Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ КОРОТКОСТЕБЕЛЬНЫХ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В КАЗАХСТАНЕ

Жангазиев А.С. 1 Нурбеков С.И. 1 Тайчибеков А.У. 1 Торегелдиева Р.Т. 2
1 Таразский государственный педагогический институт
2 ТарГУ им. М.Х. Дулати
Анализ успехов селекционной работы, достигнутых за последние три десятилетия прошлого века, показывает, что улучшение современных сортов пшеницы и других культур получено на основе широкого привлечения разного экологического исходного материала коллекции ВИР. Основу для создания новых сортов растений составляет их генетическая изменчивость. Улучшение отечественного сорта возможно только зная закономерности наследования отдельных признаков (за счет тех изменений, которые передаются по наследству), селекционер может по своему желанию сочетать их путем скрещивания. Источником наследственной изменчивости служат мутации (генные, хромосомные, геномные) и рекомбинации генов и хромосом. В отделе селекции озимой пшеницы КазНИИЗиР при создании новых сортов пшеницы широко используют комбинации, аллельные генов короткостебельных сортов и мутанты из Мировой коллекции Н.И. Вавилова (ВИР), особенно хорошо апробированные сорта мутантных сортов из Украины и России. Повышение продуктивности сортов возможно только за счет тех признаков, которые передаются по наследству. Источником наследственной изменчивости служат рекомбинации генов и хромосом, а также и мутации (генные, хромосомные, геномные и полиплоидия). Огромное разнообразие гибридного материала, созданного путем гибридизации, ставит перед селекционером задачу выявления среди них наиболее ценных сочетаний (комбинаций) для селекции по повышению их урожайности. В данной статье приводятся результаты селекционной работы по созданию высокоурожайных, короткостебельных сортов озимой мягкой пшеницы Казахстанской селекции интенсивного типа. Были использованы признаки «генов» короткостебельности (rht1, rht2,rht3) сортов Краснодарской и Украинской селекции: Безостая 1 и их мутанты, Карлик 1, Прогресс, Полукарлик и др. На основе этих генов-источников сортов, методом беккросса были созданы высокоурожайные, короткостебельные сорта озимой мягкой пшеницы: Алмалы, Арап, Майра и Алия. Испытания, проведенные в 2010–2012 гг. в Жамбылском сортоучастии, выявили высокую урожайность сорта Алмалы по сравнению с другими районированными сортами озимой пшеницы.
озимая пшеница
селекция
короткостебельные сорта
внутривидовая
межвидовая гибридизация
изменчивость
отбор
испытания
1. Васильева А.М., Фоменко Н.П. Зерновое хозяйство России. – М., 2012. – № 1. – С. 23–30.
2. Ерошенко Ф.В. Фотосинтетическая продуктивность растений высокорослых и низкорослых сортов. Автореферат докт. дис. – Ставрополь, 2011. – 42 с.
3. Жученко А.А. Учебное пособие. «Генетика». – М.: «Колос», 2003. – 498 с.
4. Жангазиев А.С. Селекционно-генетические особенности внутривидовых и межвидовых гибридов и создание сортов озимой пшеницы: дис….д-ра биол. наук. – Алмалыбак, 2010. – 209 с.
5. Маркелова Т.С. Основные направления селекции пшеницы на устойчивость к болезням // Защита и карантин растений. – 2011. – № 1. – С. 21–26.
6. Защита и карантин растений. – М., 2011. – № 1. – С. 21–23.
7. Петрова А.Н. Урожайность и технологические свойства зерна оз. мягкой пшеницы в зависимости от погодных условий 2001–2010 годов в сухостепной зоне Волгоградской области. – Волгоград, 2011. – № 5. – С. 34.
8. Уразалиев Р.А., Нурбеков С.И. Корреляция признаков озимой пшеницы различных агроэкотипов // Селекция и генетика пшеницы. – Алма-Ата, 1992. – С. 24–45.
9. Фоменко М.А. Селекция озимой мягкой пшеницы в условиях усиления аридности климата на Дону. Автореферат докт. дис. – Краснодар, 2015. – 45 с.

Повышение продуктивности сортов является одной из основных проблем селекции. Основу создания новых сортов составляет их изменчивость. Повышения продуктивности сортов возможно только за счет тех признаков, которые передаются по наследству. Источником этой наследственной изменчивости служат рекомбинации генов и хромосом, а также и мутации (генные, хромосомные, геномные и полиплоидия). Огромное разнообразие гибридного материала, созданного путем гибридизации, ставит перед селекционером задачу выявления среди них наиболее ценных сочетаний (комбинаций) для селекции на продуктивность.

