Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату
Показана можливість прогнозування величини продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі значень незалежних змінних показників фотосинтетичного апарату. Показана возможность прогнозирования величины зерновой продуктивности простых межлинейных гибридов кукурузы на основании значений...
Saved in:
| Published in: | Геополитика и экогеодинамика регионов |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Кримський науковий центр НАН України і МОН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58287 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату / Ю.Г. Масікевич // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2007. — Т. 3, вип. 2. — С. 35-38. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859833259068751872 |
|---|---|
| author | Масікевич, Ю.Г. |
| author_facet | Масікевич, Ю.Г. |
| citation_txt | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату / Ю.Г. Масікевич // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2007. — Т. 3, вип. 2. — С. 35-38. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Геополитика и экогеодинамика регионов |
| description | Показана можливість прогнозування величини продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі значень незалежних змінних показників фотосинтетичного апарату.
Показана возможность прогнозирования величины зерновой продуктивности простых межлинейных гибридов кукурузы на основании значений независимых сменных показателей фотосинтетического аппарата.
Possibility of prognostication of size of the corn productivity of simple interlinear hybrids of corn is on the basis of values of independent removable indexes of photosynthetic apparatus.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:33:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2007. Вып.2. С. 35-38
Раздел II.1.
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКОГЕОДИНАМІЧНИХ І ГЕОПОЛІТИЧНИХ ПРОЦЕСІВ
Корреспонденция принимается по адресу: Кафедра екології і права, Чернівецький факультет Національного
технічного університету «Харківський політехнічний інститут», 58018 вул. Головна 203 А, м. Чернівці
35
УДК 581.132.144
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ
ПРОСТИХ МІЖЛІНІЙНИХ ГІБРИДІВ
КУКУРУДЗИ НА ОСНОВІ ВИВЧЕННЯ
ПОКАЗНИКІВ ФОТОСИНТЕТИЧНОГО
АПАРАТУ
Ю.Г. Масікевич
Чернівецький факультет Національного технічного університету «Харківський
політехнічний інститут»
Анотація: показана можливість прогнозування величини продуктивності простих міжлінійних гібридів
кукурудзи на основі значень незалежних змінних показників фотосинтетичного апарату.
Ключові слова: кукурудза., гетерозис, фотосинтетичний апарат, лінійна модель
Вступ. Явище гетерозису в рослин, що відоме в науці також під назвою «гібридної
сили», проявляється в підвищеній продуктивності та життєвості гібридів першого поколін-
ня над батьківськими формами [2, 3]. Найбільшим проявом гетерозису характеризуються
як правило прості міжлінійні гібриди рослин, зокрема кукурудзи – типового представника
С4-рослин із "кооперативним" типом фотосинтезу [1,13, 16]. Проведеними дослідженнями
нами раніше [4-10, 15] встановлено, що максимальний рівень прояву гетерозису в кукуру-
дзи не випадковий, а базується на створенні в результаті схрещування оптимальної стру-
ктури фотосинтетичного апарату, який забезпечує ефективніший перебіг енергетичних та
ензиматичних процесів і, як наслідок, вищу продуктивність.
Проте, незважаючи на велике практичне значення феномену гетерозису, підбір вихі-
дних пар для схрещування і отримання високопродуктивного організму залишається на
сьогоднішній день досить тривалим та трудомістким процесом. Саме тому використання
математичного моделювання для прогнозування фотосинтетично-залежної продуктивнос-
ті простих міжлінійних гібридів кукурудзи є досить актуальним та необхідним.
Мета дослідження - прогнозування врожайності високогетерозисного гібридного ор-
ганізму за допомогою використання математичної лінійної моделі побудованої на основі
вивчення фізіолого-біохімічних параметрів фотосинтетичного апарату.
Матеріал і методи дослідження.
Об’єктом дослідження були показники сухої ваги, зернової продуктивності та структу-
рно-функціонального стану фотосинтетичного апарату (ФСА) за 13 ознаками: площа хло-
ропластів мезофілу, питома площа поверхні гран хлоропластів мезофілу, площа хлоро-
пластів обкладки провідних пучків, питома площа крохмальних зерен, кількість клітин, кі-
лькість хлоропластів у клітинах мезофілу листка, кількість хлоропластів у клітинах обклад-
ки провідних пучків, вміст хлорофілу мг/г сухої речовини, площа листків однієї рослини,
активність РДФК (рибулозо-дифосфат карбоксилази), активність реакції Хілла, швидкість
ЦФФ (циклічного фотофосфорилування), НЦФФ (нециклічного фотофосфорилування) 29
різних за генетичною природою форм кукурудзи.
