Сорта яровой мягкой пшеницы нового поколения

СОРТА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

B.В. СЮКОВ, доктор биологических наук

А.А. ВЬЮШКОВ, доктор сельскохозяйственных наук

C.Н. ШЕВЧЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук С.Е. ПОРОТЬКИН

А.П. ЧИЧКИН, доктор сельскохозяйственных наук Самарский НИИСХ

При определении стратегии селекционных работ ученым приходится периодически менять векторы отборов в связи с перманентными изменениями в климате, биотической среде, смещениями на потребительском рынке, энергонасыщенностью сельскохозяйственного производства и связанными с ней изменениями в технологиях. С момента организации в 1912 г. на Беэенчукской опытной станции отдела селекции в аграрном производстве Средневолжского региона прошло несколько этапов селекции и связанных с ними сортосмен.

На первом этапе преобладали местные сорта-популяции. Наиболее продуктивными из них были, относящиеся к T.vulgare var. lutescensAl. Poltawense, Полтавка, попавшая в Самарскую губернию в 70-80-х гг.

XIX века из Полтавской губернии, Улька, привезенная в 1890 г. немцами-менонитами из Таврической губернии в Бузулукский уезд, и Ноэ, завезенная С.Н.Бол-дыревым на ферму Томашева Колка с Кавказа в 1891 г. [10]. В дальнейшем их заменили выведенные индивидуальным отбором Цезиум 111, Лютесценс 035 и Лю-тесценс 62. Все они характеризвались восприимчивостью к листовым болезням, удовлетворительными хлебопекарными качествами и склонностью к полеганию.

На следующем этапе основным методом создания наследственной изменчивости в популяциях стало внутривидовое скрещивание экологогеографически отдаленных форм. Д.П. Буйлиным и А.М. Варфоломеевой [2] было постулировано, что «наиболее перспективными сортами в подборе пар для гибридизации должны быть следующие:

местные сорта мягких пшениц х инорайонные сорта мягких пшениц, ржавчиноустойчивые и стойкие против полегания;

инорайонные сорта мягких пшениц, ржавчиноустойчивые и стойкие против полегания х сорта озимой пшеницы (Украинка, Коо-ператорка и др.) — высокопродуктивные, засухоустойчивые, с относительно короткой световой стадией».

В производстве на долгое время монопольное положение заняли засухоустойчивые высококачественные сорта Саратовская 210, Безенчукс-кая 98, Саратовская 36, Саратовская 42, а в последующем относительно устойчивые к

листовым болезням Саратовская 46, Жигулевская, Ку-тулукская, Симбирка. Продолжением этой же линии стала следующая сортосмена, включающая сорта, защищенные генами устойчивости к бурой ржавчине Ьг 23 (Тулайковская 1, Кинельская 59), Lr 19 (Л-503, Самсар, Волгоуральская) и Lr 26 (Прохоровка). Однако они потеряли свою эффективность в 80...90-е гг.

XX столетия. В связи с чем принципиальным направлением селекции стал поиск высокоэффективных источников устойчивости к листовым болезням.

Следующий этап ознаменовала интрогрессия генетического материала устойчивости к бурой ржавчине (Puccinia recondita) и мучнистой росе (Blumeria graminis) от других видов и родов. Для этого мы использовали замещенные пшенично-пырейные линии Агис 1 и Аше 503, созданные во ВНИИФ М.Е. Синиговец. Родоначальником принципиально новой серии сортов, сочетающих иммунитет к листовым болезням, высокий потенциал продуктивности и отличные технолого-хле-бопекарные качества, стал сорт Тулайковская 5, отобранный из гибридной популяции Эритроспермум 865 / Агис 1. Он включен в Госреестр селекционныхдо-сгижений, допущенных к использованию по Средневолжскому и Уральскому регионам РФ с 2001 г. Наши исследования показали, что транслокация (Т-5) от Elytrigia intermedia в этом сорте несет блок высокоэффективных генов устойчивости к бурой ржавчине (LrAg), а также мучнистой росе (Pin Ag) и фактор, детерминирующий высокие хлебопекарные свойства [6].

