Результаты и обсуждение

Реакция на отбор по количеству зерен с метелки в двух гибридных комбинациях оказалась различной. В то же время оба гибрида имели сходные ответы на различные направления отбора.

Рисунок 2 демонстрирует урожайность вариантов обеих гибридных комбинаций и их родительских форм. Гибрид Ил. 14 х Кубояр показал наименьшую урожайность 5,7 т/га в варианте отбора мелких метелок. Вариант «средняя метелка» показал урожайность 6,4 т/га. Посев семян из крупных метелок сформировал наибольшую урожайность, составившую в среднем 7,4 т/га, превысив варианты с мелкой и средней метелкой на 1,7 и 1 т/га, соответственно.

Рисунок 2 — Урожайность гибридов F3 риса, 2013 г.

Сходная, но менее контрастная реакция на отбор была в комбинации Ил. 28 х Кубояр. Наибольшая урожайность 8,7 т/га оказалась сформирована посевом семян из крупных, хорошо озерненных метелок. Урожайность варианта из средне озерненных метелок была 8,5 т/га. Наименьшая урожайность — 8,1 т/га сформировалась от посева семян из малоозерненных метелок. Все варианты в обеих гибридных комбинациях показали урожайность меньше, чем стандартный сорт Кубояр. Сезон 2014 года по климатическим условиям оказался менее благоприятным для выращивания риса, чем предыдущего 2013 года, что отразилось на сокращении его продуктивности в целом у родителей и гибридов (рис.3). В тоже время закономерности распределения урожайности по вариантам отбора сохранились для обеих комбинаций.

Рисунок 3 — Урожайность гибридов F4 риса, 2014 г.

Для гибрида Ил. 14 х Кубояр наименьшая урожайность сформировалась вариантом с мелкой метелкой, составив 4,5 т/га. Вариант со средней метелкой показал урожайность 5,7 т/га. Наибольший выход зерна, в размере 6,8 т/га, был у варианта с крупной метелкой. Посев крупных метелок был продуктивнее посева мелких и средних метелок на 2,3 и 1,1 т/га соответственно.

Как и в предыдущем году, распределение вариантов по урожайности в 2014 году у гибрида Ил. 28 х Кубояр было менее выраженным, но информативным. Максимальная урожайность (7,6 т/га) формировалась у варианта «крупная метелка», на втором месте — «средняя метелка» (7,5 т/га) и на третьем — «мелкая метелка» (7,0 т/га).

Наиболее благоприятным годом за все время исследований оказался 2015 (рис.4). Средняя урожайность всех вариантов отбора гибридов и родителей в этом сезоне была наибольшей по сравнению с предыдущими. Но это не отразилось на установившейся закономерности распределения продуктивности по вариантам опыта.

Рисунок 4 — Урожайность гибридов F5 риса, 2015 г.

Так для первой комбинации варианты отбора показали урожайности: мелкие — 5,9 т/га, средние — 7,4 т/га, крупные — 9,1 т/га. Для второй комбинации: мелкие — 10,0 т/га, средние — 10,3 т/га и крупные — 10,5 т/га. Только вариант «крупная метелка» у гибрида Ил. 28 х Кубояр смог приблизиться к лучшему родителю Кубояру, показавшему урожайность 10,65 т/га.

Таким образом, прослеживается четкая зависимость урожайности следующего поколения гибридов от размеров метелок предыдущего поколения. Данная зависимость может свидетельствовать о том, что в расщепляющихся популяциях изучаемых гибридов размер метелки в большей степени, контролируется генетическими факторами, нежели средовой изменчивостью.

Поскольку урожайность риса значительно варьировала по годам, мы сравнили динамику ее изменения в ходе смены поколений в процентах к лучшему родительскому сорту Кубояр.

Для гибридов Ил. 14 х Кубояр и Ил. 28 х Кубояр отбор родоначальных растений проводился из популяции F₂, урожайность которых в 2012 году составила 70 и 90% от таковой Кубояра (8,33 т/га), соответственно.

