Сохранение физиологических признаков в потомстве у популяций сортов яровой пшеницы

Содержание тяжелых металлов (ТМ) в золе Е. canadensis протоки Колпинная показывают повышение содержания Мп и составляет 34700 мг/кг. Среди исследованных ТМ в элодее канадской максимально высокими значениями коэффициента накопления К по отношению к воде отличаются Мп. Содержание ТМ в элодее канадской также характеризуется положительной корреляционной связью (R=89,7%) с содержанием ТМ в донных отложениях.

Таким образом, из приведенных данных можно заключить, что на наличие элодеи канадской в водотоках дельты оказывает существенное влияние на концентрации Мп в воде и донных отложениях.

Литература

1. Азовский М.Г., ПаутоваВ.Н., Тимофеева С.С. К распространению Elodea Canadensis Mich в оз. Байкал//Проблемы экологии Прибайкалья,-Иркутск: Изд-ао Иркутского ун-та, 1982. Т.2. С.63-64.

2. Базарова Б.Б., Пронин Н.М. Биологическое загрязнение водных экосистем северной Евразии «водяной чумой» // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2006. № 4. С.88-92.

3. Базарова Б.Б., Пронин Н.М. Элодея канадская в Чивыркуйском заливе озера Байкал // География и природные ресурсы, 2006. X» 1. С.59-62.

4. Биологические инвазии в водных и наземных экосистемах. М.: КМК, 2004. 436 с

5. Майстренко С.Г., Неронов Ю.В. Элодея канадская в бассейне оз. Байкал: распространение и последствия вселения//Американо-российский симпозиум по инвазионным видам. 27-30 августа. Борок-Ярославль, 2001 .С. 127-132.

6. Майстренко С.Г., Неронов Ю.В. Незваная гостья Байкала // Мир Байкала. 2004. № 3-4- С. 80-81.

С В. Полоешкина, В. В. Паршинf Н.Э. Илли г.Иркутск

Сохранение физиологических признаков в потомстве у популяций сортов яровой пшеницы

The sorts of the spring wheat Tulunskaya 12 and Angara 86 were divided into populations, at which were determined such factors asseedltng, energy of the germination, mtmber of embryonic roots and productivity of the plants, h is shown that the.se factors beside chosen population are conserved in posterity that is indicative of their genetic stability.

Среди культурных злаков яровая пшеница является доминирующей культурой в производстве зерна. В Предбайкалье в общей площади посевов она занимает около 45 %, а среди зерновых и зернобобовых культур - около

60 % (Илли, 1989). В данном регионе эта культура интродуцирована усилиями селекционеров Сибири. В этой связи здесь сортовое многообразие яровой пшеницы-является результатом длительного процесса адаптации ее к природно-климатическим особенностям региона, среди которых доминирующими являются короткий вегетационный период, дефицит почвенной влажности в весенний и раннелетний период и дефицит тепла в период формирования семян. Показано (Илли, 1989), что хроническое воздействие недостатка тепла в период формирования зерновки яровой пшеницы в Предбайкалье приводит к нарушению пространственной организации роста и развития зародыша и диспропорции в накоплении запасов веществ в эндосперме, что существенно снижает биологический потенциал продуктивности растений (Илли, 1989). Предполагается (Илли и др., 1999), что упомянутый негативный феномен может передаваться по наследству и закрепляться в потомстве. Вероятнее всего, что закрепление упомянутых признаков происходит не у всех особей сорта, а лишь у особей отдельных популяций. Остальная часть популяций адаптирована к этим условиям и в этом случае активность физиологических процессов у нее происходит на уровне, наблюдаемом при огггимальных условиях температуры. Такие популяции, по нашему мнению, могут быть весьма перспективными с целью использования их в селекционной работе для выведения сортов с высокой продукционной способностью в условиях Предбайкалья. В этой связи, нами был. разработан метод разделения сорта на популяции (Илли и др., 2006). Основной целью предлагаемой работы было изучение возможности сохранения у популяций приобретенных признаков в потомстве.

