ОЦЕНКА ОТОБРАННОГО ГЕНОФОНДА PINUS SYLVESTRIS L. ПО РОСТУ ПОЛУСИБСОВ Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 630.161 DOI: 10.34736/FNC.2022.119.4.012.81-87

Оценка отобранного генофонда Pinus sylvestris L. по росту полусибсов

Александр Петрович Иозус™1, ttp@kti.ru, к.с-х.н., доцент, кафедра ТТИ;

Александр Александрович Завьялов1, заведующий лабораторией кафедры ТТИ;

Сергей Николаевич Крючков2, д.с.-х.н., г.н.с., ORCID 0000-0001-8338-6460 -1Камышинский технологический институт - филиал Федерального государственного бюджетного

образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный технический университет», ttp@kti.ru, 403874, ул. Ленина, 6А, г. Камышин, Россия 2 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (ФНЦ агроэкологии РАН), info@vfanc.ru, 400062, пр. Университетский, 97, Волгоград, Россия

В Волгоградской области устойчивость, производительность и сохранность сосновых насаждений остается невысокой. Территория области относится к зоне сухой степи Нижнего Поволжья и располагается вне ареала естественного распространения этой породы. Основным направлением повышения устойчивости и производительности насаждений является полный перевод семеноводства сосны на селекционно-генетическую основу. Основной задачей исследования является выделение в тяжелых почвенно-климатическихусловиях региона комплекса наиболее эффективных приемов и методов оценки плюсовых деревьев по потомству. Впервые в сухой степи было применено разделение полусибсового потомства плюсовых деревьев сосны обыкновенной на группы по успешности роста в высоту. Исследования проводились на базе ранее созданного в регионе комплекса лесосеменных плантаций и позволили выделить наиболее эффективные селекционные приемы и особенности. Выделение среди полусибсов разных групп по успешности роста позволило определить возраст, в котором в условиях сухой степи происходит стабилизация рангов полусибсовых семей, позволяющая оценивать генетические свойства плюсовых деревьев по семенному потомству, он составил 6-10 лет. Для повышения эффективности селекционных мероприятий и биоразнообразия, необходимо вводить в селекционные программы региона отобранный и проверенный генофонд прилегающих к Волгоградской области естественных популяций сосны, в соответствии с требованиями лесосеменного районирования.

Ключевые слова: сосна, плюсовые деревья, селекция, наследуемость, генетическая изменчивость, полу-сибсы.

Работа выполнена в рамках тематического плана госбюджетных НИР кафедры ТТП (Камышинский технологический институт - филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Волгоградский государственный технический университет»). Код темы по ГРНТИ 68.47.00. «Особенности технологии выращивания селекционного посадочного материала, предназначенного для создания защитных насаждений в сухой степи Нижнего Поволжья».

Поступила в редакцию: 28.10.2022 Принята к печати: 09.12.2022

Волгоградская область выбрана местом реализации пилотного проекта по защитному лесоразведению. Планируется значительно увеличить площадь существующих в регионе защитных лесных насаждений и довести общую лесистость до 5,1 % [12]. Значительная роль отводится в проекте сосне обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Новые насаждения должны создаваться только на селекционно-генетической основе, с учетом достижений селекционной науки и практики в регионе и требований лесосеменного районирования [8,11,13].

В середине 60-х годов прошлого столетия на территории нынешней России начали создавать селекционные семенные плантации сосны обыкновенной. Лесоводами разных поколений проводилась большая работа по отбору плюсовых деревьев и оценке их по потомству. К настоящему времени удалось создать свыше 10 тыс. га лесо-семенных плантаций и занести их в постоянную

лесосеменную базу. Однако полностью перевести семеноводство сосны, да и других пород, на селекционно-генетическую основу ученым и практикам не удалось. И только немногим более 10-15 % от общей потребности в семенах в России составляют семена с лесосеменных плантаций. Швеция и Финляндия, на 20 лет раньше начавшие селекционную у работу, полностью обеспечивают потребности в О семенах с лесосеменных плантаций [2,10]. Г Тем не менее лесоводы России за пятидесяти- о летний период также накопили значительный | научный и производственный опыт, выделили £ основные направления работ по плантационному | семеноводству и реализовали их. Если за рубежом Ж значительная доля в создании плантаций прихо- О дится на in vitro и другие подобные технологии, в ™ России для размножения выделенных плюсовых ( деревьев используют семенной (семейственный) 9 с получением сибсов и полусибсов и вегетатив- 00 ный методы [2,10]. Опыт создания селекционных 2

