Создание линий восстановителей фертильности пыльцы

Усатенко Т.В., Горбаченко Ф.И., Бурляева Е.Г., Горбаченко О.Ф., Лучкин
Н.С., Житник Н.А.
СОЗДАНИЕ ЛИНИЙ ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ ФЕРТИЛЬНОСТИ
ПЫЛЬЦЫ ПОДСОЛНЕЧНИКА ТОЛЕРАНТНЫХ К НОВЫМ
ВЫСОКОВИРУЛЕНТНЫМ РАСАМ ЗАРАЗИХИ (OROBANCHE
CUMANA WALLR.)
Введение. История селекции подсолнечника, как в нашей стране, так
и за рубежом, непрерывно связана с селекцией на устойчивость к
эволюционирующим расам заразихи. На протяжении всего времени
возделывания подсолнечника в России было несколько периодов, когда
сильное поражение посевов заразихой ставило эту культуру под угрозу
исчезновения. Каждый раз эта проблема успешно решалась путём создания
устойчивых сортов и гибридов и строгого соблюдения научно обоснованных
севооборотов.
В последние 15 – 20 лет высокая рентабельность производства семян
подсолнечника привела к повсеместному нарушению севооборотов,
подсолнечник часто возвращался на прежнее место через 1-3 года. Это
обстоятельство, а также использование в качестве посевного материала семян
гибридов иностранной селекции, восприимчивых к местной популяции
заразихи, способствовали накоплению в агроценозах большого количества
инфекционного начала этого патогена и возникновению более агрессивных
рас. Сорта и гибриды подсолнечника, ранее устойчивые, стали поражаться
заразихой. Сообщения об обнаружении новых более агрессивных рас
О.сumana постоянно поступали и из других стран, возделывающих эту
культуру. Было установлено существование расы F в Румынии, расы F и G в
Испании, новых рас в Турции и Болгарии (Fernandez – Escobar et. al., 2008;
Pacureanu- Joita et. al., 2008; Шкорич и др. 2006).
К настоящему времени учёными обнаружено 8 рас патогена: А, В, С,
D, Е, F, G, H. Самые вирулентные из них F, G, H. В России мониторинг рас
заразихи провели учёные ВНИИМК в Ростовской, Волгоградской,
Оренбургской областях в Краснодарском и Ставропольском краях. Ими
обнаружено появление более агрессивных рас во всех обследованных
регионах, но больше их накоплено на полях Ростовской и Волгоградской
областей. Результаты обследований показали большую пестроту расового
состава О. сumana в зависимости не только от регионов и районов, но и от
конкретного поля (Антонова и др., 2009; Антонова и др., 2011; Антонова и
др., 2014). Так как основная линия защиты подсолнечника против заразихи –
генетическая,
создание
селекционного
материала
подсолнечника
толерантного к наиболее агрессивным расам патогена, выявленным на
производственных посевах, является очень актуальной.
Цель нашей работы – создание отцовских линий гибридов
подсолнечника толерантных к комплексу новых высоковирулентных рас
заразихи.
2
Материалы и методы. Для создания устойчивого к заразихе
селекционного материала необходимым условием является достоверная
оценка и наличие источников устойчивости. Оценку селекционного
материала проводили на полевом участке и в теплице, в осенне-зимний
период, по методике, разработанной во ВНИИМК (Панченко, 1975). На
полевом участке под зяблевую вспашку вносили смесь семян заразихи,
собранных в разных районах Ростовской области, из расчета 3 г семян на 1
м². При оценке в теплице такую же смесь семян вносили в почву перед
посевом, 200 мг га 1 кг почвы. В качестве контроля инфекционной нагрузки
использовали гибрид Донской 22, неустойчивый к современным расам
заразихи. Для установления расового состава популяции заразихи были
высеяны линии дифференциаторы: Р 96 – к расе F и RGi -6 к расе G. Анализ
поражаемости заразихой гибрида Донской 22 показал, что инфекционная
нагрузка была высокой (100 % поражения, степень поражения от 10 и более
цветоносцев заразихи на 1 растение на всех контрольных делянках участка).