В качестве объектов исследования нами были использованы популяции сортов Тулунская 12 и Ангара 86, районированных в Предбайкалье. Для получения популяций вышеперечисленных сортов нами был использован метод, позволяющий разделить сорт на популяции с учетом их водопоглотительной способности (Илли и др., 2006). Они отличаются между собой по целому ряду показателей, в частности, по соотношению количества высоко- и низкомолекулярных белков глиадинов (Половинкина, Парыгин, Илли, 2004), характеризующих качество семян и качество клейковины (Илли и др., 1998), а также по соотношению степени развития морфоло-

179

гических структур зародыша, что характеризует засухоустойчивость и продуктивность особей этих популяций (Илли, 1999),

Использование данного метода разделения сорта на популяции позволило нам получить кривую разделения для каждого из исследуемых сортов.

Максимальное количество особей сорта Тулунская 12 приходилось на первую популяцию и составляло у данного сорта 45,5%. Во второй популяции число особей было также весьма значительным и составляло - 40%.

Анализируя полученные данные становится очевидно, что у сорта Тулунская 12 первые две популяции являлись доминирующими, составляя основную часть от общего числа особей (около 85,5%). Остальные популяции по количеству особей различались между собой незначительно. В результате разделения сорта Ангара 86 первая популяция составляла около 44% от общего числа особей, вторая 21%, третья 9%. Остальные популяции составляли от 5 до 1 %.

Таким образом, метод позволил нам разделить сорта на популяции, среди которых были выделены как самые массовые, так и самые немногочисленные. г

В следующей серии исследований мы предприняли попытку определить у популяций физиологические качества семян по их ростовым процессам при прорастании.

Для определения качества семян немаловажным фактором является энергия прорастания семян. Динамика прорастания сорта Тулунская 12 представлена на рисунке 1. Для исследования были взяты первые четыре популяции, так как они являлись самыми массовыми и сортос-пецифичными.

Число дней

Рис. 1. Динамика прорастания семян исследуемых популяций сорта Тулунская 12, где: а-первая популяция, б - вторая популяция, в-третья популяция, г-четвертая популяция; 80, 85, 90... ТОО —

количество проростков, %.

Исходя из полученных данных, можно сделать заключение, что все представленные популяции обладали высокой энергией прорастания и всхожестью. Таким образом, все исследуемые популяции являлись достаточно сильными как по всхожести, так и по энергии прорастания.

Число дней

Рис 2. Динамика прорастания семян исследуемых популяций сорта Ангара 86, где: а - первая популяция, б - вторая популяция, в - третья популяция; 60,65, 70., .95 - количество проростков, %.

180

У сорта Ангара 86 динамика прорастания несколько отличалась от сорта Тулунская 12 (рис. 2). У данного сорта были исследованы первые три популяции,

Таким образом, во всех трех исследуемых популяциях в среднем 69,3 % семян проросли быстро, что свидетельствует об их высоком физиологическом статусе. У 30,7% семян темпы прорастания были относительно низкими. Можно предположить, что физиологический стагус у них низок (Илли, 1982).

Помимо определения энергии прорастания и всхожести семян, являющихся наиболее важными, был определен дополнительный показатель, характеризующий качество семян. Таким показателем является количество корней. Количество корней у популяций сорта Тулунская 12 было практически идентично, при этом во второй и в четвертой популяциях среднее количество корней превышало на 0,3 шт остальные популяции. При этом, у сорта Ангара 86 по количеству корней выделялась третья популяция, так как у нее среднее количество корней превышало на 0,2 шт предыдущие популяции.

В данной серии исследований нам важно было определить количество корней при прорастании, так как это определяет засухоустойчивость сорта (Илли, 1989). Популяции сортов Тулунская 12 и Ангара 86 выращивали в полевых условиях в течение 2004-2005 годов с целью определения сохранения их показателей продуктивности в потомстве.