Успех комбинационной и трансгрессивной селекции в значительной степени зависит от удачного подбора родительских пар для гибридизации. «Подбор – это вершина селекции, наиболее творческая ее часть», однако, несмотря на результаты многих генетических исследований, вопрос о подборе пар скрещивания разработан недостаточно. По данным авторов А.М. Васильевой, Н.П. Фоменко и А.А. Жученко [1, 3], продуктивность озимой пшеницы зависит от многих факторов, в том числе от подбора родительских пар для скрещивания, которые основываются на различных концепциях:

– подбор пар на основе эколого-географических различий;

– подбор пар на основе элементов структуры урожая;

– подбор пар на основе разной устойчивости к болезням и вредителям и др.

На основании многолетних селекционно-генетических исследований авторов [2, 6, 8] отмечена зависимость урожайности и качества зерна мягкой пшеницы от фотосинтетической продуктивности растений высокорослых и низкорослых сортов озимой пшеницы и погодных условий. Маркелова Т.С. на основе знания генетической структуры признаков родительских форм, по которым ведется селекция пшеницы, в своей концепции отметила основные направления по селекции на устойчивость к болезням [5]. В настоящее время районированные и перспективные сорта озимой мягкой пшеницы имеют ряд недостатков в отдельных или комплексе ценных признаков и свойств по сравнению с другими сортами или видами пшеницы (восприимчивостью к видам ржавчины, септориозу, к головным болезням – твердой головне, слабой морозо- и зимостойкостью, полегаемостью, низким содержанием белка, меньшей пластичностью к экстремальной среде и др.) и требуют значительной доработки.

Целью исследований является создание более высокопродуктивных, высококачественных, устойчивых к болезням и вредителям, к полеганию сортов озимой мягкой пшеницы, особенно в условиях поливного земледелия. В задачу исследования входило создание высоурожайных, короткостебельных сортов озимой пшеницы интенсивного типа, были использованы признаки гена-источника короткостебельностью (rht1, rht2, rht3) сорта Краснодарской и Украинской селекции: Безоста1 и их мутанты.

Материалы и методы исследований

Исследования проводили с 1991 по 2010 гг. на полях поливного стационара КазНИИ земледелия и растениеводства (КазНИИЗиР) в шестипольных селекционно-семеноводческих севооборотах (озимая пшеница, люцерна трехлетняя, яровая пшеница, соя), расположенного в предгорной зоне Заилийского Алатау, на высоте 650–750 метров над уровнем моря. С 2010–2012 гг. экспериментальная работа продолжена в Таразском государственном педагогическом институте (с. Бесагаш, опытный участок).

Зона исследований характеризуется резко континентальным климатом с большими суточными и годовыми колебаниями температуры воздуха (от 12 °С до 30 °С), неодинаковой по годам и сезонам суммой осадков (от 250 до 650 мм). Годовая среднемноголетняя сумма осадков 410 мм, из них на весну приходится 40 %, лето – 24 %, осень – 18 % и зиму – 19 %. Почвенный покров опытного участка представлен предгорными светло-каштановыми, среднесуглинистыми почвами. Содержание гумуса в пахотном слое почвы 0,9–3,0 %, общего азота – 0,15 % фосфора – 0,21 %.

Наиболее неблагоприятные (засушливые, жаркие) погодные условия для озимой мягкой пшеницы наблюдались в 1991, 1995, 1997, 2001 годах. В эти годы в начальный весенний период вегетации растений (март, апрель, май) выпали осадки от 50 до 80 мм, в сравнении со среднемноголетними значениями – 170 мм, или на 90–120 мм меньше осадков, чем среднемноголетние, а среднемесячная температура была на 2–4 °С выше, чем среднемноголетняя.

Основным методом получения гибридного материала остается внутривидовая и межвидовая гибридизация с местными сортами и лучшими сортами зарубежной селекции. В качестве исходного материала используют в основном сорта озимой пшеницы отечественной селекции, обладающие донорными качествами с комплексом хозяйственно ценных признаков и свойств: Сапалы, Наз, Нуреке, Карасай, Майра, Расад, Жалын, Карлыгаш, Южная-12, Жетысу, Прогресс, Безостая 1, и др. [4].

