Комплексная оценка параметров адаптивной способности и экологической стабильности генотипов для селекции чеснока озимого

Автор: Скорина В.В., Скорина В.

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Селекция, семеноводство и биотехнология растений

Статья в выпуске: 4 (72), 2023 года.

Бесплатный доступ

Актуальность. С учетом региональных особенностей климата Беларуси при возделывании чеснока актуальным является создание сортов, отличающихся высокой урожайностью, экологической стабильностью, зимостойкостью и качеством продукции в изменяющихся условиях среды. Целью исследований является комплексная оценка генотипов чеснока озимого по параметрам адаптивности и выделение среди них наиболее стабильных образцов. Материалы и методика. Исследования проводились на опытном поле кафедры плодоовощеводства УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», г. Горки, Могилевская область на протяжении 2018-2022 годов. Объектами являлись коллекционные образцы чеснока озимого, различного эколого-географического происхождения. Полевые и лабораторные опыты проводили с использованием общепринятых методик и методических указаний. Метеорологические условия в годы проведения исследований отличались как по температурным показателям, количеству атмосферных осадков, что способствовало объективной оценке изучаемых образцов по комплексу хозяйственно полезных признаков и определению параметров адаптивной способности и экологической стабильности. Результаты. Дана комплексная оценка параметров адаптивной способности и экологической стабильности генотипов чеснока озимого. Результаты полученных данных при изучении реакции генотипов на среду показали, что по урожайности из 25 генотипов 44% (11) отличались нестабильностью с положительной реакцией на среду, а 56% (14) были стабильными. Исследованиями выявлено разнообразие среди генотипов по основным параметрам адаптивности, в том числе по СЦП. Анализ полученных данных позволяет определить общие свойства у генотипов, отличающихся высоким уровнем параметра СЦГ,, или различия между ними и другие вопросы специфики генотипов с различным сочетанием параметров адаптивности и стабильности. Специфика состоит в сочетании максимальных значений уровня параметров Xi, OASi, CACi, при значительной отзывчивости на улучшение условий среды (bi) и средней относительной стабильности. Генотип с низким значением параметра СЦГ, может быть высокостабильным и служить источником этого свойства. При обратном варианте он может быть использован в качестве родительской формы для передачи потомству свойства продуктивности в сочетании со стабильностью.

Еще

Чеснок озимый, урожайность, генотип, селекционная ценность генотипа, адаптивность

Короткий адрес: https://sciup.org/140301917

IDR: 140301917   |   DOI: 10.18619/2072-9146-2023-4-58-61

Текст научной статьи Комплексная оценка параметров адаптивной способности и экологической стабильности генотипов для селекции чеснока озимого

Оригинальные статьи / Originalarticles

Forcitations:Skorina V.V., Skoryna Vit.V. Comprehensive assessment of the parameters of adaptive capacity and ecological stability of genotypes for winter garlic breeding. Vegetable crops of Russia. 2023;(4):58-61. (In Russ.)

Ч еснок в Беларуси является популярной культурой с широким генетическим разнообразием местных сортов. Культура ценится за высокое содержание витаминов, кислот, макро- и микроэлементов, солей, фитонцидов идругих веществ [1, 2].

Наибольшие в мире площади чеснока сосредоточены в Китае, Средиземноморье и Латинской Америке. Основными производителями являются Китай, который производит 81 % общемирового производства, Индия, Бангладеш, Южная Корея, Египет. В мире посевные площади чеснока составляют 1,465 млн га, средняя урожайность – 16,0 т/га, валовой сбор – 26,6 млн т. В Беларуси распространены в основном местные и интродуцированные (завезенные из других регионов) сорта яровой и озимой форм [3, 4].

Чеснок отличается большой пластичностью. Он в большей степени, чем другие растения, размножаемые семенами, реагирует на изменение условий среды в критические фазы роста и покоя. Выведение сортов, обладающих широкой экологической устойчивостью, является приоритетным направлением в селекции сельскохозяйственных культур [5].

Основным направлением в селекции чеснока является расширение и создание исходного материала: улучшение местных и создание новых, высокоурожайных, устойчивых к болезням и вредителям, лежких сортов с повышенным содержанием сахаров, эфирного масла и биологическиактивных веществ,т. е.тех показателей, которые улучшают качество луковицы [6, 7, 8, 9].

