Генофонд злаковых культур как источник создания сортов в СибНИИРС

ГЕНОФОНД ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР КАК ИСТОЧНИК СОЗДАНИЯ СОРТОВ В СИБНИИРС

П.И. СТЕПОЧКИН, кандидат биологических наук

А.Я. СОТНИК, кан дидат сельскохозяйственных наук АФ. ЗЫРЯНОВА, научный сотрудник Сибирский НИИ растениеводства и селекции

Роль мировых генетических ресурсов, в первую очередь для создания сортов, неоднократно подчеркивал Н.И. Вавилов, сформулировавший принципы подбора, формирования и использования исходного материала в ходе селекционного процесса, рассматривая исходный материал как источник будущих сортов [1,2]. Этими принципами исследователи генофонда сельскохозяйственных культур и селекционеры руководствуются до сих пор.

В Сибирском НИИ растениеводства и селекции (СибНИИРС) ведется создание, изучение и сохранение генофонда сельскохозяйственных культур для Сибири. Почвенно-климатические условия региона разнообразны, поэтому такая работа — необходимое условие научного подбора исходного материала для реализации селекционных программ и исследований по экологической адаптации и хозяйственной пригодности культурных растений. Коллекционный материал, собираемый и создаваемый на протяжении многих лет, имеет мировое значение как один из потенциальных источников и доноров уникальных признаков, сформированных в специфических условиях Сибири.

Цель представленной работы — анализ результатов изучения генофонда зерновых культур (пшеницы, овса, ячменя и тритикале) в СибНИИРС.

Уникальный генофонд наиболее адаптированных к местным условиям сортообразцов основных пищевых злаковых культур, возделываемых в регионе, ежегодно пополняется благодаря новым поступлениям из ВИР и обмену между селекционерами (см. рисунок). На сегодняшний день только коллекция по пшенице насчитывает свыше 4 тыс. сортообразцов.

Важная составная часть генофонда — источники и доноры высокой продуктивности, скороспелости, засухоустойчивости, устойчивости к основным в регионе инфекционным заболеваниям растений, а по озимой тритикале — зимостойкости. Они есть в родословной многих сортов Института.

Рисунок. Схема организации изучения генофонда и коллекций сельскохозяйственных культур в СибНИИРС.

Достижения науки и техники АПК, №12-2007

В отделе растительных ресурсов СибНИИРС в рамках комплексной селекционной программы «Сибирская пшеница» (руководитель — академик ПЛ. Гончаров) создан ряд линий и сортов яровой мягкой пшеницы (Лютесценс 25, Кантегирская 89, Обская 14, Удача, Александрина). На первых этапах работ по этой программе проводилось изучение коллекционного материала, на основании которого выделялись источники и доноры ценных признаков (см. табл.) для дальнейшего использования их в гибридизации и создания селекционного материала. Помимо пшеницы по такому же плану изучали и тритикале. Итогом многолетней работы стали созданные в последние годы сорта яровой мягкой пшеницы Удача (включена в Госреестр с 2005 г), Александрина (включена в Госреестр с 2007 г.) и озимого тритикале Декад 90 (включен в Госреестр с 2005 г).

На ранних этапах создания сорта пшеницы Удача участвовал первичный донор гена устойчивости к бурой ржавчине ЬгТг (австралийская пшеница с каталожным номером ВИР к-54049), передавший этот признак вторичному донору — сорту Лютесценс 101 (селекции СибНИИРС и ИЦиГ). Кроме того, шведский сорт яровой пшеницы ЖепйеI, задействованный при создании сорта Лютесценс 25 (донор цитоплазмы и большей часта адерного материала сорта Удача), обладает высокой устойчивостью к мучнистой росе и служит источником этого признака. Лабораторные анализы показали, что новый сорт отличается значительным содержанием высокой клейковины (до 36,6 %) и хорошими хлебопекарными качествами [3], унаследованными от сорта Лютесценс 25.

Сорт яровой мягкой пшеницы Александрина создан индивидуальным отбором в Р2 из популяции гибрида Кантегирская 89 х Обская 14. Он генетически устойчив к бурой ржавчине (признак, унаследованный от вторичного донора Обской 14), среднеспелый, высокоурожайный. По общей хлебопекарной оценке и содержанию клейковины относится к сильной пшенице.

Селекционный материал и генофонд озимой тритикале создавался на основе двухступенчатой гибридизации коллекционных образцов озимой мягкой пшеницы, ржи Короткостебельная 69 и озимых форм гексаплоидных тритикале [4]. Генофонд гексаплоид-ных озимых тритикале СибНИИРС состоит из высокозимостойких, устойчивых к полеганию форм. Они служат вторичными донорами низкостебельности и устойчивости к полеганию. Созданная коллекция озимой тритикале представляет большую практическую ценность и в качестве источника устойчивости к особо вредоносным болезням — видам головни, мучнистой росы, листовым ржавчинам и септориозу.