Позднее в скрещивания с Тулайковской 5 были вовлечены высокозасухоустойчивые экологически пластичные сорта степного экотипа Жемчужина Заволжья, Саратовская 56, Альбидум 653. В результате гибридизации с последним из них получен наиболее богатый в селекционном отношении материал. Линия Альбидум 653 создана в Самарском НИИСХ отбором из популяции от скрещивания сортов Саратовская 42 и Безен-чукская 129. Она представляет собой конечный результат п оследовательного накопления малых генов гомеоадаптивности. Причем, по-видимому, эти гены удалось собрать в генетически сцепленные блоки, так как Альбидум 653 хорошо передает свои адаптивные свой-

Таблица 1. Средняя урожайность зерна и эффекты генотип/средовых взаимо-действий сортов яровой мягкой пшеницы. Безенчук, 2002-2006 гг._______________

Средняя уро-Сорт жайность, т/га а/ СЦГ Ста- биль- ность Нот

Саратовская 42 1,33 -12,606 0,040 -8,614 3,254

Л-503 1,38 -9,384 0,095 -7,479 3,422

Прохоровка 1,48 -3,005 0,160 -1,002 3,142

Юго-Восточная 2 1,65 8,437 0,330 5,900 3,421

Тулайковская степная 1,46 -3,992 0,154 -3,022 3,093

Волгоуральская 1,42 -6,688 0,137 -5,905 3,843

Тулайковская 5 1,54 1,466 0,238 0,659 3,623

Тулайковская 10 1,62 6,398 0,333 4,082 4,531

Тулайковская золотистая 1,70 11,988 0,404 8,888 4,212

Тулайковская 100 1,63 7,385 0,326 6,492 3,913

НСРо.05 0,166 0,202 0,294

ства по наследству. Из гибридной популяции Тулайков-ская 5/ Альбиоум 653 отобраны коммерческие сорта Тулайковская 10 (включен в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию по Центральному, Волго-Вятскому, Центрально-Черноземному и Средневолжскому регионам РФ с 2003 г.), Тулайковская золотистая (включен в Госреестр по Средневолжскому, Нижневолжскому и Уральскому регионам РФ с 2006 г.) и Тулайковская 100 (допущен к использованию по Средневолжскому региону РФ с 2007 г.).

Наряду с высоким потенциалом продуктивности (максимальный урожай 5,99 т/га зафиксирован по сортам Тулайковская 10 и Тулайковская 100 в 2005 г. в ПХ «Пушкинское» Нижегородской области), они характеризуются широкой нормой реакции на факторы внешней среды (гомеоадаптивностью). Мы провели различными статистическими методами анализ многолетних данных станционного испытания на двух агрофонах (по паровому и зерновому предшественникам), в ходе которого оценили относительный вклад генотипов (а) по данным дисперсионного анализа [5], селекционную ценность генотипов (СЦГ) по АВ. Кильчевскому, Л.В. Хо-тылевой [4], показатель стабильности по С.П. Мартынову [12] и коэффициент гомеосга-тичности (Нот) по В.В. Хан-гильдину идр. [9]. Сорта Тулайковская 10, Тулайковская золотистая и Тулайковская 100 оказались наиболее продуктивными и гомеоадаптивными из всего набора сортов яровой мягкой пшеницы, использующихся в производстве Самарской области (табл. 1).

Стабильность урожаев обеспечивается при оптимальном (на уровне сорта Прохоровка) соотношении озерненности колоса и массы 1000 зерен высокой сохранностью продуктивного стеблестоя куборке (табл. 2). Короткостебельный сорт Тулайковская 100 (ген Ш1), кроме того, отличается стабильно наивысшим индексом урожая (Кюз), что обеспечивает его высокую отзывчивость на использование средств интенсификации. Проведенное в течение 2003-2006 гг. изучение реакции новых сортов на условия минерального питания (без удобрений, РздКзд, N^1^, N^1^) показало их в целом высокую отзывчивость на внесение удобрений. Так,

по сорту Тулайковская 10 в 2003 г. на фоне Т^Р^К^ 1 кг действующего вещества минеральных туков обеспечивал прибавку 13,7 кг зерна, Тулайковская 100 — 12,2 кг. Следовательно, их можно отнести к сортам интенсивного типа. По сортам Тулайковская 5 и Тулайковская золотистая наиболее эффективным оказалось использование фосфорно-калийных удобрений, 1 кг действующего вещества которых давал прибавку в размере соответственно 12,3 и 14,5 кг зерна. Эти два сорта целесообразно использовать в зонах с минимумом факторов

интенсификации. В среднем за 4 года наивысшую агрохимическую эффективность среди изучавшихся сортов продемонстрировала Тулайковская 100 (табл. 3).

