Использование индексов засухоустойчивости при изучении коллекции яровой мягкой пшеницы в условиях Актюбинской области

Актуальность. В связи с тенденцией глобального потепления климата выведение новых засухоустойчивых сортов яровой мягкой пшеницы остается первоочередной задачей селекционеров Западного Казахстана. Однако повышение устойчивости часто сопровождается снижением продуктивности генотипа, и поиск оптимального сочетания этих показателей является трендом современной селекции.

Материалы и методы. В 2017–2019 гг. в условиях Актюбинской сельскохозяйственной станции изучены 175 образцов яровой мягкой пшеницы из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растении имени Н.И. Вавилова (ВИР) и современные сорта местной селекции. Полевое изучение проводили согласно методическим указаниям ВИР. Для определения засухоустойчивости образцов использовали следующие индексы: средняя продуктивность (MP), индекс выносливости (TOL), индекс стабильности урожайности (YSI), индекс засухоустойчивости (DI), индекс толерантности к стрессу (STI).

Результаты и обсуждение. Для всех сортов рассчитаны индексы засухоустойчивости на основе данных по урожайности в самый засушливый (2019) и более благоприятный (2017) год. Рассчитан суммарный балл рангов образца по всем индексам. Наиболее сильно с суммарным баллом коррелирует урожайность в неблагоприятный год. Выделены 20 сортов с лучшими суммарными баллами; в эту группу вошли 11 образцов актюбинской селекции, в том числе сорт-стандарт, а также перспективные образцы из других стран.

Заключение. Сорта, выделенные по совокупности признаков, перспективны в плане использования в селекции на засухоустойчивость в условиях Актюбинской области. Предлагаемая система индексов позволяет совместить оценки разных аспектов засухоустойчивости.

1. Al Mahmud A., Alam M.J., Kundu B.C., Skalicky M., Rahman M.M., Rahaman E.H.M.S. et al. Selection of suitable potato genotypes for late-sown heat stress conditions based on field performance and stress tolerance indices. Sustainability. 2021;13(5):2770. DOI: 10.3390/su13052770

2. Bellague D., M’Hammedi-Bouzina M., Abdelguerfi A. Measuring the performance of perennial alfalfa with drought tolerance indices. Chilean Journal of Agricultural Research. 2016;76(3):273-284. DOI: 10.4067/S0718-58392016000300003

3. Bennani S., Nsarellah N., Jlibene M., Tadesse W., Birouk A., Ouabbou H. Efficiency of drought tolerance indices under different stress severities for bread wheat selection. Australian Journal of Crop Science. 2017;11(04):395-405. DOI: 10.21475/ajcs.17.11.04.pne272

4. Beyene Z.K., Mekbib F., Abebe T., Asfaw A. Drought resistance indices for screening of potato (Solanum tuberosum L.) genotypes. Turkish Journal of Agriculture – Food Science and Technology. 2019;7(8):1118-1124. DOI: 10.24925/turjaf.v7i8.1118-1124.2226

5. Bouslama M., Schapaugh Jr. W.T. Stress tolerance in soybeans. I. Evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science. 1984;24(5):933-937. DOI: 10.2135/cropsci1984.0011183X002400050026x

6. Давлетов Ф.А., Гаинуллина К.П., Ашиев А.Р., Новикова Л.Ю. Изучение генетического разнообразия коллекционного материала гороха посевного (Pisum sativum L.) в условиях Республики Башкортостан. Зерновое хозяйство России. 2014;(4):44-52.

7. Fernandez G.C.J Effective selection criteria for assessing stress tolerance. In: C.G. Kuo (ed.), Proceedings of the International Symposium on Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress. Taiwan: AVRDC; 1992. p.257-270.

8. Kazakhstan’s Second National Communication to the Conference of the Parties to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Astana: Ministry of Environment Protection; 2009. Available from: https://unfccc.int/resource/docs/natc/kaznc2e.pdf [accessed Mar. 31, 2022].

9. Lan J. Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agriculturae Boreali­occidentalis Sinica. 1998;7:85-87.

10. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале: Методические указания / под ред. А.Ф. Мережко. Санкт-Петербург: ВИР; 1999.

11. Naghavi M.R., Pour-Aboughadareh A., Marouf K. Evaluation of drought tolerance indices for screening some of corn (Zea mays L.) cultivars under environmental conditions. Notulae Scientia Biologicae. 2013;5(3):388-393. DOI: 10.15835/nsb.5.3.9049

12. Пакуль В.Н., Плиско Л.Г. Засухоустойчивость сортов мягкой пшеницы. Международный научно-исследовательский журнал. 2018;12-2(78):49-52. DOI: 10.23670/IRJ.2018.78.12.046

13. Rosielle A.A., Hamblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environment. Crop Science. 1981;21(6):943-946. DOI: 10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033x

14. Sharifi P., Astereki H., Sheikh F., Khorasanizadeh M. Evaluation of faba bean genotypes in normal and drought stress conditions by tolerance and susceptibility indices. Central Asian Journal of Plant Science Innovation. 2021;1(4):176-179.

15. Smirnova O.G., Pshenichnikova T.A. The relationship between the genetic status of the Vrn-1 locus and the size of the root system in bread wheat (Triticum aestivum L.). Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2021;25(8):805-811. DOI: 10.18699/VJ21.093

16. Talebi R., Fayaz F., Naji A.M. Effective selection criteria for assessing drought stress tolerance in durum wheat (Triticum durum Desf.). General and Applied Plant Physiology. 2009;35(1-2):64-74.

17. Зайцев Г.Н. Методика биометрических расчетов. Математическая статистика в экспериментальной ботанике. Москва: Наука; 1973.

18. Зауралов О.А. Стратегия адаптации высших растений к неблагоприятным условиям среды. Сельскохозяйственная биология. 2000;35(5):39-44.

19. Зотова Л.П., Джатаев С.А. Оценка коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы на засухоустойчивость в условиях Северного Казахстана. Вестник науки Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина. 2019;1(100):35-46.