The purpose of research is to identify the spectrum of genetic diversity of early ripening in hybrid combinations of the second generation of lentils to accelerate the selection of valuable genotypes and create varieties adapted to the climatic conditions of the region. Research was carried out from 2020 to 2022 at the experimental site of the educational and experimental farm of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Omsk Civil Aviation in the southern forest-steppe of the Omsk Region. The value of the hydrothermal coefficient indicates very dry conditions in 2020 (HTC = 0.62) and 2021 (HTC = 0.68), slightly dry conditions in 2022 (HTC = 1.02). The soil of the experimental plot is medium-deep meadow-chernozemic (45 cm), low-humus (3.95 % humus), medium-loamy (35 % physical clay) with a soil solution reaction close to neutral (pH – 6.5). The predecessor is spring soft wheat. Four collection samples of lentils with a complex of economically valuable traits of different ecological and geographical origin were subject to study: k-2888 (Moldova), k-2849 (Russia, Altai Region), Rauza (Russia, Oryol Region), Vehovskaya (Russia, Saratov Region) – and four F2 hybrids obtained as a result of intraspecific crossing: k-2888 × Rauza, k-2888 × Vehovskaya, k-2849 × Rauza, k-2849 × Vehovskaya. Analysis of the data obtained showed that the duration of the growing season is characterized by low heredity (H2 = 19.0 %). This means that the phenotypic variability of the trait is determined by the natural and climatic conditions of the environment. It is advisable to select valuable early ripening genotypes in later generations of hybrids under favorable conditions. Hybrid combinations that are promising in practical selection of lentils for early ripening are: k-2849 × Vehovskaya and k-2888 × Vehovskaya.
lentil, sample, hybridization, hybrid population, heritability coefficient, vegetation period
Введение. Чечевица – одна из наиболее распространенных зернобобовых культур в мире [1]. Ее выращивают более чем в 50 странах [2]. Культура играет важную роль в обеспечении населения ценным растительным белком [3]. Ее высокий экспортный и экономический потенциал привлекает сельхозтоваропроизводителей Омской области [4]. К тому же эколого-географическое расположение региона благоприятно влияет на рост и развитие культуры [5]. Возросший интерес сдерживается тем, что районированные в условиях Омской области сорта чечевицы не отвечают производственным требованиям [6]. Они менее конкурентоспособные, малоурожайные и низкотехнологичные [7]. Решением этой проблемы является создание новых адаптированных к биотическим и абиотическим факторам среды сортов [8]. Отбор уникальных генотипов с высоким потенциалом онтогенетической адаптации возможно провести на ранних этапах селекционного процесса [9]. Для этого необходимо определить коэффициент наследуемости ценного признака в гибридных популяциях, способный указать на фактор, под воздействием которого вызвано фенотипическое разнообразие (генотип или среда) [10]. Если фенотипическое разнообразие вызвано генотипической изменчивостью, то эффективным будет массовый отбор, если модификационной – индивидуальный [11].
Цель исследования – выявить спектр генетического разнообразия скороспелости в гибридных комбинациях второго поколения чечевицы для ускорения отбора ценных генотипов и создания адаптированных к климатическим условиям региона сортов.
Объекты и методы. Исследовательская работа выполнялась в учебно-опытном хозяйстве ФГБОУ ВО Омский ГАУ, расположенном в южной лесостепной климатической зоне Омской области (2020–2022 гг.). Последние годы в регионе отмечается тенденция повышения среднесуточной температуры воздуха. Сумма активных температур (выше 10 °С) за вегетационный период в 2020 г. составила 2 488 °С; 2021 г. – 2 459; 2022 г. – 2420 °С. Осадков в 2020 г. выпало 155,3 мм (70,6 % от нормы); 2021 г. – 166,0 (75,4 % от нормы); 2022 – 287,6 мм (130,72 % от нормы). Гидротермический коэффициент, характеризующий обеспеченность растений влагой, указывает на очень засушливые условия в 2020 г. (ГТК = 0,62) и 2021 г. (ГТК = 0,68), слабозасушливые – в 2022 г. (ГТК = 1,02). Почва опытного участка – лугово-черноземная среднемощная (45 см) малогумусная (3,95 % гумуса) среднесуглинистая (35 % физической глины) с реакцией почвенного раствора, близкой к нейтральной (рН – 6,5). Предшественник – яровая мягкая пшеница. Посев проведен в трехкратной повторности с площадью питания одного растения 10 × 45 см в оптимальные сроки (вторая декада мая) на глубину заделки семян 5 см. Количество семян в каждом повторении родительских форм – 25 шт., F2 – 25 шт. Объект исследований – коллекционные образцы чечевицы различного эколого-географического происхождения, отобранные по комплексу хозяйственно ценных признаков: к-2888 (Молдова), к-2849 (Россия, Алтайский край), Рауза (Россия, Орловская область), Веховская (Россия, Саратовская область) – и полученные в результате внутривидовой гибридизации четыре гибридных популяции второго поколения. Гибридный материал F0 получен в 2018 г., F1 – в 2019 г. и использовался для посева в последующие годы. Фенологические наблюдения и учеты проведены согласно «Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур» (1975) [12]. Статистическая обработка полученных результатов велась по методике, изложенной в пособии Б.А. Доспехова [13]. Коэффициент наследуемости (Н2) рассчитан по формуле I. Mahmud и H. Kramer.
