Нгуен Тхи Лоан (Nguyen Thi Loan)
Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,
Монахос Григорий Федорович
Москва – 2015
Информация о соискателе и диссертации
ФИО соискателя: Нгуен Тхи Лоан (Nguyen Thi Loan)
Гражданство соискателя: Вьетнам
Дата рождения: 18.08.1986 г.
Название диссертации: Комбинационная способность стерильных индетерминантных и фертильных детерминантных линий томата с групповой устойчивостью к заболеваниям.
Шифр и название специальности: 06.01. 05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Соискание степени: кандидата сельскохозяйственных наук
Где выполнялась работа: РФ, Москва (Селекционная станция имени Н.Н. Тимофеева) и Вьетнам (Центр овощеводства Ханойского Аграрного Университета) в 2012-2014 гг.
Дата защиты: 21.05.2015
Текст диссертации: Диссертационная работа Нгуен Т.Л.
Дата публикации диссертации: 05.02.2014
Автореферат: Автореферат Нгуен Тхи Лоан
Дата публикации автореферата: 16.03.2015
Научный руководитель
ФИО: Монахос Григорий Федорович
Ученая степень: кандидат сельскохозяйственных наук
Место работы: ООО «Селекционная станция имени Н.Н. Тимофеева», директор
Отзыв научного руководителя.
—
Оппонент 1
ФИО:
Ученая степень:
Место работы:
Отзыв оппонента:
Дата публикации отзыва:
—
Оппонент 2
ФИО:
Ученая степень:
Место работы:
Отзыв оппонента:
Дата публикации отзыва:
—
Ведущая организация
Название:
ФИО руководителя, заверившего отзыв:
№ протокола и дата:
Отзыв организации:
Дата публикации отзыва:
—
Другие отзывы на автореферат и диссертацию:
- Другие отзывы
Описание работы
Актуальность работы
Томат (Lycopersicon esculentum Mill. var. esculentum) является одной из самых распространенных овощных культур и выращивается везде и в открытом, и в защищенном грунте, так как обладает высокой урожайностью, пластичностью и коротким вегетационным периодом (С.Н. Нековаль, 2011).
Основное перспективное направление селекции томата – создание и внедрение в производство гетерозисных гибридов с сочетанием ценных хозяйственных признаков путем скрещивания линий с различными генотипами. Оценка комбинационной способности (КС) исходного материала позволяет прогнозировать гетерозисный эффект F1 гибридов, а отбор и использование линий с высокой общей комбинационной способностью (ОКС) позволяет ускорить процесс селекции и ставит его на более высокую качественную ступень.
При получении гибридных семян томата требуется недопущение самоопыления. Для этого у томата используют в качестве материнских линий формы, обладающие функциональной мужской стерильностью (ФМС) (А.В. Кильчевский, 1997).
В последние годы селекционеров все больше интересуют вопросы стабильности генетических параметров КС. Поэтому оценка КС стерильных и фертильных линий с групповой устойчивостью, выяснение связи между хозяйственными признаками и эффектами ОКС и выяснение стабильности проявления эффектов ОКС и СКС по селекционно важным признакам в зависимости от климатических условий при испытании F1 гибридов являются актуальными и позволят оптимизировать селекционный процесс
Известно, что урожайность томата нестабильна по многим причинам, в том числе вследствие поражения грибными, бактериальными и вирусными болезнями, проявляющимися часто в условиях защищенного грунта. Основной путь предотвращения поражения при сокращении применения химических средств – создание и внедрение в производство устойчивых сортов и F1 гибридов томата, позволяющих избежать потерь урожая, которые могут составлять 50—70% и более (С. И. Игнатова, 1992).