Результаты исследования и их обсуждение

При индивидуальном отборе и оценке линий нами был использован метод колоскового посева – «квадратно-гнездового». Известно, что продуктивность (кустистость) в значительной степени обуславливается числом зерен на одно растение. При большой кустистости, благодаря увеличению числа плодоносящих стеблей, будет и большее число зерен на одно растение. Коэффициент корреляции между кустистостью и числом зерен на растении равен r = ± 0,75 ± 0,8. По данным авторов Р.А. Уразалиева, С.И. Нурбекова [7], была установлена положительная корреляция между продуктивной кустистостью, озерненностью колоса и урожаем.

В этой связи при отборе линий гибридов в условиях предгорной зоны, обеспеченной осадками богары, особое внимание уделяется повышению продуктивности колоса и кустистости растений, их составляющим элементам продуктивности, т.е. растения (или куста) с хорошим выровненным и крупными цилиндрическими, цилиндрически-веретеновидными колосьями, сравнительно средней, средне-низкой прочной соломинкой, слабо поражающейся видами болезней и вредителями, с положительной корреляционной связью между массой зерен с колоса и урожаем зерна. В описании и оценке селекционного материала озимой пшеницы на основе морфофизиологических признаков использовали цифровой модифицированный метод по международному «классификатору» СЭВ, при котором оценка, отбор осуществлялись кодом. Для кодирования значения признаков использовались цифры от 1 до 9 (8–9 – наивысший показатель признака, 1–3 наименьшие показатели признака).

С учетом вышеуказанных параметров морфо-физиологических признаков, их особенностей поливного и неполивного агроэкотипа отбор гибридных линий проводили в F2-F8, и последующую всестороннюю оценку линий в гибридных питомниках с 2 до 8 года потомств. Результаты отбора из гибридных популяций F2-F8 от внутривидовых и межвидовых скрещиваний и оценка их линий и испытаний на продуктивность в питомниках (СП-1, КП, КСИ) станционного испытания, полученные результаты приводятся в табл. 1.

Таблица 1

Результаты отбора внутри межвидовых популяций (F2-F8) и испытания их линий на продуктивность в СП-1, КП, КСИ (1991–2010 гг.)

Годы испытаний

Изучен гибрид популяции

Оценка, отбор линий

Испытания линий на урожайность

Изучено

Отобрано

%

отбора

КП

%

отбора

КСИ

% отбора

Всего

выделено

1991–1995

1020

91400

2494

2,7

1556

60,0

330

36,5

7

1996 –2000

1683

67010

5700

8,5

1997

35,0

275

36,0

8

2001–2005

3200

49165

3536

7,2

1387

39,0

330

50,0

7

2006–2010

1350

80200

4000

5,0

1886

55,0

300

30,0

6

За 20 лет

7253

287775

15730

5,5

6826

46,0

1235

41,0

28

На последнем этапе селекционного процесса проводили испытания перспективных линий (F6-F8) в питомниках контрольного (КП), предварительного (ПСИ) и конкурсного сортоиспытания (КСИ) на продуктивность, полегаемость, зимостойкость, устойчивость к видам болезней, мукомольно-хлебопекарные качества зерна. Кроме того, проводили экологическое сортоиспытание выделившихся линий в 2 областях республики (Алматинской и Жамбылской). Всего в КП изучено 6826, в предварительном – 2318 и конкурсном сортоиспытании 1235 линий, в завершающим этапе (интенсивность отбора составила до 40 %). Большая часть линий КСИ (60 %) была выбракована из-за низкой урожайности, полегаемости, восприимчивости к видам болезней и низкого качества зерна.

За период селекционной работы по комплексу хозяйственно ценных признаков и свойств было выделено и переданы на Государственное сортоиспытание более 22 перспективных линий, из которых на государственное сортоиспытание передано 15 линий, из них в разное время 9 сортов были районированы в южных зонах Казахстана и Средней Азии (Алмалы – 2003, Арап – 2004, Майра – 2002, Таза – 2002, Алия и Нуреке – 2007, Фараби и Расад – 2011). Два сорта (Арап и Алия) допущены к использованию в республике Кыргызстан.

Алмалы. Сорт выведен методом внутривидовой гибридизации с последующим индивидуальным отбором из гибридной популяции – Болгарского сора Элатия (К-5043, ВИР) с сортом Безостая-1. В дальней родословной участвует короткостебельный итальянский сорт Ардито, в свою очередь полученный от скрещивания европейской мягкой пшеницы с низкорослым японским синтетическим сортом Якогуми, имеющим в генотипе ген карликовости (rht1 rht2), разновидность nigri-еrytrоspеrmum. Существенной биологической особенностью сорта является его комплексная(полевая) устойчивость к листостебельным болезням.

