CC BY
58
УДК 631.527.5: 633.111.1
ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОЗИМЫХ ФОРМ В СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
Н.В. ДАВЫДОВА, доктор сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией (e-mail: [email protected])
А.О. КАЗАЧЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Т.П. МАЛКИНА, старший научный сотрудник Е.Е. ШАРОШКИНА, научный сотрудник Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка», ул. Калинина, 1, р.п. Новоивановское, Одинцовский р-н, Московская обл., 143026, Российская Федерация
Резюме. С 1962 г. в Московском НИИСХ «Немчиновка» широко используют озимые формы при создании сортов яровой мягкой пшеницы. В качестве одного из родителей привлекаются озимые сорта собственной селекции, а также образцы из других селекционных центров Российской Федерации, ближнего идальнего зарубежья. В гибридных популяциях от таких скрещиваний обычно наблюдается широкий формообразовательный процесс. В результате скрещивания озимых сортов с яровыми создан разнообразный селекционный материал, насчитывающий несколько тысяч образцов, которые проходят оценку на разных этапах селекционного процесса. На долю линий, созданных с участием озимого компонента, в период с 1998по 2015 гг. ежегодно приходилось от37,3до 65,6% образцов в конкурсном сортоиспытании. Изучение озимых форм в качестве исходного материала позволило установить их превосходство по продуктивности, в сравнении с яровыми, благодаря более крупному многоцветковому колосу и более крупному зерну, при различии на уровне 35-50%. Методика оценки ярово-озимых гибридов, разработанная Э.Д. Неттевичем, используется в селекционной работе и сегодня. Она основана на всесторонней оценке первого поколения и тщательной проработке гибридов F2-F3. При работе с ярово-озимыми гибридами особое внимание уделяется отбору на скороспелость. Наиболее ценны для скрещивания с яровыми сортами озимые отечественной селекции, выведенные в Центральном районе, в степных районах Поволжья, а также Украины. Наряду с высокой продуктивностью, они обладают засухоустойчивостью и хорошим качеством зерна. Использование лучших форм озимой пшеницы в качестве одного из родителей в скрещиваниях с яровой позволило создать высокопродуктивные сорта яровой мягкой пшеницы Лада, Эстер, Любава, внесённые в Государственнй реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, и ряд перспективных линий с высоким потенциалом продуктивности, комплексом хозяйственно-ценных признаков, по качеству соответствующих требованиям к ценной и сильной пшенице. Ключевые слова: яровая пшеница, селекция, озимый сорт, группа спелости, продуктивность, селекционная ценность. Для цитирования: Особенности использования озимых форм в селекции яровой мягкой пшеницы / Н.В. Давыдова, А.О. Казаченко, Т.П. Малкина, Е.Е. Шарошкина//Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №9. С. 23-25.
Селекционеры, как в России, так и за рубежом вовлекают озимые формы в скрещивания с яровыми не только с целью повешения продуктивности, но и в качестве доноров устойчивости к биотическим и абиотическим стрессовым факторам. От скрещивания яровых форм пшеницы с озимыми в Научно-практическом центре НАН Беларуси по земледелию созданы сорта яровой пшеницы Белорусская 12 (районирован в Беларуси, трёх областях России и семи областях Украины) и Белорусская 80 (районирован в Беларуси и четырёх областях России) с потенциалом урожайности более 6,0 т/га [1]. В НИИСХ Северного Зауралья, путем скрещивания озимого сорта Партизанка и ярового Оренбургская 1, создан сорт яровой мягкой пшеницы Авиада, включённый в Госреестр по 4 и 10 регионам. Потенциал его урожайности 6,0 т/га, сорт устойчив к полеганию, обладает высокой засухоустойчивостью, по качественным показателям - хороший филер [2].
Эффективность скрещивания яровых форм с озимыми с целью выделения ценных яровых биотипов подтверждена мировой практикой [3]. Еще Н.И. Вавилов [4], проанализировав родословную шведского сорта Extra Kolben, одним из первых обратил внимание на возможность значительного повышения продуктивности яровых сортов путём скрещивания их с озимыми формами.
