Некоторые результаты селекционных исследований по сое в Приморье

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (139), 2008

А. П. Ващенко,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Н. В. Мудрик,

кандидат сельскохозяйственных наук

П. П. Фисенко,

кандидат сельскохозяйственных наук

О. И. Хасбиуллина,

кандидат сельскохозяйственных наук

Л. А. Дега,

кандидат сельскохозяйственных наук Приморский НИИСХ

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО СОЕ В ПРИМОРЬЕ

УДК 633.853.52:631.527

Соя является основной полевой культурой в земледелии Приморья и всего Дальнего Востока. Начиная с 2007 г., ее посевы стали увеличиваться, достигнув в последние годы 480-510 тыс. га, в том числе в Приморском крае 140 тыс. га. В ближайшие пять лет посевы займут площадь в 750-800 тыс. га при валовых сборах до 1 млн. тонн зерна. Соя, как и кукуруза на зерно, в этом регионе является наиболее экономически выгодной для возделывания в хозяйствах всех форм собственности, поэтому селекционным исследованиям и созданию новых сортов сои уделяется значительное внимание. При этом основной объем работ по данному направлению выполняется в Приморском НИИСХ.

Прежде всего, было проведено глубокое агробиологическое изучение исходного коллекционного

материала. Существенными в этом плане были исследования по выявлению экологической пластичности и стабильности проявления признака продуктивности растений. Установлено, что величина коэффициента регрессии, характеризующего степень развития признака у изучаемых сортов в изменяющихся условиях среды, значительно коррелирует с их реакцией на улучшение условий выращивания.

С увеличением периода вегетации также возрастает количество сортов с большими значениями этого коэффициента. Регрессионный анализ показывает, что при выведении сортов для использования в условиях невысокой культуры земледелия в качестве исходных форм в местных условиях лучше использовать те, которые имеют сравнительно вы-

сокую урожайность и относительно низкий коэффициент регрессии (r=1-3). Выращивая сорта сои в более благоприятных условиях, в гибридизацию следует включать исходные формы с коэффициентом регрессии, равным 4-6 и выше. Было установлено, что наибольшее проявление признака продуктивности у приморских сортов сои отмечено при возделывании средне- и среднепоздних сортов.

Значительная работа проведена по изучению донорских свойств сортов-источников высокой семенной продуктивности из разных эколого-географических зон - американской, азиатской и европейской. Естественно, что местные условия с резко выраженным муссонным климатом накладывают свой отпечаток на результативность этих исследований. Тем не менее, была установлена эколо-го-географическая дифференциация исходных форм для получения наиболее продуктивных гибридных комбинаций с высокой трансгрессивностью гибридов в последующих поколениях. Высокие показатели трансгрессий по основному признаку продуктивности - массе семян с одного растения - отмечены в гибридных комбинациях с отцовскими формами из Азии и Америки.

Высокие значения степени (Тс) и частоты (Тч) трансгрессии у гибридов с азиатскими сортами Цзилинь и Исудзу и американским сортом Wayne по данному признаку (Тс=52,0-80,9 %, Тч=25,0-50,3 %) позволяют считать эти сорта-источники сортами-донорами высокой продуктивности в местных условиях. В более ранних исследованиях нами методом трансгрессий выделен донор T-Wo-Fun (китайский сорт). В этом плане следует отметить сорта Кубанская 4958 и Краснодарская длиннолистная (получены из ВНИИР). Гибриды, полученные с их участием, характеризуются высокой холодоустойчивостью и удовлетворительной продуктивностью.

Сорта-доноры, как «золотой фонд» гибридной селекции, позволяют с меньшими издержками при меньшем объеме изучаемого материала создавать высокопродуктивные комбинации. Таковыми в наших условиях являются Венера * Цзилинь, Венера * Изудзу, Приморская 69 * Исудзу, Приморская 69 х Wayne, Краснодарская длиннолистная * (T-Wo-Fun * Приморская 639), Кубанская 4958 * Приморская 494 и ряд других. Гибриды названных комбинаций характеризуются высокой трансгрессивнос-тью (степень и частота трансгрессий 54-64 %), тогда как у других этот показатель значительно ниже (5-29%). Получен ряд линий, характеризующихся повышенным числом бобов и семян на растении, периодом вегетации, близким к стандартам, с превышением по урожайности семян от 12 до 39%. С участием сорта-донора T-Wo-Fun выведен раннеспелый сорт Приморская 13, включенный в Государственный реестр селекционных достижений РФ.

