Научный журнал
Научное обозрение. Биологические науки
ISSN 2500-3399
ПИ №ФС77-57454

НАСЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОКРАСКИ ПОДПУШКИ СЕМЯН У ГИБРИДОВ ХЛОПЧАТНИКА ВИДОВ G. HIRSUTUM L. И G. BARBADENSE L.

Дусматова Г.А. 1 Каххаров И.Т. 1
1 Институт генетики и экспериментальной биологии растений Академии наук Республики Узбекистан
В статье проведён анализ степени наследования показателей окраски подпушки семян у гибридов хлопчатника видов G. hirsutum L. и G. barbadense L. Полученные результаты показали, что показатели межвидовых гибридных семян друг от друга отличаются. Показано, что по окраске гибридных семян хлопчатник разделяется на коричневый, зелёный и белый, который также отмечается в литературе. Отмечено, что разнообразие окраски гибридных семян хлопчатника непосредственно воздействует на взаимную корреляцию между качеством и выходом волокна. В результате анализа полученных данных выявлено, что у сортов хлопчатника с белой окраской подпушки семян выход волокна высокий, но качество ниже и грубее. А у сортов хлопчатника с зелёной окраской подпушки семян качество волокна высокое, но выход низкий. Показано, что степени доминантности показателей окраски подпушки семян при межвидовом и внутриводовом скрещивании очень разнообразны, а в некоторых случаях отмичаются реципрокные различия. Установлено, что степень наследования показателей окраски подпушки семян при межвидовом скрещивании связана с происхождением исходных родительских форм, генотипом, а также непосредственно с взаимным действием неаллельных генов.
G. hirsutum L.
G. barbadense L.
хлопчатник
гены
гетерогенный
наследование
скрещивания
корреляция
1. Шлейхер А.И., Шайхов Э.Т., Нормухамедов Н.Н., Эшонов М.Э., Нерозин А.Е. Пахтачилик. Т.: Книга, 1978. 71 с.
2. Дедова Ю.И. Скрещиваемость отдаленно-географических форм хлопчатника – создание доноров для селекции: дис. ... канд. сел.-хоз. наук. Астрахань, 2009. С. 69–78.
3. Жалолов Х.Х. Ғўза дурагайларида қимматли хўжалик белгиларининг чигит туки рангига боғлиқ ҳолда ирсийланиши: автореф. дис. ... докт. сельс.-хоз. наук. Ташкент, 2018. С. 21–22.
4. Турабеков Ш., Фатхуллаева Г.Н., Мусаева С.Т., Ибрагимходжаев С., Эргашев М.М., Исмоилов Р.Т. G. hirsutum L. ғўза турида полимер ва плейотроп толанинг ирсийланиши // Достижения генетики и селекции в области скороспелости и устойчивости сельскохозяйственных растений к биотическим факторам среды. Ташкент, 2011. С. 132–134.
5. Селекция полевых культур. Создание высокоурожайных сортов. Хлопчатник – Народнохозяйственное значение и распространение. [Электронный ресурс]. URL: http://selekcija.ru/xlopchatnik-narodnoxozyajstvennoe-znachenie-i-rasprostranenie.html/ (дата обращения: 01.10.2019).

Хлопчатник – это не только самое древнее растение среди технических культур, но и самый ценный продукт – источник сырья. В основном выращивается для волокна. Поэтому является важным сектором экономики. В связи с этим внедрение кластерной системы требует близкой взаимосвязи науки и производства.

Основные количественные признаки хлопчатника управляются полимерными генами. Процессы их дифференциации и интеграции происходят очень сложно. В этом направлении, при формировании микропопуляций, особенно важную роль играют основные и гены-модификаторы. При создании новых сортов хлопчатника имеет важное значение использование гибридов от различных сортов и видов. В последующих поколениях этих гибридов могут появиться новые организмы с различными возможностями, такие как пластические генотипы, гетерогенные и гетерозиготные биотипы (полиморфы) с широким спектром изменчивости морфобиологических и хозяйственных свойств.

Согласно классификации хлопчатника, разработанно Ф.М. Мауером, к роду хлопчатника относятся 35 видов, из них 5 видов культурных и 30 диких видов. По классификации 5 культурных видов следующие: 1) Gossypium hirsutum, 2) Gossypium barbadense, 3) Gossypium herbaceum, 4) Gossypium arboreum, 5) Gossypium tricuspidatum. В Средней Азии из этих пяти культурных видов выращиваются два вида: Gossypium hirsutum ва Gossypium barbadense [1, 2].

При диаллельном скрещивании линий и сортов хлопчатника с различной окраской подпушки семян были получены высокопродуктивные, скороспелые гибриды с высоким качеством волокна и ценными хозяйственными признаками, а также получены биотипы обогащёнными генотипами [3].