Высокая эффективность этого приёма скорее всего связана с тем, что такие родительские формы создавались в совершенно разных экологических условиях и за редким исключением не обменивались между собой генетической информацией. Это могло приводить к детерминации одних и тех же признаков у яровых и озимых форм разными, неаллельными между собой генами, что, по-видимому, и служит причиной появления большого числа рекомбинан-тов во втором поколении гибридных популяций.
В ФГБНУ Московский НИИСХ «Немчиновка» исследования по широкому использованию озимых форм в скрещиваниях с яровым родителем при создании сортов яровой мягкой пшеницы начаты в 1962 г. академиком РАСХН Э.Д. Неттевичем и продолжаются до сих пор. В результате таких скрещиваний были созданы новые сорта яровой мягкой пшеницы и разнообразный селекционный материал, насчитывающий несколько тысяч образцов [5].
Цель наших исследований - изучить особенности использования озимых форм в селекции яровой мягкой пшеницы.
Условия, материалы и методы. Скрещивания проводили в ФГБНУ Московский НИИСХ «Немчиновка» путём принудительного опыления в поле и в условиях искусственного климата. В качестве ярового компонента использовали сорта и перспективные линии собственной селекции, в качестве озимого - сорта озимой пшеницы селекции Краснодарского НИИСХ и Московского НИИСХ «Немчиновка». Оценку ярово-озимых гибридов на различных этапах селекционного процесса осуществляли с помощью методики, разработанной Э.Д. Неттевичем [6], для оценки селекционной ценности сортов, вовлекаемых в скрещивания, использовали индекс parental breeding value (PBV, %) [7].
Результаты и обсуждение. При скрещивании озимых форм с яровыми возникает опасность сдвига гибридов в сторону позднеспелости, что крайне нежелательно для условий Центра Нечерноземной зоны России. Однако изучение большого числа гибридных комбинаций вида «яроваяхозимая» показало, что при таких скрещиваниях возможны различные сочетания генетических факторов, приводящие к формированию как скороспелых, так и позднеспелых гибридов. Причём в потомстве возможно выделение форм более скороспелых, чем яровой родитель (табл. 1).
При ярово-озимых скрещиваниях у всех гибридов F1 доминирует яровость. Выводы, сделанные Э.Д. Неттевичем о том, что особенности наследования продолжительности вегетационного периода в F1 и расщепления по признаку «яровость - озимость» в F2 зависят от генотипа ярового компонента, нашли подтверждение и в наших исследованиях (табл. 2).
Практически во всех гибридных комбинациях, полученных от скрещивания яровых сортов собственной селекции Злата и Подмосковная 10 с озимыми сортами селекции Краснодарского НИИСХ, расщепление на озимые и яровые
Таблица 1. Характеристика гибридов F1, полученных с участием ярового сорта Злата
Сорт, гибридная комбинация Дата колошения Число колосков в колосе, шт. Масса зерна с колоса, г Масса 1000 зерен, г
±к $ ±к $ ±к $ Ъ ±к $
Злата 4.07 13,2 0,82 28,8
Краснодарская 99хЗлата 2.07 -2 14,6 1,4 0,93 0,11 32,5 3,7
БатькохЗлата 4.07 0 16,0 2,8 0,71 -0,11 32,6 3,8
НотахЗлата 5.07 1 10,8 -2,4 0,65 -0,17 27,9 -0,9
ТаняхЗлата 2.07 -2 10,6 -2,6 0,78 0,04 34,1 5,3
ГрацияхЗлата 1.07 -3 14,0 0,8 0,92 0,10 32,5 3,7
ЮнонахЗлата 30.06 -4 13,6 0,4 0,92 0,10 30,8 2,0
Среднее по гибридным
комбинациям 2.06 -2 13,3 0,1 0,82 0 31,7 2,9
формы шло в соотношении 1:3, что позволяет предположить наличие у сортов Злата и Подмосковная 10 одного доминантного гена Vrn. В гибридных комбинациях с участием сортов Люба и Московская 35 расщепление происходило в соотношении 1:15, что предполагает присутствие в их генотипе двух доминантных генов, контролирующих яровость (Игп Игп). По литературным данным генотип сестринской с Московской 35 линии (сорт Московская 21) также представлен двумя доминантными генами Игп [8].
