АГРОНОМИЯ

О.В. Левакова, кандидат сельскохозяйственных наук

М.И. Костаньянц, младший научный сотрудник

Институт семеноводства и агротехнологий - филиал ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»

РФ,390502, Рязанская обл., с. Подвязье, ул. Парковая, 1

E-mail: podvyaze@bk. ru

УДК 633.11:631.524.85

DOI: 10.30850/vrsn/2022/2/25-28

СКРИНИНГ ОБРАЗЦОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

В УСЛОВИЯХ РЯЗАНСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ

Представлены данные по определению засухоустойчивости образцов озимой мягкой пшеницы в лабораторных условиях с

сопоставлением результатов полевых исследований, проведенных в 2018-2020 годах на полях Рязанского филиала

ФГБНУ ФНАЦ ВИМ. Диагностирование растений на фоне сахарозы выявило депрессию длины ростков и их количества.

Оценка продуктивности селекционных номеров по засухоустойчивости, сопоставляемая с данными структурного анали-

за, показала, что все они относятся к среднепродуктивным кроме линии Л 68-18 (высокопродуктивная). Максимальная

средняя урожайность (более 6,0 т/га) получена у линий: Л 39-17, Л 67-18, Л 28-16, Л 33-09, Л 51-09. Отобраны наиболее

перспективные селекционные линии по урожайности, адаптивности и комплексу хозяйственно ценных признаков. Линия

Л 33-09 имеет максимальные показатели по устойчивости к модулируемой лабораторной засухе, средней урожайности,

генетической гибкости, индексу стабильности. Выделенные сорта и линии активно вовлекаются в гибридизацию для соз-

дания нового селекционного материала, адаптированного к условиям региона и дальнейшего проведения целенаправленного

отбора по признакам засухоустойчивости и потенциальной продуктивности.

Ключевые слова: озимая пшеница, линия, сорт, засухоустойчивость, продуктивность.

O.V. Levakova, PhD in Agricultural sciences

M.I. Kostan'yants, Junior Researcher

Institute of Seed Production and Agrotechnologies - branch of the FSBSI “Federal Scientific Agroengineering Center VIM”

RF, 390502, Ryazanskaya obl., s. Podvyazye, ul. Parkovaya, 1

E-mail: podvyaze@bk.ru

SCREENING OF WINTER SOFT WHEAT SAMPLES

IN THE RYAZAN REGION CONDITIONS FOR DROUGHT RESISTANCE

Data on the determination of drought resistance in laboratory conditions are presented with a comparison of the results of field studies

conducted in 2018-2020 in the fields of the Ryazan branch of the FSBI FNAC VIM. The diagnosis of plants against the background

of sucrose revealed a depression in the length of sprouts and their number. The evaluation of the productivity of breeding numbers for

drought resistance, compared with the data of the structural analysis of productivity, revealed that all the studied varieties and lines were

medium-productive and only one line L 68-18 was highly productive. The maximum average yield (more than 6,0 t/ha) was obtained

from promising lines: L 39-17, L 67-18, L 28-16, L 33-09, L 51-09. The assessment of yield, adaptability and a complex of economi-

cally valuable traits allowed us to select the most promising breeding lines. The line L 33-09 has been identified, which has the maximum

indicators for resistance to modulated laboratory drought, high average yield, genetic flexibility, stability index and indicator of the

level and stability of the variety. The selected varieties and lines are actively involved in hybridization to create a new breeding material

adapted to the conditions of the region and further targeted selection based on drought resistance and potential productivity.

Keywords: winter wheat, line, variety, drought resistance, productivity.

Основа экологически чистого земледелия - соз-

ным или вредным, то есть эффект локуса зависит от

дание сортов сельскохозяйственных культур адап-

засухи. [7]

тивных к воздействию негативных антропогенных

Цель работы - скрининг засухоустойчивых но-

факторов.

вых сортов и перспективных линий озимой мягкой

При изменении климата (увеличение зимних и лет-

пшеницы в условиях Рязанской области для выде-

них температур, уменьшение количества атмосфер-

ления лучших генотипов по этому признаку.

