НОВІ ЛІНІЇ СОЇ, СТВОРЕНІ МЕТОДОМ ГІБРИДИЗАЦІЇ

Список авторов:

Анотация:

Ключевые слова:

Сельскохозяйственные науки

Medvedeva L.R.

senior scientist

Institute of Agriculture of the Steppe of the NAAS

Krentsiv J.I.

junior scientist

Institute of Agriculture of the Steppe of the NAAS

Медведєва Л. Р.

старший науковий співробітник

Інститут сільського господарства Степу НААН

Кренців Я. І.

молодший науковий співробітник

Інститут сільського господарства Степу НААН

NEW LINES OF SOY CREATED BY THE HYBRIDIZATION METHOD

НОВІ ЛІНІЇ СОЇ, СТВОРЕНІ МЕТОДОМ ГІБРИДИЗАЦІЇ

Summary. The method of intrinsic hybridization has created new lines of soy which are characterized by high productivity, quality of seeds, drought tolerance, plasticity and stability, resistance to major diseases and changes of environmental factors. Scientific researches have been conducted in the Institute of Agriculture of the Steppe of the NAAS during 1999-2016. In 1999 and 2001 in the field conditions, the first forced crossings of soybean of various geographical origin were carried out according to the generally accepted method. In cross-breeding schemes, the collection samples of domestic and foreign selection, namely French and Canadian, were used. Further work with hybrid populations was carried out using the Pedigree method. Selection of ancestral plants began with F2 and continued it in subsequent generations until constant lines were obtained.

Key words: soybean, hybridization, selection, line, yield

Анотація. Методом внутрішньовидової гібридизації створені нові лінії сої, які характеризуються високою продуктивністю, якістю насіння, посухостійкістю, пластичністю і стабільністю, стійкістю до основних хвороб та зміни факторів навколишнього середовища. Дослідження проводили в Інституті сільського господарства Степу НААН впродовж 1999–2016 рр. У 1999 та 2001 рр. в польових умовах за загальноприйнятою методикою були проведені перші примусові схрещування сої різного географічного походження. У схемах схрещування використали колекційні зразки вітчизняної та зарубіжної селекції, а саме французької та канадської. Подальшу роботу з гібридними популяціями проводили методом «педігрі». Добір родоначальних рослин почали з F2 і продовжували його в наступних поколіннях до одержання константних ліній.

Ключові слова: соя, гібридизація, селекція, лінія, урожайність

Постановка проблеми. Широке впровадження білково-олійної культури сої в світовому сільському господарстві обумовлено виключним багатством, відмінною якістю хімічного складу насіння, економічністю і досить низькою енергоємкістю виробництва, універсальністю застосування в кормових, харчових, технічних і медичних цілях.

Для успішного впровадження сої у виробництво велике значення має правильний вибір сорту щодо напрямку використання та ґрунтово-кліматичних умов вирощування.

Кіровоградщина є зоною нестійкого та недостатнього зволоження. Завдяки підвищеній стійкості сої до посухи, вона може стабільно забезпечити область урожаями зерна в межах 2,0-2,5 т/га, при відповідній агротехніці. Умови для цього в Кіровоградській області є, тим більше, що сорти створені в Інституті сільського господарства Степу НААН – високоврожайні, ранньостиглі та середньоранні.

Аналіз останніх досліджень і публікацій.

Соя – одна з найголовніших культур світового землеробства, яка являє собою основу піраміди рослинного білка і посідає перше місце серед світових ресурсів виробництва олії, шроту і комбікормів. Ця культура підвищує родючість ґрунту і захищає середовище від забруднення, ефективно використовує добрива, придатна для вирощування на зайнятих парах. Завдяки цьому світове виробництво зерна сої постійно збільшується, а це надійний шлях до виходу із продовольчої і енергетичної кризи, підвищення культури землеробства, формування ресурсів рослинного білка і олії [1].

