Оптимизация генетической структуры культур чешуекрылых насекомых

УДК 595.78:575

Я. А. Бачинская, Т. Ю. Маркина

Институт шелководства УААН, г. Харьков, Украина,
Харьковский национальный педагогический университет им. Г. С. Сковороды,
г. Харьков, Украина, E-mail: tmarkina@yandex.ru

Ключевые слова: оптимизация, культуры насекомых, генетическая структура популяций

OPTIMIZATION OF GENETIC STRUCTURE
OF LEPIDOPTERAS CULTURES

J. A. Bachinskaya, T. Ju. Markina

Institute of Sericulture UAAS, Kharkiv, Ukraine,
Skovoroda Kharkiv National Pedagogical University, Kharkiv, Ukraine,
E-mail: tmarkina@yandex.ru

Key words: optimization, artificial populations of insects, populations genetic structure

Любая популяция насекомых является сложной генетической системой со своим уровнем стабильности и динамизма, гарантирующими ей ту или иную степень жизнеспособности в меняющихся условиях среды обитания (Алтухов, 1983; Левонтин, 1978; Кохманюк, 1972). Анализ литературных данных позволяет сделать вывод, что характер структурированности природных популяций и лабораторных культур насекомых является одним из важных параметров, обеспечивающих успех их выживания в меняющихся условиях среды, так как обеспечивает возможности адаптации к условиям существования (Злотин, Головко, 1998).

Четко прослеживается основополагающая роль генетической структуры популяций насекомых в определении ее жизнеспособности и продуктивности. В условиях разведения генетическая структура популяции насекомых существенно изменяется. В связи с тем, что наблюдаются нарушения возрастной, пространственной и этологической структур искусственных популяций, изменения характера и направленности действия факторов отбора, существенно изменяется также и характер генетической структуры искусственных популяций (культур) насекомых.

В литературе встречаются отдельные попытки изучения действия различных факторов на генетическую структуру популяции насекомых. Однако механизмы изменения популяционных структур не изучены. Приемы, позволяющие целенаправленно влиять на генетическую структуру популяции для достижения определенных целей при культивировании, не разработаны. В этой связи актуальность изучения данной проблемы не вызывает сомнения.

Целью наших исследований являлась разработка приемов оптимизации параметров генетической структуры популяций насекомых для получения культур, содержащих генотипы, максимально отвечающие целям программ разведения.

Такой подход, по нашему мнению, должен существенно повлиять на степень эффективности программ разведения насекомых – агентов биометода, а также продуцентов сырья, биологически активных веществ, биоинсектицидов.

Для насекомых характерен ряд биологических особенностей, отличающих их от других объектов селекционной работы. Это короткий цикл развития, возможность воспроизводства нескольких поколений в течение года, высокая плодовитость. Все это дает возможность получить гетерогенный материал и высокую наследственную изменчивость в процессе селекции.

Успешное ведение селекционной работы с насекомыми и улучшение генетического фонда путем использования приемов селекции доказано практикой шелководства и пчеловодства. Однако особенности биологии и экологии отдельных видов насекомых обуславливают различные подходы к поддержанию жизнеспособности и продуктивности культур. В связи с этим приемы оптимизации генетической структуры популяций мы разрабатывали на культурах тутового шелкопряда и зерновой моли.

Тутовый шелкопряд – идеальный экспериментальный объект для разработки приемов, направленных на оптимизацию генетической структуры популяций. Цель эксперимента состояла в разработке методов повышения гетерогенности культуры тутового шелкопряда для увеличения ее жизнеспособности. Этого достигали путем скрещивания биоматериала, полученного в разные сезоны и имеющего различную наследственность. При изучении вопроса влияния гетерогенности биоматериала на его биологические и хозяйственно ценные признаки эксперимент предусматривал решение следующих задач.

1. Изучение возможности получения гетерогенной смеси пород тутового шелкопряда и ее разносезонное поддержание в течение четырех поколений с целью стабилизации биоматериала (в результате целенаправленного отбора). Обогащение наследственности путем получения компонентов смеси пород разносезонного происхождения и их дальнейшее скрещивание для получения экологического эффекта гетерозиса. Для скрещиваний использовали следующие породы: Б–1 ул., Б–2 ул., Мерефа–6, Мерефа–7, Украинская–13, Украинская–17, Украинская–19, Украинская–26.