При создании новых сортов с использованием эколого-географического фактора большое значение имеет научно обоснованный подбор исходного материала, его разнообразие и степень изученности в различных условиях выращивания. Применение экологических методов в селекции постоянно находится в числе актуальных научных задач [4].

Создание сортов со стабильно высокой продуктивностью в настоящее время основано на традиционных методах селекции. Для оценки реакции сорта его испытывают в различных условиях выращивания. Большое значение, при испытании набора сортов в нескольких пунктах или на разных агрофонах, имеют результаты оценки взаимодействия генотип-среда [10].

В настоящее время одним из действенных приемов выявления форм с широкими приспособительными способностями является одновременная оценка генотипов в ряде географических пунктов [16, 19].

Большую роль для селекции представляют инорайонные образцы чеснока, а также местные сорта народной селекции из разных регионов [11, 12, 7, 13].

Ряд исследователей указывают о большом значении местных сортов, которым селекционеры должны уделять больше внимания и заниматься селекцией в той зоне, в которой они известны [13]. В большинстве случаев местные сорта, по сравнению с завезенными из других регионов, отличались высокой урожайностью, зимостойкостью и лучшей устойчивостью к болезням и вредителям [14, 21].

Втрудах многих учёных можно встретить данные по генетике и физиологии устойчивости растений к абиотическим и биотическим факторам среды [5, 16, 17, 18, 19, 20, 21].

Одной из главных задач в селекции является сочетание в одном генотипе высокой продуктивности и экологической стабильности при действии неблагоприятных факторов окружающей среды [17].

Существуют различные методы генетическогоанализа, которые основаны на выявлении общей и специфической адаптивной способности генотипов, их стабильности, они позволяют сравнить среды и по их способности дифференцировать генотипы. При этом можно получитьданные для выделения ценного исходного материала, оценить селекционную ценность генотипа и проводить отбор по адаптивной способности в зависимости от поставленной задачи [22, 23, 10].

Цель исследований – оценка параметров адаптивной способности иэкологическойстабильности генотипов чеснокаози-мого и выделить образцы, обладающие высокой урожайностью и стабильностью.

Материалы и методы исследования

Исследования по оценке коллекционных образцов чеснока озимого выполняли в 2018–2022 годах на опытном поле кафедры плодоовощеводства в УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия» (г. Горки, Могилевской область, Республика Беларусь).

Объектами исследований являлись 32 образца чеснока озимого, различного эколого-географического происхождения. Первый набор состоял из 7 сортов чеснока озимого, которые включены в Государственный реестр сортов сельскохозяйственных растений (Беловежский, Агатон, Горец, Полесский сувенир, Полёт, Союз, Юниор), второй – из 25 образцов, отобранных из различных регионов Беларуси.

Высадка коллекции образцов чеснока озимого проводили ежегодно на опытном участке, в первой декаде октября в трехкратной повторности по схеме 50+20×8 см, по общепринятой агротехнике возделываниялуковых культур. Контролем являлся сорт чеснока озимого Беловежский.

В ходе исследований проводили фенологические наблюдения, биометрические учёты растений [24].

Урожайность определяли в соответствии с методическими указаниями [25, 26].

Учитывали высоту и диаметр луковиц, индекс формы, массу луковиц, количество и массу зубков;

Статистическая обработка результатов исследований и параметры адаптивной способности выполнены по соответствующим методикам [27, 19, 22].

Таблица 1. Параметры адаптивной способности сортов чеснока озимого по общей урожайности (т/га), 2018–2022 годы Table 1. Parameters of the adaptive ability of winter garlic varieties by total yield (t/ha), 2018–2022

Образец

X i

ОАС i

САС i

Sg i

b i

СЦГ i

Беловежский (контроль)

