Анотація до роботи:

Шпак Д.В. Порівняльна ефективність методів добору в селекції озимої пшениці в умовах півдня України. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.05 – селекція рослин. – Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення УААН, м. Одеса, 2004.

Проведено аналіз впливу масового добору за фенотипом на параметри кількісних ознак у модельних гібридних популяцій озимої пшениці (характер успадкування, мінливість, корелятивний взаємозв’язок, трансгресія). Встановлено, що у більшості випадків реакція модифікованих гібридів на відповідні показники визначається індивідуальними генетичними особливостями окремих популяцій. Прогнозування впливу добору можливе на основі використання показника ступеня фенотипового домінування ознак у вихідних популяцій: позитивний ефект на абсолютні показники ознак досягається при наближенні характеру успадкування до депресії. При цьому спектр мінливості кількісних ознак, як правило, знижується. Таке явище відбувається за рахунок штучного накопичення під час добору гетерозигот у вигляді найбільш продуктивних біотипів. Показано, що існує можливість підвищення ефективності індивідуального добору за ознаками продуктивності з модельних популяцій озимої пшениці на фоні попереднього використання масового. Запропоновані альтернативні методи добору на продуктивність з використанням нових факторіальних ознак: чистої зернової продуктивності фотосинтезу та потенційної продуктивності колосу та визначені оптимальні параметри такого добору.

1. Складна генетична природа елементів продуктивності зумовлює сильну залежність рівня вираження їх потенціалу від зовнішніх умов середовища (особливо ознак числа квіток і зерен у колосі, їх крупності та продуктивності колосу). Максимальна реалізація елементів продуктивності, а також їх мінливості, відбувається в оптимальних агрокліматичних умовах, тому добір на продуктивність буде найбільш ефективним за таких умов.

2. Міра та напрямок впливу масового добору на середнє популяційне значення елементів продуктивності залежить від характеру успадкування ознаки у вихідної популяції. Найвищий відносний позитивний ефект отримано у випадках, коли характер успадкування ознаки в F₂ наближався до депресії. За інших типів успадкування абсолютний показник ознаки у модельних гібридів залишався на вихідному рівні або знижувався на 11,86-40,78% за різними ознаками. При цьому у ряді випадків репрезентативний масовий добір показав вищу міру позитивного ефекту, порівняно зі спрямованим.

3. Максимальними параметрами мінливості характеризувалися ознаки числа квіток і зерен у колосі та ПГК. Величина успадковуваності ознак від F₂ до F₃ зростає, тому при використанні даного показника для прогнозування ефективності індивідуального добору слід брати до уваги підвищення його результативності у більш пізніх поколіннях.

4. Виявлена можливість розширення спектру мінливості елементів продуктивності у модельних популяцій за рахунок використання масового добору. Підвищеною реакцією на добір характеризуються ознаки числа квіток і зерен у колосі і продуктивність головного колосу.

5. Характер фенотипових кореляцій кількісних ознак сильно змінюється під дією умов зовнішнього середовища (особливо у модулях, де задіяні ознаки із сильною модифікаційною мінливістю), тому добір необхідно проводити по можливості при максимальній реалізації елементів продуктивності.

6. Загальну тенденцію впливу масового добору на характер кореляційних взаємозв’язків кількісних ознак можна визначити як різноспрямовану реакцію модельних популяцій, міра і напрямок якої визначаються індивідуальними генетичними особливостями окремих гібридів (масовий добір на гібридах Одеська 266 Юна, Одеська 268 Юна та ін. призводив до відхилення кореляції за модулем “довжина стебла число зерен у колосі” у від’ємному напрямку – від r=0,045…0,320 у КF₃ до r=-0,241...-0,258 у MF₃, а на комбінаціях Красуня одеська Юна, 95/328 Херсонська 86 та ін. – у додатньому – від r=-0,022...0,123 до r=0,287...0,599 відповідно), а також характеристиками кількісних ознак, які входять до складу даного кореляційного модуля (у популяціїй Bul 6219.₁ Херсонська 86, 95/328 Херсонська 86 та ін. у модулі “довжина стебла число зерен у колосі” відбулося підсилення додатнього взаємоз’язку від r=-0,158...0,258 до r=0,111...0,599, а у модулі “довжина стебла індивідуальна маса зерна” – послаблення – від r=0,442...0,671 до r=-0,166...0,120 у KF₃ до MF₃ відповідно).

7. Міра і напрямок впливу масового добору на характер трансгресивної мінливості елементів продуктивності у MF₃ визначається особливостями окремих гібридних популяцій (у гібридів 94/613 Юна,Мрія Херсона Юна та ін. за ознакою ПГК спостерігалася позитивна реакція на добір за частотою позитивних трасгресій – 0-17% у контролю та 2-43% у МF₃, а у популяцій 95/299 Херсонська 86 та Bul 6117.₄ Херсонська 86 – негативна – відповідні показники склали 6-8% проти 1-7%), а також реакцією на добір тієї чи іншої ознаки (гібриди Мрія Херсона Юна, Забава Юна підвищили частоту позитивних трансгресій від 0-13% на контролі до 10-50% у модельних популяцій за ознакою “довжини клосу”, а за ознакою “індивідуальна маса зерна” відповідні показники склали 5-8% та 1-6%). В основі її (реакції) є сильна модифікаційна мінливість кількісних ознак під дією умов вирощування.