При исследовании в 2004 году нами было обнаружено достоверное отличие популяций по продуктивности растений, при этом наиболее продуктивные популяции оказались сортоспе-цифичными. Анализируя данные снопового анализа сорта Тулунская 12 за 2004 год можно сделать вывод о том, что при сравнении первой популяции с последующими она отличалась по таким показателям как длина стебля, длина колоса и число зерен в колосе, которые являлись максимальными, так же как и урожайность. По количеству колосков в колосе первая и последующие популяции имели схожие значения, однако, их данные по урожайности резко отличались. Что же касается массы 1000 зерен и массы зерен в колосе, то здесь также сохраняла преимущество первая популяция.

Обобщая все показатели можно сказать о том, что в данном сорте наилучшей оказалась первая популяция, обладающая самой высокой урожайностью. При этом можно выделить вторую, третью и четвертую популяции как перспективные, так как их показатели приближались к доминирующей первой популяции.

У сорта Ангара 86 в 2004 году третья популяция обладала наибольшей урожайностью (54,5 ц/га). Этот факт объясняется тем, что у данной популяции особи имели наибольшее количество колосков в колосе, Число зерен также превышало по сравнению с остальными популяциями и соответственно, и масса зерен в колосе была наибольшая (1,09 г).

При пересеве полученного семенного материала в 2005 году мы получили аналогичную картину сортоспецифичности популяций лишь у сорта Тулунская 12, Сноповой анализ сорта Ангара 86 выявил несколько иные результаты. Так максимальной урожайностью обладала седьмая популяция (42,5 ц/ra), однако третья популяция имела аналогичные показатели по сравнению с соседними популяциями.

Обобщая все представленные данные за два года можно сказать, что под влиянием погодных условий общая популяционная продуктивность исследуемых сортов в 2005 году была ниже. В связи с этим, используемый нами метод разделения сорта на составляющие популяции позволяет выделить популяции, значительно превосходящие исходный сорт по продуктивности, при этом погодные условия влияют лишь на общую продуктивность сорта, а сортоспеци-фичность некоторых популяций остается неизменной.

Таким образом, при исследовании двух сортов мы выделили перспективные популяции, У сорта Тулунская 12 это первая и вторая популяции, а у сорта Ангара 86 - третья и шестая. Данные популяции могут быть использованы как исходный материал в селекционном процессе с целью увеличения засухоустойчивости и стабильной продуктивности селектируемых сортов.

Литература

1. Илли И.Э. Жизнеспособность семян // Физиология семян / Отв. ред. Прокопъев A.A. - М.: Наука, 1982. -С. 102-125.

2. Илли И.Э. Физиология формирования биологических качеств яровой пшеницы в условиях Восточной Сибири: Автореф. дисс. на соиск. ученой степ. докт. биол. наук, 1989. - 48 с.

3. Илли Н.Э., Назарова Г.Д., Хвостова Г.И. Накопление глиадинов в зерне яровой пшеницы в Восточной Сибири Н Вестник ИрГСХА; Сборник научных трудов / Отв. ред. Ю.В. Богородский - Иркутск, 1998. - Вып. 11.-С. 21-25.

181

4. Илли И.Э. Назарова Г.Д., Хвостова Г.И., Гончарова Н.П, Физиологический потенциал морфологической биосистемы зародыша у сформировавшейся зерновки яровой пшеницы в условиях Восточной Сибири. // Вестник Ир-ГСХАг Сборник научных трудов / Отв. ред. Ю.В, Богородский - Иркутск, 1999. - Вып. 14. - С. 22-25.

5. Илли И.Э., Назарова Г.Д., Парыгин В.В., Половинкина C.B. Патент на изобретение РФ №2279794. А01Н t/04 «Способ подготовки фракций семян из сортов мягкой пшеницы, облетающих свойством сильной пшеницы», 2006.

