CC BY
53
клетокживотных сельскохозяйственного назначения, харак- Академик А.А. Жученко [5] отмечает, что радужные надежды
теризующихся редкими и уникальными свойствами. Ученые на биотехнологию и многообещающие заявления некоторых
интенсивно исследуют процессы культивирования ранних ее представителей позволяют значительной части общества
эмбрионов вне организма, проблемы их трансплантации уклоняться отрешениякардинальныхсоциально-экономических
криосохранения и др. и экологических проблем в сельском хозяйстве.
Приведенные примеры свидетельствуют о перспективно- Выводы. С каждым годом интерес к биотехнологии в
сти и эффективности применения биотехнологий в решении мире все больше возрастает. Это связано не только с рас-
проблемы повышения интенсификации растениеводства и ширением использования таких методов в решении многих
животноводства. Вместе с тем на прошедших в конце 2009 г. фундаментальных вопросов биологии, но и с возможноПарламентских слушанияхпо биотехнологии в Государствен- стями прикладного использования принципиально новых
ной Думе ФС РФ было указано на слабое освоение современ- трансгенных клеточных технологий в растениеводстве и
ных биотехнологий в агропромышленном комплексе страны. животноводстве.
Литература.
1. Бутенко Р.Г. Биология клеток высших растений in vitro и биотехнологии на ихоснове: Уч.пособие. М.: ФБК- ПРЕСС, 1999. - 160 с.
2. Власов Ю.И., Ларина Э.И. Сельскохозяйственная вирусология. М.: Изд-во Колос, 1982. - 238 с.
3. Гладков Е.А. Биотехнологические методы получения растений, устойчивых к тяжелым металлам 2. Получение растений, толерантных к ионам кадмия и свинца // Биотехнология. - 2006. - №4. - С. 87-91.
4. Джос Л., Калашникова Е.А Клеточная селекция пшеницы на устойчивость к септориозу,// Биология клеток растений in vitro, биотехнология и сохранение генофонда: Тез. докл. VII Междунар. конф. - М., 1997. - С. 317.
5. Жученко А.А. Роль растениеводства в век биологии и экономики знаний // Вестник РАСХН. - 2006. - №1. - С. 3-6.
6. Кашин В.И., Борисова А.А., Приходько Ю.Н. и др. Технологический процесс получения безвирусного посадочного материала плодовых и ягодных культур: Методические указания.М.: ВСТИСП, 2001. - 108с.
7. Кучеренко Л.А., Харченко П.Н., Ковалёва Е.Н. Использование методов биотехнологии в селекции риса, // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственной биотехнологии: Мат. Всес. конф. - Ленинград, 1986. - С.92 - 96.
8. Мешков А.В., Долгов С.В.Селекция агрокультур и технологий производства продуктов питания//Нанотехнологии. Экология. Производство.2010. - №6. - С. 61
9. Петрова Г.А., Калашникова Е.А. Применение методов клеточной биотехнологии для сохранения биоразнообразия осины (Populus tremula L.y/ВестникКазанского ГАУ. - 2008. - Т. 7. - №1. - С.147-150
10. Рассадина Г.В. Хромова Л.М., Бутенко Р.Г, и др. Клеточная селекция на устойчивость к кольцевой гнили картофеля: оптимизация оценки устойчивости сомаклональных линий картофеля к кольцевой гнили // Биология культивируемых клеток и биотехнология растений. - М.: Наука, 1991. - С.133-137.
11. Расторгуев С.Л. / Культура изолированных тканей и органов в селекции плодовых растений. Мичуринск - Наукоград РФ. Изд.-во МичГАУ, 2009. - 170 с.
12. Савельев Н.И., Олейникова О.Я. Культура in vitro пыльников яблони: достижения и перспективы: Мат. конф./Современные достижения биотехнологии в виноградарстве и других отраслях сельского хозяйства. Новочеркасск, 2005. - С.42-47.
13. Соловых Н.В. Использование биотехнологических методов в работе с ягодными культурами: Методические рекомендации. Мичуринск - Наукоград РФ. Изд-во МичГАУ, 2009. - 48 с.
14. Шевелуха В.С. Применение достижений биотехнологии и биоинженерии в агропромышленном производстве //Сельскохозяйственная биотехнология. М.: Высш.шк., 2003. - С. 420-433.