Глобальні зміни клімату, що спостерігаються і в Україні, температурний і водний режим, які так швидко змінюються, потребують створення сортів сільськогосподарських культур нового типу та розробки сучасних волого-, ресурсозберігаючих технологій. Для цього необхідно враховувати специфіку умов України, особливо її степової частини, яка відзначається значним коливанням температури і кількості опадів. Тому для степової зони необхідні добре адаптовані посухо-, жаростійкі сорти, здатні формувати задовільний рівень урожаю в умовах недостатнього зволоження [2].

Соя є культурою мусонного клімату. Для умов Степу необхідно покращувати, насамперед, головну ознаку культури – посухостійкість. Значну селекційну цінність мають форми сої з коротким періодом «сходи-початок цвітіння» і подовженим «цвітіння-дозрівання», а також з потужною кореневою системою та ланцетними листками [3].

Серед багатьох факторів, що впливають на врожайність, головна роль належить особливостям сорту. Рівень протистояння несприятливим факторам зовнішнього середовища залежить від адаптивних ознак сорту [4].

Головним завданням селекціонерів у збільшенні виробництва сої в умовах Степу є створення і впровадження у виробництво саме адаптивних сортів з високою врожайністю та якістю насіння, пристосованих до конкретних умов вирощування [5].

Основним методом створення сортів сої є гібридизація. Комбінування таким шляхом генів підвищеної продуктивності та адаптивності дає можливість створити новий вихідний матеріал, що поєднує обидві ознаки. Особливість селекції подібних генотипів полягає в необхідності оцінки їх господарсько-цінних ознак у різних екологічних умовах, у тому числі й стресових [6].

Однак міжсортова гібридизація звужує генетичну основу селекції, що ускладнює створення сортів нового покоління, які окрім високої врожайності і якості продукції повинні характеризуватися стабільністю, стійкістю до екстремальних умов вирощування, мають бути придатними для органічного землеробства та нульових технологій обробітку ґрунту. Тому актуальним у селекції сої є розширення генетичного різноманіття, що неможливо без залучення зразків різного географічного походження.

Невирішені питання. В Україні за останні роки значно зросли площі посіву сої з 1 млн. в 2010 році до 1 млн. 709 тис. га в 2018 році.

Дані виробничої перевірки свідчать про те, що сорти зарубіжної селекції не забезпечують достатньої продуктивності і оптимальної стійкості до лімітуючих умов вирощування в Україні. В Степових умовах країни у сортів селекції північних регіонів спостерігаються негативні ознаки – розтріскування бобів через дефіцит вологи, сорти ж виведені на півдні, як правило достигають на 7-14 діб пізніше оптимальних строків.

Тому подальше збільшення виробництва сої в степовій зоні країни неможливе без створення і впровадження у виробництво нових більш урожайних сортів, стійких до екстремальних умов вирощування.

Створення таких сортів на сучасному етапі селекції залежить від вивчення вихідного матеріалу, його різноманітності, успадкування господарсько-цінних ознак у селекційних зразків і гібридів сої, кореляційної залежності і їх генетичної природи. Більшість ознак є рецесивними, що створює труднощі при створенні заданих параметрів. Вирішення таких вказаних проблем дозволить значно підвищити ефективність регіональної селекції.

В Інституті сільського господарства Степу НААН багато років проводяться підбір і вивчення колекційних зразків сої вітчизняної та зарубіжної селекції для використання на первинних етапах селекції та створення нового вихідного матеріалу, який буде залучений до виведення нових сортів з високою продуктивністю, оптимальною стиглістю, високими кормовими та харчовими якостями, стійких проти основних хвороб та несприятливих умов середовища.

Мета. Добір і вивчення гібридних ліній з господарсько-корисними ознаками у польових умовах, одержання гібридів та створення нової моделі сорту з бажаними ознаками.

Результати досліджень. Дослідження проводили в лабораторії селекції і насінництва зернових та технічних культур Інституту сільського господарства Степу НААН. У 1999 та 2001 рр. в польових умовах за загальноприйнятою методикою були проведені перші примусові схрещування сої різного географічного походження. У схемах схрещування використали колекційні зразки вітчизняної та зарубіжної селекції, а саме французької та канадської.

