УДК 633.854.78:631.52
DOI: 10.25230/2412-608Х-2024-3-199-73-83

Вячеслав Викторович Волгин
Елена Николаевна Рыженко

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК
350038, Россия, г. Краснодар, ул. им. Филатова, д. 17
Тел.: (861) 254-27-91
agrohim@vniimk.ru

Аннотация. Гетерозис – проявление повышенной мощности гибридов, как правило, наблюдающейся в первом поколении. Применительно к гибридам подсолнечника, как и многим другим перекрёстноопыляющимся сельскохозяйственным культурам, гетерозисное состояние достигается за счёт скрещивания материнских цитоплазматически мужско-стерильных линий с восстановителями фертильности пыльцы. Приводятся многочисленные данные по изучению явлений гетерозиса у этой культуры. Показаны взаимосвязи хозяйственно полезных признаков у родительских линий и их гибридов. Одним из наиболее перспективных методов создания высокопродуктивных гибридов подсолнечника является секвенирование генома.

Ключевые слова: подсолнечник, линии, гибриды, гетерозис, доминирование, сверхдоминирование, аддитивное взаимодействие генов, эпистаз, цитоплазматическая мужская стерильность, восстановители фертильности пыльцы

Для цитирования: Волгин В.В., Рыженко Е.Н. Гетерозис в селекции подсолнечника и его перспективы (обзор) // Масличные культуры. 2024. Вып. 3 (199). С. 73–83.

Читать статью

Список литературы

1. Бриггс Ф., Ноулз Н. Научные основы селекции растений. – М.: Колос, 1972. – 398 с.

2. Турбин Н.В. Гетерозис и генетический баланс // Гетерозис. – Минск, 1961. – С. 3–34.

3. Турбин Н.В. Генетика гетерозиса// Наука и техника. – Минск, 1964. – С. 3–23.

4. Мирюта Ю.П. Пути повышения гетерозиса // Гетерозис в растениеводстве. – Ставрополь: Ставропольское книжное издательство, 1966. – С. 39–70.

5. Мирюта Ю.П. Цитогенетические приспособления закрепления гетерозиса // Вестник с.-х. науки. – 1967. – № 3. – С. 53–61.

6. Мирюта Ю.П. Теория гетерозиса и формы гибридного состояния организмов // Генетика и селекция на Украине. – Киев: Наукова думка, 1971. – С. 118–120.

7. Югенхеймер Р.У. Кукуруза: улучшение сортов, производство семян, использование. – М.: Колос, 1979. – 519 с.

8. Турбин Н.В. Гетерозис // Гетерозис служит человеку. – М.: Знание, 1968. – С. 5–17.

9. Турбин Н.В., Хотылёва Л.В. Гетерозис (сельскохозяйственных растений) // Цитология и генетика. – 1967. – Т. 1. – № 6. – С. 38–50.

10. Плачек Е.М. Формообразовательные процессы у подсолнечника под влиянием гибридизации и инцухта // Труды Всесоюзного съезда по генетике, семеноводству и племенному животноводству. – Л., 1930. – Т. 2. – С. 395–396.

11. Плачек Е.М. Селекция подсолнечника // Селекция и семеноводство. – 1936. – Т. 7. – № 8. – C. 12–22.

12. Пустовойт В.С. Избранные труды. – М.: Колос, 1966. – 368 с.

13. Морозов В.К. Оценка инцухт-семей подсолнечника при помощи диаллельных скрещиваний // Селекция и семеноводство. – 1936. – № 2. – C. 55–59.

14. Щербак С.Н. Шесть лет инцухта подсолнечника // Яровизация. – 1940. – № 2. – C. 49.

15. Ягодкин И.Г. Применение метода инцухта и диаллельных скрещиваний в культуре подсолнечника // Селекция и семеноводство. – 1937. – № 1. – C. 21–27.

16. Leqlercq P. Une sterilite male cytoplasmique chez le tournesol // Ann. Amelior. Plant. – 1969. – Vol. 19 (2). – P. 99–106.

17. Kinman M.L. New development in USDA and State Experiment Station sunflower breeding programs // Proc. of the 4th Intern. Sunfl. Conf., Memphis, Tennessee, USA, 1970. – P. 181–183.

18. Ананьева С.В. Гибридологический анализ некоторых признаков подсолнечника. Физиологическая стойкость некоторых признаков подсолнечника // Труды Саратовской опытной станции. – 1936. – С. 15–21.

19. Жданов Л.А. Подсолнечник // Краткий отчет о научно-исследовательской работе за 1950 г. – Краснодар, 1951. – С. 238–241.

20. Картамышев В.Г. Вопросы семеноводства подсолнечника и льна масличного // Краткий отчет о научно-исследовательской работе ВНИИМК за 1951 год. – Краснодар, 1952. – С. 121–131.

21. Климов И.М. О комбинационной способности сортов подсолнечника // Селекция и семеноводство масличных культур. – Краснодар, 1972. – С. 71–75.

22. Климов И.М. Межсортовая гибридизация подсолнечника и эффект гетерозиса // Сб. трудов Казахской опытной станции ВНИИ масличных культур. – Алма-Ата, 1977. – С. 10–13.