8. Існує реальна можливість прогнозування ефекту масового добору на характер успадкування та мінливість елементів продуктивності у модельних популяцій на основі використання показника ступеню фенотипового домінування ознак у вихідних для добору популяцій, що пояснюється штучним накопиченням гетерозигот у вигляді найбільш продуктивних форм. При розщепленні гетерозиготи дають високу дисперсію, яка перешкоджає збереженню високого значення селекційного диференціалу.

9. Вплив масових доборів на результативність наступного індивідуального за ознаками, пов’язаними з продуктивністю, визначається реакцією модельних популяцій на масовий добір у попередньому поколінні: при підвищенні абсолютного показника відповідних ознак у модифікованих гібридів ефективність наступного індивідуального добору зростає, при зниженні – зменшується. За адаптивними ознаками ефективність попереднього використання масового добору визначається, очевидно, силою та напрямком фенотипових кореляцій вказаних ознак з елементами продуктивності.

10. У силу складності деяких кількісних ознак (наприклад, продуктивності колосу, урожайності), ми вважаємо, що добір на продуктивність у селекційному розсаднику краще проводити за ПГК з пріоритетом на багатозерність колосу.

11. Для підвищення ефективності добору високопродуктивних біотипів необхідно застосовувати добір з використанням нових факторіальних ознак – чистої зернової продуктивності фотосинтезу та потенційної продуктивності колосу.

Публікації автора:

1. Шпак Д.В. К вопросу об идентификации высокопродуктивных генотипов озимой пшеницы в условиях юга Украины // Сборник тезисов международной конференции «Адаптивная селекция растений. Теория и практика». Харьков, 11-14 ноября 2002 г. – Харьков. – 2002. – С. 23-24. Робота виконана самостійно.

2. Шпак Д.В. Ефективність індивідуального ьдобору на продуктивність із модифікованих гібридних популяцій озимої пшениці // Таврійський науковий вісник. – 2004. – Вип. 32. – С. 78-82. Робота виконана самостійно.

3. Орлюк А.П., Шпак Д.В., Жужа В.О. Прогнозування ефекту масового добору за кількісними ознаками у модифікованих гібридних популяцій озимої пшениці // Матеріали професорсько-викладацької та студентської наукових конференцій “Проблеми та перспективи розвитку зрошуваного землеробства на півдні України”. – Херсон. – 2003. – С. 92-94. 40% участі. Експериментальна частина здійснена самостійно, участь у обговоренні та написанні.

4. Орлюк А.П., Гончарова К.В., Шпак Д.В. Прогнозування продуктивності гібридних популяцій озимої пшениці // Збірник науково-практичної конференції “Актуальні проблеми ефективного використання зрошуваних земель”. Херсон, 30-31 березня 1999р. – Херсон. – 1999. – С. 98-104. 30% участі. Експериментальна частина здійснена самостійно, участь у обговоренні та написанні.

5. Орлюк А.П., Жужа В.О., Шпак Д.В. Взаємозв’язок різних ознак з продуктивністю та її елементами на ранніх етапах селекції озимої пшениці // Таврійський науковий вісник. – 2001. – Вип. 20. – С. 6-11. 30% участі. Експериментальна частина здійснена разом з Жужею В.О., участь у обговоренні та написанні.

6. Орлюк А.П., Шпак Д.В., Жужа В.О. 40% участі. Вплив масового добору на характер успадкування ознаки “довжина колосу” у гібридних популяціях озимої пшениці // Таврійський науковий вісник. – 2002. – Вип. 21. – С. 10-16. 40% участі. Експериментальна частина здійснена самостійно, участь у обговоренні та написанні.

7. Орлюк А.П., Шпак Д.В., Жужа В.О., Стратічук В.В. 30% участі. Вплив масового добору на характер фенотипових кореляцій елементів продуктивності у модифікованих гібридних популяцій озимої пшениці // Таврійський науковий вісник. – 2002. – Вип. 22. – С. 15-21. 30% участі. Експериментальна частина здійснена разом з Жужею В.О., участь у обговоренні та написанні.

8. Орлюк А.П., Жужа В.О., Шпак Д.В. 30% участі. Ефективність добору за господарсько-біологічними ознаками на ранніх етапах селекційного процесу озимої пшениці // Таврійський науковий вісник. – 2002. – Вип. 23. – С. 13-18. 30% участі. Експериментальна частина здійснена разом з Жужею В.О., участь у обговоренні та написанні.

9. Спосіб добору високопродуктивного селекційного матеріалу озимої пшениці: Деклараційний патент №56710А. Україна / Орлюк А.П., Шпак Д.В., Жужа В.О.; Заявлений 20.08.2002; Опублікований 15.05.2003, Бюл. №5. 40% участі. Експериментальна частина здійснена самостійно, участь у обговоренні та написанні.

10. Спосіб добору високопродуктивного селекційного матеріалу озимої пшениці: Деклараційний патент №56710А. Україна / Шпак Д.В., Орлюк А.П.; Заявлений 11.03.2003; Опублікований 15.12.2003, Бюл. №12. 60% участі. Експериментальна частина здійснена самостійно, участь у обговоренні та написанні.