81

^ - Для контактов / Corresponding author

семенных плантаций в условиях сухой степи Нижнего Поволжья и уже существующие объекты из клоновых, семейственных и популяционных плантаций позволили провести дальнейшие селекционные исследования [3,4].

Цель исследования - дать оценку наследуемости скорости роста в высоту генофонда, отобранного для создания плантаций. Определить коэффициент наследуемости селекционного материала Н2 в широком смысле, и результативность селекционных мероприятий в сухой степи Нижнего Поволжья по сравнению с зоной экологического оптимума. Новизна исследования заключается в определении эффективности ранней диагностики по скорости роста полусибсов на основе метамер-но-генетического и кластерного анализов.

Материалы и методы исследования. Лесосе-менные плантации создавались в Новоаннинском лесхозе (СГБУ ВО «Новоаннинское лесничество»), находящемся в Новоаннинском районе Волгоградской области, под руководством члена-корреспондента РАН Г.Я. Маттиса в 1983-1998 годах. Проектное задание составлено Волгоградским управлением лесного хозяйства (Комитет природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Волгоградской области) под общим руководством главного лесничего А.И. Акинтьевой с участием ВНИАЛМИ (Всероссийский НИИ агролесомелиорации). В соответствии с заданием Саратовским филиалом «Союзгипролесхоз» в 1981 году был выполнен и утвержден проект создания комплекса лесосеменных плантаций по трем основным породам защитного лесоразведения - сосны, дуба, лиственницы. Вместе с другими породами было создано 160 га лесосеменных плантаций сосны. В состав семеноводческого комплекса сосны входили клоновые, популяционные и семейственные плантации, созданные вегетативным и семенным путем. На создававшихся объектах с момента размножения материала и закладки плантаций проводились научные наблюдения [3,4]. В связи с отсутствием в степной зоне опыта создания научных семеноводческих объектов предусматривались различные варианты создания лесосеменных плантаций, клоновых, семейственных, популяционных, в связи с чем в 1987 году на участке № 8 была заложена семейственная плантация из по-8 томства 25 семей плюсовых деревьев, отобранных 59 в Волгоградской области. Размещение растений -£ 5x10 метров, площадь участка - 7 га, количество ^ высаженных растений - 1400 штук. Семена были го собраны непосредственно с плюсовых деревьев Волгоградской области, сеянцы выращены в пи->| томнике Нижневолжской станции по селекции

0 древесных пород ВНИАЛМИ (ныне Нижневолж-| ской станции по селекции древесных пород - фи° лиал ФНЦ Агроэкологии РАН).

& Изучались полусибсовые потомства плюсовых £ деревьев сосны, высаженные на лесосеменную ^ плантацию СГБУ ВО «Новоаннинское лесничест-

1 во», и потомства популяции, произрастающей на

этой же плантации, обычной селекционной категории. Ежегодно в период проведения опытов обмерялись по 50 полусибсов из 56 полусибсов каждой семьи, имеющихся на плантации. В это же время обмерялось 50 деревьев на заложенной одновременно с семейственной арчединской популя-ционной плантации на поле № 2. Общая площадь поля №2 - 4,7 га, размещение растений - 5x10, общее число высаженных растений - 940 штук. Измерения в высоту проводились сначала рейкой высотой 5 метров, потом высотомером Макарова с точностью 1 см для деревьев возрастом до 20 лет, и точностью 10 см для деревьев возрастом свыше 20 лет. Диаметр измеряли на высоте 1,3 м мерной вилкой с точностью до 1 мм. Полученные материалы обрабатывались статистическими методами. Для чего был взят предложенный Р. Фишером дисперсионный анализ, который позволяет оценить силу влияния разных факторов на анализируемый признак, а также уровень генетического разнообразия семенных потомств [7]. Через коэффициент наследуемости в широком смысле Н2 и аддитивный коэффициент наследуемости в узком смысле Ы.

