CC BY
44
УДК575.174.015.3: 631.527: 633.11: 633.16
ИСТОЧНИКИ ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ В СЕЛЕКЦИИ ЯЧМЕНЯ НА АДАПТИВНОСТЬ
Н.А. СУРИН, доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, главный научный сотрудник (e-mail: [email protected])
Н.В. ЗОБОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зам. директора
Н.Е. ЛЯХОВА, ведущий научный сотрудник Н.В. НЕШУМАЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник
Л.В. ПЛЕХАНОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник А.А. ЧУСЛИН, научный сотрудник Т.В. ОНУФРИЕНОК, научный сотрудник С.А. ГЕРАСИМОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник А.Г. ЛИПШИН, научный сотрудник Красноярский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, просп. Свободный, 66, Красноярск, 660041, Российская Федерация
Резюме. Исследования проводили с целью повышения адаптивности новых сортов ячменя с использованием в гибридизации широко распространенных сортов ранней и современной отечественной и зарубежной селекции, полиморфизма гордеинов и биотехнологических методов, оценки созданных форм по комплексу признаков. Полевую оценку проводили на трех почвенных фонах: интенсивном - обыкновенные черноземы, гумус 4,3-5,2% (по Тюрину), подвижный калий (по Мачигину) 21,4-23,2 мг/100 гпочвы, фосфор (по Мачигину) 3,1-3,5 мг/100 г почвы, рН 7,5; кислом - почва дерново-подзолистая, рН 4,4, гумус 1,53%, фосфор (по Кирсанову) - 5,7-6,6 мг/100 г почвы, калий (по Кирсанову) - 7,76 мг/100 г почвы, азот почти отсутствует; засоленном - среднестолбчатые солонцы, рН 7,3, гумус 3%; Са -6,07, Mg - 2,03, Na - 3,3 мг-экв./100 гпочвы; Р2О5 - 3%, К2О - 31,2%, засоление - сульфатно-хлоридное. С использованием широко распространенных сортов ранней селекции создан материал, среди которого преимущество имели линии из комбинаций (Винер х Красноуфимский 95) х (Винер х Донецкий 650), (Винер х Донецкий 650) х (Винер х Целинный 5), (Винер х Целинный 5) х (Винер х Омский 13709). Их урожайность превысила стандарт Красноярский 80 по зерновому предшественнику на 20-27,9%, на кислыхпочвах - на 62-119%. При гибридизации адаптивных линий с сортами отечественной и зарубежной селекции выделены линии, превышающие на оптимальном фоне стандарты на 2,1-5,3 ц/га. Выявлена перспективность получения регенератов в культуре каллусных тканей на селективных средах с NaCl 0,42% и pH 4,5. В условиях лесостепи Красноярского края отбор благоприятствует генотипам по запасным белкам ячменя с вариантами HRD А2, HRD В1, HRD В8, HRD В13, HRD В17. Формулы гордеинов 2.25.1. и 2.17.3. связаны с повышенной продуктивностью ячменя. На этой основе выделены лучшие линии. В селекции на пивоваренные цели перспективны биотипы с вариантами HRD В17 и HRD В25, отличающиеся низким содержанием белка, в селекции кормового ячменя - с вариантами В19, В1, В8, В13. Варианты А23 и В29 чаще встречаются у образцов устойчивых к пыльной головне, а В37 и В84 - у устойчивых к твердой головне.
Ключевые слова: селекция, ячмень, адаптивность, продуктивность, иммунитет, гордеины, регенеранты. Для цитирования: Источники ценных признаков в селекции ячменя на адаптивность/Н.А. Сурин, Н.В. Зобова, Н.Е. Ляхова, Н.В. Нешумаева, Л.В. Плеханова, А.А. Чуслин, Т.В. Онуф-риенок, С.А. Герасимов, А.Г. Липшин // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №6. С. 36-40.
Формирование продуктивности зерновых культур на территории Восточной Сибири тесно связано с почвенно-климатическими условиями. К числу лимитирующих факторов, ограничивающих формирование стабильных урожаев, относится короткий вегетационный период, неравномерная тепло- и влагообеспеченность растений, большое разноо-
бразие почв - от обедненныхгумусом дерново-подзолистых и серых лесных с повышенной кислотностью до разного рода черноземов с высоким потенциальным плодородием. В таких условиях, наряду с агротехническими приемами, направленными на получение высоких и устойчивых урожаев, важное место отводится сорту. Значение сорта особенно возрастает в связи с его способностью эффективно использовать биоклиматические ресурсы региона.