6. Парыгин В В., Половинкина C.B., Илли И.Э. Содержание белков глиадинов в зерновках яровой пшеницы при разделении сорта на составляющие его популяции. Материалы научно-методической конференции «Физиологические аспекты продуктивности растений», (в 2 частях, ч.2)-Орел, 2004.-С. 109-114.

ff. II. Полевая, A.B. Металлов, И.Э. Илли т. Иркутск

Корневищная почкообразующая способность у растений культурной люцерны

в условиях Предбайкалья

Корневая система люцерны формируется из ткани зародышевого корешка прорастающего семени. В начальный период развития у растений люцерны происходит медленный рост надземной части, и усиленно растут корни, развивая довольно мощную, глубоко проникающую и хорошо разветвленную корневую систему (Гончаров, Лубенец, 1985). Надземная вегетативная часть в виде семядолей появляется позднее корней. В начале они выполняют роль листьев, обеспечивая развитие точки роста до появления одиночного и первых тройчатых листьев. Из точки роста образуется главный стебель. В базальной части его, при переходе в корни, формируется зона кущения. Это широко разрастающаяся подземноветвящаяся часть главного стебля -корневище. В нем закладываются почки возобновления, из которых в период активной вегетации растений отрастают будущие побеги (Климова, 2001). У растений люцерны почкообразо-вание в корневище происходит постоянно в течение всего сезонного развития растений (Полевая, Металлов, Илли, 2004 а; Полевая Металлов, Илли, 2004 б). Этот процесс наиболее активен, начиная, с периода весеннего оттаивания почвы и его активность резко уменьшается перед началом фазы отрастания. Таким образом, корневищную почкообразующую способность у растений люцерны можно рассматривать как физиологический потенциал сезонного стеблеобразо-вания (Полевая, Металлов, Илли, 2005).

В предлагаемой работе предпринята попытка, определить корневищный почкообразующий потенциал у сортов люцерны интродуцированных в Предбайкалье. Для того чтобы получить более достоверную информацию об этом показателе нами был использован широкий спектр интродуцированных в Предбайкалье сортов, отселектированных в географически различных регионах мира. В частности в эксперименте было использовано шесть сортов «континентального» и шесть сортов «приморского)» экотипа. В экспериментах нами были использованы растения, находящиеся в физиологически активном возрасте (10-12 лет).

По количеству почек нами не было обнаружено существенных сортовых различий, однако, они были достоверно различны между сортами относящиеся к определенному экотипу. Так, сорта «континентального» экотипа обычно перед уходом растений в состояние зимнего покоя формировали значительно больше почек возобновления, чем сорта «приморского» экотипа (табл.). Однако основной процесс почкообразования на подземной части стеблей происходил не осенью, а в весенний период до начала процесса стеблеобразования. Оно было в 1,5-2,7 раза больше, чем их насчитывалось поздней осенью. По нашим наблюдениям в летний период из всех образовавшихся почек было сформировано, всего лишь 40-60 стеблей на одно растение, то есть для стеблеобразования использовалось 3-8 % от всех заложенных почек.

Таким образом, почки возобновления растений люцерны по своему количеству таковы, что они создают большой запас надежности, а стало быть, в системе донорно-акцепторных отношений (Мокроносов, 1983) «коронка», как система подземной части стеблей является мощным атрагирующим центром асснмнлятов в процессе фотосинтеза. Наряду с этим по данным упомянутых авторов в почках возобновления закладываются не только листья, но и зачатки боковых почек в пазухах примордиального листа. Таким образом, в подземной части стебля в почках возобновления формируется лишь часть вегетативной сферы побега, дальнейшее его развитие происходит при развертывании почек в побег в период летнего сезона роста и развития растений.

Исходя, из данных таблицы количество стеблей в кусте за летний период составляло в среднем 3-8 %. Следовательно, можно предположить, что именно эта категория почек служит тем

182