CC BY
48
рэнта 4 (Тюменская область). Учитель (Оренбургская область) - 1,2 г. Курская 2038 (Курскіш область). Дарни-ца (Кемеровская область). Степная 60 (Казахстан). Diamoildbird (Австралия), Светланка (Омская область)
- 1.3 г. Лготесценс 30 (Самарская область) ■ 1.35 г. Фора (Курганская область) - і .4 г. Биора (Московская область)
- 1,5 г. Серебрина (Тюменская область) - 1.8 г.
Урожайность перечисленных сортов с единицы площади составляла 400...480 г/м2, против 378 г/м2 у сорта-стандарта Алтайская 325.
Основные факторы, определяющие степень устойчивости к полеганию, — механическая структура стебля. его длина, восприимчивость к различным патогенам. При прочих равных условиях короткий стебель имеет преимущество перед ДЛИННЫМ [61.
В качестве исходного материала для гибридизации на устойчивость к полеганию можно использовать сортооб-разцы Челяба (Челябинскя область). Long 944013 (Китай). Frointa Elite (Аргентина), Цитра (Польша). Biggar (Канада), Diamondbiid Австралия), высота которых равна 48,0...56.0 см (Аттайская 325 — 87 см).
Учитывая то, что поражение болезнями — непосредственная причина снижения продуктивности и качества зерна яровой пшеницы, наибольшую ценность предста&тяют сортообразцы с высокой устойчивостью к бурой ржавчине (Puccini a recondita) — WW 17283 (Швеция). Wellstead, Krichauff (Австралия), Aranka (Чехия).
Наиболее устойчивые к поражению мучнистой росой (Fiyxiphe graminis) сорта Тулайковская 10 (Самарская обл.). Пирамида (Пензенская обл.), Цитра (Польша), Gloria (Бразилия). Kanz S (Мексика), Кроме того, Тулайковская 10. Цитра и Kauz S устойчивы к пыльной головне ( Ustilago triliki ( Pers) Jens).
Выводы. Таким образом, в условиях северной лесостепи Кузнецкой котловины из 230 сортообразцов яровой пшеницы из различных стран мира отобраны по комплексу хозяйственно-ценных признаков в качестве исходных форм для гибридизации сорта Фора (Курганская область), Серебрина (Тюменская область). Омская 35. Светланка (Омская область), Diamoildbird (Австралия),
Литература.
1. Мамонтом В. И. Селекция и семеноводство яровой пшеницы / В. Н. Мамонтова // И/бранные труды. — М.: Коме, 1980. — 287 е.
2. Ватное II.И. Научные основы селекции пшеницы -.монография // НИ. Вавилов. — М., 1935. — 244 с.
3. Методические указания по /пучению мировой коллекции пшеницы. — Л., 1973.
4. Широкий унифицированный классификатор С ЭВ рода Trilicum I. — Л., /989.
5. Рутц Р.И., Кашуба Ю. П. Генетическое ра нюобраш’ сортов отмой пшеницы мировой коллекции НИР по элементам структуры урожая в условиях Омского Прииртышья : материалы научно-методической конференции // Селекция на устойчивость растений к биотическим и абиотическим факторам среды. — Новосибирск, 21X16. — С'. 22 — 29.
6.Лорафеев В.Ф. Проблема полегания пшеницы и пути её /мнения / В.Ф. Дорофеев, В.И. Пономарёв//Обзор.тт. ВНИИТЭИСХ. — 1970. — С. 75.
COMPARATIVE STUDY OF SPRING WHEAT SAMPLES FROM VIR COLLECTION ON THE COMPLEX
OF AGROBIOLOGICAL PROPERTIES AND SIGNS
V.N. PakuJ’, A.V. Sherina
Summary. On the results of estimation of 230 spring wheat samples (VIR collection) are sorted out on the earliness 12, on the productivity of the main ear - 16, on the grain size - 8, on the number of grains in the ear - 5, on the resistance to lodging - 6, to brown rust (Puccinia recondita) - 4. lo powdery mildew (Erysiphe graminis) - 5 varieties. On the complex of economic characters spring wheat varieties Fora (Kurgan region), Serebrina (Tyumen region), Omskaya 35, Svetlanka (Omsk region) Diamondbird (Australia) are sorted out.
