года составило – 15,5%  - 41,6%.

Число бобов на продуктивный узел. В среднем за 3 года значение этого показателя у сортообразцов фасоли варьировало от 1,6 шт. (Zitekid) до 4,2 шт. (Tondina); у стандарта Рубин - 2,1 шт. Наибольшее число бобов на продуктивный узел (3-4 шт.) сформировали сортообразцы: Tondinа, Glen lyon, Услада, л.00-106, л.05-85, л.02-174, Оран, Мечта хозяйки, София, Samarinska, Aura

Значение коэффициента вариации признака в среднем за годы изучения находилось в пределах от 21,3%  до 40,6%.

Число семян с растения. Больше всего семян в среднем за годы изучения формировали растения сортообразца Tondina (87,2 шт.), самое низкое (20,4 шт.) – стандарта Рубин. Источниками высокого числа семян с растения (40-80 шт.) среди изученных сортообразцов являются: Tondinа, л.00-572, Kanamito, Glen lyon, Шоколадница, Zitekid, Aura.

Коэффициент изменчивости рассматриваемого признака составил 16,6%  - 38,7%.

Число семян в бобе. В формировании урожая фасоли большое значение имеет осемененность боба. В среднем за 2009-2011 г.г. растения  фасоли формировали  от 2,3 шт. (Рубин) до 3,8 (Pricor) семян в бобе. Больше всех семян в бобе (>3,5 шт.) сформировали растения сортообразцов: Оран, Glen lyon, Tondinа, Pricor;

Коэффициент изменчивости признака находился в пределах от 14,6%  до 31,5%.

Масса семян с растения. Установлено, что в различные годы изучения существенно изменялись не только абсолютные значения признака, но и амплитуда его изменчивости. В среднем за три года семенная продуктивность соротообразцов фасоли  колебалась  от 6,2 г (София) до 21,6 г (Tondina). У стандарта Рубин она составила 8,1 г. Источниками высокой семенной продуктивности растения (10-20 г.) среди изученного набора сортообразцов являются Tondinа, Zitekid, Aura, л.00-572, Kanamito, Aura, Мечта хозяйки, Оран, Шубинская.

Масса зерна с растения у фасоли относится к сильно изменчивым признакам (22,8 - 53,6%).

Масса 1000 семян. У изученных нами сортообразцов масса 1000 семян варьировала в среднем за 2009-2011 годы от 146 г. (Glen lyion) до 411 г. (Шубинская). У стандарта Рубин значение показателя составило 284±10,4 г.

В среднем за годы изучения установлен средний  уровень изменчивости признака – 13,6 - 22,7%.

Клубенькообразующая способность сортообразцов фасоли. На формирование симбиотического аппарата различных сортообразцов фасоли в полевых условиях при спонтанной инокуляции существенное влияние оказывают метеорологические условия, складывающиеся в процессе роста и развития растений, а также генотип сорта. Установлено, что в годы с  достаточной обеспеченностью влагой (2009 г.) на корнях растений в целом формировалось больше клубеньков  (от 35 до 66 шт.) по сравнению с аномально жарким 2010 годом (от 12 до 31 шт.) и засушливым 2011 годом (от 22 до 45 шт.), когда отмечался значительный дефицит влаги.

Наибольшее  количество клубеньков на корнях растений формируется к фазе начала образования бобов. В течение трех лет изучения больше всего клубеньков сформировали восемь сортообразцов: л.02-174, Рубин,  Гелиада, Tondina, Шоколадница, Kanamito, Услада, Glen lyon. У них на корнях было в фазу бутонизации – начала цветения - по 30 - 39 клубеньков, в фазу начала образования бобов – от 41 до 45 клубеньков, в фазу созревания – от 6 до 8 клубеньков ( рис.1).

Рисунок 1 – Клубенькообразующая способность лучших сортообразцов фасоли при спонтанной инокуляции, в среднем за 2009 – 2011 гг.

Выделившиеся сортообразцы предлагаются в качестве источников высокой клубенькообразующей способности, которые можно использовать в селекции фасоли на повышенную интенсивность азотфиксации.

Нитрогеназная активность сортообразцов фасоли. У большинства сортообразцов фасоли в среднем за годы изучения нитрогеназная активность была ниже, чем у стандарта Рубин. Наиболее высокий уровень проявления этого показателя отмечен в фазу начала образования бобов у сортообразцов Aura, Tondina, Рубин, Гелиада, Шоколадница, Услада, Kanamito, Glen lyon  (22 – 27 мкг N2·растение/час) (рис.2).

Рисунок 2 – Нитрогеназная активность лучших сортообразцов фасоли,

мкг N2·растение/час,  в среднем за 2009 – 2011 гг.

