Исходный материал в селекции

УДК 633.13.631.52
ИСТОЧНИКИ ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ
ОЗИМОЙ РЖИ В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖЬЕ
Г-з С. Маннапова, кандидат сельскохозяйственных наук, С.Н. Пономарев, доктор
сельскохозяйственных наук, М.Л. Пономарева, доктор биологических наук, Л.Ф.
Гильмуллина, старший научный сотрудник, Г-ра С. Маннапова, младший научный
сотрудник
ФГБНУ «Татарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»
e-mail: [email protected]
Аннотация. В результате десятилетней комплексногой оценки 1050 сортообразцов
озимой ржи из коллекции ВИР и других селекционных учреждений выделены источники по
устойчивости к бурой ржавчине, мучнистой росе, зимостойкости, урожайности и
продуктивности растений. Они включены в программу гибридизации. За этот период
получено 450 гибридных комбинаций, которые находятся в разных этапах селекционного
процесса.
Ключевые слова. Озимая рожь, исходный материал, источники ценных признаков
Введение. Успех в селекции в значительной степени определяется наличием
соответствующего задачам исходного материала. Целесообразно добиваться расширения
генетического потенциала вовлечением в гибридизацию богатого по разнообразию мирового
сортимента с учётом его происхождения и селекционной ценности [5].
На современном этапе прогресс в селекции растений невозможен без использования
новых методов и технологических решений, позволяющих ускоренно создавать
разнообразные генотипы, которые могут служить в качестве исходного материала с новыми
признаками и свойствами [4].
Выдающийся вклад в учение об исходном материале внес Николай Иванович
Вавилов. Он подчеркивал, что исследование местного материала должно быть базой
селекционной работы, но наряду с этим всемерно должны быть использованы мировые
стандартные сорта, все ботаническое разнообразие данной культуры [1].
Изучение селекционных достоинств коллекционного материала озимой ржи, путей
формирования потенциальной продуктивности, устойчивости к болезням и абиотическим
факторам имеет большое практическое значение для создания новых сортов в Республике
Татарстан.
Материалы и методы.
Для комплексной оценки и определения селекционной ценности коллекционных
сортообразцов озимой ржи различного эколого-географического происхождения на
опытных полях ФГБНУ «Татарский НИИСХ» (Предкамье Республики Татарстан) был
заложен однофакторный полевой опыт по предшественнику черный пар. Опыт закладывался
в 2-кратной повторности, посев ручной, делянки трехрядковые, площадь делянки 1 м2. За
период с 2001 по 2010 гг. было исследовано 1050 сортообразцов из коллекции ВИР и других
селекционных учреждений. Наибольшее разнообразие было представлено сортообразцами
российской селекции и отечественными местными формами – 391 образец. Вторую позицию
по числу изученного исходного материала занимала Польша (115 шт.), третье – Финляндия
(94 шт.). По эколого-географическому разнообразию коллекция представлена 30 странами.
Оценка коллекционных образцов проводилось согласно методическим указаниям ВИР
(1981) [3]. Число падения определяли на приборе Хагберга-Пертена (Fаlling Number 1500),
определение массовой доли белка проводили на инфракрасном спектрометре «Infratec 1275
Analyser».
Полевая устойчивость сортообразцов к бурой ржавчине и мучнистой росе
определялась у 150 учетных растений в период максимального поражения на естественном
инфекционном фоне. Интенсивность поражения и степень развития заболевания оценивалась
по соответствующим шкалам, где балл соответствовал проценту поражения листьев.
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с использованием
пакетов программ AGROS, Exсel 7.0, руководства Б.А. Доспехова (1979) [2].
Метеорологические условия включали разнообразие лимитирующих факторов среды,
характерных для Средневолжского региона, что позволило дать всестороннюю оценку
коллекционному материалу (табл. 1).
Таблица 1. Характеристика метеорологических условий весенне-летнего периода вегетации
озимой ржи (апрель-июль)
Прохладный год
Умеренно теплый год
Теплый год
А
Б
В
Г
А
Б
В
Г
А
Б
В
Г
2003
2005 2002 2009
2001 2010
2007 2004
2008 2006
Примечание: А – ГТК > 1,2 (избыточное увлажнение); Б – ГТК = 0,9-1,2 (достаточное
увлажнение); В – ГТК = 0,6-0,9 (недостаточное увлажнение); Г – ГТК < 0,6 (засуха).
Результаты и обсуждение. О значении коллекции необходимо судить не столько по
количеству проанализированного материала, сколько по его ценности для селекции в данном
регионе и использовании в селекционной программе, в частности в роли скрещиваемых
форм.