Key words: spring wheat, sources of valuable characters, genotype.
УДК 633.112.1 “321 631.524.86.01. :63 1 52 7.
ВЫСОТЫ РАСТЕНИЙ
ДОНОРЫ ГЕНОВ РЕДУКЦИИ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ
11.Н. МАЛЬЧИКОВ, кандидат с&тскохозяйственных наук, зав. лабораторией
Самарский НИИСХ им. Я. М. Тулайкова E-mail: samniish@samteUv
Резюме. Созданы адаптированные к засушливым условиям Среднего Поволжья доноры генов редукции высоты растений ЯМ 1 и ЯМАпЬ. Предложены модельные типы растений твердой пшеницы, включающие гены ИМ 1, ИМ Аг, РМ Ап11 и их сочетания (РМАг+НМ АпЬ), эффекты которых обеспечивают формирование низкорослых, среднерослых и высокорослых сортов.
Ключевые слова: пшеница твердая, гены редукции, высота, морфотип, сорт, адаптивность.
На сегодняшний день из идентифицированных 20 генов короткостебельности (1), вселекционных программах шире всего пользуются гены Rht 1, Rht 2, Rht 8, Rht 9. Rht 11 [2,3]. Из них гены Rht 1 и Rht 9, локализованные в 4А и 7Bs хромосомах, могут применяться в селекции твердой пшеницы. Гены Rht 14, Rht 15, Rht 16, Rht 18, Rht 19 получены в результате ивдуцированнош мутагенеза на сортах твердой пшеницы. Кроме того, АА Атьдеров |4] на Дагестанской опытной станции ВИР интрогрессиро-вал в Triticum durum гены, контролирующие низкорос-
лость от диплоидного вида Triticum sinskajae( S1S2), от гек-саплоидного вида Jiiticum aestivum — Tom Pouce (Rht 3) и or Diticum dicoccum — k-25459 (rhtx 1 ditx 2). Несмотря на значительное генепгческое разнообразие в США. Италии и Мексике в селекции нровой твердой пшеницы наибольшее распространение пмучил ген Rht I.
В наших исследованиях изученный набор генов в ге-нофондерайонированных или хорошо приспособленных к мсстнъсм условиям сортов по степени проявлении признака в фенотипе располагался в порядке убывания экспрессии таким образом: Rht 14>Rht I >Rhi А/ (исходный донор образец из Азербайджана k-46828) > Rht Anh (исходный образец мексиканский сорт Anhinga). 1см Rht 14 в условиях Поволжья, сильнее всего снижая высоту' растении. негативно алмял на адаптивность короткосгебель-ных линий [5.61. Поэтому основную седекционно-иссле-довательскую работу' проюдили с генами Rht ). Rht А/. Rht Anh. В условиях Безенчука ген Rht 1 в среднем снижал высоту растений к зависимости от генотипа на
40.0...46,0%.Rht Аги Rht Anh соответственно на 14...! 7.0 % и 8,0... 10,0 %. При этом Rht 1 значимо уменьшат массу 1000 зерен, но увеличивал число зерен в колосе и К.хоз. Аналогичные результаты получены в условиях Саратова [7]. Влияние генов Rht Az и Rht Anh на элементы продуктивности по силе уступало гену Rht 1. но было таким же по направлению действия. Обнаруженные эффекты определяют актуальность соотвегствуюшего направления исследований и селекции. Проблемы повышения устойчивости растений к полеганию, оптимизации архитектоники агроценоза, увеличения потенциала продуктивности, выхода зерна изурожая надземной биомассы (К.хо.з.) и отзывчивости на благоприятные условия среды лучше всего решаются путем включения в коммерческие сорта генов редукции высоты растении [8|. Наличие адаптированных, обладающих высоким качеством -зерна и макарон, доноров этих генов во многом определяет успех селекционных программ.