С целью выделения плюсовых деревьев, потомство которых отличается успешным ростом, применяли ранжирование результатов и их кластерный анализ, проведенный методом кластеризации "К-средних" [1,14,15], для чего показатели роста полусибсов на плантации разбивали на 5 групп-кластеров, выделяемых по скорости роста. Объектами, на которых проводились измерения, были полусибсы, произраставшие на семейственной ле-сосеменной плантации СГБУ ВО «Новоаннинское лесничество», их обмеры проводились ежегодно в течение 22 лет. Кластерами были 5 групп полусибсов, выделенных по скорости роста.

Результаты и их обсуждение. Изучение основных показателей роста потомства и сравнительный анализ по основным показателям роста и развития селекционных растений, выращенных из семян, собранных с плюсовых деревьев, и растений, выращенных из смеси семян, собранных в обычных насаждениях популяции и высаженных на популяционных плантациях, позволил оценить уровень их генетического разнообразия по варьированию дисперсий. Это дало возможность перейти к оценке генетического разнообразия потомства селекционного материала при генетической селекции вне ареала естественного распространения и изучить вопрос о возможном снижении генетического разнообразия и наследуемости селекционных признаков в тяжелых почвенно-кли-матических условиях сухой степи Нижнего Поволжья [5, 6, 9].

Согласно исследованиям ряда авторов [1,3,4,5,7,9], именно соотношение наследственных факторов с экологическими непосредственно определяет особенности роста, развития, устойчивости к неблагоприятным условиям, интенсивности плодоношения и обуславливает выбор селек-

ционных мероприятий и стратегию селекции в регионе. Одним из эффективных методов, позволяющих провести генетическую оценку селекционного материала, является метамерно-генетиче-ский анализ роста селекционного потомства по их сезонным приростам [5,6,7]. Для проведения этого

анализа из 25 семей выбрали 14 методом случайных чисел.

Оценка проводилась по коэффициенту наследуемости общей изменчивости в широком смысле Н2, результаты, полученные в процессе расчетов, представлены в таблице 1 и на рисунке 1.

Таблица 1 - Изменение коэффициента наследуемости в широком смысле Н2 у полусибсов на лесосеменных плантациях СГБУ ВО «Новоаннинское лесничество»

Номер семьи 1 2 3 4 5 6 7 8 8 10 11 12 13 14

Н2 0,48 0,65 0,32 0,42 0,49 0,54 0,42 0,32 0,36 0,39 0,43 0,26 0,73 0,35

18

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Номер семьи

-♦-генетическая -"-паратипическая -*-фенотипическая дисперсии

Рисунок 1. Изменчивость характеристик дисперсий, рассчитанных по годичным приростам семей

на лесосеменных плантациях

Расчетами по проверке гипотез установлено, что между полусибсами разных семей существуют достоверные на уровне р<0,01 отличия по росту в высоту, что подтверждает влияние генофонда плюсовых деревьев на результативный признак. Для более полной генетической оценки вычисляли коэффициенты наследуемости: Н2 - коэффициент наследуемости общей изменчивости в широком смысле и № - коэффициент аддитивной наследуемости в узком смысле. В результате для полусибсов семей, произрастающих на лесосемен-ной плантации, методом метамерно-генетическо-го дисперсионного анализа получили следующие показатели наследуемости по высоте растений:

- коэффициент наследуемости Н2 в широком смысле имел средний показатель 0,44 с диапазоном колебаний от 0,26 до 0,73;

- коэффициент наследуемости № в узком смысле имел невысокий диапазон колебаний 0,14 - 0,15, соответственно его среднее значение составило 0,145;

- по диаметру ствола можно определить только коэффициент наследуемости № в узком смысле, который имел диапазон колебаний от 0,03 до 0,10,

среднее значение составило соответственно 0,065.

