CC BY
40
Аграрный вестник Урала № 3 (95), 2012 г.
___________________Агрономия
ИЗУЧЕНИЕ СЕМЕНОВОДЧЕСКИХ ПИТОМНИКОВ СОРТА МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ЧЕРНЯВА 13 В ОПХ «ИШИМСКОЕ» ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
г. в. тоболовл,
кандидат сельск0х0зяйственных наук дОЦент 625003, г. Тюмень, ул. Республики, д. 7;
Тюменская государственная сельскохозяйственная академия e-mail- tobolo,)ae-^Yuni^n^r6irnb6e4nj
Положительная рецензия представлена М. Н. Фоминой, кандидатом сельскохозяйственных наук, заведующей лабораторией селекции зернофуражных культур НИИСХ Северного Зауралья.
Ключевые слова: сорт, семеноводческий питомник, полевые исследования, электрофорез, глиадин, сортовая чистота.
Keywords: grade, seed-growing nursery, field researches, electrophoresis, gliadin, high-quality cleanliness.
В процессе репродуцирования сортов сельскохозяйственных культур происходит их постепенное ухудшение. У зерновых культур главной причиной потери сортовых достоинств является механическое засорение. В связи с этим периодически возникает необходимость обновления семян. Основа обновления семян — элита [1].
Одним из главных показателей качества посевов является сортовая чистота или типичность. «Сорт живет, пока он не засорен... Засорение есть гибель сорта» [6]. Основным методом оценки сортовых качеств общепринята полевая апробация, наряду с которой предусмотрен грунтовой контроль. Однако оценка посевов путем апробации и грунтового контроля не всегда может гарантировать высокую точность определения этих показателей у семян. Поэтому в Федеральном законе «О семеноводстве» наряду с апробацией и грунтовым контролем посевов предусмотрено введение лабораторного контроля сортовой чистоты и сортового соответствия оригинальных и репродукционных семян. В основе лабораторного сортового контроля лежит метод электрофореза запасных белков. При анализе запасных белков у пшеницы (глиадинов) признаком служит электрофоретическая подвижность белковых молекул и интенсивность их проявления в спектре. Как правило, они определяются последовательностью нуклеотидов в структурном гене и развиваются как самостоятельные признаки [3, 5, 12].
Работами многих генетиков установлено, что электрофоретический спектр глиадина определяется только наследственными особенностями генотипов и не изменяются под влиянием условий внешней среды. Каждый сорт имеет свой, только ему присущий спектр. Все известные сорта пшеницы характеризуются различными и специфичными типами спектра глиадина и часто полиморфны по аллельным блокам [4, 10, 11]. Благодаря полиморфизму можно описать по аллелям до 1 млн генотипов. По мнению Э. Д. Неттевич, И. С. Беркутовой, Л. Г. Погореловой [9], метод электрофореза можно рекомендовать как первичный тест при изучении внутрисор-товой изменчивости в питомниках первичного семеноводства, для контроля состава биотипов сорта по качеству зерна и сохранения этого типа в процессе репродуцирования.
Цель и методика исследований.
Целью наших исследований было изучение хозяйственно полезных признаков у семеноводческих питомников сорта мягкой пшеницы Чернява 13 в ОПХ «Ишимское» Тюменской области и определение сортовой чистоты этих питомников методом лабораторного сортового контроля.
4
Изучение питомников Р-1, Р-2, суперэлиты и элиты сорта Чернява 13 проводили в 2008-2009 гг. на опытном поле ОПХ «Ишимское».
Погодные условия в годы исследований по температурному режиму практически не различались. В 2008 г. среднесуточная температура воздуха за вегетационный период составила +14,5°С, что на 4,5°С ниже средней многолетней, а в 2009 — +14,9°С. В 2008 г. за период с мая по сентябрь выпало 306,6 мм осадков, что на 51,6 мм выше нормы. В 2009 г. осадков за летние месяцы выпало на 86,5 мм ниже нормы. В целом погодные условия были благоприятными для развития растений пшеницы.
Сорт пшеницы Чернява 13 был выведен в НИИСХ Северного Зауралья совместно с Омским ГАУ. Родословная: [(ОмСХИ-6 * АНК-17) * ОмСХИ-6]. Разновидность лютесценс. Колос призматической или цилиндрической формы. Масса 1000 зерен — 32-47 г. Продолжительность вегетационного периода — 68-91 суток. Сорт высокоустойчив к поражению пыльной головней, средневосприимчив к бурой ржавчине, обладает высокой устойчивостью к полеганию и прорастанию зерна в колосе. Максимальная урожайность 66,1 ц/га была получена в 2002 г. Включен в Госреестр по Тюменской области с 2000 г.