Для прогнозування величини продуктивності рослин ( сухої маси та врожаю зерна)
використано раніше описану нами лінійну модель [11], що базується на теоретичних на-
працюваннях [12, 14]. Даний програмний продукт містить наступні можливості щодо ліній-
них моделей:
1. Знаходження коефіцієнтів лінійної моделі за середніми значеннями параметрів;
2. Знаходження коефіцієнтів лінійної моделі за окремими параметрами;
3. Знаходження коефіцієнтів лінійної моделі за значеннями параметрів груп рослин,
об’єднаних за певною ознакою;
Запропонована модель є розрахованою для всіх 13 незалежних змінних.
Обговорення результатів дослідження.
У роботі розглянута проблема, пов’язана з лінійним наближенням деякої сукупності
даних. Показники сухої ваги та врожайності виступають в якості інтегральних значень фу-
нкції (у), що залежить від значень змінних величин (х) і має вигляд:
Ю.Г. Масікевич
Геополитика и экогеодинамика
регионов, 2007. Вып.2. С. 35-38
36
у = kх + b (1)
Цими змінними величинами (х1 – х13), що визначають суху вагу та зернову продуктив-
ність рослин кукурудзи, в роботі виступають 13 показників функціонального стану та стру-
ктури фотосинтетичного апарату (ФСА). Цілком зрозуміло, що кожний з цих 13 показників
може виступати лімітуючим фактором при нагромадженні рослиною сухої ваги чи форму-
ванні врожаю зерна. У графічному вигляді отримані лінійні моделі представлені на рисун-
ках 1-3.
На рисунку 1 представлена лінійна модель для простих міжлінійних гібридів кукуру-
дзи, що наділені максимальним рівнем прояву гетерозису по продуктивності. На предста-
вленій графічно лінійній моделі видно, що для цілого ряду показників ФСА ( показників під
номерами 2,3, 4, 5, 8, 10, 11, 12, 13) значення лінійного коефіцієнту рівне 0. За умови, коли
k = 0, при b відмінному від 0, b # 0, вираз (1) набуває вигляду:
у = в ( 2 ),
а отже показники продуктивності рослин повністю визначаються значенням конкретно
заданої постійної величини b кожного окремо взятого параметру ФСА.
За умови, коли значення лінійного коефіцієнту відмінне від 0, k # 0, стверджується
вираз (3) для кожного із досліджених параметрів ФСА:
yi = kiхi + bi ( 3 )
До показників ФСА, що підпадають під вираз функції ( 3 ) належать: площа листків
однієї рослини, а також кількість хлоропластів в клітинах мезофілу та обкладки провідних
пучків (показники під номерами 6,7,9, рис.1). Саме зміна цих показників вагомо впливає
на величину функції (уi) і визначає можливі розміри підвищення зернової продуктивності
простих міжлінійних гібридів кукурудзи, в межах визначеного лінійного коефіцієнту (ki). У
випадку досліджень сухої ваги, такими показниками виступають вміст хлорофілу та актив-
ність РДФК ( показники під номером 8, 10, рис.1) в клітинах листків простих міжлінійних гі-
бридів. Від’ємне значення лінійного коефіцієнту (k) для площі хлоропластів мезофілу (по-
казник під номером 1) по зерновій продуктивності, свідчить про значні обмеження можли-
вості подальшого підвищення зернової продуктивності досліджуваних гібридних форм за
рахунок даного показника. Для сухої ваги такими обмежуючими факторами виступають
питома площа поверхні гран хлоропластів та питома площа крохмальних зерен (показники
під номером 2, 4, рис. 1).
Рис.1 Лінійна модель сухої ваги та врожайності простих
міжлінійних гібридів кукурудзи
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Параметри ФСА
Суха вага Врожайність
Що стосується вихідних форм даних гібридів (гомозиготних ліній), то значення ліній-
ного коефіцієнту по зерновій продуктивності (рис.2) для показників 6,7,9 як до речі і для
Геополитика и экогеодинамика
регионов. 2007. Вып.2. С. 35-38
Раздел II.1.