Многие из выделенных источников были включены в гибридизацию, полученные
гибридные формы прошли все этапы селекционного процесса, и дошли до испытания в КСИ.
Так, за период 2001-2010 гг. с участием коллекционных образцов было получено 450
гибридных комбинаций (табл. 2). Наибольшее число комбинаций получено с
использованием российских сортов – 310 гибридов, а также европейских и белорусских
сортов – 67 и 47 гибридов, соответственно.
Таблица 2. Использование образцов озимой ржи коллекции ВИР в программе гибридизации
ТатНИИСХ (шт.).
Страны
Россия
Украина
Беларусь
Европа
Америка
Китай
Всего
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
13
3
18
6
40
39
2
2
14
1
1
59
122
9
3
15
1
150
7
7
54
12
1
67
17
2
19
16
2
1
12
31
2008
2009
2010
Всего
20
20
40
13
13
16
2
5
1
24
310
16
47
67
9
1
450
Селекционерам всегда необходим тщательный поиск или получение исходного
материала, соответствующего конкретным природным условиям. Наши 10-летние
исследования, проведенные в разнообразных погодно-климатических ситуациях, позволили
выделить набор сортообразцов в качестве источников для практической селекции по
различным селектируемым признакам.
Из приведенных данных следует, что готовых высокоурожайных сортов, пригодных
для возделывания в Республике Татарстан, среди коллекционного генофонда не выявлено.
Выделен 21 сортообразец с урожайностью более 400 г/м2, из которых только 3 зарубежного
происхождения (табл. 3). Высокой зимостойкостью отличаллся 31 сортообразец различного
эколого-географического происхождения, среди них лишь Памяти Кондратенко, Волхова 2,
Кама 3, Снежана, Ясельда и Радзима сочетали высокую урожайность и устойчивость к
неблагоприятным условиям перезимовки.
Основными хозяйственно-ценными признаками, за счет которых в условиях Среднего
Поволжья складывается урожайность сортов озимой ржи, являются продуктивная кустистость,
продуктивность колоса, масса 1000 зерен.
Полученные нами данные подтверждают сложившееся представление о том, что в
селекции на продуктивность большую ценность имеют отечественные сортообразцы. По
таким признакам как длина колоса, масса 1000 зерен отечественные сорта имели значительные
преимущества в сравнении с зарубежными сортообразцами. В то же время иностранные сорта
были существенно лучшими по содержанию сырого протеина в зерне.
По устойчивости к листовым болезням выделялись, прежде всего, доноры, созданные
и переданные в коллекцию ВИР В.Д. Кобылянским и О.В. Солодухиной, а также ряд
зарубежных сортов.
Таблица 3. Источники урожайности и хозяйственно-биологических признаков озимой ржи
Признак
Источники
ценных признаков
Урожайность,
Иммунная 5+6, Паллада, Радзiма, Ясельда, Заречанская 2, Снежана,
больше 400 г/м2 Нижневолжская 1, Волхова 2, Кама 3, Чулпан 4, Малыш 72-2, Зубровка,
Фея, Folud, ПТ 2 смесь Саратовская, Бородинская, Gayerovo, Памяти
Кондратенко, Гетера 3, Комбайниняй Hl, Hja 7009
Зимостойкость, Antoninskie ,Таежная, Бухтарминская, Ильмень, Кировская 89, Памяти
выше 4,5 балла Кондратенко, Пурга, Таловская 29, Чулпан 7, J0 3364, Пышма, Метелица,
Зубровка, Эсценон 415, Гибридная 8 Hl Pd, Черниговская Hl Pd, КП 1/39
Саратовская, Сарумрос, Волхова 2, Кама 3, Снежана, Ясельда, Радзима,
Фаленская 4, Toseuschi, Суперкороткостебельная популяция, Ольга,
Рушник, Марусенька, Dia x Талисман, Юбилейная
Длина стебля,
Амилот, Хрупкая 2, B.O. St 151, Пурга, S 192, Харьковская 88, Чулпан 7,
менее 100 см
Lukas, Elect, Брянская 8, Turbo, CHD 181 (Motto), Ника, Беняконская Hl,
МТ-77, Гибридная 8 Hl Pd, Cerasi 630, Черниговская Hl Pd, Florida black, Fs
118/99, Короткостебельная 1, Поп к-3 Саратовская, Борьба, КП 1/25
Саратовская, Вику, Бородинская, LAD-5/82, А-8, Верхнячская
низкорослая, Madar, Ярославна 2, Саратовская 7, Харьковская 55-2, 4
Полтавка х Волжанка, Харьковская 60, Holle 2 Hl, И 24/Х8, Харьковская 60
Hl, Тринодис, Суперкороткостебельная популяция, Струна, ВПК, Duktus,
Харьковская 98, Нива, Dia x Зубровка Hl, Dia x Талисман, Юбилейная,
Талисман, Зубровка
Устойчивость к Заречанская 2, Ил 23\94, Иммунная 4, J03364, J07856, J03374,
мучнистой росе Meltauresistenter Roggen, Ильмень, Чулпан 4, Черниговская Hl, Иммунер
76, Иммунная 5+6, Таёжная, Эсценон, Сарумрос, Жатва
Устойчивость к J03374, Bedecin, Snikawa, Sf 21-64, Pudmericke, Енисейка, Черниговская Hl,
бурой ржавчине Чулпан 4, Гетера 3, А-8, Кама 3, Dorna, Иммунная 5+6, Иммунная 4,
Иммунер 76, Заречанская 2, Волхова 2, Чулпан 7
Большой интерес для селекционной работы представляют источники признаков
продуктивности, представленные в таблице 4.