Роботу з гібридними популяціями проводили методом «педігрі» (багатократний індивидуальний добір). Добір родоначальних рослин почали з F2 і продовжували його в наступних поколіннях до одержання константних ліній. У 2000–2002 рр. було відібрано елітні рослини для подальшого вивчення в розсадниках гібридів другого, третього покоління та селекційних. Нові гібридні лінії з комплексом господарськи цінних ознак було досліджено у контрольному розсаднику (2006–2010 рр.). У 2011–2016 рр. ці лінії вивчали в конкурсному сортовипробуванні (площа ділянки 45,0 м2).

Сівбу проводили у третій декаді квітня селекційною сівалкою СКС-6-10. Ширина міжрядь 45 см, норма висіву 0,6 млн. схожих насінин на 1 га. Догляд за селекційними посівами включав одноразове рихлення міжрядь та внесення страхових гербіцидів (Хармоні, 6 г/га + Базагран, 2 л/га).

Упродовж вегетації проводили фенологічні спостереження, оцінку рослин на посухостійкість, стійкість до вилягання та розтріскування бобів, морфологічний опис номерів, облік ураження хворобами, а також видаляли рослини, нетипові за кольором квітки та опушення. Урожай збирали у фазі повної стиглості комбайном Сампо-2010.

Структурний аналіз рослин конкурсного сортовипробування проводили за схемою аналізу рослин F2.

Для визначення вмісту протеїну (% на абсолютно суху речовину за методом К’єльдаля), ГОСТ 10846-91 [7] і жиру (% від маси сухого знежиреного залишку в модифікації Рушковського), ГОСТ 29033-91 [8]. В насінні сої номерів конкурсного сортовипробування, що проводили у вимірювальній лабораторії станції, відбирали зразки насіння масою 300 г. Фітопатологічну оцінку сортозразків сої на стійкість проти хвороб проводили за шкалами, що використовуються у системі державного сортовипробування сільськогосподарських культур [9, 10]. Статистичну обробку результатів досліджень проводили методом дисперсійного аналізу [11].

Погодні умови за період досліджень (1999–2016 рр.) були як посушливими, так і сприятливими для росту і розвитку рослин сої. Помірно тепла температура повітря та достатня кількість опадів під час вегетації рослин у 2011, 2013, 2015, 2016 рр. задовільно вплинули на формування врожайності насіння.

Методом внутрішньовидової гібридизації колекційних зразків різного географічного походження нами було створено ряд ліній з господарськи цінними ознаками. За період випробування кращими були лінії 739 і 802, які істотно перевищили стандарт за врожайністю (на 0,11–0,58 т/га) (табл. 1).

Лінія 739 створена схрещуванням канадського сорту К-002 з французьким Osso. Середньостигла (період вегетації 111–120 діб). Тип росту детермінантний. Рослини заввишки 85–105 см, висота кріплення нижнього бобу – 16–20 см. Забарвлення стебла і опушення світле. Квітка біла. Насіння жовте з коричневим рубчиком. Вміст протеїну в насінні 38,8–39,9 %, олії – 23,1–23,7 %. Лінія стійка проти аскохітозу, пероноспорозу, септоріозу, бактеріозу, фузаріозу, вірусної мозаїки. Цінними ознаками лінії 739 є висока стійкість до посухи, вилягання, обсипання, закладка нижніх бобів, підвищений вихід жиру (рис. 1).

Рис. 1. Лінія 739

За роки випробування (2011-2016) максимальна врожайність насіння лінії 739 в умовах Степу України сягнула 3,22 т/га. За п’ять років випробування (2011,2013-2016) лінія 739 за врожайністю насіння перевищила стандарт на 0,21–0,58 т/га (табл.).

Таблиця

Характеристика нових ліній сої (2011, 2013–2016 рр.)

Лінія 802 створена шляхом гібридизації Медея / КС-3. Дуже рання (період вегетації 87-105 діб). Тип росту індетермінантний. Рослини заввишки 90–110 см, висота кріплення нижнього бобу – 13–17 см. Забарвлення стебла і опушення світле. Квітка біла. Насіння жовте з темно-коричневим рубчиком. Вміст протеїну в насінні 41,8–42,8 %, олії – 20,1–22,5 %. Лінія 802 стійка проти основних хвороб, має високу стійкість до посухи, вилягання, обсипання та підвищений вміст протеїну (рис. 2).