Новый сорт озимой тритикале Декад 90 высоко устойчив к полеганию вследствие короткой соломины, унаследованной от ржи Короткостебельная 89. От нее он также перенял хорошую зимостойкость. Повышенную продуктивность Декад 90 получил от пшеницы Красно-

---------------------------------------------- 13

Таблица. Результаты изучения коллекции четырех зерновых культур в отделе растительных ресурсов СибНИИРС за 1997-2006 гг.

Культу- ра Изучено сорто- номе- ров Выделено источников Получено селекционных форм Соз- дано сор- тов

уро- жай- ности массы 1000 зерен скоро- спело- сти устойчивости

к мучнистой росе к бурой ржавчине

Пшеница 9241 45 32 37 19 15 9481 2*

Тритикале 3197 18 7 3 - 9 1963 1*

Овес 5034 9 4 7 - - 90 -

Ячмень 5360 28 14 22 - - - 2**

* — в отделе растительных ресурсов; **—в отделе селекции

ярская 39 и амфиплоида АД 3/5, также входящих в его родословную.

Генофонд овса и ячменя на сегодняшний день насчитывает соответственно 2400 и 1700 сортообразцов. На основании его изучения сотрудники Института создают селекционный материал. Выявление доноров необходимых признаков у образцов овса ведется на основании скрещиваний в отделе растительных ресурсов выделенных ис-точников хозяйственно- полезных свойств. После изуче-

ния и анализа гибридов ранних поколений, материал передается в селекционное подразделение (см. рисунок) для дальнейшего использования в качестве исходных форм.

Подбор родительских пар сортообразцов ячменя для скрещиваний и гибридизация проводятся селекционерами на основании анализаисточников хозяйственно полезных признаков в генофонде. Конечным продуктом реализации селекционных программ по ячменю в последние годы стали сорта Сигнал и Биом.

Таким образом, в результате изучения генофонда основных пищевых злаковых культур в отделе растительных ресурсов СибНИИРС выделяются источники и доноры хозяйственно-полезных признаков, с участием которых создаются селекционные формы и сорта Института.

Литература.

1. Вавилов Н.И. Ботанико-географические основы селекции// Теоретические основы селекции/М.-Л., 1935. — С. 17 — 74.

2. Вавилов Н. И. Мировые растительные ресурсы и их использование в селекции // Математика и естествознание в СССР/ М. -Л., 1938. - С. 575-595.

3. Степочкин П.И., Зырянова А.Ф. Новый сорт яровой мягкой пшеницы Удача // Селекция сельскохозяйственных растений: итоги, перспективы: сб. науч. тр. — Новосибирск, 2005. — С. 169— 171.

4. Степочкин П.И. Создание и изучение тритикале в СибНИИРС //Докл.. и сообщ. VIII генетико-селекционной школы: Повышение эффективности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений / Новосибирск: СО РАСХН, 2002 — С.409-414.

ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ ОСНОВНЫХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР

10.А. ХРИСТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук Ж.А. БАХАРЕВА, кандидат сельскохозяйственных наук Е.А. ОРЛОВА, кандидат сельскохозяйственных наук Л. П. СОЧАЛОВА

Сибирский НИИ растениеводства и селекции

Инфекционные болезни сельскохозяйственных культур, вызываемые грибными патогенами, на сегодняшний день остаются основными биотическими факторами снижения урожайности. Возросшие требования, предъявляемые к новым сортам в отношении их резистентности, заставляют создавать фитоиммунные сорта, которые должны снизить пестицидную нагрузку на окружающую среду, а также уменьшить зависимость величины и качества урожая от вредных микроорганизмов.

Решение этой задачи предполагает изучение широкого спектра разнообразных генетических источников и поиск надежных доноров, способных передавать устойчивость по наследству.

Современные методы искусственного заражения растений, семян, клубней обеспечивают высокое пораже-

ние восприимчивых стандартов (90... 100 %) различными заболеваниями, а сравнение последних с изучаемыми образцами дает возможность проводить качественную классификацию по устойчивости к болезням.

Наиболее эффективные способы искусственного заражения сельскохозяйственных культур, разработаны во Всесоюзном институте растениеводства. К их числу относится инокуляция возбудителем бурой ржавчины сортов пшеницы с использованием влажных камер, которая проводится в период кущения-трубкования путем нанесения суспензии спор на листья [1]. Заражение колосьев пшеницы иячменя пыльной головней лучше всего осуществляется с помощью вакуумного прибора

В.И. Кривченко [2]. Для инокуляции семян овса пыльной головней, ячменя — каменной головней целесообразно использовать прибор РТ-1 [3]. Для искусственного заражения образцов картофеля фитофторозом подходит метод влажных камер, разработанный в лаборатории иммунитета СибНИИРС.

Потеря устойчивости культурных растений к болезням объясняется существованием физиологических рас патогенов и их мутационной изменчивостью. Зна-

14

Достижения науки и техники АПК, N912-2007