Количество выявленных источников в зоне проведения исследований определялось
двумя основными позициями: спектром лимитирующих факторов среды, складывающихся в
конкретный год исследования, и генетическим разнообразием изучаемых сортообразцов. Так,
в годы, способствующие сильному полеганию (2003 г.) выделено 92 источника
короткостебельности и 42 источника высокой продуктивности растения.
Таблица 4. Источники продуктивности растения озимой ржи
Признак
Источники
ценных признаков
Продуктивная
Krajove Buran., Rio Cuarto, Abruzzi, Centeio do alto, Ильмень, Кировская 89,
кустистость,
Пурга, Dobrenicke krmre, Таловская 29, Breno, J07864, Харьковская 88,
более 6,0
Брянская 8, SCW-2546 (Sepos), Ника, Зубровка, МТ-77, К-11017, Jo 7098,
стебл./раст.
Волхова 2, Jo 71117, Кама 3, Kausala, Черниговская Hl Pd, Plazowka, КП
1/39 Саратовская, SCV, ПТ - 2 смесь Саратовская, Харьковская 95,
Паллада, Kartano, Гетера 3, Алмаз 2, Безенчукская 88, Yon An, D. Troubsko,
Toseuselei, St 1341, Антарес, Фаленская 4, Cesvaines, Роксана, Trenelense,
Dia x Зубровка Hl, Юбилейная, Зарница, Талисман
Количество
Харьковская 88, Таежная, Chodan, Брянская 8, SCW-2546 (Sepos), Паллада,
зерен с колоса, Turbo, Волна Hl, CHD 181 (Motto), Метелица, Dankowskie zielonkowe,
более 50 шт.
Зубровка, Orebro, Zeelandzkie kartowe N18, Эсценон 415, Короткостебельная
1, Кама 3, Вику, Гибридная 8 Hl Pd, Jo 71114, Черниговская Hl Pd, Jo 70424,
Ил 23/94, S-25, Fs 118/99, SCV, КП 1/39 Саратовская, Kartano, Безенчукская
87, LAD-5/82, Borellus, Алмаз 2, Безенчукская 88, Гетера 3, Yon An,
Toseuselei, SMH-183, 4 Полтавка х Волжанка, И 24/Х8, Харьковская 60 Hl,
Енисейка, Сарумрос, Фаленская 4, Суперкороткостубельная популяция,
Юлия, Роксана, Рушник, Грань, Нива, Dia x Зубровка Hl, Юбилейная,
Талисман, Радзimа, Ясельда
Масса зерна
Харьковская 88, Таежная, Chodan, Брянская 8, SCW-2546 (Sepos), Паллада,
с колоса,
Turbo, Жатва, Ника, Волна Hl, Dankowskie zielonkowe, Зубровка,
более 1,8 г
Короткостебельная 1, Эсценон 415, Борьба, Волхова 2, Вику, Гибридная 8 Hl
Pd, Jo 7098, Черниговская Hl Pd, Jo 71117, Fs 118/99, SCV, Харьковская 95,
КП 1/25 Саратовская, Безенчукская 87, КП 1/39 Саратовская, LAD-5/82, ПТ –
2 смесь Саратовская, Borellus, Бородинская, Kungs II fures, А-8, Алмаз 2,
Безенчукская 88, Yon An, Саратовская 7, И-1222, SMH-1, Гетера 3, St 1341,
Антарес, 4 Полтавка х Волжанка, И 24/Х8, Харьковская 60 Hl, Заречанская 2,
Иммунная 5+6, Юлия, ВПК, Kanpo, Zduno, Марусенька, Грань, Нива, Dia x
Зубровка Hl
Масса зерна
Breno, Харьковская 88, Ильмень, Брянская 8, Кировская 89, SCW-2546
с растения,
(Sepos), Ника, Таловская 29, МТ-77, Zeelandzkie kartowe N18, Паллада,
более 10 г
Короткостебельная 1, Фея, Борьба, Зубровка, Jo 7098, Эсценон 415, Jo
71117, Волхова 2, Харьковская 95, Черниговская Hl Pd, Безенчукская 87,
КП 1/39 Саратовская, Алмаз 2, ПТ – 2 смесь Саратовская, Безенчукская 88,
Yon An, D. Troubsko, И-1222, St 2233, SMH-50, Гетера 3, SMH-183,
Антарес, 4 Полтавка х Волжанка, И 24/Х8, ВПК, Cesvaines, Zduno,
Роксана, Марусенька, Нива, Dia x Зубровка Hl, Юбилейная, Валдай х
Каупо, Зарница, Талисман
Комплекс
Харьковская 88, Брянская 8, Turbo, Короткостебельная 1, Борьба, Вику,