Цель нашей работы — получение новых доноров генов редукции высоты растений, соответствующих современному уровню селекции твердой пшеницы.
Условия, материалы и методы. В селекционно-исследовательский процесс были вовлечены низкорослые аналоги сортов Безенчукская 139 (Гордеиформе 941 с геном Rht 1 и Гордеиформе 944 с геном Rht Az). Харьковская 46 (Апуликум 943 с геном Rht Anh) и Харьковская 9 (1ордеиформе 942 с геном Rht 1), адаптированные к условиям Среднего Поволжья сорта твердой пшеницы Безенчукская 182, Безенчукский янтарь. Саратовская золотистая, 1ордеиформе 1434, Оренбургская 10, селекционные .линии Самарского НИИСХ. коллекционные образцы Triticum durum Desf., Triticum dicoccum (Shrank) Sfiuehl.
Параллельно проводилось изучение современного селекционного материала низкорослого морфотипа из CIMMYT, откуда поступило более 300 образцов.
Исследования проведены на экспериментальном участке селекционного севооборота, ноля которого расположены в зоне черноземной степи Среднего Поволжья. Дополнительные испытания на засухоустойчивость и жаростойкость выполнены в условиях полс-
вого эксперимента в Нижневолжском НИИСХ {г Волгоград). Гибридизация проведена в теплице и в поле твел методом. Отношение фактического распределения растений на фенотипические классы в Е, к теоретически ожидаемому' оценивали по критерию Пирсона {у}). В питомниках селекционный материал изучали в соответствии с принципами принятыми в селекции самоопыляющихся культур 19]. Достоверность различий между вариантами определяли по критерию Фишера (Б). Исследования проводили в 1989-2007 гг.
Результатыи обсуждение. Наиболее результативной оказалась работа с генами 1 и РЬг АпЬ,
Лучшимдоноромгсна1Ш 1 по влиянию на элементы продуктивности и качество зерна селекционного материала. полученного от скрещивания с высокорослыми сортами Безенчукская 182, Оренбургская 10. Безенчукский янтарь. Саратовская золотистая, Гордеиформе 1434 был Гордеиформе942. Наиболее удачным оказалосьскре-щивание Гордеиформе 942 X Гордеиформе 1434. Три ко-роткосгебельных линии от этой комбинации дошли до конкурсного испытания, но лишь одна из них — Гордеиформе 1732 — по результатам изучения признана перс-иекшвной для передачи в систему госсортоиспыгания. Изучение гибридов от скрещиваний Гордеиформе 1732 с высокорослыми тестерами (Марина. Леукурум 1750, Ле-укурум 1751) показало промежуточное наследование высоты растений в Р, с частичных! уклонением в сторону высокорослости. В Б, растения распределились по высоте на три фенотипических класса — низкорослые, среднерослые и высокорослые в соотношении 1:2:1 (х -■ 1,95. ..2.51 при Р.. = 3.84). что соответствует монотонной модели контроля признака. По экспрессии гена корог-костебельности в сорте Гордеиформе 1732 и его родословной можно уверенно утверждать, что это Шп 1.
Изучение в течение ряда лет. в том числе в экстремальных условиях (засуха 1995. 1998 гг.. эпифитотии листовых пятнистостей 1996, 1999 гг., поражение мучнистой росой в слабой и средней степени почти во все годы испытаний), образцов из С1ММУТ позволило отобрать 10 линий, .лучше всего приспособленных к условиям Среднего Поволжья.