Взаимосвязи хозяйственно-полезных признаков.  Выявлена тесная положительная связь между семенной продуктивностью фасоли и  числом семян с растения (r=0,35–0,76), числом бобов с растения (r=0,30–0,85), массой 1000 семян (r=0,25-0,34). Масса семян с растения слабо коррелирует с числом клубеньков на корнях растений (r=0,16-0,21) и нитрогеназной активностью (r=0,08-0,13). Число семян с растения имеет положительную корреляцию  с числом бобов с растения (r=0,72–0,83) и числом продуктивных узлов на растении (r=0,56–0,71). Следует отметить наличие отрицательной связи массы 1000 семян с числом бобов на растении (r=- 0,33 – - 0,51), числом семян с растения (r= -0,41 – -0,55), числом бобов на продуктивный узел (r= -0,31 – -0,39), числом продуктивных узлов (r= -0,29 – -0,43).

Для  выявления факторов, оказывающих наибольшее влияние на массу семян с растения, был также использован метод многофакторного корреляционно-регрессионного анализа, позволивший  получить следующее уравнение регрессии:

= 1,257+0,760x1+0,037x2+0,006x3,

который показал, что 74,2% вариации массы семян с растения  у изученного нами набора сортов определяют х1 - число бобов с растения (r=0,698), х2 - число семян с растения (r=0,663),  х3 - масса 1000 семян (r=0,348). Следовательно, при моделировании будущего сорта селекционеру, прежде всего, следует обратить внимание на эти три признака и на их основе подбирать компоненты для скрещивания.

Кластерный анализ сортообразцов фасоли.        Для выявления генотипов со сходной нормой реакции нами была проведена кластеризация 20 изученных сортообразцов фасоли. В результате сортообразцы были распределены на 4кластера (рис. 3).

Рисунок 3 – Дендрограмма сортообразцов по хозяйственно-полезным признакам, 2009 – 2011 гг.:

1-й кластер: л.05-85; 2-й: Kanamito, Tondina, Станичная, л.00-106; 3-й:  Шоколадница, л. 00-572, Мечта хозяйки, София, Рубин; 4-й: Услада, Гелиада, Шубинская, Glen lyon, Zitekid, Оран, Aura, Pricor,  Samorinska, л. 02-174.

Оценка экологической стабильность, пластичность и адаптивной ценности различных генотипов фасоли

Экологическая пластичность и стабильность сортообразцов фасоли. Результаты  двухфакторного дисперсионного анализа  семенной продуктивности фасоли позволили нам вычислить параметры стабильности и пластичности сортообразцов фасоли, где bi  - коэффициент регрессии, s2dj - варианса отклонений от линии регрессии (табл. 2).

Таблица 2 – Параметры экологической пластичности, стабильности

и адаптивной способности сортообразцов фасоли, 2009-2011 гг.

Сортообразец

bi

s2dj

V%

САС

СЦГ

Tondina

-1,24

76,06

30,96

1,84

16,15

Zitekid

-1,20

10,86

31,86

1,25

8,33

л.00-572

1,11

37,10

35,18

3,86

10,12

Kanamito

1,62

59,12

44,49

1,18

11,18

л.02-174

0,48

0,33

10,75

2,17

6,25

Samorinska

0,00

4,85

18,68

4,11

13,25

Pricor

0,64

0,37

13,67

5,31

8,55

Станичная

0,26

0,08

6,35

3,52

21,62

Aura

2,07

63,29

52,19

1,93

10,54

Шоколадница

0,86

5,39

25,33

2,12

12,73

Мечта хозяйки

3,38

75,10

62,54

6,15

19,16

л.00-106

0,93

0,22

20,31

1,05

6,17

Оран

3,10

72,75

63,80

4,29

10,24

Услада

0,39

7,09

26,52

2,06

13,67

Гелиада

0,85

11,49

34,24

1,96

10,25

Шубинская

2,61

12,86

69,40

5,92

18,73

л.00-85

0,89

17,22

40,51

4,19

11,46

Рубин

0,71

25,97

47,62

2,18

14,32

Glen lion

1,44

3,83

34,88

1,65

10,29

Cофия

1,09

5,56

44,38

3,26

7,37

Изученные нами сортообразцы по стабильности семенной продуктивности  можно разделить на 3 группы:

1 группа – стабильность выше средней (коэффициент регрессии <1): Tondina, Zitekid, л.02-174, Samorinska, Pricor, Станичная, Услада;

2 группа – среднестабильные (коэффициент регрессии близок к 1): л.00-572, л.00-106, Гелиада, л.00-85, София, Шоколадница.