Все сорта анализируемой группы отличаются высокими хлебопекарными свойствами (табл. 4). Тулайковская 5, Тулайковская 10 и Тулайковская золотистая включены в списки сильных, а Тулайковская 100 — ценных по качеству сортов. Для первых трех характерно стабильное повышенное содержание белка в зерне, в основном за счет клейковинных фракций (глиадинов и глютенинов). По параметрам реологических свойств теста, определенных на альвеографе и фаринографе, а также по качеству хлеба, даже при повреждении зерна клопом-черепашкой до 3,5 %, Тулайковская 10 и Тулайковская золотистая значи-

тельно превосходят большинство сортов, возделываемых и испытываемых в регионах их распространения. Ученые НИИСХ Юго-Востока установили, что по смесительной способности, физическим свойствам теста, состоянию уг-леводно-амилазного комплекса и стабильности проявления перечисленных свойств эти сорта наиболее адаптированы к условиям Юго-Востока [1,3].

Характерная черта сортов нового поколения — высокая устойчивость к листовым болезням, вызываемым как облигатными (бурая ржавчина, мучнистая роса), таки факультативными (бурая пятнистость, септориоз) возбудителями. По нашим данным ген устойчивости к бурой ржавчине ЬгА^ не аллелен ни одному из высокоэкспрессивных каталогизированных генов. Л.Г. Тырышкиным [7] на наборе монопустульных изолятов Риссіпіа гесопсШа показал идентичность реакции сорта Тулайковская 5 или-

Таблица 2. Характеристика сортов яровой мягкой пшеницы по признакам про-

дуктивности на различных агрофонах. Безенчук, 2005-2006 гг.

Высота растения, см Число Масса

Сорт продуктивных стеблей на 1 м2 зерен в колосе 1000 зерен, г зерна с колоса, г Индекс урожая

Прохоровка 63,2 198,5 19,2 29,5 0,569 0,362

Тулайковская 5 65,7 270,3 17,4 31,6 0,563 0,375

Тулайковская 10 Тулайковская золоти- 70,3 278,3 20,1 31,0 0,627 0,393

стая 71,6 281,2 19,0 30,5 0,584 0,388

Тулайковская 100 62,6 279,6 20,3 31,3 0,639 0,434

НСРо.05 3,36 43,39 2,08 1,83 0,082 0,030

Таблица 3. Отзывчивость сортов яровой мягкой пшеницы на удобрения. Бе зенчук, 2003-2006 гг.

Средняя урожайность зерна, т/га Средняя оплата

Сорт без удобрений на фоне ЫбоРбоКьо 1 кг д.в. удобрений, кг зерна Уравнение регрессии

Тулайковская 5 1,41 2,13 5,15 у=1,479+0,040х

Тулайковская 10 1,57 2,29 5,08 у=1,617+0,041х

Тулайковская золотистая 1,66 2,32 5,34 у=1,762+0, ОЗбх

Тулайковская 100 1,64 2,54 6,22 у=1,711+0,050х

НСРо.об 0,139 1,112 8ь=0,006...0,008

Таблица 4. Характеристика сортов яровой мягкой пшеницы по хлебопекарным свойствам. Безенчук, 2005 г.

Сорт Содержание белка, % Содержание клейковины, % Удельная работа деформации теста, е.а. Валори-метрическая оценка, % Объем хлеба, мл Общая хлебопекарная оценка, балл

Л-503 13,6 32,4 216 69 940 3,78

Прохоровка 13,4 24,9 242 79 900 3,44

Юго-Восточная 2 13,6 24,0 190 58 850 3,27

Тулайковская степная 13,4 30,1 314 62 1265 4,05

Волгоуральская 12,4 29,0 222 76 1150 4,27

Тулайковская 5 15,2 37,6 294 80 965 3,62

Тулайковская 10 15,8 38,4 353 84 1300 4,58

Тулайковская золотистая 15,6 40,0 288 76 1275 4,25

Тулайковская 100 13,8 31,2 209 68 760 3,51

Доверительный интервал 0,53 2,22 35,1 4,5 109,8 0,252

ний с геном Lr 24, который перенесен в геном гексапло- сортам Тулайковская 5, Тулайковская 10, Тулайковская

идной пшеницы из Agropyron ebngatum и локализован в золотистая, Тулайковская 100, а именно высокая прохромосоме 3D [11]. Однако гены LrAg и Lr 24 оказались дуктивносгь в сочетании с экологической пластичнонеаллельными. Кроме того, при ПЦР-анализе ДНК Ту- стью, отзывчивостью на факторы интенсификации, ус-

лайковской 5 не обнаружено продуктов амплификации с тойчивостыо к листовым болезням и отличными хле-

^ТХ-праймерами Л9/1,709/2, сцепленными с /у 24 [8]. бопекарными свойствами, делают их высококонкурен-

Таким образом, комплекс признаков, присущих тноспособными при коммерческом использовании.