признаков
Харьковская 95, Алмаз 2, Yon An, Pulawskie Zielonkowe, 4 Полтавка х
продуктивности Волжанка, Таежная, Кировская 89, Памяти Кондратенко, Волна Hl,
растения
Зубровка, Гибридная 8 Hl Pd, Черниговская Hl Pd, И-1222, Ильмень,
Пурга, Кама 3, Паллада, Фея, Жатва, Freneleuse, S-47-4, Снежана, И 125/79,
Иммунер 76, Новозыбковская 2, Имериг 4, Эсценон 415, Чулпан 4,
Волхова 2, Ярославна 2, Гетера 3, Фаленская 4, Юлия, ВПК, Рушник,
Марусенька, Грань, Роксана, Dia x Зубровка Hl, Юбилейная, Зубровка,
Спадчына Тетра, Завея – 2 Тетра
В годы с суровыми условиями зимнего периода (2010 г.) интерес для селекции
представляли 19 морозоустойчивых сортообразцов.
Целенаправленное изучение коллекции в местных условиях позволило выделить
источники, несущие комплекс важных в селекционном отношении признаков. Их число
варьировало от 6 до 25 сортообразцов.
Таким образом, в результате многолетнего всестороннего изучения генофонда озимой
ржи и выявления особенностей поведения сортообразцов в местных условиях, выделены
наиболее перспективные формы, используемые в селекционной программе. Они являются
основой генетического разнообразия создаваемого исходного материала для последующей
селекционной работы. Выделенные источники отдельных ценных признаков можно также
использовать в селекционных программах Средневолжского и сопредельных регионов
Российской Федерации.
Для практических целей мы поддерживаем рабочую коллекцию из экспериментально
проверенного и специально отобранного материала, постоянно дополняя ее новыми
поступлениями. В нашей работе уделяется особое внимание широкому изучению исходного
материала и расширению генетического разнообразия вовлекаемых в скрещивания форм, что
дает возможность существенно повысить продуктивность озимой ржи, преодолеть
уязвимость сортов к биотическим стрессам и расширить их адаптацию к меняющимся
условиям среды. Кроме того, для любого региона необходимо иметь своеобразный «банк
источников устойчивости», оцененных по наиболее важным селектируемым признакам.
Следует отметить, что изучение исходного материала не может завершиться каким-то
этапом, а должно продолжаться непрерывно на протяжении многих лет. Это связано с тем,
что селекционная работа с рожью базируется на следующих принципах: широкое
применение в селекционных программах мирового генетического многообразия культуры, а
также использование новых селекционных разработок, выполненных в различных странах.
Список литературы.
1.
Вавилов Н.И. Теоритические основы селекции. М.: Наука, 1987. – 511 с.
2.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: «Агропромиздат». 1985. – 351 с.
3.
Методические указания по изучению мировой коллекции ржи / под ред. В.Д.
Кобылянского. Л., 1981. – 17 с.
4.
Пономарева М.Л., Пономарев С.Н. Пути повышения эффективности селекционной
работы с озимой рожью в Республике Татарстан // Матер. Международной научно - практ.
Конференции «Озимая рожь. Селекция, семеноводство, технология и переработка». Киров,
2003. – С.43-45.
5.
Чайкин В.В., Тороп А.А. Принципы и результаты подбора исходного материала в
селекции озимой ржи // Зерновое хозяйство России. 2014. №3. – С.38-41