Среди зерновых культур в Восточной Сибири, наряду с пшеницей, значительные площади отводятся под ячмень. Основные посевы этой культуры сосредоточены в Красноярском крае - 144,7 тыс. га. Ее достоинство - скороспелость. При этом ранние сроки созревания ячменя положительно сочетаются со способностью формировать высокие урожаи. Так, при средней урожайности культуры в крае в 2014-2015 гг. - 25,8-26,9 ц/га, она была выше, чем у пшеницы, на 2,8-3,4 ц/га. И это несмотря на то, что ячмень высевают после не самых лучших предшественников и под него за редким исключением вносят более низкие дозы минеральных удобрений, по сравнению с пшеницей. Одна из биологических особенностей ячменя - способность противостоять весенним засухам, что, по мнению Ф.Х. Бах-теева, связано с замедленным ритмом развития растений на начальных фазах [1]. Вместе с тем большой недостаток культуры - слабая устойчивость к повышенной кислотности почв. В Красноярском крае насчитывается около 1 млн га почв с различной степенью кислотности и характерной для них низкой обеспеченностью питательными веществами. На их долю в крае приходится 30% площади пахотных земель [2], и они главным образам сосредоточены в северных подтаежных и таежных районах. Для продвижения ячменя на эти территории, наряду со скороспелостью, необходима повышенная устойчивость к кислотности почвы.
Возможность сочетания в одном генотипе потенциальной продуктивности и экологической устойчивости базируется на независимом наследовании многих признаков, обусловливающих потенциальную продуктивность и специфическую устойчивость растений к действию экологических стрессов [3, 4].
Критерием оценки адаптационной способности растений служит их устойчивость к неблагоприятным условиям среды - засухе, болезням, кислым почвам и другим факторам [3, 5, 6, 7].
При этом в качестве одного из компонентов при гибридизации целесообразно использовать местный исходный и селекционный материал, учитывая значительную долю зародышевой плазмы, сформованной у сортов в местных условиях [3, 8]. Кроме того, еще Н.И. Вавилов обращал особое внимание на ценность для селекции восточносибирских сортов, отличающихся засухоустойчивостью в начальный период роста и скороспелостью.
Цель наших исследований - повышение адаптивности новых сортов ячменя с использованием в гибридизации широко распространенных сортов ранней и современной отечественной и зарубежной селекции, полиморфизма запасных белков ячменя и биотехнологических методов, оценки созданных форм по комплексу признаков.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в селекционном севообороте Красноярского НИИСХ. В целяхповышения адаптивности сортов ячменя в процессе селекции была разработана специальная программа, суть которой заключалась в объединении с помощью гибриди-
зации генетической плазмы сортов ячменя, занимавших в разные годы значительные площади и районированных в различныхпочвенно-климатических зонах страны. Для скрещивания привлекали засухоустойчивые сорта Донецкий 650 (Украина), Целинный 5 (Казахстан), Винер, Омский 13709 и Красноуфимский 95 (Россия). Их широкое распространение свидетельствует о способности формировать стабильные урожаи в различных почвенно-климатических зонах [9]. В качестве материнской формы использовали сорт Винер. Несмотря на слабую устойчивость кполеганию и поражению пыльной головней, его возделывали на больших площадях, при этом он формировал сравнительно стабильные урожаи в любые годы при посеве на разных типах почв, в том числе с повышенной кислотностью. С участием указанных сортов были созданы сложные гибридные комбинации, из которых на жестком провокационном фоне по влагообеспеченности и низкому содержанию питательных веществ отобрали лучшие линии, включенные впоследствии в селекционный процесс. Одновременно их испытывали при посеве по пару (интенсивный фон) и третьей культурой после пара (экстенсивный фон), а также на кислых почвах с рН 4,5 (кислый фон), в сравнении со стандартным сортом Красноярский 80, и в разных почвенно-климатических зонах.