ных осадков) приобретает особое значение селекция

озимой пшеницы, как одной из приоритетных культур

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

в мировом земледелии, на засухоустойчивость. [2, 3]

Найдены молекулярные маркеры - QTLs, с ко-

Исследования проводили в 2018-2020 годах в Ин-

торыми ассоциируется толерантность к засухе. [6]

ституте семеноводства и агротехнологий - филиале

Установлены два типа локусов: конститутивные

ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный

QTLs (constitutive QTLs), которые обнаруживаются в

центр ВИМ» на темно-серой лесной тяжелосуглини-

большинстве условий, и адаптивные (adaptive QTLs),

стой почве среднего уровня плодородия. В испытании

выявляемые при определенных условиях и экспрес-

участвовали пять сортов местной селекции (Ангелина,

сирующиеся в зависимости от степени влияния сре-

Виола, Даная, Фелиция, Галатея); пять новых сортов,

дового фактора. На фоне дефицита воды один и тот

находящихся на Госсортоиспытании (Анфиса, Ивита,

же QTL в начале вегетации оказывается полезным

Боярка, Вимица, Адарка) и восемь перспективных ли-

для растения, в репродуктивный период - нейтраль-

ний. Стандарт - сорт Ангелина.

АГРОНОМИЯ

Вегетационный период 2017-2018 годов харак-

тию засухи. Семена данных лет использовали для

теризовался неблагоприятными условиями для

постановки лабораторного опыта.

развития культуры. За весну и лето осадков выпа-

Засухоустойчивость в лабораторных условиях

ло 109 мм (53,1 % среднемноголетних значений).

определяли по методике Н.Н. Кожушко. [1] Кри-

Июнь был теплым с критическим дефицитом влаги,

терий засухоустойчивости в полевых условиях -

ГТК - 0,17. В связи с засушливыми условиями года

данные структуры урожая, выраженные индексом

отмечали ускоренное прохождение фенофаз у рас-

продуктивности растений. [5] С помощью методов

тений.

математического анализа оценивали реакцию со-

Из-за неблагоприятных условий вегетации в

ртов на меняющиеся условия среды, изучали пла-

2018-2019 годах всходы были неудовлетворитель-

стичность, как индикатор нежелательной воспри-

ные. В августе и сентябре - дефицит влаги. Общий

имчивости генотипа к стрессам.

процент полевой всхожести осенью - 33,6…71,6 %.

В I-й и II-й декадах июня ГТК составил 0 и 0,14,

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

соответственно, а среднемесячная температура

воздуха в это время была на 3,2…6,0^°С выше сред-

Для селекции озимой пшеницы на устойчивость

немноголетних значений. Фаза колошения расте-

к разным стресс-факторам необходимо наличие со-

ний проходила в экстремальных условиях.

ответствующего исходного материала. [4]

Осенний период 2019-2020 годов характери-

Опыт лабораторных диагностических исследова-

зовался жесткой засухой, за сентябрь и октябрь

ний выявил ощутимые генотипические различия ис-

осадков выпало 76,9 мм. Полевая всхожесть -

следуемых образцов. Среди испытываемых сортов и

24,0…69,8 %. В I-й декаде июня - прохладная погода

образцов озимой пшеницы в результате направлен-

с интенсивным увлажнением (71 мм), что в 4,5 раза

ной селекционной работы неустойчивых к засухе не

больше среднемноголетних значений, ГТК - 3,9.

обнаружено. Большая часть сортов и линий (86,7 %)

Обильные осадки спровоцировали раннее полега-

относилась к слабоустойчивой группе с вариацией

ние растений. Летняя засуха проявилась в I-й и II-й

всхожести - 21,0…40,0 %. Среднюю лабораторную

декадах июля при ГТК - 0 и 0,14, соответственно и

устойчивость к моделируемой засухе имели находя-

среднемесячной температуре воздуха на 5,5…8,5°С

щийся на Госсортоиспытании сорт Ивита и линии:

выше среднемноголетних значений. Фаза колоше-

Л 33-16, Л 33-09, Л 51-09 - 45,0…47,5 % (табл. 1).

ния проходила неравномерно.

Рекогносцировка растений на фоне сахарозы вы-

Все летние месяцы наблюдений отличались по-

явила существенную (на 94,0 %) депрессию длины

вышенным температурным режимом во все фазы

ростков и количества корешков (66,7…71,4 %). Дли-

роста и развития озимой пшеницы по сравнению

на корешков в стрессовых условиях - 2,1…11,6 мм,

со средними многолетними данными. Явное повы-

контроль - 46…127 мм. В контроле семена прорас-

шение дневных температур воздуха в июне-июле,

тали 3…7 корешками, при засухе - 1…2.

а также критически малое количество выпавших

Результаты лабораторного опыта сравнили с

осадков или их отсутствие, способствовали разви-

данными полевых испытаний. Продуктивность ма-

Таблица 1.

Устойчивость сортов и линий озимой пшеницы к моделируемой в лабораторных условиях засухе, 2018-2020 годы

Контроль

14 атм.

