CC BY
14
АГРОНОМИЯ
Научная статья
УДК 633.522:631.52
скл: 10.47737/2307-2873 2023 41 13
МАСЛИЧНОСТЬ СЕМЯН И ЕЁ ВЗАИМОСВЯЗЬ С ОСНОВНЫМИ ПРИЗНАКАМИ РАСТЕНИЙ У КОНОПЛИ
©2023. Владислав Львович Димитриев1Н, Марина Ивановна Яковлева2, Леонид Геннадьевич Шашкаров3, Вячеслав Валериевич Павлов4
!.2,з Чувашский государственный аграрный университет, Чебоксары, Россия 4Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, Чебоксары, Россия [email protected]
Аннотация. Приведены результаты исследований по взаимосвязи масличности семян с основными признаками растений конопли. Исследования проводились на сортах конопли Диана и Ингреда. Из селекционных посевов этих сортов отбирались элитные растения, которые оценивались по следующим признакам: процент волокна в стебле, масса семян, процент масла в семенах, масса стебля, масса волокна, длина вегетационного периода и окраска семян. Изучение взаимосвязи между признаками и степени наследования проводили корреляционным методом. Для изучения наследования признаков в потомстве семена отобранных элитных растений высевали в оценочном питомнике. Работа проводилась в течение 2019-2021 годов в УНПЦ «Студенческий» ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ. Изучение масличности показало, что внутри популяции сорта наблюдаются значительные различия по этому признаку. Содержание масла в семенах растений конопли сорта Диана колебалось от 30,0 до 40,8%. У сорта Ингреда различие растений по содержанию масла в семенах было также значительным (от 30,9 до 39,4%). Коэффициент варьирования масличности семян в среднем за три года составил у сорта Диана - 6,2%, а у сорта Ингреда - 5,6%. Исследования показали, что между содержанием масла в семенах и их окраской существует определенная зависимость. У сорта Диана светло-серые семена имеют наименьшее содержание масла. Более масличными оказались серые и темно-серые семена. Наконец, семена с желто-бурым оттенком содержат наибольший процент масла. Наибольшим содержанием масла у сорта Ингреда характеризуются семена с желто-бурой окраской. Светло-серые семена также содержат высокий процент масла, а серые и темно-серые - оказались наименее масличными. Изучение наследования признаков семян показало, что содержание масла в семенах - признак наследственный. Так, в среднем за 2019-2021 годы коэффициенты взаимной сопряженности между масличностью семян родительских растений и их потомств равны +0,731 для сорта Диана и +0,613 для сорта Ингреда, что свидетельствует о высокой степени наследования этого признака.
Ключевые слова: конопля, сорта, Диана, Ингреда, семена, масличность, популяция, окраска, семья, масса стебля
Введение. Исследованиями многих авторов установлены значительные различия качественных признаков семян конопли, как между сортами, так и между отдельными растениями в популяциях сортов [1,2,3,5,6,7,11,16,17]. Содержание масла в семенах варьирует от 28 до 36% [8,10,12,13,14,15]. Кроме того, содержание масла в семенах масличных культур - признак наследственного характера и может с успехом использоваться в селекционной работе.
В связи с вышеизложенным, цель исследований заключалась в изучении масличности семян и её взаимосвязи с основными признаками растений конопли.
Методика. Исследования проводились на сортах конопли Диана и Ингреда. Из селекционных посевов этих сортов отбирались элитные растения, которые оценивались по следующим признакам: процент волокна в стебле, масса семян, процент масла в семенах, масса стебля, масса волокна, длина вегетационного периода и окраска семян [9]. Изучение взаимосвязи между признаками и степени наследования проводили корреляционным методом [4]. Для изучения наследования признаков в потомстве семена отобранных элитных растений высевали в оценочном питомнике. Работа проводилась в 2019-2021 годах в УНПЦ «Студенческий» ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ.