Почва опытного участка — чернозем выщелоченный, укороченной мощности или маломощный.
Посев проводили сеялкой СЗТ-3,6 на глубину 6 см. Норма высева 6,5 млн всх. зерен на га. Питомники высевали в 2008 г. с 15 по 17 мая. В 2009 г. питомники Р-1 и суперэлита высевали 20 мая, а Р-2 и элита — 27 мая. Уход за посевами заключался в послепосевном прика-тывании и обработке гербицидами.
Против однолетних сорняков применяли баковую смесь Банвел, ВР (480 г/л) + Логран, ВДГ (750 г/кг) в норме 0,15 л/га + 10 г/га, против овсюга — Топик, КЭ (80 г/л + антидот) в норме 0,4 л/га.
Учет фенологических фаз роста и развития растений проводили в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания [7].
Уборку опытных делянок по питомникам производили в 2008 г. 10 сентября, в 2009 г. — 15 сентября вручную. Полученную массу зерна взвешивали и приводили к стандартной влажности и чистоте. Содержание белка в зерне у партий сорта Чернява 13 определяли в комплексной агрохимической лаборатории Тюменской ГСХА кафедры агрохимии и почвоведения методом Кельдаля.
Полиморфизм глиадина изучали согласно «Методике проведения лабораторного сортового контроля по группам сельскохозяйственных растений» [8] в лаборатории
www. m-avu. narod. ru
Аграрный вестник Урала № 3 (95), 2012 г. —<^ВВЕ
Агрономия
Таблица 1
Результаты лабораторного анализа семян сорта Чернява 13 (по данным Ишимского ГСИ), 2007 г.
№ Название питомника Чистота, % Всхожесть, % Влажность зерна, % Масса 1000 семян, г
1. Р-1 99,25 90 13,0 36,0
2. Р-2 98,86 89 14,4 34,6
3. суперэлита 99,74 90 14,1 38,0
4. элита 99,39 90 14,2 38,6
таблица 2
Полевая всхожесть растений сорта Чернява 13, ОПХ «Ишимское»
№ п.п. Название питомника Полевая всхожесть, % Среднее значение
2008 г 2009 г
1 Р-1 65,7 87,0 76,3
2 Р-2 92,2 64,2 78,2
3 Суперэлита 74,1 88,0 81,5
4 Элита 65,8 74,6 70,2
Среднее значение 74,4 78,4
Питомники □ ВСХОДЫ
□ Кущение
□ Трубкование
□ колошение
□ Цветение
□ Мол. Спелость
□ Восковая спелость
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 □ ПолнаЯ
спелость
рисунок 1
фенологические фазы роста и развития растений сорта Чернява 13 по питомникам, 2008 г.
Это увеличило продолжительность вегетационного периода растений до 84 суток (табл. 3). В 2009 г. наступление отдельных фенологических фаз с запозданием на один-два дня было отмечено у растений питомника Р-2 (рис. 2). Продолжительность вегетации растений в этом питомнике составила 85 суток. В среднем за два года продолжительность вегетационного периода в питомниках Чернявы 13 изменялась незначительно (одни сутки).
Урожайность как результат пройденного растением жизненного цикла складывается из множества признаков. На продуктивность растений оказывают влияние погодные условия и генетические особенности сорта. Урожайность сорта Чернява 13 в семеноводческих питомниках ОПХ «Ишимское» по годам исследования изменялась от 35,5 до 40,5 ц/га (табл. 4). Так, в 2008 г. максимальная урожайность была отмечена в питомнике суперэлиты (40,5 ц/га).
В 2009 г. достоверное расхождение по продуктивности растений отмечено между питомниками Р-2 и Р-1, Р-2 и элиты.
В среднем за два года максимальная продуктивность растений была отмечена в питомнике суперэлиты — 39,3 ц/га.
По содержанию белка в зерне питомники по годам практически не отличались (табл. 5). Максимальное
сортовой идентификации семян АТИ ТГСХА. В качестве стандарта использовали сорт мягкой пшеницы Безостая 1 и эталонный спектр сорта Чернява 13. Полученные данные обрабатывали по Б. А. Доспехову [2].
