CC BY
94
ем новых сортов твердой пшеницы в России и ближ- ство высококачественного зерна не только в Саратовс-
нем зарубежье, позволило создать новые высоко- кой области, но и в нетрадиционных, более благоприят-
качественные сорта, что подтверждает ценность ных по увлажнению северо-западных степных и лесостеп-
этого сорта в качестве донора (табл. 3). ных регионах России (Самарская, Ульяновская, Пензен-
Новые сорта, позволили стабилизировать производ- ская, Воронежская, Тамбовская область и др.).
Литература.
1. Мустафаев И.Д. Пшеницы Закавказья - богатый генетический фонд мира / И.Д. Мустафаев // Изв. АН АзССР. Сер. биол. наук. - 1970. - № 2. - С. 87-92.
2. Гущин И.В., Инякина А.С. Твердая пшеница в Саратовской области. - Саратов. кн. изд-во, 1963. - 52 с.
3. Васильчук Н.С. Селекция яровой твердой пшеницы. - Саратов: «Новая газета», 2001.- 124 с.
4. Оценка прочности клейковины в процессе селекции твердой пшеницы (Triticum durum Desf.) / Н.С. Васильчук, С.Н. Гапонов, Л.В. Ерёменко, Т.М. Паршикова, В.М. Попова, Н.М. Цетва, Г.И. Шутарева // Аграрный вестник Юго-Востока. -2009. - № 3. - С. 34-40.
5. Саратовские сорта яровой твёрдой пшеницы для засушливых условий Поволжья / Н.С. Васильчук, Г.И. Шутарева, С.Н. Гапонов и др. // Сб. науч. тр., ГНУ НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии. - Саратов: ООО «Ракурс», 2009. - С. 82-89.
6. Селекция твёрдой яровой пшеницы на высокое содержание каротиноидов в зерне / Н.С. Васильчук, С.Н. Гапонов, Л.В. Еременко, Т.М. Паршикова, В.М. Попова, Г.И. Шутарева, В.А. Куликова // Сб. научн. тр., ГНУ НИИСХ Юго-Востока Россельхозакадемии. - Саратов: ООО «Ракурс», 2009. - С. 89-100.
RESULTS OF SPRING DURUM WHEAT BREEDING FOR HIGH GRAIN QUALITY IN SARATOV N.S. Vassiltchouk, S.N. Gaponov, L.V. Yeremenko, T.M. Parshikova, V.M. Popova, N.M. Tsetva,G.I. Shutareva Summary. Application of reliable methods has been allowed during short time (in 25 years) to create 13 durum wheat varieties having high level of gluten strength. Among them are: Saratovskaya 57, Saratovskaya 59, Saratovskaya Zolotistaya, Lyudmila, Nick, Valentina, Yelizavetinskaya, Zolotaya volna, Annoushka, Krassar, Lilyek, Nickolasha and Louch 25. These varieties are widely used as good donors in many research institutes of Russia.
Key words: gluten quality, carotinoid , semolina, breeding, durum wheat, SDS-sedimentation.
УДК 633.11.«321»
ИЗМЕНЕНИЯ СХЕМ ГИБРИДИЗАЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В ХОДЕ РАЗВИТИЯ САРАТОВСКОЙ СЕЛЕКЦИОННОЙ ШКОЛЫ
Р.Г.САЙФУЛЛИН, кандидат биологических наук, зав. лабораторией
К.Ф.ГУРЬЯНОВА, старший научный сотрудник
B.А.ДАНИЛОВА, старший научный сотрудник Г.А.БЕКЕТОВА, старший научный сотрудник
C.Д.ДАВЫДОВ, научный сотрудник НИИСХ Юго-Востока
Е-mail: laiser [email protected]
Резюме. Представлены результаты работы саратовских селекционеров по улучшению яровой мягкой пшеницы. Проведен анализ схем скрещиваний в ходе развития селекции культуры. На сегодняшний день все новые сорта в Институте создаются на основе использования в качестве родительских форм перспективных линий собственной селекции. Темпы повышения урожайности яровой мягкой пшеницы методами селекции составляют в среднем 0,1 ц/га в год. Урожайность современного сорта яровой мягкой пшеницы Саратовская 68 в засушливые годы более чем в 2 раза выше, по сравнению с первым селекционным сортом Лютесценс 62.
Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, селекция, селекционное достижение.
В 2010 г исполняется 100 лет непрерывному совершенствованию важнейшей хлебной культуры - яровой мягкой пшеницы, проводимой в Саратове селекцион-
ными методами с целью повышения ее адаптивности к суровым условиям Поволжья. Вековой юбилей селекции культуры предоставляет информационный повод для того, чтобы рассмотреть пройденную эволюцию идей и методов, а также попытаться заглянуть в будущее.