15. ЭрнстЛ.К. Фундаментальные и прикладные проблемы сельскохозяйственной биотехнологии // Вестник РАСХН. - 2006. - №1. - С. 9-11.
16. ЭрнстЛ.К. Роль биологии в развитии животноводства в XXI веке.////Достижения науки и техники АПК. - 2008. - №10. - С. 7-8
17. Evans D.A., Sharp W.R., Medina - Filho P. Somaclonal and gametoclonal variation //Am. J. Bot. - 1984. - vol. 71. - P. 759 -774.
APPLICATION OF BIOTECHNOLOGICAL METHODS IN AGROINDUSTRIAL SECTOR OF THE
COUNTRY
S.L. Rastorguev, A.N. Kvochkin, N.V. Solovykh
Summary. In the article it is made the analysis of perspective of application of biotechnological methods in plant growing and animal husbandry, directed to solve the problem for increasing of intensification in agroindustrial complex of the country. Key words: biotechnology, methods, cell technologies, genetic engineering.
УДК 633.14 : 631.52: 571.16 (091)
СЕЛЕКЦИОННАЯ РАБОТА С ОЗИМОЙ РОЖЬЮ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ СЕВЕРА ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
П.Н. БРАЖНИКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. сектором
Сибирский НИИ сельского хозяйства и торфа E-mail: [email protected]
Резюме. В статье изложены результаты многолетней селекционной работы с озимой рожью. С использованием коллекционных образцов получен гибридный ма-
териал нового поколения, сочетающий продуктивность и качество зерна с адаптивностью. В частности гибридные сорта-популяции Изолятор 3/91 и Изолятор 2/96 характеризуются достаточно высокой урожайностью (40,9 и 42,4 ц/га соответственно) и толерантностью к неблагоприятным условиям произрастания. Ключевые слова: селекция, гибридные популяции, устойчивость к стрессам, гибридизация, короткосте-бельность, урожайность.
Решающая роль в формировании сорта принадлежит отбору [1, 2]. Примером эффективности этого метода служат сорта озимой ржи Нарымская 313 и Тайга 343, выделенные из местной формы Сыпучка. Эти сорта, а также районированный по Томской области сорт Вятка отличались большой высотой и, как следствие, значительно полегали, что затрудняло механизированную уборку.
Важным шагом в селекции озимой ржи стало открытие доминантной короткостебельности. Исследования [3, 4, 5] по использованию доноров этого признака (ЕМ-1 и болгарская местная рожь К-10028) показали, что методом возвратных скрещиваний можно получить высокопродуктивные короткостебельные формы, устойчивые к полеганию. Однако доноры короткостебельности отличаются такими признаками, как низкая масса 1000 зерен, позднеспелость, сильная поражае-мость грибными болезнями. Поэтому при наличии их у скрещиваемых высокостебельных сортов, происходит передача перечисленных нежелательных характеристик гибридному потомству. Поэтому для успешного создания высокопродуктивных неполегающих сортов ржи необходимо глубокое и всестороннее изучение исходного материала.
Цель наших исследований - изучение и выделение перспективного материала для селекции короткостебельных сортов озимой ржи, которые должны сочетать этот признак с высокой продуктивностью, зимостойкостью (в наших условиях с комплексной устойчивостью к длительному, более 7 месяцев залеганию снегового покрова), устойчивостью к эдафическим и биотическим стрессам.
Условия, материалы и методы. Агроклиматические условия в зоне исследования характеризуются холодной продолжительной зимой со значительным (до 80 см) снеговым покровом, залегающим в течение 170...215 дней, довольно влажным, коротким, но теплым, а иногда жарким летом с непродолжительным (65...120 дней) переходным и безморозным периодом.
На севере таёжной зоны преобладают кислые (рН 4,3...4,5) дерново-подзолистые почвы супесчаного механического состава. Пахотный горизонт характеризуется низким (1,5...2,0 %) содержанием гумуса, слабой (0,2...0,22 мг) обеспеченностью азотом, средней (7,5...11,0 мг) - подвижным фосфором и обменным калием, высоким (7,0...11,0 мг) - подвижного алюминия.
Таким образом, и климатические и эдафические условия лимитируют получение высоких урожаев озимой ржи, что позволяет наиболее полно оценить селекционный материал и выделить перспективные популяции для дальнейшей проработки.