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕКОГЕОДИНАМІЧНИХ І ГЕОПОЛІТИЧНИХ ПРОЦЕСІВ
37
всіх інших показників дорівнює 0, а отже їх зернова врожайність визначається тільки конс-
тантним значенням величини b (2). Що стосується сухої ваги, то найбільш визначальним
фактором, зростання якого може підвищити нагромадження сухої ваги, виступає актив-
ність ферменту РДФК ( показник під номером 10, рис.2), що відповідає за темнову фікса-
цію рослинами СО2 в циклі Кальвіна. Від’ємні значення лінійного коефіцієнту спостеріга-
ються для вмісту хлорофілу в листках ( показник під номером 8, рис.2). Цікаво, що для ви-
сокогетерозисного гібриду отриманого від схрещування даних вихідних форм, навпаки,
характерно позитивне значення лінійного коефіцієнту за показником вмісту хлорофілу в
листках (показник під номером 8, рис.1). А отже, для отримання високопродуктивної гібри-
дної комбінації за показниками сухої ваги, вихідні форми повинні бути контрастними за по-
казниками вмісту хлорофілу та активності РДФК.
Рис.2 Лінійна модель сухої ваги та врожайності гомозиготних ліній
кукурудзи
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Параметри ФСА
Л
ін
ій
н
и
й
к
о
е
ф
іц
іє
н
т
Суха вага Врожайність
Висновок. Застосувавши лінійну модель та створений на її основі програмний про-
дукт, що надають можливість отримувати значення сумуючих змінних на основі відомос-
тей про незалежні змінні, показана можливість прогнозування продуктивності гібридних
форм кукурудзи, які характеризуються високим рівнем прояву гетерозису за показниками
сухої ваги та зернової продуктивності.
Література
1. Гуляєв Б.І. Екофізіологія фотосинтезу: досягнення, стан та перспективи досліджень // Фізіологія рослин
в Україні на межі тисячоліть. – К.: Фотосоціоцентр, 2001. – Т. 1. – С. 60-74.
2. Конарев В.Г. Биохимические и молекулярно-генетические аспекты гетерозиса (с.-х. культур) // Вестник
с.-х. науки. - 1974. - №12. - С. 1-10.
3. Манзюк С.Г. Изучение взаимосвязи физиолого-биохимических показателей с проявлением гетерозиса //
Селекция и семеноводство: Респ. межвед. науч. сборн. - 1979. - Вып. 41. – С. 86-96.
4. Масикевич Ю.Г. Морфометрическая характеристика ассимиляционного аппарата прямых и реципрок-
ных гибридов кукурузы // Цитология и генетика. - 1994. - 28, №2. – С. 19-25.
5. Масикевич Ю.Г., Булко О.П., Пендерецкая А.Г., Гончарук М.И. Цитологические проявления гетерозиса у
кукурузы // Весці Акадэмії Навук Беларусі. Сер. біял. навук. - 1994.- № 2. – С. 25-28.
Ю.Г. Масікевич
Геополитика и экогеодинамика
регионов, 2007. Вып.2. С. 35-38
38
6. Масикевич Ю.Г., Орлов П.А., Решетников В.Н., Крылов О.А., Масный М.Н., Шкабара. Т.Л. Ультраструк-
тура хлоропластов мезофилла и обкладки гетерозисних гибридов кукурузы и их исходных форм // ДАН
Беларуси. -1993. – 37, №6. – С. 59-61.
7. Масикевич Ю.Г., Шкабара Т.Л. Структура и фотохимическая активность фотосинтетического аппа-
рата гетерозисных гибридов кукурузы // Физиол. и биох. культ. растений. - 1994. - 26, №2. – С.55-63.
8. Масикевич Ю.Г., Шкабара Т.Л. Ядерно-цитоплазматический контроль РНКазной функции клеточных ор-
ганелл гетерозисних гибридов кукурузы и их исходных форм // С.-х. биология. - 1990. - № 3. - С. 183-185.
9. Масікевич Ю.Г. Ядерно-цитоплазматична зумовленість світлових реакцій хлоропластів гетерозисних
гібридів кукурудзи // Вісник Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна.- 2006.- № 729.- Се-
рія: біологія, випуск 3.- С.100-104.
