Материал: Беляева М.В., Мальчиков П.Н., Мясникова М.Г., Шаболкина Е.Н.. Иммунитет, адаптативность и качество сортов яровой твёрдой пшеницы в среднем Поволжье

получения положительных трансгрессий (прочность плюс эластичность клейковины) по этим свойствам в селекции твёрдой пшеницы в Среднем Поволжье. Анализ селекционных линий по величине SDS седиментации и параметрам миксографа позволяет положительно оценить эти перспективы (табл. 2). Ряд селекционных линий (2302Д-5, 2302Д-6, 2302Д-7, 2302Д-8, 2302Д-10, 2302Д-21) имеют высокие значения SDS (превышают среднее значение родительских сортов на 12,8- 64,1%) и параметров РТ и BW. Эти линии, предположительно, должны обладать высоким уровнем IG.

Кроме устойчивости к патогенам и качественным характеристикам, наиболее адаптированные к условиям Поволжья австралийские сорта Hyperno, Tаmmoroi, Tjikuri, L5046 (Nax 2), L5018, несущие ген редукции высоты растений Rht В1b, Целесообразно использовать в селекции интенсивных, устойчивых к полеганию сортов низкорослого морфотипа.

Важным направлением в селекции твёрдой пшеницы в условиях степных районов Поволжья и Урала с повышенной долей солончаковых пятен (15,0-20,0% пахотных земель в районе Самарского НИИСХ), отчетливо проявляющихся по ингибированию травостоя хлебных злаков в засушливые годы, может быть создание и возделывание солеустойчивых сортов. Солеустойчивость определяется способностью растений на уровне клеток, их структур и целого организма нейтрализовать полностью или частично отрицательное действие засоления на интенсивность ростовых процессов. Большинство злаков, в том числе твёрдая пшеница, относятся к гликофитам – растениям, хорошо приспособленным к реализации продукционных возможностей в условиях незасоленных почв. Тем не менее, в условиях засоления они также обнаруживают способности переносить этот стресс с минимальными потерями для продуктивности. Из возделываемых в России зерновых культур твёрдая пшеница наиболее чувствительна к засолению. Функционирование транслоцированных в твёрдую пшеницу из Triticum monococcum генов Nax-1 и Nax-2 проявляется в фенотипе в виде исключения ионов Na+ из клеток листовых пластинок и корневых волосков. Основная часть Na+ концентрируется в вакуолях листовых влагалищ [6], что уменьшает его токсичное действие в фотосинтезирующих тканях и интенсивно делящихся меристемных клетках. Аналогичный механизм нейтрализации действует и в генотипе образца L740. Кроме этого, засухоустойчивые генотипы могут обладать и повышенной устойчивостью к засолению. В целом все клеточные механизмы, которые обеспечивают засухоустойчивость растений: осмотическая регуляция, стабильность клеточных мембран,

фосфорилирования в процессе дыхания, нейтрализация свободных радикалов в биохимических реакциях и др., могут влиять на солеустойчивость. Ещё в 60-е гг. ХХ века отнесённые к высоко засухоустойчивым сорта Харьковская 46 и Безенчукская 105, отличались физиологической устойчивости к солевому стрессу. Эти сорта стали основными компонентами для совершенствования блока генов адаптивности в Поволжье и на Урале. В связи с этим правомерно предположение, что на стадии проростков (до образования листовых влагалищ – основных органов, накапливающих вредоносные катионы Na+ в генотипах Nax-1, Nax-2 и L740), сорта местной селекции могут отличаться высокой солеустойчивостью, что в перспективе позволяет надеяться на получение трансгрессий по устойчивости. Результаты изучения в лабораторных условиях устойчивости к солевому стрессу в стадии проростков сортов L740 и L5046 – Nax-2, Безенчукская 210, Золотая и селекционных линий, полученных отбором из гибридной популяции Nax-2/Золотая, представлены в таблицах 3-5.

Показатели энергии прорастания и всхожести в целом по всем сортам имели тенденцию к снижению на вариантах с высокой концентрацией NaCl (150 мМ и 200 мМ).