Таблица 2. Анализ гибридных популяций F2 «яроваяхозимая» по типу развития
Гибридная комбинация Проанализировано растений, шт. Соотношение озимые :яровые х2
яровых озимых фак-тиче-ское ожи-дае-мое
Краснодарская 99хЗлата 56 19 1:3 1: 3 0,07
НотахЗлата 54 20 1:2,7 1: 3 0,52
ИришкахЗлата 29 11 1:2,6 1: 3 0,13
ПалладахЗлата 38 16 1:2,4 1: 3 0,38
ТаняхПодмосковная 10 26 8 1:3 1: 3 0,03
ЛирахПодмосковная 10 47 18 1:2,6 1: 3 0,33
ЮнонахПодмосковная 10 55 17 1:3,2 1: 3 0,07
Московская 35хИнна 204 11 1:18,5 1:15 0,31
ЛюбахИнна 184 14 1:13,1 1:15 0,30
Сравнительная характеристика линий, полученных от скрещивания сортов Мильтурум 63, Энита и Люба с озимым (А) и яровым (Б) компонентом (табл. 3), позволила установить, что при скрещивании яровых сортов Мильтурум 63 и Люба с озимым компонентом (А) превышение по урожайности над линиями, полученными от их скрещивания с яровым компонентом (Б) было достоверным на 5 %-ном
случае скрещивания с озимым компонентом сорта Энита наблюдали некоторое снижение урожайности, что можно объяснить низкой озернённостью колоса практически во всех гибридных комбинациях, полученных с его участием.
У всех линий, созданных с участием озимого компонента (А) наблюдали достоверное превышение по крупности зерна (масса 1000 зерен), по сравнению с яровым родителем. Наибольшим оно было в комбинациях «озимый сортх Мильтурум 63» - 3,1 г.
Продолжительность периода от всходов до полного колошения в группах (А) и (Б) была практически одинаковой, в случае с сортом Люба линии, полученные с участием озимого компонента, выколосились на 4 дня раньше образцов группы (Б). Это можно объяснить направленным отбором скороспелых линий группы (А), начиная с ранних поколений, в данном случае с F2. Содержание сырой клейковины в муке и сила муки в группах (А) и (Б) также были практически на одном уровне.
В отношении других признаков, включая качество зерна, озимые сорта необходимо рассматривать как источники и доноры лимитирующих признаков, наряду с яровыми формами.
Оценка по индексу PBV позволила сделать вывод, что в гибридных парах «яроваяхозимая» сортообразующая способность выше, чем у пар «яроваяхяровая». Величина этого показателя остается практически стабильной, что можно объяснить более широким формообразовательным процессом и использованием тщательно изученных как при озимом севе, так и при искусственной яровизации доноров ценных признаков (табл. 4).
Число линий, созданных в лаборатории селекции и первичного семеноводства яровой пшеницы Московского НИИСХ «Немчиновка» при участии озимого компонента, в период с 1998 по 2015 гг. ежегодно составляло от 37,3 до 73,5% материала, изучаемого в конкурсном сортоиспытании. В большинстве случаев в качестве ярового компонента использовали лучшие возделываемые в Нечерноземной зоне РФ сорта и линии собственной селекции, как наиболее приспособленные к конкретным почвенно-климатическим условиям.