Результаты и их обсуждение. Из-за равномерного распределения осадков в течение всего вегетационного периода и повышенной температуры воздуха наиболее благоприятные климатические условия для роста и развития растений чечевицы сложились в 2020 г. Недостаточное количество осадков во второй половине вегетации (июль – август) положительно повлияло на созревание культуры, ускорив его. В 2020 г. продолжительность вегетационного периода варьировала у родительских форм от 78,0 до 82,0 сут (в среднем 80,0 сут), в гибридных комбинациях – от 77,0 до 82,0 сут (в среднем 79,5 сут) (табл. 1).
Таблица 1
Продолжительность вегетационного периода
у родительских форм и гибридных комбинаций чечевицы
|
Образец / гибридная комбинация |
2020 г. |
2021 г. |
2022 г. |
Среднее |
|
Родительские формы |
||||
|
к-2888 |
81,0 |
88,0 |
94,0 |
87,7 |
|
к-2849 |
79,0 |
83,0 |
90,0 |
84,0 |
|
Рауза |
82,0 |
85,0 |
92,0 |
86,3 |
|
Веховская |
78,0 |
81,0 |
92,0 |
83,7 |
|
Среднее |
80,0 |
84,3 |
92,0 |
85,4 |
|
НСР05 |
2,3 |
3,1 |
2,8 |
2,0 |
|
Гибридные комбинации F2 |
||||
|
к-2888 × Рауза |
80,0 |
86,0 |
93,0 |
86,3 |
|
к-2888 × Веховская |
79,0 |
84,0 |
92,0 |
85,0 |
|
к-2849 × Рауза |
82,0 |
87,0 |
95,0 |
88,0 |
|
к-2849 × Веховская |
77,0 |
81,0 |
90,0 |
82,7 |
|
Среднее |
79,5 |
84,5 |
92,5 |
85,5 |
|
НСР05 |
3,4 |
2,9 |
2,0 |
2,6 |
В 2021 г., начиная с середины июня, выпало значительное количество осадков (до 24 мм в месяц). Избыточное увлажнение негативно отразилось на продолжительности периода вегетации, незначительно увеличив его по сравнению с предыдущим годом на 4,3 сут у родительских форм (в среднем 84,3 суток) и на 5,0 суток у гибридных популяций (в среднем 84,5 сут).
Продолжительные ливневые дожди в 2022 г. (до 103,2 мм в месяц) затянули вегетационный период, начиная с фазы цветения (июль) до созревания. У родительских форм значение показателя изменялось от 90,0 до 94,0 сут (в среднем 92,0 сут), в гибридных комбинациях – от 90,0 до 95,0 сут ( в среднем 92,5 сут).
В среднем за три года изучения наименьшую продолжительность вегетационного периода показали гибридные комбинации: к-2849 × Веховская (82,7 сут) и к-2888 × Веховская (85,0 сут).
В зависимости от климатических условий произрастания отмечены небольшие изменения наследуемости в годы проведения исследований: от 15,7 (2022 г.) до 22,4 % (2020 г.) (табл. 2).
Таблица 2
Коэффициент наследуемости продолжительности вегетационного периода
|
Гибридная комбинация |
2020 г. |
2021 г. |
2022 г. |
Среднее |
|
к-2888 × Рауза |
22,3 |
19,5 |
15,6 |
19,1 |
|
к-2888 × Веховская |
24,1 |
18,9 |
16,8 |
19,9 |
|
к-2849 × Рауза |
20,1 |
17,5 |
14,3 |
17,3 |
|
к-2849 × Веховская |
23,2 |
19,8 |
16,1 |
19,7 |
|
Среднее |
22,4 |
18,9 |
15,7 |
19,0 |
Величина коэффициента наследуемости (в среднем Н2 = 19,0 %) показывает, что изменчивость изученного признака в основном зависит от условий среды. Поэтому по данному признаку целесообразно проводить индивидуальный отбор в благоприятных условиях произрастания и в более поздних гибридных поколениях. Перспективными в этом плане являются гибридные комбинации, имеющие наибольшую наследуемость признака: к-2849 х Веховская (19,7%) и к-2888 х Веховская (19,9%).