Наиболее результативным было включение в программы гибридизации сорта Агвег 10. В ряде потомств, в родословную каюрых входит этот сорт, удалось отобрать короткостебсльные и низкорослые линии, устойчивые к болезням. В питомнике контрольного испытания (2004 г:) среди генотипов, отобранных из популяции 2214Б-17 х Агаег К). где2214Б-17 высокорослая селекционная линия, наблюдалась четкая дифференциация на три группы фенотипов: короткоегебелъные (на уровне мексиканского родителя), низкорослые (высота растений больше, чем у предыдущей фуппы, но значительно ниже высокорослого родителя) и высокорослые. В дальнейших испытаниях все динии сохранили сюи ранги по высоте растений, что косвенно указывает на генетические различия между' ними по этому признаку: Скрещивание линии 646д-37, принадлежащей к низкорослому морфотипу, с высокорослым сортом Марина в Б, дало промежуточный тип наследования по высоте растений. Расщепление в Е,
Таблица [. Модельные параметры длины соломины твердой пшеницы в Среднем Поволжье в зависимости от генетических систем и условий среды
Длина соломины
Морфотип Генетическая система пределы варьирования, см % к высокорослому морфотипу
тіп тах тіп тах
Низкорослый ИМ 1 40,0 66,0 66,6 60,0
Среднерослый, 1-й тип ЯМ АпЬ + ИМ Аг 45,0 77,0 70,5 70,0
Среднерослый,2-й тип ЯМ Аг 50,0 88,0 83,3 80,0
Среднерослый,3-й тип ЯМ АпЬ 55,0 96,0 90,0 87,0
Высокорослый нет генов системы ЯМ 60,0 110,0 100,0 100,0
в соотношении 1:2:1 (х2 — 1.23, при Рпо<. = 3,84) соответствовало различиям между родителями по одному гену. Отсутствие расщепления в К, по высоте растений в популяции Торденформе 1732 X 646д-37 свидетельствует об аллельности генов низкорослости этих сортов и позволяет отнести линию 646д-37 к группе доноров гена КИС I.
Скрининг по адаптивности гибридных популяций, созданных от парных скрещиваний Апуликум 943 (носитель гена Юл Ап1т) и сортов Безенчукская 182, Оренбургская 10, Саратовская золотистая и др., оказачся малоэффективным и не привел к созданию конкурентоспособного материала с укороченной соломиной. Успешным было скрещивание (2125Б-4 х 92д-4) X Саратовская золотистая, ставшее завершающим этапом сложной ступенчатой гибридизации. Линия 2125Б-4 получена отбором из Р, Саратовская золотистая х Т.Лсжсит к-46995, линия 92д-4 носитель гена АпЬ — отбором из Р2 сложного гибрида [Безенчукский янтарь х (Саратовская золотистая х ТЛсоссит к-46995) | х (Апуликум 943 X Безенчукский янтарь). Результатом этой работы стало включение гена Ши АпЬ в высокопродуктивный и адаптированный к засушливым условиям Поволжья сорт Памяти Чсховича.
Многолетнее изучение (1998-2007) сорта Памяти Чеховича в конкурсном и межстанпион ном сортоиспытании выявило его положительные качества. Стабильно в течение всего эксперимента определялось ингибирующее действие гена КЬт АпИ на длину соломины.
Отбор в гибридных популяциях и изучение в селекционных питомниках ряда кон-стаитных среднерослых линий, полученных на основе сорта Памяти Чеховича, подтверждает его донорские качества. В процессе анализа высоты растений популяций Р,.. Р5 гибрида Леукурум 1751 X Памяти Чеховича, где Леукурум 1751 высокорослая линия, установлено доминирование высокорослости. Расщепление в Р2 на два фенотипических класса (161:46) соответствует теоретически ожидаемому 3:1 (х1— 0,852 при Р№ = 3,84). Все растения среднерослого класса сохранили свой фенотип в последующих поколениях до Р, 'по подтверждает гипотезу контроля среднерослости у сорта Памяти Чеховича одним рецессивным геном. Тест на аллелъность гена, проявляющегося в фенотипе Памяти Чеховича, и генов среднерослости мексиканского сорта АгФ^ и Гордеифор-ме 944 (ИМ Аг), подтвердил гипотезу об идентичности генов среднерослости сортов Памяти Чеховича и АпЫп§а (ШтТ Ап(т) и неаллельности генов КМАпИ и ЯМАг. Кумулятивный эффект двух генов по предварительным оценкам снижает высоту растений на
