vir-nwТруды по прикладной ботанике, генетике и селекцииProceedings on applied botany, genetics and breeding2227-88342619-0982N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources10.30901/2227-8834-2019-1-38-43vir-nw-363Research ArticleИЗУЧЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ РАСТЕНИЙSTUDYING AND UTILIZATION OF PLANT GENETIC RESOURCESАгробиологическая характеристика голозерных сортов ячменя селекции Омского АНЦAgrobiological characteristics of hulless barley cultivars developed at Omsk agrarian Scientific CenterНиколаевП. Н.NikolaevP. N.

644012 Россия, г. Омск, пр. Королева, 26

644012 Россия, г. Омск, пр. Королева, 26

55asc@bk.ruЮсоваО. А.YusovaO. A.

644012 Россия, г. Омск, пр. Королева, 26

644012 Россия, г. Омск, пр. Королева, 26

55asc@bk.ruАниськовН. И.AniskovN. I.

190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

СафоноваИ. В.SafonovaI. V.

190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

190000 Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Б. Морская, 42, 44

i.safonova@vir.nw.ruОмский аграрный научный центрРоссияОмский аграрный научный центрRussian FederationФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР)РоссияФедеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н. И. Вавилова (ВИР)Russian Federation20192206201918013843Copyright © Николаев П.Н., Юсова О.А., Аниськов Н.И., Сафонова И.В., 20192019Николаев П.Н., Юсова О.А., Аниськов Н.И., Сафонова И.В.Nikolaev P.N., Yusova O.A., Aniskov N.I., Safonova I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://elpub.vir.nw.ru/jour/article/view/363Актуальность

Актуальность. Создание и внедрение в производство новых сортов голозерного ячменя, способных стабильно формировать высокий и качественный урожай зерна, крайне актуально на сегодняшний день. Объектами исследований являлись голозерные сорта ячменя: ‘Омский голозерный 2’, ‘Омский голозерный 4’ и ‘Майский ’. Цель исследований – агробиологическая характеристика сортов голозерного ячменя селекции Омского АНЦ.

Материалы и методы

Материалы и методы. Экспериментальная часть работы проводилась в течение 2015–2017 гг. на опытных полях Омского АНЦ, расположенных в южной лесостепи (третий селекционный севооборот по предшественнику пшеницы, четвертая культура после пара). Площадь делянки – 10 м2, повторность 4-кратная. Норма высева – 4 млн всхожих зерен на 1 га. Агротехника проведения опытов общепринятая для Западно-Сибирского региона. Рассчитаны параметры стабильности и пластичности по S. A. Eberhart и W. A. Russell, C. Wricke, адаптивности – по Л. А. Животкову, гомеостатичности – по В. В. Хангильдину. Стрессоустойчивость и компенсаторную способность сорта рассчитывали по A. A. Rossielle и J. Hemblin.

Результаты

Результаты. Итогом многолетней селекционной работы Омского АНЦ стало создание трех голозерных сортов ячменя: ‘Омский голозерный 2’ (включен в Госреестр РФ по 9, 10 и 11 регионам); ‘Омский голозерный 4’ (передан на Государственное сортоиспытание в 2017 г.) и ‘Майский’ (не включен в Госреестр РФ). Новый сорт ячменя ‘Омский голозерный 4’ с учетом повышенной продуктивности (+1,36 г к сорту-стандарту (st.) по массе 1000 зерен и +0,73 т/га к сорту ‘Майский’) по выходу питательных веществ с единицы площади находился на уровне стандарта ‘Омский голозерный 2’, но превышал сорт ‘Майский’ (+47,2 кг/га белка, +390 кг/га крахмала и +42,4 кг/га сырого жира). Также ‘Омский голозерный 4’ характеризовался стабильностью (σ2d = 4,8), повышенной компенсаторной способностью ((Ymin – Ymax)/2 = 3,29) и адаптивностью (КА = 103%). Наблюдалось повышение урожайности при улучшении условий выращивания (bi = 1,25; Wi = 0,344). Сорт ‘Майский ’ имел повышенную стрессоустойчивость (Ymin – Ymax = –1,35), стандартный сорт ‘Омский голозерный 2’ – гомеостатичность (Hom = 0,118). Таким образом, ‘Омский голозерный 4’ обладает повышенной адаптивностью и стабильностью по сравнению с предшествующими сортами.

Background

Background. An extremely important task today is to develop new hulless barley cultivars, capable of yielding large and high-quality grain harvests, and introduce them into agricultural production. Objective. The purpose was to study three hulless barley cultivars ‘Omsky golozerny 2’, ‘Omsky golozerny 4’ and ‘Maysky’, developed at Omsk Agrarian Scientific Center, in order to describe their agrobiological characteristics.