3 группа – стабильность ниже средней (коэффициент регрессии >1):, Kanamito, Aura, Мечта хозяйки, Оран, Шубинская, Рубин, Glen lyon.

Учитывая значения показателей bi  и s2dj (варианса отклонений от линии регрессии) наиболее стабильной из изученного набора сортообразцов является л.00-106 (bi=0,93, s2d=0,22).

Оценка сортообразцов по параметру, определяющему специфическую адаптивную способность (САС) к определенным условиям среды, выявила их сортовую специфичность по данному показателю (табл. 2). Наибольшей стабильностью САС характеризовались сортообразцы л.00-106 (1,05), Kanamito (1,18), Zitekid (1,25). Самая низкая стабильность (6,15)  отмечена у сортообразца Мечта хозяйки.

Для оценки сортов с учетом оптимального значения общей адаптивной способности и её стабильности используется показатель селекционной ценности генотипа (СЦГ). По этому показателю в наших исследованиях выявлены сорта, сочетающие высокую продуктивность со  стабильностью этого показателя. К таким сортообразцам относятся сортообразцы л.00-106 (6,17), л.02-174 (6,25), что свидетельствует о том, что эти сортообразцы лучше противостоят стрессовым факторам и в условиях Орловской области и характеризуются большей продуктивностью.

СОЗДАНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СОРТО-МИКРОБНЫХ СИСТЕМ ФАСОЛИ

Для  использования уникальных свойств симбиотических взаимодействий бобовых культур в настоящее время в сельскохозяйственном производстве создаются консортивные сорто-микробные системы. Они состоят из сортов  бобовых культур и комплементарных им штаммов полезных почвенных микроорганизмов. Сформировать эффективные сорто-микробные системы можно либо  подобрав к определенному сорту комплементарный штамм ризобий, либо путем селекции новых сортов с повышенными симбиотическими свойствами.

       Нами была предпринята попытка создания высокоэффективных растительно-микробных систем фасоли на основе изучения отзывчивости на инокуляцию ризобиями и грибами арбускулярной микоризы 7 сортообразцов, отобранных из коллекции в результате тщательного скрининга.

При предпосевной обработке семян  ризоторфином (штамм 653) больше  клубеньков на корнях (на 17-30%) по сравнению с контрольным вариантом сформировали  растения сортообразцов: Aura (48 шт.), Glen lyon, Рубин (56 шт.), Шоколадница (57 шт.) (табл. 3). Предпосевное внесении в почву комплексного микробиологического удобрения  (КМУ) способствовало усилению развития симбиотического аппарата у сортообразцов  Kanamito (62 шт.), Услада (48 шт.), Гелиада (63 шт.), что на  17 – 29% больше по сравнению с контролем.

       

Таблица 3 – Показатели клубенькообразующей деятельности

и нитрогеназной активности сортообразцов  фасоли в фазу начала образования бобов при  моно- и двойной инокуляции, в среднем за 2009-2010гг.

Сортообразец

Варианты опыта

Число клубеньков на

растении, шт

Нитрогеназная

активность

мкг N2·

растение /час

Интенсивность микоризации корней,%

Число арбускул в микоризованной части корня,%

Aura

контроль

37±1,23

21±1,23

100

57

+ шт. 653

48±2,47

47±2,18

100

48

АМ

38±3,24

51±3,42

88

46

КМУ

43±2,36

54±4,18

82

40

Glen lyon

контроль

45±3,18

25±2,27

98

47

+ шт. 653

56±4,23

48±4,55

97

45

АМ

49±3,56

50±2,42

84

43

КМУ

48±3,59

36±1,18

80

43

Kanamito

контроль

49±2,64

25±1,25

100

62

+ шт. 653

53±2,55

39±2,59

100

60

АМ

47±3,27

55±2,47

85

54

КМУ

62±3,43

63±3,57

82

53

Услада

контроль

41±2,09

25±1,26

100

56

+ шт. 653

43±1,87

35±1,43

100

54

АМ

43±2,45

52±2,12

85

48

КМУ

48±1,87

63±4,52

84

47

Рубин

контроль

48±2,34

24±1,09

97

56

+ шт. 653

56±5,19

44±2,18

97

54

АМ

50±2,45

35±1,24

85

35

КМУ

49±3,02

33±1,36

83

31

Шоколадница

контроль

48±1,56

34±1,48

98

57

+ шт. 653

57±4,67

41±2,54

98

55

АМ

53±2,38

37±1,59

83

34

КМУ

54±3,44

33±1,23

80

32

Гелиада

контроль

49±2,71

27±1,45

100

68

+ шт. 653

55±3,76

32±1,86

100

63

АМ

61±3,49

62±2,39

92

57

КМУ

63±4,56

71±4,50

91

57

       В среднем за годы изучения  наибольшее количество биологического азота (62±2,39 и 71±4,50 мкг N2/раст. час)  фиксировали растения сортообразца Гелиада в варианте с предпосевным внесением в почву грибов арбускулярной микоризы (АМ) и комплексного микробиологического удобрения (КМУ) (табл.3). Большую отзывчивость на  использование ризоторфина показали растения сортообразцов Glen lyon (48±4,55 мкг N2·растение /час), Рубин (44±2,18 мкг N2·растение /час) и Шоколадница (41±2,54 мкг N2·растение /час).