Линия Р 96 поразилась на 63 %, степень поражения от 5 до 10 цветоносцев
заразихи на 1 растение, линия RGi-6 на 10 %, степень поражения 1-2
цветоносца. Полученные данные показали, что в популяции заразихи,
которую мы использовали для оценки, преобладала заразиха преодолевшая
устойчивость к расе F с примесью биотипов преодолевших устойчивость к
расе G. Так как линии восстановителей фертильности пыльцы должны
обладать устойчивостью к ложной мучнистой росе, то параллельно весь
полученный селекционный материал оценивали на устойчивость к наиболее
распространённым в нашем регионе расам ложной мучнистой росы (330, 710,
730) по методике, разработанной во ВНИИМК (Панченко, 1965). Источником
генов устойчивости к наиболее вирулентным расам заразихи и ложной
мучнистой росы были гибриды селекции разных фирм, показавшие высокую
толерантность к этим патогенам. Все современные гибриды подсолнечника
созданы с использованием системы ЦМС-RF, поэтому нам удалось с
помощью многократного самоопыления из этого исходного материала
выделить линии, несущие в своих геномах гены восстановления
фертильности пыльцы.
Результаты исследований. С помощью оценки, отбора самых
устойчивых к заразихе растений, самоопыления на полевом инфекционном
участке и в теплице нам удалось отобрать ряд перспективных образцов для
получения RF- линий подсолнечника (табл. 1).
3
ферт.
—‫—״‬
—‫—״‬
—‫—״‬
расщ.
—‫—״‬
ферт.
—‫—״‬
расщ.
ферт.
—‫—״‬
—‫—״‬
—‫—״‬
—‫—״‬
0
0
0
0
14
0
0
0
0
0
0
0
100
100
Вегетационный
период от
всходов до
330
710
730
цветения,
дни
созревания,
дни
Высота растений,
см
Поражаемость
заразихой, %
ВД 110- К
ВД 62- К
Т 50001
—‫—״‬
—‫—״‬
ESЛуиза
ЛГ 5518
ЛГ 5507
—‫—״‬
ECX1093
—‫—״‬
ПР 64Ф 66
Ванилла
ПР 64 Е71
RHA 274
NS-H-62
Расщепление по
фертильности
J-4/104
J-4/118
J-4/136
J-4/2311
J-3/2341
J-3/2563
J-3/2594
J-3/2368
J-3/2555
J-4/184
J-3/2641
J-3/2603
Происхождение
Индекс линии
Таблица 1 – Перспективный исходный материал для селекции RF – линий
подсолнечника, толерантных к заразихе, ДОС, 2014 г.
0
0
100
50
8
0
0
0
50
25
0
100
0
0
100
10
100
0
0
0
0
100
100
100
0
0
100
0
100
0
0
0
0
80
100
100
54
58
55
58
55
55
54
55
56
53
58
57
55
58
84
85
85
93
84
84
81
75
85
84
87
84
76
91
99
106
103
102
131
118
114
96
126
103
108
128
113
139
Поражаемость расами
ЛМР, %
Известно, что восстановители фертильности должны иметь высокую
пыльцевую продуктивность и растянутый период цветения, поэтому при
отборе растений для самоопыления предпочтение было отдано генотипам с
рецессивной ветвистостью. Все представленные в таблице 1 линии
ветвистые. Очень важным показателем в характеристике RF- линий является
период вегетации (всходы-цветение), так как от этого зависит подбор
родительских линий при их оценке на ОКС и СКС на участках гибридизации.
У выделенного нами материала его длина от 53 до 58 дней, показатели на
уровне контрольных RF-линий. Было также уделено внимание и высоте
растений, так как слишком низкорослые формы в условиях производства
могут не обеспечить достаточного количества пыльцы для опыления. Высота
растений в зависимости от генотипа варьировала от 93 до 131см. По
результатам расщепления в потомстве на фертильные и стерильные формы
видно, что большая часть выделенного материала содержит в своих геномах
гены восстановления фертильности в гомозиготном доминантном состоянии.
Особый интерес представляют линии J- 4/104 и J- 4/118. Эти линии
показали 100 % устойчивость к комплексу агрессивных рас заразихи, при их
оценке на полевом инфекционном участке и в условиях теплицы, и
устойчивость к трём расам ложной мучнистой росы (330,710,730).
Гибридные комбинации, созданные с участием этих линий, также проявили
высокую толерантность к О. сumana по результатам их оценки в условиях
теплицы (табл. 2).
4
Таблица 2 – Результаты оценки на устойчивость к заразихе
экспериментальных гибридных комбинаций подсолнечника, ДОС, 2014 г.