Анализ полученных результатов комбинации Ил.14 х Кубояр за годы исследований показал значительное расхождение вариантов опыта по урожайности под влиянием направленного дизруптивного отбора (рис.5).

Рисунок 5 — Динамика урожайности гибридной популяции Ил. 14 х Кубояр по отношению к лучшему родительскому сорту, %.

* М — малоозерненные, — С — среднеозерненные, К — хорошо озерненные метелки В 2013 году урожайность от посева семян из крупных, хорошо озерненных метелок составила 80,5% от Кубояра и превысила исходную популяцию F₂ на 10,5%. В следующем, 2014 году рост зерновой продуктивности продолжился и достиг 84,3%, что на 3,8% больше урожайности прошлого года. Прирост зерновой продуктивности в итоговом 2015 году снизился до 1,2% и урожайность зерна составила 85,5% от Кубояра. Таким образом, за три года положительного отбора крупных, хорошо озерненных метелок урожайность увеличилась на 15,5% от исходной популяции F₂.

Урожайность среднеозерненных метелок оказалась на уровне исходной популяции и почти не варьировала за годы исследований.

Вариант «малоозерненная метелка» оказался зеркальным отражением варианта «хорошо озерненная метелка». Отбор и посев семян малоозерненных метелок приводил к снижению продуктивности в 2013 и 2014 годах на 7,7 и 6,8% соответственно. Отбор и пересев в 2015 году не показал существенного сокращения урожайности (0,3%), которая за три года исследований снизилась на 14,8%, составив 55,2% от таковой Кубояра. Таким образом, массовый дизруптивный отбор метелок риса из ранних гибридных поколений комбинации Ил. 14 х Кубояр показал свою эффективность и существенное влияние на урожайность потомков. При этом ответ на отбор снижался в каждом поколении. Ни одна из трех популяционных групп не достигла урожайности лучшего родительского сорта, что свидетельствует о недостаточности только лишь признака высокой озерненности для продуктивности агроценоза. Однако среди индивидуальных отборов этой комбинации были выделены линии F₅, превысившие Кубояр, но эта информация выходит за рамки данного сообщения.

Иная закономерность распределения урожайности вариантов опыта по годам эксперимента выявилась у гибрида Ил.28 х Кубояр (рис.6).

Рисунок 6 — Динамика урожайности гибридной популяции Ил. 28 х Кубояр по отношению к лучшему родительскому сорту, %.

Посев из крупных метелок показывал повышение урожайности в каждый год испытания. В 2013 году его продуктивность возросла на 4,1%, в 2014 году — на 3,6% и в 2015 году — на 1,0%. Прирост за три года отбора составил 8,7%, а сама урожайность почти сравнялась с таковой Кубояра (98,7%).

На графике видно, что урожайность средних по размеру метелок также возрастала от года к году, однако процент повышения был ниже, чем у крупных метелок. Прирост зерна составил в 2013 году 2,7%, в 2014 г. — 3,3%, в 2015 г. — 0,7%, в общей сложности — на 6,7%.

Вариант «мелкая метелка» имел различную реакцию на отбор по годам эксперимента. В 2013 году его урожайность сократилась на 1,7%, затем в 2014 году возросла на 1,6% и сравнялась с исходной популяцией (89,9% от Кубояра). В 2015 году продуктивность популяции гибрида из мелких метелок возросла еще на 4,4% и приблизилась к показателям вариантов из средних и крупных метелок. По-видимому, это связано с переходом значительной части особей F₅ в гомозиготное состояние, повышением фертильности колосков и, соответственно, увеличением количества зерен на единице площади.

Таким образом, в данной гибридной комбинации отбор лучших по продуктивности метелок был менее эффективным, чем в Ил. 14 х Кубояр, что связано с индивидуальными генетическими особенностями родительских форм. Такой отбор из ранних поколений гибридов будет успешнее при более значительных различиях исходных сортов по урожайности.