ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОПЫЛЕНИЯ НА СЕМЕННУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ HEMEROCALLIS

Для того, чтобы начать заниматься селекцией лилейников, необходимо правильно подобрать родительские пары, выбрать способ опыления, или же принять решение использовать семена от свободного скрещивания. Все зависит от задач, стоящих перед селекционером. Правильный подбор выше перечисленных факторов будет обеспечивать успех селекции. Когда мы получаем большое количество семян, то, следовательно, у нас получается большое количество гибридных сеянцев, среди которых, на третий год выживет достаточное количество растений для отбора перспективных, устойчивых и декоративных форм Hemerocallis.Таким образом, изучение морфологических особенностей плодов и семян, а также посевных качеств семенного материала сортов при разных способах опыления в конкретных природно-климатических условиях имеет не только теоретическое, но и практическое значение при решении целого ряда вопросов в области интродукции, селекции и семеноведения.

Цель работы – выявление особенностей завязывания, биоморфологических характеристик плодов и семян сортов Hemerocallis hybrida hort. при разных способах опыления (реципрокное скрещивание, инбридинг, свободное опыление).

Содержание

  1. Объекты и методы исследований
  2. Сравнение семенной продуктивности при разных способах опыления
  3. Корреляционные связи признаков
  4. Выводы

 

Объекты и методы исследований

Объектами исследований послужили 10 сортов лилейника гибридного Hemerocallis hybrida: `Girl Scout`, `Date Book`, `Step Forward`, `Luxury Lace`, `Elaine Strutt`, `Warner House`, `Red Rum`, `Missoury Beauty`, `No Mistake Plantation`, `Jug of Wine`.

Особенности завязывания и морфометрические признаки плодов и семян при разных способах опыления изучали по методике В.Н. Былова (1972). Сравнивали семенную продуктивность при трех способах опыления: I – реципрокное скрещивание (ксеногамия); II – инбридинг (гомоклинное опыление); III  – свободное опыление (контроль). При реципрокном скрещивании и инбридинге после проведения опылений на цветки надевали изоляторы и этикировали их. Семенную продуктивность изучали по методике Т.А. Работнова (1960) c дополнениями И.В. Вайнагия (1974). Изучены размеры плодов и семян, энергия прорастания и всхожесть. Энергию прорастания семян отмечали на 45 день после высева, так как именно в этот период наблюдается наибольшее количество всходов. В опытах нами было применено реципрокное скрещивание, чтобы установить специфику взаимодействия ядра и цитоплазмы родительских форм. Если родительские сорта различаются по цитоплазме, то результат прямых и обратных скрещиваний может быть неодинаковым. В прямых и обратных комбинациях результаты могут получиться разными как по завязыванию семян, так и по качеству гибрида (Гужов, 2003).

Сравнение семенной продуктивности при разных способах опыления

Результаты завязывания плодов и семян в зависимости от разных способов опыления представлены на рисунке 1-2. Установлено, что у большинства сортов большее количество плодов и семян завязывалось при реципрокном скрещивании  – искусственном межсортовом ксеногамном опылении. Сорт `Red Rum` отличался большим количеством завязавшихся плодов и семян при свободном опылении. Тогда как для сорта `Date Book` характерно более высокая семенная продуктивность при инбридинге. При свободном опылении у сорта `Date Book` плоды не образовывались.

Процент завязавшихся плодов сортов Hemerocallis
Рис. 1. Процент завязавшихся плодов сортов Hemerocallis hybridа при разных способах опыления: I – реципрокное скрещивание (ксеногамия); II – инбридинг (гомоклинное опыление); III – свободное опыление (контроль)
Рис. 2. Количество семян в плоде сортов Hemerocallis hybridа при разных опылениях
Рис. 2. Количество семян в плоде сортов Hemerocallis hybridа при разных способах опыления: I – реципрокное скрещивание (ксеногамия); II – инбридинг (гомоклинное опыление); III – свободное опыление (контроль)

Анализ энергии прорастания и всхожести семян, полученных при разных способах опыления, показал, что более высокая энергия прорастания и всхожесть семян наблюдались при I способе опыления – реципрокное скрещивание (`Date of Book`, `Elaine Strutt`, `No Mistake Plantation`) и/или при III  способе опыления – свободное опыление (контроль) (`Girl Scont`, `Red Rum`) (рис. 3). Семена, полученные в результате инбридинга, отличались низкой энергией прорастания и всхожестью.

Энергия прорастания и всхожесть семян сортов Hemerocallis hybridа при разных способах опыления

Анализ коэффициентов варьирования морфометрических признаков плодов и семян и количества семян в одной коробочке исследованных сортов Hemerocallis hybrida при разных способах опыления показал, что каждый признак, независимо от сорта лилейника, имел довольно выраженные границы колебания показателей уровней изменчивости. В большинстве случаев очень низкий и низкий уровни варьирования отличались признаки: длина плода (CV: 4,9 – 11,9%), длина семени (1,9 – 11,6%). Низким и средним уровнями варьирования характеризуются следующие признаки: ширина плода (8,2 – 18,1%), толщина семени (7,8 – 19,7%). Количество семян в плоде у большинства сортов имело высокий уровень варьирования (21,8 – 37,2%), у некоторых сортов (`Elaine Strutt`– II способ опыления; `No Mistake Plantation` – III  способ опыления, `Jug of Wine` – I способ опыления) – очень высокий (43 – 46%).