Исследования показали, что в дисперсии велика доля экологических характеристик, генетические дисперсии показали меньшие значения. Подобная особенность отмечена и другими авторами [1,2,3,4,5,7,13]. Условия произрастания, их неоднородность, которая наблюдается даже на одном участке, метеорологические показатели также изменялись на протяжении периода исследований -все это и оказало значительное влияние на варьирование генетических признаков. а Отмечены сходные показатели у полусибсов 1 плюсовых деревьев и деревьев, выращенных в ? сходных лесорастительных условиях на лесосе- О менной плантации из семян популяции по генети- О ческой составляющей и показателям дисперсии. ч Еще одним подтверждением этого предположения о является невысокое варьирование таксационных !< показателей селекционного материала (высота, р диаметр) в течение длительного времени при вы- Л ращивании на селекционно-семенной плантации у ^ полусибсов и семян популяционного сбора. 1 В возрасте 29 лет сравнивали рост полусибсов, 2 произрастающих на поле № 8 лесосеменной план- 22

тации СГБУ ВО «Новоаннинское лесничество» площадью 7 га, где сохранилось 1350 деревьев. Произвели измерения деревьев, произрастающих

на данном поле и одновозрастного поля № 2 арче-динской популяции, где сохранилось 850 деревьев. Результаты приводятся в таблице 2.

Таблица 2 - Таксационные показатели селекционного материала возрасте 29 лет на лесосеменной плантации

СГБУ ВО «Новоаннинское лесничество»

Категория опытного материала D, см Н, м

Полусибсы плюсовых деревьев 24,5+0,34 12,5+0,28

Потомство арчединской популяции 24,0+0,32 11,5+0,25

Примечание: D - диаметр ствола на высоте 1,3 м; Н

По таксационным показателям полусибсовые потомства не имеют значительных отличий от смешанного потомства популяций.

Так как те и другие потомства произрастают на лесосеменной плантации в выровненных лесора-стительных условиях, их паратипические дисперсии не отличаются большим разнообразием, что позволяет сделать вывод о том, что у изучаемых совокупностей нет значительных отличий и по генетическому разнообразию.

Итоги проведенных исследований позволяют сделать вывод, что, несмотря на отмеченное выше нивелирование результатов селекционных работ в условиях сухой степи Нижнего Поволжья, в целом отбор по фенотипу плюсовых деревьев в насаждения Волгоградской области повышает скорость роста селекционного семенного потомства, что подтверждает определенную эффективность плюсовой селекции.

К сожалению, при проведении селекционных мероприятий в условиях сухой степи из-за ограниченности изучаемого селекционного материала нельзя обеспечить высокую интенсивность отбора, что могут позволить себе селекционеры, работающие в зоне экологического оптимума для данного вида. Трудности подбора базисных насаждений для проведения селекционных работ обуславливают ошибки при отборе и оценке по потомству плюсовых деревьев. Другой трудностью является высокая рекомбинация генетического материала на селекционных семенных плантациях с ограниченным набором клонов и семей. По-

(м этому в условиях сухой степи, в настоящее время

гч

° после проведенных селекционных мероприятий, 59 не отмечено их значительное воздействие ни на ^ таксационные показатели, ни на генетическое разнообразие. При значительном расширении базы * проведения селекционных работ, что возможно ^ при вовлечении в селекционный процесс гранича'! щих популяций сосны Саратовской, Воронежской ш и Тамбовской областей с учетом требований лесо-| семенного районирования [13], из которых еще в | 19 и начале 20 века получали сеянцы и семенной & материал для создания насаждений на террито-

0 рии теперешней Волгоградской области, ожидаемо возрастет эффективность селекционных меро-

высота дерева

приятий и гетерогенность будущих селекционных объектов. С селекционных семенных плантаций перечисленных регионов целесообразно привлечь генетический материал при проведении опытов на генетическое разнообразие потомства, раннюю диагностику и другие оценки, что, по-нашему мнению, позволит значительно повысить селекционный эффект проводимых мероприятий. В этом случае значительно возрастут генетическое разнообразие и интенсивность отбора, и полученные нами предварительные выводы могут быть пересмотрены.