25,0.. .30,0 %, что открывает новые возможности для моделирования признака от низкорослого с геном ЯМ ! до высокорослого морфотипов (табл. I),
Селекционные линии 688д-4 и 653д-44, полученные с применением в качестве одного из родителей сорта Памяти Чеховича, — среднсрослые. Их фенотип по этому признаку обеспечен одним геном. Такое заключение основано на результатах гибридологического анализа длины соломины этих линий, проведенного в Р, от скреиш-ваний с высокорослым тестером сортом Жемчужина Сибири. В обоих комбинациях доминировала высокорос-лостъ, а в Р2 наблюдалось расщепление на два фенотипических класса — 169 : 44 для гибрида с линией 688д-4 и 114: 27 для гибрида с линией 653д-44 в соотношении 3:1
IX2 = 2,14 и 2,58 соответственно, при Р(| (|. = 3,84). Поскольку в происхождении этих линии татько сорт Памяти Че-Таблица 3. Доноры генов редукции высоты растений твердой пшеницы, предлагаемые для селекции в Поволжье и на Урале
Ген Из мировой коллекции Созданные в НИИСХ Юго-Востока и Самарском НИИСХ в 80-е годы XX в. Современные, созданные в Самарском НИИСХ
ЯМ 1 Соссогії 71, Апэег Гордеиформе 941, Гордеи- Г ордеиформе
10, оба из Мексики форме 942, Гордеиформе 1732,
1170 646д-37
ЯМ АпИ АпМпда, Мексика Апуликум 943 Памяти Чеховича,
688д-4, 653д-44
ЯМ Аг к-46828, Азербай- Гордеиформе 944,
джан Гордеиформе 1172
Таблица 2. Характеристика новых доноров гена ТШ АпЬ по хозяйствснно-цен-ным признакам__________________________________________________________________
Сорт Генетическая система Урожайность по предшественникам, т/га Число дней до коло- шения Поражение болезнями
овес на зерно пар листовыми пятнистостями, % Риссіпіа гесопсііїа, тип /%
2006 г. 2007 г. 2007 г.
688Д-4 ЯМ АпЬ 0,80 1,05 1,36 50,2 13,3 2/5
653Д-44 ЯМ АпИ 0,69 0,93 1,40 47,0 10,5 2/5
Безенчук- нет генов
ская 182 ЯМ 0,57 0,59 0,83 49,0 22,5 2/2,5
Н СР 0 05 0,11 0,14 0,15 - - -
ховича — носитель гена Rht АлК. то правомерна предпо- по высоте растений модельных генотипов, предлага-
ложение, что ген среднерослости линий 688д-4 и 653д-44 ются. адаптированные доноры генов редукции высо-
идентичен гену Rht Ajih (табл. 2). Они унаследовали от ты растений (табл. 3).
сорта Памяти Чеховича устойчивость к листовым пятни- Выводы. Таким образом, в результате наших иссле-
стостям. лучше приспособлены к возделыванию по тер- до ванн й ощэеделены модельные параметры высоты рас-
новым предшественникам, характеризуются высоким ка- тений твердой пшеницы для Среднего Поволжья и пред-
честном зерна, по содержанию каротиноиднъгх пигмеи- ложено их генетическое наполнение,
тов в ^рне и качеству клейковины находятся на уровне Созданы адаптированные к условиям Среднего По-
лучших по этим показателям коммерчески сорго»—Са- волжья доноры генов (Rht 1, Rht Anh) редукции высо-
ратовская золотистая. Золотая Волна, Ник. ты растений твердой пшеницы, позволяющие перейти
Для создания спектра сортов твердой пшеницы. к формированию нового морфофизиологического
включающего весь, представленный ранее диапазон типа яровой твердой пшеницы.
. Литература.
1. McIntosh. R.A. Catalogue of gene symbols for wheat: 2008 supkment / Ra McIntosh, Y Yamazaki. J.Dubcovsky I Rogers, С Morris, DJ Somers. R Appels and K.M. Devos// ll:l: International Wieat Genetics Symposium 24 -2V August.-2008,- liltp:// wheat.pw.usda.go\/GG2/Triticum/wge/2008.