Объектом исследований служат коллекционные образцы ВИР, отечественные сорта и созданные на их основе гибридные популяции. Гибридизация проводится с использованием различных схем скрещиваний: простые, беккроссы, сложные ступенчатые, по принципу максимальной и трансгрессивной рекомбинации. В подборе родительских пар особое внимание уделяется тем сортам и формам, которые в экстремальных условиях севера в наибольшей степени проявляют высокую зимостойкость, устойчивость к абиотическим факторам среды, толерантность к биотическим и эдафическим стрессам и одновременно обладают стабильно высо-
кой урожайностью. Решение проблемы устойчивости ржи к полеганию осуществляется путем выведения сортов на доминантно-короткостебельной основе с привлечением доноров из коллекции ВИР, несущих ген Н1. В гибридных популяциях ведётся отбор гомозиготных по доминантному аллелю растений с жесткой выбраковкой нежелательных форм и последующим анализом по методу «половинок». В полевых условиях образцы оценивали по устойчивости к основным болезням ржи на жестком инфекционном фоне.
Работа по созданию короткостебельных сортов на станции начата с 1976 г. Первоначально образцы с доминантной короткостебельностью были представлены мутантом ЕМ-1, болгарской местной рожью (К-10028), гибридом ВИР (Малыш 72 х Вятка 2) и новосибирским сортом Короткостебельная 69. Позднее в работу вовлекли новый исходный материал - гибриды СибНИИРС с участием сорта Короткостебельная 69; гибриды ВИР с участием ЕМ-1 и Имериг 1; сорт Чулпан. Компоненты для скрещивания с названными формами подбирали из материала мировой коллекции ржи, используя многолетние результаты его изучения в местных условиях.
Результаты и обсуждение. Методом сложных синтетических популяций на основе семейственногруппового отбора был выведен и в 2000 г. передан в государственное испытание сорт озимой ржи Петровна, на который в 2003 г. выдан патент. Сорт высокоурожайный, крупнозерный (масса 1000 зерен 30...33 г), значительно меньше, чем районированный сорт Дымка, поражается снежной плесенью, благодаря высокой регенерационной способности хорошо отрастает весной.
Современная стратегия создания сортов корот-
Таблица 1. Устойчивость популяций озимой ржи к биотическим факторам среды (КСИ, 2005-2009 гг.'
Популяция Поражение
снежная плесень, балл бурая ржавчина % мучнистая роса, % корневые гнили, %
Петровна, st 1,45 18,5 19,9 12,1
Петровна 2 1,2 17,4 21,9 15,8
Изолятор 3/91 1,3 15,9 20,2 14,3
Изолятор 2/96 1,4 18,0 18,9 13,9
костебельной ржи неразрывно связана с селекцией на устойчивость к основным грибным болезням, что позволяет сохранять их высокую урожайность на фоне естественных эпифитотий. За годы изучения гибридных популяций в естественных условиях мы выделили образцы (табл. 1), отличающиеся меньшим, чем у стандарта, поражением снежной плесенью (Петровна 2, Изолятор 3/91), мучнистой росой и бурой ржавчиной (Изолятор 2/96). Одновременно
перечисленные образцы слабее поражаются корневыми гнилями.
В процессе изучения в конкурсном испытании урожайность перспективных популяций озимой ржи оказалось выше, чем у стандарта (в среднем 34,8 ц/га), на 3,8...4,3 ц/га (табл. 2).
На сегодняшний день сорт Петровна 2 проходит
Таблица 2. Урожайность перспективных популяций, ц/га, (питомник КСИ)
Популяция Годы испытания Средняя за годы Приведенная к st, ±
10 о о сч 2006 | 2007 2008 05 0 0 2
Петровна, st 36,0 23,6 26,8 48,3 39,2 34,8 0
Петровна 2 31,3 28,7 38,2 55,7 39,2 38,6 + 3,8
Изолятор 3/91 - 27,3 - 55,7 39,8 40,9 + 3,9
Изолятор 2/96 - - 35,3 51,4 40,4 42,4 + 4,3
НСР05 2,2 3,6 4,1 3,6 3,2
государственное испытание. Популяция Изолятор 2/96 высокую адаптивность и устойчивость к воздействию
по результатам конкурсного испытания готовится к стрессовых факторов.
передаче на ГСИ в 2012 г Созданные гибридные сорта-популяции Изолятор 3/91
Выводы. Суровые природно-климатические и Изолятор 2/96 характеризуются достаточно высокой
условия севера Томской области позволили выделить урожайностью (40,9 и 42,4 ц/га соответственно) и толе-
ценный исходный материал озимой ржи, проявивший рантностью к неблагоприятным условиям произрастания.