Сорт, линия

Тип засухоустойчивости

Всхожесть, %

Длина корешков, мм

Всхожесть, %

Длина корешков, мм

Ангелина, стандарт

96,0

22,5

3,2

Виола

94,0

117

40,0

6,1

Даная

96,0

38,5

3,9

Фелиция

99,0

127

27,5

2,5

Галатея

97,0

20,0

1,8

Анфиса

97,0

30,0

2,1

Боярка

97,0

30,0

1,9

Ивита

100,0

109

45,0

11,3

Вимица

91,0

20,0

1,7

Адарка

95,0

25,0

3,2

Л 33-16

95,0

45,0

11,6

Л 39-17

98,0

35,0

10,5

Л 66-18

95,0

32,5

3,9

Л 67-18

93,0

105

37,5

6,8

Л 68-18

96,0

35,0

4,2

Л 71-18

96,0

106

32,5

9,2

Л 33-09

99,0

47,5

10,3

Л 51-09

97,0

47,5

10,5

Среднее

96,4

85,5

31,6

5,1

Коэффициент вариации СV, %

2,4

26,4

30,0

71,7

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 2-2022

АГРОНОМИЯ

териала, сформировавшуюся под влиянием осен-

изменчивость массы 1000 зерен, длины колоса и чис-

не-зимней и ранневесенней засухами, сопоставили

ла зерен в колосе была незначительной - 4,8…6,9 %.

с данными структурного анализа и рассчитанным

Установлено, что амплитуда изменчивости по длине

индексом продуктивности растений, так как годы

колоса за годы изучения составила 9,9 см и варьирова-

исследований были нестандартными по количеству

ла от 8,4 (стандарт) до 11,4 см (Анфиса). Среднее число

выпавших осадков и температурному режиму.

зерен в колосе по образцам - 40,9 шт.

Ценность находящихся в конкурсном сортои-

Адаптация растений к засухе заключается в под-

спытании образцов, в первую очередь, определяет-

держании структурной и функциональной целост-

ся способностью формировать стабильно высокий

ности растительного организма, что обеспечивает

урожай в широком диапазоне погодно-климатиче-

рост и образование репродуктивных органов, учет

ских условий. Продуктивность у представленных

которых приводится для расчета индекса продук-

номеров за весь период исследований в большей

тивности растений (ИПР). Все исследуемые сорта

степени зависела от гидротермических условий

и линии среднепродуктивные (ИПР - 7,04…8,69) и

вегетационного периода (r = +0,71) и составила

только Л 68-18 высокопродуктивная (ИПР - 12,0).

в 2018, 2019 и 2020 годах 5,27…8,37 т/га, 1,71…3,835

Образцов с низкой продуктивностью в питомнике

и 3,51…7,91 т/га соответственно.

конкурсного сортоиспытания не было.

В сложившихся метеоусловиях все сорта обладали

Обнаружена высокая связь ИПР с весом зерна

наибольшей продуктивностью (Xi) относительно

с колоса (r = +0,78) и числом зерен в колосе (r =

стандарта.

+0,84). Многие сорта и линии приостанавливают

Максимальная средняя урожайность (более

рост во время ранневесенней засухи и возобновля-

6,0 т/га) - у перспективных линий: Л 39-17, Л 67-18,

ют его сразу же после выпадения осадков, что по-

Л 28-16, Л 33-09, Л 51-09.

зволяет им быстро компенсировать недостаток вла-

Водный стресс в репродуктивной стадии раз-

ги и сохранить высокий уровень продуктивности.

вития растений приводит к стерильности колосков

Урожайными по показателю генетической гибко-

пшеницы. Но в наших опытах экстремальные по-

сти ((Хopt + Хlim) / 2), отражающему среднюю уро-

годные условия не оказали сильного влияния на

жайность сорта в контрастных условиях были 86,4 %

величину массы зерна с колоса. В среднем масса

исследуемых образцов (табл. 2). Максимальный пока-

1000 зерен у сортообразцов составила 44,6 г, что

затель зафиксирован у сорта Адарка и Л 33-09 - 5,88 и

говорит о соответствии генотипа внешним услови-

5,80 т/га соответственно. Стрессоустойчивость (Хlim-

ям среды в период формирования зерна. Крупное

Хopt) показывает разницу урожайности, полученной в

зерно (более 50,0 г) — у линии Л 33-16.

