Морфобиологические и хозяйственно ценные особенности образцов из современной коллекции трититригии (Xtrititrigia cziczinii Tzvel.) ГБС РАН

Forcitations: Zavgorodny S.V., Ivanova L.P., Alenicheva A.D., Shchuklina O.A., Kvitko V.E., Klimenkova I.N., Soloviev A.A., Upelniek V.P. Morphobiological and economically valuable features of samples from the modern collection of tri-titrigia (xTrititrigia cziczinii Tzvel.) MBG RAS. Vegetable crops of Russia. 2022;(2):10-14.

Цель работы – изучение морфобиологических особенностей образцов трититригии из коллекции отдела отдаленной гибридизации ГБС РАН и выявление наиболее перспективных линий для создания новых сортов.

Материалы и методы

Исследования проводили на полях отдела отдалённой гибридизации ФГБУН Главный ботанический сад им. Н.В. Цицина РАН в 2008-2016 годах. Почва опытных участков дерново-подзолистая тяжелосуглинистая, со следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса – 1,9-2,0 =%; подвижного Р2О5 (по Кирсанову) – 12-18 мг на 100 г почвы; обменного К2О (по Маслову) – 15-23 мг на 100 г почвы; рН солевой вытяжки – 5,6-7,0.

Объектами исследований являлся 71 образец перспективных многолетних и отрастающих линий трититригии ( xTrititrigia cziczinii Tzvel.) коллекции ГБС РАН. Все образцы трититригии получены в отделе отдалённой гибридизации в разные годы. Закладку полевых опытов, проведение учётов и наблюдений осуществляли по общепринятым методикам для озимых зерновых культур. Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа [15].

Результаты и обсуждение

Самые первые образцы трититригии (№23086 и №34085) представляли собой мощное растение с прямостоячей формой куста, хорошей облиствен-ностью, высотой 90-100 см, с продуктивной кустистостью составляющей – 5,1. Общая кустистость всех побегов, образующихся за период вегетации, достигала 35 стеблей на одно растение. Колос белый, не поникающий при созревании, полуости-стый или безостый, трудно обмолачиваемый. Средняя длина колоса составляла 9-10 см. Число колосков в колосе – 6-18, число цветков в колоске – 5-7 шт. Зерно пшеничного типа, красное. На одном растении созревает от 300 до 350 шт. зерен. Отличительной морфобиологической особенностью трититригии является способность созревать сверху вниз, что свойственно всем многолетним злакам. В то время, когда зерно в колосе находится в стадии полной спелости, стебель и листья остаются в зеленом состоянии.Отмечалась высокая зимостойкость первых образцов, значительно превышающая озимую пшеницу Лютесценс 329, являющуюся эталоном зимостойкости того времени [7]. Следует отметить, что способность к многолетности у трититригии сохраняется только в благоприятные по метеорологическим условиям годы. Образцы М 23086 и М 34085 являлись двуручками, не требующими яровизации для образования генеративных органов. Выход муки из-за глубокой бороздки зерна чуть ниже, чем у пшеницы Лютесценс 62, но при этом содержание сухой клейковины на 4,4% выше (18,8%).

Следующими перспективными образцами являлись М164, М2 и М3, полученные в 1942 году. Так как среди потомства от первых скрещиваний было получено огромное разнообразие растений,то каждое из них, выделяющееся по ряду хозяйственно ценных признаков, легло в основу создания отдельной линии (табл.). Однако многие образцы имели склонность к перекрестному опылению,из-за чего происходило систематическое расщепление по биоморфологическим признакам и, в частности,

Таблица. Морфобиологические особенности первых образцов трититригии, по сравнению с родительскими видами (по Н.В. Цицину, 1978) Table. Morphobiological features of the first samples of trigia, compared with the parent species (by N.V. Tsitsin, 1978)

Признак	Озимая пшеница ( T. aestivum )	Пырей ( Th. intermedium )	М2 ( ×Trititrigia cziczinii )
Цикл развития	однолетний	15 лет и более	2-3 года
Характер опыления	самоопыление	перекрёстное опыление	перекрёстное опыление
Устойчивость к грибным заболеваниям	слабая	сильная	сильная
Отрастание после уборки	отсутствует	сильное отрастание	среднее отрастание
Корневая система	слабая	очень мощная	мощная
Процесс созревания зерна	от соломины к колосу	от колоса к соломине	от колоса к соломине
Продуктивная кустистость, стеблей на растение (куст)	5-10	50-100	20-25
Плотность колоса	плотный	очень рыхлый	рыхлый
Наибольшее число колосков на один колос	25	20	35
Содержание белка, %	15	20	25
Масса 1000 зерен, г	30-50	6	30-33

потеря способности к отрастанию,зимостойкости, многолетности и другим «пырейным» признакам [16, 17].

В результате длительной селекционной работы по подбору пар, многократных межгибридных, возвратных и насыщающих скрещиваний, регулируемых этапов самоопыления были созданы принципиально новые формы трититригии отличающиеся от первых образцов рядом хозяйственно ценных признаков.В настоящий момент коллекция трититригии перспективных стабильных форм отдела отдаленной гибридизации насчитывает около 250 образцов. Они обладают более плотным легко обмолачиваемым колосом,большим количеством более крупных зерновок с колоса, стабильной способностью к самоопылению, высокой продуктивной кустистостью, высокой способностью к регенерации после уборки на зерно (рис. 1).

При изучении коллекции трититригии стандартом являлся сорт Отрастающая 38, являющийся единственным сортом, включенным в Государственный реестр селекционных достижений, как сорт зернокормовой пшеницы. Однако этот сорт имеет октоплоидный набор хромосом (2 n =56) и является трититригией ( xTrititrigia ).

Анализируя структуру урожая за 2008-2016 годы, можно сказать, что изученные образцы трититригии обладают длиной колоса от 7,9 см (№249) до 18,3 см (№1777). Наибольшее количество образцов (42,2%) имеют среднюю длину колоса от 12,0 до 13,9 см (рис.2). Длина колоса у сорта Отрастающая 38 составляет 13,3 см, что входит в две наиболее крупные группы по этому признаку. Длина колоса образца №5542, который прошел конкурсное сортоиспытание и был передан в Государственную комиссию на регистрацию, как первый сорт трититригии, составила в среднем 10,8 см.

Рис.1.Растение трититригии (сверху) и озимой пшеницы (снизу)

Fig.1.A plant oftrititrigia (above) and winterwheat (below)

Рис.2.Распределение образцов трититригии по длине главного колоса, %

Fig.2.Distribution of trititrigia samples along the length of the main ear, %

Большое количество колосков на каждом уступе колосового стержня главного колоса,сочетающее-ся с высокой озерностью колосков (3-5 зерновок на колосок), дают большое количество зерен с колоса. От этого элемента структуры урожая в значительной степени зависит потенциальная продуктивность зерновых культур [18]. Изучаемые образцы трититригии в среднем содержат от 41 зерновки с колоса (образец №1879) до 97 зерновок (образец №1699). При этом 28 ,2% образцов образуют в главном колосе 50,6-59,8 шт. зерновок. Самое большое количество образцов (32,4% ) образуют 60,6-69,5 зерновок в главном колосе (рис.3). Озимая пшеница Московская 39, много лет являющаяся стандартом в иссследованиях с зерновыми культурами в Центральном районе Нечерноземной зоны, образует при разных условиях возделывания в среднем 29-45 зерновок в колосе [19,20].

В колосе сорта Отрастающая 38 в среднем за годы исследований формировалось 55,4 зерен, что включает этот сорт во вторую по количеству образцов группу,в эту же группу входит и линия 5542 с количеством зерен 54 шт./колос.

Биологическая особенность три-титригии, заключающаяся в непрерывном побегообразовании, не позволяет растениям после цветения направить все физиологические процессы на формирование уже завязавшихся зерен. Так как генеративное развития сопровождается вегетативным на протяжении всего периода роста [21]. При этом невысокая урожайность зерна компенсируется возможностью получения зеленой питательной массы после основной уборки на зерно [22]. Изучаемые образцы трититригии за все годы исследований, включая крайне засушливый 2010 год, имели урожайность от 0,7 т/га (№1774) до 4,1 т/га (№1546). Распределение образцов по урожайности показывает,что практически половина линий (47,8%) имеет урожайность на уровне 2-3 т/га. Сорт Отрастающая 38 имеет зернокормовую направленность, что позволяет его использовать в качестве кормовой культуры для получения зеленого корма.Урожайность зерна в среднем составляет 1,83 т/га. Линия 5542 имеет более высокую урожайность зерна – 2,5 т/га, однако в конкурсном сортоиспытании она показала урожайность 2,9 т/га. Образцы обладающие урожайностью свыше 3 т/га (№1877, №1879, №2087, №12, №161, №226, №5787, №70, №1805, №1546) можно использовать в селекции на продуктивность в регионах с низким плодородием почвы и нестабильными агрометеорологическими условиями возделывания.

Рис.3.Распределение образцов трититригии по количеству зерен с главного колоса, %

Fig.3.Distribution of trititrigia samples by the numberofgrains from the main ear, %

Заключение

В результате исследований были отобраны наиболее перспективные образцы, обладающие стабильной в разных метеорологических условиях урожайностью зерна (3,2-4,1 т/га), устойчивостью к заболеваниям и полеганию, устойчивостью к прорастанию на корню, высокой способностью к отрастанию (регенерации) после уборки на зерно, а также имеющие высокие показатели качества зерна по белку (14,9-16,3%). Промежуточным итогом изучения образцов трититригии современной коллекции ГБС РАН является передача образца №5542 под названием «Памяти Любимовой» в Государственную комиссию по сортоиспытанию и официальная регистрация второй в истории мирового земледелия синтетической зерновой культуры – трититригии [23].

Об авторах:

Сергей Владимирович Завгородний – научный сотрудник,

Любовь Петровна Иванова – научный сотрудник,

About theauthors:

Sergey V. Zavgorodniy – Researcher,

Lubov P. Ivanova – Researcher,

Anastasia D. Alenicheva – Junior Researcher,

Olga A. Shchuklina – Cand. Sci. (Agriculture),

Senior Researcher, ,

Valeriya E. Kvitko – Junior Researcher,

Irina N. Klimenkova – Researcher,

Alexander A. Soloviev – Doc. Sci. (Biology),

Leading Researcher,

Vladimir P. Upelniek – director,