Materials and methods

Materials and methods. The experimental part of the work was carried out in 2015–2017 on the experimental fields of Omsk ASC in the southern forest steppe (third crop rotation after the wheat predecessor; fourth crop after fallow). There were 4 replications on the plot of 10 m2. The seeding rate was 4 million viable seeds per 1 ha. Agricultural practice used in the experiments was conventional for West Siberia. Parameters of stability and plasticity were calculated according to Eberhart and Russell, Wricke; adaptability, according to Zhivotkov; homeostasis, according to Khangildin; stress tolerance and compensatory ability, according to Rossielle and Hemblin.

Results

Results. Many years of breeding work at Omsk ASC resulted in the development of three hulless barley cultivars: ‘Omsky golozerny 2’ (listed in the State Register of the Russian Federation for regions 9, 10 and 11), ‘Omsky golozerny 4’ (submitted for the State Crop Variety Trials in 2017), and ‘Maysky’ (not included in the State Register). The new hulless barley cultivar ‘Omsky golozerny 4’, considering its higher productivity (+1.36 g to the reference in 1000 grain weight, and +0.73 t/ha to cv. ‘Maysky’), in the yield of nutrients per area unit equaled the reference ‘Omsky golozerny 2’, but exceeded ‘Maysky’ (+47.2 kg/ha of protein, +390 kg/ha of starch, and +42.4 kg/ha of crude fat). ‘Omsky golozerny 4’ was also characterized by stability (stability = 4.8), increased compensatory ability (3.29) and adaptability (103%). There was an increase in productivity with improved growing conditions (ecological plasticity = 1.25). ‘Maysky’ had higher stress tolerance (–1.35), while the reference ‘Omsky golozerny 2’ showed increased homeostasis (0.118). Thus, ‘Omsky golozerny 4’ exceeded the previous two cultivars in adaptability and stability.