Установлено, что коэффициент варьирования изученных параметров отличался у сортов Hemerocallis hybrida при разных способах опыления. В случае, когда имело место завязывание семян при всех трех способах опыления (`Girl Scont`, `No Mistake Plantation`), значения коэффициентов вариации изученных параметров более высокие при свободном опылении. Если завязывание семян наблюдали при двух способах опыления: I и II или I и III – значения коэффициентов вариации исследованных параметров у большинства сортов (`Elaine Strutt`, `Red Rum`) были выше при реципрокном скрещивании – ксеногамии, тогда как сорт `Date Book` характеризовался высокими значениями коэффициентов вариации по всем изученным параметрам при инбридинге.

Длина плодов лилейника варьирует от 1,1 см (`Red Rum` – реципрокное скрещивание) до 6,6 см (`Girl Scont` – свободное опыление); ширина – от 1,1 см (`Date Book` – инбридинг) до 4,4 см (`Girl Scont` – свободное опыление). Количество семян в плоде у сортов лилейника колеблется от 5,7 штук (`Luxury Lace` – реципрокное скрещивание) до 26,2 штук (`Girl Scont` – свободное опыление). Максимальные размеры плода и количество семян в плоде характерны для сорта `Girl Scont` при свободном опылении. Длина семени составила 2,3 мм (`Girl Scont` – свободное опыление) – 7,1 мм (`Missoury Beauty` – реципрокное скрещивание); ширина семени – от 1,6 мм (`Girl Scont` – свободное опыление) до 6,0 мм (`Elaine Strutt` – свободное опыление).

Таким образом, отмечено достоверное отличие практически по всем параметрам плодов и семян в опыте по сравнению с контролем. Выявлено, что большее количество семян образуется при реципрокном скрещивании и инбридинге по сравнению со свободным опылением.

 

Корреляционные связи признаков

Корреляция между отдельными изученными признаками играет большую роль в выявлении целесообразности проведения того или иного способа опыления, в определении семенной продуктивности, что важно для успешного проведения  селекционной работы.

Установлено, что при разных способах опыления некоторые из изученных параметров имеют одинаковые корреляционные связи как по составу, так и по степени корреляции. В независимости от способа опыления, выделяется тесная положительная корреляционная связь длины плода  с количеством семян в нем. Длина плода, независимо от способа опыления, положительно коррелирует с шириной плода. У большинства изученных сортов при разных способах опыления ширина плода положительно коррелирует с толщиной семени. Вместе с тем, для некоторых сортов при I способе опыления (`Step Forward`, `Luxury Lace`, `Elaine Strutt`, `Missoury Beauty`, `No Mistake Plantation`) характерна отрицательная корреляция между признаками ширина плода – толщина семени.

Количество семян в плоде у большинства сортов при разных способах опыления положительно коррелирует как с длиной плода, что было отмечено ранее, так и с шириной плода. Исключение составляет сорт `No Mistake Plantation` при II способе опыления (инбридинг), где отмечена отрицательная корреляция между количеством семян в плоде и шириной плода. По общему пулу данных определено, что признак количество семян в плоде коррелирует как с размерами плода, так и в меньшей степени с размерами семени.

Установлено, что признак толщина семени коррелирует в большей степени с признаками толщина плода и длина семени, в меньшей степени – с длиной плода и количеством семян в плоде.


Выводы

  • Определено, что большее количество завязавшихся плодов и семян, а также высокая энергия прорастания и всхожесть семян характерны для большинства сортов при реципрокном скрещивании и свободном опылении в отличие от инбридинга.
  • Выявлено, что каждый изученный признак, независимо от сорта и способа опыления, имеет довольно выраженные границы варьирования показателей уровней изменчивости: количество семян в плоде – высокий, толщина плода и семени – низкий и средний, длина плода и длина семени – очень низкий и низкий уровни изменчивости. При сравнении коэффициентов вариации изученных параметров при разных способах опыления установлено, что они выше при свободном опылении или реципрокном скрещивании в отличие от инбридинга.
  • Отмечено достоверное отличие морфометрических признаков плодов и семян при разных способах опыления. Выявлено, что большее количество семян образуется при реципрокном скрещивании и инбридинге по сравнению со свободным опылением. Независимо от сорта и способа опыления установлена корреляция длины плода с количеством семян в плоде и шириной плода; длины семени – с количеством семян в плоде и шириной плода; толщины семени – с шириной плода.
  • Определено, что для получения большего количества сеянцев первого гибридного поколения F1 для отбора перспективных форм лучше проводить реципрокное скрещивание, которое позволит, кроме того, определить особенности наследования материнских и отцовских признаков потомством, или собирать семена от свободного опыления, если, конечно свободное опыление происходит при наличии большого видового и сортового разнообразия лилейника.

Словарь терминов

Реципрокное скрещивание: скрещивание, система из двух скрещиваний – прямого и обратного. Каждый из генотипически различных родительских типов А и В используется дважды – один раз в качестве материнской и другой раз в качестве отцовской форм. Различия между реципрокными гибридами могут быть вызваны влиянием материнского организма, наследственности цитоплазматической, сцепленными с полом генами. (источник https://slovar.wikireading.ru/2632860)

Ксеногамия – перекрестное опыление, при котором цветки одного растения опыляются пыльцой цветков других растений того же вида. Если пыльца взята с такого же самого цветка – это автогамия. Если я тычинок других цветков – это гейтоногамия. Если пыльца с другого экземпляра этого же вида – это ксеногамическое опыление.

Инбридинг – скрещивание близкородственных организмов.

Гомоклинное опыление – опыление, при котором пыльца попадает на рыльце того же цветка.