Цель представленной работы - ретроспективный анализ схем скрещиваний, позволивших создать знаменитую плеяду саратовских сортов яровой пшеницы, и на основе полученных знаний наметить некоторые дальнейшие пути развития селекции.
Условия, материалы и методы. Материалом для исследований послужили родословные происхождения всех 52 созданных и 32 допущенных к использованию селекционных достижений лаборатории селекции и семеноводства яровой мягкой пшеницы НИИСХ Юго-Востока. Полевые испытания проводили в Институте в 2000-2009 гг. Почва - южный, маломощный, среднесуглинистый, слабосолонцеватый чернозем. Методика посева, схема размещения делянок, учеты и наблюдения общепринятые [1]. Сев осуществляли сеялкой ССФК 7-10. Площадь делянки 23 м2, повторность - четырехкратная. Уборку проводили зерноуборочным комбайном Хеге 125. Цифровой материал подвергали статистической обработке по программам ДОЯОББ 2.2.
Результаты и обсуждение. Особенность саратовской школы заключается в преемственности в улучшении собственного селекционного материала, основанной на строгом сохранении местного генофонда, как базы высокой адаптивности, и постепенном обогащении его ценны__ Достижения науки и техники АПК, №05-2010
ми генетическими факторами инорайонных сортов и родственных видов. Важным целеполагающим принципом остается сохранение у нового материала высокого качества зерна и способности к полноценному наливу при жесткой жаре и засухе [2].
В Поволжье до организации научной селекции и семеноводства каждый стародавний сорт был представлен образцами (сборами) в виде популяций с заметной долей примесей, относящихся к нескольким ботаническим разновидностям [3]. В 1911 г такое разнообразие позволило методом индивидуального отбора из распространенных сортов Местная Полтавка (основная разновидность лютесценс) и Селивановский Русак (эритроспермум) выделить родоначальные растения первых практически значимых сортов Лютесценс 62, Альбидум 604, Альбидум 721 и Эритроспермум 341. Особенно плодотворными оказались отборы из Местной Полтавки, в результате которых были выделены 3 сорта в Саратове и 1 сорт (Лютесценс 91) в Балашове.
Позже столь эффективный поначалу метод отборов из сортов-популяций перестал давать ощутимые результаты. В дальнейшем успешным оказалось скрещивание местных адаптивных сортов, в частности внутри- и межвидовая гибридизация, в сочетании с многократным индивидуальным отбором растений. Применяя такой подход, саратовские селекционеры в 1931 г. впервые в мире создали практически значимые сорта Саррубра и Сарроза. Оба они происходят из одной комбинации межвидового скрещивания Белотурка/М.Полтавка, осуществленного в 1912 г Позже в 1920-1930 гг. лаборатория многократно возвращалась к межвидовой и межродовой гибридизации. В итоге от скрещивания одних из первых селекционных форм Гордеиформе 5783 и Лютесценс 1247 получен сорт Эритроспермум 82/02 (районирован в 1945 г). От внутривидовых скрещиваний на основе сортов, представлявших собой чистые линии от индивидуального отбора из местных сортов-популяций (Лют. 91/3/Грекум/М.Полтав-ка//Лют. 1272) создан Лютесценс 53/12 (год скрещивания
- 1918, районирования - 1944). Лютесценс 55/11 отобран из потомства гибридного растения, полученного от естественного скрещивания двух чистолинейных сортов (Эритроспермум 341/Лют.62, год переопыления - 1928, районирования - 1946). Этот период (1911-1918 гг) можно охарактеризовать как этап индивидуальных отборов из сортов народной селекции и простых скрещиваний местных сортов и их отдельных линейных форм.
В дальнейшем, хотя эти методы еще многие годы оставались результативными, были разработаны и освоены новые сложные схемы скрещиваний с участием сортов местной научной селекции и географически отдаленного иностранного происхождения. В 1946 г. районирован один из широко распространившихся впоследствии сортов Альбидум 43. Это первый сорт, произошедший от скрещивания двух гибридных форм первого поколения:
F1(Альб.357/Лют.91 )/
F1(Лют.311/Лют.91). Все исходные формы - новые саратовские селекционные сорта и линии. Схема скрещивания предусматривала, что основа адаптивности будет построена на двух сестринских линиях и сорте Лютесценс 91, со-Достижения науки и техники АПК, №05-2010
зданных на базе Полтавки, а новые свойства от среднеазиатской формы Грекум привнесены опосредованно через Альбидум 357 и Лютесценс 311. Первый сорт яровой мягкой пшеницы, созданный с использованием Саррозы - Альбидум 24 (Лют.91/Сарроза, год скрещивания - 1926, районирования - 1940). Через сорта Сарроза и Саррубра в подавляющее большинство саратовских пшениц и сорта других селекционных лабораторий России и Казахстана были переданы многие ценные свойства сорта твердой пшеницы Белотурка.