8,38

-3,47

0,964

11,71

1,00

5,13

Агатон

14,28

2,42

0,378

4,30

0,688

12,24

Горец

15,92

-1,51

1,173

6,80

1,09

12,34

Полесский сувенир

10,34

0,713

9,307

29,48

0,337

0,269

Полёт

7,87

-3,98

0,428

8,31

0,381

5,71

Союз

13,14

1,28

14,69

29,17

2,48

0,47

Юниор

13,06

1,20

4,44

16,15

1,01

6,09

По фактору А

0,253

По фактору В

0,214

Общее НСР

0,566

Результаты и их обсуждение

Испытание при разном наборе сортов культуры чеснока позволило дифференцировать их по выраженности параметров адаптивности. Первый набор генотипов состоял из 7 сортов, второй– из 25 образцов. Экологическое испытание способствует выявлению сортов и гибридов, приспособленных к конкрет-нымусловиям выращивания, что в свою очередь позволяет сделать вывод о потенциале продуктивности и реакции генотипов на изменяющиеся условия среды. В таких условиях приобретает актуальность адаптивности: сочетание в генотипе высокой продуктивности с экологической устойчивостью. Используя метод генетического анализа, основанный на испытании генотипов в различных средах, были определены параметры адаптивной способности и экологической стабильности образцов чеснока озимого.

В результате анализа полученных данных (табл. 1) установлено, что генотипыАгатон, Горец и Союз и Юниор по параметру X i (урожайность) характеризуются наибольшим значением. Самыми стабильными из оцениваемых генотипов оказались генотипы Агатон (Sg i =4,30), Горец (Sg i =6,80) и Полет (Sg i =8,31). Среди генотипов, кроме образца Союз, не выявлено сильной реакции на изменяющиеся условия среды.

Из оцениваемых генотипов чеснока озимого превзошли контроль поурожайности в 1,2–1,89 раза все сорта, кроме сорта Полет. Самым нестабильным в группе оказался сорт Полесский сувенир и Союз, у которых параметр относительной стабильности (Sg i ) составил 29,48 и 29,17 соответственно. Отзывчивость на изменение условий выращивания (b i >1) проявлял генотип Союз.

Для отбора образцов, сочетающих урожайность со стабильностью, использовали комплексный показатель селекционная ценность генотипа(СЦГ i ).Следует отметить, что по комплексному показателю (СЦГ i ) выделились генотипы Агатон (СЦГ i =1,24) и Горец(СЦГ i =12,34), которые представляют интерес как источник хозяйственно ценных признаков.

Во втором наборе (табл. 2) по совокупности испытания в ряде сред генотипы чеснока озимого значительно отличаются между собой по параметру Х i (урожайность) от 4,70 т/га у генотипа БТ-18 до 15,37 т/га – у МГ4-18. Значение параметра ОАС i (общая адаптивная способность) у них соответственно от -5,25 до 5,41.

Различающиеся условия среды испытания обусловили различия по урожайности и определили их ранжирование по параметру Х i . Высокие значения параметра (Sg i ) относительной стабильности генотипов говорят об их низкой стабильности. Наибольшие значения параметра Sg i отмечены у генотипов БТ-18 (42,17), ЮМ1-18 (47,01), БГ2-18 (29,64). Генотипы CR1-18, CR2-18. БГ2-18, ЮМ1-18, БТ-18 характеризовались проявлением реакции на среду (bi), что свидетельствует об их отзывчивости на условия возделывания.

Таблица 2. Параметры адаптивной способности образцов чеснока озимого по общей урожайности (т/га), 2018–2022 годы Table 2. Parameters of the adaptive ability of winter garlic accessions by total yield (t/ha), 2018–2022

