AGRIS - 

2019

Shamin, A.A. | Stognienko, O.I., The A.L. Mazlumov All-Russia Research and Development Inst. of Sugar Beet and Sugar, Voronezh Region

Sugar beet hybrids Granate and RMS 120 were cultivated in an experiment, in variants with fungicide seed treatment (FST) (with TMDT, an aqueous slurry concentrate, 400 g/l and Tachigaren, a wettable powder, 700 g/kg) and without it. In the soil mycobiota Aspergillus flavus, Alternaria alternata, Fusarium oxysporum, Gliocladium sp., Penicillium cyclopium, Trichoderma viride fungi dominated in the total amount in the root molt period (June) of 188-194 ths CFU/g soil. The observation of changing the population and composition of soil mycobiota, as well as microorganisms of the sugar beet rhizosphere in the period from June till October has been performed. The F. oxysporum, F. solani, P. aurantiocandidum fungi were dominating pathogens of Pythium disease and rots of beet roots (the incidence of above 60%) in all variants. Both in the soil and in the rhizosphere, Aspergillus sp. (up to 75%) and Rhizopus stolonifer (50-75%) often occurred. In the no FST variants it has been found that the prevalence and development of Pythium disease 4 times were higher (the fork phase) and 1.2 times higher (the molt root phase) than in the FST variants. In the phase of the second pair of true leaves in no FST variants the prevalence of Pythium disease in hybrid Granate (susceptible to rots) was higher P = 90.3%), and in RMS 120 was lower (P = 87%). Hybrid RMS 120 with FST showed the least development of disease (R = 22.6%). The no FST variants had high prevalence (Р not less than 40%). Hybrid Granate reached the maximum prevalence (45.6%), and hybrid RMS 120 with RMS 120 hybrid with FST – minimum (29%). The greatest indicators of crop density (103.9 ths/ha), yield (37.2 t/ha) and sugar harvest (5.9 t/ha) have been found when cultivating RMS 120 with FST. The highest sucrose percentage (16.35%) was revealed in the same hybrid in the no FST variant. It is recommended to cultivate hybrids resistant to Fusarium blight and wilting on heavily infected soils, as well as to carry out FST. | Исследовано влияние устойчивости гибридов сахарной свеклы к гнилям корнеплодов в сочетании с фунгицидными протравителями семян на численность фитопатогенных грибов почвенно-ризосферного комплекса. Установлена степень влияния изученных факторов на болезни корневой системы сахарной свеклы. Выявлен оптимальный вариант с высокой урожайностью, продуктивностью и минимальным количеством болезней культуры.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Logvinov, A.V. | Mishchenko, V.N. | Logvinov, V.A. | Moiseev, V.V. | Shevchenko, A.G., Pervomayskaya Selection and Experimental Station, Krasnodar Region

Currently, the implementation of conventional breeding programs can not provide a rapid and significant increase in the performance of sugar beet hybrids, as its gene pool is almost exhausted. Based on achievements in the field of genetics, new approaches and opportunities for the creation of highly productive sugar beet agrocenoses of have become in demand. The practice and experience of foreign countries shows that the cultivation of glyphosate resistant sugar beet hybrids is one of the effective factors in weed control and increasing the profitability of sugar beet production. The long-term experiments have been conducted in the Krasnodar Krai. The encouraging results are obtained about the nature of glyphosate resistance inheritance in individual heterozygous apocarpous and syncarpous forms under inbreeding and double crossing with a male sterile tester. Control of target genes expression in generations was carried out by the survival degree of sugar beet plants after glyphosate application. During the research, individuals with a high level of gene expression were selected. In self-pollination of the initial heterozygous forms, deviations from Mendel's segregation were observed in most cases. The criterion for assessing the stability of the expression of glyphosate resistance genes in seed reproduction was the compliance with the segregation according to Mendel's laws among the analyzed progeny. At the initial stages of research, the level of resistance gene expression was about 10–15% of the total number of analyzed plants. After 4-fold self-pollination, the expression of resistance genes significantly increased and genotypes with resistance of 91–100% were selected. The first apocarpous and syncarpous self-pollinated high glyphosate tolerant sugar beet lines were created, which can be used as donors of the tolerance. Seeds and roots of tolerant forms appropriate for further research are obtained. | В настоящее время реализация традиционных селекционных программ, уже не может обеспечить быстрый и значительный прирост продуктивности гибридов сахарной свеклы (CC), так как ее генофонд почти исчерпан. На основе достижений в сфере генетики стали востребованы новые подходы и возможности по созданию высокопродуктивных агроценозов CC. Практика и опыт зарубежных стран показывает, что выращивание гибридов CC, устойчивых к глифосату, является одним из действенных факторов в ее защите от сорных растений и повышения уровня рентабельности свекловичного производства. В результате многолетней работы, проведенной в Краснодарском крае, получены обнадеживающие результаты о характере наследования устойчивости к глифосату отдельных гетерозиготных раздельно- и сростноплодных форм при инцухте и парном скрещивании с мужскистерильным тестером. Контроль экспрессии целевых генов в поколениях осуществлялся по степени сохранности растений CC после обработки глифосатом. В процессе исследований отбирались особи с высоким уровнем экспрессии генов. При самоопылении исходных гетерозиготных форм в большинстве случаев наблюдались отклонения от менделевского расщепления. Критерием для оценки стабильности экспрессии генов устойчивости к глифосату при семенном размножении служило соответствие расщеплению по законам Менделя среди анализируемых потомков. На начальных этапах исследований уровень экспрессии генов устойчивости составлял 10–15% от общего числа проанализированных растений. После 4-кратного самоопыления экспрессия генов устойчивости значительно повышалась, были отобраны генотипы с устойчивостью 91–100%. Созданы первые раздельно- и сростноплодные самоопыленные линии CC с высокой степенью толерантности, которые могут использоваться в качестве доноров устойчивости. Выращены семена и корнеплоды устойчивых форм для продолжения исследований.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Bartenev, I.I. | Putilina, L.N., The A.L. Mazlumov All-Russia Research and Development Inst. of Sugar Beet and Sugar, Voronezh Region

