Результаты и перспективы селекции желтого и узколистного люпина на устойчивость к антракнозу

Изучение урожайности зеленой массы у сортов гороха различного направления использования в среднем за 2013 - 2014 гг. выявило существенные различия между сортами посевного гороха и полевого. Наибольшая урожайность отмечена у сортов Флора 2 и Рябчик. Превышение к стандарту составило от 4,1 до 9,6 т/га. Наибольший сбор белка с гектара отмечен у сортов Альбумен, Малиновка, Рябчик: превышение к стандарту составило соответственно 40;68;75 кг/га.

Таким образом, сортообразцы гороха Кудесник, Спрут, Рябчик, Памяти Варлахова, Малиновка, Флора 2 выделившиеся по урожаю семян, зеленой массы, содержанию белка в сухой массе и сбору белка с гектара могут быть рекомендованы для дальнейшего включения в селекционные программы.

Литература

1. Зотиков В.И., Наумкина Т.С., Сидоренко В.С. Зернобобовые культуры в экономике России // Земледелие, 2014. №4.-С.6-8.

2. Косолапов В.М., Фицев А.И., Гаганов А.П., Мамаева М.В. Горох, люпин, вика, бобы: оценка и использование в кормлении сельскохозяйственных животных. - М.; ООО «Угрешская типография». 2009.-374 с.

3. Кондыков И.В., Амелин А.В., Соболева Г.В., Зотиков В.И. Перспективные направления и методы селекции укосных сортов гороха // Кормопроизводство. 2010. №3. -С.26-30.

COMPARATIVE EVALUATION OF COLLECTION SAMPLES OF PEA OF VARIOUS

DIRECTIONS OF USE D.S. Chekmarov

FGBOU VPO «OREL STATE AGRARIAN UNIVERSITY» Abstract: Results of evaluation of collection of varieties offield pea and common pea seeds on seed yield and green mass and protein content in dry weight. Keywords: pea, variety, yield of seeds, green mass.

УДК 631.52:632.4.01/.08:633.367.2

РЕЗУЛЬТАТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ СЕЛЕКЦИИ ЖЕЛТОГО И УЗКОЛИСТНОГО ЛЮПИНА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К АНТРАКНОЗУ

М.Е. СВИСТ, А.Е. РЯБИЧЕВА*, кандидаты сельскохозяйственных наук ФГБНУ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НИИ ЛЮПИНА», *ФГБУ ВПО «БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

Приводятся результаты испытания селекционного материала люпина на антракнозном инфекционном фоне.

Ключевые слова: антракноз, люпин, устойчивость, инфекционный фон.

Болезни наносят ощутимый экономический ущерб культуре люпина: снижают урожайность зеленой массы и зерна, уменьшают азотфиксирующую способность клубеньков и выход семян, ухудшают их посевные качества. Среди них наибольшую опасность представляет антракноз, потери урожая от которого в условиях сильной эпифитотии достигают до 100 %. Литературные данные свидетельствуют о резком сокращении посевных площадей культивируемых видов люпина во всех странах мира за последние 20 лет [1, 2, 3].

В последние десятилетия во многих люпиносеющих странах были развернуты исследования по созданию сортов, устойчивых к антракнозу [2, 4]. Несмотря на то, что во многих странах получены обнадеживающие результаты, до сих пор отсутствуют убедительные данные о получении источников устойчивости и антракнозоустойчивых сортов. В литературе отмечаются определенные успехи селекции на устойчивость к антракнозу в Чили, Южной Африке, Австралии, Новой Зеландии [5, 2, 6]. Так, в результате международных (Австралия, Новая Зеландия, Португалия, Польша, Германия, США, Южная Африка, Чили) испытаний были выделенны сорта узколистного, белого и

желтого люпина Rancher, Marri, Illyarie, Kalua, Wonga и другие как устойчивые к антракнозу [7]. Однако в наших условиях они поражаются данным заболеванием наравне с местными сортообразца-ми.