Оценкуполевой продуктивности образцов ярового ячменя проводили на интенсивном фоне в Красноярской лесостепи, где почвы представлены обыкновенными черноземами с содержанием гумуса 4,3-5,2% (по Тюрину), средней (по Мачигину) обеспеченностью подвижным калием (21,4-23,2 мг/100 г почвы) и повышенной подвижным фосфором (3,13,5 мг/100 г почвы), реакция почвенного раствора близка к нейтральной (рН 7,5). Участок с кислым фоном расположен в подтаежной зоне Красноярского края (Тюхтетский район), почва дерново-подзолистая, рН почвенного раствора 4,4. Гидролитическая кислотность 4,57 мг-экв/100 г почвы, сумма обменных оснований — 11 мг-экв/100 г почвы; содержание гумуса невысокое — 1,53% [2]. Обеспеченность почвы фосфором и калием (по Кирсанову) низкая - 5,76,6 и 7,76 мг/100 г почвы, соответственно, азот почти отсутствует. Содержание подвижного алюминия невысокое. Почва засоленного фона (Северо-Кулундинская СХОС, Новосибирская область) представлена среднестолбчатыми солонцами, полугидроморфными. Гранулометрический состав - среднесуглинистый. Реакция почвенного раствора близка к нейтральной - рН 7,3. Содержание гумуса в надсолонцовом горизонте - 3%. Содержание поглощенных оснований: Са - 6,07, Мд - 2,03, Na - 3,3 мг-экв./100г почвы; Р2О5 - 3%, Кр - 31,2%. Степень засоления - средняя. Тип засоления - сульфатно-хлоридный.
Параметры экологической пластичности определяли по Эберхарту и Расселу [10].
Оценку сортов и селекционных линий ячменя конкурсного сортоиспытания на устойчивость к пыльной головне проводили в течение трех лет на искусственном инфекционном фоне согласно методике ВИР [11].
Выделенные по комплексу признаков селекционные линии широко использовали в скрещиваниях с высокопродуктивными сортами сибирской и инорайонной селекции.
При создании многорядных сортов использовали новые сорта (Luter и Бархатный), выделенные по устойчивости к полеганию и поражению пыльной головней, с гладкими остями и не поникающим колосом.
Оценку хозяйственных характеристик исходного и селекционного материала ячменя сопровождали определением электрофоретических спектров запасных белков и их идентификацией по локусам HRD А, HRD В, HRD F с определением формул гордеинов по каталогу Поморцева А.А. и др. [12, 13].
В целях повышения толерантности к эдафическому стрессу использовали приемы культивирования растительных тканей in vitro с отбором в каллусной культуре на селективных засоленных (с NaCl - 0,42%) и кислых (pH -4,5) средах устойчивых к стрессовым факторам тканей и формированием на их основе регенерантов [14].
Комплексную оценку селекционного материала, созданного по программе адаптивной селекции и полученного с участием районированных в сибирском регионе сортов, осуществляли на последних этапах селекционного процесса.
Результаты и обсуждение. По итогам изучения 48 лучших селекционных линий двурядного ячменя, созданных по программе адаптивной селекции, было выявлено, что как по паровому, так и по зерновому предшественникам они превысили по урожайности стандартный сорт Красноярский 80. При среднем урожае 684 г/м2 по пару прибавка составила 6,6%. По зерновому предшественнику продуктивность как линий, так и стандарта была вдвое ниже - 358,1 г/м2, однако разница со стандартом достигла 19,8%. Наиболее высокую урожайность по зерновомупредшественнику сформировали селекционные линии, выделенные из гибридных комбинаций (ВинерхКрасноуфимский 95) х (ВинерхДонецкий 650) -120,0-123,6%, (ВинерхДонецкий 650) х (ВинерхЦелинный 5) -125,8% и (ВинерхЦелинный 5)х(ВинерхОмский 13709) -127,9%. Интересно отметить, что 3 линии из комбинации (ВинерхДонецкий 650)х(Винерх0мский 13709) показали равную прибавку урожая к стандартному сорту Красноярский 80, как по паровому, так и по зерновому предшественникам - 116,0-117,7%.
Заслуживает внимания высокая устойчивость отдельных линий ячменя при посеве на почвах с повышенной кислотностью (табл. 1).
Оценка урожайности выделенных линий по ранговому критерию (табл. 2) в двух зонах по двум фонам позволила сузить группу лидеров до 6 линий: Ф-24-1483, В-3-44408, Б-57-4849, У-20-704, У-95-1041, В-3-4398.
Лучшие из них послужили основой для сортов Бахус -(ВинерхДонецкий 650) х (ВинерхОмский 13709) и Арат - (Донецкий 8х[(ВинерхДонецкий 650)х(ВинерхКрасноуфимский 95)], внесенных в Госреестр РФ по 11 региону.