Aim of the investigations was to determine heterogeneous seed quality of sugar beet hybrids and its influence on beet root yield. As a result of laboratory studies, almost similar quality indices of pelleted seeds of the hybrids 1 and 2 (germination energy being 74.3% and 70.0%; laboratory germination on the 10th day being 92.5% and 89.0%) were noted. However, the hybrid 2 significantly differed from the hybrid 1 in greater germination energy deviation among replications (+12.0%) than the latter (+2.3%). The laboratory results allowed assumption that seeds of the hybrid 2 had slow germination energy and this could have an effect on plant density forming under field conditions. This conclusion was confirmed in the course of field experiments. The hybrid 1 had a greater plant density as compared to the hybrid 2 that practically influenced on increase of its biological yield by 5.7 ton/hectare on average. Thus, the results of studying qualitative characteristics formed during growing and presowing treatment of different hybrid sugar beet seeds showed that even small deviations of germination energy values to a considerable extent influenced on field emergence of seeds and, consequently, on plant density and yield of hybrids. So, for improvement of regulations to determine sowing qualities of seeds, an additional item with necessary requirements concerning value of germination energy index was suggested for State Standard in force. This would enable not only estimation of sowing characteristics with greater accuracy, but forecasting of seedling emergence depending on established soil-climatic conditions as well. | Целью исследований являлось определение разнокачественности семян гибридов сахарной свеклы и их влияние на урожайность корнеплодов. В результате лабораторных исследований отмечено приблизительно одинаковые качественные показатели дражированных семян гибридов 1 и 2 (энергия прорастания 74,3% и 70,0%; лабораторная всхожесть на 10-ый день – 92,5% и 89,0%). Однако существенным отличием являлось большее отклонение гибрида 2 по показателям энергии прорастания по повторностям (+12,0%), тогда как у гибрида 1 данный показатель составил +2,3%. Лабораторные результаты позволили предположить, что семена гибрида 2 обладают замедленной энергией прорастания, и это может отразиться на формировании густоты насаждения растений в полевых условиях. Данное заключение подтвердилось в ходе проведения полевых опытов. Гибрид 1 имел большую густоту насаждения растений, что фактически сказалось на увеличении его биологической урожайности в среднем на 5,7 т/га относительно гибрида 2. Результаты исследований по изучению качественных характеристик, сформированных в процессе выращивания и предпосевной подготовки семян разных гибридов сахарной свеклы, показали, что даже небольшие отклонения значений энергии прорастания в значительной мере влияют на полевую всхожесть семян, а, следовательно, на густоту и урожайность гибридов. Поэтому для совершенствования регламента определения посевных качеств семян в действующий ГОСТ предложено внести дополнение с необходимыми требованиями по величине показателя энергии прорастания. Это даст возможность не только оценивать посевные характеристики семян с большей точностью, но и прогнозировать появление всходов в зависимости от сложившихся почвенно-климатических условий.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Fedulova, T.P. | Fedorin, D.N., The A.L. Mazlumov All-Russia Research and Development Inst. of Sugar Beet and Sugar, Voronezh Region