Растения фасоли, взаимодействуя с почвенными грибами (Glomenomycota), образуют арбускулярную микоризу, улучшающую их водный статус, снабжающую необходимыми элементами минерального питания (преимущественно труднодоступным фосфором и азотом), повышающую устойчивость к фитопатогенам. Микоризация ведет к улучшению роста растений, однако широкое использование этого симбиоза ограничено сложностью приготовления препаратов, содержащих грибы.

При микроскопическом анализе установлена высокая частота встречаемости микоризы в корневой системе растений контрольных вариантов (97-100%) (табл.3). Отмечено, что при внесении почвенно-корневой смесь из-под микоризованной суданской травы (Sorgum sudanense Pers. (АМ) и при двойной инокуляции (КМУ) имеет место тенденция уменьшения интенсивности развития микоризной инфекции (М,%), во многих случаях достоверная по сравнению с контролем, что можно объяснить большей эффективностью интродуцированных эндомикоризных грибов по сравнению с местными. Это выражается в относительном увеличении биомассы сортообразцов по сравнению с контрольным вариантом, что свидетельствует о более высокой функциональной активности арбускулярной микоризы.

Наряду с числом клубеньков на корнях растений и нитрогеназной активностью важным показателем активности симбиотического аппарата у фасоли  является масса сухого растения. Установлено, что  значение этого показателя в среднем за 2009-2011 годы в контрольном варианте колебалась от 15,0 г (Гелиада)  до 36,7 г  (Kanamito) (табл.4).

В варианте с предпосевной обработкой семян ризоторфином (шт.653) превышение по этому показателю над контролем у сортообразцов составило: Aura – 1,7 г (5,8%), Glen lyon – 4,2 г (17,5%), Kanamito – 0,8 г (2,1%), Услада -3,2 г (15,8%), Рубин – 1,3 г (5,3%), Шоколадница – 1,1 г (4,1%), Гелиада - 10,5 г (70,0%).

Предпосевное внесение в почву грибов арбускулярной микоризы (АМ) способствовало формированию большей массы сухого растения у сортообразцов Kanamito (38,3 г),  Услада (24,8 г), Гелиада (26,3), что выше контроля на 4,4%, 22,7% и 75,3% соответственно.

В варианте с предпосевным внесением в почву комплексного микробиологического удобрения (КМУ) большая масса сухого растения отмечена у сортообразцов Kanamito (38,4 г), Услада (28,1 г), Гелиада (27,2 г). Превышение над контролем у этих сортообразцов составило соответственно 4,6%, 39,1% и 81,3%.

В качестве основного при оценке симбиотической эффективности фасоли был взят показатель  семенной продуктивности растений (масса семян с одного растения) – один из главных элементов структуры урожая, обусловленный взаимодействием многих генов, влиянием почвенно-климатических и агротехнических условий.

Проведенные исследования показали, что значение данного признака у сортообразцов фасоли в контрольном варианте варьировало в среднем за три года от 7,1 г (Гелиада), до 20,2 г (Aura) (табл. 4).

Предпосевная обработка семян ризоторфином (штамм 653) максимальный эффект дала на сортообразцах  Aura (21,4 г), Kanamito (24,6 г), Рубин (16,1 г), Шоколадница (13,5 г), Гелиада (25,5 г), что на 19,3%, 6,9%, 29,8%, 14,4% и 70,0% выше, чем масса семян с растения в контрольном варианте.

Таблица 4 – Влияние биопрепаратов на основные хозяйственно полезные признаки сортообразцов фасоли, 2009-2011гг.

Сортообразец

Вариант опыта

Масса сухого растения, г

Масса семян с растения, г

Число семян с растения, шт.