В 1997 г. внесен в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, по
уровне и составляло 0,42 и 0,59 т/га соответственно. В
Таблица 3. Сравнительная характеристика линий, полученных от скрещивания сорта Мильтурум 63, Энита и Люба с яровым и озимым компонентом (среднее по 60 линиям каждой группы)
Признак Озимый сорт х Мильтурум 63 (п=12 комбинаций) (А) Яровой сорт х Миль-турум 63 (п=12 комбинаций) (Б) Разность (А-Б) Озимый сорт х Энита (п=10 комбинаций) (А) Яровой сорт х Энита (п=10 комбинаций) (Б) Разность (А-Б) Озимый сорт х Люба (п= 10 комбинаций) (А) Яровой сорт х Люба (п=10 комбинаций) (Б) Разность (А-Б)
Урожайность, т/га 3,90 3,48 +0,42* 2,98 3,38 -0,40 3,44 2,85 +0,59*
Высота растений, см 101 106 -5,0 69 92 -23,0* 92 95 -3,0
Продолжительность
периода от всходов
до полного колоше-
ния, дней 69 70 -1,0 65 64 +1,0 65 69 -4,0
Масса 1000 зерен, г 35,6 32,5 +3,1* 35,3 32,0 +2,7* 35,4 32,8 +2,6*
Содержание клей-
ковины в муке, % 35,4 34,9 +0,5 33,6 33,8 -0,2 34,9 33,4 +1,5
Сила муки, е.а. 343 333 +10,0 198 191 +7,0 200 262 -62,0*
* достоверно на 5 %-ном уровне.
Таблица 4. Селекционная оценка гибридных комбинаций по индексу PBV (%) в зависимости от типа развития родительских форм
2006-2010 гг. 2007-2011 гг. 2010-2014 гг.
Тип скрещивания число линий, шт. число линий, шт. число линий, шт.
селекционный питомник 1-го года КСИ PBV, % селекционный питомник 1-го года КСИ PBV, % селекционный питомник 1-го года КСИ PBV, %
«яроваяхяровая «яроваяхозимая» 1826 288 21 6 1,2 2,1 438 344 12 10 2,7 2,9 1344 385 22 8 1,6 2,1
3 регионам: 2 (Северо-Западному), 3 (Центральному),
4 (Волго-Вятскому) сорт яровой мягкой пшеницы Лада. Он создан методом индивидуального отбора из гибридной популяции F3 от скрещивания (Обрий х 30Н70) F1 х Московская 35. Потенциал урожайности - 7,0-7,5 т/га. Устойчив к полеганию. Слабее других сортов поражается бурой и стеблевой ржавчиной. Имеет высокие и стабильные по годам хлебопекарные качества. Объёмный выход хлеба - 900-1000 см3, сила муки - 250-400 е.а., содержание клейковины в зерне достигает 45% при ИДК 70-67 е.ш. Сорт Лада включен в список ценных по качеству зерна сортов пшеницы.
В 2012 г. в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию по 3 (Центральному) региону внесен сорт Любава, созданный с участием озимой пшеницы Памяти Федина и ярового сорта Люба. Для него характерны высокая продуктивность, устойчивость к полеганию, хорошие и отличные хлебопекарные качества.
Сорт яровой мягкой пшеницы Эстер, внесённый в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию, по 2, 4 и 7 регионам в 2004 г., создан методом индивидуального отбора из гибридной популяции (Этахл. 52/4). В родословную линии 52/4 входят сорта Нададорес 63, Минская, Московка, Скороспелка и два озимых компонента - сорт Зерба и линия из
Германии Но 15080. Потенциал урожайности сорта Эстер превышает 8,0 т/га. Он устойчив к полеганию, отличается стабильно высоким числом продуктивных стеблей на 1 м2, устойчив к засухе средней силы и жёсткому стрессу, обладает высокой регенерационной способностью. Хлебопекарные качества стабильно высокие.
Сегодня в конкурсном сортоиспытании проходят оценку новые перспективные линии яровой пшеницы, созданные с использованием озимого компонента.
Выводы. Один из методов создания сортов яровой пшеницы, отвечающих требованиям современного производства, - вовлечение в скрещивания озимого компонента с целью повышения продуктивности яровой пшеницы, в первую очередь путём увеличения массы 1000 зерен при перманентном отборе скороспелых форм.
При скрещиваниях вида «яроваяхозимая» возможно различное сочетание генетических факторов, приводящих к формированию как скороспелых, так и позднеспелых форм. Наиболее продуктивны растения скороспелой группы.
Использование озимых форм в скрещиваниях с яровыми способствует более широкому формообразовательному процессу, что позволило создать новые сорта яровой пшеницы Лада, Эстер, Любава и ряд перспективных линий с высоким потенциалом урожайности, комплексом хозяйственно-ценных признаков и качеством зерна на уровне ценной и сильной пшеницы.