Одним из самых опасных, новых для условий России заболеваний томата является бронзовость (или вирус пятнистого увядания томата). Это заболевание уже начинает встречаться и во Вьетнаме. Поэтому особую актуальность приобретает поиск доноров устойчивости, изучение ее генетики, создание линий с генетической устойчивостью к этому заболеванию и на их основе F1 гибридов, т. к. устойчивые сорта и гибриды отечественной селекции пока отсутствуют
Цель и задачи работы
Целью наших исследований является создание скороспелых высокоурожайных F1 гибридов томата с групповой устойчивостью к заболеваниям (I2, Ve, Mi, Tm-2, Cf-5), пригодных для выращивания в различных климатических условиях на основе функциональной мужской стерильности; и выявление форм томата с геном Sw5 устойчивости к бронзовости с помощью инфекционного фона и молекулярного маркирования.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Испытание F1 гибридов томата от скрещивания стерильных индетерминантных с групповой устойчивостью к заболеваниям и фертильных детерминантных и индетерминантных линий в различных условиях: в полевых условиях Ханоя (Вьетнма) в 2013 году и в условиях защищенного грунта Москвы в 2014 году.
2. Оценка общей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационной способности по основным хозяйственным признакам у 7 стерильных индетерминантных и 11 фертильных (трех индетерминантных и восьми детерминантных) линий в различных климатических условиях.
3. Определение корреляции между фенотипическим проявлением признака у родительских линий и их эффектом ОКС и эффектом гетерозиса по этим признакам.
4. Определение корреляции между исследуемыми хозяйственными признаками у испытуемых F1 гибридов томата.
5. Выделение устойчивых к бронзовости образцов томата, изучение генетики устойчивости и возможности оценки устойчивости с помощью молекулярных маркеров.
6. Создание устойчивых к бронзовости фертильных и стерильных (ФМС) линий.
Научная новизна работы.
Проведено определение КС по основным хозяйственным признакам у индетерминантных стерильных (ФМС типа Врбычанский низкий — ps-2) и детерминантных / индетерминантных фертильных линий томата в различных климатических условиях (в полевых условиях Ханоя и в защищенном грунте Москвы).
Установлено, что скрещивание выбранных стерильных и фертильных линий позволяет создать F1 гибриды с групповой устойчивостью к заболеваниям (фузариозу, вертициллезу, кладоспориозу, вирусу табачной мозаики – ВТМ, нематоде), обладающие высоким «конкурсным» гетерозисом по признакам продуктивность и скороспелость.
Выявлена средняя и высокая положительная корреляция (r = 0,60 … 0,90) между фенотипическим проявлением признака у родительских линий и эффектом ОКС для признаков: ранняя продуктивность; средняя масса одного плода; продолжительность периодов «всходы – начало цветения»; «всходы – начало созревания плодов»; число листьев до первого соцветия.
Выявлена высокая отрицательная корреляция (r = -0,99 … -0,75) между фенотипическим проявлением признаков родительских линий и эффектом «истинного» гетерозиса для признаков: ранняя и общая продуктивность, число плодов на растении, средняя масса одного плода, число листьев до первого соцветия, продолжительность периодов «всходы – начало цветения» и «всходы – начало созревания».
Выявлено, что климатические условия при выращивании F1 гибридов оказали большее влияние на вариансы СКС, чем на эффекты ОКС, при этом сильнее изменялись эффекты ОКС по продуктивности, чем по признакам, обуславливающим скороспелость. Корреляция между эффектами ОКС, полученными при испытании гибридов в Ханое и в Москве составила для признака число листьев до первого соцветия r = 0,81±0,07; продолжительность периода «всходы – начало цветения» r = 0,80±0,07; для признака общая продуктивность r = 0,40±0,11, средняя масса плода r = 0,53±0,10, число плодов на растении r = 0,26±0,11. Выявлена средняя положительная корреляция между эффектами ОКС по общей продуктивности и средней массе плода (r = 0,63±0,09 в 2013 г. и r = 0,68±0,08 в 2014 г.), а между эффектами ОКС по общей продуктивности и числу плодов на растении она была слабой в 2013 году r = 0,45±0,10 и высокой в 2014 году r = 0,88±0,05.