Литература.
1. Гончаров П.Л., Гончаров Н.П. Методические основы селекции растений. Новосибирск: Изд-во Новосибирского университета, 1993. - 312 с.
2. Кунакбаев С.А. К вопросу о создании сортов озимой ржи интенсивного типа // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: Сборник трудов. - вып .Х. - Уфа, 1977. - С.25-52
3. Бражников П.Н., Плотникова Н.П. Создание исходного материала при селекции оз. ржи на высокую продуктивность и устойчивость к стрессам в условиях северной таёжной зоны.//Сб. науч. тр.: Вклад НГСС в научное обеспечение АПК Сибири. - Томск, 2003. - С. 12-22.
4. Кобылянский В.Д. Рожь. Генетические основы селекции. - М.: Колос, 1982. - 271 с.
5. Гончаренко А.А. Сравнительная оценка модельного и направленного отборов по продуктивности колоса у озимой ржи. // С-х. биология. - 1984. - №8. - с.12-15.
THE HISTORY, RESULTS AND PROSPECTS BREEDIN WORK WITH WINTER RYE IN EXTREME
CONDITION OF THE NORTH TOMSKOY AREA.
P.N. Brazhnikov
Summary. The Stated results perennial breeding work with winter rye and feature best hybrid population, passing competitive test the sort.
Key words: the Breeding, hybrid populations, resistance to stress, crossbreeding, short stalk, productivity.
УДК 631.52:633.13(571.1:212.3)
СЕЛЕКЦИЯ ОВСА В ТАЁЖНОЙ ЗОНЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Г.Н. КОМАРОВА, зав сектором Сибирский НИИ сельского хозяйства и торфа E-mail: [email protected]
Резюме. В статье изложены направления и методика селекционной работы с овсом, отражены результаты научных исследований. За период деятельности На-рымской ГСС создано 10 скороспелых, холодостойких сортов, 7 из них внесено в Реестр селекционных достижений по качеству зерна. Использование в селекционной практике иммунных образцов и жесткая браковка позволяет выводить сорта, устойчивые к патогенам. По результатам испытания последних лет выделено семь перспективных сортообразцов, которые планируются для передачи в Государственное испытание. Ключевые слова: селекция, овес, селекционный материал, гибриды, устойчивость, урожайность, адаптивность.
Овес посевной Аепа sativa Е) - одна из наиболее важных зерновых сельскохозяйственных культур на земном шаре, посевы которой занимают около 20 млн га [1]. В Сибири он начал распространятся с начала XVII века при ее освоении [2]. Однако урожаи были низкими, так как высевали не сортовые местные формы.
На сегодняшний день важное направление адаптивной селекции - выведение скороспелых сортов, формирующих в условиях северного земледелия стабильные урожаи и высококачественные семена. Поскольку, например, в Томской области в связи с коротким вегетационным периодом, недостатком суммы эффективных температур, а нередко и низким
плодородием почв возникает проблема устойчивого производства высококачественного продовольственного и семенного зерна [3].
Популярность продуктов переработки зерна овса связана с хорошей усвояемостью их питательных веществ. Поэтому возросла потребность в сортах, обладающих высокими показателями качества зерна, стабильно формирующих экологически безопасную продукцию, пригодную для приготовления продуктов питания [4, 5].
Цель наших исследований - создание новых сортов овса кормового и пищевого направления, которые отличаются высокой продуктивностью, иммунитетом, хорошими технологическими качествами, пригодностью к переработке, скороспелостью,устойчивостью к полеганию.
Условия, материалы и методы. Климат зоны деятельности Нарымского отдела СибНИИСХиТ резко континентальный. Безморозный период составляет 70.90 дней. Характерны поздние весенние и ранние осенние заморозки. Сумма активных температур составляет 1300...16000С, годовое количество осадков около - 500 мм, из них на летний период приходится 170.420 мм.
Почвы дерново-подзолистые кислые (рН 4,3...4,9) с повышенным содержанием подвижного алюминия, супесчаные по механическому составу. Они слабо обеспечены азотом, в средней степени подвижным фосфором и обменным калием, содержат менее 2 % гумуса.
Основной метод создания новых сортов - внутривидовая гибридизация и индивидуальный отбор из гибридных популяций 4.5 поколений. Практикуется