Для увеличения положительного эффекта плюсовой селекции по фенотипу материнских деревьев необходимо активно внедрять в селекционный процесс раннюю диагностику. Перед высадкой на лесокультурную площадь, особенно в опытные и селекционные насаждения, необходимо отбраковывать до 20-30 % сеянцев, отстающих в росте, развитии корневой системы, имеющих угнетенный вид.

После оценки генетического разнообразия потомства плюсовых деревьев, следующим этапом селекционных работ является дальнейшее развитие ранней диагностики проявления положительных свойств у потомства отобранных плюсовых деревьев по сравнению с потомством средних образцов популяции.

В мировой селекции [2,8,10,14] считается, что генотип является определяющим фактором жизненных характеристик дерева: роста, развития, устойчивости. Серьезной задачей селекционеров является определение возраста, в котором ранговое положение потомства стабилизируется. По этому возрасту можно примерно оценить их будущие таксационные показатели и другие характеристики. По сосне имеется широкий разброс мнений, начиная от 5-7 лет до 60-100 лет, что обусловлено различными методиками исследований и оценки результатов [1,2,3,5,10,14,15].

Результаты исследований показали, что ранняя диагностика наследственных свойств отобранного в регионе генофонда требует дифференцированного подхода. Так, отбор быстрорастущих семей малоэффективен из-за их генетической неоднородности, так как состав семьи определяется

общей комбинационной способностью и специфической комбинационной способностью конкретного маточного дерева, что и оказывает влияние на конечный признак. Поэтому ранговое положение семьи в раннем возрасте имеет высокую изменчивость. Ранняя диагностика клонов по росту потомства, видимо, будет более эффективна. Но в практике лесного хозяйства Российской Федерации передовые технологии вегетативного размножения, к сожалению, не получили широкого развития, и проведение подобных исследований затруднено.

Одним из наиболее перспективных методов ранней диагностики является кластерный анализ, в котором изначальное разделение потомства на группы по скорости роста позволяет уйти от не-

достатков дисперсионного анализа, когда в одном блоке анализируется вся масса исходных данных.

Выше были приведены результаты расчетов генетической и паратипической составляющей на основе дисперсионного анализа. На тех же объектах провели оценку роста и развития потомства 25 плюсовых деревьев, произрастающих на семейственной плантации методом кластерного анализа [1].

Результаты исследований дифференциации потомства позволили разделить их на основе кластерного анализа на 5 групп роста. Подобный подход рекомендован рядом авторов [1,14,15]. Кластерный анализ роста деревьев, относящихся к разным группам, позволил выявить значительные различия между выделенными группами в течение 20-летнего периода исследований (рис. 2).

Рисунок 2. Изменение высоты выделенных групп роста в течение периода наблюдений на селекционных лесосемен-ных плантациях СГБУ ВО «Новоаннинское лесничество»: 1 - самые быстрорастущие деревья; 2 - деревья повышенного роста; 3 - средние деревья; 4 - деревья замедленного роста; 5 - медленно растущие деревья

Результаты кластерного анализа позволяют выделять различия между деревьями по росту с 6 лет. При этом с возрастом различия между быстро и медленно растущими деревьями только возрастают, и разница между группами становится более значительной, чем разница между деревьями внутри выделенной группы. Тот селекционный материал, который был выделен в 6-тилетнем возрасте показывает превосходство в росте в течение длительного периода, что указывает на перспективы ранней диагностики выделенных по росту потомства плюсовых деревьев-лидеров, куда не обязательно входят деревья, превосходные по таксационным показателям. Таким образом, различия между потомством сосны по успешности роста при выращивании в однородных условиях определяются генотипом материнских

деревьев и их специфической комбинационной способностью.

Заключение.