Задача повышения устойчивости может быть успешно решена лишь на основе интегрированного подхода к системе хозяин-паразит-среда [8, 9, 10]. Только в условиях инфекционного фона, в состав которого введен популяционный состав возбудителя, равный по качеству и количеству для всех испытуемых образцов, возможны дифференциация селекционного материала по степени устойчивости и проведение отбора по этому признаку [10, 5].

При испытании на инфекционных фонах приоритетными остаются индивидуальные отборы. Преимущественно отбираются формы, характеризующиеся поздним проявлением болезни и медленным развитием ее на растениях, а также низкой передачей возбудителя посевным материалом. Большое внимание обращается на формы с высокой толерантностью и продуктивностью растений. Такая система отборов позволяет выделить из гибридной популяции генотипы с ценными иммунологическими и хозяйственно-биологическими признаками.

В иммунологических испытаниях более предпочтительна расонеспецифическая (горизонтальная) устойчивость, которая ограничивает внедрение возбудителя в растение, его рост и споруляцию. Данный тип устойчивости, хотя и не обеспечивает полной защиты растений, зато снижает скорость распространения инфекции в посевах, и кроме того, такая устойчивость не преодолевается быстро новыми расами патогенных грибов.

Стратегия селекции на устойчивость к болезням имеет общие принципы, в основу которых положены биологические особенности отдельного возбудителя, эффект интенсивности отбора, шкалы устойчивости, эффект среды и специфичности места, длительность и тип устойчивости. В литературных источниках нет единого мнения об устойчивости некоторых выделенных сортов. Так в некоторых случаях сорт считают устойчивым к поражению антракнозом, а в других условиях он оказывается очень восприимчивым к возбудителю болезни. Скорее всего это связано с тем, что при проведении испытаний создаются неодинаковые условия, влияющие на степень поражения, то есть различаются изоляты, инфекционная нагрузка и погодные условия.

В своей работе У. Уильямс (1968) отмечал, что фенотип представляет собой взаимодействие генотип + среда. В одинаковых условиях один и тот же генотип дает одинаковые фенотипы, а в разных условиях - различные фенотипы. При этом наследуется норма реакции генотипа, которая проявляется при взаимодействии его со средой и в конечном итоге называется степенью устойчивости.

По данным Э.Э. Гешеле [8] среда является неотъемлемой составляющей для развития у растения- хозяина защитных механизмов, а у патогенна - вирулентности, она же и определяет исход взаимодействия защитной реакции растений и вирулентности паразита, то есть конечный результат поражения растений. К сожалению мало работ по генетике устойчивости люпина к антракнозу, они ограничиваются отдельными сведениями. Так, в результате исследований внутривидового разнообразия узколистного люпина по признаку устойчивости к антракнозу было выявлено 3 группы генотипов. В первую группу входят сорта и образцы устойчивые к антракнозу на стадии проростков, во вторую - в фазу стеблевания и в третью - бобообразования [7]. При этом, лишь у некоторых образцов наблюдалась положительная связь антракнозоустойчивости проростков и вегетирующих растений, что было подтверждено другими исследователями [11].

В результате целенаправленной работы селекционеров нашего института, генофонд люпина в последние годы значительно обогатился [12, 13]. Имеющиеся коллекции представляют собой гено-типическое разнообразие по морфотипу, продолжительности вегетационного периода, содержанию алкалоидов и белка, продуктивности и другим хозяйственно-полезным признакам.

В связи с вышеизложенным целью наших исследований было выделить перспективные исходные формы с повышенной устойчивостью и источники устойчивости к антракнозу для создания новых конкурентоспособных сортов.

Методика исследований. Исследования проводились в 2009 - 2012 годах в полевых условиях на специализированном инфекционном фоне ВНИИ люпина, где испытывались коллекционный и селекционный материалы узколистного и желтого видов люпина. Почвы опытного участка серые

лесные легко суглинистые. В качестве инфекционного материала использовалась природная популяция возбудителя антракноза, собранная в различных регионах возделывания люпина (Брянская, Смоленская, Псковская, Владимирская, Тамбовская области).

Испытание сортообразцов проводилось согласно методических указаний [8, 14].