яровой голозерный ячменьсортбелокжирурожайностьстабильностьпластичностьгомеостатичностьspring barleycultivarproteinfatyieldstabilityplasticityhomeostasisReferencesBaker R., Bendelov V., Buhannen K. (1968) Early generation inheritance of malting quality characters in barley cross. Crop. Sci., vol. 8, no. 4, 55 p.Baker R., Bendelov V., Buhannen K. (1968) Early generation inheritance of malting quality characters in barley cross. Crop. Sci., vol. 8, no. 4, 55 p.Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 352 с.Dospekhov B. A. (1985) Methodology of field trial (Metodika polevogo opyta). Moscow: Agropromizdat, 352 p. [in Russian]Eberhart S. A., Russell W. A. (1966) Stability parameters for comparing varieties. Crop. Sci., vol. 6, no.1, pp. 36-40.Eberhart S. A., Russell W. A. (1966) Stability parameters for comparing varieties. Crop. Sci., vol. 6, no.1, pp. 36-40.Гончаренко А. А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур // Вестник РАСХН. 2005. № 6. С. 49-53.Goncharenko A. A. (2005) On adaptability and sustainability of cereal crop cultivars (Ob adaptivnosti i ekologicheskoy ustoychivosti sortov zernovykh kultur). Bulletin of the RAAS (Vestnik RASKhN), no. 6, pр. 49-53 [in Russian]Гостев А. В., Пыхтин А. И., Нитченко Л. Б. Влияние технологий на урожайность зерновых культур в условиях Центрального региона России // Международная мультидисциплинарная научная Геоконференция СГЭМ, 2017, № 17(32). С. 625-630. DOI: 10.5593/sgem2017/32/S13.081Gostev A. V., Pykhtin A. I., Nitchenko L. B. (2017) The influence of technologies on productivity of cereal crops in the Central Region of Russia (Vliyaniye tekhnologiy na urozhaynost zernovykh kultur v usloviyakh Tsentralnogo regiona Rossii). International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM, no. 17(32), pp. 625-630 [in Russian] DOI: 10.5593/sgem2017/32/S13.081Грязнов А. А. Особенности селекционной работы с голозерным ячменем // Известия высших учебных заведений. Уральский регион. 2017. № 2. С. 103-109.Gryaznov A. A. (2017) Peculiarities of breeding work with hulless barley (Osobennosti selektsionnoy raboty s golozernym yachmenem). News of Higher Education Institutions. Ural Region (Izvestiya vysshykh uchebnykh zavedeniy. Uralskiy region), no. 2, pр. 103-109 [in Russian]Грязнов А. А., Кущева О. В., Минаев Е. А. Использование сортов голозерного ячменя в животноводстве // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. 2016, № 6. С. 16-21.Gryaznov A. A., Kuscheva O. V., Minaev E. A. (2016) Тhe use of hulless barley varieties in animal husbandry (Ispolzovaniye sortov golozernogo yachmenya v zhivotnovodstve). Feeding of agricultural animals and fodder production (Kormleniye selskokhozyaystvennykh zhivotnykh i kormoproizvodstvo), no. 6, pp. 16-21 [in Russian]Губанова В. М., Губанов М. В. Изучение голозерных сортообразцов по продуктивности, биохимическому составу и физическим свойствам семян в северной лесостепи Тюменской области // Национальная Ассоциация Ученых. 2015. № 3-7(8). С. 56-58.Gubanova V. M., Gubanov M. V. (2015) Studying hulless genotypes according to their productivity, biochemical composition and physical properties of seeds in the northern forest steppe of Tyumen Province (Izucheniye golozernykh sortoobraztsov po produktivnosti, biokhimicheskomu sostavu i fizicheskim svoystvam semyan v severnoy lesostepi Tyumenskoy oblasti). National Association of Scholars (Natsionalnaya Assotsiatsiya Uchenykh), no. 3-7(8), pp. 5-58 [in Russian]Kadi Z., Adjel F., Bouzerzour H. (2010) Analysis of the genotype X environment interaction of barley grain yield (Hordeum vulgare L.) under semi-arid conditions. Advances in Environmental Biology, no. 4(1), pp. 34-40.Kadi Z., Adjel F., Bouzerzour H. (2010) Analysis of the genotype X environment interaction of barley grain yield (Hordeum vulgare L.) under semi-arid conditions. Advances in Environmental Biology, no. 4(1), pp. 34-40.Хангильдин В. В. Гомеостаз компонентов урожая зерна и предпосылки к созданию модели сорта яровой пшеницы. Генетический анализ количественных признаков растений. Уфа: БФ АНСССР, 1979. С. 5-39.Khangildin V. V. (1979) The homeostasis of grain harvest components and the prerequisites for the development of a spring wheat cultivar model. Genetic analysis of quantitative plant characteristics (Gomeostaz komponentov urozhaya zerna i predposylki k sozdaniyu modeli sorta yarovoy pshenitsy. Geneticheskiy analiz kolichestvennykh priznakov rasteniy). Ufa: BF ANSSSR, pp. 5-39 [in Russian]Многофакторный анализ признаков, определяющих адаптацию в культивируемом ячмене// Селекция растений, 2001, № 120(3). С. 217-222. DOI: 10.1046/j.1439-0523.2001.00599.xMultivariate analysis of traits determining adaptation in cultivated barley (2001) (Mnogofaktorny analiz priznakov, opredelyayushchikh adaptatsiyu v kultiviruyemom yachmene). Plant Breeding (Selektsiya), no. 120(3), pp. 217-222 [in Russian] DOI: 10.1046/j.1439-0523.2001.00599.xМуругова Г. А. Оценка исходного материала ярового ячменя по экологической пластичности в условиях Приморского края // Аграрный вестник Приморья. 