Скачать 0.89 Mb.
|
На правах рукописи ТИМИНА ОЛЬГА ОЛЕГОВНА СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА CAPSICUM L. ПО ОСНОВНЫМ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ Специальности: 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений 03.02.07 – генетика Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва – 2012 Работа выполнена в Приднестровском научно-исследовательском институте сельского хозяйства и в Приднестровском государственном университете Научный консультант – доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Валерий Федорович Хлебников Официальные оппоненты: доктор биологических наук, академик РАСХН, профессор кафедры растениеводства, Российский государственный аграрный заочный университет Жученко Александр Александрович мл.; доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией генетики и биотехнологии, Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева Соловьев Александр Александрович; доктор сельскохозяйственных наук, ВНИИ овощеводства Россельхозакадемии, зав. лабораторией селекции капустных культур Бухаров Александр Федорович Ведущая организация – ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур Защита состоится «___»________2012 г. в «_____» часов на заседании диссертационного совета Д 220.043.10 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени К.А. Тимирязева, по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, д. 49, тел./факс (499) 976-24-92, (499) 976-08-94, e-mail: genetics@timacad.ru С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. Н.И.Железнова РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева Автореферат разослан «___»_________ 2012 г. Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук Л.С. Большакова ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы Перец (Capsicum annuum L.) экономически значимая овощная культура во многих странах, в том числе в России и Приднестровье, обладает высокими пищевыми, технологическими и вкусовыми достоинствами и может быть отнесен в разряд культур, способствующих сохранению генофонда и здоровья нации. В конце ХХ столетия селекция перца овощного была ориентирована главным образом на выведение продуктивных и устойчивых к вертициллезному увяданию сортов. Однако после успешного создания серии сортов с различной степенью устойчивости к болезни требования к культуре трансформировались. Приоритетным и актуальным направлением стало создание сортов с разнообразной продолжительностью фенологических фаз, различной формой и окраской перикарпия. Особую значимость приобрело создание сортов с улучшенными биохимическими показателями для целевого функционального питания и в частности с более высоким содержанием β-каротина в плодах, который совместно с витаминами С и Е является важнейшим элементом пищевого рациона человека. Кроме того, повышенные требования потребителя к комплексу признаков, изменения климатических условий и форм собственности диктовали необходимость скорейшего создания гибридов F1, у которых легче сочетать нужный комплекс хозяйственно-ценных признаков (ХЦП) и которые вначале 90-х практически отсутствовали в производстве. Одновременно необходимо было наладить работу по совершенствованию их семеноводства, и в частности по использованию стерильных форм. Такой подход обеспечивал достаточным количеством семян и крупное производство, и мелких потребителей. Селекционер при создании новых сортов и гибридов для получения конкретных результатов должен четко представлять, подбирая пары для скрещивания, насколько различаются исходные родительские формы по составу полигенов ХЦП. Поэтому представляются актуальными исследования, которые дифференцируют комплекс полигенов растений, определяющих основные параметры ХЦП: продуктивности, качества плодов, продолжительности вегетационного периода, адаптивности к биотическим и абиотическим стрессорам и ряду других параметров. Одним из таких приоритетных направлений является мониторинг генофонда с эколого-генетической идентификацией генотипов. Сведения в данной области по культуре перца не многочисленны и не достаточно обобщены. И связано это с тем, что фундаментальные основы организации растительных полигенных систем до конца не определены, и не выявлены детальные механизмы их работы. До сих пор для C.annuum отсутствует полная хромосомная карта, отображающая имеющиеся 12 групп сцепления. Созданная совсем недавно (Wu et al., 2009) рестрикционная карта, охватывающая весь геном перца, основана на серии общих генов, распределенных у томата, картофеля, баклажана и модельного растения Arabidopsis thaliana (L)Heynh., и еще не апробирована