Таблица 3 Показатели энергии и всхожести семян сортов твёрдой пшеницы при их проращивании в условиях

осмотического стресса, созданного по градиенту водного раствора NaCl

8Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии Вып.4/2018

Почти все изученные сорта испытывали подавляющее действие солевого стресса на этих вариантах. Максимальная депрессия энергии и всхожести семян на этих вариантах отмечена у линии

2302д-1 – 14,3; 13,3%, Безенчукской 210 – 30,9; 21,4% и Linie 740 – 22,2; 22,2% для энергии и всхожести соответственно. Сорт Безенчукская 210 имеет хорошие показатели всхожести на всех средах, за исключением варианта с максимальной концентрацией NaCl 200 мМ (1,2%). Австралийский сорт, несущий ген Nax-2, имел незначительную депрессию только по энергии прорастания, максимально проявившуюся на фоне NaCl 200 мМ (-7,1%). Минимальная депрессия среди селекционных линий отмечена у 2302д-6 (-2,1%; +4,2% к контролю) и 2302д-7 (-8,3%; 0,0% к контролю). Снижение этих показателей в средней степени наблюдалось на среде с максимальной концентрацией (NaCl 200мМ) при проращивании семян сорта Золотая -9,4% и 8,3%.

Данные о депрессии изученных генотипов по энергии прорастания и всхожести семян в условиях солевого стресса в основном совпадают с данными по депрессии длины и массы проростков и корней, за исключением данных по сорту L740. Сильная чувствительность отмечена для линии 2302д-2, которая испытывала наиболее значимое негативное воздействие стресса на всхожесть и энергию прорастания семян. Значительная депрессия по длине ростка и корешков и их массе, особенно на наиболее жёстком варианте (200мМ NaCl), наблюдалась у линий 2302д-1, 2301д- 4

и2301д-5. Сорт из австралийской коллекции Linie 740 по накоплению сухого вещества в ростке

икорешках, в отличие от параметров всхожести и энергии прорастания, на экспериментальных вариантах был одним из лучших среди изученных сортов, негативное воздействие концентрации соли наблюдалось только на наиболее жёстком варианте – 200мМ NaCl. Высокая устойчивость роста на стадии проростков на всех вариантах обнаружена у сорта L5046 (Nax-2), что указывает на вероятность наличия у этого генотипа, кроме механизма компартаментации натрия в вакуолях листовых влагалищ, физиологических механизмов устойчивости на клеточным уровне. Из селекционных линий близкие к уровню этого генотипа параметры устойчивости показала линия

2307д-7.

Таблица 4 Длина ростков и корешков генотипов твёрдой пшеницы при проращивании семян в условиях осмотического стресса, созданного по градиенту водного раствора NaCl, мм и % к контролю

Таблица 5 Масса сухого вещества ростков и корешков генотипов твёрдой пшеницы при проращивании семян

в условиях осмотического стресса, созданного по градиенту водного раствора NaCl, грамм и % к контролю

Заключение. Пониженную приспособленность сортов Caporoi, LineZb1 – Nax-1, L740, Yalloroi

необходимо учитывать при гибридизации и предусмотреть схему применения беккроссной селекции. Большинство австралийских сортов целесообразно использовать в селекции селекционно-ценных форм, устойчивых к патогенам, вызывающим листовые пятнистости. Сорта Tаmoroi, Hyperno, L5018, Tjikuri являются источниками устойчивости к стеблевой ржавчине, высокого содержания каротиноидов и перспективны в селекции сортов низкорослого морфотипа. Все сорта из Австралии можно использовать для повышения уровня эластичности теста и, возможно, для улучшения индекса глютена. Селекционные линии 2302Д-5, 2302Д-6, 2302Д-7, 2302Д-8, 2302Д-10, 2302Д-21 отличаются высокими значениями SDS, прочности и эластичности клейковины и, предположительно, должны обладать высоким уровнем IG. Предполагается, что сорта L5046 – Nax-2 и L740, кроме описанных в литературе механизмов солеустойчивости, препятствующих поступлению натрия в фотосинтезирующие и меристематические ткани, обладают высоким уровнем физиологической устойчивости. Селекционная линия 2302Д-7 отличается значительным уровнем физиологической устойчивости к осмотическому стрессу.

Библиографический список

1.Васильчук, Н. С. Оценка прочности клейковины в процессе селекции твердой пшеницы (Triticum durum Desf.) / Н. С. Васильчук, С. Н. Гапонов, Л. В. Еременко, Т. М. Паршикова // Аграрный вестник Юго-Востока. –

2009. – №3. – С. 34-39.

2.Кремнева, О. Ю. Диагностика и методы оценки устойчивости пшеницы к возбудителю желтой пятнистости листьев / О. Ю. Кремнева, Г. В. Волкова // Методические рекомендации. – М., 2007. – 20 с.