Способ посева - сплошной с шириной междурядий 12,5 см. Норма высева семян - 5 млн штук на 1 га. Размер посевной делянки -20 м2, учетной - 18 м2, повторность опыта 4-кратная. За время вегетации проводилась трехкратная междурядная обработка.
Окраска семян конопли и содержание в
Почва участка - серая лесная среднесу-глинистого гранулометрического состава, характеризовалась следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса -2,8%, сумма поглощённых оснований - 33,7 мг/экв на 100 г почвы, содержание фосфора -129 мг и обменного калия - 88 мг на 1 кг почвы, рН солевой вытяжки - 5,4.
Погодные условия характеризовались довольно широкой амплитудой колебаний по количеству выпавших осадков, температуре и относительной влажности воздуха. В основном наблюдались сравнительно благоприятные годы для нормального роста и развития конопли.
Результаты. Изучение масличности показало, что внутри популяции сорта наблюдаются значительные различия по этому признаку. Содержание масла в семенах растений конопли сорта Диана колебалось от 30,0 до 40,8%. У сорта Ингреда различие растений по содержанию масла в семенах было также значительным (от 30,9 до 39,4%). Коэффициент варьирования масличности семян в среднем за три года составил у сорта Диана - 6,2%, а у сорта Ингреда - 5,6%.
Вместе с тем замечено, что среди растений наблюдались большие различия в окраске семян. В популяции как одного, так и другого сорта встречались растения со светлыми (почти белыми), серыми, желто-бурыми и темными семенами. Как видно из данных таблицы 1, между содержанием масла в семенах и их окраской существует определенная зависимость.
Таблица 1
них масла (среднее за 2019-2021 годы)
Окраска семян Диана Ингреда
количество семей содержание масла, % количество семей содержание масла, %
Светло-серая 24 32,7 18 35,8
Серая 30 34,0 19 34,4
Темно-серая 36 33,6 40 33,9
Желто-бурая 31 36,5 34 36,7
У сорта Диана светло-серые семена имеют наименьшее содержание масла. Более масличными оказались серые и темно-серые семена. Наконец, семена с желто-бурым оттенком содержат наибольший процент масла. Несколько иная взаимосвязь содержания масла в семенах с их окраской у сорта Ин-греда. Наибольшим содержанием масла здесь, как и у сорта Диана, характеризуются семена с желто-бурой окраской. Светло-серые семена также содержат высокий процент масла, а серые и темно-серые оказались наименее масличными.
Следовательно, для обоих сортов проявляется одна общая закономерность - семена с желтым оттенком содержат больший процент масла. Вероятно, ген, обуславливающий желтую окраску семян, сцеплен с геном маслично-сти, и эти признаки проявляются в потомстве одновременно.
Сорта Ингреда и Диана относятся к среднерусскому типу, они характеризуются
светлой окраской семян, лишенной мозаичного рисунка. Наличие в популяции этих сортов большого количества семян с темной окраской, очевидно, является следствием переопыления с другими сортами - южно-созре-вающими и южными, семена которых имеют более тёмную окраску. Сорта конопли, выращенные в своей зоне, то есть среднерусские, выращенные в среднерусской зоне коноплесе-яния, или южные - в южной, содержат большой процент масла в семенах по сравнению с инорайонными сортами. Очевидно, этим объясняется то, что светлые семена, как наиболее характерные для среднерусской конопли, имеют наибольшее содержание масла по сравнению с семенами, не типичными для данного сорта.
О наличии взаимосвязи масличности семян с их окраской свидетельствуют также корреляционные коэффициенты, характеризующие сопряженность этих признаков (табл. 2).