неблагоприятных и благоприятных условиях. Чем она

Способность сорта проявлять устойчивость при-

меньше, тем выше устойчивость к стрессу. Наиболее

знака в изменяющихся условиях среды характеризует

засухоустойчивые сорта: Даная, Галатея, Боярка, Иви-

его стабильность. Один из показателей нормы реакции

та, Вимица (-2,27…-2,45). Самый высокий индекс ста-

генотипа - коэффициент вариации (С_V). Сортовая

бильности (L=2^′) у линии Л 33-09.

Таблица 2.

Характеристика сортообразцов озимой пшеницы по продуктивности, адаптивности и стабильности

Вес

Длина

Число

Вес зерна

Сорт, линия

ИПР

Хlim-Хopt

(Х opt + Х lim)/²

L’

Пуссi, %

1000 семян, г

колоса, см

зерен, шт.

с колоса, г

Ангелина, стандарт

45,0

8,4

36,4

1,63

7,06

4,14

-4,05

4,49

0,8

100

Виола

46,6

10,5

40,4

1,83

7,04

4,55

-2,29

4,70

1,1

130,3

Даная

43,5

9,8

39,4

1,79

7,19

5,32

-3,66

5,27

1,5

241,1

Фелиция

42,5

10,2

42,2

1,80

7,45

5,14

-3,66

5,28

1,1

170,8

Галатея

47,1

10,6

39,2

1,95

7,21

5,16

-2,27

4,94

1,7

265,0

Анфиса

41,0

11,4

42,5

1,94

7,23

4,29

-3,31

3,95

0,9

116,6

Боярка

46,6

10,4

42,1

1,93

7,81

4,81

-2,53

4,68

1,8

261,0

Ивита

45,3

9,2

39,2

1,74

7,41

4,32

-2,27

4,27

1,6

208,0

Вимица

41,5

9,9

41,0

1,78

7,37

4,71

-2,45

4,54

1,5

213,3

Адарка

44,1

10,2

40,2

1,80

7,09

5,49

-3,59

5,88

1,1

182,2

Л 33-16

50,1

10,7

41,0

1,91

7,32

5,15

-4,94

5,62

1,0

155,0

Л 39-17

44,1

10,1

39,6

1,85

7,25

6,05

-4,21

5,40

1,5

274,2

Л 66-18

43,7

9,9

40,9

1,90

7,85

4,38

-3,90

4,68

0,9

119,0

Л 67-18

47,1

9,5

41,9

1,97

8,69

6,09

-3,50

5,56

1,8

331,2

Л 68-18

45,1

9,3

50,0

2,24

12,0

5,03

-5,18

4,39

0,8

121,6

Л 71-18

46,5

9,1

37,8

1,76

7,31

5,51

-3,79

5,08

1,4

232,9

Л 33-09

44,8

9,3

39,3

1,77

7,48

6,23

-3,57

5,80

2,0

376,0

Л 51-09

43,1

9,0

39,4

1,73

7,57

6,06

-4,16

5,56

1,6

292,9

Среднее

44,6

9,9

40,9

1,85

7,7

5,13

-3,52

5,0

1,3

210,6

Коэффициент вариации СV, %

4,8

6,9

6,4

6,5

13,5

13,0

26,4

11,4

28,6

38,0

Коэффициент корреляции с ИПР, r

+0,84

+0,78

АГРОНОМИЯ

Способность генотипа к меньшему снижению

ласти /О.В. Левакова// Зернобобовые и крупяные культу-

средней урожайности при ухудшении условий воз-

ры. - 2020. - № 4 (36). - С. 143-147. DOI: 10.24411/2309-

делывания определяет показатель уровня и ста-

348X-2020-11217.

бильности сорта (Пуссi), выраженный в процентах

5. Самофалова, Н.Е. Коммерческие сорта озимой твердой

к стандарту. Баланс стабильности и продуктивно-

пшеницы и особенности их семеноводства / Н.Е. Само-

сти (Пуссi = 130,3…376,0 %) выявил положитель-

фалова, Н.П. Иличкина, М.А. Авраменко и др. // Зерно-

ный тренд повышения селекционной ценности

вое хозяйство России. - 2016. - № 6. - С. 42-47.

сортов и линий. По урожайности, адаптивности и

6. Collins, N.C. Quantitative trait loci and crop performance

комплексу хозяйственно ценных признаков отобра-

under abiotic stress: Where do we stand? / N.C. Collins,

ли наиболее перспективные линии. Образцы с вы-

F. Tardieu, R. Tuberosa // Plant Physiology. - 2008. -

сокой продуктивностью и широкой агроэкологиче-

147. - S. 469-486.

