CC BY
18
12. Долгополова Л.Н., Лаханов А.П. Методика комплексной оценки засухоустойчивости гороха и вики. Орел, 1974. 24 с.
УДК 633.3 + 576.7
Косвенные признаки семенной продуктивности образца кормовых бобов К-1456
Use of physiological methods in peas selection on drought resistance
G.V. Soboleva, V.N. Uvarov
All-Russia Research Institute of Legumes and Groat Crops, Molodezhnaya str, 10, building 1, set. Streletskiy, Orel district, Orel region, 302502, Russia
Summary. 4s a result of comparative evaluation of perspective selection lines of peas on physiological indicators of drought resistance and productivity it was determined that for preliminary screening for drought resistance the method of sprouting of seeds in the concentrated solutions of osmotics, simulating lack of moisture can be used. This method is based on direct correlation between ability of seeds to sprout in the conditions of osmotic stress and drought resistance. 4s a result of seeds sprouting on sucrose solutions with osmotic pressure 16 atm the germination of seeds varied from 28.33 (L-53-10) to 71.67% (L-102-07). Comparative resistance level (the percentage ratio of seed germination on sucrose to this parameter on water) changed from 34.0 to 75.9%. It was revealed that relative growth of germinal root is an indicator which makes it possible to lead comparative evaluation of genotypes on resistance to osmotic stress more accurately. In the experiment a value of this indicator at selection lines of peas varied from 5.78 (L-80-11) to 32.00% (L-102-07). Following the results of the led analysis selection lines L-75-06 and L-102-07 possessing the increased relative drought resistance were determined. These lines on the average for years of researches surpassed standard Faraon in seeds productivity: corresponding 2.91 and 2.76 t/ha by contrast to 2.63 t/ha. In 2013 selection line L-75-06 as a variety s Rodnik was submitted to the State Strain Testing. Rodnik is a middle-ripening variety, it takes 72-80 days from sprouts to complete ripeness. Semileafless type of leaf. Color of flag and cover slip is white. The 1000 seeds weigh 240-270 g. The protein content in seeds is 25.0%. Grain has good commodity and palatability. By results of competitive strain testing the variety exceeded the seeds productivity standard by 0.29 t/ha. It is notable for high resistance to lodging and drought resistance.
Keywords: peas, osmotic stress, selection, variety, drought resistance, productivity.
Author Details: G.V. Soboleva, Cand. Sc.(Agr.), Leading Researcher (e-mail: [email protected]); V.N. Uvarov, Cand. Sc.(Agr.), Leading Researcher.
For citation: Soboleva G.V., Uvarov V.N. Use of physiological methods in peas selection on drought resistance. Zemledelie. No. 4. pp. 37-39 (in Russ.).
Ю.Н. КУРКИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Нгуен Тхи Лан ХЫОНГ, аспирант Нго Тхи Зием КИЕУ, аспирант
Белгородский государственный национальный исследовательский университет, ул. Победы, 85, Белгород, 308015, Россия E-mail: [email protected]
Возделывание бобов (Vicia faba L.) способствует созданию прочной кормовой базы для животноводства и восстановлению почвообразовательных процессов в агроэкосистемах. С целью выявления косвенных признаков семенной продуктивности растений кормовых бобов сортообразца К-1456 (Дагестан) определяли толщину эпидермы (33,6 мкм), хлоренхимы (91,7 мкм), склеренхимы (78,0 мкм), флоэмы (80,0 мкм) и ксилемы (130,6 мкм) черешка одно-парного листа; число устьиц на верхней и нижней эпидерме (17,6 и 45,4 шт. на 1 мм2) листовой пластинки и их размер (40,1 и 46,6 мкм соответственно). Листья бобов относятся к амфистоматическому типу, но устьиц на нижней эпидерме в 2,6 раза больше, чем на верхней. Пыльцевые зерна бобов трехпоровые, моносифоничные, длиной 37,4 мкм и шириной 21 мкм. Выявлены сильные корреляции c семенной продуктивностью образца числа (r = -0,994) и размера (r = +0,808) устьиц на верхней эпидерме, а также ширины (r = -0,991) и длины (r = +0,954) пыльцевого зерна. Названные признаки можно рекомендовать в качестве косвенных при селекции образца бобов К-1456 на повышение семенной продуктивности. Для этих связей были рассчитаны уравнения регрессии. Чем меньше устьиц на верхней эпидерме и чем они крупнее, тем выше семенная продуктивность растений. Уравнение регрессии длины пыльцевого зерна (Х, мкм) по массе семян с растения (Y, г) имеет вид: Y=-127,4+4,4X.
Ключевые слова: бобы, семенная продуктивность, косвенные признаки продуктивности, анатомия растений.
Для цитирования: Куркина Ю.Н., Нгуен Тхи ЛанХыонг, Нго Тхи Зием Киеу. Косвенные признаки семенной продуктивности кормовых бобов К-1456 // Земледелие. 2015. № 4. С. 39-40.