Лютесценс 758 - первый интенсивный саратовским сорт, выведенный в результате успешного применения географически отдаленного простого скрещивания с иностранным образцом - Kitchener (Канада)/Лют.62. Это первый саратовский сорт иммунный к листовой ржавчине (год скрещивания - 1929, районирования - 1947).
Один из шедевров мировой селекции - сорт Саратовская 29 (Альб.24/Лют.55/11, год последнего сортообразующего скрещивания - 1938, районирования - 1957). Он уникален по многим параметрам: адаптивности, распространенности и продолжительности промышленного использования в сельскохозяйственной практике и, безусловно, качеству зерна. Саратовская 29 широко используется многими селекционерами как один из компонентов в скрещиваниях для создании новых сортов, а также служит излюбленным объектом исследований для решения различных биологических и сельскохозяйственных задач. Саратовская 29 - образец удачного использования сложноступенчатой гибридизации, в котором впервые гармонично объединены лучшие свойства трех местных народных сортов: мягких пшениц Полтавка и Русак, а также твердой - Белотурка. При создании нового сорта генетические факторы народных сортов подвергали ряду промежуточных подготовительных рекомбинаций и отборов, которые потребовали более 40 лет целенаправленной работы большого коллектива единомышленников. Последняя сортообразующая комбинация скрещивания, из которой выделили Саратовскую 29 оказалась настолько плодотворной, что на ее основе удалось создать еще два сорта - Саратовскую 36 и Саратовскую 39 (районированы в 1958 и 1963 гг. соответственно).
Простые скрещивания с привлечением иностранных географически отдаленных образцов после первого успеха в 1929 г. в дальнейшем результатов не давали. Поскольку в этом случае существенно снижалась адаптивность селекционного материала. С 1960 г для сохранения засухоустойчивости у нового материала впервые начали применять сложные скрещивания сортов, при которых доля саратовского материала в генофонде и соответственно адаптивность повышалась. С помощью такого приема
Таблица 1. Урожайность сортов яровой мягкой пшеницы, ц/га
Сорт 2000-2009 гг 2006, 2007,2009 гг. (сухие) 2000-2005, 2008 гг. (средние и влажные)
среднее | % среднее % среднее %
П редшествен ник - озимая пшеница
Лютесценс 62* 14,56 100 7,07 100 17,77 100
Саратовская 29 16,63 114 9,97 1 41 19,49 110
Саратовская 68 21,49 1 48 1 4,40 204 24,53 138
НСР05 1,36
F 60,59
Предшественник - пар
Лютсценс 62 15,89 1 00 8,97 100 18,86 100
Саратовская 29 18,84 119 12,47 1 39 21,57 114
Саратовская 68 24,62 1 55 19,80 221 26,69 142
НСР05 2,53
F 27,24
*Лютесценс 62 районирован в 1924 г, Саратовская 29 - в 1957 г, Саратовская 68 - в 2003 г.
Таблица 2. Роль селекции и иных факторов в повышении урожайности яровой мягкой пшеницы (предшественник - озимая пшеница)
Годы Сорт Урожай- Прибавка
изучения ность, ц/га ц/га | %
1912-1926 (11 лет) Лютесценс 62 12,4 - -
1995-2004 (10 лет) 1995-2004 (10 лет) Лютесценс 62 Саратовская 68 14,6 21,5 2 2 24 , (среда) 7,1 76(ге) ’ нотип)
(годы скрещивания - 1960 и 1961, районирования - 1977 и 1979) получены сорта Саратовская 46 (Р1(А1616/8е!к1гк)/ Р1(А1615/С38)) и Саратовская 45 ^ (8е!к1гк/С38)//С38). При создании сорта Саратовская 68 (Целинная 20/Сар. 60, год скрещивания - 1987, районирования - 2003 г) впервые использовано географически отдаленное скрещивание двух исходных родительских форм имевших саратовское происхождение. При этом одна из них, Целинная 20 - селекции НПЦЗХ им А.И. Бараева, была создана на основе сорта Саратовская 29 и несла новые для Поволжья генетические системы адаптивности. Саратовская 68 служит примером, демонстрирующим дальнейшее совершенствование метода подбора исходных форм гибридизации. С появлением этого сорта закончился период (1960-1987 гг), когда в качестве родительских форм при последнем сортообразующем скрещивании использовали ранее созданные сорта собственной селекции.
