Оценка устойчивости к полеганию яровых тритикале на основе изучения физико-механических свойств

Представлены результаты исследования архитектоники и физико-механических свойств стеблей селекционных форм яровых гексаплоидных тритикале различного эколого-географического происхождения. Объектами исследований служили признаки 19 коллекционных и селекционных образцов из коллекций Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР) и Сибирского научно-исследовательского института растениеводства и селекции – филиала Федерального исследовательского центра Института цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук (СибНИИРС – филиал ИЦиГ СО РАН). Изучение макрометрических параметров выполнялось на 25 репрезентативных экземплярах каждого селекционного образца при достижении ими фазы полной спелости в течение трех лет (2021–2023). Сопротивление стебля изгибу или излому определяли на изготовленном в СибНИИРСе экспериментальном образце, в конструкции которого предусмотрены устойчивая платформа, перекладины для фиксации образца и прорезь для размещения динамометра. Предрасположенность растений тритикале к полеганию оценивалась по совокупности признаков: массы 10-сантиметровой соломины 2-го междоузлия; сопротивлению стебля излому, определяемому по пиковому показанию электронного динамометра; плотности ткани стебля 2-го междоузлия. Изученные образцы существенно различались по данным параметрам и характеризовались различной степенью устойчивости к полеганию. По совокупности прочностных параметров выделены перспективные селекционные образцы, которые могут быть использованы как источники ценных признаков. Применение метода главных компонент позволило выявить маркерный признак «сумма длин 2-го и 3-го междоузлий», который являлся определяющим в обеспечении высокой устойчивости к полеганию у изучаемых образцов. Установлена тесная взаимосвязь признака массы 10-сантиметровой соломины 2-го междоузлия с параметром сопротивления стебля излому. Сопряженность этих характеристик позволит выявить источники ценных признаков и целенаправленно вести селекционный процесс яровых тритикале на устойчивость к полеганию без привлечения короткостебельных форм.

1. Arseniuk E. Recent Developments in Triticale Breeding Research and Production – An Overview // Ekin Journal of Crop Breeding and Genetics. 2019. Vol. 5 (2). P. 68–73.

2. Stepochkin P., Stasyuk A. The interphase period “germination–heading” of 8x and 6x triticale with different dominant Vrn genes // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2021. Vol. 25 (6). P. 631–637. DOI: 10.18699/VJ21.071.

3. Pozo A., Mendez-Espinoza A., Castillo D. Neglected and Underutilized Crops. Triticale. Publisher: Academic Press. 2023. P. 325–350.

4. Mergoum M., Sapkota S. Triticale (x Triticosecale Wittmack) Breeding // Advances in Plant Breeding Strategies: Cereals. Publisher: Springer Nature Switzerland, 2019. P. 405–443. DOI: 10.1007/978-3-030-23108-8_11.

5. Диброва Ж.Н., Крылова А.П. Значение роста объема производства зерна тритикале для страны // Пищевая промышленность. 2018. № 12. С. 20–23.

6. Скатова С.Е., Гриб С.И., Тысленко А.М., Зуев Д.В. Новые эврибионтные сорта ярового тритикале. Современные тенденции в научном обеспечении агропромышленного комплекса: коллективная монография. Под ред. В.В. Окоркова. Новый, 2019. С. 207–209.

7. Крупин П.Ю, Черноок А.Г., Карлов Г.И., Соловьев А.А., Коршунова А.Д., Дивашук М.Г. Изучение эффектa генов короткостебельности пшеницы (triticum aestivum l.) и ржи (secale cereale l.) на примере расщепляющейся популяции яровой тритикале в условиях вегетационного опыта // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54. № 5. С. 920–933. DOI: 10.15389/agrobiology.2019.5.920rus.

8. Khobra R., Sareen S., Meena B.K., Kumar A., Tiwari V.K., Singh G.P. Exploring the traits for lodging tolerance in wheat genotypes // Physiol. Mol. Biol. Plants. 2019. Vol. 25 (3). P. 589–600. DOI: 10.1007/s12298-018-0629-x.

9. Агеева Е.В., Леонова И.Н., Лихенко И.Е. Полегание пшеницы: генетические и экологические факторы и способы преодоления // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Vol. 24 (4). P.356–362. DOI: 10.18699/VJ20.628.

10. Feng S., Kong D., Ding W., Ru Z., Li G., Niu L. A novel wheat lodging resistance evaluation method and device based on the thrust force of the stalks // PLoS One. 2019. 14 (11). Р. 0224732. DOI: 10.1371/journal.pone.0224732.

11. Shah L., Muhammad Y., Shah S., Nadeem M., Ali A. Improving Lodging Resistance: Using Wheat and Rice as Classical Examples // International Journal of Molecular Sciences. 2019. Vol. 20 (17). Р. 4211. DOI: 10.3390/ijms20174211.

12. Yang Y., Liu H., Tian X., Du W. Lodging resistance and feeding quality of triticale and cereal rye lines in an alpine pastoral area of P. R. China // Agronomy Journal. 2022. Vol. 114 (2). P. 1284–1297. DOI: 10.1002/agj2.21012.

13. Тищенко В.Н., Динец О.Н. Особенность формирования признака «толщина соломины второго междоузлия» и его значение в технологии селекционного процесса озимой пшеницы // Вестник Курганской ГСХА. 2021. № 4. С. 22–28.

14. Kong E., Liu D., Guo X., Yang W., Sun J. Anatomical and chemical characteristics associated with lodging resistance in wheat // The Crop Journal. 2013.Vol. 1(1). P. 43–49.

15. Stubbs C., Oduntan Y., Keep T., Noble S., Robertson D. The effect of plant weight on estimations of stalk lodging resistance // Plant Methods. 2020. Vol. 16 (128). P. 1–18. DOI: 10.1186/s13007-020-00670-w.

16. Divashuk M., Chernook A., Kroupina A. TaGRF3-2A Improves Some Agronomically Valuable Traits in Semi-Dwarf Spring Triticale // Plants. 2021. Vol. 10 (10). Р. 2012. DOI: 10.3390/plants10102012.

17. Гребенникова И.Г., Чешкова А.Ф., Стёпочкин П.И., Алейников А.Ф., Чанышев Д.И. Методика оценки экологической пластичности сортов злаковых культур // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2020. Т. 50. № 2. С. 100–108.

18. Пинкаль А.В., Кривко Ю.В., Кротова Л.А. Оценка устойчивости к полеганию однодольных и двудольных культур на основе изучения анатомического строения стебля // Омский научный вестник. 2012. № 2 (114). С. 172–175.

19. Образцов В.Н., Кадыров С.В., Федотов В.А. Способы раннего прогнозирования полегания злаковых культур по признакам прочности главного стебля // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2020. № 1 (64). С. 61–68.