Способ отбора высокопродуктивных генотипов конопли с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокон

Международная патентная классификация:       A01H

Патент на изобретение №:      2013044

Автор:      Степанов Г.С.

Патентообладатель:      Степанов Геннадий Степанович

Дата публикации:      30 Мая, 1994

Изображения

Использование: сельское хозяйство, в частности в селекции конопли. Сущность изобретения: отбор высокопродуктивных генотипов конопли с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокон осуществляют путем морфологического анализа растений на соотношение толщины стебля у корневой шейки к толщине стебля у основания соцветия и отбирают генотипы, имеющие величину соотношения 2,1 - 2,5, как обладающие соотношением первичного и вторичного волокон 7 : 3. 6 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к селекции прядильных перекрестноопыляющихся культур, и может быть использовано для отбора высокопродуктивных генотипов конопли с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокна при массовых селекционных работах, а также в научно-исследовательских целях.

Известен способ оценки растений конопли по содержанию первичного, наиболее ценного для текстильной промышленности, и вторичного волокна, заключающийся в том, что отобранные на селекционном питомнике элитные растения в лабораторных условиях сначала подвергают морфологическому анализу по общей и технической высоте, толщине и ветвистости. Затем стебли замачивают в специальных баках. По окончании процесса вымачивания вручную снимают со всего стебля первичное и вторичное волокна. При этом первичное волокно промывают в воде для удаления остатков эпидермального слоя. Высушенное до равновесной влажности волокно взвешивают и по массе стебля подсчитывают содержание волокна в каждом.

Однако известный способ имеет ряд существенных недостатков.

Во-первых, он не ориентирован на использование вспомогательных диагностических признаков, которые позволили бы уже в полевых условиях прогнозировать не только выход, но и с большей степенью вероятности выделить фенотипически лучшие высоковолокнистые биотипы, тем самым повысить эффективность отбора селекционного материала путем сокращения при постоянном объеме работ количества поступающего на анализ малоценного материала.

В этом плане заслуживает внимания такой показатель, как "сбег стебля", определяемый отношением толщины у корневой шейки к толщине у основания соцветия (табл. 1).

Данные табл. 1 показывают, что содержание первичного волокна, независимо от типа растения по полу, увеличивается пропорционально "сбегу стебля" (коэффициенты корреляции 0,92-0,97), а вторичного - обратно (коэффициенты корреляции от -0,87 до -0,95). Техническая длина положительно коррелирует со "сбегом стебля) (0,65-0,74). Из этого следует, что предлагаемый признак достаточно точно характеризует растения по содержанию первичного волокна и может служить критерием для отбора генотипов с высоким его содержанием: при равных по технической длине стеблей в селекции на волокнистость более предпочтительны с лучшим показателем "сбег стебля". На этом основании введение в селекционную программу выявленных новых корреляционных зависимостей дает возможность с высокой достоверностью выявлять в полевых условиях высоковолокнистые формы, тем самым резко сократить объем селекционной работы за счет ранней выбраковки низковолокнистых биотипов, что особенно важно на начальных этапах селекции.

Во-вторых, известный способ не учитывает значения оптимального соотношения первичного и вторичного волокна для архитектоники растений, их морфологии и биологии. Доказано, что биотипы с высоким содержанием первичного волокна менее устойчивы к полеганию, повреждениям вредителями и болезнями, обладают низкой семенной продуктивностью, в итоге малопригодны для двустороннего использования (на семена и волокно), что немаловажно для экономики отрасли. В этой связи обращает на себя внимание шлака, разработанная в результате изучения большого количества растений двудомной и однодомной конопли (n = 8200) с учетом корреляции предлагаемых морфологических признаков со "сбегом стебля" (табл. 2).

Из данных табл. 2 вытекает, что наибольшую ценность для практической селекции могут иметь растения со "сбегом стебля" 2,1-2,5; они обладают достаточно высоким содержанием волокна (26,0-30,0% ), лучшим для их архитектоники соотношением первичного и вторичного волокна (7: 3), а также способностью формировать до 9,0-11,0 г семян. Ориентир на отбор биотипов со "сбегом стебля 1,6-2,0 нежелателен, так как наряду с повышением семенной продуктивности (12,0-13,0 г) резко увеличивается содержание вторичного, второстепенного для текстильной промышленности волокна. Бесперспективен отбор биотипов со "сбегом стебля" 2,6-3,0 по той причине, что в ответ на существенное положительное изменение количества первичного волокна над вторичным имеет место адекватное уменьшение семенной продуктивности.