Таблица 1. Результаты оценки продуктивности ячменя на кислых почвах, стационар Зареченский Тюхтетского района Красноярского края
Линия Происхождение Урожайность, % к стандарту Параметры экологической пластичности
предшественник pH 4,5 по Эберхарту по Нет-тевичу
пар зерновые b. i S2d. i
Т-136-368 (ВинерхЦелинный 5) х (ВинерхОмский 13709) 107 127 162 0,94 17 189
У-96-1050 (ВинерхДнецкий 650) х (ВинерхОмский 13709) 107 105 219 0,87 69 216
У-96-1051 (ВинерхДнецкий 650) х (ВинерхОмский 13709) 97 93 202 0,83 69 178
У-101-1111 (ВинерхКрасноуфимский 95) х (ВинерхДонецкий 650) 109 115 163 1,01 55 164
НСР05 19 28 56
Таблица 2. Группа лучших линий по ранговому критерию по итогам полевых испытаний 23 линии ячменя в двух зонах по двум фонам
Суммарно 2 фона и 2 зоны Интенсивный фон в 2-х зонах Экстенсивный фон в 2-х зонах Центральная лесостепь, 2 фона Южная лесостепь, 2 фона
Ф-24-1483 В-3-4398 У-20-704 У-20-704 У-97-1066
В-3-4408 Б-57-4849 Ф-24-1483 Ф-24-1483 У-95-1041
Б-57-4849 В-3-4404 У-20-706 У-20-706 В-3-4398
У-95-1041 В-3-4408 У-95-1041 Б-57-4849 Б-56-3876
У-20-706 У-99-1091 В-3-4408 В-3-4408 Ф-24-1483
В-3-4398 Б-56-3876 Б-57-3888 У-99-1095 В-3-4408
У-97-1066 У-95-1041 У-97-1066 В-88-5023 Б-57-4849
На сегодняшний день созданный в институте генетический фонд адаптивных форм ячменя рассматривается как промежуточный этап селекции. Особый интерес они представляют в скрещиваниях с высокопродуктивными сортами сибирской и инорайонной селекции. Как отмечал А.А. Жученко [15], между потенциальной продуктивностью и экологической устойчивостью растений нередко существует отрицательная корреляция. При этом повышение экологической устойчивости сортов рассматривается не в качестве самостоятельной цели, а лишь как средство реализации потенциальной продуктивности. Поэтому основным направлением селекционной работы с ячменем в условиях Восточной Сибири остается сохранение экологической устойчивости при одновременном повышении потенциальной продуктивности новых сортов.
Исследования полиморфизма запасных белков, проведенные с помощью электрофореза, расширили возможности генетического контроля в селекции. Они показали, что среди перспективных форм ячменя по блоку HRD А часто встречаются варианты: А2, А12, А18, А23, по блоку HRD В - варианты В1, В8, В13, В17, В29. При этом в условиях центральных районов лесостепи Красноярского края отбор благоприятствует генотипам с аллелями HRD А2, HRD В1, HRD В8, HRD В13, HRD В17 [16].
Установлено, что наличие формул гордеинов 2.25.1 и 2.17.3 чаще всего связано с повышенной продуктив-
ностью отдельных селекционных образцов [16]. Например, к числу генотипов с формулой 2.25.1 относится сорт Бахус, а также отдельные линии, созданные по программе адаптивной селекции в скрещиваниях с сортами Valeria, Прерия, Эльф, Жулдыз.
Среди генотипов с формулой 2.17.3 можно назвать такие высокопродуктивные сорта, как Красноярский 80, Кедр, Буян [17], внесенные в Госреестр РФ по 11 региону.
Районированный в последние годы стандартный сорт Ача (новосибирской селекции) с характерной для него формулой гордеинов 12.1.3 обладает способностью формировать высокие и стабильные урожаи в разных условиях. Следует отметить, что такая же формула присуща большинству селекционных линий ячменя, сохранивших высокую продуктивность в разные годы (У-49-3795, Ф-68-4721, У-27-3593, Т-66-3194, Э-20-5208, Э-76-5695, Ц-29-5047 и др.). Созданный в Красноярском НИИСХ селекционный материал с участием сорт Ача и адаптивных линий, в скрещиваниях с сортами Асем, Жайлау (Казахстан), Приазовский, Челябинский 99, Оскар, Белгородец, Омский 95 (Россия), характеризуется повышенной продуктивностью и оптимальными сроками созревания (табл. 3). Заслуживает внимания тот факт, что в экстремальных условиях 2013 г. указанные сорта и селекционные линии превысили по урожайности стандарт Ача на 2,1-5,0 ц/га, а в благоприятном году их преимущество достигло 7,5 ц/га.