Parental plants of sugar and fodder beet and F1 hybrids obtained from their crossing are the object of the research. Aim of the investigations is to reveal specific DNA-markers for molecular marking and studying genetic diversity of Beta genus breeding material. In the course of the research, crosses between sugar beet male-sterile plants genetically marked using DNA-markers and fodder red and white beet plants have been made. The experimental studies has resulted in determining genetic variability of breeding materials of sugar and fodder beet and hybrids produced with its participation that is characterized by polymorphism in 3 RAPD (OPA-10, OPC-06, OPP-18) and 3 SSR-markers (Bvm 1, Bvm 2, Bvm 3). Transfer of separate DNA fragments from parental forms to beet hybrids has been revealed. Possibility of using the studied specific RAPD- and SSR-markers for molecular marking and identification of Betа genus beet breeding material is discussed. During the investigations, there has been determined the molecular-genetic structure of parental forms (МС-plants of sugar and fodder beet and F1 hybrid posterity obtained from their crossing) using microsatellite loci (Bvm 1, Bvm 2, and Bvm 3) and RAPD-loci (OPA-10, OPC-06, OPP-18). It has allowed identification of the abovementioned plants. Using locus OPP-18, specific PCR-products of 600 b.p. in length for father parent component of fodder white beet (Rw) have been revealed. This distinguishes the given specimen from other genotypes and can serve as a genetic marker for its identification. For the sterile form РС-9, absence of DNA-amplicon of length 1400 b.p. in length that is present in other parental forms has been revealed using the microsattelite locus Bvm 2. his is one of the test-traits when carrying out of certification of this genotype. For more reliable and exact identification of Betа genus beet breeding materials, it is suggested to carry out further fragmental analysis using a genetic analyzer with the help pf the selected polymorphic primers. These investigations represent both theoretical and the practical importance for a marker-assisted breeding of sugar beet. Use of molecular markers will allow accelerating breeding process considerably. | Объект исследования - растения родительских форм сахарной, кормовой свеклы и гибриды F1, полученные от их скрещивания. Цель работы – выявить специфические ДНК-маркеры для молекулярного маркирования и изучения генетического разнообразия селекционного материала (СМ) свеклы рода Beta. Проводились скрещивания генетически маркированных по ДНК-маркерам мужско-стерильных растений сахарной свеклы с растениями кормовой красной и белой свеклы. Установлена генетическая изменчивость СМ сахарной, кормовой свеклы и гибридов с их участием, характеризующаяся полиморфизмом по 3-м RAPD (OPA-10, OPC-06, OPP-18) и 3-м SSR- маркерам (Bvm 1, Bvm 2, Bvm 3). Выявлена передача отдельных фрагментов ДНК от родительских форм гибридам свеклы. Обсуждается возможность использования изученных специфических RAPD и SSR-маркеров для молекулярного маркирования и идентификации СМ свеклы рода Betа. Установлена молекулярно-генетическая структура родительских форм: МС – растений сахарной, кормовой свеклы и гибридного потомства F1 от их скрещивания по микросателлитным локусам: Bvm 1, Bvm 2, Bvm 3 и RAPD-локусам: OPA-10, OPC-06, OPP-18, позволившая провести их идентификацию. Выявлены специфические ПЦР – продукты длиной 600 п.н. для отцовского компонента кормовой белой свеклы (Rw) по локусу OPP-18, что отличает данный номер от других генотипов и может служить генетическим маркером для его идентификации. Для стерильной формы РС-9 выявлено отсутствие ДНК-ампликона длиной 1400 п.н. ампликона по микросателлитному локусу Bvm 2, имеющегося у других родительских форм, что является одним из тест-признаков при проведении паспортизации данного генотипа. Для более точной идентификации СМ свёклы рода Beta предлагается проведение дальнейшего фрагментного анализа на генетическом анализаторе с отобранными полиморфными праймерами. Результаты исследования имеют теоретическую и практическую значимость для маркер-ориентированной селекции сахарной свеклы. Использование молекулярных маркеров позволит значительно ускорить селекционный процесс.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Vasil'chenko, E.N. | Kolesnikova, E.O. | Zhuzhzhalova, T.P., The A.L. Mazlumov All-Russia Research and Development Inst. of Sugar Beet and Sugar, Voronezh Region

