Оценка сортообразцов клевера лугового по признаку полиэмбрионии

Автор: Корелина В.А., Батакова О.Б., Зобнина И.В.

Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau

Статья в выпуске: 11, 2024 года.

Бесплатный доступ

Цель исследования – изучить сортообразцы по признаку двусемянности бобов клевера лугового и выделить линии с максимально высоким проявлением признака полиэмбрионии для дальнейшего применения в селекционной работе по повышению семенной продуктивности сортов. Задачи: оценить возможность использования повышения семенной продуктивности клевера с помощью от-боров по признаку двусемянности бобов; сформировать на основе методов отбора селекционный материал, характеризующий стабильность по признаку полиэмбрионии. Объект исследования – 21 сорт клевера лугового среднеспелого типа и стандартный сорт Нива. Научно-исследовательская работа проводилась в 2017–2023 гг. на базе опытной станции «Котласская», которая расположена в южной части Архангельской области. Представлены исследования по при-знаку полиэмбрионии клевера лугового (Trifolium pratense L.) в конкурсном сортоиспытании и пи-томниках отбора. Все образцы клевера обладали признаком двусемянности растений. Выражен-ность изучаемого признака невысокая и составила от 0,03 до 1,55 % по абсолютной величине и от 0,04 до 2,90 % по относительной. Анализ структуры головок на двусемянность бобов показал, что признак не только наследуется, но и накапливается. С помощью многократного индиви-дуального отбора растений проведена работа по созданию нового селекционного материала на увеличение семенной продуктивности по признаку полиэмбрионии. Получены генотипы, обладаю-щие в четвертом поколении наиболее высоким содержанием семян из двусемянных бобов: К-17421, К-34525; К-2006, К-1696 /2, К-46524 (от 6,8 до 11,4 семян в среднем на растении, или 9,0–11,2 %). Полученный селекционный материал будет использован в дальнейшей селекционной работе.

Еще

Селекция, клевер луговой, семена, продуктивность, полиэмбриония, сорто-образцы

Короткий адрес: https://sciup.org/140308302

IDR: 140308302 | DOI: 10.36718/1819-4036-2024-11-32-38

Текст научной статьи Оценка сортообразцов клевера лугового по признаку полиэмбрионии

Acknowledgments : the work was carried out within the framework of the state assignment of the

Federal Research Center for Comprehensive Study demy of Sciences on topic № FUUW-2024-0004.

Введение. Животноводство и кормопроизводство являются первостепенными отраслями сельскохозяйственного производства в Северном регионе России. На сегодняшний день в Архангельской области в наибольшей степени распространены бобово-злаковые травостои, к которым относится клеверо-тимофеечная смесь. Клевер луговой (Trifolium pratense L.) относится к основной многолетней бобовой кормовой культуре в Северном регионе России. Лидирующее положение среди многолетних трав в Архангельской области занимают посевные площади клевера лугового. Сорта клевера лугового, созданные непосредственно в экстремальных условиях севера и совмещающие в себе кормовые достоинства и неизменно высокую семенную продуктивность, представляют собой непревзойденную ценность [1]. Многие исследователи отмечают значение клевера лугового не только как кормовой культуры, но и важность его в повышении плодородия почвы, защиты от эрозии, использование в качестве ценного медоноса и фармацевтике [2–4]. Как показывает отечественный и мировой опыт, сорт является биологическим фундаментом урожая [5]. Основная задача в селекционной работе с клевером луговым состоит в создании новых современных сортов, сочетающих в себе высокую кормовую и семенную продуктивность, отличающихся высокой адаптивностью к неблагоприятным условиям среды [6, 7]. З.А. Зарья-нова, С.В. Кирюхин в своих исследованиях от- of the Arctic of the Ural Branch of the Russian Aca- мечают, что «при формировании исходного материала важной задачей является выявление и вовлечение в селекционный процесс биотипов и отдельных растений, обладающих хорошей семенной продуктивностью» [8]. Для увеличения семенной продуктивности клевера лугового уместно проводить селекционный процесс в направлении применения показателя двусемянности боба, или полиэмбрионии. У растений клевера лугового, имеющих в бобе два семени, коэффициент размножения выше, чем у растений, не обладающих этим признаком [9]. С учетом того, что коэффициент размножения клевера лугового при возделывании его в северных условиях ниже, чем в более южных регионах страны, семенная продуктивность сортов данной культуры приобретает наибольшую значимость и относится к наиболее важным хозяйственно ценным признакам. Районирован по Северному региону в настоящее время 21 сорт, но они все дают урожай семян, непостоянный по годам. Поэтому создание селекционного материала, ценного по семенной продуктивности в условиях севера, – одна из первоочередных задач наших исследований.

