CC BY
36
у четырех сортов: Сибирская нива, Имени Рапопорта, Бешкиль 500, Мироновская 808 таких фрагментов нет. Вторым характерным моментом является наличие фрагмента в зоне около 450-500 п.н. у сортов пшеницы Беседа, Сибирская нива, Имени Рапопорта, Белая, Мироновская 808, Труженица. Фрагмент в зоне около 250-400 п.н. только у сортов Ритза, Беседа, Ботовская 1, Волжанка Елена, Мироновская 808, Московская 39. Таким образом, методом Полимеразной цепной реакции установлены фрагменты продукта амплификации ДНК, соответствующие 500-700, 200 п.н., характерные для всех сортов пшеницы, а в зоне 750, 250 - 450 п.н. обнаружены фрагменты ДНК, дающие во.можность выявлять межсортовой полиморфизм по ДНК-маркерам.
При исполь.овании других праймеров не удалось обнаружить существенных ра.личий межу обра.цами фасоли и пшеницы.
Таким обра.ом, данные, полученные в ре.ультате и.учения продуктов амплификации и полиморфи.ма, могут быть исполь.ованы для идентификации и классификации указанных образцов методом ПЦР
анали.а.
Литература
1. Гостимский, С.А. Изучение организации и и.менчивости генома растений с помощью молекулярных маркеров / С.А. Гостимский,
З.Г. Кокаева, Ф.А.Коновалов // Генетика. - 2005. - Т. 41.
- № 4. - С.480-492.
2. Зайцев, В.С. ДНК-маркеры гена устойчивости к раку картофеля / В.С.Зайцев, Э.Е.Хавкин // Актуальные проблемы генетики. - М., 2003.- Т. 2.- С.127-128.
3. Конарев, А.В. Исполь.ование молекулярных маркеров в работе с генетическими ресурсами растений
/А.В. Конарев // Сельскохозяйственная биология. -1998. - № 5, с.36-42.
4. Конарев, А.В. Белки семян как маркеры / А.В. Конарев // Вестник семеноводства в СНГ. - 2000. -№ 2. - С.24-25.
5. Савельев, Н.И. Применение ДНК-маркеров для оценки генетического полиморфизма яблони /
Н.И.Савельев, Д.Б.Дорохов; Рос. акад. с.-х. наук. -Мичуринск - Наукоград. - Изд-во ГНУ ВНИИГ и СПР им. И.В. Мичурина, 2004. - 111 с.
6. Со.инов, А.А. Генетические маркеры у растений / А.А.Созинов // Цитология и генетика. - 1993. - Т. 27, № 5. - С.15-23.
7. Стрельченко, П.П. Молекулярные маркеры в
и.учении генофонда растений / П.П.Стрельченко, Л.А.Малышев // Генетические ресурсы культурных растений: международная науч.-практ. конф.: тез. докл.
- СПб., 2001. - С.169-171.
8. Щербань, А.Б. Анализ ДНК-маркера,
специфичного для G-генома пшеницы / А.Б.Щербань, Е.К. Хлесткина, Е.А. Салина // Генетика. - 2004. - Т. 40, № 3. - С .372-379.
9. Bonierable, M. Molecular genetic techniques in relation to sampling strategies and the development of core collections / M. Bonierable, S. Beebs, J.e.a. Tohme // Molecular genetic techniques for plant genetic resources: Report of an IPGRI Worhshop, october 1995. Rome, Italy, 1997. - P.98-102.
10. Poulsen, G.B. Oligonucleotide fingerprinting of resynthesized Brassica napus / G.B. Poulsen, G. Kahl, K. Wesing // Eupytica.-1993.-V.70,№ ^.-P.53-59.
11. Weising, K. Foreign genes in plants transfer, structure, expression, and applications / K. Welsing, J. Schell, G. Kahl // Ann Pev. Genet. Palo Alto, Galif, 1988. -V.22 - P.421-477.
УДК 635.656:631.55
А.В. Амелин, доктор сельскохозяйственных наук ФГОУ ВПО Орёл ГАУ И.В. Кондыков, кандидат сельскохозяйственных наук ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур Е.И. Чекалин. И.И. Кузнецов, аспиранты ФГОУ ВПО Орёл ГАУ
КАЧЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ СЕМЯН ГОРОХА ПОЛЕВОГ О И ЕГ О ИЗМЕНЕНИЕ В ХОДЕ СЕЛЕКЦИИ НА
СЕМЕННУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ
В статье отражены результаты изучения продуктивности и качества семян сортообразцов гороха полевого, созданных за период 1920-2005 годов.
Ключевые слова: горох, селекция, ретроспективный анализ, семенная продуктивность, качество семян.
Сельскохозяйственное производство России испытывает острый дефицит растительного белка. В решении этой проблемы горох представляет большой интерес как высокоурожайная белковая и средоулучшающая культура. В результате ее научной селекции, которая в нашей стране началась более 100 лет назад, урожайность семян возросла в 4-5 раз, в основном, за счет укрупнения семян - в среднем в 3 раза. Но, при этом, устойчивость к вредителям и боле.ням,
The article shows the results of investigation of seed productivity and quality of field pea sort species being bred in 1920-2005.
Key words: field pea, selection, retrospective analysis, seed productivity, seed quality.
экстремальным факторам среды снизились в 1,3-2 раза, а содержание белка в семенах на 2-3% [1,2,4], что негативно отразилось на площади посева культуры.
Большой интерес в свя.и с этим могут представлять пелюшки, более устойчивые к ряду биотических стрессоров по сравнению с сортами гороха посевного [3].
Последние достижения селекции культуры, в том числе и во ВНИИ ЗБК, подтверждают, что создание сортов пелюшек и активное внедрение их в
прои.водство может стать не только одним и. стабили.ирующих факторов растениеводства, но и важным источником увеличения сбора растительного белка в стране.
Материал и методика исследований
Полевые опыты были выполнены в 2006-2008 гг. в рамках совместной научной программы Орловского государственного аграрного университета (Орел ГАУ) и Всероссийского научно-исследовательского института .ернобобовых и крупяных культур (ВНИИ ЗБК). Объектами исследований являлись 11 сортообразцов гороха и. них 9 полевого и 2 посевного типа. Площадь делянок составляла 7,5 м2, повторность 4-х кратная, норма высева 1,2 млн. всхожих семян на гектар.
Анали. активности белков-ингибиторов ферментов трипсина (ТИА) и химотрипсина (ХИА) проводили в соответствии с методическими указаниями ВИР [5].
Содержание в растительном материале жира и сахаров определяли общепринятыми в фи.иологии, биохимии и кормопроизводстве способами [6,7], а общего а.ота в семенах растений микрометодом Кьельдаля с применением для отгона и титрования аммиака аппаратов Сереньева.
Результаты и их обсуждение
Экспериментальные данные пока.али, что благодаря целенаправленной селекции пелюшек их урожайность за последние 70-80 лет выросла более чем в 1,5 раза. В годы исследований сорта гороха полевого селекции 1920-50-х, 1970-80-х годов формировали,
соответственно, 2,4 и 2,7 т/га семян, тогда как
современные - 3,8 т/га.
В ре.ультате такого прогресса последние не только достигли уровня урожайности широко и.вестных районированных .ерновых сортов посевного типа, но и во многих случаях превзошли их. К примеру, в 2006 году урожайность семян пелюшек в среднем составила 4,18 т/га, а у районированных посевных сортов - 3,82 т/га. Аналогичная тенденция в той или иной степени прослеживалась и в другие годы исследований -превышение урожайности семян у современных сортов пелюшек составляло в среднем 10% (таблица 1)
В .ависимости от погодных условий вегетации растений урожайность семян варьировала: у пелюшек 1920-50-х годов в пределах 2,31...2,96 т/га, 1970-80-х годов - 2,16.3,36 т/га, а у современных - 1,77.4,31 т/га. Не .ависимо от ботанической ра.новидности наиболее высокую урожайность современные сорта гороха формировали в благоприятных погодных условиях (2006, 2008) и, по-прежнему, резко ее снижали при их ухудшении.
В тоже время, норма реакции растений на во.действие экстремальной погоды была ра.личной: в .асушливый 2007 год урожайность у пелюшек была снижена на 16,7 % меньше, чем у гороха посевного, у которого она и.менялась в годы исследований в
диапазоне 1,6__3,8 т/га, а у полевого - 2,1...3,7 т/га. Из
современных пелюшек по устойчивости гомеоста.а заметно выделился сортообразец Наташа.
Таблица 1 - Урожайность семян у сортообразцов гороха полевого и посевного в годы исследований
Сортообразец Урожайность, т/га
2006 2007 2008 среднее
Пелюшки селекции 1920-1950 гг.
К-1691 2,94 2,20 2,40 2,51
Фаленская 42 3,70 2,10 2,70 2,83
среднее 3,32 2,15 2,55 2,67
Пелюшки селекции 1970-1980 гг.
Надежда 3,41 2,00 2,29 2,57
СЗМ 85 3,37 1,84 2,74 2,65
Малиновка 3,31 2,64 2,74 2,90
среднее 3,36 2,16 2,59 2,70
Пелюшки селекции 1990-2000 гг.
Зарянка 4,42 1,62 4,13 3,39
Алла (усатый) 4,42 1,62 4,13 3,39
Наташа (усатый) 3,90 2,23 4,31 3,48
98-393 (усатый) 4,48 1,61 3,67 3,25
среднее 4,31 1,77 4,06 3,38
Горох посевной селекции 1990-2000 гг.
Орловчанин 3,85 1,91 3,47 3,08
Норд (усатый) 3,78 1,19 4,08 3,02
среднее 3,82 1,55 3,78 3,05
НСР05 0,25 0,30 0,33
При этом, семена большинства современных зерновых пелюшек по основным потребительским пока.ателям качества в целом не уступали генотипам посевного типа (таблица 2).
Их конкретная величина .ависела как от характера погоды, так и от индивидуальных особенностей каждого генотипа.
Таблица 2 - Биохимические пока.атели качества семян у сортообра.цов гороха (в среднем .а 2006-2008 гг.)
Сортообразец ,р й* Амилоза в крахмале, % Сырой протеин, % хиа, мг/г ИЕ тиа, мг/г ИЕ
Пелюшки селекции 1920-1950 гг.
К-1691 3,0 36,5 27,1 4,0 2,3
Фаленская 42 2,5 41,6 26,5 3,0 2,6
среднее 2,7 39,0 26,8 3,5 2,5
Пелюшки селекции 1970-1980 гг.
Надежда 2,9 38,7 24,9 4,4 3,3
СЗМ 85 3,1 45,3 23,8 4,3 1,4
Малиновка 1,9 39,2 25,5 3,7 1,2
среднее 2,6 41,1 24,7 4,1 2,0
Пелюшки селекции 1990-2000 гг.
Зарянка 2,3 50,7 25,1 3,6 1,4
Алла (усатый) 3,3 47,3 24,0 3,0 1,4
Наташа (усатый) 2,0 36,9 23,2 3,3 1,1
98-393 (усатый) 2,0 37,6 24,0 5,5 2,2
среднее 2,4 43,1 24,1 3,9 1,5
Горох посевной селекции 1990-2000 гг.
Орловчанин 2,0 37,3 24,1 4,7 1,5
Норд (усатый) 2,1 35,1 24,9 2,9 0,7
среднее 2,0 36,2 24,5 3,8 1,1
По ра.варимости, времени варки и коэффициенту ра.варимости, по весу между старыми и современными сортами достоверных ра.личий также не выявлено.
Современные сорта пелюшки уступали в данном случае посевному гороху только по вкусовым качествам (таблица 3).
Таблица 3 - Потребительские и технологические качества семян у сортообра.цов гороха полевого и посевного (в среднем .а 2006-2008 гг.)
Сортообразец Развари-мость, % Время варки, мин. Коэф. разв. по весу Вкус, балл
Пелюшки селекции 1920-1950 гг.
К-1691 96,0 104,0 2,4 4,0
Фаленская 42 97,0 99,0 2,3 4,0
среднее 96,5 101,5 2,4 4,0
Пелюшки селекции 1970-1980 гг.
Надежда 96,0 87,0 2,3 4,0
СЗМ 85 96,0 112,0 2,3 4,0
Малиновка 99,0 101,0 2,1 4,0
среднее 97,0 100,0 2,2 4,0
Пелюшки селекции 1990-2000 гг.
Зарянка 98,0 110,0 2,1 4,0
Алла (усатый) 95,0 120,0 2,1 3,0
Наташа (усатый) 97,0 114,0 2,1 3,0
98-393 (усатый) 96,0 97,0 2,0 4,0
среднее 96,5 110,3 2,1 3,5
Горох посевной селекции 1990-2000 гг.
Орловчанин 95,0 102,0 2,3 5,0
Норд (усатый) 97,0 96,0 2,3 5,0
среднее 96,0 99,0 2,3 5,0
Таблица 4 - Семяобразующая способность у сортообра.цов гороха ра.ных периодов селекции (в среднем .а 2006-2008 гг.)