Масса 1000 семян, г

Aura

контроль

29,5±2,23

20,2±1,10

61,0±3,3

330±11,0

+ шт. 653

31,2±1,78

21,4±1,40

64,5±4,4

332±6,4

АМ

27,0±2,09

17,5±1,10

49,6±2,7

353±11,4

КМУ

29,4±1,65

19,4±1,93

53,8±3,4

361±18,7

Glen lyon

контроль

19,9±1,03

9,5±0,80

53,6±2,8

161±9,3

+ шт. 653

23,4±0,98

7,3±0,60

59,4±3,3

123±6,2

АМ

22,1±1,25

11,1±0,80

65,7±3,8

169±6,3

КМУ

16,1±2,36

8,2±0,68

56,1±3,7

147±4,2

Kanamito

контроль

36,7±2,49

23,0±1,00

142,0±5,7

162±6,0

+ шт. 653

37,5±3,05

24,6±1,40

133,0±5,1

185±6,1

АМ

38,3±2,14

21,5±1,10

100,3±6,1

216±7,2

КМУ

38,4±1,29

24,1±1,07

147,0±6,6

169±5,3

Услада

контроль

20,2±2,18

9,6±0,70

58,5±3,9

169±7,3

+ шт. 653

23,4±1,36

10,5±0,60

59,4±2,7

172±6,0

АМ

24,8±2,45

10,8±0,70

58,1±4,3

182±7,4

КМУ

28,1±1,73

9,7±0,69

52,7±2,9

183±7,5

Рубин

контроль

24,5±2,15

12,4±0,70

38,3±1,5

326±6,8

+ шт. 653

25,8±3,24

16,1±0,60

44,7±1,3

358±6,5

АМ

24,6±3,98

13,5±0,70

42,6±2,6

316±14,9

КМУ

24,5±2,55

17,4±0,70

46,0±2,1

378±8,6

Шоколадница

контроль

26,7±1,87

11,8±1,20

61,0±4,8

190±8,2

+ шт. 653

27,8±1,21

13,5±0,60

54,9±2,1

245±8,9

АМ

22,1±1,48

14,5±0,90

70,3±4,0

208±4,2

КМУ

18,3±2,34

8,4±0,44

45,5±1,3

186±5,5

Гелиада

контроль

15,0±3,09

7,1±0,60

19,2±2,1

369±19,4

+ шт. 653

25,5±2,58

18,6±0,60

53,9±4,0

344±9,1

АМ

26,3±1,27

12,4±1,00

46,5±2,9

264±9,4

КМУ

27,2±1,46

11,5±0,71

43,5±2,9

267±9,1

Внесение в почву инокулюма, содержащего грибы арбускулярной микоризы, позволило растениям сортообразцов фасоли  Glen lyon, Услада, Рубин, Шоколадница Гелиада сформировать семенную продуктивность 11,1 г, 10,8 г, 13,5 г, 14,5 г, 12,4 г соответственно, что на 16,8%, 12,5%, 8,9%, 22,9% и 74,6% выше, чем в контрольном варианте.

Использование комплексного микробного препарата (КМУ) увеличивало семенную продуктивность растений по сравнению с контролем у сортообразцов: Kanamito  - на 1,7 г (4,7%), Услада – на 0,1 г (1,0%), Рубин – на 3,0 г (40,3%), Гелиада – на 4,0 г (61,9%).

Анализ полученных данных показал, что в среднем за годы изучения наибольшее число семян по сравнению с контролем было сформировано: у сортообразцов Aura, Услада, Гелиада при обработке семян перед посевом ризоторфином (шт.653) - 64,5 шт., 142,0 шт., 53,9 шт. соответственно (контроль – 61,0 шт., 58,5 шт. соответственно); у сортообразца  Glen lyon при внесении в почву грибов арбускулярной микоризы (АМ) – 65,7 шт. (контроль – 53,6 шт.); у сортообразцов Kanamito, Рубин в варианте с КМУ -147,0 шт., 46,0 шт. соответственно (контроль - 142,0 шт., 38,3 шт. соответственно); у сортообразца Шоколадница  в варианте с использованием арбускулярной микоризы (АМ) - 70,3 шт. (контроль - 61,0 шт.) (табл. 4).

В среднем за 2009-2011 годы в контрольном варианте без обработки масса 1000 семян у изучаемых сортообразцов фасоли находилась в пределах от 161 г.(Glen lyon) до 369 г (Гелиада) (табл.4).

В варианте с предпосевной инокуляцией семян ризоторфином (шт.653) увеличение крупности семян отмечено у сортообразцов Aura (332 г), Кanamito (185 г), Услада (172 г), Рубин (358 г),  Шоколадница (245 г), что соответственно на 0,6%, 14,1%, 1,8%, 9,8% и 28,9%  выше, чем в контрольном варианте.

Использование грибов арбускулярной микоризы увеличивало крупность семян у сортообразцов Aura (353 г), Glen lion (169 г), Kanamito (216 г), Услада (182 г),  Шоколадница (208 г) соответственно на 6,9%, 4,9%, 33,3%, 7,7% и 9,5% по сравнению с контролем.