Цель исследования – изучить сортообраз-цы по признаку двусемянности бобов клевера лугового и выделить линии с максимально высоким проявлением признака полиэмбрионии для дальнейшего применения в селекционной работе по повышению семенной продуктивности сортов.

Задачи: оценить возможность использования повышения семенной продуктивности клевера с помощью отборов по признаку двусемян-ности бобов; сформировать на основе методов отбора селекционный материал, характеризующий стабильность по признаку полиэмбрионии.

Объекты и методы . Объектом исследования являлись 21 сорт клевера лугового среднеспелого типа и стандартный сорт Нива. Исследование проводилось на базе опытной станции «Котласская», которая расположена в южной части Архангельской области, за период 2017, 2019, 2021 и 2023 гг. в полевых и лабораторных условиях. Наблюдения и закладка полевых опытов, фенология растений, оценка и анализ хозяйственно-морфологических признаков выполнены в соответствии с общеустановленными методическими указаниями [10, 11].

Почва опытного участка по механическому составу – средний суглинок, содержание органического вещества составило 3,37 %; Р 2 О 5 – 28,2 мг/100 г почвы; К 2 О – 36,6 мг/100 г почвы; РН – 6,0; гидролитическая кислотность – 0,48 мг-экв/100 г почвы. По показателю гидротермического коэффициента увлажнения (ГТК) по Селянинову уровень влагообеспеченности составил 1,9; 2,5; 1,4; 1,3 по годам изучения соответственно.

На первоначальном этапе исследований в питомнике конкурсного сортоиспытания отобрали по 100 головок с 22 сортономеров. Полученные семена из двусемянных бобов были заложены в питомники отбора. Питомники отбора растений на двусемянность бобов клевера закладывали в течение трех лет, растения размещали индивидуальным способом (по схеме 0,7 × 0,3 м), длина делянки – 5 м, ширина – 0,7 или 2,1 м (в зависимости от количества полученных семян). Закладку питомников отбора проводили вручную под маркер. Изоляция между образцами состояла из посева тимофеевки луговой. Подсчет бобов, семян в соцветии изучали на 50 головках сорта, отобранных из среднего яруса растения. Основные структурные элементы определяли, основываясь на исследованиях З.А. Зарьяновой и С.В. Кирюхина: «двусемянность боба как отношение количества бобов с двумя семенами к общему количеству бобов в головке (%); относительную двусемян- ность – как долю семян из двусемянных бобов к общему количеству семян в головке (%); завя-зываемость семян – как отношение количества всех семян к количеству бобов в головке (%); обсеменѐнность соцветий – как отношение выполненных (полноценных) семян к количеству бобов в головке (%)» [9].

Математическую обработку экспериментальных данных проводили статистическими методами [12].

Результаты и их обсуждение. С целью изучения наличия признака двусемянности бобов в конкурсном испытании нами был проведен структурный анализ на полиэмбрионию 100 головок каждого сорта. В пределах проработанного селекционного материала определены селекционные номера, обладающие наличием свойства двусемянности бобов и имеющие семенную продуктивность выше среднего показателя по опыту. Все образцы фактически имели наличие бобов в головках клевера с двумя семенами (табл. 1). У различных сортов проявление признака полиэмбрионии невысокое и составляет от 0,03 до 1,64 % от общего содержания бобов в головке (абсолютная двусемян-ность). На завязываемость семян по изучаемым образцам не повлияло наличие двусемянности бобов. Высокими селектируемыми признаками в наибольшей степени отличались образцы, у которых показатели достигали выше среднего по опыту: по абсолютной двусемянности боба – выше 0,89 %; относительной двусемянности боба – выше 1,41; завязываемости семян – выше 70 %. Выделены с наивысшими показателями образцы К-17421, К-44932, К-34525, К-44932, СД-289, К-2004, К-2006, К-1696/2, К-46524, у которых признак двусемянности на 100 головок варьировал от 101 до 150 шт., двусемянность абсолютная – от 1,18 до 1,64 %, относительная – от 2 до 2,90 %. По совокупности всех показателей, отраженных в таблице 1, достоверно превысили стандарт два сорта – К-31351 и К-1822.

Сортообразцы с наибольшим количеством двусемянных бобов высевали в питомниках отбора в течение трех лет для дальнейшего изучения и получения генотипов с повышенной полиэмбрионией (табл. 2).