С целью повышения эффективности селекционного процесса сои в местных условиях изучены

принципы подбора родительских пар при гибридизации: эколого-географический, филогенетический и экологический (из одной географической зоны) с максимальными (4-5) и минимальными (2-3) различиями признаков у родителей. Было установлено, что величина степени положительных трансгрессий по признаку продуктивности находится в сильной зависимости от происхождения родительских форм. Наиболее высокие показатели (134,4 %) отмечены в гибридных поколениях от скрещивания сортов, различающихся филогенетически, значительно меньшие (50,4 %) - при эколого-географическом методе подбора родительских пар.

Что касается гетерозиса, то наиболее высокий, более 200 %, выявлен по продуктивности у гибридов, полученных от генетически дивергентных родительских форм с максимальными различиями родителей по основным хозяйственно-биологическим признакам.

Существенное значение для нашей селекционной практики имеет выявленная корреляционная связь между гетерозисом в F1 и трансгрессиями в F4 по признаку масса семян с растения, составившая г=0,712, а также гетерозисом и коэффициентом наследуемости (г=0,544). При этом наибольшее гено-типическое разнообразие (наследуемость) по большинству признаков установлено в гибридной популяции, полученной с использованием филогенетического принципа при скрещивании родителей, различающихся по 5 количественным признакам. При других методах подбора пар коэффициент наследуемости был несколько ниже. Знание этих взаимосвязей позволяет нам проводить отбор высокопродуктивных форм сои, начиная с первого поколения, и освобождаться от дальнейшего изучения неперспективных комбинаций. Вследствие этого мы существенно уменьшили объемы селекции без снижения качества работы.

При изучении методов отбора в гибридных популяциях, ставили задачу выявить наиболее эффективные из них, позволяющие проводить целенаправленный отбор генетически ценных генотипов. В гибридных популяциях использовался ряд методов отбора - индивидуальный (25%-ный), массовый, метод педигри, отбор по одному семени, отбор по пяти семенам и метод пересевов в восьми комбинациях скрещивания. Были рассчитаны коэффициенты дивергенции корреляции (КДК) для выявления системы связей парных коэффициентов корреляций всех изучаемых признаков и их передачи гибридам от родителей. В процессе отбора установлено снижение КДК от F2 к F6, связанное с формированием устойчивых корреляционных связей между признаками. Максимальное снижение КДК в изучаемых методах отбора при передаче наследственных свойств установлено в гибридных комбинациях по материнской линии. По-видимому, материнские свойства передаются гибридам в большей степени, чем отцовские. При этом в гиб-

ридных поколениях от F2 до F6 наиболее устойчивая корреляция между родителями и гибридными потомствами при меньшей степени дивергентности отмечена при индивидуальном 25%-ном отборе и в варианте отбор по пяти семенам с каждого растения. В результате ценные генотипы, выделенные в F2, в меньшей степени теряются в последующих поколениях, что позволяет отбирать гибриды с хозяйственно ценными признаками на ранних этапах селекции. Естественно, это имеет существенное значение в селекционной работе.

Была также установлена высокая трансгрессив-ность гибридов при применении метода отбора по пяти и одному семени. Заметно ниже по этим показателям был индивидуальный 25%-ный метод и метод педигри.

Наиболее продуктивные линии сои получены путем отбора по пяти семенам и одному семени: Приморская 494 х Хоккей 47 и Приморская 529 х Венгерка высокая.

Основным методом создания исходного материала в нашей работе является метод гибридизации. Однако учитывая, что генетическое разнообразие можно создать и путем воздействия на исходные генотипы мутагенными средствами, изучалась возможность использования комбинированного метода получения исходных форм при сочетании с последующей обработкой полученных гибридных семян в Fl физическими (у-облучение Co60 в дозе 7 кр) и химическим мутагеном (нитрозоэтилмочевиной). Наиболее высокие результаты получены в опытах, когда гибриды Fl подвергались обработке физическим мутагеном. Так, при определении реакции на отбор (генетического сдвига) признака продуктивности максимальные величины как теоретического, так и фактического сдвигов по урожаю выявлены при сочетании гибридизации и мутагенеза. Наибольшие значения признаков отмечены в гибридных популяциях с участием в наших условиях среднеспелых и среднепозднеспелых сортов.

Полученные данные нашли подтверждение при дальнейшем изучении гибридов и гибридомутан-тов, отобранных в F4. Наиболее продуктивные линии, полученные при использовании комбинированного метода (гибридизация + физический мутагенез), характеризовались высокими показателями по количеству продуктивных узлов, числу бобов и семян на одном растении, толщине стебля.

При раздельном применении методов гибридизации и физического мутагенеза удалось выявить линии с интенсивным ростом растения, крупносе-мянные с высоким прикреплением нижнего боба.

Использование гибридизации в сочетании с химическим мутагенезом не дало заслуживающих внимания результатов.

В итоге этого эксперимента комбинированным методом (гибридизация + физический мутагенез) получен наиболее урожайный сорт Приморская 1306 (Венера х Кубанская 4958), который изучается в конкурсном испытании.