Результаты исследований.
Перед посевам все партии семян сорта Чернява 13 прошли проверку в государственной семенной инспекции. Анализ полученных данных показал, что чистота семян по питомникам изменялась от 98,86 % (Р-2) до 99,74 % (суперэлита). В питомнике Р-2 отмечена самая низкая лабораторная всхожесть семян (89 %) и масса 1000 зерен (34,6 г) (табл. 1).
Полевая всхожесть по годам в питомниках сильно не изменялась (табл. 2). Наивысшее значение этого показателя было отмечено в 2008 г. у растений питомника Р-2 (92,2 %). Самая высокая всхожесть в 2009 г. была у растений питомника суперэлиты — 88 %. В среднем по питомникам полевая всхожесть растений изменялась от 70,2 % (элита) до 81,5 % (суперэлита).
Анализ фенологических фаз роста и развития растений сорта Чернява 13 в 2008 г. показал незначительные колебания в прохождении отдельных фаз по питомникам (рис. 1). Наиболее продолжительное время по сравнению с остальными длилась фаза колошения у растений питомника Р-1 (20 суток).
№№№. ГП-Э¥и. ПЭГОб. Ги
5
Аграрный вестник Урала № 3 (95), 2012 г. —<^ВВЕ
Агрономия
Питомники
Р1
Р2
С/Э
□ Всходы
□ Кущение
□ Трубкование
□ колошение
□ Цветение
□ Мол. Спелость
□ Восковая спелость
_______________________________________________□ Полная спелость
рисунок 2
фенологические фазы роста и развития растений сорта Чернява 13 по питомникам, 2009 г.
таблица 3
Продолжительность вегетационного периода за 2008-2009 гг., суток
4т 10 8 20 4 I 10 12 \
\ \ \ ч N N
11 9 19 6 ,2 5 12
/ / / 1 /
10 10 18 6 11 5 13
1 /. / / / / /
1 0 9 18 к 11 5 1
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
№ Название питомника Вегетационный период, суток Ср. знач.
п. п. 2008 г. 2009 г.
1 Р-1 84 79 81
2 Р-2 79 85 82
3 Суперэлита 81 83 82
4 Элита 82 80 81
Среднее значение 81 81
Таблица 4
Урожайность пшеницы сорта Чернява 13 в семеноводческих питомниках, ОПХ «Ишимское»
№ п.п. Название питомников Урожайность, ц /га
2008 г. 2009 г. Среднее значение
1 Р-1 35,5 35,5 35,5
2 Р-2 38,2 39,4 38,8
3 Суперэлита 40,5 38,0 39,3
4 Элита 36,9 36,4 36,7
НСР05 2,83 1,58
значение этого показателя в среднем отмечено у семян питомника суперэлиты (19,8 %). Максимальное значение М1000 зерен имели зерновки питомника суперэлиты в 2008 г. — 41,8 г. Самое крупное зерно сформировали растения питомника элиты в 2009 г. — 43,3 г.
Полученные зерновки из урожая 2008 и 2009 гг. были индивидуально проанализированы методом электрофореза в полиакриламидном геле в 2010 г. в лаборатории.
Сравнительный анализ полученных электрофоре-грамм глиадина по питомникам показал, что все они были идентичны друг другу и эталонному спектру. Спектры глиадина зерновок семеноводческих питомников сорта Чернява 13 не различались ни по интенсивности окрашивания, ни по электрофоретической подвижности молекул в геле. Суммарное количество белковых молекул в спектре составило 21 и не отличалось от эталона. Проведенные лабораторные анализы показали, что сорт Чернява 13 представлен по глиадину одним биотипом (рис. 3).
В соответствии с классификацией и каталогом блоков компонентов глиадина, полученные электрофоре-граммы были идентифицированы по аллелям локуса Gli пяти хромосом (1А, 1В, Ю, 6А и 6D). Сортовая формула по глиадину сорта Чернява 13 была прописана как Gli А1І1, В1Ь, D1a, А2к, D2b.
Анализ электрофоретических спектров позволил также определить сортовую чистоту изучаемых семеноводческих питомников. В гелях электрофореграмм питомника элиты и суперэлиты были обнаружены по одной зерновке с нетипичным генотипом. Примесь была идентифицирована как сорт АВИАДа. Сортовая чистота составила в питомнике Р-1 и Р-2 — 100 %, а в питомниках элиты и суперэлиты — 99,8 %.