Предпосевное внесение в почву комплексного микробиологического удобрения (КМУ)  способствовало увеличению массы 1000 семян у сортообразцов Aura (361 г),  Kanamito (185 г), Услада  (183 г), Рубин (378 г), превысив контрольный вариант соответственно на 9,3%, 4,3%, 8,3%, 15,9%. У сортообразцов Шоколадница и Гелиада  в этом варианте масса 1000 семян снизилась по сравнению с контролем на 11,8% и 38,2% и составила 186 г и 267 г.

БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРТООБРАЗЦОВ ФАСОЛИ

Содержание белка в семенах. Наибольшее содержание белка в семенах отмечено у сортообразца Aura  (30,9-31,9%), наименьшее – у Гелиады (22,4-23,3%), варьируя по годам. Так, в 2009 году в контрольном варианте  оно изменялось  от 22,0% (Гелиада) до 30,9% (Aura), в 2010 году -  от 22,3% (Гелиада) до 31,6% (Aura), в 2011 году – от 22,1% (Гелиада)  до 30,8% (Aura).

Использование ризоторфина (штамм 653) повышало содержание белка на 0,2 % (Kanamito, Гелиада) – 0,6% (Шоколадница). Применение грибов арбускулярной микоризы (АМ) увеличивало уровень белка  на 0,2% (Услада) – 0,8% (Aura); комплексного микробиологического удобрения (КМУ) – на 0,6% (Glen lyon).

Установлено влияние погодных условий на показатель белковости семян. Так, чем выше была  температура воздуха  в период вегетации (2010 год), тем больше белка было  в семенах.

Анализ корреляционных отношений содержания белка и продуктивности показал наличие отрицательной связи между этими признаками  (r=-0,37±0,025 – r=- 0,42±0,053).

Аминокислотный состав семян фасоли. В среднем, за годы изучения содержание лизина в белках семян фасоли варьировало от 6,4% (Услада) до 7,2% (Aura). Белки семян изученных сортообразцов содержали достаточно много лейцина - от 7,6 (Glen lyon) до 8,2% (Гелиада); фенилаланина – от 6,2% (Гелиада) до 7,1% (Услада); аргинина – от 6,2% (Гелиада) до 6,8% (Услада); аспарагиновой кислоты – от 12,3% (Гелиада) до 12,9% (Aura); глутаминовой кислоты – от 16,0% (Гелиада) до 17,0% (Aura, Шоколадница).

Лимитирующими аминокислотами в белке фасоли являются метионин и цистин. Не оказались исключением в этом отношении и используемые в нашей работе сортообразцы. Так, метионина в них содержалось 0,9%, цистина – 0,5%.

СОЗДАНИЕ НОВЫХ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ЛИНИЙ ФАСОЛИ, ОТЗЫВЧИВЫХ НА ИНОКУЛЯЦИЮ КЛУБЕНЬКОВЫМИ БАКТЕРИЯМИ И ГРИБАМИ АРБУСКУЛЯРНОЙ МИКОРИЗЫ

Нами были проведены прямые и обратные скрещивания высокопродуктивных сортообразцов фасоли Рубин, л.00-106, л.04-178, Aura, Zitekid  с высокоотзывчивым на двойную инокуляцию сортообразцом  Kanamito.

После серии отборов  в F2 -  F4 гибридных  поколениях на высокую эффективность одновременной инокуляции грибами и клубеньковыми бактериями были выделены линии:  л.2-10 (Kanamito х Рубин), л.3-10(л. 00-106 х Kanamito), л. 4-10 (Kanamito х л.04-178), л. 5-10 (Kanamito х Zitekid) (табл.5).

Таблица 5 – Семенная продуктивность  селекционных линий и исходных родительских сортов фасоли, г/растение,  2010-2011 гг.

Сорт, линия

2010 г.

2011 г.

Среднее за 2 года

конт

роль

двойная инокуляция

конт

роль

двойная инокуляция

конт

роль

двойная инокуляция

Рубин

9,9

14,2

11,6

15,8

10,8

15,0

Kanamito

11,0

15,9

12,8

16,7

11,9

16,3

Zitekid

9,0

13,4

9,5

15,0

9,3

14,2

л.00-106

9,2

12,6

10,5

13,7

9,9

13,2

л.04-178

9,7

13,1

10,7

14,1

10,2

13,6

л.2-10 (Kanamito х Рубин)

11,8

18,3

13,1

21,6

12,5

19,9

л.3-10 (л.00-106 х Kanamito)

10,2

14,1

11,2

15,4

10,6

14,8

л.4-10 (Kanamito х л.04-178)

10,0

13,7

12,5

14,3

11,2

14,0

л. 5-10 (Kanamito х Zitekid)

9,3

12,6

10,5

14,7

9,9

13,7

НСР05

1,2

1,3

1,2

1,1

Наиболее продуктивной, как на контроле, так и при двойной инокуляции, в среднем за годы изучения была линия 2-10 (Kanamito х Рубин), 12,5 г/растение и 19,9 г/растение соответственно (табл. 6).