На сегодняшний день линии ячменя, полученные с участием сортов стародавней селекции, занимают лидирующие положение во всех селекционных питомниках и составляют основу для создания высокопродуктивных экологически устойчивых сортов этой культуры.
Таблица 3. Результаты комплексной оценки отдельных образцов ячменя в конкурсном сортоиспытании, Красноярский НИИСХ, 2012-2015 гг.
Сорт, линия Происхождение Урожайность, ц/га Средний показатель
2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. X отклонение от стандарта вегетационный период, дн. содержание белка, % при K=6,25
Ача (стан- (ПарагонхКристина) х
дарт) [(Джет х Обской) х (Ново-
сибирский 1 х Винер)] 31,8 24,4 38,0 53,8 37,0 - 76 11,22
Абалак (Красноярский 80х Drop) х
Ca 46925 35,2 30,8 43,3 58,3 41,9 +4,9 77 12,35
У-27-3593 [(ВинерхОмский 13709)
х (ВинерхДонецкий 650)]
хАсем 35,0 26,5 39,6 55,9 39,2 +2,2 77 10,60
Т-66-3194 Приазовский х
[(ВинерхОмский 13709) х
(ВинерхДонецкий 650)] 32,8 28,2 45,8 62,3 42,3 +5,3 80 11,50
Ф-68-4721 {[(ВинерхКрасноуфимский
95) х (ВинерхДонецкий 650)]
х Ача} х Челябинский 99 33,4 26,0 41,2 57,4 39,5 +2,5 79 11,54
У-49-3195 АчахЖайлау 35,3 28,3 38,3 58,2 40,0 +3,0 78 10,68
Э-20-5208 [(ВинерхОмский 13709) х
(ВинерхДонецкий 650)] х
Белгородец - - 42,0 57,7 49,8 +4,9 74 11,76
Э-76-5695 Омский 95х
{[(ВинерхКрасноуфимский
95) х (ВинерхДонецкий
650)] х Ача} - - 41,3 54,8 48,0 +2,1 74 13,23
Ц-29-5047 Оскар х [(ВинерхОмский
13709) х (ВинерхДонецкий
650)] - 29,4 36,1 56,5 40,8 +2,1 76 12,18
Использование биотехнологических методов позволило отобрать на селективных средах с высокой концентрацией соли ^аС! - 0,42%) и повышенной кислотностью (рН 4,5) высокопродуктивные линии регенерантов.
Показателем выносливости растений на стрессовых фонах служит выход полноценных регенератов. На засоленной среде он составил 3,7-33,3%, на кислой - 0,1-25,0% [14].
Среди продуктивных регенерантов выявлена перспективность солеустойчивого образца СР.5.11(7) от У-101-1113, кислоустойчивых - КР.3.7(1) от Т-136-368 и КР.3.2 от сорта Кедр.
На засоленной среде были выделены наиболее продуктивные солеустойчивые регенераты СР.2 - от ГДГ-6И-949, СР.3 и СР.4 - от ГДГ-28И-949, преимущество которых сохранилось и в последующие годы при испытании их в полевых условиях на почвах с нейтральной реакцией почвенного раствора [14].
В селекции на качество зерна ячменя главное внимание уделяется содержанию белка. По результатам технологической оценки преобладающая часть созданного селекционного материала отличалась низким содержанием белка - 10-12%. Повышенная белковость выявлена у голозерного сорта Оскар (13,36%) и голозерной селекционной линии И-27-8500 (12,96%), а также у раннеспелых образцов Э-37-5327 и Э-37-5333 (13,4-14,3%), полученных от скрещивания сорта Миг 16 с селекционной линией К-8-2 [18]. Кроме того, повышенное содержание белка в 2014-2015 гг. установлено у селекционного образца Э-76-5695 (13,23%). Такие образцы могут представлять интерес в селекции кормового ячменя.
Установлено, что сорта и селекционные линии ячменя с низким содержанием белка в зерне встречаются среди генотипов с HRD А2 и HRD А12, по блоку HRD В - с преобладанием вариантов В25и В17. Это указывает на отрицательную сопряженность между высокой продуктивностью отдельных линий с формулами 2.17.3 и 2.25.1 и содержанием белка. Следовательно, образцы ячменя, имеющие HRD В17 и HRD В25, более перспективны в селекции пивоваренного ячменя.
В селекции на высокую белковость(13-14 %) представляют интерес генотипы с HRD В19, HRD В1 и HRD В8 (Э-37-5327, Э-37-5333, Э-76-5695, Ц-27-8500 и сорт Оскар).
