Наследуемость продолжительности вегетационного периода гибридами F2 чечевицы в условиях Омской области

Введение. Чечевица – одна из наиболее распространенных зернобобовых культур в мире [1]. Ее выращивают более чем в 50 странах [2]. Культура играет важную роль в обеспечении населения ценным растительным белком [3]. Ее высокий экспортный и экономический потенциал привлекает сельхозтоваропроизводителей Омской области [4]. К тому же эколого-географическое расположение региона благоприятно влияет на рост и развитие культуры [5]. Возросший интерес сдерживается тем, что районированные в условиях Омской области сорта чечевицы не отвечают производственным требованиям [6]. Они менее конкурентоспособные, малоурожайные и низкотехнологичные [7]. Решением этой проблемы является создание новых адаптированных к биотическим и абиотическим факторам среды сортов [8]. Отбор уникальных генотипов с высоким потенциалом онтогенетической адаптации возможно провести на ранних этапах селекционного процесса [9]. Для этого необходимо определить коэффициент наследуемости ценного признака в гибридных популяциях, способный указать на фактор, под воздействием которого вызвано фенотипическое разнообразие (генотип или среда) [10]. Если фенотипическое разнообразие вызвано генотипической изменчивостью, то эффективным будет массовый отбор, если модификационной – индивидуальный [11].

Цель исследования – выявить спектр генетического разнообразия скороспелости в гибридных комбинациях второго поколения чечевицы для ускорения отбора ценных генотипов и создания адаптированных к климатическим условиям региона сортов.

Объекты и методы. Исследовательская работа выполнялась в учебно-опытном хозяйстве ФГБОУ ВО Омский ГАУ, расположенном в южной лесостепной климатической зоне Омской области (2020–2022 гг.). Последние годы в регионе отмечается тенденция повышения среднесуточной температуры воздуха. Сумма активных температур (выше 10 °С) за вегетационный период в 2020 г. составила 2 488 °С; 2021 г. – 2 459; 2022 г. – 2420 °С. Осадков в 2020 г. выпало 155,3 мм (70,6 % от нормы); 2021 г. – 166,0 (75,4 % от нормы); 2022 – 287,6 мм (130,72 % от нормы). Гидротермический коэффициент, характеризующий обеспеченность растений влагой, указывает на очень засушливые условия в 2020 г. (ГТК = 0,62) и 2021 г. (ГТК = 0,68), слабозасушливые – в 2022 г. (ГТК = 1,02). Почва опытного участка – лугово-черноземная среднемощная (45 см) малогумусная (3,95 % гумуса) среднесуглинистая (35 % физической глины) с реакцией почвенного раствора, близкой к нейтральной (рН – 6,5). Предшественник – яровая мягкая пшеница. Посев проведен в трехкратной повторности с площадью питания одного растения 10 × 45 см в оптимальные сроки (вторая декада мая) на глубину заделки семян 5 см. Количество семян в каждом повторении родительских форм – 25 шт., F2 – 25 шт. Объект исследований – коллекционные образцы чечевицы различного эколого-географического происхождения, отобранные по комплексу хозяйственно ценных признаков: к-2888 (Молдова), к-2849 (Россия, Алтайский край), Рауза (Россия, Орловская область), Веховская (Россия, Саратовская область) – и полученные в результате внутривидовой гибридизации четыре гибридных популяции второго поколения. Гибридный материал F0 получен в 2018 г., F1 – в 2019 г. и использовался для посева в последующие годы. Фенологические наблюдения и учеты проведены согласно «Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур» (1975) [12]. Статистическая обработка полученных результатов велась по методике, изложенной в пособии Б.А. Доспехова [13]. Коэффициент наследуемости (Н2) рассчитан по формуле I. Mahmud и H. Kramer.

Результаты и их обсуждение. Из-за равномерного распределения осадков в течение всего вегетационного периода и повышенной температуры воздуха наиболее благоприятные климатические условия для роста и развития растений чечевицы сложились в 2020 г. Недостаточное количество осадков во второй половине вегетации (июль – август) положительно повлияло на созревание культуры, ускорив его. В 2020 г. продолжительность вегетационного периода варьировала у родительских форм от 78,0 до 82,0 сут (в среднем 80,0 сут), в гибридных комбинациях – от 77,0 до 82,0 сут (в среднем 79,5 сут) (табл. 1).

Таблица 1

Продолжительность вегетационного периода у родительских форм и гибридных комбинаций чечевицы

В 2021 г., начиная с середины июня, выпало значительное количество осадков (до 24 мм в месяц). Избыточное увлажнение негативно отразилось на продолжительности периода вегетации, незначительно увеличив его по сравнению с предыдущим годом на 4,3 сут у родительских форм (в среднем 84,3 суток) и на 5,0 суток у гибридных популяций (в среднем 84,5 сут).

Продолжительные ливневые дожди в 2022 г. (до 103,2 мм в месяц) затянули вегетационный период, начиная с фазы цветения (июль) до созревания. У родительских форм значение пока- зателя изменялось от 90,0 до 94,0 сут (в среднем 92,0 сут), в гибридных комбинациях – от 90,0 до 95,0 сут ( в среднем 92,5 сут).

В среднем за три года изучения наименьшую продолжительность вегетационного периода показали гибридные комбинации: к-2849 × Веховская (82,7 сут) и к-2888 × Веховская (85,0 сут).

В зависимости от климатических условий произрастания отмечены небольшие изменения наследуемости в годы проведения исследований: от 15,7 (2022 г.) до 22,4 % (2020 г.) (табл. 2).

Таблица 2

Коэффициент наследуемости продолжительности вегетационного периода

Величина коэффициента наследуемости (в среднем Н 2 = 19,0 %) показывает, что изменчивость изученного признака в основном зависит от условий среды. Поэтому по данному признаку целесообразно проводить индивидуальный отбор в благоприятных условиях произрастания и в более поздних гибридных поколениях. Перспективными в этом плане являются гибридные комбинации, имеющие наибольшую наследуемость признака: к-2849 х Веховская (19,7%) и к-2888 х Веховская (19,9%).

Заключение

• 1.    Продолжительность вегетационного периода в гибридных популяциях чечевицы характеризуется низкой наследуемостью (Н² = 19,0 %).

• 2.    Значительное влияние на изменчивость признака оказывают природно-климатические условия произрастания. В связи с этим по данному признаку целесообразно проводить индивидуальный отбор в благоприятных условиях возделывания и в более поздних гибридных поколениях.

• 4.    Практический интерес в селекции чечевицы на скороспелость представляют гибридные комбинации: к-2849 × Веховская (19,7%) и к-2888 × Веховская (19,9 %).