Современное сельскохозяйственное производство нацелено на решение двух актуальных проблем: дефицита растительного (кормового) белка и истощения почв [1, 2]. В связи с этим возрос интерес к бобам (Vicia
faba L.) как культуре, способствующей формированию прочной кормовой базы для животноводства и восстановлению почвообразовательных процессов в агроэкосистемах. Кроме того, это питательная овощная и привлекательная декоративная культура. Благодаря повышенной концентрации белка в зерне, бобы представляют собой отличный источник сырья для производства кормовых добавок [3]. Использование бобов в севооборотах значительно улучшает физико-механические свойства почвы, увеличивает ее плодородие, снижая при этом потребность в азотных удобрениях [1, 4, 5].
Несмотря на все достоинства, посевные площади этой культуры в нашей стране остаются незначительными. Причина - недостаток или отсутствие адаптированных сортов.
Перед селекционерами стоит задача выведения пластичных сортов, урожайных по кормовой массе и семенам, с высоким качеством продукции, средне- и скороспелых, устойчивых к наиболее вредоносным болезням. При этом важную роль играет правильный подбор косвенных показателей улучшаемого признака, позволяющий значительно сократить отдельные этапы селекции. В этом отношении несомненную ценность представляют наименее трудоемкие признаки, для анализа которых нет необходимости использовать дорогостоящее оборудования [4].
Целью исследования было изучение некоторых анатомических признаков вегетативной и генеративной сферы растений бобов и выявление косвенных показателей их семенной продуктивности.
Исследования прошлых лет выявили из 180 образцов бобов (Vicia faba L.) наиболее перспективные для селекции в условиях юга ЦЧЗ [5]. Один из них стал объектом нашего исследования. Это засухоустойчивый е высокобелковый образец К-1456 (по | каталогу ВИР) из Дагестана - с широ- ® кой нормой реакции по семенной про- е дуктивности: от 5 до 140 г, при колеба- | нии средней по коллекции величины № этого показателя от 11 до 69 г. 4
Для определения косвенных при- м знаков семенной продуктивности 1 мы изучали анатомические особен- 5
ности черешка и эпидермы листовои пластинки однопарного листа бобов, выращенных на территории ботанического сада БелГУ (г Белгород) в вегетационные периоды 2012-2013 гг. Анализировали также особенности пыльцевых зерен бобов.
В черешке измеряли толщину следующих тканеИ: покровноИ - эпидермы, основной ассимиляционной -хлоренхимы, механической ткани проводящего пучка - склеренхимы, проводящих - флоэмы и ксилемы. Кроме того, были установлены число устьиц (на 1 мм2) и их размер (длину замыкающих клеток) на верхней и нижней эпидерме листовой пластинки, атакжедлина и ширина пыльцевых зерен.
Повторность опыта 2-кратная. На постоянных и временных препаратах на микроскопе «БИОЛАМ» с применением окуляр- и объектмикрометра анализировали по 16-19 растений каждого года исследований. Для обсчета данных использовали интегрированный пакет статистического анализа Statistica ^6.0.
Толстостенные клетки верхней и нижней эпидермы листочка покрыты тонким слоем кутикулы. Основные клетки верхней эпидермы имеют более извилистые стенки, по сравнению с клетками нижней эпидермы. Листочки бобов амфистоматического типа, однако на нижней эпидерме устьиц в 2,6 раза больше, чем на верхней (см. табл.).
были рассчитаны уравнения регрессии. Так, регрессия числа устьиц на верхней эпидерме (Х, шт.) по массе семян с растения (X г) соответствует модели:
У = 2165,3-134,8Х. Уравнение регрессии длины пыльцевого зерна (Х, мкм) по массе семян с растения (X г) имеет вид: У = -127,4+4,4Х.
А регрессию ширины пыльцевого зерна (Х, мкм) по массе семян с растения (X г) можно записать так: У = 234,1-9,3Х.
Кроме того, следует отметить и сильную положительную зависимость между продуктивностью и длиной замыкающих клеток устьиц на верхней эпидерме (г = +0,808).
Связь семенной продуктивности образца с толщиной покровной, механической и проводящей тканей была средней и слабой. Коэффициент корреляции с толщиной хлоренхимы был положительным (г = +0,321), а с толщиной эпидермы (г = -0,205), склеренхимы (г = -0,203) и ксилемы (г = -0,169) - отрицательным.
Таким образом, число устьиц и длину их замыкающих клеток на верхней эпидерме, а также длину и ширину пыльцевого зерна можно рекомендовать в качестве косвенных признаков семенной продуктивности образца К-1456 (Дагестан). Учет этих показателей наименее трудоемок и довольно прост в исполнении.