Растения селекционной линии 2-10 (Kanamito х Рубин) имеют высоту 40-45 см, являются среднеспелыми с продолжительностью вегетационного периода 83-85 суток. На растении формируется 3-4 продуктивных узла и 5-7 бобов на продуктивный узел. Окраска цветков белая. Семена красные, овально-яйцевидной формы.

Таблица 6 – Характеристика селекционной линии фасоли  л.2-10

(Kanamito х Рубин) по основным хозяйственно полезным признакам,

2010-2011гг.

Признаки

Контроль

Двойная  инокуляция

Длина стебля, см.

45

40

Число бобов на продуктивный узел, шт.

4

7

Число семян в бобе, шт.

5

7

Масса семян с растения, г.

12,5

19,9

Масса 1000 семян, г.

210

270

Продолжительность вегетационного периода, сутки

83

89

Содержание белка в семенах, %

26,4

28,1

Нитрогеназная активность, мкг N2/раст. час

10,2

15,7

Число клубеньков на растение, шт.

73

112

Урожайность, т/га

2,87

3,56

Таким образом, на основании исследований по повышению потенциала семенной продуктивности и симбиотической активности фасоли селекционным путем создана новая селекционная линия 2-10 (Kanamito х Рубин), отзывчивая на одновременную инокуляцию клубеньковыми бактериями и грибами арбускулярной микоризы с семенной продуктивностью 19,9 г/растение, что 59,2% выше, чем в варианте без обработки и на 32,7% выше стандарта Рубин при двойной инокуляции.

ВЫВОДЫ

1.  У фасоли наибольшей изменчивостью характеризуются признаки: масса семян с растения (33,1%), число бобов на растении (30,6%), число бобов на продуктивный узел (29,3%). Среднюю степень изменчивости  имеют признаки: число семян с растения (26,9%), число продуктивных узлов на растении (22,6%), число семян в бобе (20,9%). Наибольшей стабильностью отличаются длина стебля (9,3%), высота прикрепления нижнего боба (14,4%) и масса 1000 семян (17,5%).

2.  Наибольшее влияние на семенную продуктивность фасоли оказывает число бобов с растения (r=0,698), число семян с растения (r=0,663) и масса 1000 семян с растения (r=0,348).

3. С учетом уровня проявления основных хозяйственно-полезных признаков изученные сортообразцы фасоли формируют 4 кластера: 1- Kanamito, Tondina, Станичная, л.00-106; 2 - Шоколадница, л. 00-572, Мечта хозяйки, София, Рубин;        3 - Услада, Гелиада, Шубинская, Glen lyon, Zitekid, Оран, Aura, Pricor,  Samorinska, л. 02-174.

4. Сортообразцы Tondinа, Aura, Glen lyon, Kanamito, Шоколадница, Zitekid обладают повышенной способностью к образованию эффективного бобово-ризобиального симбиоза и  могут быть использованы в сопряженной селекции растительно-микробных систем.

5. Селекционные линии л.00-106 и л.02-174 сочетают высокую продуктивность со  стабильностью показателя селекционной ценности генотипа (СЦГ). Эти образцы лучше противостоят стрессовым факторам в условиях Орловской области и рекомендуются для включения в селекционные программы в качестве источников адаптивности.

6. Наиболее высокую эффективность симбиоза с производственным штамом клубеньковых бактерий 653 показали сортообразцы фасоли Aura, Шоколадница, Рубин. Прибавка семенной продуктивности растений по отношению к контролю составила 14,4-70,0%.

7. Установлено, что предпосевное внесение в почву комплексного микробиологического удобрения  (КМУ) повышало семенную продуктивность на 4,7 – 61,9% и симбиотическую активность в 1,2-1,5 раза  у сортообразцов  Kanamito, Услада, Гелиада.

8.  Содержание белка в семенах фасоли существенно зависит от генотипа сорта и погодных условий в период налива бобов и формирования семян. Высокая температура воздуха в этот период способствовала увеличению содержания белка.

