Характеристика генотипов льна масличного в условиях юга Тюменской области

Введение. Факторы окружающей среды могут оказывать значительное влияние на рост, развитие, формирование продуктивности и степени устойчивости культурных растений [1,2]. Биологический статус сортов формируется за счет генетического потенциала, особенностей региона выращивания [3,4]. При создании исходного материала необходимо учитывать не только степень проявления хозяйственно-ценных признаков, но и их способность обладать адаптивностью к контрастным условиям вегетационного периода [5,6].

Одним из ценных масличных растений в Российской Федерации является лён. Обладая высокой продуктивностью, качеством семян, масла, все более актуальным становится получение новых сортов, которые могут обеспечить возрастающие потребности отечественной перерабатывающей промышленности. Современный селекционный процесс создания новых перспективных генотипов льна масличного характеризуется использованием как классических, традиционных, так и наиболее передовых методов диагностики на различных его этапах, при этом повышение информативности полученных данных при отборе является его важным компонентом [7,8].

Для скрининга адаптивного статуса растений многие исследователи предполагают использование как параметрических, так и непараметрических методических подходов, которые нашли свое отражение при оценке пшеницы [9], сои [10], чечевицы [11], при этом, лён, как объект исследований представлен фрагментарно [12,13].

Контрастные агроклиматические условия Тюменской области обуславливают высокие требования к подбору и адаптации генотипов льна масличного, что вызывает необходимость при интерпретации полученных результатов экологического тестинга, использование современного инструментария, показавшего свою эффективность, что и послужило основанием для проведения данной работы.

Цель исследования – диагностика генотипов льна масличного по способности к формированию продуктивности и ее компонентов, адаптивных свойств при выращивании в подтаежной агроэкологической зоне Тюменской области.

Условия, материалы и методы. Полевое тестирование гибридных линий льна масличного (F3-F5, n=30) выполняли в агроэкологическом пункте (Биологическая станция «Озеро Кучак», Нижнетавдинский район, Тюменская область, подтаежная агроэкологическая зона. Координаты: 57°21' с. ш., 66°04' в. д.) в трех средовых условиях (E1-E3, 2021-2023 гг.). Почва участка – дерново- подзолистая, супесчаная, содержание гумуса – 3,6%, подвижных форм Р2О5 – 433,3 мг/кг, обменного К2О – 234,0 мг/кг почвы.

Размещение генотипов льна – рандомизированное. Закладку полевого испытания, проведение сопутствующих учетов и наблюдений проводили по общепринятым методическим рекомендациям [14]. Погодные условия в годы изучения характеризовались различиями по температурному режиму и количеству выпавших осадков. Согласно расчёту гидротермического коэффициента Селянинова, они были от слабо засушливых до влажных (ГТК=1,2-1,6), что позволило выявить наиболее перспективные генотипы по продуктивности и ее компонентной структуре, отобрать более адаптивные из них для дальнейшей селекционной работы.

Статистическую обработку полученных данных выполняли с использованием многофакторного дисперсионного анализа. Определение адаптивного статуса растений, устанавливали на основе модели (AMMI)-biplot [14]. Значимость различий (при р<0,05*;   р<0,01**; р<0,001***) проводили согласно расчету множественного критерия Дункана в программе STATISTICA 10.0. (Stat Soft, USA).

Результаты и обсуждение. Одним из компонентов интродукции растений является способность к формированию у них высокой биологической продуктивности в совокупности с адаптивностью [9,10,11]. На первом этапе работы устанавливали достоверность различий между факториалами в структуре изменчивости. По результатам многофакторного дисперсионного анализа выявлен максимальный достоверный вклад факториала генотип (G) в длину коробочки (ДК, мм), число семян в 1 коробочке, ЧС, шт. (33,4-42,9%, р< 0,05*, р<0,01**). Условия среды (Е) оказывали влияние на число коробочек на 1 растении (ЧК, 47,3%,  р<0,05*). Взаимодействие генотипа и среды обуславливало формирование растрескиваемости коробочки (РсК) и массы семян с 1 растения, МС (49,5-54,6%, р<0,01*, р<0,001**).

Согласно анализу AMMI-biplot в структуре GxE выявлено преобладание трёх главных компонент (рис. 1), что согласуется с рядом исследований [9,14], указывающие на их определяющую роль в вариабельности показателей при различных условиях выращивания.

50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 0х 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0

IPCA3

IPCA1

IPCA2

IPCA4

Рисунок 1 – Вариабельность фактора взаимодействия генотипа и среды (GxE) по тест-критериям на основе анализа IPCA, среднее, %

Установлено, что по числу коробочек на 1 растении суммарный вклад двух первых компонент составлял 84,9%; массе семян с 1 растения – 78,8%; длина коробочки – 72,2%; растрескиваемость коробочки – 74,7%. Наибольшая роль первой из них (IPCA 1 ) была обнаружена у признаков – число коробочек на 1 растении и число семян в 1 коробочке (45,6-21,6%).

Биологический статус сорта определяется его вариабельностью при выращивании. Для льна характерен высокий потенциал продуктивности, качества, устойчивости, что позволяет его возделывать во многих регионах мира [1,3,8].