1. В сухой степи в условиях однородного опыт- у ного участка дисперсионный анализ показал до- о стоверное влияние генофонда плюсового дерева р на результативный признак - рост в высоту по- § лусибсов, хотя влияние экологических факторов | велико. Поэтому ранг семьи по таксационным по- С казателям в ряду других семей постоянно варьи- й рует. Эффективность селекционных мероприятий у в Волгоградской области можно значительно по- § высить, если включать в селекционный процесс ь плюсовые деревья близлежащих регионов с уче- 11 том требований лесосеменного районирования. )

2. Выделение потомства плюсовых деревьев в 0 разные группы по скорости роста позволило уста- 2

новить, что, уже начиная с шестилетнего возраста, отмечается относительная стабилизация выделенных групп семей сосны обыкновенной по скорости роста полусибсов в высоту. Возраст оценки генетических свойств плюсовых деревьев сосны обыкновенной в условиях сухой степи Нижнего Поволжья можно снизить до 6-10 лет.

Литература:

1. БондаренкоА.С., Жигунов А.В. Оптимальный возраст оценки генетических свойств плюсовых деревьев в испытательных культурах ели европейской // Лесоведение. 2020. № 5. С. 442-450.

2. Ефимов Ю.П. Семенные плантации в селекции и семеноводстве сосны обыкновенной: монография / Научно-исследовательский институт лесной генетики и селекции. Воронеж: Изд-во Исток (Москва), 2010. 252 с.

3. Иозус А.П., Зеленяк А.К., Макаров В.М. Создание лесосеменных плантаций сосны и особенности их плодоношения в сухой степи Нижнего Поволжья // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 4. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=9826 (дата обращения: 26.10.2022).

4. Иозус А.П., Завьялов А.А., Бойко С.Ю. Генеративные особенности и рост сосны обыкновенной на плантациях вегетативного и семенного происхождения в сухой степи Нижнего Поволжья // Успехи современного естествознания. 2021. № 8. С. 19-23; URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=37665 (дата обращения: 26.10.2022).

5. Зеленяк А.К., Иозус А.П., Макаров В.М. К вопросу генетической оценки перспективности отобранного селекционного материала сосны для лесосеменных плантаций Нижнего Поволжья // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 4. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=9986 (дата обращения: 26.10.2022).

6. Макаров В.М., Иозус А.П., Морозова Е.В. Оценка наследуемости отобранного селекционного материала по

скорости роста семенного потомства в условиях сухой степи Нижнего Поволжья // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 4. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=14317 (дата обращения: 26.10.2022).

7. Меркурьева Е. К., Шангин-Березовский Г. Н. Генетика с основами биометрии. Серия: Учебники и учебные пособия для высших сельскохозяйственных учебных заведений. - Москва: Колос, 1983. 400 с.

8. Рогозин М.В. Старая и новая парадигмы в лесоводстве и лесной селекции // Успехи современного естествознания. 2016. № 4. С. 94-98; URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35869 (дата обращения: 26.10.2022).

9. Семенютина А.В., Костюков С.М., Кащенко Е.В. Методы выявления механизмов адаптации древесных видов в связи с их интродукцией в засушливые регионы // Успехи современного естествознания. 2016. № 2. С. 103-109.URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/ view?id=35797 (дата обращения: 26.10.2022).

10. Царев А.П. Программы лесной селекции в России и за рубежом: монография. - Москва: Изд-во Московского государственного университета леса, 2013. 164 с.

11. Научно-методические указания по сортоводству деревьев и кустарников для защитного лесоразведения в аридных регионах. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2013. 51с.

12. Постановление Губернатора Волгоградской области от 20.02.2019 № 81 «Об утверждении Лесного плана Волгоградской области» // https://vlg-gov.ru/ doc/104964 (дата обращения 28.10.2021.)

13. Об утверждении Методических указаний по осуществлению лесозащитного районирования: Приказ Рослесхоза от 25.04.2017 № 179. http://base.garant. ru/71723350/

14. Jiang I. B-J. Early testing in forest tree breeding: a review. Forest Tree Improvement. 1987. № 20. P. 45-78.

15. Ruotsalainen S. Increased forest production through forest tree breeding. Scandinavian J. Forest Research. 2014. V. 29. № 4. P. 333-344.