Образец

X i

ОАС i

САС i

Sg i

b i

СЦГ i

ОР2–18

9,53

-,0,425

0,382

6,48

0,39

7,27

ОР4–18

13,34

3,38

0,534

5,48

0,41

10,67

ORS –18

9,44

-0,517

0,156

4,18

0,44

8,00

ОР5–18

12,52

2,56

1,368

9,34

0,917

8,25

ОР6–18

13,16

3,20

0,394

4,77

0,50

10,86

CR1–18

9,64

-0,319

1,039

10,57

1,28

5,92

CR2–18

10,12

0,160

2,018

14,04

1,71

4,94

ДВ–18

12,90

2,94

1,087

8,07

1,13

9,10

БГ2–18

7,97

-1,985

5,585

29,64

2,16

-0,64

БГ3–18

5,07

-4,885

0,367

11,94

0,58

2,86

БГ4–18

6,05

-3,90

1,461

19,96

1,38

1,64

ЮМ1–18

8,00

-1,959

14,14

47,01

1,18

-5,71

ММ2–18

15,2

5,24

2,024

9,35

1,72

10,01

БТ–18

4,70

-5,25

3,936

42,17

0,16

-2,52

ММ3–18

14,09

4,134

6,983

18,75

3,14

4,46

ББ1–18

5,40

-4,552

0,548

13,70

0,90

2,70

МГ1–18

15,29

5,334

1,583

8,22

1,25

10,70

БМ–18

11,02

1,060

0,223

4,29

-0,34

9,29

ББ2–18

8,52

-1,439

0,413

7,55

0,67

6,17

МГ3–18

9,14

-0,817

0,814

9,87

0,93

5,83

ББ4–18

11,82

1,86

0,593

6,51

-0,003

9,01

МГ4–18

15,37

5,41

0,807

5,84

0,77

12,09

БК3–18

7,16

-2,797

1,374

16,37

1,44

2,88

BLI–18

6,14

-3,817

1,483

19,82

1,51

1,70

BR–18

7,34

-2,619

0,424

8,88

0,69

4,96

По фактору А

0,221

По фактору В

0,099

Общее НСР

0,495

Различающиеся условия среды испытания обусловили различия по урожайности и определили их ранжирование по параметру Х i . Высокие значения параметра (Sg i ) относительной стабильности генотипов говорят об их низкой стабильности. Наибольшие значения параметра Sgi отмечены у генотипов БТ-18 (42,17), ЮМ1-18 (47,01), БГ2-18 (29,64). Генотипы CR1-18, CR2-18. БГ2-18, ЮМ1-18, БТ-18 характеризовались проявлением реакции на среду (bi), что свидетельствует об их отзывчивости на условия возделывания.

Генотипы ОР2-18, ОР4-18, ORS-18, ОR6–18, БГ3–18, БТ-18, БМ–18, МГ4–18 и др. характеризовались стабильной урожайностью в годы исследований и не проявляли реакции на изменение условий среды. Относительно низкая стабильность по урожайности и отзывчивость на улучшение условий среды значительно снижают СЦГ i генотипов БГ2–18, БГ4–18, ЮМ1–18, БГ4–18. Данные образцы обладают отрицательным эффектом параметра ОАС i . Высокое значение комплексного показателя (СЦГ i ) у ОР4–18(10,67), ОР6–18 (10,86), ММ2–18 (10,01), МГ1-18 (10,70), БМ-18 (9,29), МГ4–18 (12,09), позволяют их выделить среди других генотипов чеснока озимого. Данные клоны обладают высокой урожайностью и экологической стабильностью по изучаемому признаку и представляют практическую ценность для селекции со стабильной урожайностью в зоне умеренного климата.

Результаты полученных данных при изучении реакции генотипов на среду (рис.) показали, что по урожайности из 25 генотипов 44% (11) отличались нестабильностью с положительной реакцией на среду, а 56% (14) были стабильными.

Заключение

Выявлено разнообразие среди сортов чеснока озимого по основным параметрамадаптивности. Различие поурожайности между наборами генотипов и условиями испытания по годам свидетельствует о взаимосвязи генотипа и среды, и необходимости использования в производстве взаимодополняющих сортов с разной нормой реакции, способных стабилизировать урожайность культуры в зоне возделывания.

В селекции на урожайность и экологическую стабильность среди генотипов чеснока озимого интерес представляют Беловежский, Горец и Юниор. Генотипы Агатон, Горец, Юниор характеризуются высоким значением параметра СЦГ i (от 10,79 до 12,61), которые представляют интерес как источники хозяйственно ценных признаков.

Являясь узкоспециализированными сортами, они не проявляют отзывчивость на повышение урожайности, но в худших условиях среды являются лучшими. Для селекционной работы ценность представляют клоны ОР4-18, CR1–18, CR2–18, БГ3–18,

ММ2–18, ББ1–18, МГ1–18, МГ3–18, БК3–18, BLI–18, как источники экологическойустойчивости(b i <1), стабильности признака в меняющихся условиях и низком значении параметра S gi .

Таким образом, исследованиями выявлено разнообразие среди генотипов по основным параметрам адаптивности, в том числе по СЦГ i . Анализ результатов исследований позволяет определить общие свойства у генотипов, отличающихся высо-кимуровнем параметра СЦГ i или различия между ними идругие вопросы специфики генотипов с различным сочетанием параметров адаптивности и стабильности. Специфика состоит в сочетании максимальных значений уровня параметров X i , ОАС i , CAC i , при значительной отзывчивости на улучшение условий среды (b i ) и средней относительной стабильности. Генотип с низким значением параметра СЦГ i может быть высокостабильным и служить источником этого свойства. При обратном варианте он может быть использован в качестве родительской формы для передачи потомству свойства продуктивности в сочетании со стабильностью.

