Результаты комплексного изучения образцов яровой пшеницы коллекции ВИР по селекционно ценным признакам

Актуальность. Основной стратегией создания коммерческих сортов, обладающих высокой урожайностью и комплексной устойчивостью к неблагоприятным факторам, является привлечение новых источников и доноров адаптивно значимых и хозяйственно ценных признаков. Уникальными генными комплексами могут обладать географически отдаленные и стародавние сорта; их потенциал требует изучения в конкретных почвенно-климатических условиях.

Материалы и методы. Материал исследования – 24 образца яровой мягкой пшеницы, включенные в коллекцию ВИР с 1928 по 2015 г. Для характеристики образцов использована система балльной оценки селекционно ценных признаков. Учитывали продолжительность вегетации и межфазных периодов, урожайность, устойчивость к полеганию, высоту растений, продуктивную кустистость, продуктивность главного колоса, массу 1000 зерен, содержание белка в зерне, содержание хлорофилла в листьях. Сорта, обладающие комплексом признаков, определяли по сумме баллов. Оценивали также устойчивость к распространенным в Кировской области болезням.

Результаты. Выявлена сопряженность урожайности с селекционно ценными признаками, показаны изменения корреляционных связей в зависимости от метеоусловий. Выделены источники ценных признаков. Эффективность генов устойчивости к мучнистой росе Pm4b, Pm5 и септориозу Stb2, Stb6, Stb9 против местных популяций патогенов не установлена. Отмечена эффективность гена Pm1 и нескольких Lr-генов. Установлен положительный тренд повышения индекса интенсивности сортов (ИИС), созданных за 90-летний временной промежуток.

Заключение. Для создания в Кировской области новых высокоинтенсивных иммунных сортов выделен исходный материал, характеризующийся комплексом ценных хозяйственно-биологических признаков.

1. Амунова О.С., Волкова Л.В., Мамаева А.В. Результаты изучения образцов мягкой яровой пшеницы из коллекции ВИР по адаптивно значимым и хозяйственно ценным признакам. Таврический вестник аграрной науки. 2022;2(30):8-21.

2. Ausemus E.R., Harrington J.B., Reitz L.P., Worzella W.W. A summary of genetic studies in hexaploid and tetraploid wheat. Journal of the American Society of Agronomy. 1946;38(12):1082-1099.

3. Бакулина А.В., Попыванов Д.В., Харина А.В. Изучение свойств местных изолятов фитопатогенного гриба Parastagonospora nodorum. Теоретическая и прикладная экология. 2022;(3):212-218. DOI: 10.25750/1995-4301-2022-3-212-218

4. Bennett F.G.A. Resistance to powdery mildew in wheat: a review of its use in agriculture and breeding programmes. Plant Pathology. 1984;33(3):279-300. DOI: 10.1111/j.1365-3059.1984.tb01324.x

5. Chartrain L., Brading P.A., Brown J.K.M. Presence of the Stb6 gene for resistance to septoria tritici blotch (Mycosphaerella graminicola) in cultivars used in wheat-breeding programmes worldwide. Plant Pathology. 2005;54(2):134-143. DOI: 10.1111/j.1365-3059.2005.01164.x

6. Chartrain L., Sourdille P., Bernard M., Brown J.K.M. Identification and location of Stb9, a gene for resistance to septoria tritici blotch in wheat cultivars Courtot and Tonic. Plant Pathology. 2009;58(3):547-555. DOI: 10.1111/j.1365-3059.2008.02013.x

7. Давыдова Н.В., Казаченко А.О. Особенности подбора исходного материала для селекции яровой пшеницы в условиях Центрального Нечерноземья. Вестник Алтайского ГАУ. 2013;5(103):5-9.

8. Dobrotvorskaya T.V., Martynov S.P., Pukhalskyi V.A. Trends in genetic diversity change of spring bread wheat cultivars released in Russia in 1929–2003. Russian Journal of Genetics. 2004;40(11):1245-1257. DOI: 10.1023/B:RUGE.0000048667.39464.54

9. Dyck P.L., Samborski D.J. Adult-plant leaf rust resistance in PI 250413, an introduction of common wheat. Canadian Journal of Plant Science. 1979;59(2):329-332. DOI: 10.4141/cjps79-053

10. Dyck P.L., Samborski D.J. The genetics of two alleles for leaf rust resistance at the Lr14 locus in wheat. Canadian Journal Genetic and Cytology. 1970;12(4):689-694. DOI: 10.1139/g70-091

11. Evdokimov M.G., Yusov V.S., Kiryakova M.N., Meshkova L.V., Pakhotina I.V., Glushakov D.A. Promising genetic sources for the creation of varieties of durum spring wheat in Western Siberia. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2022;26(7):609-621. DOI: 10.18699/VJGB-22-75

12. Федеральная служба государственной статистики: [сайт]. URL: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Posev_2023.xlsx [дата обращения: 15.01.2024].

13. Fuchs E., Stubbs P.W., Vecht H. Report on the yellow rust trials project. Wageningen: Instituut Plantenziektenkundig Onderzoek; 1973.

14. Гешеле Э.Э. Основы фитопатологической оценки в селекции растений. 2-е изд. Москва; 1978.

15. Градчанинова О.Д., Филатенко А.А., Руденко М.И. Изучение коллекции пшеницы: методические указания. Ленинград: ВИР; 1985.