Таблица 2
Коэффициенты корреляции между масличностью семян и другими признаками растений конопли (среднее за 2019-2021 годы)
Признаки Диана Ингреда
г Шг г Шг
Масличность семян х масса семян +0,013++ ±0,128 +0,058++ ±0,135
Масличность семян х масса стебля +0,055++ ±0,128 +0,0339 ±0,120
Масличность семян хмасса волокна +0,016++ ±0,128 +0,312 ±0,123
Масличность семян х содержание волокна в стебле -0,001++ ±0,127 +0,214+ ±0,129
Масличность семян х длина вегетационного периода +0,090++ ±0,127 -0,177++ ±0,144
Масличность семян х окраска семян +0,534++ ±0,092 +0,640 ±0,079
Л - достоверно при Р=0,01; +г - достоверно при Р=0,05; ++г - не достоверно.
Коэффициенты корреляции +0,534 для сорта Диана и +0,646 для сорта Ингреда указывают на наличие средней по величине положительной зависимости между окраской семян и их масличностью. С другими признаками растений конопли масличность семян у сорта Диана не связана, а у сорта Ингреда проявляется слабая положительная корреляция с массой стебля, массой волокна и содержанием волокна в стебле.
Изучение наследования признаков семян показало, что содержание масла в семенах - признак наследственный. Так, в среднем за 2019-2021 гг. коэффициенты взаимной сопряжённости между масличностью семян родительских растений и их потомств равны +0,731 для сорта Диана и +0,613 для сорта Ингреда, что свидетельствует о высокой степени наследования этого признака. Это в полной мере подтверждается данными оценочного питомника, представленными в таблице 3.
Для выявления наследуемости признака масличности отобранные семьи пересевались, и в их семенах определялось содержание жира. Исходные семьи были разбиты на три группы: низкомасличные, среднемасличные и высокомасличные. Масличность отобранных растений каждой группы сравнивалась с мас-личностью семян из потомств.
Масличность семян хорошо проявляется в потомстве. Например, среднее для всех ото-
Наследование содер
бранных растений содержание масла в семенах у сорта Диана колебалось в отдельные годы от 34,3 до 34,9%, а масличность семян их потомств составила 34,3-34,6%, то есть была равнозначной с исходными родительскими формами. Семьи низкомасличных растений в потомстве были с низким, а высокомасличных - с высоким содержанием масла в семенах. Следовательно, варьирование масличности семян обоих сортов связано с генотипом.
Таблица 3
ния масла в семенах
Диана Ингреда
Масличность содержание масла в содержание масла в
Год исходных количество семенах, % количество семенах, %
семей семей исходного потомства семей исходного потомства
материала материала
низкая 6 31,8 33,7 5 33,1 32,0
2019 средняя 14 34,3 34,4 7 34,2 33,7
высокая 5 37,8 36,2 6 36,6 34,7
Средняя для сорта 25 34,4 34,6 8 34,7 33,6
низкая 15 32,8 33,2 8 32,8 33,1
2020 средняя 20 35,0 34,8 8 35,3 35,2
высокая 10 37,7 35,8 10 37,1 36,2
Средняя для сорта 45 34,9 34,5 36 35,3 35,0
низкая 6 31,5 31,9 6 32,6 32,9
2021 средняя 9 34,9 34,8 9 34,7 34,7
высокая 4 37,6 37,2 11 37,2 37,1
Средняя для сорта 19 34,3 34,3 26 35,3 35,3
Однако следует отметить, что масличность семян с низким содержанием масла в потомстве незначительно повышается. Вместе с тем наблюдается некоторое снижение масличности семян с высоким содержанием масла. По нашему мнению, это результат переопыления, поскольку высокомасличные и низкомасличные семьи выращивались в одном питомнике без изоляции. Вследствие этого у низкомасличных повышается, а у высокомасличных несколько понижается содержание масла в семенах. Масличность семян в группе семей со средним содержанием масла
как у исходных родительских растений, так и их потомств в основном равна средней масличности сорта. Равновесное же состояние всей популяции по содержанию масла в семенах все время остаётся на одном уровне.