Литература.
1. Гриб С.И. Прогресс в селекции яровой пшеницы в Беларуси//Весц1 Нацыянальнай АкадэмИ Навук Беларусi. 2009. № 3. С. 37-41.
2. Характеристика селекционных достижений, допущенных к использованию//ЬПг://довво11@доззо^.сот, 2009.
3. Рутц Р.И. Озимые формы в селекции сортов яровой пшеницы интенсивного типа//Селекция и семеноводство. 1993. С. 20-23.
4. Вавилов Н.И. Научные основы селекции пшеницы. М.-Л.: Сельхозиздат, 1935. 214 с.
5. Davydova N.V., Nettevich E.D., Maximenko M.I. The usage of springx wintercrosses in breeding spring wheat//5th International inference (June 10-14. 1996). Ankara, 1966. Рр. 61-62.
6. Неттевич Э.Д., Щеглова Н.С., Эзрохин Л.М. Использование озимых форм в селекции яровой пшеницы // Селекция и семеноводство. 1972. № 5. С.18-23.
7. Anoshenko B.Yu. Estimation of parental value for varieties used in plant breeding // Plant Breeding. 1998. V.7. P.131.
8. Кокшарова Т.А., Агамалова С.Р., Никитина Е.И. Гибридологический анализ природы озимости у мягкой пшеницы // Биологические науки. Высшая школа. 1987. № 7. С. 17-21.
PECULIARITIES OF USAGE OF WINTER FORMS IN BREEDING OF SOFT SPRING WHEAT
N.V. Davydova, A.O. Kazachenko, T.P. Malkina, E.E. Sharoshkina
Moscow Research Institute of Agriculture «Nemchinovka», ul. Kalinina, 1, pos. Novoivanovskoe, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl., 143026, Russian Federation
Summary. Winter forms have been widely used for development of varieties of soft spring wheat in the Moscow Research Institute of Agriculture "Nemchinovka" since 1962. Winter varieties of own breeding, as well as samples from other breeding centers of both the Russian Federation and near and far abroad, are used as one of parental forms. A wide form-building process is usually observed in hybrid populations from such crossings. A various breeding material is created as a result of crossings of winter varieties with spring ones, which consists of several thousand samples, which are evaluated in the different stages of breeding process. The number of lines, developed with the participation of a winter component, comprised annually from 37.3 to 65.6% in the competitive variety test during the period from 1998to 2015. The examination of winter forms as the initial material made it possible to determine their superiority on the productivity, in comparison with spring ones, due to the larger multi-flowering ear and coarser grain. The difference is at the level 35-50%. The procedure of estimation of spring-winter hybrids, developed byE.D. Nettevich, is used in the breeding work to this day. It is based on the comprehensive estimation of the first generation and the thorough study of F2-F3hybrids. During the work with spring-winter hybrids, the special attention is paid to the selection for the early maturity. Domestic winter varieties, developed in the Central region, in the steppe of the Volga region, and also in the Ukraine, are the most valuable for hybridization with spring forms. Together with the high productivity they posses drought resistance and good grain quality. The usage of the best forms of winter wheat as one of the parental forms in hybridization with spring forms made it possible to develop highly productive varieties of soft spring wheat: Lada, Ester, Lyubava, included in the State Register of Selection Achievements Admitted for Usage. It was also created a number of promising lines with the high potential of productivity, and a complex of economic characteristics, which correspond to the requirements for valuable and strong wheat on the quality. Keywords: spring wheat, breeding, winter variety, maturation group, productivity, breeding value.
Author Details: N.V. Davydova, D. Sc. (Agr.), head of laboratory (e-mail: [email protected]); A.O. Kazachenko, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow; T.P. Malkina, senior research fellow; E.E. Sharoshkina, research fellow
For citation: Davydova N.V., Kazachenko A.O., Malkina T.P., Sharoshkina E.E. Peculiarities of Usage of Winter Forms in Breeding of Soft Spring Wheat. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2016. V.30. No. 9. Pp. 23-25 (in Russ.).