Опушенность семян хлопчатника образуется в результате комбинированного типа воздействия неаллельных генов. Здесь, в ингибирующем состоянии ген(ы) II, Ii воздействуют на опушение семян хлопчатника, и они становятся голыми (гладкими). А полимерные гены ft1-ft1, ft2-ft2 обеспечивают опушение в микропильной части семян хлопчатника. Дополнительные гены fc-fc в комплементарном сочетании с полимерным геном ft1-ft1 обеспечивают опушение в боковых и халазалных частях семян хлопчатника [4].

Спелые семена хлопчатника бывают овальной формы, могут быть немного продолговатыми и шарообразными [5].

Каждый сорт хлопчатника не одинаков по своим биологическим и ценным хозяйственным свойствам, а по генетическим признакам состоит из определённого объединённого комплекса различных биотипов. Как известно, в настоящее время для фермерских хозяйств ставится задача получения урожая в объёме 40 ц/га и более. Для этого создание новых высокоурожайных, скороспелых, выносливых к неблагоприятным условиям среды сортов хлопчатника с высоким выходом и качеством волокна за короткий селекционный период имеет важное значение. Для создания таких высококачественных современных сортов хлопчатника используются некоторые методы генетики, в частности методы внутривидового, межвидового скрещивания и скрещивания видов из различных географических зон.

Материалы и методы исследования

Научные исследования проводились на опытных полях экспериментальной базы Института генетики и экспериментальной биологии растений АН РУз, расположенного в Зангиатинском районе Ташкентской области. Эта территория расположена на верхней трассе реки Чирчик, 398 м над уровнем моря. Количество солнечных дней составляет 175–185 дней, а неморозный (безморозный) период составляет 210 дней. Полевой посев производился в третьей декаде апреля. Минеральные удобрения вносились перед посевом, во время посева, а также 3 раза методом подкормки в вегетационный период (1 подкормка – в начальной фазе бутонизации, 2-я – во время бутонизации, 3-я – в фазе цветения-созревания).

Для научных исследований получения гибридов мы отобрали родительские образцы семян хлопчатника сортов Наманган-77, 75007-11 (Австралия), УзФА-703, линии ТПр-16, относящихся к виду G. hirsutum L. и сортов Иолатан, Марварид, относящихся к виду G. barbadense L., а также провели гибридологический анализ наследования показателей семян хлопчатника у 30 комбинаций, полученных методом диаллельной гибридизации этих сортов. Степень доминантности показателей гибридных семян определяли по формуле G.M. Beil, R.E. Atkins

dus01.wmf,

здесь hp – коэффициент доминантности;

MP – средний показатель родительских форм;

F1 – показатель гибридов;

Р – показатель лучшего родителья.

В первом гибридном поколении наследование признаков выражается в следующем порядке:

hp = 0 – случай доминирования не наб- людался;

0 < hp < 1 – частичное доминирование;

hp = 1 – полное доминирование;

hp > 1 – сверхдоминирование или гетерозис.

Результаты исследования и их обсуждение

Кожура семян хлопчатника покрыта подпушками. На некоторых видах хлопчатника наблюдаются только длинные подпушки, а на других есть и длинные, и короткие подпушки. Длинные подпушки называются – волокно, а короткие – подпушки семян, или линтер. Выявлено, что у некоторых диких форм хлопчатника существуют очень короткие подпушки, которые не делятся ни на волокно, ни на линтеры. Распределение, цвет, густота и плотность подпушек на поверхности семян хлопчатника различаются в зависимости от форм хлопчатника. У средневолокнистых видов хлопчатника подпушки полностью покрывают семена, но существуют и формы с семенами без подпушек. Семена тонковолокнистых сортов хлопчатника почти без подпушки, но иногда подпушки могут быть на халазальной и микропильной части, или только на микропили. У тонковолокнистых сортов хлопчатника полностью покрытые подпушками семена встречаются реже. Подпушки кожуры семян хлопчатника обычно бывают 2–5 мм. В зависимости от генотипа скрещиваемых видов, подпушки кожуры семян хлопчатника могут быть белого, коричневого и зелёного цвета.