Сорт высокоурожайный. В благоприятных условиях урожайность зерна достигает до 70–80 ц/га. За годы конкурсного испытания (1994–1996 гг.) средняя урожайность сорта Алмалы составила 63–72 ц/га, т.е. в условиях полива новый сорт превысил стандартный сорт Жетысу и Безостая1 в среднем за три года на 5,8–8,0 ц/га. За годы Государственного испытания (1999–2003 гг.) на 17 сортоучастках из 19 по урожайности сорт Алмалы занял первое место и стабильно превосходил сорта-стандарты: Стекловидная-24, Безостая-1, Одесская-120, Жетысу, Южная-12, Богарная-56. Сорт Алмалы с 2002 года допущен к использованию в Алматинской, а с 2003 года в Жамбылской, Южно-Казахстанской и Кызылординской областях Казахстана, перспективен в странах Центральной Азии.

Арап (8423-15). Новый сорт озимой мягкой пшеницы «Арап улучшенный» выведен методом межвидового скрещивания из бэккроссных комбинаций 6997 (Безостая1T.durum)Безосая-1. Разновидность эритроспермум.

На стационарах «КазНИИЗ и Р» при орошении формировал урожай в среднем за 3 года 70,0 ц/га, превысив стандарт Прогресс на 16,0 ц/га, Жетысу – на 2,0 ц/га, а сорт Алмалы – на 1,6 ц/га. Сорт отличается сравнительно полевой устойчивостью (толерантность) к желтой и бурой ржавчине и септориозу. Сорт Арап в 2002–2004 гг. испытывался в 7 областях Кыргызстана: на поливе и на богаре и на 4 сортоучастках при орошении. Потенциальная продуктивность сорта – 89,0 ц/га получена в 2004 году при возделывании его на орошаемых сортоучастках Ак-Суйская ГСИС Чуйской области. Допущен к использованию в Республике Кыргызстан с 2004 года.

Майра (8423-15-33). Сорт выведен методом межвидового скрещивания и последующего двукратного индивидуального отбора из Беккроссных комбинаций Г-6967 (Безостая 1*8735 durum)*Безостая 1. Разновидность – эритроспермум. В неблагоприятных погодных условиях (2001–2003 гг.) его урожайность в среднем за три года составила 53,1 ц/га (с колебаниями от 43,5 до 61,0 ц/га), или больше стандарта на 13,1 ц/га. В зоне его районирования в Кызылординской области, на Жанакорганском ГСУ в среднем за три года (2005–2007 гг.) урожайность нового сорта составила 31,2 ц/га, что на 14,0 ц/га больше, чем у сорта Наз и на 7,0 ц/га больше чем, у сорта Безостая-1. Сорт Майра допущен к использованию в Кызылординской области с 2009 г.

Алия. Сорт выведен методом внутривидового скрещивания из гибридной популяции сорта Прогресс и селекционной линии 2440-48-194. Ген низкорослости сорта Прогресс (rht1, rht2, rht3), полученный через полукарликовую мутантную линию Краснодарский карлик, передался низкорослому, устойчивому к полеганию сорту Алие. Новый сорт относится к южной предгорно-степной агроэкологической группе. Разновидность эритроспермум. В среднем урожайность нового сорта (1999–2001 гг.) составила 66,2 ц/га, что выше, чем у стандарта Жетысу на 8,3 ц/га. По Алматинской области урожайность нового сорта в среднем за годы испытания составил 55,6 ц/га (на 3,6 ц/га больше чем у стандарта). На Чиликском комплексном сортоучастке урожай зерна за три года был 45 ц/га (на 4 ц/га больше, чем у стандарта Стекловидная-24). Сорт допущен к использованию в Алматинской области.

Хозяйственно-биологическая характеристика нового сорта Алмалы. Сорт относится к Среднеазиатской группе пшеницы. Сорт среднеспелый, вегетационный период 250–280 дней. Зимостойкость в условиях юга и юго-востока Казахстана высокая (92–98 %), а также высокая засухоустойчивость. Высота растений от 85 до 115 см, устойчив к полеганию. Сорт высокоурожайный. В благоприятных условиях урожайность зерна достигает до 70–80 ц/га. Анализ данных свидетельствует о том, что высокая урожайность сорта Алмалы обусловлена за счет более продуктивной кустистости (2,5) по сравнению с сортами Безостая 1 (2,2) и Стекловидная 24 (2,3) (табл. 2).