Таблица 1

Сортообразец	Количество бобов в 100 головках, шт.			Обсеме-ненность, %	Двусемянность,%
Сортообразец	всего	с семенами	двусемянные	Обсеме-ненность, %	абсолютная	относительная
Нива, стандарт	7442	5045	29	67,8	0,39	0,57
К-1040	9257	6566	34	70,9	0,37	0,52
К-17421	10551	6787	143	64,0	1,4	2,1
К-31351	9587	7973	83	83,2	1,0	1,2
К-44932	8010	4944	101	61,7	1,30	2,04
К-2001	10704	8397	8	78,5	0,07	0,10
К-2003	11107	7927	60	71,0	0,05	0,76
К-1545	10812	4106	22	72,6	0,75	1,03
К-34525	9947	5947	124	59,8	1,25	2,10
К-44932	8557	4534	109	53,0	1,27	2,40
СД-289	8680	5543	135	63,9	1,55	2,43
К-1822	9535	7518	108	78,8	1,13	1,44
К-2004	9584	5985	132	62,4	1,40	2,20
К-2008	11013	8043	82	73,0	0,74	1,02
К-2005	10955	8539	75	78,0	0,68	0,88
К-2006	10927	6577	129	60,2	1,18	2,00
К-2007	9206	5362	80	58,2	0,87	1,49
И-2025	10929	8301	3	76,0	0,03	0,04
К-1696/1	10915	7993	98	73,3	0,90	1,20
К-1696	10366	6298	125	60,8	1,20	2,00
К-2009	8039	5910	38	73,5	0,47	0,64
К-46524	9120	5235	150	57,4	1,64	2,90
Среднее по опыту	9784	6529	85	70,0	0,89	1,41
НСР 05	1133,5	1377,5	45,9	8,34	0,49	0,81

Таблица 2

Сортооб-разец	Количество семян в головке, шт.				Семена из двусемянных бобов, %
	в среднем из двусемянных бобов				Семена из двусемянных бобов, %
	2019 г.	2021 г.	2023 г.	В среднем	2019 г.	2021 г.	2023 г.	В среднем
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Нива, ст.	48,4 1,1	69,8 1,5	65,0 2,4	61,1 1,7	2,3	2,1	3,7	2,7
К-17421	68,8 2,4	80,2 4,4	78,2 7,5	75,7 4,8	3,4	5,5	10,0	6,3
К-44932	50,4 1,7	83,4 1,3	85,6 3,3	73,1 2,1	3,3	1,6	3,9	2,9
К-34525	61,2 2,0	74,5 4,3	73,5 6,8	69,7 4,4	3,3	5,8	9,3	6,1
К-44932	47,6 3,2	69,8 2,5	65,0 4,3	60,8 3,3	6,7	3,6	6,6	5,6

Окончание табл. 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9
СД-289	55,8 0,9	70,3 5,4	74,6 4,4	66,9 3,6	1,6	7,7	5,9	5,1
К-2004	64,2 2,7	80,8 4,8	104,8 5,2	83,3 4,2	4,2	5,9	5,0	5,0
К-2006	68,6 3,5	84,6 7,3	101,6 11,4	84,9 7,4	5,1	8,6	11,2	8,4
К-1696 /2	70,6 2,2	72,0 4,7	92,0 8,3	78,2 5,1	3,1	6,5	9,0	6,2
К-46524	71,4 3,0	80,8 2,5	79,1 7,7	77,1 4,4	4,2	3,1	8,5	5,3
Среднее по опыту	60,7 2,1	76,6 3,9	81,9 6,5	74,7 4,3	3,7	5,0	7,3	5,3
Вариабельность признака	47,6–71,4 0,9–3,5	69,8–84,6 1,3–7,3	65,0–104,8 3,3–11,4	60,8–86,9 1,8–7,4	1,6–6,7	1,6–8,6	3,9–11,2	2,4–8,3
НСР 05	×	×	×	8,4 1,6	×	×	×	1,4

Морфометрические показатели соцветий сортообразцов клевера лугового в конкурсном сортоиспытании (2017 г .)

Структура соцветий по признаку полиэмбрионии у перспективных сортообразцов клевера лугового по годам изучения (питомники отбора)