Логический анализ показывает, что табл. 2 может быть широко использована селекционерами как шкала для отбора высокопродуктивных генотипов с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокна, тем самым повышена эффективность селекционного процесса за счет сокращения объема анализируемых форм.

В-третьих, известный способ не рассчитан на дифференцированный подход к элитным растениям двудомной и однодомной конопли с учетом сложности популяции последней по признаку пола. Как известно, возделываемые сорта однодомной конопли представляют собой смесь растений, различающихся как по габитусу, так и соотношению мужских и женских цветков в соцветии (табл. 3).

Табл. 3 свидетельствует о том, что если у двудомной конопли сорта Ермаковская местная, состоящей из двух фенотипически обособленных половых типов растений с численным их соотношением в популяции 1: 1, выход биотипов с оптимальным сочетанием первичного и вторичного волокон составляет в среднем 23,6% , то у однодомной конопли сорта ЮСО-14 - только 15,8% . Причем в первом случае генотипы с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокон преобладают среди растений обычной поскони, а во втором - среди половых типов с мужской тенденцией (феминизированная и однодомная феминизированная посконь, однодомная матерка с преобладанием мужских цветков над женскими). Установленная закономерность служит подтверждением существенной роли мужских особей в формировании и наследовании волокнистых веществ в популяциях перекрестноопыляющихся прядильных культур. Таким образом, учет биолого-генетических особенностей биотипов двудомной и однодомной конопли может иметь важное значение в повышении эффективности селекционного процесса за счет использования в скрещиваниях заведомо хороших по соотношению первичного и вторичного волокон растений в год их изучения, что отразится на частоте появления высокопродуктивных генотипов с оптимальным балансом первичного и вторичного волокон, в конечном итоге, на повышении производительности и эффективности работы, в удешевлении селекционного процесса.

В-четвертых, известный способ сложен в техническом решении и зависим от субъективных факторов: при ручном разделении волокон на первичное и вторичное качество технологического анализа зависит как от степени биологической мочки растений, так и от тщательности работы исполнителей.

Цель изобретения - упрощение и увеличение надежности отбора.

Способ реализуют следующим образом.

В фазе созревания 75% семян в соцветиях на пространственно-изолированном (не менее 2 км от посевов других сортов) селекционном питомнике сначала из гетерогенных популяций селекционных номеров путем визуального осмотра производится выделение фенотипически лучших элитных растений, отвечающих нижеследующему стандарту признаков: однородность по степени созревания; неветвистость; высокорослость с компактным соцветием и длинной технической частью стебля (расстоянием от корневой шейки до первой сидячей веточки, имеющей не менее 2-х зерен). У двудомной конопли такой отбор производится среди женских (обычная матерка) растений, у однодомной - среди растений идеальной однодомной матерки (в соцветии 45-55% мужских, 45-55% женских цветков), однодомной матерки с преобладанием мужских цветков над женскими (в соцветии 56-80% мужских, 20-44% женских цветков) и однодомной феминизированной поскони (в соцветии 81-99% мужских, 1-19% женских цветков). Каждое отобранное растение этикетируется с указанием его порядкового номера и пола. Данные визуальной оценки записываются в журнал.

Затем производится выбраковка растений, отмеченных в журнале под соответствующим номером, на основе признака "сбег стебля". Показатель "сбег стебля" рассчитывается индивидуально для каждого растения по формуле: С = l1/l2, где С - величина, характеризующая "сбег стебля"; l1 - толщина стебля у корневой шейки, см; l2 - толщина стебля у основания соцветия, см. Толщина стебля измеряется штангенциркулем. Полученные расчетные данные в соответствии с табл. 2 используются для отбора элитных растений для селекции на волокнистость и семенную продуктивность. Учитывая, что в настоящее время в селекционной работе основным направлением является создание сортов двустороннего использования, т. е. обладающих как высоким содержанием волокна, причем благоприятным для архитектоники растений соотношением первичного и вторичного, так и урожайных по семенам, отбираются для дальнейшей селекционной работы биотипы со "сбегом стебля" 2,1-2,5. Растения с другими показателями признака "сбег стебля" выбраковываются. В том случае, когда для проведения научно-исследовательской или селекционно-генетической работы требуются генотипы с высоким содержанием волокна и низкой семенной продуктивностью (селекцию сортов на одностороннее использование), то отбираются растения с показателем признака "сбег стебля" выше 2,6.

Аналогичная работа при необходимости повторяется многократно в последующих поколениях.

П р и м е р 1. Образцы двудомной конопли сорта Ермаковская местная, подлежащие отбору, высевали на пространственно-изолированном (не менее 2 км от посевов других сортов) селекционном питомнике площадью 100 м2. Посев семян производили ручной сеялкой РС-1 с шириной междурядий 45 см из расчета 0,3 млн. всхожих семян на 1 га на глубину 5 см. Делянки селекционных образцов обозначали деревянными колышками с соответствующими номерами регистрации в полевом журнале.