в достаточной степени на практике, а идентифицированный набор полигенов культуры пока ограничен. Поэтому исследования по разработке методов дифференциации генотипов по комплексу ХЦП и их использованию в селекционном процессе остаются актуальными. Одним из первоочередных этапов научных разработок в области количественных признаков растений в связи с этим является установление корреляционных взаимосвязей признаков и кодирующих их аллелей. Выявленные взаимосвязи, воссоздающие координированную экспрессию полигенов ХЦП, отражают упрощенную схему генной сети полигенов (ГС), которые либо формируют ХЦП, либо осуществляют реализацию конкретного процесса. Цель и задачи исследований Целью наших исследований стал селекционно-генетический мониторинг генофонда Capsicum L. по основным хозяйственно-ценным признакам. Для этого решались следующие задачи:
Научная новизна результатов исследований Генетический мониторинг генофонда Capsicum, включающего свыше 3500 образцов и 26000 генотипов, выявил источники ХЦП, на основе которых:
Практическая ценность научного труда. Разработана регрессионно - кластерная оценка генотипов по комплексу доминантных аллелей, контролирующих ХЦП, что позволяет вести селекцию идентифицированного материала и целенаправленно подбирать пары для скрещивания. В результате многолетних исследований по генетическому мониторингу рода Capsicum выделены источники и доноры ХЦП раннеспелости, высокого содержания биологически-ценных компонентов в плодах, устойчивости к болезням, продуктивности, а также по комплексу ХЦП. Выведенные перспективные генетически разнокачественные новые линии перца легли в основу практического осуществления генетической программы по созданию генофонда перца для различных условий возделывания, отвечающего современным требованиям селекции культуры. Результаты работы по теме диссертации реализованы в пяти сортах и двух гибридах сладкого перца, включенных в государственные реестры селекционных достижений, допущенных к использованию по Российской Федерации и Республике Беларусь. Они защищены авторскими свидетельствами и патентами. Разработана и уточнена система ведения семеноводства новых гибридов на стерильной основе.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации доложены на V International Solanaceae Conference, (Nijmegen, Holland, 2000); XI и XIII Международных конгрессах EUCARPIA “Genetics and Breeding of Capsicum and Eggplant” (Antalya, Turkey, 2001; Warsaw, Poland, 2007); IV Balkan Symposium on Vegetables and Potatoes (Plovdiv, Bulgaria, 2008), докладывались и обсуждались на заседаниях методических комиссий по генетике и селекции, Ученых и координационных советах Приднестровского НИИ сельского хозяйства, Приднестровского университета с 1976 по 2009 гг, а также на 19-ти Международных и Республиканских симпозиумах, совещаниях и конференциях по общей генетике, мутагенезу, биотехнологии, селекции, иммунитету и овощеводству: Кишинев, 1991, 2002, 2005; Тирасполь, 1996, 2001,2003, 2005; Москва, 1997, 1999, 2000, 2003, 2008; Саранск, 2001; Саратов, 2003; Минск, 2004; Харьков, 2005; Одесса, 2008, 2010, Вена, 2011. Связь работы с крупными научными программами. Исследования выполнялись по государственной тематике Приднестровского НИИ сельского хозяйства «Создать генетические источники высокой адаптивности для культуры томата и перца с хозяйственно-ценными признаками», «Создать и передать в ГСИ высокопродуктивные сорта перца для открытого и защищенного грунта, выносливые к вертициллезному увяданию и мозаике», Приднестровского госуниверситета «Изучение механизмов переключения программы развития с гаметофитной на спорофитную у сладкого перца в культуре in vitro», а также по разделу “Оценка естественных и мутантных ресурсов по увеличению уровня биоактивных компонентов у овощей”, являющемуся также частью регионального гранта по линии МАГАТЭ RER5013 “Evaluation of Natural and Mutant Resources for Increased Phytonutrient Levels in Vegetable Crops and Potatoes”. Публикации. По материалам докторской диссертации опубликовано 83 работы: в том числе одна монография (в соавторстве), два методических указания и восемь статей в рецензируемых журналах из «Перечня…» ВАК РФ, семь авторских свидетельств и три патента на сорта и гибриды, выданных Госкомиссией РФ по сортоиспытанию и одно свидетельство - Госкомиссией Республики Беларусь. Личный вклад соискателя. Экспериментальные результаты получены автором лично и совместно с коллегами из Приднестровского НИИ сельского хозяйства, Приднестровского государственного университета, Института Общей генетики Республики Молдова, Всероссийского НИИ овощеводства, Института систем информации РАН, Новосибирск, а также с аспирантами и студентами, работавшими под руководством диссертанта. Соискателю принадлежит составление программы исследования, схем всех экспериментов, непосредственное выполнение ключевых опытов и селекционных разработок, а также теоретическое обобщение полученных результатов. Участие и помощь всех, способствовавших выполнению работы, отображена в совместных публикациях. Всем сотрудникам, принимавшим участие в совместных исследованиях, автор приносит глубокую благодарность. Особенно признательна академикам Жученко А.