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 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 (b_i), 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.)