Выводы. Таким образом, между мас-личностью семян и их окраской существует тесная взаимосвязь. Семена с желто-бурым оттенком у сортов Диана и Ингреда содержат наибольший процент масла. Высокое и низкое содержание масла в семенах наследуется в потомстве.
Список источников
1. Димитриев В. Л., Шашкаров Л.Г., Дементьев Д.А., Гурьев А.А. Урожайность конопли в зависимости от агротехнических приемов возделывания // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2016 №4 (42). С. 28-33.
2. Dimitriev V.L., Shashkarov E.G. and Mefodyev G.A. Meflnfluence of the seeding rate on the formation of anatomical features of the monoecious hemp stems of diana breed (IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations). 2019.p 42050.
3. Димитриев В.JI., Шашкаров Л.Г., Яковлева М.И. Сравнительная оценка некоторых морфолого-анатомических особенностей стеблей гибридов двудомных сортов конопли с однодомными // Пермский аграрный вестник. 2021. № 4 (36). С. 38-45.
4. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1987. 351 с.
5. Вировец В. Г., Лайко И. М. Конопля-культура XXI века//Аграрная наука. 1999. № 11. С. 5-7.
6. Григорьев С. В. Перспективы культуры конопли в России // Легпромбизнес. 2004. № 9.С. 34-37.
7. Ермаков А. П., Давидян Г. Г., Ярош Н. П. и др. Масличные культуры (характеристика качества масла по составу и содержанию жирных кислот) // Каталог. Мировая коллекция ВИР: Л., 1982. Вып. 337.
8. Коршунова Л. В., Ложкин А. Г. ОСВ - источник макро- и микроэлементов // Агрохимический вестник. 2007. № 5. С. 37-38.
9. Методические указания по проведению полевых и вегетационных опытов с коноплей. М.: 1980. С. 34.
10. Романенко А. А. Конопля на Кубани // Селекция против наркотиков: Материалы междунар. науч. конф., по-свягц. проблемам растений, содержащих наркотические вещества. КНИИСХ. Краснодар, 2004. С. 3-7.
11. Сенченко Г И., Тимонин М. А. Конопля. М.: Колос, 1978. С. 288.
12. Степанов Г. С. Генетическая детерминированная разнокачественность репродуктивных органов у основных половых типов однодомной конопли // Труды Чувашского научно-исследовательского института сельского хозяйства, 2000. Том 1 (6). С. 85-93.
13. Степанов Г. С. Ресурсный потенциал конопли и пути его эффективного использования // Материалы региональной науч.-практ. конф. (24-25 октября 1997г.). Чебоксары, 1998. С.47-48.
14. Степанов Г. С., Фадеев А. П., Романова И. В. Безнаркотические сорта конопли для адаптивной технологии возделывания. Цивильск: Чувашский НИИСХ, 2005. 39с.
15. Степанов Г. С., Фадеев А. П., Романова И. В. О системе семеноводства безнаркотических сортов однодомной конопли // Аграрная наука Евро - Северо - Востока. Киров, 2005. №7. С.32-35
16. Conrad С 1997 Hemp for Health: the medical and nutritional uses of Cannabis sativa (Rochester VT US: Healing Art Press)