2016. № 3(3). С. 26-30.Murugova G. A. (2016) Assessment of the source material of spring barley according to ecological plasticity in Primorsky Territory (Otsenka iskhodnogo materiala yarovogo yachmenya po ekologicheskoy plastichnosti v usloviyakh Primorskogo kraya). Agricultural Bulletin of Primorye (Agrarny vestnik Primorya), no. 3(3), pp. 26-30 [in Russian]Николаев П. Н., Аниськов Н. А., Юсова О. А. Пластичность, стабильность и адаптивность качества зерна сортов ярового ячменя в условиях Омской области // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 1. С. 43-49. DOI: 10.18286/1816-4501-2018-1-43-48Nikolaev P. N., Aniskov N. A., Yusova O. A. (2018) Plasticity, stability and adaptability of grain quality of spring barley varieties in the conditions of Omsk region (Plastichnost, stabilnost i adaptivnost kachestva zerna sortov yarovogo yachmenya v usloviyakh Omskoy oblasti). Bulletin of Ulyanovsk State Agricultural Academy (Vestnik Ulyanovskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii), no. 1, pp. 43-49 [in Russian] DOI: 10.18286/1816-4501-2018-1-43-48Поползухин П. В., Николаев П. Н., Аниськов Н. И., Юсова О. А., Сафонова И. В. Оценка продуктивности и адаптивных свойств сортов ярового ячменя в условиях Сибирского Прииртышья // Земледелие. 2018. № 3. С. 40-43. DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10309Popolzukhin P. V., Nikolaev P. N., Aniskov N. A., Yusova O. A., Safonova I. V. (2018) Evaluation of productivity and adaptive properties of spring barley varieties under conditions of the Siberian Irtysh region (Otsenka produktivnosti i adaptivnykh svoystv sortov yarovogo yachmenya v usloviyakh Sibirskogo Priirtyshya). Arable Farming (Zemledeliye), no. 3, pp. 40-43 [in Russian] DOI: 10.24411/0044-3913-2018-10309Robinson L. H., Juttner J., Milligan A., Lahnstein J., Eglinton J. K., Evans D. E. (2007) The identification of a barley haze active protein that influences beer haze stability: Cloning and characterisation of the barley SE protein as a barley tryps in inhibitor of the chloroform/methanol type. Journal of Cereal Science, no. 45(3), pp. 343-352. DOI: 10.1016/j.jcs.2006.08.012Robinson L. H., Juttner J., Milligan A., Lahnstein J., Eglinton J. K., Evans D. E. (2007) The identification of a barley haze active protein that influences beer haze stability: Cloning and characterisation of the barley SE protein as a barley tryps in inhibitor of the chloroform/methanol type. Journal of Cereal Science, no. 45(3), pp. 343-352. DOI: 10.1016/j.jcs.2006.08.012Rossielle A. A., Hemblin J. (1981) Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop. Sci., vol. 21, no. 6, pр. 27-29.Rossielle A. A., Hemblin J. (1981) Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop. Sci., vol. 21, no. 6, pр. 27-29.Saad F. F., El-Mohsen A. A., Al-Soudan I. H. (2013) Parametric statistical methods for evaluating barley genotypes in multienvironment trials. World Essays Journal, no. 1(4), pp. 125-136.Saad F. F., El-Mohsen A. A., Al-Soudan I. H. (2013) Parametric statistical methods for evaluating barley genotypes in multienvironment trials. World Essays Journal, no. 1(4), pp. 125-136.Sadras V. O., Slafer G. A. (2012) Environmental modulation of yield components in cereals: Heritabilities reveal a hierarchy of phenotypic plasticities. Field Crops Research, pp. 215-224. DOI: 10.1016/j.fcr.2011.11.014Sadras V. O., Slafer G. A. (2012) Environmental modulation of yield components in cereals: Heritabilities reveal a hierarchy of phenotypic plasticities. Field Crops Research, pp. 215-224. DOI: 10.1016/j.fcr.2011.11.014Sarkar B., Ram Sh., Verma R. P. S., Sarkar A. (2014) Identifying superior feed barley genotypes using GGE biplot for diverse environments in India. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, no. 1(74), pp. 26-33. DOI: 10.5958/j.0975-6906.74.1.004Sarkar B., Ram Sh., Verma R. P. S., Sarkar A. (2014) Identifying superior feed barley genotypes using GGE biplot for diverse environments in India. Indian Journal of Genetics and Plant Breeding, no. 1(74), pp. 26-33. DOI: 10.5958/j.0975-6906.74.1.004Цандекова О. Л., Неверова О. А. Особенности голозерного ячменя в оценке продуктивности и качества зерна (обзор) // Зерновое хозяйство России. 2017. № 5(53). С. 12-15.Tsandekova O. L., Neverova O. A. (2017) Features of hulless barley in grain productivity and quality evaluation (review) (Osobennosti golozernogo yachmenya v otsenke produktivnosti i kachestva zerna (obzor)). Grain Economy of Russia (Zernovoye khozyaystvo Rossii), no. 5(53), pр. 12-15 [in Russian]Wricke C. (1962) Under line method zur Ertassung der ecologischen Strenbreite in Feldversuchen Z. Pflanzenzüchtung, vol. 47, no. 1, pp. 92-96.Wricke C. (1962) Under line method zur Ertassung der ecologischen Strenbreite in Feldversuchen Z. Pflanzenzüchtung, vol. 47, no. 1, pp. 92-96.Железнов А. В., Кукоев Т. В., Железнова Н. Б. Ячмень голозерный: происхождение, распространение и перспективы использования // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17, № 2. С. 286-297.Zheleznov A. V., Kokoev T. V., Zheleznova N. B. (2013) Hulless barley: origin, distribution and prospects of use (Yachmen golozerny: proiskhozhdeniye, rasprostraneniye i perspektivy ispolzovaniya). Vavilov Journal of Genetics and Breeding (Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii), vol. 17, no. 2, pp. 286 - 297 [in Russian]Животков Л. А., Морозова З. А., Секатуева Л. И. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю «урожайности» // Селекция и семеноводство. 1994. № 2. С. 3-6.Zhivotkov L. A., Morozova Z. A., Sekatueva L. I. (1994) A method for identifying potential productivity and adaptability of winter wheat cultivars and breeding forms according to the ‘yield’ parameter (Metodika vyyavleniya potentsialnoy produktivnosti i adaptivnosti sortov i selektsionnykh form ozimoy pshenitsy po pokazatelyu «urozhaynosti»). Plant Breeding and Seed Production (Selektsiya i semenovodstvo), no. 2, pp. 3-6 [in Russian]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.