Новый комплексный подход к изучению динамики повышения адаптивности и гомеостатичности у сортов мягкой яровой пшеницы (на примере длительной истории селекции в Северном Зауралье)

Естественные процессы развития и преобразования в живой природе рассматриваются в рамках различных эволюционных теорий. Однако для количественного описания изменений, наблюдаемых при реализации длительных селекционных программ, не предложено единого методического подхода. Для изучения механизмов селекции как эволюции, направляемой, по определению Н.И. Вавилова, волей человека, нами впервые предложен и применен метод исследования сдвигов генетико-статистических характеристик (ГСХ) во времени в совокупностях сортов мягкой яровой пшеницы ( Triticum aestivum L.) по этапам сортосмен примерно за 80-летний период. В течение 8 лет (2005-2012 годы) в условиях северной лесостепи Западной Сибири (опытное поле НИИ сельского хозяйства Северного Зауралья, г. Тюмень, 57°09' с.ш., 65°32' в.д.) изучали 23 сорта мягкой яровой пшеницы, последовательно районированных с 1930-х годов. Все они в разное время успешно возделывались в Северном Зауралье. У всех изученных сортов были определены эффекты взаимодействия генотип-среда, изменяющие их ранги урожайности по годам испытаний, и другие ГСХ. Средняя урожайность сортов, районированных в 1940-х годах, в нашем испытании составила 20,2 ц/га и была принята за базовую. Для этих сортов характерна выраженная пластичность и гомеостатичность урожаев. Линии регрессии урожайности по экологическому ряду лет (от плохих условий к благоприятным) пологие (угол наклона от 31° до 39°). Первый районированный в регионе сорт Мильтурум 321 стабилен по урожайности зерна (дисперсия по S.A. Eberhart и W.F. Russell S2d i = 3,5). В период 1950-1970 годов были районированы саратовские сорта и позднеспелый сорт сибирской селекции Мильтурум 553. Средняя урожайность в этой группе в наших испытаниях - 23,4 ц/га, линии регрессии этих сортов на графике урожайность-качество лет (по условиям среды) идут выше линий для первой группы сортов с наклонами, сходными с таковыми у первой группы. Саратовские сорта, как и сорта первой группы, показывают гомеостатичность урожайности, но для них характерно полегание при урожайности выше 20-25 ц/га. В 1970-1990 годах в регионе получили распространение устойчивые к полеганию сорта со средней урожайностью 29,1 ц/га (+44 % к базовой), у которых линии регрессии урожайности имеют более крутой наклон - от 39° до 47°, что указывает на меньшую гомеостатичность урожайности. Эти сорта сильнее реагируют на улучшение и ухудшение условий среды по сравнению с сортами первой и второй групп. Сорта Стрела и Тюменская 80 местной селекции довольно стабильны по урожайности (S2d i = 4,8-6,1). Среднеспелые интенсивные сорта, возделываемые в настоящее время, урожайность которых в среднем возросла до 34,3 ц/га (+70,0 % к базовой), очень чувствительны к изменениям условий среды, что подтверждается углом наклона линий регрессии (50°-54°, b i = 1,21-1,40). Пластичность характерна для сорта Чернява 13, имеющего пологую линию регрессии (угол наклона 29°, b i = 0,56). Наиболее стабильно формируют урожаи сорта Лютесценс 70 и Икар (S2d i = 8,7 и S2d i = 8,6). Современные, районированные в регионе раннеспелые сорта менее урожайны, чем сорта предыдущей группы (хср. = 31,1 ц/га), с пологими линиями регрессии (углы наклона 37°-38°). При этом сорта Тулунская 12 и Новосибирская 15 не стабильны по урожайности (соответственно S2d i = 26,6 и S2d i = 29,0). Сорт Новосибирская 29 более урожайный (33,3 ц/га), по пластичности и стабильности имеет сходство со среднеспелыми сортами из предыдущей группы. Изучение эффектов реакции генотипов на сдвиги условий среды, определяющих пластичность сорта (и гомеостатичность урожайности) и стабильность сорта, которую характеризует крутизна линии регрессии и дисперсия по S.A. Eberhart и W.F. Russell, и в совокупности отражающих разные характеристики адаптивности, позволяет оценить поведение сортов в меняющихся условиях среды и эффективность их