2. Лоскутова Н.П. Гены коратКпстебелыюсти пшеницы //Аграрная Россия. 2002. No I. - с.25-М).
i. Модель селекционного процесса яровой мягкой пшеницы примените лыю к условиям Средневчл.шкого региона/ В.П.Сюков, А.А.Вьюш -кое, С.И.Шевченко, СЛ.Поротькин, Д.Е. Зубов. — Москва,- 2000. 107с.
4. Аи*деров, А.А. Генетика короткостебельных тетраплоидных пшениц. — Синкт-lleiпербург: ВИР. 2001. — 16бс.
У Пьюшков А.А., Мальчиков II.Н. Создание и результаты изучения аналогов твердой пшеницы, различающихся по аллелям системы Мжусов Rht//Развитие научного наследия академика Н.И. Вавилона: met. Докл. Междуиармаучн. конф. - Саратов,- /997.- с.42-45.
6. Вьюшков А А. Селекция яровой пшеницы в Среднем Поволжье. — Самара, 2004.-224с.
7. Гуркнн Н.А. Действие гена ни.зкорослости на яровую твердую пшеницу // Физиологические и генетические основы селекции.- Саратов. 1984.- с. 137-141
8. Коваль С.Ф. Генетические факторы. влияющие на архитектонику посева и продуктивность мягкой яровой пшеницы// Аграрная Россия,- 2002.-Ne 1,-с. 18- 24.
9. Седловский А.М., Мартынов С П., Мамонов Д.К. Генетики статистические подходы к теории селекции самоопыляющихся культур/ /Алма-Ата: Наука, 1982. — 200 с.
DONORS OF GENES OF A REDUCTION OF HEIGHT OF PLANTS WHEAT DURUM
P.N.Mal’chikov
Summary. As a result of long-term selection research works are created adapted to droughty conditions of the Average Volga region donors of genes of a reduction of height of plants Rht 1 and Rht Anh. Modelling types of plants durum wheat, including following genes and their combinations are offered. Rht 1, Rht Az, Rht Az+Rht Anh, Rht Anh which effects provide formation of a spectrum undersized, average length stem and tall varieties.
Keywords: wheat durum, genes, reduction of height, a morpholype, varieties, adaptability.
УДК 633. 16. 631. 527.
СЕЛЕКЦИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ РИСКОВАННОГО ЗЕМЛЕДЕЛ ИЯ
R.H. ПЛКУЛЬ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом ’ Кемеровский НИИСХ F-tnal!:kemni ish (Фт ail.ru
Резюме. На основе статического анализа обширного материала по изучению морфологических и биологических особенностей культуры с учетом комплекса взаимосвязанных почвенно-климатических, погодных и технологических факторов за период с 1995 по 2006 гг. обоснованы модели сортов ярового ячменя для условий лесостепи Кузнецкой котловины. Ключевые слова: ячмень, сорт, ;засухоустойчивость, число зародышевых корней, фотосинтетичес-кая деятельность, урожайность.
Главная причина снижения урожайности ячменя в Кузнецкой котловине совпадение периода закладки
колоса растений с весенне-летней засухой. Под ее влиянием снижается всхожесть семян, уменьшается рост зародышевых корней, задерживается формирование вторичной корневой системы, ускоряется старение листьев, сокращается период формирования зерна.
Одно из свойств, позволяющих растениям свести до минимума негативное воздействие недостатка влаги — скороспелость. Однако этот признак плохо сочетается с высокой потенциальной продуктивностью ячменя. Как быстрорастущая культура, он не способен использовать поздние осадки для увеличения продуктивности, а выносливость этого вида к длительным засухам меньше, не только по сравнению с пшеницей, но и с овсом, медленно развивающимся в ранние фазы [1].
В связи с этим основные направления селекции ярового ячменя в жёстких агроклиматических условиях Кемеровской области — скороспелость, засухоустойчивость, устойчивость к полеганию, болез-