DOI: 10.34736/FNC.2022.119.4.012.81-87

Evaluation of the Pinus Sylvestris L. Selected Gene Pool By the Semi-Sibs Growth

Alexander P. Iozus™1, ttp@kti.ru, K.S-Kh.N., Associate Professor of the TTI Department; Alexander A. Zavyalov1, Head of the Laboratory of the TTI Department; Sergei N. Kryuchkov2, D.S-Kh.N., Leader Researcher, ORCID 0000-0001-8338-6460; 1Kamyshin Technological Institute (branch) of Volgograd State Technical University, ttp@kti.ru,

403874, Lenina st. 6A, Kamyshin, Russia 2Federal State Budget Scientific Institution «Federal Scientific Center of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences» (FSC of Agroecology RAS), c e-mail: info@vfanc.ru, 400062, Universitetskiy Prospekt, 97, Volgograd, Russia

ra

И

Abstract. In the Volgograd region, the stability, The main objective of the study is to identify in severe

0 productivity and safety of pine plantations remains soil and climatic conditions of the region a set of the

1 low. The territory of the region belongs to the dry most effective techniques and methods for evaluating ° steppe zone of the Lower Volga region and is located plus trees by progeny. For the first time in the dry & outside the natural distribution area of this breed. steppe, the division of semi-sibs progeny of plus trees £ The main direction of increasing the stability and of Scotch pine into groups according to the success ^ productivity of plantings is the complete transfer of of growth in height was applied. The research was i pine seed production to a breeding and genetic basis. carried out on the basis of a complex of forest seed

plantations previously established in the region and allowed us to identify the most effective breeding techniques and features. The selection of different groups among the half-sibs according to the success of growth allowed us to determine the age at which, in the conditions of the dry steppe, the ranks of the half-sibs families are stabilized, which makes it possible to evaluate the genetic properties of plus trees by seed progeny. It was 6-10 years old. To increase the efficiency of breeding activities and biodiversity, it is necessary to introduce into the breeding programs of the region a selected and verified gene pool of natural pine populations adjacent to the Volgograd region, in accordance with the requirements of forest-seed zoning.

Keywords: pine, "plus" trees, breeding, heritability, genetic variability, semi-sibs

Received: 28.10.2022 Accepted: 09.12.2022

References:

1. Bondarenko A.S., Zhigunov A.V. Optimal'nyj vozrast ocenkigeneticheskih svojstv plyusovyh derev'ev v ispytatel'nyh kul'turah eli evropejskoj [Optimal age for assessing the genetic properties of plus trees in test cultures of European spruce]. Lesovedenie [Forest science]. 2020. 5. pp. 442-450.

2. Efimov Yu.P. Semennye plantacii v selekcii i semenovod-stve sosny obyknovennoj [Seed plantations in breeding and seed production of scots pine]: monograph / Scientific Research Institute of Forest Genetics and Breeding. Voronezh: "Istok" Publ. house (Moscow). 2010. 252 p.

3. Iozus A.P., Zelenyak A.K., Makarov V.M. Sozdanie le-sosemennyh plantacij sosny i osobennosti ih plodonosheniya v sukhoj stepi Nizhnego Povolzh'ya [Creation of pine seed plantations and features of their fruiting in the dry steppe of the Lower Volga region]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Contemporary problems of science and education]. 2013. 4. URL: https://science-education.ru/ru/article/ view?id=9826 (access date: 26.10.2022).

4. Iozus A.P., Zav'yalov A.A., Bojko S.Yu. Generativnye osobennosti i rost sosny obyknovennoj na plantaciyah vegetativ-nogo i semennogo proiskhozhdeniya v suhoj stepi Nizhnego Povolzh'ya [Generative features and growth of scots pine on plantations of vegetative and seed origin in the dry steppe of the Lower Volga region]. Uspekhi sovremennogo estest-voznaniya [Successes of contemporary natural science]. 2021. 8. pp. 19-23; URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/ view?id=37665 (access date: 26.10.2022).

5. Zelenyak A.K., Iozus A.P., Makarov V.M. K voprosu gene-ticheskoj ocenki perspektivnosti otobrannogo selekcionnogo materiala sosny dlya lesosemennyh plantacij Nizhnego Povolzh'ya [On the issue of the selected pine breeding materi-

al genetic evaluation prospects for forest seed plantations of the Lower Volga region]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Contemporary problems of science and education]. 2013. 4. URL: https://science-education.ru/ru/article/ view?id=9986 (access date: 26.10.2022).

