Генетические источники селекции ячменя (Hordeum vulgare) в Волго-Вятском регионе

Актуальность. В условиях северо-востока Нечерноземной зоны России актуально создание сортов ячменя с устойчивостью к повышенной почвенной кислотности, засухе и болезням. Повышение урожайности на стрессовых фонах достигалось сочетанием различных селекционных методов, в т. ч. с привлечением клеточных технологий.

Материалы и методы. Источником селекционно ценных признаков являлись образцы ячменя из коллекции Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова (ВИР). Коллекционные образцы ячменя изучали в полевых и лабораторных испытаниях ФАНЦ Северо-Востока по следующим целевым качествам вновь создаваемых сортов: урожайность зерна, продолжительность вегетационного периода, устойчивость к полеганию, болезням, почвенному стрессу. На искусственных питательных средах in vitro с добавлением селективных агентов, моделирующих воздействие природных стрессоров, осуществляли культивирование каллусной ткани ячменя и регенерацию растений.

Результаты и обсуждение. Для дальнейшей селекционной работы выделены источники: скороспелости – ‘Дина’ (к-29216, Россия), ‘Андрей’ (к-30122, Россия) и др.; сочетающие урожайность со скороспелостью – ‘Белогорский 90’ (к-29770, Россия), ‘Сябра’ (к-29917, Беларусь) и др.; устойчивости к полеганию – ‘Муссон’ (к-30968, Россия), ‘Феникс’ (к-30835, Украина) и др.; болезням – ‘Дина’ (к-29216, Россия), ‘Медикум 336’ (к-3096, Россия) и др.; почвенным стрессам ‒ ‘Тандем’ (к-30883, Россия), ‘Новичок’ (к-30806, Россия) и др. Кроме того, выделены образцы, перспективные для проведения клеточной селекции – ‘Эколог’ (к-29417, Россия), ‘Conrad’ (к-30406, США) и др. Определены общие принципы подбора исходных генотипов для использования в культуре ткани ячменя. Практический интерес представляет применение клеточной селекции по отношению к чувствительным и среднеустойчивым к стрессорам сортам. С участием коллекционных образцов созданы сорта ярового ячменя, адаптивные к условиям возделывания в Волго-Вятском регионе: методом гибридизации и отбора – более тридцати сортов, с привлечением культуры ткани in vitro – шести сортов.

1. Баталова Г. А., Шевченко С. Н., Лисицын Е. М., Тулякова М. В., Русакова И. И., Железникова В. А., Градобоева Т. П. Методология создания продуктивных, экологически устойчивых сортов овса пленчатого // Российская сельскохозяйственная наука. 2017. № 6. С. 3–8.

2. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: методическое руководство / под общ. ред. Г. В. Удовенко. Л., 1988. 227 с.

3. Долгих Ю. И. Сомаклональная изменчивость растений и возможности ее практического использования (на примере кукурузы) : автореф. дисс. … докт. биол. наук, М., 2005. 45 с.

4. Дунаева С. Е., Лукьянова М. В., Ковалева О. Н., Козырева О. Г. Способность незрелых зародышей к образованию растений-регенерантов в культуре in vitro у ранне- и позднеспелых сортов ячменя. 1. Регенерация растений в первичном каллусе, полученном от незрелых зародышей // Физиология растений. 2000. Т. 47, № 1. С. 53–57.

5. Hua W., Zhu J., Shang Y., Wang J., Jia Q., Lin F., Yang J. (2013) Establishment of a highly efficient regeneration method from the scraped broken embryo of mature barley seed. Canadian Journal of Plant Science, vol. 93, no. 6, pp. 1029–1035. https://doi.org/10.4141/cjps2013-109

6. Косарева И. А. Изучение коллекции сельскохозяйственных культур и диких родичей по признакам устойчивости к токсическим элементам кислых почв // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2012. Т. 170. C. 148–159.

7. Лисицын Е. М. Потенциальная алюмоустойчивость сельскохозяйственных растений и ее реализация в условиях европейского северо-востока России : дисс. … док. биол. наук. Москва, 2005. 365 с.

8. Лоскутов И. Г. Генетические ресурсы овса и ячменя – источник результативной селекции в России // Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке: состояние, проблемы, перспективы. СПб. : ВИР, 2009. С. 200–205.

9. Лоскутов И. Г., Ковалева О. Н., Блинова Э. В. Методические указания по изучению и хранению международной коллекции ячменя и овса. СПб. : ВИР, 2012. 63 с.

10. Неттевич Э. Д. Избранные труды. Селекция и семеноводство яровых зерновых культур. М. ; Немчиновка : НИИСХ ЦРНЗ. 2008. 348 с.

11. Никитина Е. Д., Хлебова Л. П., Соколова Г. Г., Ерещенко О. В. Создание стрессоустойчивого материала яровой мягкой пшеницы с использованием клеточной селекции in vitro // Известия Алт. гос. ун-та. 2013. № 3/2. С. 95–98. DOI: 10.14258/izvasu(2013)3.2-20

12. Родина Н. А. Селекция ячменя на Северо-Востоке Нечерноземья. Киров : Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006. 488 с.

13. Рожанская О. А. О сомаклональной изменчивости растений как источнике биоразнообразия для селекции // Селекция растений: прошлое, настоящее и будущее. Сб. матер. I Всерос. науч.-практ. конфер. с междунар. уч., посв. 140-летию НИУ БелГУ. Белгород, 24–26 ноября 2016 г. Белгород, 2016. С. 152–156.

14. Щенникова И. Н. Селекция ярового ячменя для условий Волго-Вятского региона : дисс … докт. с.-х. наук. Москва, 2016. 349 с.

15. Шешегова Т. К. Методы селекции зерновых культур на устойчивость к болезням в Северо-Восточном селекцентре // Методы и технологии в селекции растений. Киров : НИИСХ Северо-Востока. 2014. С. 34–42.

16. Шуплецова О. Н., Щенникова И. Н. Результаты использования клеточных технологий в создании новых сортов ячменя, устойчивых к токсичности алюминия и засухе // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016. Т. 20, № 5. С. 623–628. DOI: 10.18699/VJ16.183

17. Шуплецова О. Н., Щенникова И. Н., Широких И. Г. Создание генотипов ячменя с комплексной устойчивостью к эдафическим стрессам методами клеточной селекции // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2015. № 1/2. С. 16–20.

18. Сидоров Е. А., Чернобровкина М. А., Николаева А. Н., Харченко П. Н., Долгов С. В. Индуцированный морфогенез и регенерация in vitro растений ячменя отечественных сортов // С.-х. биология. 2009. № 3. С. 73–78.

19. Сурин Н. А., Зобова Н. В., Ляхова Н. Е. Генетический потенциал и селекционная значимость ячменя Сибири // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014. Т. 18, № 2. С. 378–386.

20. Vyroubalová S., Šmehilová M., Galuszka P., Ohnoutková L. (2011) Genetic transformation of barley: limiting factors. Biologia Plantarum, no. 2, pp. 213–224. https://doi.org/10.1007/s10535-011-0032-8

21. Заушинцена А. В. Генетические источники для реализации основных направлений селекции ячменя в Сибири //Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2009. Т. 165. С. 101–105.