Цель исследований – выявить спектр генетического разнообразия скороспелости в гибридных комбинациях второго поколения чечевицы для ускорения отбора ценных генотипов и создания адаптированных к климатическим условиям региона сортов. Исследования проводились в период с 2020 по 2022 г. на опытном участке учебно-опытного хозяйства ФГБОУ ВО Омский ГА в южной лесостепи Омской области. Значение гидротермического коэффициента 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. Изучению подлежали четыре коллекционных образца чечевицы с комплексом хозяйственно ценных признаков разного эколого-географического происхождения: к-2888 (Молдова), к-2849 (Россия, Алтайский край), Рауза (Россия, Орловская область), Веховская (Россия, Саратовская область) – и полученные в результате внутривидового скрещивания четыре гибрида F2: к-2888 × Рауза, к-2888 × Веховская, к-2849 × Рауза, к-2849 × Веховская. Анализ полученных данных показал, что продолжительность вегетационного периода характеризуется низкой наследственностью (Н2 = 19,0 %). Это значит, что фенотипическая изменчивость признака обусловлена природно-климатическими условиями среды. Отбор ценных генотипов скороспелости целесообразно проводить в более поздних поколениях гибридов при благоприятных условиях. Перспективными в практической селекции чечевицы на скороспелость являются гибридные комбинации: к-2849 × Веховская и к-2888 × Веховская.
чечевица, образец, гибридизация, гибридная популяция, коэффициент наследуемости, вегетационный период
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. Развитие производства зернобобовых и крупяных культур в России на основе использования селекционных достижений / В.И. Зотиков [и др.] // Зернобобовые и крупяные культуры. 2020. № 4 (36). С. 5–17.
2. Роль генофонда чечевицы (Lens culinaris Medik.) из коллекции зернобобовых культур в решении задач селекции в Азербайджане / К.Б. Шихалиева [и др.] // Зернобобовые и крупяные культуры. 2018. № 2 (26). С. 36–43.
3. Генетические ресурсы зернобобовых Средиземноморья в коллекции ВИР: разнообразие и использование (обзор) / М.А. Вишнякова [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51, № 1. С. 31–45.
4. Маракаева Т.В., Горбачева Т.В. Перспектива развития производства чечевицы в Омской области // Зернобобовые культуры, развивающееся направление в России: второй Междунар. форум (Омск, 17–20 июля 2018 г.) / Омский гос. аграр. ун-т. Омск: КАН, 2018. С. 123–126.
5. Дворянинов С.А., Сорокина И.Ю., Пимонов К.И. Исходный материал для селекции чечевицы в условиях Ростовской области РФ // Ресурсосбережение и адаптивность в технологиях возделывания сельскохозяйственных культур и переработки продукции растениеводства: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. (пос. Персиановский, 07 февраля 2019 г.) / Донской гос. аграр. ун-т. пос. Персиановский, 2019. С. 185–196.
6. Маракаева Т.В. Изучение вегетационного периода селекционных образцов чечевицы // Вестник КрасГАУ. 2019. № 6 (147). С. 22–27.
7. Иконников А.В. Семенная продуктивность перспективных коллекционных образцов чечевицы // Роль молодых ученых в инновационном развитии сельского хозяйства: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов. Орел, 2019. С. 67–69.
8. Зайцев С.А., Рожков П.Ю., Миронов И.В. Испытание чечевицы отечественной селекции в различных условиях выращивания // Вавиловские чтения-2022: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 135-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова (Саратов, 22–25 ноября 2022 г.). Саратов: Амирит, 2022. С. 98–103.
9. Сорокина И.Ю., Кумачева В.Д. Изучение коллекционных образцов чечевицы для создания новых сортов в условиях юга России // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 1-1 (115). С. 140–143.
10. Поминов А.В. Мировая коллекция ВИР – исходный материал для селекции чечевицы в условиях Нижнего Поволжья РФ // Вавиловские чтения – 2019: мат-лы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 132-й годовщине со дня рождения академика Н.И. Вавилова. Саратов, 2019. С. 100–103.
11. Сравнительное изучение биологических и хозяйственно ценных признаков зернобобовых культур в условиях Предуральской степи Республики Башкортостан / Ф.А. Давлетов [и др.] // Известия Уфимского научного центра РАН. 2018. № 3-6. С. 31–33.
12. Методические указания по изучению коллекции зерновых бобовых культур / Н.И. Корсаков [и др.]. Л.: ВИР, 1975. 59 с.
13. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов. М., 1985. 351 с.