9. Выделена перспективная селекционная линия 2-10 (Kanamito х Рубин), отзывчивая на одновременную инокуляцию клубеньковыми бактериями и грибами арбускулярной микоризы,  на 24,0% превосходящая по урожайности контрольный вариант без обработки и на 32,7% выше стандарта Рубин при двойной инокуляции.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

1. В селекции фасоли рекомендуются следующие источники хозяйственно-ценных и морфобиологических признаков: раннеспелости (продолжительность периода вегетации 72-80 суток): Гелиада, Шоколадница, Рубин, Оран, Услада, л.00-572;  короткостебельности (длина стебля 32-50 см): Гелиада, Шоколадница,  Рубин, Оран,  Услада, л.00-572, София, л.00-106, л.02-174, Шубинская, Мечта хозяйки, Glen lyon, Aura, Zitekid, Samarinska, Prineor, Tondinа; высокого прикрепления нижнего боба (19-20 см): Шубинская, Станичная, Гелиада;  комплекса основных хозяйственно-полезных признаков и симбиотических показателей: Tondinа, Aura, Glen lyon, Kanamito, л.00-106.

       2. При создании сортов фасоли нового поколения с повышенной эффективностью симбиоза в качестве исходного материала для гибридизации целесообразно использовать сортообразцы Tondinа, Aura, Glen lyon, Kanamito, Шоколадница, Zitekid. Отбор генотипов на ранних этапах селекционного процесса и формирование селекционного материала следует проводить на фоне инокуляции семян штаммом ризобий 653 и предпосевного внесения в почву комплексного микробиологического удобрения, содержащего штаммы ризобий и грибов арбускулярной микоризы.

       3. Учитывая простоту предпосевной инокуляции семян и внесения в почву арбускулярной микоризы (АМ) и комплексного микробиологического удобрения (КМУ), их дешевизну и экологические преимущества, необходимо чтобы эти приемы стали обязательной составной частью агротехнологии фасоли дляповышения эффективности симбиотических систем культуры.

       4. Для создания нового высокоурожайного сорта фасоли с высокой эффективностью симбиоза рекомендуется использовать селекционную линию  2-10 (Kanamito х Рубин).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

  1. Барбашов, М.В. Изменчивость основных хозяйственно-полезных признаков фасоли /М.В. Барбашов // Инновационный потенциал молодых ученых  АПК Орловской области – Орел: Орел ГАУ, 2010. – С.34-36.
  2. Штарк, О.Ю. Биотехнология создания принципиально новых коммерческих сортов бобовых с повышенной эффективностью взаимодействия с полезной почвенной микрофлорой (09-04-13895)  / О.Ю. Штарк, А.Ю. Борисов, Г.А. Ахтемова, Т.Н. Данилова, Т.С. Наумкина, А.Г. Васильчиков, В.К. Чеботарь, М.В. Барбашов, В.И. Зотиков  //Ориентированные фундаментальные исследования и их реализация в АПК России.  28-30 октября 2009 г.: материалы конференции РАСХН-РФФИ, Сергиев Посад, 2009. – С.35-38.

       3. Shtark, O.Y. Multipartite symbiotic systems in legumes: genetics, natural history and the use in sustainable agriculture / O.Y. Shtark, A.Y. Borisov, V.A. Zukov, G.A. Akhtemova., E.S. Ovchinnikova,  M.V. Barbachov // Adaptation to Climate Change in the Baltic Sea Region: Contributions from Plant and Microbial Biotechnology (July 12-17, 2010). - Michelin, Finland 2010. – P.15.

       4. Васильчиков, А.Г. Влияние моно- и двойной инокуляции на продуктивность фасоли / А.Г. Васильчиков, М.В. Барбашов //Пути повышения устойчивости растениеводства к негативным природным и техногенным воздействиям: Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов (21-25 марта 2011 г. Орел); [Орел ГАУ].- Орел, 2011. – С.33-35.

  1. Наумкина, Т.С. Использование симбиозов бобовых при создании высокоэффективных растительно-микробных систем для адаптивного растениеводства /Т.С. Наумкина, А.Ю. Борисов, О.Ю. Штарк, А.Г. Васильчиков, А.А. Молошонок, М.В. Барбашов, М.В. Донская //Аграрная Россия, 2011. - №3. – С.35-37.
  2. Зотиков, В.И. Эффективность применения ФлорГумата универсального на семенах и вегетирующих растениях /В.И. Зотиков, А.И. Ерохин, М.В. Барбашов //Земледелие, 2011. - №8. – С.44-45.

Подписано в печать 16.02.2012 г.

Формат 60х90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Усл. печ. л. 1,0. Заказ 34. Тираж 100 экз.

Отпечатано в издательстве Орел ГАУ, 2012, Орел, Бульвар Победы, 19






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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.