16. Иванова И.Ю., Волков Л.В. Изменчивость хозяйственно ценных признаков яровой пшеницы и их вклад в стабилизацию урожайности. Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2019;20(6):567-574. DOI: 10.30766/2072-9081.2019.20.6.567-574

17. Коробейников Н.И., Валекжанин В.С., Пеннер И.Н. Результаты селекции короткостебельных сортов мягкой яровой пшеницы интенсивного типа в Алтайском крае. Достижения науки и техники АПК. 2020;34(7):62-67. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10710

18. Кривченко В.И. Изучение устойчивости зерновых культур и расового состава возбудителей головнёвых болезней: методические указания. Ленинград: ВИР; 1978.

19. Кривченко В.И., Одинцова И.Г., Макарова Н.А. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 453. Сорта зерновых культур с известными генами устойчивости к грибным болезням. Ленинград: ВИР; 1988.

20. Lichtenthaler H.K., Buschmann C. Chlorophylls and carotenoids: measurement and characterization by UV-VIS spectroscopy. In: R.E. Wrolstad, T.E. Acree, H. An, E.A. Decker, M.H. Penner, D.S. Reid, S.J. Schwartz, C.F. Shoemaker, P. Sporns (eds). Current Protocols in Food Analytical Chemistry. New York, NY: John Wiley and Sons; 2001. F4.3.1-F4.3.8. DOI: 10.1002/0471142913.faf0403s01

21. Liu Y., Zhang L., Thompson I.A., Goodwin S.B., Ohm H. Molecular mapping re-locates the Stb2 gene for resistance to Septoria tritici blotch derived from cultivar Veranopolis on wheat chromosome 1BS. Euphytica. 2012;190(1): 145-156. DOI: 1007/s10681-012-0796-8

22. Luig N.H. A survey of virulence genes in wheat stream rust, Puccinia graminis f. sp. tritici. Berlin: Parey; 1983.

23. McIntosh R.A. Catalogue of gene symbols for wheat. In: E.R. Sears, L.M.S. Sears (eds). Proceedings of the Fourth International Wheat Genetics Symposium, held at the University of Missouri, Columbia, Missouri, USA, August 6–11, 1973. Columbia, MO: University of Missouri; 1973. p.912-918.

24. McIntosh R.A. Catalogue of gene symbols for wheat (1983 edition). In: S. Sakamoto (ed.). Proceedings of the Sixth International Wheat Genetics Symposium: held at Kyoto, Japan, November 28 – December 3, 1983. Kyoto: Kyoto University; 1983. p.1197-1255.

25. Nielsen J. Inheritance of virulence of loose smut of wheat, Ustilago tritici, on the differential cultivars Renfrew, Florence × Aurore, Kota, and Little Club. Canadian Journal of Botany. 1977;55(3):260-263. DOI: 10.1139/b77-036

26. Орлова Е.А., Бехтольд Н.П. Характеристика генофонда яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по устойчивости к пыльной головне в условиях лесостепи Западной Cибири. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019;23(5):551-558. DOI: 10.18699/VJ19.524

27. Переведенцев Ю.П., Френкель М.О., Шаймарданов М.З. Современные изменения климатических условий и ресурсов Кировской области. Казань: Казанский государственный университет; 2010.

28. Пискарев В.В., Зуев Е.В., Брыкова А.Н. Исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы в условиях Новосибирской области. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2018;22(7):784-794. DOI: 10.18699/VJ18.422

29. Прядкина Г.А. Пигменты, эффективность фотосинтеза и продуктивность пшеницы. Plant Varieties Studying and Protection. 2018;14(1):97-108. DOI: 10.21498/2518-1017.14.1.2018.126524

30. Пыжиков Г.В., Санина А.А., Супрун Л.М., Курахтанова Т.И., Гогаева Т.И., Мепаришвили С.У., Анциферова Л.В., Кузнецов Н.С., Игнатов А.Н., Кузьмичев А.А. Методы оценки устойчивости селекционного материала и сортов пшеницы к септориозу. Москва; 1989.

31. Schaller C.W., Holton C.S., Kendrick E.L. Inheritance of the second factor for resistance to bunt, Tilletia caries and T. foetida, in the wheat variety Martin. Agronomy Journal. 1960;52(5):280-282. DOI: 10.2134/agronj1960.00021962005200050013x

32. Шешегова Т.К. Анализ фитосанитарного состояния посевов яровых зерновых культур в Кировской области (аналитический обзор). Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2015;5(48):10-14. DOI: 10.30766/2072-9081.2015.48.5.10-14

33. Сочалова Л.П., Пискарев В.В. Устойчивость сортов яровой мягкой пшеницы к возбудителям инфекционных заболеваний в условиях изменяющегося климата Западной Сибири. Достижения науки и техники АПК. 2017;31(2):21-25.

34. Тимошенкова Т.А., Самуилов Ф.Д. Зависимость продуктивности современных сортов яровой пшеницы от их морфологических особенностей в условиях степи Оренбургского Предуралья. Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2011;6(3):154-158.

35. Цыбенов Б.Б., Билтуев А.С. Связь урожайности яровой пшеницы с элементами продуктивности в аридных условиях Бурятии. Вестник государственного аграрного университета Северного Зауралья. 2016;2(33):87-93.

36. Волкова Л.В., Амунова О.С., Лисицын Е.М. Влияние внешних условий на развитие количественных признаков и работу генетических систем яровой мягкой пшеницы. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018;20(2-2):192-197.

37. Зуев Е.В., Ляпунова О.А., Брыкова А.Н., Сурганова Л.Д., Никифоров М.Н., Разумова И.И., Плотникова Л.Н., Потокина С.А., Бородина Р.А., Иванова О.А., Кожушко Н.Н., Жукова А.З., Чмелева З.В., Климентьева Н.Ф. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 708. Характер изменчивости скороспелых образцов яровой мягкой пшеницы в различных эколого-географических условиях. Санкт-Петербург: ВИР; 1999.