С использованием естественного инфекционного фона установлен моногенный доминантный характер наследования устойчивости к бронзовости, и выявлена высокая устойчивость у гибридов F1 Исфара, F1 Гилгал и F1 Манон, контролируемая геном Sw5 в гетерозиготном состоянии. Эти формы томата могут служить донорами устойчивости к бронзовости для селекции.
При исследовании устойчивости к бронзовости на генетическом уровне доказана высокая эффективность молекулярного SCAR маркера Sw421, который позволяет разделить устойчивые растения на доминантные гомозиготы и гетерозиготы.
Практическая ценность результатов работы:
Выявлены индетерминантные линии с функциональной мужской стерильностью (ФМС) и групповой устойчивостью к заболеваниям (фузариозу, вертициллезу, кладоспориозу, нематоде и вирусу табачной мозаике), и фертильные детерминантные и индетерминантные линии, обладающие высокой ОКС по основным хозяйственным признакам: скороспелости и урожайности.
Выделено 18 F1 гибридных комбинаций, существенно превосходящих стандарт F1 Белле по продуктивности для проведения станционного испытания.
Показана высокая эффективность молекулярного SCAR маркера Sw421 при анализе устойчивости к бронзовости томата. Применение молекулярного SCAR маркера Sw421 позволило создать коллекцию из 22 фертильных и 3 стерильных линий гомозиготных по доминантному аллелю гена устойчивости Sw5.
Положения, выносимые на защиту:
1. Результаты оценки КС индетерминантных стерильных и детерминантных фертильных линий томата в различных условиях по основным хозяйственным признакам.
2. Корреляции между фенотипическим проявлением хозяйственных признаков линий и их эффектом ОКС сокращают объем полевых испытаний при оценке ОКС.
3. Наследование признака устойчивости к бронзовости томата у образцов F1 Гилгал, F1 Манон и F1 Исфара моногенное доминантное, контролируется геном Sw5 в гетерозиготном состоянии. Использование молекулярного SCAR маркераSw421 позволяет идентифицировать устойчивые растения, несущие доминантную аллель гена Sw5 устойчивости к бронзовости в гомозиготном или в гетерозиготном состоянии.
4. Гибридные комбинации 15-42 х Гектор 1-6, 11-43 х Белле 1-21 и 19-22 х Белле 1-26, превосходящие F1 Белле соответственно на 30, 28 и 24% и рекомендуемые для выращивания в пленочных теплицах.
Достоверность работы.
Все результаты выявлены экспериментальными исследованиями с помощью метода статистической обработки данных (В.К. Савченко, 1984)
Для установления существенного различия гибридных комбинаций по основным хозяйственным признакам, а также различий между линиями по эффектам ОКС и гибридных комбинаций по эффектам СКС использовали значения F при уровне значимости 0,05.
Для изучения фенотипического расщепления при анализе генетической устойчивости к бронзовости томата применили критерий хи – квадрат (χ 2).
Оценку устойчивости к бронзовости проводили на естественном инфекционном фоне с использованием восприимчивого стандарта линии 33-105, полное поражение всех растений которого говорит о достоверности оценки.
Апробация работы:
Основные положения диссертации были доложены на научной конференции молодых ученых и специалистов РГАУ МСХА имени К.А. Тимирязева (Москва, 2014.).
Личный вклад соискателя:
Автор диссертационной работы принимал непосредственное участие в проведении исследований, гибридизации, закладке опытов, отборе растительных образцов, выделении ДНК, проведении ПЦР анализа, высадке гибридов, учете морфологических признаков и продуктивности, статистической обработке данных и обобщении полученных результатов, в подготовке к печати публикаций. Личный вклад соискателя составляет 80%.
Объем и структура работы:
Диссертация изложена на 133 страницах компьютерного текста, содержит 23 таблицы, 16 рисунков. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, рекомендаций, списка сокращений, списка литературы (178 источников, в том числе 80 иностранных) и 28 приложений.
Публикация результатов исследования.
По материалам исследования опубликованы три печатные работы, из них две в изданиях рекомендованных ВАК.