Оценка 82 сортов и селекционных линий ячменя конкурсного сортоиспытания на устойчивость к пыльной головне на фоне искусственного заражения в последние 3 года показала, что преобладающая их часть характеризуется повышенной устойчивостью к этой инфекции. Наибольшее поражение отмечено у сорта Арат (10,2%) и у селекционных линий Ф-59-5613 (ДинахМиг16) - 6,1%, Ф-25-4248 [(ВинерхОмский 13709) х(ВинерхДонецкий 650)] хПрерия - 8,6%, Ф-68-4716 (ОленекхЧелябинский 99) -11,1%, Ц-22-4988 (РаннийхСотЬппив) - 7,1%. Слабая восприимчивость большей части селекционных линий к головневым заболеваниям, по всей вероятности, связана с целенаправленным подбором исходного материала для гибридизации и до некоторой степени с изъянами, до-
пущенными при искусственном заражении. Тем не менее, значительного поражения колосьев ячменя в полевых условиях в годы исследований не проявлялось.
Представляет интерес выявленная взаимосвязь аллельных вариантов гордеинов с устойчивостью образцов к пыльной головне. Результаты исследования показали, что варианты HRD А23 и HRD В29 чаще встречаются у устойчивых форм и совсем отсутствуют у сильно поражаемых пыльной головней образцов. Это позволяет проводить отбор устойчивых форм по спектрам гордеинов в лабораторных условиях.
Заслуживают внимания генотипы с HRD А21, которые обнаружены среди образцов ячменя высокоустойчивых к поражению каменной головней. Из аллельных вариантов блока HRD В положительно связаны с устойчивостью к этому заболеванию только варианты В37 и В84.
После длительного перерыва, в институте получила развитие селекция, связанная с созданием сортов шестиряд-ного ячменя. Сорта такого типа перспективны для возделывания в подтаежных и таежных увлажненных районах края. Особенный интерес представляют гладкоостые сорта, всю массу растений которых можно использовать в кормлении животных. В благоприятные по условиям увлажнения годы шестирядные сорта формируют более высокие урожаи зерна, чем сорта с двурядным колосом.
Наиболее перспективный селекционный материал получен при скрещивании сорта Luter (США) с сортом Бархатный, выделенным из образца из КНР (табл. 4). Сорт Luter характеризуется высокой устойчивостью к пыльной головне, Бархатный - устойчивостью к полеганию. Оба сорта формируют высокопродуктивный колос и относятся к разновидности пкМвпвв. Таблица 4. Характеристика шестирядных образцов ячменя в питомниках конкурсного сортоиспытания Красноярского НИИСХ, 2013-2015 гг.
Урожайность, ц/га Веге- Содержание белка, % при ^6,25 Пора-
Сорт, линия 2013 г. 2014 г. 2015 г. X отклонение от стандарта таци-онный период, дни жение пыльной головней, %
Ача, ст-т 38,1 33,5 53,8 43,2 - 72 11,9 3,5
Э-88-5879 41,3 45,3 56,9 50,7 +7,5 70 13,06 0
Э-88-5880 38,3 46,3 53,8 48,7 +5,5 71 12,34 0
Э-88-5882 49,0 44,1 52,0 48,4 +5,2 72 12,80 0
Э-88-5891 43,7 43,7 53,4 46,9 +3,7 72 12,04 0
Э-88-5893 46,3 45,7 53,1 49,3 +6,1 70 12,45 0
Э-88-5907 41,2 44,0 54,6 48,1 +4,9 70 12,85 0
Э-88-5908 41,4 44,3 55,1 48,3 +5,1 72 12,73 0
НСР05 5,8 3,0 3,3
По результатам конкурсного сортоиспытания за 20132015 гг. в государственное сортоиспытание на 2016 г. передан перспективный сортшестирядного ячменя Емеля (Э-88-5893). Он имеетформулугордеинов 2.81.3, унаследованную от сорта Бархатный. Разновидность по^впвв. Ости гладкие. При созревании колос поникает в средней степени. Зерно нового сорта для шестирядного ячменя сравнительно крупное - 38,1 г. Сорт среднеранний, созревает одновременно с сортом Ача. Он довольно устойчив кполеганию. Облиственность растения достигает 62%, что обусловливает возможность выращивания его, как на зерно, так и на зерносенажную массу.
В отличие от двурядных ячменей среди шестирядных линий преобладают генотипы с формулой гордеинов 2.1.3, унаследованной от сорта Luter (США). Появление
этого биотипа среди двурядных ячменей, по нашему мнению, связано с доминирующей ролью сорта Винер в программе адаптивной селекции. Отмечено, что в засушливые годы частота появления генотипов с такой формулой заметно возрастает, что указывает на возможность проведения отборов засухоустойчивых генотипов.