А.и Драгавцеву В.А., профессорам Н.Н. Балашовой и Т.Р.Стрельниковой, которые оказали решающее воздействие на выбор направления и объекта исследований. Автор признательна профессору С. Даскалову (БАН, София), предоставившему для исследования уникальные мутантные линии, канд. с.-х. наук Ильенко Т.С. за многолетнюю и продуктивную совместную работу, светлая память о которых всегда будет связана с одними из лучших селекционных разработок. Благодарю научного консультанта, профессора В.Ф. Хлебникова и докторов биологических наук Ю.В. Чеснокова и И.Т. Балашову за поддержку и плодотворное обсуждение работы, а также докторов с.-х. наук А.П. Погребняка и А.В. Садыкина за ценные замечания по структуре и оформлению рукописи. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 354 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 6 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, включает 99 таблиц, 45 рисунков, 8 приложений. Список использованной литературы содержит 400 наименований, в том числе 264 на иностранных языках. |
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Характеристика исходного уровня зунов для постановки целей, усвоения учащимися материала | Оценка и создание исходного материала для селекции моркови столовой... Оценка и создание исходного материала для селекции моркови столовой (daucus carota L) в условиях беларуси | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Закрепить знания о звуках и буквах (характеристика звуков по акустическим признакам) | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Задачи: Познакомить с понятием «полезные ископаемые», формировать умение узнавать полезные ископаемые по их основным признакам | ||
Генетическая характеристика и кадастровая оценка почв лесостепной... Работа выполнена на кафедре почвоведения, агрохимии и физиологии растений Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной... | Традиционная одежда Краснояружского района как элемент хозяйственно-культурного... Охватывают XVI – ХIX веков. Этот период на исследуемой территории характерен оформлением сложных процессов, приведших к активизации... | ||
Кузнецов Анатолий Александрович Подбор и оценка исходного материала... М. Т. Баранова, Т. А. Ладыженской, Н,М. Шанского (Программно-методические материалы: Русский язык 5-9 класс/ Сост. Л. И. Рыбченкова.... | Реферат "Регуляция иммунного ответа" Введение Иммунный ответ, как... Активация т- и в-клеток происходит в результате эффективного связывания антигенного материала их антигенспецифичными рецепторами | ||
Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Сначала рассмотрим простейшую ситуацию, когда нет никакого исходного материала и текст плана-проспекта вводится в компьютер с помощью... | Общая характеристика программы Программа предназначена для учащихся 9-11 классов, обладающих устойчивой мотивировкой к получению углублённых знаний по основным... | ||
Научно-практический семинар: "Современные системы производства высококачественного... Охватывают многоуровневый комплекс наиболее часто повторяющихся, типичных экономических отношений между отдельными странами, их региональными... | Инструкция по правилам отбора,хранения и доставки материала для микробиологического... Медико-тактическая характеристика эпидемических очагов. Клиника, диагностика и лечение больных особо опасными инфекциями. Характеристика... | ||
Эффективность биоудобрений в биологизированных прецизионных технологиях... Государственное научное учреждение Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадеми... | Краткое содержание дисциплины Знать методику обучения основным приемам техники и основным техническим действиям | ||
Программа с/п «Молодежнинское» Характеристика образовательных программ (характеристика учащихся, характеристика образовательной программы, характеристика учебных... | Сочинение состоит из трех композиционных частей: вступления, основной... Сочинение, которое пишется в рамках егэ, представляет собой публицистическое (или художественно-публицистическое) рассуждение на... |