6. Makarov V.M., Iozus A.P., Morozova E.V. Ocenka nasle-duemosti otobrannogo selekcionnogo materiala po skorosti rosta semennogo potomstva v usloviyah suhoj stepi Nizhnego Povolzhya[Evaluation of the selected breeding material her-itability by the growth rate of seed progeny in the dry steppe of the Lower Volga region conditions]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya [Contemporary problems of science and education]. 2014. 4. URL: https://science-education.ru/ru/ article/view?id=14317 (access date: 26.10.2022).

7. Merkur'eva E.K., Shangin-Berezovskij G.N. Genetika s osnovami biometrii [Genetics with the basics of biometrics]. Series: Textbooks and manuals for higher agricultural educational institutions. Moscow: "Kolos" Publ. house, 1983. 400 p.

8. Rogozin M.V. Staraya i novaya paradigmy v lesovodstve i lesnoj selekcii [Old and new paradigms in forestry and forest breeding]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Successes of contemporary natural science]. 2016. 4. pp. 94-98; URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=35869 (access date: 26.10.2022).

9. Semenyutina A.V., Kostyukov S.M., Kashchenko E.V. Metody vyyavleniya mekhanizmov adaptacii drevesnyh vidov v svyazi s ih introdukciej v zasushlivye regiony [Methods of identifying the adaptation mechanisms of tree species in connection with their introduction to arid regions]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya [Successes of contemporary natural science]. 2016. 2. pp. 103-109.URL: https://natural-sciences. ru/ru/article/view?id=35797 (access date: 26.10.2022).

10. Tsarev A.P. Programmy lesnoj selekcii v Rossii i za rubezhom [Forest breeding programs in Russia and abroad]: monograph. Moscow: BMSTU Publ. house, 2013. 164 p.

11. Nauchno-metodicheskie ukazaniya po sortovodstvu derev'ev i kustarnikov dlya zashchitnogo lesorazvedeniya v aridnyh regionah [Scientific and methodological guidelines on cultivating trees and shrubs for protective afforestation in arid regions]. Volgograd: VNIALMI Publ. house, 2013. 51 p.

12. Resolution of the Governor of the Volgograd Region dated 20.02.2019 No. 81 "On approval of the Forest Plan of the Volgograd region" // https://vlg-gov.ru/doc/104964 (access date: 28.10.2021.)

13. On approval of Methodological guidelines for the implementation of forest protection zoning: Order of the Federal Forestry Agency dated 25.04.2017. 179. http://base.garant. ru/71723350/

14. Jiang I. B-J. Early testing in forest tree breeding: a review. Forest Tree Improvement. 1987. 20. pp. 45-78.

15. Ruotsalainen S. Increased forest production through forest tree breeding. ScandinavianJ. ForestResearch. 2014. V. J 29. 4. pp. 333-344. H

o

- X

o

Цитирование. Иозус А.П., Завьялов А.А., Крючков С.Н. Оценка отобранного генофонда Pinus sylvestris L. по росту полу- о

сибсов // Научно-агрономический журнал. 2022. №4(119). С. 81-87. DOI: 10.34736/FNC.2022.119.4.012.81-87 -Авторский вклад. Авторы настоящего исследования принимали непосредственное участие в планировании, у

выполнении и анализе данного исследования, ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант. Н

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. -

Citation. Iozus A.P., Zavyalov A.A., Kryuchkov S.N. Evaluation of the Pinus Sylvestris L. Selected Gene Pool By the Semi-Sibs —

Growth. Scientific Agronomy Journal. 2022. 4(119). pp. 81-87. DOI: 10.34736/FNC.2022.119.4.012.81-87 11

Author's contribution. Authors of this research paper have directly participated in the planning, execution, or analysis of this —

study. Authors of this paper have read and approved the final version submitted. о

Conflict of interest. Authors declare no conflict of interest. 2