Выводы. В процессе многолетней селекционной работы с ячменем в условиях Восточной Сибири разработана и осуществлена программа повышения адаптивности новых сортов за счет объединения в одном генотипе плазмы наиболее распространенных в разные годы староместных сортов Винер, Омский 13709, Красноуфимский 95, Донецкий 650, Целинный 5.
Выявлено преимущество отдельных гибридных линий по урожайности перед стандартным сортом Красноярский 80 при посеве по непаровым предшественникам, а также на засоленных и кислых почвах. Использование белковых маркеров в эколого-генетическом мониторинге и биотехно-логическихметодов в повышении соле- и кислотоустойчиво-сти ярового ячменя, позволило увеличить эффективность и результативность селекционной работы. Созданные на этой основе новые сорта Бахус, Оленек, Арат, Емеля и перспективные селекционные линии с повышенными адаптивными свойствами, рассматриваются как промежуточный материал, широко привлекаемый для скрещивания с высокопродуктивными сортами отечественной и зарубежной селекции.
Литература.
1. Бахтеев, Ф.Х. Ячмень. М.;Л.: Сельхозгиз. 1995. 188 с.
2. Танделов Ю.П., Ерышова О.В. Состояние плодородия кислых почв Приенисейской Сибири, эффективность минеральных удобрений и химических мелиорантов. М.: [б. и.], 2001. 115 с.
3. Вавилов Н.И. Мировые ресурсы сортовых хлебных злаков зерновых, зернобобовых, льна и их использование в селекции. Опыт агроэкологических обозрений важнейших полевых культур. М.; Л.: АН СССР, 1957. Т. 1. 462 с.
4. Creissen H.E., Jorgensen T.H., Brown J.K.M. Increased yield stability of field-grown winter barley (Hordeum vulgare L.) varietal mixtures through ecological processes// Crop Protection. 2016. V. 85. Рр. 1-8.
5. Гончаров П.Л., Гончаров Н.П. Селекция сельскохозяйственных растений на адаптивность // Селекция с.-х. культур на адаптивность и особенности семеноводства в Сибири: тез. пробл. совета по растен., селек., биотех. и семен-ву с.-х. культур в Сибири. Новосибирск: РАСХН. Сиб. отд-ние., 1995. С. 28-33.
6. Anjum S.A., Xie X., Wang L. et al. Morphological, physiological and biochemical responses of plants to drought stress // Afr. J. Agr. Res. 2011. V. 6. Рр. 2026-2032.
7. Cuesta-Marcos A., Kling J.G., Belcher A.R. et al. Barley: Genetics and Breeding// Encyclopedia of Food Grains (Second Edition). 2016. V. 4. Рр. 287-295
8. Цильке Р.А. Генетические основы селекции мягкой яровой пшеницы на продуктивность в Западной Сибири. Новосибирск: [б. и.], 2005. 321 с.
9. Сурин Н.А., Ляхова Н.Е., Зобова Н.В. О повышении адаптивности ячменя к экстремальным условиям Восточной Сибири // Вестник Росс. акад. с-х наук. 1999. №4. С. 14-17.
10. Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties. // Crop Sci. 1966. V. 6. Рр. 36-40.
11. Изучение генетических ресурсов зерновых культур на устойчивость к вредным организмам: методическое пособие / под ред. Е.Е. Радченко. М.: Россельхозакадемия, 2008. 431 с.
12. Поморцев А.А., Нецветаев В.П., Созинов А.А. Полиморфизм культурного ячменя (H. Vulgare) по гордеинам //Генетика. 1985. Т. 21. № 4. С. 629-639.
13. Поморцев А.А., Лялина Е.В. Идентификация и оценка сортовой чистоты семян ячменя методом электрофоретического анализа запасных белков зерна. М.: Из-во МСХА, 2003. 85 с.
14. Зобова Н.В., Конышева Е.Н. Использование биотехнологических методов в повышении соле- и кислотоустойчивости ярового ячменя. Новосибирск: СО Россельхозакадемия, 2007. 124 с.
15. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические основы). Кишинев: Штиинца, 1988. 766 с.
16. Шевцова Л.Н., Зобова Н.В. Агроэкологическаядетерминация ярового ячменя Восточной Сибири по гордеинкодирую-щим локусам/ под общ. ред. Н.А. Сурина. Красноярск: Краснояр. гос. аграр. ун-т, 2008. 146 с.