Литература.

1. Бебякин В.М., Кулагина Т.В., Винокурова JI.T. Адаптивный потенциал сортов яровой пшеницы Поволжья //Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2005. №2. С.48-50

2. Буйлин Д.П., Варфоломеева А.М. Программа работ отдела селекции Безенчукской с. -х. опытной станции. Безенчук, 1945

3. Винокурова Л. Т. Качество зерна, смесительная ценность и адаптивность сортов яровой мягкой пшеницы Поволжья: Автореф. дисс. на соиск. уч. степени канд. с.-х. наук. — Саратов, 2004

4. Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Экологическая селекция растений. — Минск: Тэхналогш, 1997. —372 с.

5. Мартынов С.П., Мусин Н.Н., Кулапина ТВ. Пакет программ селещионно-ориентированных и биометрико-генетическихметодов.- Тверь, 1993

6. Сюков В.В., Амельченко И.В., Зубов Д.Е. Селекционное использование пырейной транслокации Т5// Основные итоги и приоритеты научного обеспечения АПК Евро-Северо-Востока: материалы международн. научно-практ. конф., посвященной 110-летию Вятской с.-х. on. станции (Зональный НИИСХ им. Н.В.Рудницкого): в 2 т. — Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2005. — Т.1. — С. 117-120.

7. Тырышкин Л.Г. Генетический контроль эффективной ювенильной устойчивости коллекционных образцов пшеницы Triticum aestivum L. к бурой ржавчине // Генетика. 2006. Т.42. М3. С.377-384.

8. Тырышкин Л.Г., Гультяева Е.И., Алпатьева Н.В., Крамер И. Идентификация эффективных генов устойчивости пшеницы Triticum aestivum L. к бурой ржавчине с помощью STS-маркеров//Генетика. 2006. Т.42. №6. С.812-817.

9. Хангильдин В.В., Шаяхметов И.Ф., Мардамшин А.Г. Гомеостаз компонентов урожая и предпосылки к созданию модели сорта яровой пшеницы// Генетический анализ количественных признаков растений. — Уфа, 1979. — С.5-39.

10. Чехович К.Ю. Главнейшие хлеба и травы Среднего Поволжья. - Самара, 1926. 29 с.

11. McIntosh RA., Hart G.E., Devos KM., Gale M.D., Rogers W.J. Catalogue of gene symbols for wheat: Proc. Of the 9-th Intern. Wheat genetics symp., Saskatoon, Saskachewan, Canada, 2-7 August 1998. University of Saskachewan. 1998. Vol. 5. 236p.

12. Martynov S.P. A method for the estimation of crop varieties stability// Biometrical J. — 1990. Vol. 32. pp. 887-893.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БЛОКА КОАДАПТИРОВАННЫХ ГЕНОВ ПРОДУКТИВНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ БЕЗЕНЧУКСКИХ СОРТОВ ЯРОВОЙ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ

П.Н. МАЛЬЧИКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук

А А ВЬЮШКОВ, доктор сельскохозяйственных наук М.Г. МЯСНИКОВА, кандидат сельскохозяйственных наук

Самарский НИИСХ

Н.П. ЧИГАНЦЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук Волгоградская ОС ВИР

История селекции твердой пшеницы подтверждает тезис А.А. Жученко (2003) о том, что процесс

рекомбинации признаков в сочетании с отбором приспособленных генотипов формирует в каждой агроэкологической зоне блок коадаптированных генов. Этот блок, сформировавшись в ранний период селекции, не только сохраняется, проходя циклы рекомбинации и отбора, но и усложняется, вбирая новые потоки генетической информации.

Первыми носителями подобной системы генов среди безенчукских сортов твердой пшеницы следует считать Леукурум БГ-33, Леукурум БГ-39 и Леукурум БГ-40. Последний, будучи одним из компонентов скрещиваний, передал этот комплекс Безенчукской