10. Масікевич Ю.Г. Активність процесів світлової фази як один із механізмів регуляції процесу фотосинтезу
в гетерозисних гібридів кукурудзи // Наукові записки Тернопільського національного педагогічного універ-
ситету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Біологія.- 2006.- №1 (28).- С. 46-50.
11. Масікевич Ю.Г., Малик І.В. Моделювання фотосинтетичної продуктивності гетерозисних гібридів рос-
лин // Інтелектуальні системи прийняття рішень та інформаційні технології: Матеріали Міжнародної
науково-практичної конференції (Чернівці, 17-19 травня 206 р.).- Чернівці: Рута, 2006.- С.193-195.
12. Юрченко І. В., Ясинська Л. І., Ясинський В. К. Методи стохастичного моделювання систем. – Чернівці:
Прут, 2002. – 442 с.
13. Яковлев А.П. Физиологические основы гетерозиса и его прогнозирование у растений: Автореф. дис. …
д-ра биол. наук. - М., 1971. – 52 с.
14. Ясинський В. К. Курс методів обчислень. –Чернівці: Прут, 2003.–354 с.
15. Bircher J.A., Auger D.L., Riddle N.C. In Search of the molecular basis of heterosise // Plant Cell.- 2003.- 15, № 10.
– P. 2236-2240.
16. Rhoades M.M. Gene induced mutation of a heritable cytoplasmic factor producing male sterility in maize // Proc.
Natl. Acad. Sci. USA. - 1950. – 30, № 1l. - P. 634-643.
Аннотация. Ю. Г. Масикевич Показана возможность прогнозирования величины зерновой
продуктивности простых межлинейных гибридов кукурузы на основании значений независимых
сменных показателей фотосинтетического аппарата.
Ключевые слова: кукуруза, гетерозис, фотосинтетический аппарат, линейная модель.
Abstract. Yu. G. Masykevich Possibility of prognostication of size of the corn productivity of simple interlinear
hybrids of corn is on the basis of values of independent removable indexes of photosynthetic apparatus.
Key words: maize, heterosise, photosynthetic apparatus, line model.
Поступила в редакцию
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-58287 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | ХХХХ-0005 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:33:29Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Кримський науковий центр НАН України і МОН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Масікевич, Ю.Г. 2014-03-21T16:34:03Z 2014-03-21T16:34:03Z 2007 Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату / Ю.Г. Масікевич // Геополитика и экогеодинамика регионов. – Симферополь: ТНУ, 2007. — Т. 3, вип. 2. — С. 35-38. — Бібліогр.: 16 назв. — укр. ХХХХ-0005 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58287 581.132.144 Показана можливість прогнозування величини продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі значень незалежних змінних показників фотосинтетичного апарату. Показана возможность прогнозирования величины зерновой продуктивности простых межлинейных гибридов кукурузы на основании значений независимых сменных показателей фотосинтетического аппарата. Possibility of prognostication of size of the corn productivity of simple interlinear hybrids of corn is on the basis of values of independent removable indexes of photosynthetic apparatus. uk Кримський науковий центр НАН України і МОН України Геополитика и экогеодинамика регионов Дослідження екогеодинамічних і геополітичних процесів Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату Modeling the performance of simple interline maize hybrids by studying the performance of the photosynthetic apparatus Article published earlier |
| spellingShingle | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату Масікевич, Ю.Г. Дослідження екогеодинамічних і геополітичних процесів |
| title | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату |
| title_alt | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату Modeling the performance of simple interline maize hybrids by studying the performance of the photosynthetic apparatus |
| title_full | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату |
| title_fullStr | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату |
| title_full_unstemmed | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату |
| title_short | Моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату |
| title_sort | моделювання продуктивності простих міжлінійних гібридів кукурудзи на основі вивчення показників фотосинтетичного апарату |
| topic | Дослідження екогеодинамічних і геополітичних процесів |
| topic_facet | Дослідження екогеодинамічних і геополітичних процесів |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/58287 |
| work_keys_str_mv | AT masíkevičûg modelûvannâproduktivnostíprostihmížlíníinihgíbridívkukurudzinaosnovívivčennâpokaznikívfotosintetičnogoaparatu AT masíkevičûg modelingtheperformanceofsimpleinterlinemaizehybridsbystudyingtheperformanceofthephotosyntheticapparatus |