23. Морозов В.К. Практическое использование явления гетерозиса у подсолнечника // Семеноводство. – 1934. – № 4. – C. 69–71.

24. Вольф В.Г., Думачева Л.П. Гетерозисный эффект у подсолнечника // Селекция и семеноводство. – Киев, 1972. – Вып. 20. – С. 64–69.

25. Думачева Л.П. Проявление гетерозиса у гибридов первого поколения подсолнечника. – Харьков, 1972. – 25 с.

26. Kesteloot J., Colabelli M. [et al.]. Determinacion de las diferencias entre hibridos de lasdiferencias entre hibridos de alto y bajo rendimiento en girasol (Helianthus annuus L.) // Actas of 2nd Intern. Sunfl. Conf., Buenos Aires, Argentina, 1985. – Vol. 2. – P. 781–786.

27. Зажарский В.Т., Михайлова А.П., Егорова Т.Т. Наследование хозяйственно полезных признаков у подсолнечника при внутривидовой гибридизации // Гибридизация и мутагенез в селекции растений. – Воронеж, 1988. – С. 103–121.

28. Hladni N., Scoric D., Kralovic-Balalic M., Ivanovic M., Sacac Z., Miclic V. Heterosis for agronomically important traits in sunflower (Helianthus annuus L.) // Helia. – 2007. – 30. – No. 7. – P. 191–198.

29. Бочковой А.Д., Савченко В.Д. Наследование некоторых признаков у межлинейных гибридов подсолнечника // Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. –1997. – Вып. 118. – С. 3–5.

30. Леонова Н.Н., Кириченко В.В., Сивенко А.А. Проявление эффекта гетерозиса и комбинационная способность линий подсолнечника кондитерского типа // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. – 2015. – Вып. 1 (161). – С. 16–21.

31. Гундаев А.И. Использование гетерозиса у подсолнечника и получение гибридных семян на основе мужской стерильности // Гетерозис в растениеводстве. – Л., 1968. – С. 358–367.

32. Вольф В.Г. Гетерозис у подсолнечника и использование цитоплазматической мужской стерильности // Гетерозис в растениеводстве. – Л.: Колос, 1968. – С. 348–357.

33. Бурлов В.В. Генетическое обоснование и результаты использования межлинейной гибридизации в селекции подсолнечника: автореф. дис. … д-ра биол. наук. – Харьков, 1988. – 40 с.

34. Горбаченко Ф.И. Селекция на гетерозис низкорослых форм подсолнечника: дис. … канд. с.-х. наук / Федор Иванович Горбаченко. – Ростов-на-Дону, 1981. – 189 с.

35. Marincovic R. Inheritance of plant height and leaf number in diallel crossings of sunflower inbreds // Proc. of 10th Intern. Sunfl. Conf., Suffers Paradise, Australia, 1982. – P. 232–233.

36. Cheres M.T., Miller J.F., Crane J.M., Knapp S.L. Genetic distance a predictor of heterosis and hybrid performance within and between heterotic groups in sunflower // Theor. Appl. Genet. – 2000. – Vol. 100. – No. 6. – P. 889–894.

37. Усатов А.В., Горбаченко Ф.И., Азарин К.В., Горбаченко О.Ф., Тихобаева В.Е., Маркин Н.В. Связь между эффектом гетерозиса у гибридов и генетическими дистанциями между родительскими линиями подсолнечника // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. – 2013. – Вып. 2 (155–156). – С. 8–13.

38. Волгин В.В., Обыдало А.Д. Гетерозис по комплексу хозяйственно-биологических признаков у стерильных гибридов подсолнечника // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. – 2015. – Вып. 4 (164). – С. 3–13.

39. Волгин В.В., Бочкарёв Б.Н. Проявление гетерозиса у межлинейных гибридов подсолнечника по ценным селекционным признакам // Масличные культуры. – 2019. – Вып. 4 (180). – С. 10–17.

40. Кириченко В.В. Селекция и семеноводство подсолнечника (Helianthus annuus L.). – Харьков, 2005. – 385 с.

41. Fick G.N., Miller J.F. Sunflower Breeding // Sunflower Technology and Production / Ed. by Schneifer A.A. – Madison, Wisconsin, USA, 1997. –Ch. 8. – P. 395–441.

42. Shuster W.H. Inzucht and Heterosis bei der Sonneblum (Helianthus annuus L.). – Wilhelm Schmitz Verlag, Glessen, 1964. – P. 1–135.

43. Гундаев А.И. Перспективы селекции подсолнечника на гетерозис // Сборник работ по масличным культурам (ВНИИМК). – Майкоп, 1966. – Вып. 3. – С. 15–21.

44. Miller J.F., Fick J.N., Roath W.W. Relationships among traits of inbreeds and hybrids of sunflower // Proc. of 10th Intern. Sunfl. Conf., Surfers Paradise, Australia, 1982. – P. 238–240.

45. Воскобойник Л.К., Марин И.В. Оценка линий по элементам продуктивности // Масличные культуры. – 1986. – № 4. – C. 35–36.