Оценку материала на волокнистость и семенную продуктивность (двустороннее использование) проводили в поле поэтапно: сначала в фазе созревания 75% семян в соцветиях среди женских растений (обычная матерка) каждого селекционного номера путем визуального осмотра выбирали фенотипически лучшие элитные растения, однородные по степени созревания, неветвистые, высокорослые с компактным соцветием и с длинной технической частью стебля. Выделенные биотипы этикетировали с указанием порядкового номера и пола. Данные визуальной оценки записывали в журнал.

Затем отобранные биотипы анализировали по выраженности признака "сбег стебля". Показатель "сбег стебля" рассчитывали индивидуально для каждого растения по формуле: C = l1/l2. Толщину стебля у корневой шейки (l1) и у основания соцветия (l2) измеряли штангенциркулем. Полученные расчетные данные использовали для окончательного отбора элитных растений для дальнейшей селекционной работы: оставляли биотипы, у которых "сбег стебля" составлял 2,1-2,5.

Результаты работы представлены в табл. 4.

Как видно, экспериментальная проверка предлагаемого способа показала, что им можно надежно пользоваться при отборе селекционных элит; точность прогноза (степень вероятности выделения высокопродуктивных биотипов с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокон) составляет 71,1-87,0% . Следовательно, признак "сбег стебля" достаточно точно характеризует растения по содержанию первичного и вторичного волокон и может служить критерием для отбора. Применение предлагаемого способа в практической селекции в сравнении с базовым обеспечивает уменьшение временных и трудовых затрат на 40,0-49,2% , что значительно удешевит селекционный процесс.

П р и м е р 2. Опыты проводили аналогично примеру 1 на однодомной конопле сорта ЮСО-14. В фазе созревания 75% семян в соцветиях в селекционном питомнике среди растений идеальной однодомной матерки - и однодомной матерки с преобладанием мужских цветков над женским - (их доля в гетерогенной популяции составляла 44,6% ) выбирали фенотипически лучшие биотипы.

Результаты работы представлены в табл. 5.

Данные табл. 5 показывают, что предлагаемый способ позволяет проводить отбор генотипов с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокон с точностью 74,3-86,2% ; при данном способе, в сравнении с базовым, вероятность выделения таких биотипов в 3,1-3,4 раза выше. Следовательно, предлагаемый способ почти в три раза сокращает временные и трудовые затраты, повышает точность, объективность и эффективность селекционных оценок.

На основе предлагаемого способа создан новый селекционный сорт конопли среднерусского типа Чувашская однодомная, который с 1990 г. находится в конкурсном сортоиспытании (табл. 6).

Из табл. 6 видно, что новый селекционный сорт Чувашская однодомная существенно превышает районированный сорт ЮСО-14 по урожаю семян (на 153,2% ), выходу и урожаю первичного волокна (соответственно, на 3,7 и 121,6% ), имеет наиболее оптимальное для архитектоники растений соотношение первичного и вторичного волокон (7: 3). Кроме того, отличается коротким вегетационным периодом (скороспелые сорта ЮСО-14 на 11 дней), что позволяет возделывать его на двустороннее использование (волокно и семена), тем самым получать высокие урожаи семян и волокна, существенно повышая эффективность отрасли.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет с большей степенью вероятности прогнозировать и выделять из гетерогенных популяций конопли высокопродуктивные биотипы с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокон, сократить при постоянном объеме работ количество поступающего на анализ малоценного материала за счет выбраковки его в поле. При проведении отборов по предлагаемому способу доля генотипов с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокон повышается от 24,0-31,3% в исходных популяциях до 71,0-87,0% в выборках растений, отобранных по признаку "сбег стебля". Следовательно, использование предлагаемого способа способствует снижению трудоемкости работ при оценке селекционного материала на волокнистость, повышению объективности и эффективности селекционных оценок, что положительно скажется на темпах селекционной работы.

