Реализация потенциальной семенной продуктивности завязи горчицы сарептской (Brassica juncea L.) при свободном цветении и самоопылении

Введение. Биологические особенности опыления у амфидиплоидных видов Brassica позволяют использовать самоопыление растений в селекционной практике в качестве способа генетической дифференциации исходных популяций и метода создания ценного по комплексу хозяйственно полезных признаков селекционного материала [1; 2].

Горчица сарептская является факультативно самоопыляющимся растением, образующим в среднем 70-90 % семян от самоопыления цветков и 10-30 % от перекрестного опыления насекомыми и ветром [3; 4; 5].

Целью настоящих исследований было изучение потенциальной продуктивности завязи горчицы сарептской и ее фактической реализации при свободном цветении и самоопылении растений в различных погодных условиях.

Материал и методы. Подсчет количества семязачатков в завязи горчицы сарептской был выполнен по методике Т.С. Федоренко [6]. Фактическая завязываемость определялась подсчетом количества семян в стручках на этих же растениях при свободном цветении и самоопылении. Процент завязываемости (Х,%) определяли по формуле:

Х= количество семян в стручке х 100 количество семязачатков в завязи

Для определения влияния самоопыления на завязываемость семян изолировали ветвь первого порядка с 5-ю нераскрывшимися бутонами, другая ветвь этого же растения горчицы с 5-ю бутонами не изолировалась. В фазе созревания проводили подсчет семян в стручках.

Результаты и обсуждение. Погодные условия 2007-2010 гг., сложившиеся в период вегетации горчицы сарептской, были различными, тем самым оказав влияние на рост и развитие культуры.

Температура воздуха, а также количество осадков и их распределение по месяцам в 2008 г. были близки средним многолетним значениям. Температура воздуха с апреля по июль в 2007, 2009 и 2010 гг. характеризовалась аномально высокими показателями, на 2-5 °С превысив средние многолетние значения.

Вегетационный период 2007 г. был крайне засушливым. За период с 1 апреля по 20 июля выпало всего 88 мм осадков. Сезоны 2009 и 2010 гг. характеризовались неравномерностью и несвоевременностью выпадения осадков, что крайне негативно сказалось на величине и качестве урожая семян горчицы сарептской.

Таким образом, погодные условия периода вегетации горчицы сарептской 2008 г. следует оценить как благоприятные для роста и развития культуры, 2009 г. – удовлетворительные и 2007 и 2010 гг. – неудовлетворительные.

Количество семязачатков в завязи горчицы сарептской в годы проведения исследований варьировало в зависимости от погодных условий у сорта Славянка от 13,0 до 16,6 штук на завязь, у сортов Ракета и Росинка от 12,7 до 17,9 и от 14,2 до 17,9 штук на завязь соответственно (табл. 1).

Таблица 1 – Потенциальная семенная продуктивность завязи горчицы сарептской

ВНИИМК, 2007-2010 гг.

Сорт	Количество семязачатков в завязи, шт.
	2007	2008	2009	2010
Славянка	15,5±1,3	15,2±0,8	16,6±1,4	13,0±1,5
	8-20	12-21	12-22	7-17
Ракета	14,4±0,9	16,8±1,1	17,9±1,2	12,7±1,3
	11-19	12-23	13-22	9-16
Росинка	15,6±1,6	17,1±1,0	17,9±1,2	14,2±1,7
	10-22	12-21	14-23	9-19

* - среднее от-до

Количество семян, завязавшихся при свободном цветении, варьировало в среднем от 8,2 штук в стручке у сорта Ракета в 2010 г. до 15,2 штук у сорта Росинка в 2009 г. при размахе варьирования признака от 3 до 22 семян в стручке (табл. 2).

Таблица 2 – Завязываемость семян горчицы сарептской при свободно цветении и самоопылении

ВНИИМК, 2007-2010 гг.