Таким образом, сравнение зерновок семеноводческих питомников сорта Чернява 13 ОПХ «Ишимское» методом лабораторного сортового контроля показало, что все семена соответствовали заявленному сорту, а по сортовой чистоте — ГОСТ Р 52325-2005.
6
№№№. т-Э¥и. пагосі. ги
Аграрный вестник Урала № 3 (95), 2012 г.
Агрономия'Ф* ^
Таблица 5
Содержание белка в зерне и масса 1000 зерен сорта Чернява 13 по питомникам, ОПХ «Ишимское», 2008-2009 гг.
№ п. п. Название питомника Содержание белка, % Масса 1000 зерен, г
1 Р-1 16,85 40,4
2 Р-2 17,10 42,0
3 Суперэлита 19,75 40,6
4 Элита 17,15 41,0
Среднее значение 17,71 41,0
Выводы.
1. Полевая всхожесть в годы исследований по питомникам Чернява 13 изменялась от 70,2 % до 81,5 % у суперэлиты.
2. В 2008 г. самыми скороспелыми были растения в питомнике Р-2 — 79 суток, а в 2009 г. в питомнике Р-1.
В среднем вегетационный период по семеноводческим питомникам составил 81-82 дня.
3. Максимальную урожайность за годы исследований сформировал питомник суперэлиты — 39,3 ц/га.
4. По крупности зерна был выделен питомник Р-2 (42 грамма). Среднее значение массы 1000 зерен составило по питомникам 41 г
5. Наибольшее содержание белка в зерне было отмечено в питомнике суперэлиты — 19,7 %. Расхождение по питомникам по этому показателю составило 2,9 %.
6. Идентификация зерновок семеноводческих питомников в ОПХ «Ишимское» показало, что все питомники соответствовали заявленному сорту Чернява 13.
7. Сортовая чистота составила в питомнике Р-1 и Р-2 100 %, а в питомниках элиты и суперэлиты — 99,8 %.
Рекомендации.
Для поддержания типичности сорта Чернява 13, а также определения сортовой чистоты на этапе первичного семеноводства необходимо использовать молекулярно-генетические методы лабораторного сортового контроля.
Литература
1. Березкин А. Н., Малько А. М., Смирнова Л. А., Исламов М. И., Горбачев И. В., Березкина Л. Л. Факторы и условия развития семеноводства сельскохозяйственных растений в Российской Федерации. М. : Изд-во МСХА, 2006. 302 с.
2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М. : Агропромиздат, 1985. 351 с.
3. Конарев В. Г. Белки растений как генетические маркеры. М. : Колос, 1983. 320 с.
4. Конарев В. Г. Молекулярно-биологические исследования генофонда культурных растений в ВИРе (19671997). СПб. : ВИР, 1998. 97 с.
5. Конарев А. В. Адаптивный характер молекулярного полиморфизма и его использование в решении проблем генетических ресурсов растений и селекции // Аграрная Россия. 2002. № 3. С. 4-11.
6. Лисицин П. И. Семеноводство. Избранные сочинения. М. : Сельхозгиз, 1953. Т. 2. С. 126.
7. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1989. Вып. 2. 194 с.
8. Поморцев А. А., Кудрявцев А. М., Упелниек В. П. [и др.]. Методика проведения лабораторного сортового контроля по группам сельскохозяйственных растений. М. : Росинформагротех, 2004. 96 с.
9. Неттевич Э. Д., Беркутова Н. С., Погорелова Л. Г. Метод электрофореза при изучении внутрисортовой изменчивости качества зерна пшеницы // Селекция и семеноводство. 1983. № 11. С. 9.
10. Поморцев А. А., Лялина Е. В. Идентификация и оценка сортовой чистоты семян ячменя методом электрофоретического анализа запасных белков зерна. М. : Изд-во МСХА, 2003. С. 85.
11. Созинов А. А., Попереля Ф. А., Парфентьев М. Г. О наследовании некоторых фракций спирторастворимого белка при гибридизации пшениц // Научно-техн. бюл. ВСГИ. 1970. Вып. 13. № 2. С. 4-38.
12. Созинов А. А. Полиморфизм белков и его значение для генетики и селекции // Вестник АН СССР 1982. № 11. С. 18-29.
а в
Рисунок 3
Электрофоретический спектр глиадина мягкой пшеницы: а) сорт Безостая 1 (стандарт), в) сорт Чернява 13
www. т-ауи. пагоб. ги
7