17. Зобова Н.В., Онуфриенок Т.В., Чуслин А.А. Особенности полиморфизма проламинов сортов ячменя, возделываемых в Красноярском крае //Достижения науки и техники АПК. 2014. №6. С. 7-10.
18. Липшин А.Г., Герасимов С.А. Каталог образцов ярового ячменя сибирского генофонда. Красноярск: РИЦ Красн. аграр. ун-та, 2015. 20 с.
SOURCES OF VALUABLE FEATURES IN BREEDING OF BARLEY FOR ADAPTABILITY
N.A. Surin, N.E. Lyakhova, N.V. Zobova, N.A. Neshumaeva, L.W. Plechanova, T.V. Onuphrienok, A.A. Chuslin, S.A. Gerasimov, A.G. Lipshin
Krasnoyarsk Research Institute of Agriculture, prosp. Svobodny, 66, Krasnoyarsk, 660041, Russia
Summary. The aim of the research was to increase the adaptability of new barley cultivars using hybridization of widespread varieties of old and modern domestic and foreign breeding, hordein polymorphism and biotechnological methods, and evaluation of the created forms by a complex of features. The field tests were carried out against three soil backgrounds: intensive, acid and saline. The characteristic of the intensive background: typical chernozem; the content of humus according to Tyurin is 4.3-5.2%; the content of mobile potassium and phosphorus (by Machigin's method) is 21.4-23.2 mg/100 g and 3.1-3.5 mg/100g, correspondingly; pH is 7.5. The acid background: sod-podzol soil; pH is 4.4; humus content is 1.53%; phosphorus and potassium content (according to Kirsanov) is 5.7-6.6 mg/100 g and 7.76 mg/100 g; nitrogen is almost absent. The characteristic of the saline background: the soil is medium-columnar solonetz; рН is 7.3; humus content is 3%; the content of Са, Mg and Na is 6.07, 2.03 and 3.3 me/100 g, respectively; the content of P2O5 and K2O is 3.0 and 31.2%, the salinization is sulfate-chloride one. Using widespread varieties of old breeding new material was created; and the lines from combinations (Viner x Krasnoufimsky 95) x (Viner x Donetsky 650), (Viner x Donetsky 650) x (Viner x Tselinny 5), (Viner x Tselinny 5) x (Viner x Omsky 13709) had the advantage. They exceeded the standard variety Krasnoyarsky 80 in the yield by 20.0-27.9% after grain preceding crop and by 62-119% on acid soils. The lines exceeding standard varieties by 210-530 kg/ha against the optimal background were selected in hybridization of adaptive lines with varieties of domestic and foreign breeding. It was revealed the prospect of obtaining regenerants in callus culture on the selective media with NaCl content 0.42% and pH 4.5. Under conditions of forest-steppe of Krasnoyarsk Krai the selection favors genotypes of reserve proteins of barley with variants HRD А2, HRD В1, HRD В8, HRD В13, HRD В17. Hordein formula variants 2.25.1 and 2.17.3 are connected with the increased productivity of barley. The best productive lines were selected on this basis. The biotypes with alleles HRD B17 and HRD B25 differing by low protein content are promising in breeding for brewing, with variants B19, B1, B8, B13 - in breeding of forage barley. Variants А23 and В29 more often occurs in samples, steady against the dusty covered smut, B37 and B84 - in samples, resistant to firm covered smut. Keywords: breeding, barley, adaptability, productivity, immunity, hordeins, regenerants.
Author Details: N.A. Surin, D. Sc. (Agr.), member of the RAS, chief research fellow (e-mail: [email protected]); N.V. Zobova, D. Sc. (Agr.), deputy director; N.E. Lyakhova, leading research fellow; N.A. Neshumaeva, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow; L.W. Plechanova, Сand. Sc. (Agr), leading research fellow; T.V. Onuphrienok, research fellow; A.A. Chuslin research fellow; S.A. Gerasimov, Сand. Sc. (Agr.), leading researcher fellow, A.G. Lipshin, research fellow
For citation: Surin N.A., Lyakhova N.E., Zobova N.V., Neshumaeva N.A., Plechanova L.W., Onuphrienok TV., Chuslin A.A., Gerasimov S.A., Lipshin A.G. Sources of Valuable Features in Breeding of Barley for Adaptability. Dostizheniya naukii tekhniki APK. 2016. V.30. No. 6. Pp. 36-40 (in Russ.).