Результаты исследований. Как показали ранее проведенные нами исследования, необходимым условием для заражения растений антракнозом и развития патологического процесса является температура воздуха не ниже 18-24 о С и наличие обильной влаги в течение трех суток. В Брянской области фаза всходов люпина отмечается в основном в конце апреля - начале мая и не всегда сопровождается указанными для развития антракноза условиями. В этот период погода либо холодная и дождливая, либо сухая и жаркая, что не способствует развитию гриба и заражению растений. Отсутствие благоприятных условий сдерживает развитие возбудителя и дает возможность растениям пройти наиболее восприимчивую фазу, не подвергаясь заражению антракнозом. Испытание и оценка сортообразцов люпина проводилась в 2009 - 2012 гг., которые различались погодными условиями, а также интенсивностью поражения испытуемых видов люпина. Следует отметить, что все сортообразцы оценивались в условиях равной качественной и количественной инфекционной нагрузки возбудителя, внесенной в определенные для каждого вида люпина фазы развития (наиболее уязвимые для антракноза).

В исследуемые годы на инфекционном фоне наблюдалось развитие антракноза от умеренного до эпифитотийного. На протяжении указанного периода времени были отмечены сильные эпифито-тии болезни на желтом люпине. На узколистном люпине в 2009 и 2011 годах развитие антракноза -умеренное, в 2010 и 2012 годах - эпифитотийное в фазу стеблевания и умеренное на стадии бобо-образования. Как показали результаты оценки, среди испытанных сортообразцов желтого и узколистного люпина не выявлено ни иммунных, ни высокоустойчивых форм.

Следует отметить, что желтый люпин в отличие от других культивируемых видов поражается антракнозом на всех этапах онтогенеза, среди которых есть и наиболее восприимчивые для возбудителя - стеблевание и бобообразование. Поэтому он постоянно находится под прессингом инфекционной нагрузки патогена и имеет наибольшую вероятность заражения растений в течение всей вегетации. Результаты оценки свидетельствуют, что подавляющее количество испытуемых номеров желтого люпина поразились антракнозом на уровне стандартных сортов (Ипутьский, Дружный 165) и выше. У большинства растений отмечены искривление и излом центрального стебля, что соответствует 3-4 баллам поражения (5-ти балльной шкалы учета). Однако на фоне эпифитотийного развития болезни выделены три номера: 2954, 5321 и 9171, которые были отобраны в условиях сильной эпифитотии антракноза (2003 - 2004 гг.). В дальнейшем проводили их испытание на инфекционном фоне с последующим отбором, улучшающим показатель болезнеустойчивости.

Созданные путем многократного индивидуально-семейного отбора номера 2954, 5321 и 9171 в годы сильных эпифитотий (2009 - 2012 гг.) показали степень поражения стебля и бобов значительно ниже, чем у стандартных сортов, а также других испытуемых образцов (табл.1).

Таблица 1

Поражение антракнозом перспективных образцов желтого люпина на _инфекционном фоне в полевых условиях, 2009 - 2012 гг._

Номер Наименование Развитие болезни

образца сортообразца 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г.

2954 И.О. СН- 1408 46,3* 34,9** 53,8 29,5 39,2 39,2 63,3 27,9

5321 И.О. Пересвет ж/цв. 54,2 34,9 53,6 10.9 45,0 79,0 65.0 38.1

9171 АИФ-2486а х №65(Новозыбк.) 56,3 44,5 75,0 53,8 30,0 88,0 60,0 46,9

Стандарт1 Ипутьский 82,4 96,0 75,0 77,4 57,2 92,6 77,5 53,0

Стандарт 2 Дружный 165 78.8 81.9 75,0 75,4 48,8 91,0 69,4 41,7

Примечания: * - поражение стебля, ** - поражение бобов

74

Растения узколистного люпина обладают возрастной устойчивостью и поражаются антракно-зом преимущественно в фазы - всходов и бобообразование. В связи с этим, в полевых условиях узколистный люпин меньше поражается данным заболеванием, по сравнению с другими видами. Например, в 2011 году фаза всходов данного вида люпина проходила при недостатке влаги (36 % от нормы), что сдерживало заражение растений и развитие болезни, поэтому поражение стебля ан-тракнозом не наблюдалось за исключением единичных растений.