Об авторах:

587 p. (In Russ.)

123 p. (In Russ.)

Список литературы Комплексная оценка параметров адаптивной способности и экологической стабильности генотипов для селекции чеснока озимого

  • Алексеева М.В. Чеснок. М.: Россельхозиздат, 1979. 102 с.
  • Лихацкий В.И. Чеснок: биология и технология выращивания. Киев: УСХА, 1990. 97 с.
  • Попков В.А. Чеснок: биология, технология, экономика. Минск: Наша Идея, 2012. 768 с.
  • Скорина В.В., Кохтенкова И.Г. Сравнительная оценка коллекционных сортообразцов чеснока озимого по урожайности. Овощи России. 2021;(3):60-67. https://doi.org/10.18619/2072-9146-2021-3-60-67. EDN QVHPTV.
  • Жученко А.А. Экологическая генетика культурных растений. Кишинев: Штиинца, 1980. 587 с.
  • Середин Т.М. Селекция чеснока озимого на качество. Москва-Омск: ЛИТЕРА, 2018. 116 с.
  • Скорина В.В., Берговина И.Г., Скорина Вит. В. Селекция чеснока озимого. Горки, 2014. 123 с.
  • Скорина В.В., Кохтенкова И. Г., Берговина И. Г. Межсортовые различия сортов чеснока озимого по биохимическим показателям. Известия ФНЦО. 2019;(1):160-162. https://doi.org/10.18619/2658-4832-2019-1-160-162. EDN BCXYKV.
  • Скорина В.В., Купреенко Н.П., Корецкий В.В. Оценка исходного материала чеснока озимого на накопление селена. Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2020;(3):149-153.
  • Пивоваров В.Ф., Добруцкая Е.Г. Экологические основы селекции и семеноводства овощных культур. М., 2000. 592 с.
  • Лахин А.С. Чеснок. Алма-Ата: Кайнар, 1978. 184 с.
  • Пивоваров В.Ф., Ершов И.И., Агафонов А.Ф. Луковые культуры. М., 2001. 499 с.
  • Кохтенкова И.Г., Скорина В.В., Купреенко Н.П., Скорина Вит. В. Чеснок. Биология, селекция, агротехника возделывания: рекомендации. Горки: БГСХА, 2020. 63 с.
  • Богатыренко А.К. Чеснок. Киев. Урожай, 1977. 124 с.
  • Эренбург П.М., Лахин А.С. Лук и чеснок. Алма-Ата: Кайнар, 1971. 143 с.
  • Жученко А.А., Урсул А.Д. Стратегия адаптивной интенсификации сельскохозяйственного производства. Кишинев: Штиинца, 1983. 304 с.
  • Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Генотип и среда в селекции растений. Ин-т генетики и цитологии АН БССР. Минск: Наука и техника, 1989. 191 с.
  • Кильчевский А.В. Комплексная оценка среды как фона для отбора в селекционной программе. Докл. АН БССР. 1986;30(9):846-849.
  • Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Метод оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды. Сообщение I. Обоснование метода. Генетика. 1985;21(9):1481-1490.
  • Пакудин В.З. Параметры оценки экологической пластичности сортов. Теория отбора в популяциях растений. Новоссибирск, 1976. С. 178-189.
  • Удовенко Г.В. Физиологические механизмы адаптации растений к различным экстремальным условиям. Труды по прикл. ботанике, генетике и селекции. 1979;64(3): 5-22.
  • Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Определение адаптивной способности генотипов и дифференцирующей способности среды. Докл. АН БССР. 1985;29(4):374-376.
  • Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Экологическая селекция растений. Минск: Технология, 1997. 372 с.
  • Лакин Г.Ф. Биометрия: учеб. пособие для биол. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1990. 352 с.
  • Методические указания по селекции луковых культур. М., 1997. 118 с.
  • Методические указания по селекции репчатого лука и чеснока. М., 1984. 36 с.
  • Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Еще
Статья научная