Значительные исследования проведены по вопросам иммунитета сои. Как известно, на Дальнем Востоке сою поражают несколько десятков видов возбудителей болезней - грибных, бактериальных, вирусных. Природно-климатические условия Дальнего Востока и Приморского края в особенности, а это высокая влажность и температура воздуха в летний период, весьма благоприятны для развития всех видов болезней, особенно грибных. Наиболее вредоносны в этих условиях септориоз, церкоспо-роз, пероноспороз, комплекс корневых гнилей и др.

В результате сравнительного изучения различных методов создания инфекционного фона разработана методика для оценки сортообразцов сои на устойчивость к этим болезням, которая включает получение чистой культуры патогенов, применение оптимального срока хранения инокулюма и оптимальной инфекционной нагрузки по видам инфекции, инфицирование в наиболее уязвимые фазы развития сои. Селекционерам рекомендованы методы изучения устойчивости образцов на искусственном инфекционном фоне в полевых условиях. Разработаны вспомогательные ускоренные лабораторные методы оценки устойчивости сортообразцов сои.

Выявлено, что при совместном заражении растений различными патогенами происходит их взаимное угнетение, поэтому для оценки устойчивости сои необходимо создавать инфекционный фон индивидуально к каждому возбудителю болезни.

Результаты изучения в условиях искусственного заражения инфекцией септориоза, наиболее вредоносного в Приморье, показали, чтоосновное количество сильновос-приимчивых форм находится в раннеспелой группе сортов. С увеличением периода их вегетации число восприимчивых сортов уменьшается. В процессе выполнения исследований выявлены сорта - источники устойчивости к этой инфекции из числа американских сортов - Харосой и европейских - Комсомолка (ВНИИМК), с которым получен ряд гибридных комбинаций (Юбилейная х Комсомолка, Венера х Комсомолка, Ходсон х Комсомолка), явившихся основой для проведения отборов устойчивых к Septoria glycines Hemmi гибридных форм.

В местных условиях было также установлено, что наиболее перспективными для отбора устойчивых генотипов к септориозу являются комбинации, полученные от скрещивания среднеспелой материнской и позднеспелой отцовской исходных форм, что больше соответствует природно-климатическим условиям зоны соесеяния Приморья.

При участии в скрещиваниях местного неустойчивого к этой инфекции среднеспелого сорта с более устойчивыми можно получить значительное количество трансгрессивных форм по этому признаку. При искусственном заражении растений выявлен ряд сортов с комплексной устойчивостью к септориозу, церкоспорозу, пероноспорозу -Tokachi-nagaha, Wase-shiroge, Wayne.

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (139), 2008

В результате всех проведенных исследований были созданы сорта сои, которые в настоящий период возделываются в производстве Приморского края и внесены в Государственный реестр селекционных достижений РФ:

Приморская 13 - раннеспелый сорт, период вегетации 105-108 дней. Может высеваться страховой культурой в течение всего июня. Содержание в семенах до 40,5 % белка и 23 % масла. Урожайность 2,4-2,8 т/га.

Венера - среднеспелый сорт, период вегетации 110-116 дней. Содержание белка в семенах до 41 %, масла 19,8 %. Урожайность 2,5-3,0 т/га.

Приморская 301 - средне-позднеспелый сорт с законченным типом роста, с периодом вегетации 112-119 дней. Содержание белка в семенах 38-40 %, масла - 20,0-21,7 %. Урожайность 3,0-3,8 т/га.

Приморская 69 - сорт средне-позднеспелый, длинностебельный. Основной сорт в земледелии Приморья. Содержание белка в семенах до 40 %. Наиболее подходящий для переработки на пищевые цели. Период вегетации 112-120 дней. Урожайность до 4,3 т/га.

Приморская 81 - сорт среднепоздней группы с законченным типом роста. Период вегетации 113118 дней. Содержание белка в семенах 39-41 %, масла - 20-21 %. Урожайность 3,5-4,0 т/га.

В Государственном сортоиспытании находится сорт Приморская 28, среднеспелый, с урожайностью до 3,6 т/га.

Внедрение выведенных сортов позволило несколько повысить среднюю урожайность сои в Приморском крае - до 10-11 ц/га, хотя многие хозяйства, выполняющие рекомендованные агротехнические приемы возделывания культуры, постоянно получают по 18-20 ц/га и более. В настоящий период этой культуре уделяется все большее внимание. Агрофирмы, акционерные общества, сельскохозяйственные кооперативы, переоснащаются, приобретают современную энергоемкую и высокопроизводительную технику и другие материальные ресурсы, а следовательно, есть возможность значительно увеличить производство зерна сои в Приморье и в Дальневосточном регионе в целом.