С 1990 г. лаборатория сменила методы работы. Новизна подхода заключается в том, что исходные формы перед сортообразующим скрещиванием проходят процедуру предварительной подготовки. Новые сорта создаются от скрещиваний заблаговременно произведенных перспективных форм собственной селекции, а не от известных, хотя бы и собственных, сортов. На первоначальных стадиях создания исходных форм широко используются образцы из коллекций ВИР, НИУ РФ и зарубежных учреждений, которые включают различные виды пшеницы и их диких сородичей.
На наш взгляд такая эволюция схем скрещиваний
- свидетельство развивающейся специализации материала и методов, которая способствует росту адаптивности сельскохозяйственной культуры к условиям Поволжья. Сходные изменения наблюдаются и в других селекционных учреждениях.
В современных условиях, когда увеличиваются объемы и качество вложенного труда, возникает необходимость в соисполнителях, в кооперации специалистов по созданию сорта. Для иллюстрации такого положения можно при-
вести пример создания сорта Саратовская 64 (Эритрос-пермум 1976/Сар. 60), допущенного к использованию в 2000 г. Это первый в стране сорт пшеницы, полученный с применением метода культуры пыльников Р1, в результате творческого сотрудничества саратовских селекционеров и биотехнологов.
Кооперация может присутствовать в решении разнообразных вопросов, поскольку технология селекции сложна и многозвенна. На сегодняшний день одна из распространенных форм сотрудничества - совместное экологическое и производственное испытание перспективных форм с целью создания и изучения адаптивности нового сорта. Подобным образом мы вывели и передали в 2010 г. на Государственное испытание сорт Асар (Альб. 1987/Альб. 2015). Селекционные учреждения достаточно широко обмениваются гибридными популяциями, созданными по предварительно согласованному плану скрещиваний.
Результаты наших исследований показывают, что сорта, созданные позднее (Саратовская 29, Саратовская 68) в условиях сухих лет имеют большее преимущество над старыми (Лютесценс 62), чем в благоприятные годы (табл. 1). За время работы от первого селекционного сорта к последнему урожайность в засушливые годы по каждому предшественнику более чем удвоена. В XXI веке, поставленная перед учеными задача повышения засухоустойчивости у пшеницы, продолжает выполняться. Увеличение урожайности яровой мягкой пшеницы методами селекции составляет в среднем за год 0,1 ц/га, или 0,5 %.
Расчеты показали, что в повышении урожайности пшеницы роль селекции составляет 76 %, а таких факторов, как технология возделывания, климатические условия и др. - 24 % (табл. 2). Следовательно, в Поволжье для повышения продуктивности яровой мягкой пшеницы одним из эффективных подходов по-прежнему остается селекция.
Выводы. В истории селекции в НИИСХ Юго-Востока прослеживается тенденция к увеличению во вновь создаваемых сортах доли генетического материала саратовского экотипа. На сегодняшний день в сортообразующих скрещиваниях в Институте сорта иностранного происхождения полностью отсутствуют. Сейчас все они создаются на основе использования в качестве родительских форм перспективных линий собственной селекции.
Темпы повышения урожайности яровой мягкой пшеницы методами селекции составляют в среднем 0,1 ц/га в год.
Урожайность современного сорта яровой мягкой пшеницы Саратовская 68 в засушливые годы более чем в 2 раза выше, по сравнению с первым селекционным сортом Лютесценс 62.
Литература.
1. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1985.
2. Ильина Л.Г. Селекция саратовских яровых пшениц. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та. 1996. - 132 с.
3. Стебут А.И. Организация работ в селекционном отделе//Тр. Сарат. с.-х. опытной станции. - 1913. Вып. 1. - С. 117-214.
4. Мартынов С.П. http://genbank/vurv.cz/wheat/pedigree/
Рабинович С.В. Современные сорта пшеницы и их родословные. Киев: Урожай, 1972. - 328 с.
CHANGES OF SPRING SOFT WHEAT HYBRIDIZATION SCHEMES DURING DEVELOPMENT OF
SARATOV BREEDING SCHOOL R.G. Sayfullin, K.F. Gur’yanova, V.A. Danilova, G.A. Beketova, S.D. Davydov
Summary. The results of Saratov breeders’ work to improving spring soft wheat are presented. The analysis of crossing schemes during development of culture breeding is carried out. To date, a growing number of new varieties in the Institute are developed on the bases of perspective lines own breeding as parental forms. The rate of spring soft wheat yield increasing is average 0.1 c/ha per year with usage of breeding methods. Productivity of modern variety of spring soft wheat Saratovskaya 68 in dry years more that 2 times higher compared to the first breeding variety Lyutestsens 62. Key words: spring soft wheat, breeding, breeding achievement.
26 ----------------------------------------- ____________ Достижения науки и техники АПК, №05-2010