3.Корчагин, В. А. Основные тенденции изменения агрометеорологических показателей погодных условий в Среднем Заволжье за последние 100 лет (1904-2004 гг.) / В.А. Корчагин, О.И. Горянин. – Самара, 2005. – 76 с.

4.Мальчиков, П. Н. Относительное развитие признаков продуктивности твёрдой пшеницы в процессе селекции / П. Н. Мальчиков, М. Г. Мясникова // Вавиловский журнал генетики и селекции. – 2012. – T. 16,

№4-2. – C. 987-997.

5.Malchikov, P. N. Formation of gene association for general homeostasis and performance components of durum wheat (Triticum durum Desf.) / P. N. Malchikov, M. G. Myasnikova // Russian Journal of Genetics : Applied Research.

– 2016. – Vol. 6, № 4. – P. 357-366.

10Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии Вып.4/2018

6.Sissons, M. Role of durum Wheat Composition on the Quality of Pasta and Bred 7 / M. Sissons // Global Science

Books «Food». – 2008. – P. 77-90.

7.Munns, R. Genetic control of sodium exclusion in durum wheat Research / R. Munns, G. J. Rebetzke, S. Husain [et al.] // Australian Jornal of Agricultural. – 2003. – Vol. 54. – P. 627-635.

8.James, R. A. Major genes for Na+ exclusion, Nax1 and Nax 2 (Wheat HKT1;4 and HKT1;5), decrease Na+ accumu-lation in bread wheat leaves under saline and waterlogged conditions / R. A. James, C. Blake, S. B. Caitlin,

R. Munns // Jornal of Experimental Botany. – 2011. – Vol. 62, № 8. – P. 2939-2947. DOI: 10.1093/jxb/err003

9.Zhu, Jian-Kang. Genetic Analysis of Salt Tolerance in Arabidopsis: Evidence for a Critical Role of Potassium Nutrition / Jian-Kang Zhu, Jiping Liu, Liming Xiong // The Plant Cell. – 1998. – Vol. 10. – P.1181-1191.

Bibliography

1.Vasilchuk, N. S. Assessment of gluten strength in durum wheat selection (Triticum durum Desf.) / N. C. Vasil'chuk, S. N. Gaponov, L. V. Yeremenko, T. M. Parshikova // Agrarian Bulletin of the South-East. – 2009. – №3. – P. 34-39.

2.Kremneva, O. Yu. Diagnosis and the methods of evaluation of wheat resistance to the pathogen of yellow leaf spots / O. Yu. Kremneva, G. V. Volkova // Methodical recommendations. – M., 2007. – 20 p.

3.Korchagin, V. A. The Main trends of changes in the weather conditions of agricultural meteorological indicators in the middle Volga region in the last 100 years (1904-2004). – Samara, 2005. – 76 p.

4.Malchikov, P. N. The relative development of productivity signs of durum wheat in the selection process /

P. N. Malchikov, M. G. Myasnikova // Vavilov journal of genetics and selection. – 2012. – Vol.16, №4-2. –

P.987-997.

5.Malchikov, P. N. Formation of gene association for general homeostasis and performance components of durum wheat (Triticum durum Desf.) / P. N. Malchikov, M. G. Myasnikova // Russian Journal of Genetics : Applied Research.

– 2016. – Vol. 6, № 4. – P. 357-366.

6.Sissons, M. Role of durum Wheat Composition on the Quality of Pasta and Bred 7 / M. Sissons // Global Science

Books «Food». – 2008. – P. 77-90.

7.Munns, R. Genetic control of sodium exclusion in durum wheat Research / R. Munns, G. J. Rebetzke, S. Husain [et al.] // Australian Jornal of Agricultural. – 2003. – Vol. 54. – P. 627-635.

8.James, R. A. Major genes for Na+ exclusion, Nax1 and Nax 2 (Wheat HKT1;4 and HKT1;5), decrease Na+ accumulation in bread wheat leaves under saline and waterlogged conditions / R. A. James, C. Blake, S. B. Caitlin, R. Munns // Jornal of Experimental Botany. – 2011. – Vol. 62, № 8. – P. 2939-2947. DOI: 10.1093/jxb/err003

9.Zhu, Jian-Kang. Genetic Analysis of Salt Tolerance in Arabidopsis: Evidence for a Critical Role of Potassium Nutrition / Jian-Kang Zhu, Jiping Liu, Liming Xiong // The Plant Cell. – 1998. – Vol. 10. – P.1181-1191.