Полученные результаты показали, что показатели межвидовых гибридных семян друг от друга отличаются. Показано, что окраска гибридных семян хлопчатника может быть коричневой, зелёной и белой, что также отмечается в литературе. У сорта Наманган-77 обнаружено, что цвет 84 % посевных семян коричневый, остальные 16 % – белые, у сорта УзФА-703 88 % коричневые, 12 % – зелёные, у линии ТПр-16 – 72 % коричневые, остальные 28 % – зелёные, у сортов 75007-11 и Марварид – 100 % коричневые, у сорта Иолатан – 96 % опушенности семян коричневого цвета, 4 % семян в микропильной части зелёные. Как отмечается в изученной литературе, наблюдение такого разнообразия у семян хлопатника непосредственно воздействует на взаимную корреляцию между качеством и выходом волокна. Отмеченно, что разнообразие окраски гибридных семян хлопчатника непосредственно воздействует на взаимную корреляцию между качеством и выходом волокна. В результате анализа полученных данных выевлено, что у сортов хлопчатника с белой окраской подпушки семян выход волокна высокий, но качество ниже и грубее. А у сортов хлопчатника с зелёной окраской подпушки семян, качество волокна высокое, но выход низкий.

Был проведен анализ гибридных комбинаций, полученных от скрещивания сорта Наманган-77, имеющего белые подпушки семян, с формами имеющие зелёные и коричневые подпушки. В результате анализа скрещивания этих комбинаций по цвету подпушек кожуры семян у F1, выявлены следующие результаты: комбинация Наманган 77×Иолатан – 78 % коричневые, 21 % – зелёные, 1 % – белые подпушки; Наманган 77×Марварид – 62 % коричневые, 12 % – зелёные, 26 % – белые подпушки; Наманган 77×УзФа-703 – 23 % коричневые, 36 % – зелёные, 41 % – белые подпушки; Наманган 77×75007-11 – 79 % коричневые, 12 % – зелёные, 9 % – белые подпушки; Наманган 77×ТПр-16 – 95 % коричневые, 5 % – белые подпушки.

Наследованные коричневой окраски подпушки семян хлопчатника встречались почти у всех гибридов. Самый высокий показатель выявлен у следующих гибридов: 100 % при скрещивании Марварид×Наманган-77, 99 % при скрещивании Марварид×УзФА-703, 99 % при скрещивании Марварид×ТПр-16, 98 % при скрещивании Марварид×Иолатан, 98 % при скрещивании УзФА-703×Иолатан, 98 % при скрещивании Марварид×75007-11, 98 % при скрещивании 75007-11×Наманган-77. Из этого видно, что при межвидовом скрещивании использование сорта Марварид (G. barbadense L.) в качесте материнской формы, окраской подпушки семян хлопчатника был в основном коричневого цвета (таблица). Только при обратном скрещивании этих сортов, по этому показателю были получены более низкие результаты. Самый низкий показатель был у внутриводовых гибридов при скрещивании Наманган-77×УзФА-703, который составил 23 %.

Показатели окраски подпушки семян родительских и гибридных форм

Гибриды

N

Коричневый

Зелёный

Белый

%

hp

%

hp

 

Hp

1

Наманган-77

25

84

 

 

16

 

2

75007-11

25

100

 

 

 

3

УзФА-703

25

88

 

12

 

 

4

Л-16

25

72

 

28

 

 

5

Иолатан

25

100

 

 

 

6

Марварид

25

100

 

 

 