В данном агроэкологическом пункте уровень признаков определялся многими факторами (генотип, среда, взаимодействие генотипа и среды), что повлияло и на конечную степень его реализации. К перспективным по числу семян в 1 коробочке были отнесены следующие генотипы: G1 (8,9±0,16** шт.), G4 (8,5±0,22** шт.), G5 (8,3±0,06* шт.), G11 (7,4±0,16**шт.), G15 (7,6±0,43* шт.), G18 (7,5±0,18* шт.), G20 (7,2±0,11* шт.), G25 (7,0±0,33* шт.), G30 (7,0±0,18* шт.); длина коробочки – G1 (9,0±0,44** мм), G3 (8,7±0,03* мм), G11 (8,3±0,16* мм), G15 (8,3±0,17*мм), G25 (8,1±0,10*мм), G27 (8,0,1±0,13 мм), G28 (8,0±0,23* мм), слабой и средней степени растрескиваемости коробочки – G1 (3,1±0,05** мм), G4 (3,0±0,09* мм), G5 (2,5±0,11*мм), G16 (2,1±0,09мм), G25 (1,9±0,12 мм), G28 (1,8±0,14* мм), G30 (1,0±0,07**мм).

Выявлены различия между гибридными линиями льна по адаптивному статусу (таблица 1).

Таблица 1 – Распределение генотипов льна масличного по адаптивности согласно модели AMMI-biplot с учетом уровня их достоверности среднее, 20212023 гг.

Показатель	Адаптивные генотипы (IPCA 1 >0)	Неадаптивные генотипы (IPCA 1 <0)
Число коробочек на 1 растении, шт.	G1*, G3**, G5, G9***, G11*, G15, G18, G20* G23, G28	G2, G4*, G6, G7*, G8*, G10*, G12, G13*, G14, G16, G17*, G19, G21, G22*, G24*, G25*, G26*, G27, G29, G30
Число семян в 1 коробочке, шт.	G1***, G2**, G9*, G13, G16*, G1 7, G20**, G23, G24*, G25, G26*, G29, G30	G3*, G4, G5, G6*, G7*, G8*, G10*, G11, G12, G14*, G15, G16, G18, G19, G21*, G22*, G24*, G27, G28***
Масса семян с 1 растения, г	G1, G2**, G3, G9*, G13, G16*, G1 7, G20**, G23* G24*, G25, G26*, G28**G29*, G30*	G4*, G5, G6**, G7*, G8, G10, G11*, G12, G13, G14, G15, G18*,G19, G21*, G22, G24, G27
Длина  коробочки, мм	G3, G4, G8, G10*, G11*, G20**, G24*, G25, G26*, G27, G29	G1*, G2, G5, G6, G7*, G12, G13*, G14, G15, G16, G17*, G18, G19*, G21, G22, G23, G28, G30**
Растрескиваемость коробочки, мм	G1, G2**, G5*, G11, G13*, G19**, G20***, G22* G26*, G29, G30	G3*, G4, G6, G7*, G8, G9*, G10*, G12, G14, G15, G16, G17*, G18, G21, G23, G24*, G25*, G27, G28***

Примечание: различия между гибридными линиями льна масличного статистистически достоверны при p < 0,05*; p < 0,01**; p < 0,001***

Согласно используемой модели, к более адаптивным относят те сорта, которые по изучаемым показателям отвечают требованию PCA 1 >0 [9,10,14].

По результатам комплексной оценке были отобраны перспективные адаптивные генотипы по числу коробочек на 1 растении – G1, G5, G9, G11,

G28, G30 (IPCA 1 = 1,18 ± 0,32*–9,16±0,15); числу семян в 1 коробочке – G1, G5, G12, G28 (IPCA 1 = 1,02 ± 0,44*–8,21± 0,33**); длине коробочки – G4, G8, G11, G20, G25, G27, G29 (IPCA 1 = 2,14 ± 0,18*– 6,53 ± 0,09*); массе семян с растения – G1, G5, G15, G25, G28, G30 (IPCA 1   = 1,40 ±0,12–9,53±0,68**);

растрескиваемости коробочки – G5, G15, G28, G30 (IPCA 1 = 2,03±0,16**– 6,66±0,11), которые представляют интерес для дальнейшей селекции на адаптивность, при этом, также необходим поиск генотипов, сочетающих в себе как высокую степень проявления тест-признака, так и адаптивность, что является непростой задачей ввиду нестабильности погодных условий периода вегетации, разнообразия почв, отсутствием современной технологии выращивания льна в Тюменской области.

Выводы. Исследования позволили выявить факторы, способствующие формированию генотипов льна масличного с различной достоверной (p<0,05*; p<0,01**;  p<0,001***) степенью проявления показателей. Определена вариабельность признаков и вклад генотипических (G), средовых (E) условий в уровень хозяйственно-ценных признаков и адаптивных свойств. На основании комплексного анализа отобраны гибридные линии G1, G4, G5, G11, G15, G18, G25, G27, G28, G30, представляющие практический интерес для дальнейших исследований.