Таблица 2

Результаты испытываемых сортов озимой пшеницы на Жамбылском ГСУ-1: Орошаемая зона. Предшественник – зерновые (среднее за 2010, 2011, 2012 гг.)

сорт

Урожайность, ц/га

средняя

Масса

1000 з

Зимостойкость

Устойчив к болезни

2010

2011

2012

сорт

+ откл.

Стекловидная 24

18,6

23,3

13,3

18,3

стан-т

47,5

3,9

4 балл

Безостая 1

15,2

21,0

14,4

16,7

– 1,6

46,8

3,9

1

Жетысу

18,3

23,2

11

17,5

– 0,8

45,8

3,9

4,4

Алмалы

25,9

20

14,6

20,2

+ 1,9

48,8

4

4,1

2. Жуалинский ГСУ, богара – предшественник – пар

Стекловидная-24

6,3

12,0

12,4

10,2

0

37,6

3,7

0

Алмалы

7,0

11,6

13,5

10,7

0,5

36,1

3,6

0

Безостая 1

6,7

12,0

10,5

10,1

– 0,6

35,2

3,5

0

3. Жамбылский ГСУ – предшественник – пар

Стекловидная -24

21,4

13,2

14,4

16,3

ст-т

41,1

5

0

Алмалы

21,7

28,3

25,0

+ 7,1

40,8

5

0

4. Саркандский ГСУ – предшественник – пар

Стекловидная 24

38,8

23,4

52,8

38,3

ст-т

47,0

5

0

Алмалы

47,2

25,2

53,4

41,9

+ 3,6

44,1

5

0

Казахстанская 16

16,0

44,3

30,2

– 11,7

47,0

5

0

Одним из отличительных признаков сорта Алмалы от других сортов является черная окраска остей, которая не всегда явно проявляется в зависимости от погодно-климатических условий, района его возделывания. Она может меняться от черно-коричневого, сыро-дымчатого до соломенно-желтого цвета.

Существенной биологической особенностью сорта является его комплексная устойчивость к листостебельным болезням. В Жамбылской области (II–IV зоне) сорт Алмалы испытывался на 4 сортоучастках: два года на Жуалинском (по черному пару), три года на Красногорском по пару и по зерновому предшественнику. Почти на всех сортоучастках Жамбылской области сорт Алмалы превосходил по урожаю зерна районированные стандартные сорта озимой пшеницы: Безостую-1, Богарную-56, Стекловидную-24, соответственно на 3,2–4,4 ц/га (табл. 3).

Таблица 3

Урожайность сорта Алмалы по разным предшественникам на Жамбылском сортоучастке Жамбылской области (за 2010–2012 гг.)

Урожайности районированных сортов в Жамбылской области, по сортоучасткам, ц/га

Прибавка урожая, ц/га

Сорта

Жамбылский (ГСУ). – предш. зерновой

Красногорский (ГСУ) – предш. зерновой

Жуалинский (ГСУ) – предш. – пар

Средний

урожай, ц/га

Алмалы

28,5

12,0

17,8

19,4

+ 3,0

Безостая 1

24,2

10,0

14,0

16,0*

– 3,4

Богарная 56

22,8

10,2

 

16,5

– 2,9

Южная 12

21,8

9,5

14,1

15,1*

– 4,3

Стекловид. 24

22,8

10,7

15.6

16,4*

– 3,0

Заключение

За годы государственного сортоиспытания (2010–2012 гг.) урожайность сорта Алмалы в среднем на всех сортоучастках Жамбылской область составила 19,4 ц/га и заняла первое место среди сортов озимой пшеницы по урожайности зерна, которые стабильно превышали районированные сорта озимой пшеницы (Стекловидная 24, Богарная 56, Южная 12, Безостая 1) на 3,0 и 4,0 ц/га.


Библиографическая ссылка

Жангазиев А.С., Нурбеков С.И., Тайчибеков А.У., Торегелдиева Р.Т. МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ ПО СОЗДАНИЮ КОРОТКОСТЕБЕЛЬНЫХ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В КАЗАХСТАНЕ // Успехи современного естествознания. – 2017. – № 1. – С. 28-32;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36337 (дата обращения: 19.06.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674