To accelerate traditional breeding methods and increase their effectiveness, it can be supplemented with modern biotechnology methods. Obtaining of doubled haploid promotes reduction of a period to develop homozygous forms of sugar beet plants. Influence of stress conditions of in vitro culture on unfertilized ovules gives a chance to produce homozygous lines and to obtain high-quality seeds of sugar beet highly productive hybrid components. As a result of experimental studies, it was shown that at the first stage, the selection by phenotypic characteristics of seed plants, forming buds and unfertilized ovules was essential to produce haploids. The ovules having 8-nucllei or 7-cell (but 8-nucllei) embryo sacs with strict polarity and great ability of nuclei to development displayed the highest tendency to form haploids. It was determined that re-cultivation of unfertilized ovules on a liquid nutrient medium activated the process of nuclei and cell proliferation in a female gametophyte with development of haploid regenerants via callus formation or embryoidogenesis. This method allowed increase new formations' quantity up to 30% and haploids' yield up to 10%. Molecular-genetic analysis of restriction fragment length polymorphism (RFLP) using the restrictases Hind III and Alu I gave a chance to control genetic information transfer from donor plants and to select the obtained regenerants with the cytoplasmic male sterility (CMS) trait. Transfer of sugar beet diploidized regenerants to greenhouse conditions made it possible to grow seed-bearing plants and to obtain high-quality seeds. Application of such approach in sugar beet selection process promotes obtaining of competitive hybrids having a complex of desirable useful traits. | Традиционные селекционные методы для ускорения и повышения их эффективности могут дополняться современными биотехнологическими приемами. Получение удвоенных гаплоидов способствует сокращению сроков создания гомозиготных форм растений сахарной свеклы (СС). Воздействие стрессовых условий культуры in vitro на неоплодотворенные семязачатки дает возможность создавать гомозиготные линии и получать качественные семена компонентов высокопродуктивных гибридов СС. В результате экспериментальных исследований показано, что на первом этапе для получения гаплоидов важно провести отбор по фенотипическим признакам семенных растений, формирующихся бутонов и неоплодотворенных семязачатков. Наибольшую склонность к формированию гаплоидов проявляли семязачатки, содержащие 8-ядерные или 7-клеточные (но 8-ми ядерные) зародышевые мешки, обладающие строгой полярностью и высокой компетентностью ядер к развитию. Установлено, что рекультивирование неоплодотворенных семязачатков на питательной среде жидкой консистенции активизировало процесс пролиферации ядер и клеток женского гаметофита с развитием гаплоидных регенерантов через каллусогенез или эмбриоидогенез. Этот прием позволил увеличить количество новообразований до 30% и повысить выход гаплоидов до 10%. Молекулярно-генетический анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов (RFLP) с использованием рестриктаз Hind III и Alu I дал возможность контролировать передачу генетической информации от донорских растений и вести отбор полученных регенерантов с признаком цитоплазматической мужской стерильности. Перевод диплоидизированных регенерантов СС в условия закрытого грунта позволил вырастить семенные растения и получить качественные семена. Внедрение данных подходов в селекционный процесс СС способствует получению конкурентоспособных гибридов с комплексом желаемых признаков.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2019

Bogomolov, M.A., The A.L. Mazlumov All-Russia Research and Development Inst. of Sugar Beet and Sugar, Voronezh Region

Development and introduction of highly productive hybrids is one of the main ways to further increase sugar beet productivity and sugar production. When developing a new starting material for sugar beet hybrid breeding, special breeding material, i.e. homozygous inbred lines, is required. Use of gamma-irradiated pollen of wild sugar beet species is an efficient method considerably increasing diversity of the progeny. Such method is appropriate for development of new starting material, namely homozygous lines to obtain heterosis hybrids. Along with a conventional inbreeding, induced apomixis using is promising. Based on the developed apomictic lines, a series of hybrid combinations has been formed. One of them, the apomictic gamma-induced line MS 2113 has a good combining ability concerning both beet root yield and sugar content that influences on sugar yield. Due to development of this breeding direction, interspecific hybrids of sugar beet have been obtained. The 'Ruslan' hybrid is the example of successful use of the produced apomictic lines. Its potential performance is up to 60 t/hectare. It is remarkable for high resistance to drought. No affection by diseases has been noted. The conclusion is that adoption of promising method of seed reproduction using irradiated pollen of wild species and molecular markers make it possible to shorten considerably period and costs of developing a new starting material. | Одним из главных путей дальнейшего повышения продуктивности сахарной свеклы и производства сахара является создание и внедрение высокопродуктивных гибридов. При создании нового исходного материала для гибридной селекции сахарной свеклы требуется особый селекционный материал – гомозиготные инбредные линии. Эффективным методом, значительно увеличивающим разнообразие потомства, явилось использование гамма-облученной пыльцы диких видов свеклы. Метод приемлем для создания нового исходного материала – гомозиготных линий для получения гетерозисных гибридов. Наряду с традиционным инбридингом перспективно использование индуцированного апомиксиса. На основе созданных апомиктичных линий сформирован ряд гибридных комбинаций. В частности, апомиктичная гамма-индуцированная линия МС 2113 обладает хорошей комбинационной способностью как по урожайности корнеплодов, так и по сахаристости, что влияет на сбор сахара. Благодаря развитию данного направления в селекции были получены межвидовые гибриды сахарной свеклы. Примером удачного использования созданных апомиктичных линий является гибрид Руслан. Потенциальная продуктивность созданного гибрида составляет до 60 т/га, он отличается повышенной устойчивостью к засухе, поражений болезнями отмечено не было. Сделан вывод: при внедрении перспективного способа семенной репродукции с использованием облученной пыльцы диких видов и молекулярных маркеров можно значительно сократить сроки создания нового исходного материала и затраты на это.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation