employee
Russian Federation
GRNTI 68.01 Общие вопросы сельского хозяйства
The results of investigations on revealing the features of the structure formation of seed productivity in new genotypes of peas with non-permeable beans are presented. Selection of Kaban, Fregat, Veles varieties and sample KT-6489 with a new trait was aimed at increasing the number of beans and seeds per plant. The increase in seed productivity was accompanied by a decrease in the mass of 1000 seeds and an increase in the performance of beans. Differences in the variability of the examined signs of seed productivity testify to the genotypic characteristics of the reaction to the effect of environmental conditions. The selection value of the “productivity of seed formation” and its hereditary character is grounded. The use of sources with a high seed-forming ability in breeding has contributed to an increase in the proportion of seeds from planted ovules on the plant. In the varieties with soft beans, the values of this feature, depending on environmental conditions, varied within the range 54.4-70.9%. In new breeding developments, these figures were significantly increased to 81.8-91.0%. Statistical analysis proved the reliability and significance of genotypic differentiation of the trait in changing environmental conditions. A high significant effect of the genotype with a share of 83.7% on the variability of seed production was established. The influence of the environment and the interaction of the factors “genotype x environment” on the trait was assessed by a weak impact (3.61 and 3.94%). The presence of stable genotypes in the study group results from the revealed advantage of variance of genotypes over the variance of the “genotype-environment” interaction. A sample of KT-6489 with a weak variability in seed production (1.6%) with variations by years 84.0-86.7% was isolated.
pea, genotype, non- pergameneous beans, productivity of seed formation, variability.
Генеративная сфера гороха Pisum sativum L. характеризуется ярусным расположением соцветий, цветков, бобов, развивающихся из пазушных побегов на узлах и закладывающиеся поочередно по мере нарастания верхушечного конуса растений [1]. На одном растении гороха может формироваться до 150 цветков [2]. Потенциал растений современных сортов в среднем составляет 83 семязачатка [3]. Реализация потенциала семенной продуктивности может ограничиться гибелью завязей, стерильностью семязачатков. Даже при самых благоприятных условиях генетически обусловленный потенциал плодо-и семяобразования у современных растений гороха реализуются лишь на 68 и 64 % соответственно, в условиях агроценоза, приближенному к производственному, эти показатели существенно снижаются [4]. Асинхронность развития и стерильность семязачатков на растениях гороха обусловлена обострением конкуренции на разновозрастных узлах при ограниченном обеспечении ассимилятами, а также расположением их в завязи [5, 6]. При создании высокоурожайных сортов Н.Е. Новикова (2002) предлагает использовать источники с продуктивностью семяобразования 70-72 % и массой 1000 семян 195-225 г. В генофонде Pisum sativum L. нами выявлен образец МС-1Д к-8853 (ВИР) с беспергаментными бобами, у которого доля семян от числа семязачатков в зависимости от условий года достигала 88,5-100 % [7]. Данный образец наряду с другими аналогичными донорами с беспергаментными бобами был включен в селекционную программу, на основе которых создан исходный материал с устойчивостью к раскрыванию бобов [8, 9]. Генетический контроль признака обусловлен двумя генами p и v, которые в рецессивном состоянии определяют нарушение образования лигнинового слоя эндокарпа [10, 11, 12]. В процессе селекции при отборе растений в качестве маркерных признаков использовали число бобов и семян на растении, семязачатков и семян в бобе, которые определяют структуру семенной продуктивности генотипа. В настоящей работе рассмотрены результаты использования в качестве селекционного признака продуктивность семяобразования - долю семян от числа семязачатков. Данная проблема представляет актуальность для дальнейшего совершенствования направления селекции гороха.
Условия, материалы и методы исследований. Исследования проводились на опытном поле Татарского НИИСХ, расположенном в Предкамской зоне Республики Татарстан.
Трехлетний этап исследований охватывал годы, сильно различающиеся по метеорологическим условиям в период вегетации гороха. Данные таблицы 1 показывают, что наиболее засушливые условия складывались в 2014 и 2016 гг. с ГТК, соответственно, 0,58 и 0,53. Формирование репродуктивной зоны проходило, в основном,
под воздействием дефицита влаги и повышенного температурного режима. Период цветения 2014-го и образования бобов и семян 2015-го года характеризовались избыточным увлажнением. Неравномерное распределение гидротермических параметров погодных условий по фазам вегетации растений гороха также негативно повлияло на формирование потенциала сортов.
В исследования были включены сорта селекции ТатНИИСХ различных морфотипов. В 2014-2016 гг. в конкурсном изучении сравнивались новые селекционные достижения с беспергаментными бобами (Кабан, Фрегат, Велес, КТ-6489) с ранее созданными сортами с лущильными бобами Ватан и Венец. За исключением листочковых сортов Кабан и Венец, генотипы характеризовались усатым типом листа.