17. Deferne J Г and Pate D W Hemp seed oil a source of valuable essential fatty acids J. Int. Hemp Ass. 3(1) 4-7.
SEED OIL CONTENT AND ITS RELATIONSHIP WITH THE MAIN FEATURES OF PLANTS IN HEMP
©2023. Vladislav L. Dimitriev163, Marina I. Yakovleva2, Leonid G. Shashkarov3, Vyacheslav V. Pavlov4
u'3Chuvash State Agrarian University, Cheboksary, Russia
4Chuvash State University named after I.N. Ulyanova, Cheboksary, Russia
Mimitrieff. [email protected]
Abstract. The results of studies on the relationship between the seed oil content and the main features of hemp plants are presented. The research was carried out on hemp varieties Diana and Ingreda. From the breeding crops of these varieties, elite plants were selected, which were evaluated according to the following characteristics: percentage of fiber in the stem, seed weight, percentage of oil in the seeds, stem weight, fiber weight, length of the growing season and seed color. The study of the relationship between traits and the degree of inheritance was carried out by the correlation method. To study the inheritance of traits in offspring, seeds of selected elite plants were sown in an evaluation nursery. The work was carried out during 2019-2021 at the UNPC "Studenchesky" FGBOU VO Chuvash State Agrarian University. The study of oil content showed that within the population of the variety there are significant differences in this trait. The oil content in the seeds of cannabis variety Diana ranged from 30.0 to 40.8%. In variety Ingreda, the difference between plants in terms of oil content in seeds was also significant (from 30.9 to 39.4%). The coefficient of seed oil content variation on average for three years was 6.2% for the Diana variety, and 5.6% for the Ingreda variety. The studies have shown that there is a relationship between the seed oil content and their color. The variety Diana has light gray seeds with the lowest oil content. Gray and dark gray seeds turned out to be oilier. Finally, seeds with a yellow-brown tint contain the highest oil percentage. The highest oil content here, in the variety Ingreda, is characterized by seeds with a yellow-brown color. Light gray seeds also contain a high percentage of oil, while gray and dark gray seeds were found to be the least oily. The study of the inheritance of seed traits showed that the oil content in the seeds is a hereditary trait. So, on average for 2019-2021, the coefficients of mutual contingency between the seed oil content of parent plants and their offspring are +0.731 forthe Diana variety and +0.613 forthe Ingreda variety, which indicates a high degree of inheritance of this trait.
Keywords: hemp, varieties, Diana, Ingreda, seeds, oil content, population, color, family, stem weight.
References
1. Dimitriev V.L., Shashkarov L.G., Dementiev D.A., Guryev A.A. Urozhajnost' konopli v zavisimosti ot ag-rotekhnich-eskih priemov vozdelyvaniya (Hemp yield depending on agrotechnical methods of cultivation), Vestnik Kazanskogo gosudar-stvennogo agrarnogo universiteta. 2016, No. 4 (42). Pp. 28-33.
2. Dimitriev V.L., Shashkarov L.G. and Mefodyev G.A. Meflnfluence of the seeding rate on the formation of ana-tomical features of the monoecious hemp stems of diana breed (Influence of the seeding rate on the formation of anatomical features of the monoecious hemp stems of Diana breed), IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations, 2019. P. 42050.
3. Dimitriev V.L., Shashkarov L.G., Yakovleva M.I. Sravnitel'naya ocenka nekotoryh morfologo-anatomicheskih osoben-nostej steblej gibridov dvudomnyh sortov konopli s odnodomnymi (Comparative evaluation of some morphological and anatomical features of the stems of hybrids of dioecious cannabis varieties with monoecious varieties), Permskij agrar-nyj vestnik, 2021, No. 4 (36), Pp. 38-45.
4. Dospekhov B. A. Metodika polevogo opyta (Methods of field experiment), M.: Agropromizdat, 1987. 351 p.
5. Virovets V. G., Laiko I. M. Konoplya - kul'tura HKHI veka (Hemp is a culture of the XXI century), Agrarnaya nauka, 1999, No. 11, Pp. 5-7.
6. Grigoriev S. V. Perspektivy kul'tury konopli v Rossii (Prospects for hemp culture in Russia), Legprombiznes, 2004, No. 9, Pp. 34-37.
7. Ermakov A. I., Davidyan G. G., Yarosh N. P. et al. Maslichnye kul'tury (harakteristika kachestva masla po sostavu i soderzhaniyu zhirnyh kislot) (Oilseeds (Characteristics of oil quality by composition and content of fatty acids), Katalog. Mi-rovaya kollekciya VIR: L., 1982, Issue, 337.