Заключение
1. Продолжительность вегетационного периода в гибридных популяциях чечевицы характеризуется низкой наследуемостью (Н2 = 19,0 %).
2. Значительное влияние на изменчивость признака оказывают природно-климатические условия произрастания. В связи с этим по данному признаку целесообразно проводить индивидуальный отбор в благоприятных условиях возделывания и в более поздних гибридных поколениях.
4. Практический интерес в селекции чечевицы на скороспелость представляют гибридные комбинации: к-2849 × Веховская (19,7%) и к-2888 × Веховская (19,9 %).
1. Razvitie proizvodstva zernobobovyh i krupyanyh kul'tur v Rossii na osnove ispol'zovaniya selekcionnyh dostizheniy / V.I. Zotikov [i dr.] // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. 2020. № 4 (36). S. 5–17.
2. Rol' genofonda chechevicy (Lens culinaris Medik.) iz kollekcii zernobobovyh kul'tur v reshenii zadach selekcii v Azerbaydzhane / K.B. Shihalieva [i dr.] // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. 2018. № 2 (26). S. 36–43.
3. Geneticheskie resursy zernobobovyh Sredizemnomor'ya v kollekcii VIR: raznoobrazie i ispol'zovanie (obzor) / M.A. Vishnyakova [i dr.] // Sel'skohozyaystvennaya biologiya. 2016. T. 51, № 1. S. 31–45.
4. Marakaeva T.V., Gorbacheva T.V. Perspektiva razvitiya proizvodstva chechevicy v Omskoy oblasti // Zernobobovye kul'tury, razvivayuscheesya napravlenie v Rossii: vtoroy Mezhdunar. forum (Omsk, 17–20 iyulya 2018 g.) / Omskiy gos. agrar. un-t. Omsk: KAN, 2018. S. 123–126.
5. Dvoryaninov S.A., Sorokina I.Yu., Pimonov K.I. Ishodnyy material dlya selekcii chechevicy v usloviyah Rostovskoy oblasti RF // Resursosberezhenie i adaptivnost' v tehnologiyah vozdelyvaniya sel'skohozyaystvennyh kul'tur i pererabotki produkcii rastenievodstva: mat-ly mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (pos. Persianovskiy, 07 fevralya 2019 g.) / Donskoy gos. agrar. un-t. pos. Persianovskiy, 2019. S. 185–196.
6. Marakaeva T.V. Izuchenie vegetacionnogo perioda selekcionnyh obrazcov chechevicy // Vestnik KrasGAU. 2019. № 6 (147). S. 22–27.
7. Ikonnikov A.V. Semennaya produktivnost' perspektivnyh kollekcionnyh obrazcov chechevicy // Rol' molodyh uchenyh v innovacionnom razvitii sel'skogo hozyaystva: mat-ly mezhdunar. nauch.-prakt. konf. molodyh uchenyh i specialistov. Orel, 2019. S. 67–69.
8. Zaycev S.A., Rozhkov P.Yu., Mironov I.V. Ispytanie chechevicy otechestvennoy selekcii v razlichnyh usloviyah vyraschivaniya // Vavilovskie chteniya-2022: sb. st. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyasch. 135-y godovschine so dnya rozhdeniya akademika N.I. Vavilova (Saratov, 22–25 noyabrya 2022 g.). Saratov: Amirit, 2022. S. 98–103.
9. Sorokina I.Yu., Kumacheva V.D. Izuchenie kollekcionnyh obrazcov chechevicy dlya sozdaniya novyh sortov v usloviyah yuga Rossii // Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal. 2022. № 1-1 (115). S. 140–143.
10. Pominov A.V. Mirovaya kollekciya VIR – ishodnyy material dlya selekcii chechevicy v usloviyah Nizhnego Povolzh'ya RF // Vavilovskie chteniya – 2019: mat-ly mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyasch. 132-y godovschine so dnya rozhdeniya akademika N.I. Vavilova. Saratov, 2019. S. 100–103.
11. Sravnitel'noe izuchenie biologicheskih i hozyaystvenno cennyh priznakov zernobobovyh kul'tur v usloviyah Predural'skoy stepi Respubliki Bashkortostan / F.A. Davletov [i dr.] // Izvestiya Ufimskogo nauchnogo centra RAN. 2018. № 3-6. S. 31–33.
12. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu kollekcii zernovyh bobovyh kul'tur / N.I. Korsakov [i dr.]. L.: VIR, 1975. 59 s.
13. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov. M., 1985. 351 s.