Питомник высевался с густотой 130 всхожих семян на 1 м2, учетная площадь делянок – 20 м2. Для анализа были использованы растения с четырех постоянных площадок, заложенных на несмежных рядках двух повторностей. На растениях учитывали число бобов, семязачатков, семян, число семязачатков и семян в бобе, массу 1000 семян. Дисперсионный, вариационный анализы проведены по Б.А. Доспехову (1985).
1. Makasheva R.Kh. Kulturnaya flora SSSR. Zernovye bobovye kultury. Ch. 1. Gorokh. [Cultural flora of the USSR. Cereal legumes. Part 1. Peas]. Leningrad, “Kolos”, Leningradskoe otdelenie, 1979. P. 324.
2. Akhundova V.A. Morfogenez i osobennosti potentsialnoy i realnoy produktivnosti odnoletnikh bobovykh rasteniy. // Materialy IV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konf.: introduktsiya netraditsionnykh i redkikh selskokhozyaystvennykh rasteniy. (Morphogenesis and features of the potential and real productivity of annual leguminous plants. // Proceedings of IV International scientific and practical conference: Introduction of Unconventional and Rare Agricultural Plants). - Ulyanovsk. - 2002. - Vol. 1. - P. 209-211
3. Panarina V.I. Endo-ekzogennye faktory regulyatsii plodo- i semyaobrazovaniya u sovremennykh sortov gorokha. Avtoref. diss. na soisk. uch. st. k.s.-kh.n. (Endo-exogenous factors of regulation of fruit and seed formation in modern varieties of peas. Author’s abstract of dissertation for a degree of Ph.D. of Agricultural sciences). Orel. - 2011. - P. 23.
4. Panarina V.I., Amelin A.V. On the influence of weather conditions, coordination interaction and plant morphotype on the potential and real fruit production of modern varieties of pea. [O vliyanii pogodnykh usloviy, tsenoticheskogo vzaimodeystviya i morfotipa rasteniy na potentsialnoe i realnoe plodo- semyaobrazovanie sovremennykh sortov gorokha]. // Vestnik OrelGau. - The Herald of Orel SAU. - №3. 2010. - P. 21-25.
5. Novikova N.E. Fiziologicheskoe obosnovanie roli morfotipa rasteniy v formirovanii urozhaynosti sortov. Avtoref. diss. na soisk. uch. st. d.s.-kh.n. (Physiological substantiation of the role of morphotype of plants in the formation of yields of varieties. Author’s abstract of dissertation for a degree of Ph.D. of Technical sciences). Orel. - 2002. - P. 46.
6. Polozov G.Yu., Fadeev E.A., Shurkhaeva K.D. Faktornyy analiz vypolnennosti bobov gorokha posevnogo (Pisum sativum L.). // Povyshenie ustoychivosti proizvodstva selskokhozyaystvennykh kultur v sovremennykh usloviyakh. // Sb. nauchnykh materialov. (Factor analysis of the performance of pea seeds (Pisum sativum L.). // Increase of the stability of agricultural crops production in modern conditions. // Collection of scientific proceedings). - Orel. - 2008. - P. 389-395
7. Shurkhaeva K.D. Otsenka genofonda gorokha i perspektivy ego selektsionnogo ispolzovaniya v usloviyakh Srednego Povolzhya. Dis.na soisk. uch. st. k.s.kh.n. (Evaluation of peas the genepool and prospects for its selection use in the Middle Volga region: dissertation for a degree of Ph.D. of Agricultural sciences). 2011.
8. Fadeev E.A. Selektsionnaya tsennost iskhodnogo materiala gorokha (Pisum sativum L.) s razlichnoy morfologiey lista i boba: Avtoref. diss. na soisk. uch. st. k.s.-kh.n. (The selection value of the initial pea material (Pisum sativum L.) with different leaf and bean morphology: dissertation for a degree of Ph.D. of Agricultural sciences). Kazan. - 2014. - P. 23.
9. Fadeeva A.N., Fadeev E.A. Napravleniya selektsii gorokha na ustoychivost k osypaniyu. // Materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konf. “Povyshenie APK v sovremennykh usloviyakh”, posv. 95-letiyu so dnya osnovaniya TatNIISKh. (Directions of peas selection for resistance to shattering. // Proceedings of Russian Scientific and Practical Conference “Increasing the argoindustrial complex in modern conditions”, dedicated to the 95th anniversary of the founding of TatNIISKh). - Kazan, Tsentr innov. tekhnologiy, 2015. - P. 312-320
10. Reid, J.B., & Ross, J.J. Mendel's genes: toward a full molecular characterization. Genetics, 2011, 189(1). p. 3-6
11. Sinjushin A. Mutation Genetics of Pea (Pisum sativum L.): What Is Done and What Is Left to Do. Ratar.Povrt. 50:2 (2013) p.36-43
12. Ellis T.H.N., Hofer J.I., Timmerman-Vaughan G.M., Coyne C.J., Hellens R.P. Mendel, 150 years on. Trends in Plant Science, 2011, 16. P.590-596.
13. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. [Field experience methodology]. - M. Izd-vo Kolos; 1985. - P. 351.