Результаты полевой оценки показали, что подавляющее количество испытуемых сортообраз-цов узколистного люпина поразились антракнозом на уровне стандартного сорта Кристалл и выше, однако было выделено несколько образцов, которые имели меньшую степень поражения антракно-зом стебля и бобов. Данные, представленные в таблице 2 свидетельствуют, что среди выделенных номеров наибольшего внимания заслуживают № 9649, 9673П, 9688, 9714(3), 10289, 10317, которые в условиях умеренно-эпифитотийного развития антракноза (2012 г.) имели поражение стебля от 53,3 до 60,0 %, а бобов от 39,9 до 49,3 %, при поражении стандарта соответственно 65,1 % и 52,2 %.

Таблица 2

Поражение антракнозом перспективных образцов узколистного люпина на _инфекционном фоне в полевых условиях, 2009 - 2012 гг._

№ образца в Наименование Степень поражения стебля и бобов

испытании сортообразцов

2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г.

9649 Белоз.110 х Першацвет 10,0* 41,1 — 53,3

6,9** 14,2 24,6 46,6

9673П Белозерн 121 х 32,0 46,7 — 60,0

Светаник 20,1 21,8 38,0 49,3

9688П Белоз.121хФЛД-БНР46 6,1 35,0 — 53,3

9,3 21,3 24,3 44,3

9714(3) Радужный х СН-99 89 50,7 — 58,3

9,9 24,3 24,7 37,1

10289 СН 236х см.австр.сорт. 15,6 53,1 — 56,7

20,3 16,5 16,5 44,7

10317 Белоз.121хФЛД-БНР46 6,5 45,0 — 55,0

15,8 13,1 13,1 39,9

Стандарт Кристалл 30,6 61,5 — 65,1

44,1 58,3 66,2 52,2

Примечания: * - поражение стебля, ** - поражение бобов.

Таким образом, испытание селекционного материала люпина на инфекционном фоне и многократный индивидуальный отбор менее поражаемых форм, позволяет создать перспективные образцы для селекции антракнозоустойчивых конкурентоспособных сортов.

Литература

1. Чекалин Н.М. Генетические основы селекции зернобобовых культур на устойчивость к патогенам /- Полтава: Изд-во «Интерграфика», 2003.- 186 с.

2. Baer E. von. Breeding for anthracnose - tolerance./ Baer E. von, Uta Hashagen, Rocio Ibanez and Dietrich von Baer // 9 th Int. Lupin Conf. 20 - 24 june 1999 Klink Muritz, «An Ancient Crop for the New Millenium». -1999.

3. Yakusheva A.S. Lupin anthracnose resistance and its role in protection measures system // Lupin crops - an opportunity for today, a promise for the furure /13-th Intern. Lupin Conf. Poznan, Poland, 2011: Abstracts. P-78.

4. Luckett D., Yang H., Cowley R. Implementation of marker-assisted selection in narrow-leaf lupins to bred for anthracnose resistance // Abstr. Book of the 11-th Intern. Lupin Conf. Mexico, Where the Old and New World Lupins meet. 4-8 May, 2005. - Guadalajara, Jalisco, Mexico, 2005. - P. 29.

5. Купцов Н.С., Шор В.Ч., Шашко Ю.К. Антракноз люпина и как с ним бороться // Белорусское сельское хозяйство.-2010.- №7.- С.7-10.

6. Sweetingham M.W., Cowling W.A., Buirchell B.J. Anthracnose of lupins in Western Australia //Australian Plant Pathology, 1995.Vol. 24, № 4 - P.271.

7. Cowling W.A., Burchell B.J., Frencel I. International Ewaluation of Resistance to Anthracnose in Lupin // 9th Int. Lupin Conf. 20-24 June 1999 Klink Muritz, "An Ancient Crop for the New Millenium".-1999. - P. 16-22.