8. Korshunova L. V., Lozhkin A. G. OSV - istochnik makro- i mikroelementov (Urban wastewater residues is a source of macro- and microelements), Agrohimicheskij vestnik, 2007, No. 5, Pp. 37-38.
9. Romanenko A. A. Konoplya na Kubani (Hemp in the Kuban), Selection against drugs: Materials of the international, scientific conf., dedicated problems of plants containing narcotic substances. KNIISH. Krasnodar, 2004. Pp. 3-7.
10.Metodicheskie ukazaniya po provedeniyu polevyh i vegetacionnyh opytov s konople, M.: 1980, P. 34.
11. Senchenko G. I., Timonin M.A. Konoplya (Hemp), M.: Kolos, 1978. 288 p.
12. Stepanov G.S. Geneticheskaya determinirovannaya raznokachestvennost' reproduktivnyh organov u osnov-nyh polo-vyh tipov odnodomnoj konopli (Genetic deterministic heterogeneity of reproductive organs in the main sexual types of monoecious hemp), Trudy CHuvashskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta sel'skogo hozyajstva, 2000, Volume 1 (6), Pp. 85-93.
13. Stepanov G.S. Resursnyj potencial konopli i puti ego effektivnogo ispol'zovaniya (Resource potential of hemp and ways of its effective use), Materialy regi-onal'noj nauch.-prakt. konf. (24-25 oktyabrya 1997g.). Cheboksary, 1998. Pp.47-48.
14. Stepanov G. S., Fadeev A. P., Romanova I. V. Beznarkoticheskie sorta konopli dlya adaptivnoj tekhnolo-gii vozde-lyvaniya (Drug-free hemp varieties for adaptive cultivation technology), Tsivilsk: Chuvash Research Institute of Agriculture, 2005. 39 p.
15. Stepanov G. S., Fadeev A. P., Romanova I. V. О sisteme semenovodstva beznarkoticheskih sortov odno-domnoj konopli (On the system of seed production of drug-free varieties of monoecious hemp) Agrarnaya nauka Evro - Severo -Vostoka, Kirov, 2005. No 7. Pp.32-35
16. Conrad С 1997 Hemp for Health: the medical and nutritional uses of Cannabis sativa (Rochester VT US: Healing Art Press)
17. Deferne J. L., Pate D. W. Hemp seed oil a source of valuable essential fatty acids J. Int. Hemp Ass. 3(1) 4-7.
Сведения об авторах
В.JI. Димитриев1 - канд. с.-х. наук, доцент; М.И. Яковлева2 - канд. с.-х. наук, доцент; Л.Г. Шашкаров3 доктор с.-х. наук, профессор; В.В. Павлов4 - канд. с.-х. наук, доцент.
'•^Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Чувашский государственный аграрный университет, ул. Карла Маркса, 29, г. Чебоксары, Россия, 428000
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова, проспект Мира, 15, г. Чебоксары, Россия, 428015 1 dimitrieff. vladislaw@y andex. ru
Information about the authors
V.L. Dimitriev1 - Cand. Agr. Sci., Associate Professor; M.I. Yakovlev2 - Cand. Agr. Sci., Associate Professor; L.G. Shashkarov3 - Dr. Agr. Sci., Professor; V.V. Pavlov4 - Cand. Agr. Sci., Associate Professor.
!'2'3Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Chuvash State Agrarian University, Karl Marx St., 29, Cheboksary, Russia, 428000
4Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Chuvash State University named after I.N. Ulyanova, Prospekt Mira St., 15, Cheboksary, Russia, 428015 'dimitrieff. [email protected]
Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest: the authors declare that they have no conflicts of interest.
Стат ъя поступила в редакцию 19.11.2022; одобрена после рецензирования 24.11.2022; принята к публикации 07.03.2023. The article was submitted 19.11.2022; approved after reviewing 24.11.2022; acceptedfor publication 07.03.2023.