Формула изобретения

СПОСОБ ОТБОРА ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ГЕНОТИПОВ КОНОПЛИ С ОПТИМАЛЬНЫМ СООТНОШЕНИЕМ ПЕРВИЧНОГО И ВТОРИЧНОГО ВОЛОКОН, включающий морфологический анализ растений, отличающийся тем, что морфологический анализ проводят путем определения отношения толщины стебля у корневой шейки к толщине стебля у основания соцветия и отбирают генотипы, имеющие отношение толщин 2,1 - 2,5.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 28-2000

Извещение опубликовано: 10.10.2000

Популярные патенты:

2142696 Способ выращивания цветочных и декоративных растений в тепличных и домашних условиях

... других причин. Для растений, выращиваемых в домашних условиях, в первые годы, когда емкости, в которых находятся растения, еще не велики, одним из вариантов организации питания является полная или частичная смена почвы, что связано, с одной стороны, с исчерпанием элементов питания, с другой стороны, с разросшейся корневой системой, развитие которой в большинстве случаев связано с обеднением почвы элементами питания. Подобная операция проводится до тех пор, пока размер емкости становится настолько большим, что пересадка растения оказывается очень сложной. В этом случае рекомендуется частичная замена почвы. Все эти операции практически не зависят от известных способов питания ...

2400042 Высевающий аппарат

... или мелких частиц в пространство между дисками 12 и корпусом 1. При этом возможное проникновение небольшого количества мелких частиц, например, пыли, в указанное пространство не оказывает отрицательного влияния на работу вследствие того, что под действием сил тяжести, трения и центробежной силы частицы перемещаются к нижнему 3 окну и покидают корпус 1 аппарата. Высевающий аппарат закреплен на бункере сеялки (на чертеже не показано). Высевающий аппарат работает следующим образом. При движении сеялки (на чертеже не показана) по полю в соответствии с установленной нормой высева семян и скоростью сеялки, которая определяется датчиком скорости 11, через блок управления 10 подается ...

2200947 Способ количественной оценки лесопригодности почвогрунтов

... районах с нормой осадков 350, 450 и 550 мм/год для рыхлопесчаного почвогрунта. содержащего 1% (весовой) физической глины, 3 п.в. min будет равен соответственно 84, 139 и 194 мм. 3 п.в. mах - 250, 289, 328 мм. Вп min - 87, 78 и 70 мм. А Лп - соответственно 0,96, 1,78 и 2,77, Лс - 0,34, 0,48 и 0,59, Л - 0,57, 0,92 и 1,28. Следовательно, данный почвогрунт в районах с нормой осадков 350 мм/год и менее не пригоден для массивного облесения сосной (Лп меньше 1). В районах с осадками 450 мм/год - условно лесопригоден (Лс меньше Кс, равного 0,5, но Лп больше 1), а в районах с осадками 550 мм/год - лесопригоден (Лс больше Кс, а Лп больше 1). Таким образом, вышеизложенные сведения ...

2125366 Доильный аппарат

... аппарат, включающий доильные стаканы с катетерами, воздушные и молочные шланги, отличающийся тем, что он снабжен компрессором, ресивером, емкостью для сода-солевых растворов и растворов лекарственных препаратов, оборудованный реле давления, трехходовым краном с блоком управления, включающим реле времени и электромагнит. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что внутренние концевые участки молочных шлангов и наружные участки патрубков доильного ведра, крана, коллектора и наконечника катетера имеют выточки, обеспечивающие при соединении молочных шлангов с патрубками равные внутренние диаметры. 3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что наконечник катетера выполнен большего ...

2165701 Фунгицидная композиция и способ обработки культур для борьбы или профилактики грибковых заболеваний

... септориоз пшеницы. Использовали композицию в виде концентрированной суспензии с содержанием бромуконазола 200 г/л, композицию в виде концентрированной суспензии с содержанием эпоксиконазола 125 г/л и композицию согласно изобретению, приготовленную смешиванием двух предыдущих композиций. В смеси активных веществ весовое соотношение между бромуконазолом и эпоксиконазолом составляло 1; 3; 4; 5; 6. Растения пшеницы (сорт Darius) выращивали в горшочках. Когда растения достигали возраста 14 суток, что соответствует стадии Задокса 11 (Zadoks), их обработали обрызгиванием каждой из указанных композиций. Спустя 24 часа после обработки производили заражение каждого растения обрызгиванием ...

Еще из этого раздела:

2404581 Способ изготовления муляжей анатомических препаратов полых и трубчатых органов

2267897 Высевающий аппарат

2270545 Посевной комбинированный агрегат

2027346 Лесозаготовительная машина

2278488 Способ создания пастбищных экосистем весенне-летнего срока использования

2208312 Способ измерения количества молока в потоке и устройство для его осуществления

2228588 Копатель корнеклубнеплодов

2387128 Система сбора отходов для отделения жидких отходов от твердых отходов

2473366 Вещество, обладающее антимикробным действием

2149547 Пневматический опрыскиватель

Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

Способ отбора высокопродуктивных генотипов конопли с оптимальным соотношением первичного и вторичного волокон

Изображения

Формула изобретения