Сорт	Количество семян в стручке, шт.*
	2007	2008	2009	2010
Славянка	Свободное цветение
	11,7±1,2 3-19	14,1±0,9 9-21	15,0±1,1 12-22	10,6±1,1 3-17
	Самоопыление
	7,5±1,0 0-16	8,9±1,1 0-17	9,2±1,5 0-19	6,8±1,0 0-13
Ракета	Свободное цветение
	8,9±1,0 3-19	11,4±1,6 4-20	15,1±1,7 10-22	8,2±1,2 3-16
	Самоопыление
	6,4±1,0 0-17	8,2±1,0 0-19	7,5±1,4 0-21	6,0±1,0 0-13
Росинка	Свободное цветение
	10,3±1,2 3-20	12,9±2,4 4-21	15,2±1,4 6-20	9,8±1,2 3-17
	Самоопыление
	5,3±1,0 0-14	6,7±0,9 0-20	6,8±1,3 0-20	5,7±1,0 0-14

* - среднее от-до

При самоопылении растений минимальное значение среднего показателя завязываемости семян было отмечено у сорта Росинка в 2007 г. (5,3 семян в стручке), а максимальное (9,2 штук) – у сорта Славянка в 2009 г. Диапазон варьирования количества семян в стручке, завязавшихся под изоляторами (0-20 штук), был также широк, как и в случае с количеством семязачатков в завязи и количеством семян, завязавшихся при свободном цветении.

Завязываемость семян при свободном цветении растений горчицы варьирует в зависимости от сорта и условий года в среднем от 10,9 до 12,9 штук в стручке, что составляет 7085 % от количества семязачатков в завязи (табл. 3).

При самоопылении количество семян в стручке составило в среднем 6,1-8,1 семян, или 38-54 % от величины потенциальной продуктивности завязи.

Завязываемость семян при самоопылении растений в сравнении со свободным цветением составляет в зависимости от сорта в среднем 50-64 % (7,1 штук семян при самоопылении против 12,0 при свободном цветении).

Таблица 3 — Реализация потенциальной семенной продуктивности завязи горчицы сарептской при свободном цветении и самоопылении

ВНИИМК, 2007-2010 гг.

Сорт	Количество семязачатков в завязи, шт.	Количество семян в стручке, шт.
		свободное цветение	самоопыление
Славянка	15,1	12,9	8,1
Ракета	15,5	10,9	7,0
Росинка	16,2	12,1	6,1
Среднее	15,6	12,0	7,1

Величина изменчивости количества семязачатков в завязи (от 7 до 23 семязачатков в завязи) и количества завязавшихся семян при свободном цветении и самоопылении свидетельствует об отсутствии существенных различий между сортами по изучаемым признакам.

У ряда растений всех трех сортов горчицы сарептской было обнаружено явление самоне-совместимости, т.е. незавязываемости семян при самоопылении. Были выделены биотипы, характеризующиеся ярко выраженной автофертильностью, т.е. незначительно отличающиеся по количеству завязавшихся семян как при самоопылении, так и при свободном цветении (табл. 4). Доля преимущественно авто-фертильных растений в популяциях изучаемых сортов варьировала от 24,7 до 33,8 %. При этом у 46,1 % биотипов, составляющих популяции изучаемых сортов, уровень автофертильности составляет в среднем 50 %.

Таблица 4 – Дифференциация популяций горчицы сарептской по степени автофертильности

ВНИИМК, 2007-2010 гг.

Сорт	Автофертильность, %
	0	1-35	36-70	71-100
Славянка	12,5	6,2	47,1	33,8
Ракета	9,8	13,0	50,4	24,1
Росинка	10,1	27,6	40,9	24,7
Среднее	10,8	15,6	46,1	27,5

В среднем 11 % растений сортов-популяций продемонстрировали самонесовместимость, т.е. не завязали семена при самоопылении.

Заключение. Фактическая реализация потенциальной продуктивности завязи горчицы сарептской варьирует в зависимости от сорта и условий года в среднем от 70 до 85 % при свободном цветении растений и от 38 до 54 % при самоопылении.

Широкий диапазон внутрисортовой изменчивости компонентов структуры урожая – количества семязачатков в завязи, количества семян в стручке, а также степени автофертильности растений – свидетельствует о значительном потенциале отбора высокопродуктивных биотипов в гетерогенных популяциях горчицы сарептской.