Количество семян в 50 головках клевера в 2019 г. в среднем по опыту составило 60,7 шт. на одну головку, вариабельность данного признака – 47,6–71,4 шт., в 2021 г. – 76,6 и 69,8– 84,6 шт., в 2023 г. – 81,9 и 65,0–104,8 шт. соответственно. Наиболее стабильное количество семян в головке по годам изучения показали образцы К-17421, К-2004, К-2006, К-1696 /2, К-46524, у которых данный показатель был выше среднего по опыту и достоверно превысил стандарт Нива на 14,6–23,8 шт. семян в головке. Семенная продуктивность по изучаемым годам зависела в большей степени от погодных условий. Количество семян из двусемянных бобов в среднем по годам изучения составило 2,4; 4,1; 6,5, вариабельность признака 0,9–3,5; 1,3–7,3; 3,3–11,4 соответственно, все образцы, представленные в таблице 2, достоверно превысили стандарт по данному признаку. Наибольшее количество двусемянных бобов в четвертом поколении имели образцы К-17421, К-34525; К-2006, К-1696 /2, К-46524 – от 6,8 до 11,4 семян в среднем на растении, или 9,0–11,2 %. Наиболее стабильно данный признак проявился у образца К-2006 и по годам составил 3,5; 7,3; 11,4 в среднем семян в головке, или 5,1; 8,6; 11,2 %, и достоверно превысил стандарт на 5,7 %. Анализ структуры головок на двусемянность бобов по трем годам показал, что признак не только наследуется, но и накапливается. Данный факт подтверждается и анализом коррелиционных связей между семенной продуктивностью и дву-семянностью боба. По всем годам данная связь хоть и была определена как слабая, но с нарастающим эффектом (в 2019 г. – r = 0,31, в 2021 г. – r = 0,38, в 2023 г. – r = 0,43).

Заключение. По данным наших исследований, все образцы клевера обладали признаком двусемянности растений. Выраженность изучаемого признака невысокая и составила от 0,03 до 1,55 % по абсолютной величине и от 0,04 до 2,90 % по относительной. Методом многократного индивидуального отбора получены генотипы, обладающие в четвертом поколении наиболее высоким содержанием семян из двусемянных бобов: К-17421, К-34525; К-2006, К-1696 /2, К-46524 – от 6,8 до 11,4 семян в среднем на растении, или 9,0–11,2 %, и достоверно превысившие стандартный сорт Нива в среднем по трем годам изучения на 2,6–5,7 %. Полученный перспективный селекционный материал, с повышенным содержанием двусемянных бобов, будет в дальнейшем использован в селекционной работе на улучшение семенной продуктивности сортов. Для расширения генетической основы селекционного материала клевера с признаком двусемянности боба необходимо проводить переопыление между образцами, обладающими высокими показателями по признаку полиэмбрионии и повышенной семенной продуктивностью.

Список литературы Оценка сортообразцов клевера лугового по признаку полиэмбрионии

Корелина В.А., Батакова О.Б., Зобнина И.В. Агробиологические особенности нового сорта клевера лугового Таежник // Земледелие. 2020. № 6. С. 34–37. DOI: 10.24411/ 0044-3913-2020-10608.
Грипась М.Н., Арзамасова Е.Г., Попова Е.В. Результаты изучения перспективных сортов клевера лугового в конкурсном сортоиспытании // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2019. № 20 (6). С. 585–593. DOI: 10.30766/2072-9081.2019.20.6.585-593.
Шихова И.В., Арзамасова Е.Г., Попова Е.В. Изучение семенной продуктивности селекционных популяций клевера лугового в условиях Кировской области // Таврический вест-ник аграрной науки. 2023. № 2 (34). С. 136–147. EDN: ZIMYQY. DOI: 10.5281/zenodo. 8272097.
Методы биотехнологии для создания кислотоустойчивых образцов клевера лугового с повышенной семенной продуктивностью / Л.А. Солодкая [и др.] // Кормопроизводство. 2022. № 6. С. 22–26.
Тормозин М.А., Зырянцева А.А. Сравнительный анализ сортообразцов клевера лугового питомника конкурсного сортоиспытания с высокими кормовыми качествами // Аграрный вестник Урала. 2021. № 07 (210). С. 16‒24. DOI: 10.32417/1997-4868-2021-210-07-16-24.
Результаты экологической селекции клевера лугового / А.С. Новоселова [и др.] // Кормопроизводство. 2003. № 11. С. 28–30. EDN UVVSLN.
Тормозин М.А., Нагибин А.Е., Зырянцева А.А. Ценные по ряду признаков образцы клевера лугового на Урале // Аграрный вестник Урала. 2018. № 10 (177). С. 16–22.
Зарьянова З.А., Кирюхин С.В. Изучение комбинационной способности сортов и селекционных номеров клевера лугового по признаку семенной продуктивности // Вестник ОрелГАУ. 2014. № 5 (50). С. 134–139.
Зарьянова З.А., Кирюхин С.В. Особенности полиэмбрионии клевера лугового (Trifolium pratense L.) в связи с селекцией на повышенную семенную продуктивность // Зернобобовые и крупяные культуры. 2018. № 4 (28). С. 125–130.
Методические указания по селекции и первичному семеноводству клевера. М.: ВНИИК, 2002. 72 с.
Изучение коллекции многолетних кормовых растений: метод. указания. Л.: ВИР, 1984. 48 с.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

Еще

Статья научная