8. Гешеле Э.Э. Основы фитопатологической оценки в селекции растений // М. «Колос»- 1978.- 206 с.

9. Коновалов Ю.Б. Селекция растений на устойчивость к болезням и вредителям // М. «Колос»-2002.- 136 с.

10. Корнейчук Н.С. Грибные болезни люпина // Киев - «Колобиг»-2010.

11. Frencel I.M. Lessons from seven years experience and investigations on Lupin anthracnose in Poland // Wild and cultivated lupins from the tropics to the poles. /Proc. of the 10-th Intern. Lupin Conf. Laugarvatn, Iceland, 2002. - ILA, Canterbury, New Zealand. - 2004. - P.248-250.

12. Агеева П.А., Лукашевич М.И., Почутина Н.А. Люпин- перспективная высокобелковая кормовая культура для различных регионов Российской Федерации // Нива Татарстана.-2013.-№ 4-5.- С. 35-37.

13. Захарова М.В.. Новик Н.В., Яговенко Т.В. Особенности организации мониторинга за проявлением алкалоидности люпина при производстве его оригинальных семян //Вестник Орел ГАУ.-2012.-№2.- С.38-40.

14. Якушева А.С., Соловьянова Н.Н. Оценка люпина на устойчивость к антракнозу / Методические рекомендации. Брянск, 2001.- 18с.

15. Уильямс У. Генетические основы селекции растений. Пер. с англ. под ред. Б.С. Сидорова, «Колос», 1968. - 448 с.

RESULTS AND PERSPECTIVES OF YELLOW AND NARROW-LEAFED LUPINS' BREEDING FOR ANTHRACNOSE RESISTANCE M.E. Svist

FGBNU «THE ALL-RUSSIA RESEARCH INSTITUTE OF LUPINE»

A.E. Ryabicheva

FSBE HPE «BRYANSK STATE AGRICULTURAL ACADEMY» Abstract: Test results of lupin breeding material on anthracnose infection background are given. Key words: anthracnose, lupin, infection background, resistance

УДК 635.656:631.52

ИЗУЧЕНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ГОРОХА ОВОЩНОГО

И.М. КАЙГОРОДОВА, Е.П. ПРОНИНА

ФГБНУ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НИИ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА

ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР»

Изучена коллекция гороха овощного. Проведены диаллельные, ступенчатые и сложные скрещивания. Выделены перспективные образцы для создания нового, устойчивого к полеганию и пригодного к механизированной уборке исходного материала. Предложена схема конвейерного использования новых перспективных образцов гороха овощного для продолжительного поступления сырья на перерабатывающие предприятия.

Ключевые слова: горох овощной, коллекция, RAPD - анализ, крахмальные зерна, изменчивость и сопряженность количественных признаков, перспективные образцы, группа спелости, устойчивость к полеганию, сложные скрещивания, конвейер.

Одно из требований к современным сортам гороха овощного - их технологичность, то есть способность давать высокий урожай при существующих и разрабатываемых технологиях, которые и определяют направления селекции новых сортов разных групп спелости для конвейерного поступления сырья зеленого горошка на перерабатывающие предприятия.

В ФГБНУ ВНИИССОК в 2010 - 2014 годах в полевых условиях (Московская область) проведены исследования, материалом которых послужил коллекционный материал в количестве 370 образцов гороха овощного, из которых: 278 - зарубежной селекции, 92 образца отечественной селекции (в т.ч. 45 - лаборатории бобовых культур ВНИИССОК).

На основе изучения полиморфизма с помощью кластерного анализа UPGMA RAPD спектров ДНК были выделены 11 наиболее продуктивных образцов различного происхождения, разных групп спелости, у которых был оценен уровень генетических различий.

Образцы гороха овощного на генетической дендрограмме формировали три основные группы. Первая группа включала: 17ПСИ (Россия, ВНИИССОК) и Ps37 (Великобритания), вторая - Милани (Россия, ВНИИССОК) и J-170 (Великобритания). Остальные образцы составили третью группу, в которой выделились генетические подгруппы: - Радар (Россия, ВНИИССОК) + Венгерский (Венг-