46. Виличку Ф.К., Анащенко А.В., Ростова Н.С. Изучение корреляции признаков у сублиний и гибридов F1 подсолнечника // Науч.-тех. бюл. ВНИИ растениеводства. – 1989. – № 189. – С. 59–62.

47. Бятец М.В. Повышение эффективности селекционной работы в ранних инбредных поколениях подсолнечника: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Максим Викторович Бятец. – Краснодар, 2004. – 26 с.

48. Марин И.В. Создание линий и методы их оценки по элементам продуктивности в селекции межлинейных гибридов подсолнечника: автореф. дис. … канд. биол. наук / Игорь Викторович Марин. – Харьков, 1988. – 18 с.

49. Scoric D. Correlation for important agronomic characters between parent lines and F1 hybrids of sunflower // Proc. of 10th Intern. Sunfl. Conf., Surfers Paradis, Australia, March 15–18, 1982 – P. 238.

50. Manivannan N., Muldaharan V., Ravinikumar M. Association between parent and progeny performance and their relevance in heterosis breeding of sunflower // Proc. of the 13th Intern. Sunfl. Conf., Fargo, USA, August 29 – September 2, 2004. – Vol. 2. – P. 581–584.

51. Hladni N., Scoric D., Kralevic-Balalic M., Sacac Z., Ivanovic D. Correlation of yield components and seed per plant in sunflower (Helianthus annuus L.) // Proc. of 16th Intern. Sunfl. Conf., Fargo, USA, 2004. – Vol. 2. – P. 491–496.

52. Joksimovic J. Evaluation of combining abilities in some inbred sunflower lines: Ph.D. Thesis. – University of Novi Sad, 1992. – P. 1–157.

53. Волгин В.В., Обыдало А.Д. Корреляции хозяйственно-биологических признаков между самоопылёнными линиями и гибридами подсолнечника // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. – 2015. – Вып. 4 (164). – С. 20–28.

54. Andrei J.F., Jitareanu C.D. Selection of sunflower restorer inbred lines according to the pollen amount // Proc. of 15th Intern. Sunfl. Conf., Toulouse, France, 2000. – Vol. 2. – E156–161.

55. Ана Капатана. Молекулярно-генетичекие аспекты гетерозиса у подсолнечника (Helianthus annuus L.): дис. … д.-р. биол. наук. – Кишинёв, 2006. – 121 с.

56. Примерова Н.В., Сорока А.И., Лях В.А. Сравнительная оценка по признакам продуктивности гибридов F1 подсолнечника с участием разных хлорофилльных мутантов // Науч.-тех. бюл. института масличных культур УААН. – 2011. – № 16. – С. 27–32.

57. Усатов А.В., Макаренко М.С., Горбаченко О.Ф., Ковалевич А.А., Костылев П.И., Маркин И.В. ДНК-маркеры гетерозиса у гибридов подсолнечника отечественной селекции // Зерновое хозяйство России. – 2017. – № 3. – С. 51–54.

58. Усатов А.В., Макаренко М.С., Ковалевич А.А., Губайдуллина А.М. Исследование пластидных генов в эффекте гетерозиса и формировании морфофизиологических признаков растений подсолнечника // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. – 2019. – 180 (4). – С. 113–120.

59. Vikrant Tyagi, Satwinder Kaur Dhillon, Gurpreet Kaur, Prashant Kaushik. Heterotic effect of different cytoplasmic combinations in sunflower hybrids cultivated under diverse irrigation regimes // Plants (Basel). – 2020. – Vol. 9 (4). – P. 465.

60. Venkatramana Pegadaraju, Rick Nipper, Brent Hulke, Lili Qi, Quentin Schultz. De novo sequencing of sunflower genome for SNP discovery using RAD (Restriction site Associated DNA) approach // ВМС Genomics. – 2013. – No. 14. – Art. No. 556.

61. Azarin K., Usatov A., Makarenko V., Vladimir Khachumov V., Gavrilova V. Comparative analysis of chloroplast genomes of seven perennial Helianthus species // Gene. – 2021. – Vol. 774 (6). – Art. No. 145448.

62. Тихобаева В.Е. ДНК маркеры для оценки полиморфизма и селекционно ценных признаков подсолнечника (Hеlianthus L.): автореф. дис. … канд. биол. наук / Виктория Евгеньевна Тихобаева. – Санкт-Петербург, 2013. – 26 с.

63. Маркин Н.В., Усатов А.В., Логачева М.Д., Азарин К.В., Горбаченко О.Ф., Корниенко И.В., Гаврилова В.Ф., Тихобаева В.Е. Исследование полиморфизма хлоропластной ДНК подсолнечника (Helianthus L.) // Генетика. – 2015. – Т. 51. – № 8. – С. 873–880.

64. Хачумов В.А. Полиморфизм хлоропластной и митохондриальной ДНК однолетних и многолетних видов подсолнечника род Helianthus L.: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Владимир Артурович Хачумов. – 2022. – 25 с.

Сведения об авторах

В.В. Волгин, эксперт 1 кат., д-р с.-х. наук
Е.Н. Рыженко, науч. сотр.