1

Иолатан×Марварид

150

79

–21,0

21

21,0

2

Марварид×Иолатан

150

98

–2,0

2

2,0

3

Иолатан×Наманган-77

150

71

–2,6

29

29,0

4

Наманган-77×Иолатан

150

78

–1,8

21

21,0

1

–0,9

5

Иолатан×УзФА-703

150

54

–6,6

46

6,6

6

УзФА-703×Иолатан

150

98

0,6

2

2,0

7

Иолатан×75007-11

150

59

–41,0

41

41,0

8

75007-11×Иолатан

150

77

–23,0

10

10,0

13

13,0

9

Иолатан×ТПр-16

150

52

–48,0

47

2,3

1

1,0

10

ТПр-16×Иолатан

150

65

–35,0

7

–0,5

28

28,0

11

Марварид×Наманган-77

150

100

1,0

12

Наманган-77×Марварид

150

62

–3,7

12

12,0

26

2,2

13

Марварид×УзФА-703

150

99

0,8

1

–0,8

14

УзФА-703×Марварид

150

75

–3,1

3

–0,5

22

22,0

15

Марварид×75007-11

150

98

–2,0

2

2,0

16

75007-11×Марварид

150

88

–12,0

7

7,0

5

5,0

17

Марварид×ТПр-16

150

99

–1,0

1

–0,9

18

ТПр-16×Марварид

150

55

–45,0

1

–0,9

44

44,0

19

Наманган-77×УзФА-703

150

23

–31,5

36

5

41

4,1

20

УзФА-703×Наманган-77

150

73

–6,5

9

0,5

18

1,2

21

Наманган-77×75007-11

150

79

–1,6

12

12

9

0,1

22

75007-11×Наманган-77

150

98

0,7

2

2

23

Наманган-77×ТПр-16

150

95

0,4

5

–0,4

24

ТПр-16×Наманган-77

150

95

0,4

5

–0,4

25

УзФА-703×75007-11

150

97

0,5

3

3

26

75007-11×УзФА-703

150

57

–6,1

43

43

27

УзФА-703×ТПр-16

150

83

–1,8

17

17

28

ТПр-16×УзФА-703

150

81

–2,2

6

–1,7

13

13

29

75007-11×ТПр-16

150

91

–9,0

7

–0,5

2

2

30

ТПр-16×75007-11

150

88

–12

5

–0,6

7

7

Точно такая же степень наследствеености наблюдалась по зелёной и белой окраске подпушки семян. У семян с зелёной окраской подпушки самый высокий показатель оказался у гибридов Иолатан×ТПр-16 – 47 % и Иолатан×УзФА-703 – 46 %. Возможно, зелёная окраска подпушки семян у этих гибридов связана с генотипом исходных родительских форм линии ТПр-16 и сорта УзФА-703. Кроме того, у сорта Иолатан в халазалной части коричневая окраска подпушки семян составляла 96 %, а 4 % в микропильной части семян – зелёная. Поэтому мы считаем, что у этих гибридов зелёная окраска подпушки семян доминировала.

Анализ полученных данних показал, что у гибридов, полученных от скрещивания сортов Наманган-77×Иолатан 1 %, у гибридов Наманган-77×Марварид – 26 %, у гибридов Наманган-77×УзФА-703 – 41 %, у гибридов Наманган-77×75007-11 – 9 %, у гибридов Наманган-77×ТПр-16 – 17 % семян оказалис с белой окраской подпушки. Следуют отметить, что только у обратных гибридных комбинаций УзФА-703×Наманган-77 – 18 % и ТПр-16×Наманган-77 – 5 %. семян были с белой окраской подпушки.

Между тем из отобранных в качестве исходных родительских форм только у сорта Наманган-77 с белой окраской подпушки семян было 16 %. Надо отметить, что у исходных родительских ТПр-16, Марварид, 75007-11 и УзФА-703 с белой окраской подпушки семян не была, но именно при их скрещивании обнаружены высокие показатели, то есть у гибридов ТПр-16×Марварид – 44 % и 75007-11×ЎзФА-703 – 43 % подпушки семян оказалис с белой окраской.

Возможно, такая степень наследственности, то есть появление новых признаков у гибридов, ранее не встречавшихся у родительских форм, связано с взаимодействием неаллельных генов по окраске подпушки семян.

По полученным данным видно, что полное доминирование коричневой окраски подпушки семян проявляллось у гибрида Марварид×Наманган-77 – hp = 1,0 и Марварид×Наманган-77 – hp = 1,0, промежуточная степень доминирование с уклонением к лучщему родителю выявлены у гибрида ЎзФА-703×Иолатан – hp = 0,6 и промежуточная степень доминирования с уклонением к худщему родителю у гибрида Наманган-77×Марварид – hp = –3,7. Отрицательная степень сверхдоминирования по коричневой окраске подпушки семян обнаружена у гибридов Иолатан×75007-11-hp = –41,0 и Иолатан×ТПр-16-hp = –48,0. Полная степень доминирования зелёной окраски подпушки семян наблюдалась у гибрида Марварид×ТПр-16 – hp = 0,9, промежуточная степень доминирования у гибрида ЎзФА-703×Марварид – hp = 0,5, положительная степень сверхдоминирования коричневой окраски подпушки семян у гибрида Иолатан×75007-11 – hp = 41,0.

Анализ данных показало, что полное доминирование белой окраски подпушки семян наблюдалось у гибрида Иолатан×ТПр-16 – hp = 1,0, у гибрида ТПр-16×Марварид – hp = 44,0 положительня степень сверхдоминирования.

Заключение

Таким образом, степень доминантности показателей окраски подпушки семян при межвидовом и внутриводовом скрещивании очень разнообразны, а в некоторых случаях отмичаются реципрокные различия.

Степень наследственности показателей окраски подпушки семян при межвидовом скрещивании (G. hirsutum L.×G. barbadense L.) связана с происхождением исходных родительских форм, генотипом, а также непосредственно с взаимным действием неаллельных генов.


Библиографическая ссылка

Дусматова Г.А., Каххаров И.Т. НАСЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОКРАСКИ ПОДПУШКИ СЕМЯН У ГИБРИДОВ ХЛОПЧАТНИКА ВИДОВ G. HIRSUTUM L. И G. BARBADENSE L. // Научное обозрение. Биологические науки. – 2019. – № 4. – С. 10-14;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1165 (дата обращения: 09.02.2023).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.685