ской стабильностью могут быть использованы при

7. Kirigwi, F.M. Markers associated with a QTL for grain yield

создании новых сортов, отвечающих современным

in wheat under drought / F.M. Kirigwi, M. Van Ginkel,

требованиям селекции.

G. Brown-Guedira et al. //Molecular Breeding. - 2007. -

Выводы. Дальнейшее повышение биологическо-

№ 20. - S. 401-413.

го и адаптационного потенциала сортов обусловлено

улучшением основных признаков продуктивности за

LIST OF SOURCES

счет повышения устойчивости к комплексу абиоти-

1. Kozhushko, N.N. Ocenka zasuhoustojchivosti polevyh

ческих и биотических факторов, в том числе засухе

kul’tur /N.N. Kozhushko // Diagnostika ustojchivosti ras-

и повышенной температуре воздуха. Линия Л 33-09

tenij k stressovym vozdejstviyam (Metodicheskoe rukovod-

имеет максимальные показатели по устойчивости к

stvo). - L.: VIR, 1988. - S. 10-24.

модулируемой лабораторной засухе, высокую сред-

2. Kokina, L.P. Ocenka kollekcionnyh obrazcov yachmenya

нюю урожайность, индекс стабильности и генетиче-

na ustojchivost’ k osmoticheskomu stressu / L.P. Kokina,

скую гибкость. Выделенные сорта и линии активно

I.N. Shchennikova, I.Yu. Zajceva // Agrarnaya nauka

вовлекаются в гибридизацию для создания нового

Evro-Severo-Vostoka. - 2018. - № 5. - S. 40-44. DOI:

селекционного материала, адаптированного к ус-

10.30766/2072-9081.2018.66.5.40-44.

ловиям региона и дальнейшего проведения целена-

3. Levakova, O.V. Analiz geneticheskih istochnikov cennyh

правленного отбора по признакам засухоустойчиво-

priznakov sortov ozimoj myagkoj pshenicy v celyah soz-

сти и потенциальной продуктивности.

daniya iskhodnogo materiala / O.V. Levakova, M.I. Ban-

nikova // Agrarnaya nauka. - 2019. - № 7-8. - S. 38-40.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

DOI: 10.32634/0869-8155-2019-330-7-38-4.

1. Кожушко, Н.Н. Оценка засухоустойчивости полевых

4. Levakova, O.V. Laboratornyj skrining zasuhoustojchivosti sor-

культур /Н.Н. Кожушко // Диагностика устойчивости

tov perspektivnyh linij yarovogo yachmenya i ih stabil’nost’ uro-

растений к стрессовым воздействиям (Методическое

zhaya v polevyh usloviyah Ryazanskoj oblasti /O.V. Levakova//

руководство). - Л.: ВИР, 1988. - С. 10-24.

Zernobobovye i krupyanye kul’tury. - 2020. - № 4 (36). -

2. Кокина, Л.П. Оценка коллекционных образцов ячме-

S. 143-147. DOI: 10.24411/2309-348X-2020-11217.

ня на устойчивость к осмотическому стрессу / Л.П. Ко-

5. Samofalova, N.E. Kommercheskie sorta ozimoj tverdoj psh-

кина, И.Н. Щенникова, И.Ю. Зайцева // Аграрная на-

enicy i osobennosti ih semenovodstva / N.E. Samofalova,

ука Евро-Северо-Востока. - 2018. - № 5. - С. 40-44.

N.P. Ilichkina, M.A. Avramenko i dr. // Zernovoe hozyajstvo

DOI: 10.30766/2072-9081.2018.66.5.40-44.

Rossii. - 2016. - № 6. - S. 42-47.

3. Левакова, О.В. Анализ генетических источников ценных

6. Collins, N.C. Quantitative trait loci and crop performance

признаков сортов озимой мягкой пшеницы в целях соз-

under abiotic stress: Where do we stand? / N.C. Collins,

дания исходного материала / О.В. Левакова, М.И. Бан-

F. Tardieu, R. Tuberosa // Plant Physiology. - 2008. - 147. -

никова // Аграрная наука. - 2019. - № 7-8. - С. 38-40.

S. 469-486.

DOI: 10.32634/0869-8155-2019-330-7-38-4.

7. Kirigwi, F.M. Markers associated with a QTL for grain yield

4. Левакова, О.В. Лабораторный скрининг засухоустойчи-

in wheat under drought / F.M. Kirigwi, M. Van Ginkel,

вости сортов перспективных линий ярового ячменя и их

G. Brown-Guedira et al. //Molecular Breeding. - 2007. -

стабильность урожая в полевых условиях Рязанской об-

№ 20. - S. 401-413.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ НАУКИ • № 2-2022