Оценка коллекции образцов подсолнечника ВИР по селекционно ценным признакам в приазовской зоне Ростовской области
Автор: Лепешко Екатерина Сергеевна, Усатенко Татьяна Васильевна
Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Статья в выпуске: 2 (190), 2022 года.
Бесплатный доступ
Повсеместное насыщение севооборотов посевами подсолнечника способствовало накоплению в агроценозах инфекционного начала многих болезней этой культуры и возникновению более вирулентных рас патогенов. Появились сообщения о поражении посевов возбудителем ржавчины подсолнечника Puccinia helianthi Schwein. Изучение расового состава гриба выявило наличие более вирулентных рас, что потребовало создания селекционного материала подсолнечника, устойчивого к распространённым расам этого патогена. Коллекция подсолнечника ВИР содержит источники устойчивости к ржавчине. В изучение селекционно ценных признаков было включено 57 образцов коллекции. Работа выполнена в полевых условиях Донской опытной станции - филиале ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК по методикам полевых опытов, разработанным во ВНИИМК. Для определения степени восприимчивости к ржавчине использовали количественную пятибалльную шкалу Мельчерса и Паркера. По длине вегетационного периода образцы распределились по четырем группам спелости, больше всего среди них оказалось раннеспелых форм. Высота растений варьировала от 80 до 240 см в зависимости от генотипа. Величина полученных показателей позволяет использовать изученные образцы в скрещиваниях для создания нового исходного материала. Избыточное количество осадков в третьей декаде июля и во второй декаде августа способствовали сильному распространению возбудителя ржавчины подсолнечника. Максимальное заражение пришлось на июль - август. По поражаемости возбудителем ржавчины подсолнечника образцы коллекции распределились следующим образом: 5 - с максимальным поражением в 4 балла, 8 - 3 балла, 5 - 2 балла, 29 - 1 балл, 10 образцов не имели поражения. Коллекционные образцы без признаков поражения, могут быть использованы в селекционной практике для создания исходного материала устойчивого к возбудителю ржавчины подсолнечника.
Подсолнечник, коллекция вир, ржавчина, устойчивость, вегетационный период, высота растений
Короткий адрес: https://sciup.org/142235152
IDR: 142235152 | DOI: 10.25230/2412-608X-2022-2-190-30-35
Текст научной статьи 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.).
Список литературы Оценка коллекции образцов подсолнечника ВИР по селекционно ценным признакам в приазовской зоне Ростовской области
- Выприцкая А.А. Микобиота подсолнечника в Тамбовской области. - Тамбов: Принт-Сервис. - 2015.- С. 78-81.
- Сибикеева Ю.Е. Микозы подсолнечника в Саратовской области и меры борьбы с ними // Поле деятельности. - 2013. - № 7. - 34-35.
- Децына А.А., Терещенко Г.А., Илларионова И.В. Распространённость ржавчины на сортах подсолнечника в условиях Краснодарского края // Масличные культуры. Науч.-тех. бюл. ВНИИМК. - 2018. - Вып. 2 (174). - С. 101-106. DOI: 10.25230/2412-608X-2018-2-174-101-106.
- Арасланова Н.М., Антонова Т.С., Ивебор М.В., Хатнянский В.И. Определение расовой принадлежности изолятов ржавчины (Puccinia helianthi Schwein), поражающей подсолнечник в некоторых регионах России // Масличные культуры. - 2019. - Вып. 4 (180). - С. 107-112. DOI: 10.25230/2412-608X-2019-4-180-107-112.
- Антонова Т.С., Арасланова Н.М., Ивебор М.В., Саукова С.Л., Питинова Ю.В. Новые расы Puccinia helianthi Schwein - возбудителя ржавчины подсолнечника в Российской Федерации // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. - 2020. - № 5. -С. 23-26. DOI: 10.30850/vrsn/2020/5/23-26.
- Gavrilova V.A., Rozhkova V.T., Anisimova I.N. Sunflower genetic collection at the Vavilov Institute of Plant Industry // Helia. - 2014. - V. 37 (60). - Р. 1-16. DOI: 10.1515/helia-2014-0001.
- Гаврилова В.А., Анисимова Н.И., Воронова О.Н., Карабицина Ю.И., Рожкова В.Т. Создание и применение генетической коллекции подсолнечника ВИР // В кн.: Генофонд и селекция растений. Тезисы докладов II Международной конференции, посвященной 80-летию СИБНИИРС. - Новосибирск, 2016.- C. 18-19.
- Рожкова В.Т., Ступникова Т.Г. Основные направления работы с мировой коллекцией подсолнечника на Кубанской опытной станции ВИР // В кн.: Идеи Вавилова в современном мире. Тезисы докладов IV Вави-ловской международной научной конференции. - СПб.: ВИР, 2017. - C. 147.
- Сроки и методы учета болезней, вредителей и заразихи // В кн.: Методика проведения полевых агротехнических опытов с масличными культурами / Под общ. ред. В.М. Лукомца; 2-е изд., перераб. и доп. - Краснодар, 2010.- C. 327.
- Melchers L.E., Parker J.H. Rust resistance in winter-wheat varieties // Bulletin № 1046. US. Department of Agriculture. - 1922. -P. 32.
- Descriptors for cultivated and wild sunflower. - Rome: IBPGR, 1985. - 37 p.