Сортообразец Масса 1000 семян, г Эф-ть семяоб-ра.ования, % Абортив-ность семязачатков, %
Пелюшки селекции 1920-1950 гг.
К-1691 120 81,7 18,3
Фаленская 42 132 65,0 35,0
среднее 126 73,4 26,6
Пелюшки селекции 1970-1980 гг.
Надежда 142 59,7 40,3
СЗМ 85 165 60,9 39,1
Малиновка 167 59,4 40,6
среднее 158 60,0 39,99
Пелюшки селекции 1990-2000 гг.
Зарянка 263 53,9 46,1
Алла (усатый) 246 60,9 39,1
Наташа (усатый) 247 47,0 53,0
98-393 (усатый) 298 60,6 39,4
среднее 263 55,6 44,4
Горох посевной селекции 1990-2000 гг.
Орловчанин 283 50,9 49,1
Норд (усатый) 272 46,4 53,6
среднее 277 48,6 51,4
НСР 05 15 3,2
Рост урожайности у сортов гороха полевого обеспечивается в ходе селекции преимущественно .а счет укрупнения семян (г= 0,92_0,97) при выраженном снижении эффективности плодо- и семяобразования. Т ак масса 1000 семян у сортов гороха полевого в процессе селекции с 1920 по 2005 год увеличилась в 2,2 раза, но при этом количество семян сократилось на 35 %, а содержание сырого протеина в них - на 2,7%, по сравнению со «старыми» сортообразцами (1, 2).
В силу этого, наметившуюся тенденцию в селекции пелюшек на крупность, очевидно, необходимо скорректировать в сторону увеличения у растений продуктивности плодо- и семяобразования. Ведь при достигнутой массе 1000 семян, создание
крупносеменных сортов приведет к существенному ухудшению их прои.водственных пока.ателей (увеличению фи.ической нормы высева, снижению коэффициента ра.множения семян) и увеличению абортивности семян (таблица 4).
Это позволяет ориентировать селекцию гороха полевого на создание зерновых сортов с массой 1000 семян от 230 до 250 г и количеством семян 25_30 шт. в среднем на растение.
Заключение
Таким обра.ом, современные .ерновые сорта гороха полевого достаточно успешно конкурируют по урожайности и основным пока.ателям качества семян с районированными сортами посевного типа. Есть все основания считать, что они могут стать дополнительным источником высокобелкового растительного сырья для животноводства и перерабатывающей промышленности.
Для условий центральных регионов России рекомендуется со.дание сортов гороха полевого с урожайностью семян (7_8 т/га), содержанием белка 25_27%, массой 1000 семян 230_250 г.
Литература
1. Амелин, А.В. Морфофи.иологические основы повышения эффективности селекции гороха: 03.00.12 "Физиология и биохимия растений": автореф. дис.на соиск. уч. степ. д-ра с.-х. наук / Александр Васильевич Амелин; [ОГАУ].- М., 2001.- 46с. -Библиогр.:с. 43-46.
2. Амелин, А.В. Об изменении элементов структуры урожая у зерновых сортов гороха в результате селекции / А.В. Амелин // Селекция и семеноводство. - 1993. - №2. - С. 9-14.
3. Амелин, А.В. Устойчивость к боле.ням и
вредителям сортов гороха полевого и посевного / А.В. Амелин, И.В. Кондыков, Е.И. Чекалин, Г. А. Борзенкова // Вавиловские чтения - 2007:
материалы конференции. - Саратов, 2007. - С. 113114.
4. Новикова, Н.Е. Физиологическое обоснование роли морфотипа растений в формировании урожайности сортов гороха: 03.00.12 «Физиология и биохимия растений» : автореф. дис. на соиск. учен. степ. д-ра с.-х. наук / Надежда Евгеньевна Новикова; [Орел ГАУ]. - Орел, 2002. - 46 с. - Библиограф.: с. 4246.
5. Определение биологически активных веществ семян. Методические ука.ания / Под ред. Ермакова А.И. Л.: ВИР. - 1984. - 73с.
6. Петербургский, А.В. Практикум по агрономической химии / А.В. Петербургский. - М.: Колос, 1968. - 496с.
7. Разумов, В.А. Справочник лаборанта-химика по анали.у кормов / В.А. Ра.умов. - М.: Россельхо.и.дат, 1986. - 303с.