Гибридные комбинации
МЛ 2756
МЛ 2810
МЛ 2867
МЛ 2923
МЛ 2964
МЛ 3002
Донской 22-контроль
Р 96 – линия дифференциатор расы F
Поражение заразихой
%
30,0
0
10,0
30,0
10,0
10,0
100,0
степень
1,0
0
1,0
4,0
2,0
1,0
∞
60,0
4,0
Таким
образом,
полученные
экспериментальные
данные
свидетельствуют, что путём многократного самоопыления, отборов и
достоверных методов оценки в полевых и лабораторных условиях можно
создать исходный материал для селекции RF-линий подсолнечника
высокотолерантных к новым агрессивным расам заразихи.
Литература
1.
Антонова, Т.С. Распространение и вирулентность заразихи (Orobanche
сumana Wallr) на подсолнечнике в Ростовской области /Т.С. Антонова, Г.М.
Ситало, Н.М. Арасланова, С.З.Гучетль, С.А. Рамазанова, Т.А. Челюстникова//
Масличные культуры: Науч.-техн. Бюл. ВНИИМК – 2009. - Вып. 1 (140). – С.
31-37.
2.
Антонова, Т.С. Вирулентность заразихи, поражающей подсолнечник в
Волгоградской и Ростовской областях / Т.С. Антонова, Н.М. Арасланова,
С.А. Рамазанова, С.З.Гучетль, Т.А. Челюстникова// Масличные культуры:
Науч.-техн. Бюл. ВНИИМК – 2011. - Вып. 1 (146 -147). – С. 127 – 130.
3.
Антонова, Т.С. Идентификация расовой принадлежности заразихи
Orobanche сumana Wallr с полей подсолнечника в Краснодарском и
Ставропольском краях, Оренбургской области и Казахстане / Т.С. Антонова,
Е.А.Стрельников, Н.М. Арасланова // Масличные культуры: Науч.-техн. Бюл.
ВНИИМК – 2014. - Вып. 1 (157 - 158). – С. 114 – 120.
4.
Панченко, А.Я. Ускоренный метод оценки на устойчивость к ложной
мучнистой росе /А.Я. Панченко // Селекция и семеноводство. – 1965. - № 2. –
С. 52 – 54.
5.
Панченко, А.Я. Ранняя диагностика заразихоустойчивости при
селекции и улучшающем семеноводстве подсолнечника / А.Я.Панченко //
Вестн. с.-х. науки. – 1975. - № 2. – С. 107-115.
6.
Шкорич, Д. Селекция подсолнечника на устойчивость к заразихе
(Orobanche сumana Wallr.) / Д.Шкорич, С. Йоцич // Сборник докладов
Международной
научно-практической
конференции
«Современные
5
проблемы
научного
обеспечения
производства
подсолнечника»,
посвящённой 120 – летию со дня рождения академика В.С.Пустовойта
ВНИИМК. – 2006 – Краснодар. – С. 17 – 24.
7.
Fernandez – Escobar,J .Distribution and dissemination of sunflower
broomrape (Orobanche сumana Wallr.) rase F in Southern Spain / Juan Fernandez
– Escobar, M. Isabel Rodriguez–Ojeda, Luis Carlos Alonso // Proc. 17 th
International Sunflower Conference. – Cordoba. – Spain. – 2008. V. 1. – Р. 231 –
236.
8.
Pãcureanu-Joita, M. The impact of the new races of broomrape (Orobanche
сumana Wallr.) parasite in sunflower crop in Romania / Maria Pãcureanu-Joita,
Steluta Raranciuc, Emilia Procopovici, Elisabeta Sava, Dumitru Nastase // Proc. 17
th International Sunflower Conference. – Cordoba. – Spain. – 2008. – V. 1. – Р.
225 – 230.
6
Усатенко Т.В., Горбаченко Ф.И., Бурляева Е.Г., Горбаченко О.Ф., Лучкин Н.С., Житник
Н.А. Создание линий восстановителей фертильности пыльцы подсолнечника,
толерантных к новым высоковирулентным расам заразихи (Orobanche cumana Wallr.).
Usatenko T. V., Gorbachenko F. I., Burlyaeva E. G., Gorbachenko O. F., Luckin N.S., Zhitnik
N. A. Creating lines repairers pollen fertility sunflower tolerance to new virulent races of
Broomrape (Orobanche cumana Wallr.).
В статье показана возможность создания RF-линий подсолнечника, толерантных к
комплексу новых высоковирулентных рас заразихи с помощью оценки отбора и
самоопыления.
The article shows the possibility of creating RF-lines of sunflower, tolerant to a range of new
virulent races of Broomrape (Orobanche) using estimates of selection and self-pollination.