Рис. 2. Лінія 802

За роки випробування (2011-2016) максимальна врожайність насіння лінії 802 в умовах Степу України становила 2,75 т/га. За п’ять років випробування (2011,2013-2016) лінія 802 за врожайністю насіння перевищила стандарт на 0,11-0,35 т/га (табл.).

Таким чином, використання в селекційному процесі колекційних зразків сої з різних регіонів дало можливість створити лінії, у яких спостерігається більш високий рівень трансгресій порівняно з батьківськими формами.

Різні погодні умови у роки досліджень дали нам змогу виділити лінії з високою насіннєвою продуктивністю як у сприятливих (2011, 2013, 2015, 2016 рр.), так і в екстремальних умовах вирощування (2014 р.).

У результаті багаторічної селекційної роботи в Інституті сільського господарства Степу НААН було створено 30 сортів сої, що в різні роки внесені до Держреєстру України.

Висновки. Найбільш продуктивними виявились ранньостиглі і середньостиглі лінії сої, батьківські форми яких мають різне географічне походження. Головними господарськи цінними ознаками нових ліній є підвищена насіннєва продуктивність, посухостійкість, високий вміст протеїну і олії в насінні, стійкість проти основних хвороб і несприятливих умов середовища, висока закладка нижніх бобів. Створені лінії представляють інтерес для подальших селекційних досліджень та передачі до експертизи на придатність для поширення в Україні.

Список використаних джерел

1. Бабич А. О., Побережний М. С. Зернобобові культури у світовій економіці і розв’язання глобальної продовольчої проблеми. Посібник українського хлібороба: наук.- практ. зб. 2013. Т. 2. С. 95–99.

2. Січкар В. І. Ефективніше використовувати сортовий потенціал сої – потреба сьогодення. Посібник українського хлібороба: наук.-практ. зб. 2013. Т. 2. С. 146–150.

3. Бабич А. О., Іванюк С. В. Соя: стан та перспективи селекції в Україні. Посібник українського хлібороба: наук.-практ. зб. 2013. Т. 2. С. 99–101.

4. Соколов В. М., Січкар В. І. Стан науково-дослідних робіт з селекції зернобобових культур в Україні. Збірник наукових праць СГІ-НЦНС. Одеса, 2010. Вип.15 (55). С. 6–13

5. Січкар В. І. Результати та перспективи адаптивної селекції сої. Вісник аграрної науки. 2012. Спецвипуск. С. 63–67.

6. Січкар В. І., Лаврова Г. Д., Гансело О. І. Підвищення адаптивності сої в посушливих умовах – основний напрям сучасної селекції на півдні України. Селекція, генетика та насінництво сільськогосподарських культур: тези міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 50-річчю селекції рослин у Полтавській державній аграрній академії (м. Полтава, 22–23 травня 2013 р.) / Полтавська ДАА. Полтава : ПДАА, 2013. С. 58–59.

7. Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка: ГОСТ 10846-91. [Действующий с 01.06.1993] Москва: Стандартинформ, 2009. 7 с. (Межгосударственный стандарт)

8. Зерно и продукты его переработки. Метод определения жира: ГОСТ 29033-91. [Действующий с 01.07.1992] Москва: Издательство стандартов, 1992. 4 с. (Межгосударственный стандарт)

9. Методика оценок устойчивости сои к болезням и вредителям: методические рекомендации / под ред. Л. Т. Бабаянца. Одесса: [б. и.], 1985. 30 с.

10. Кириченко В. В., Кобизєва Л. Н., Петренкова В. П., Рябчун В. К., Безугла О. М., Маркова Т. Ю. та ін.. Ідентифікація ознак зернобобових культур (горох, соя): Навчальний посібник / за ред. В. В. Кириченка. Харків: ВАТ «Видавництво «Харків», 2009. 172 с.

11. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. Москва: Агропромиздат, 1985. 351 с.

 

Библиография: