Оценка коллекции образцов подсолнечника ВИР по селекционно ценным признакам в приазовской зоне Ростовской области

Acknowledgements. Authors express their appreciation to E.K. Khlestkina, a director of the AllRussian Institute of Plant Genetic Resources (VIR), doctor of biology, professor RAS, and V.A. Gavrilova, a chief researcher of the department of genetic resources and textile crops, doctor of biology, for a possibility to test sunflower samples from the VIR collection for resistance to the modern races of rust.

Введение. В последние годы в российских регионах наблюдается тенденция увеличения поражения посевов подсолнечника возбудителем ржавчины. Несколько вспышек поражения растений подсолнечника, которые сменялись депрессиями патогена, отмечено ранее в Тамбовской области с 1992 по 2015 гг. [1]. В Саратовской области сильное поражение выявлено в 2013 г. [2]. Обследование посевов подсолнечника, проведённое в 2015–2018 гг. в Краснодарском крае, выявило поражение ржавчиной сортов с частотой встречаемости болезни от 16 до 52 % в зависимости от складывающихся погодных условий и группы спелости образцов [3]. Учёные ВНИИМК, изучив расовый состав возбудителя ржавчины на посевах подсолнечника в нескольких регионах России, обнаружили наличие более вирулентных рас [4; 5]. Вредоносность патогена заключается, прежде всего, в уменьшении фотосинтетической активности растений и напрямую зависит от интенсивности развития болезни и погодных условий. По данным Э.Л Слюсарь, средняя степень поражения растений подсолнечника ржавчиной снижает урожайность семян на 0,5–0,7 т/га, а при сильной степени поражения потери увеличиваются в 2–3 раза. Масличность семян снижается на 40 % [3]. В связи с этим возникла необходимость в расширении работ по созданию исходного селекционного материала подсолнечника, устойчивого к новым расам патогена, и в усовершенствовании методов оценки. Одним из источников расширения генофонда исходного селекционного материала и поиска селекционноценных признаков является коллекция подсолнечника ВИР, которая насчитывает к настоящему времени более 2780 образцов, из них 2250 культурного подсолнечника и 500 дикорастущих форм [6]. Мировая коллекция культурного подсолнечника представлена сортами-популяциями и линиями. В результате многолетней работы по выявлению потенциала наследственной изменчивости выделены источники селекционноценных признаков: устойчивости к болезням (ложная мучнистая роса, ржавчина, фомопсис), ультраскороспелости, раннеспелости, крупноплодности семян, которые являются ценным исходным материалом для селекции гибридов подсолнечника [7; 8]. Перед селекционерами была поставлена задача изучить и отобрать образцы коллекции культурного подсолнечника ВИР, представляющие практический интерес для селекции линий подсолнечника, устойчивых к возбудителю ржавчины.

Материалы и методика. Экспериментальные исследования проведены на поле селекционного севооборота Донской опытной станции – филиала ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Объектом оценки были образцы подсолнечника коллекции ВИР. Изучение хозяйственно ценных признаков выполнено по методикам полевых опытов, разработанным во ВНИИМК [9]. Оценку на устойчивость к возбудителю ржавчины (Puccinia helianthi Schw.) проводили с использованием американской количественной шкалы Мельчерса и Паркера [10], видоизмененной Л.Ф. Русаковым, в двух повторностях.

Результаты исследований. Для поиска образцов с необходимыми нам селекционно-ценными признаками, а именно материала, обладающего устойчивостью к возбудителю ржавчины, было изучено 57 образцов подсолнечника коллекции ВИР различного происхождения: линии из межлинейных гибридов, устойчивых к ЛМР, и межвидовых гибридов (из США); заразихо- и ржавчиноустойчивые линии; отечественные сорта.

По продолжительности вегетационного периода коллекционные образцы можно отнести к четырём группам спелости: скороспелые (84–87 суток), раннеспелые (87–95 суток), среднераннеспелые (95– 100 суток), среднеспелые (100–110 суток) (рис. 1). Наибольшее количество образцов относится к раннеспелой группе – 26 шт., скороспелых и среднеспелых – по 12 шт., среднераннеспелых – всего 7. Таким образом, выявлено, что по продолжительности вегетационного периода все изученные образцы коллекции могут быть использованы в селекционных программах создания нового исходного селекционного материала.

Рисунок 1 – Распределение образцов подсолнечника коллекции ВИР по продолжительности вегетационного периода (сутки), 2021 г.

Так как многие образцы коллекции ВИР представлены межвидовыми гибридами культурного подсолнечника с дикорастущими видами, по высоте растений отмечено сильное варьирование признака. В соответствии с классификатором подсолнечника Международного совета по генетическим ресурсам растений (IBPGR) по высоте растений (1985) утверждены следующие градации: растения ниже 40 см – карликовые; 40–80 см – очень низкие; 80–120 см – низкие; 120–160 – средненизкие; 160–200 см – средние; 200–240 см – средневысокие; 240–280 см – высокие; 280–320 см – средние между высокими и очень высокими; выше 320 см – очень высокие [11]. Образцы подсолнечника изученной коллекции ВИР по этому показателю были распределены на четыре группы (рис. 2). Наибольшее количество образцов – 24 шт. – можно отнести к средненизким растениям, 22 – к низкорослым, только два образца, высота которых была выше двух метров, – к группе средневысоких растений. Показатели признака высоты растений большинства коллекционных образцов оказались приемлемыми для их использования в скрещиваниях с целью расширения генетического разнообразия селекционного материала подсолнечника.

Рисунок 2 – Распределение образцов подсолнечника по высоте растений (см), 2021 г.

Погодные условия вегетационного периода 2021 г. сложились благоприятно для роста и развития подсолнечника. За период вегетации (май – сентябрь) выпало 417,7 мм осадков, это почти в два раза больше среднемноголетних данных (244,0 мм). Количество осадков за июль – август составило 160,3 мм, что также значительно превышало среднемноголетние данные (94,9 мм) (рис. 3).

разцов – без поражений (0 баллов). Последние представляют особый интерес для селекции.

Рисунок 3 – Погодные условия периода вегетации подсолнечника, 2021 г.

Рисунок 4 – Распределение образцов подсолнечника коллекции ВИР по поражаемости возбудителем гриба

Puccinia helianthi Schw., 2021 г.

Избыточное количество осадков в третьей декаде июля и во второй декаде августа способствовало сильному распространению возбудителя ржавчины на подсолнечнике, инфекционного начала которой было много накоплено в почве в предыдущие годы. Первые признаки поражения (спороношение на листьях) были обнаружены на коллекционных образцах в фазе бутонизации, массовое заражение пришлось на июль – август. Интенсивность развития болезни менялась в зависимости от фазы развития растений и складывающихся погодных условий.

Для оценки степени восприимчивости растений подсолнечника к возбудителю ржавчины использовали количественную пятибалльную шкалу Мельчерса и Паркера (1922), видоизмененную Л.Ф. Русаковым, составленную по принципу учета степени поражения поверхности листа пустулами: 0 баллов – отсутствие поражения; 1 балл – поражено до 10 % поверхности листа; 2 балла – поражено от 11 до 25 % поверхности листа; 3 балла – от 26 до 50 % поверхности листа; 4 балла – поражено свыше 50 % листовой поверхности [10]. Устойчивость в полевых условиях Приазовья к возбудителю ржавчины подсолнечника проявилась по-разному (рис. 4): у пяти образцов наблюдалось сильное поражение (4 балла), у 13 (3 балла и 2 балла) – среднее, у 29 – слабое поражение растений (1 балл), 10 об-

В качестве контроля инфекционной нагрузки возбудителя была использована линия-восстановитель фертильности пыль-цы ЭД 194 Rf, восприимчивая ко всем распространённым в Ростовской области расам этого патогена (таблица).

Таблица

Характеристика хозяйственно ценных признаков образцов коллекции ВИР, проявивших полевую устойчивость к Puccinia helianthi Schw.

ДОС – филиал ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2021 г.

Сорт, гибрид, линия	5	I с	Продолжительность вегетационного периода, сутки		5 m	s 1 1 й	Степень поражения ржавчиной, балл
			5 5 О § о £ о u « § о	О Я ° I к 3 s u			7	7
ЭД194 Rf, контроль	-	Гибрид Муза	61	88	109	10,6	3	4
ВИР 263	3324	ВИР 113А х источник Rf, Краснодарский край	58	95	122	11,3	0	0
-	3562	HA 232 x H. californicus, Краснодарский край	59	92	154	11,8	0	0
СМ 32	3161	Ср. Канада	58	88	132	14,1	0	0
НА-469	3834	США	64	92	111	15,8	0	0
RHA-269	3835	США	71	108	192	14,5	0	0
RHA-859	3838	США	55	85	96	9,6	0	0
RHA-464	3844	США	64	88	98	7,4	0	0
Ждановский № 8281	1047	Ростов-на-Дону	45	84	105	12,3	0	0
-	1878	ВНИИМК	60	102	159	18,2	0	0
HA-R8	3847	США	58	87	103	9,0	0	0

Продолжительность вегетационного периода выделившихся 10 образцов варьировала от 84 до 108 суток. По высоте растений (96– 192 см) их можно отнести к низкорослым и среднерослым формам. Среди них были ветвистые (ВИР 263; № 3562; RHA-269; RHA-859; RHA-464) и однокорзиночные (СМ 32; НА 469; Ждановский 8281; № 1878; НА-R8) образцы.

Особый интерес для использования в селекционной практике представляют три образца. Канадская линия СМ 32 – однокорзиночная, с хорошо выполненной плоской корзинкой, с периодом развития от всходов до цветения 58 суток, устойчивая к возбудителю ржавчины, можно использовать в скрещиваниях для создания самоопыленных линий, обладающих комплексом хозяйственно ценных признаков. Среднерослая линия RHA-269 (192 см) – ветвистая, с хорошо развитой центральной корзинкой (14,5 см), с увеличенной продолжительностью вегетационного периода (108 суток), зацветающая на 71-е сутки после всходов, устойчивая к возбудителю ржавчины подсолнечника. Она может быть использована как источник устойчивости к ржавчине и источник увеличения вегетационного периода родительских линий для создания позднеспелых гибридов. Номер 3562 отличается ветвистостью по всей длине стебля, центральная корзинка хорошо развита и расположена значительно выше боковых, при созревании полупо-вёрнутая вниз с изогнутым стеблем (рис. 5).

Рисунок 5 – Линия из межвидового гибрида HA232 × H. californicus (3562) (ориг.)

Линия может быть использована как источник устойчивости растений подсолнечника к ржавчине и в скрещиваниях для создания исходного селекционного материала с комплексом селекционноценных признаков.

Заключение. Проведенная оценка 57 образцов подсолнечника коллекции ВИР по комплексу хозяйственно ценных признаков позволила распределить их по длине вегетационного периода, группам спелости, высоте растений и устойчивости к возбудителю ржавчины подсолнечника. Особый интерес для селекционной работы представляют образцы, показавшие устойчивость в полевых условиях Ростовской области к возбудителю ржавчины подсолнечника. Лучшие из них – RHA-269, СМ 32 и 3562 – включены в селекционный процесс для создания исходного селекционного материала, устойчивого к возбудителю ржавчины подсолнечника ( Puccinia helianthi Schw.).