Анатомические признаки кормовых бобов образца К-1456 и их корреляция с семенной продуктивностью
Анатомический признак Среднее значение признака Коэффициент корреляции с продуктивностью семян, r
Число устьиц на верхней эпидерме, шт. на 1 мм2 17,6±1,6 -0,994*
Число устьиц на нижней эпидерме, шт. на 1 мм2 45,4±3,3 +0,219
Размер устьиц на верхней эпидерме, мкм 40,1±1,1 +0,808
Размер устьиц на нижней эпидерме, мкм 46,6±0,9 +0,009
Толщина эпидермы, мкм 33,6±2,3 -0,205
Толщина хлоренхимы, мкм 91,7±7,4 +0,321
Толщина склеренхимы, мкм 78,0±4,1 -0,203
Толщина флоэмы, мкм 80,0±1,7 -0,105
Толщина ксилемы, мкм 130,6±2,4 -0,169
Длина пыльцевого зерна, мкм Ширина пыльцевого зерна, мкм 37,4±1,9 21,4±3,1 +0,954* -0,991*
* Коэффициенты корреляции, значимые при Р=0,005.
Толщина эпидермы черешка в среднем составляет 33,6 мкм, что почти в 3 раза меньше слоя лежащей под ней хлоренхимы, равного 91,7 мкм. Толщина массива ксилемы в сосудисто-волокнистом пучке череш->я ка листа примерно в 1,6 раза больше, о чем у флоэмы. Длина пыльцевого ^ зерна превышает его толщину почти ^ в 1,8 раза.
о» С семенной продуктивностью | образца достоверно коррелируют три признака: число устьиц на верх® ней эпидерме (г = -0,994), длина 5 (г = +0,954) и ширина (г = -0,991) $ пыльцевого зерна. Для этих связей
Проведенные анатомо-морфо-логические исследования черешка, листа и пыльцевого зерна изучаемого высокопродуктивного образца показали, что чем меньше устьиц на верхней эпидерме, больше их размер, длиннее пыльцевые зерна, тем выше семенная продуктивность растения.
Литература.
1. Столяров О.В. Нут, соя и кормовые бобы в Центральном Черноземье (вопросы теории и практики повышения азот-фиксации, величины и качества урожая семян): Дисс. д-ра с.-х. наук. Воронеж, 2005. 542 с.
2. Наумкин В.Н. Основные принципы и правила земледелия в приложении к агроэкологии. Брянск: БрГУ. 2002. 16 с.
3. Бабич Н.Н. И снова о проблеме белка // Кормопроизводство. 1996. № 1. С. 22-24.
4. Куркина Ю.Н. Комплексный подход в селекции бобов. Белгород: ПОЛИТЕРРА, 2008. 256 с.
5. Куркина Ю.Н. Биологические особенности кормовых бобов и их селекционная ценность: Дисс. ...канд. с.-х. наук. Воронеж: ВГАУ, 2003. С. 154.
indirect signs of seed productivity of faba bean sample K-1456
Yu.N. Kurkina, Nguyen Thi Lan Huong, Ngo Thi Diem Kieu
Belgorod State National Research University, Pobedy str. 85, Belgorod, 308015, Russia
Summary. Faba beans (Vicia faba L.) cultivation furthers a strong food base for animal industry and a restoration of soil-forming processes in agroecosystems. In order to identify the indirect signs that characterize faba beans seed productivity of sort K-1456 (Dagestan) the authors have defined the thickness of the epidermis (33.6 ym), chlorenchyma (91.7 ym), sclerenchyma (78.0 ym), phloem (80.0 ym) and xylem (130.6 ym) of the petiole of single pair leaves; the number (17.6 and 45.4 units/mm2) and the size (40.1 and 46.6 ym) of stomatos on the upper and lower epidermis of the blade respectively. The bean leaves are amphistomatic type, however the number of stomatos on the lower epidermis is 2.6 times higher than on the upper epidermis. There are 3 pores and 1 siphon on the pollen grains, which have a length of 37.4 ym and a width of 21.4 ym. The seed productivity is strongly correlated to the number (r = -0.994) and the size (r = +0.808) of the stomatos on the upper epidermis of the leaves, and also to the width (r = -0.991) and the length (r = +0.954) of the pollen grains. These signs can be used as the indirect signs to select the high-productive bean seeds of the sort K-1456. The smaller number of stomata on the lower epidermis of the leaves and the larger their size, the higher seed productivity. The regression equation describing the correlation between the length of pollen grains (Y, ym) and the weight of the seeds (X, g) has the form: Y = -127.4 + 4.4X.
Keywords: beans, seed productivity, indirect signs of seed productivity, plant anatomy.
Author Details: Yu.N. Kurkina, Cand. Sc.(Agr.), Assoc. Prof. (e-mail: iu.kurkina@ yandex.ru); Nguyen Thi Lan Huong, Postgraduate student; Ngo Thi Diem Kieu, Postgraduate student.
For citation: Kurkina Yu.N., Nguyen Thi Lan Huong, Ngo Thi Diem Kieu. Indirect signs of seed productivity of faba bean sample K-1456. Zemledelie. 2015. No. 4. pp. 39-40 (in Russ.).