2. В контроле проводили скрещивания в течение четырех поколений линии породы Б–2 улучшенная (путем скрещивания в себе весеннего и летнего материала по каждой линии отдельно).

3. Для породы Б–2 улучшенная были скрещены весенние самки с летними самцами и весенние самцы с летними самками (так называемое «экологическое скрещивание»).

Анализ биологических и хозяйственно ценных показателей тутового шелкопряда свидетельствует, что показатель жизнеспособности гусениц в варианте гетерогенной смеси весеннего и летнего приготовления без скрещивания достоверно превышал контрольный вариант (весна в себе) на 11,0 % (р < 0,01), а этот же показатель в варианте гетерогенной смеси пород весеннего и летнего приготовления с проведением скрещиваний внутри исследуемого варианта составлял 87,8 %, достоверно превышал контрольные значения на 13,2 % (р < 0,01) и был в этом варианте самым высоким. Эти варианты отличались высокими показателями доли сортовых коконов и их урожая.

При сравнении результатов гетерогенных скрещиваний пород между собой установлено, что высокими показателями характеризовался вариант, где использовали гетерогенную смесь пород весеннего и летнего приготовления с проведенным скрещиванием внутри варианта. Средняя масса кокона в этом варианте опыта была достоверно выше на 0,29 г (14,9 %) (р < 0,05) по сравнению с контролем, а доля сортовых коконов – на 18,0 % (р < 0,001). Превышение показателей жизнеспособности гусениц тутового шелкопряда относительно контроля было достоверным (р < 0,001) и составило в варианте 1 – (гетерогенная смесь пород весеннего и летнего приготовления без скрещивания) – 20,5 %, а в варианте 2 – (гетерогенная смесь пород весеннего и летнего приготовления с проведенным скрещиванием) – 22,7 %.

Таким образом, при проведении исследований установлено положительное влияние межпородных и разносезонных скрещиваний тутового шелкопряда на жизнеспособность и продуктивность культур.

Установлено, что при создании гетерогенной смеси разных пород (Б–1 ул., Б–2 ул., Мерефа–6, Мерефа–7, Украинская–13, Украинская–17, Украинская–19, Украинская–26) достоверно повышаются показатели жизнеспособности, средней массы кокона, процента сортовых коконов. Особенно существенный эффект гетерозиса проявился при гетерогенном скрещивании пород весеннего и летнего сезонов выкормки за счет дополнительного эффекта экологических скрещиваний.

Для подтверждения общебиологического характера факта повышения показателей жизнеспособности и продуктивности при увеличении гетерогенности популяций, установленного нами на тутовом шелкопряде, аналогичный прием оптимизации был испытан на лабораторной культуре зерновой моли с учетом особенностей биологии данного вида.

В опытах использовали две линии зерновой моли – Харьковскую и Белгородскую, разводимые на ячмене (Злотин, 1982). Для этого племенную культуру зерновой моли каждой линии поддерживали в течение трех поколений при заражении зерна из расчета 1 г яиц на 1 кг ячменя в трехкратной повторности. Также был заложен опытный вариант, где две линии скрестили между собой.

При скрещивании Харьковской и Белгородской линий зерновой моли и их содержании на протяжении трех поколений наблюдалось повышение жизнеспособности гибрида на 12,5 и 26,2 %, выхода гусениц – на 6,4 и 11,1 %, доли самок, которые откладывают яйца, – на 7,2 и 12,1 %, выход яиц из 1 кг ячменя – на 20,73 и 29,27 % по сравнению с исходными, Харьковской и Белгородской линиями, соответственно.

Отбор на протяжении трех поколений привел к некоторому снижению показателей в F4 по сравнению с F1, однако они все же были выше, чем у исходных родительских линий, что, очевидно, связано с повышением общей гетерогенности гибридного материала и его большей жизнеспособностью и продуктивностью.

Таким образом, для повышения жизнеспособности и продуктивности культуры зерновой моли рекомендуется проводить скрещивание культур различного географического происхождения.


Zoocenosis — 2005
 Біорізноманіття та роль зооценозу в природних і антропогенних екосистемах: Матеріали ІІІ Міжнародної наукової конференції. – Д.: Вид-во ДНУ, 2005. – С. 237-240.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Tags: , , , , ,