Селекция сои на расширение эколого-географической адаптивности на примере выведения сорта Титан

Научная статья УДК 631.527:633

Введение. Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденная указом Президента Российской Федерации В.В. Путина 21 января 2020 г. № 20, предусматривает, что посевные площади, занятые сортами отечественной селекции, в среднесрочной перспективе должны достичь не менее 75 % [1]. В настоящее время в Российской Федерации соя находится на втором месте, как в структуре посевных площадей, так и в валовом производстве среди всех масличных культур в стране с долей более 23 % [2]. При этом доля импорта сои в общих ресурсах использования культуры в стране последовательно снижается. В 2023 г. государством были приняты беспрецедентные меры поддержки для развития отечественного производства семян сельскохозяйственных культур. По масличным культурам определены задачи в области селекции высокопродуктивных конкурентоспособных сортов сои [3; 4]. Уже в 2025 г. доля сортов сои отечественной селекции в России впервые за последние десятилетия превысила иностранный сегмент и достигла 52,6 % от общего количества высеваемых сортов [5].

Для успешного практического выполнения положений Доктрины в части развития отечественного соеводства требуются научные исследования по дальнейшему повышению эффективности и рентабельности российского соеводства за счет направленной селекции отечественных высокопродуктивных сортов сои для их промышленного выращивания в расширенном диапазоне эколого-географических и климатических условий внешней среды. Немаловажный вклад в данном направлении должны внести селекционные исследования, связанные с выведением очень ранних сортов сои для высокоширотных (≥ 50° северной широты) регионов с фотопериодами ≥ 16,0 ч с укороченными теплыми (≥ + 10 °С) сезонами [6–8].

По мнению целого ряда отечественных исследователей, расширение посевов сои в высокоширотные регионы с укороченными летними периодами вполне возможно, но должно быть основано на использовании сортов с признаками укороченного вегетационного периода, повышенной холодо- и заморозкоустойчиво-сти, а также с признаком пониженной чувствительности к удлиненным летним фотопериодам. Все эти признаки, объединенные в одном генотипе сорта, в совокупности должны обеспечивать оптимальный рост и развитие растений сои, полноценное формирование, налив и вызревание рентабельного количества семян с единицы площади посевов до наступления осенних холодов, затрудняющих уборку [9–12].

Таким образом, задачи, поставленные в Доктрине продовольственной безопасности РФ, в отечественном соеводстве могут быть решены активизацией селекции высокопродуктивных сортов сои с укороченным вегетационным периодом и пониженной чувствительностью к удлиненным фотопериодам, пригодных для рентабельного возделывания в регионах России, расположенных выше 50° северной широты.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2018–2025 гг. в ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Краснодар, в 2022-2025 гг. в ЛНИИР - Липецком филиале ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Липецк, и в 2024-2025 гг. в Калужском филиале РГАУ-МСХА, г. Калуга.

В 2018 г. в эколого-географических условиях центральной степной зоны Краснодарского края, в гибридной популяции F 4 Л-13-842 х Л-16/15 индивидуальным отбором была выделена группа элитных ранних растений с увеличенной для этой группы спелости высотой растений и повышенным уборочным индексом (долей семян к общей надземной массе растений). В последующие годы (2019–2021 гг.) одно из размноженных и фенотипически выровненных потомств этих растений, получившее рабочее название - селекционная линия Д-2522/2, проходило комплексную оценку по фенотипическим и морфометрическим признакам. Раннее созревание, повышенный уборочный индекс, повышенная холодоустойчивость и пониженная реакция на неоптимальные длины дня позволили предположить потенциальную перспективность этой линии для более северных и более длиннодневных регионов возделывания, где востребованы рано созревающие и слабо реагирующие на удлиненные фотопериоды сорта сои.

Одной из перспективных для линии сои Д-2522/2 является лесостепная зона Центрально-Черноземного региона (ЦЧР), расположенная на 50-53° северной широты. Этот регион характеризуется плодородными черноземными почвами, более оптимальными суммами осадков и их распределением в летний период и довольно продолжительным вегетационным перио- дом при среднемесячных температурах более +10,0 °С, в среднем составляющем 5 месяцев (≈152 суток) [13]. Поэтому с 2022 г. расширенное изучение адаптивных свойств и оценка реализации основных хозяйственно ценных признаков у селекционной линии Д-2522/2 было организовано в Липецком НИИ рапса - филиале ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, географически локализованном в лесостепной зоне ЦЧР на широте 52°39‘ с.ш. с максимальной длиной дня 16 ч 37 мин.

В 2024–2025 гг. перспективная линия сои Д-2522/2 проходила экологическое сортоиспытание в Калужской области на базе ОПХ Калужского филиала РГАУ-МСХА на широте 54°33′ с максимальной длиной дня в летний период 17 ч 16 мин. Продолжительность вегетационного периода в этой области в среднем также составляет 5 месяцев (3660 ч) [13]. Однако основные типы почв в Калужской области, в отличие от плодородных черноземов Липецкой области и Краснодарского края, являются малоплодородными дерновоподзолистыми с pH 4,8-5,2 [14].

Биохимические анализы семян сои линии Д-2522/2 на содержание белка и масла выполняли в лаборатории биохимии ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК физическим методом ИК-спектрометрии с использованием ИК-анализатора MATRIX-I [15].

Для формирования молекулярно-генетического профиля линии сои Д-2522/2 был проведен анализ 22 микросателлитных (SSR) маркеров. Амплификацию фрагментов ДНК выполняли методом мультиплексной ПЦР с использованием флуорес-центно-меченных праймеров. Продукты ПЦР разделяли с использованием капиллярного электрофореза на генетическом анализаторе Нанофор-05 (ИАП РАН, РФ). Определение длин амплифицированных фрагментов проводили в программе GeneMarker v.3.0.1, используя в качестве размерного стандарта СД-600 (Синтол, РФ).

Результаты и обсуждение. Широтный анализ локализации и географических координат пунктов испытания перспективной линии сои Д-2522/2 показал, что в г. Липецке на географической широте 52°39′ максимальная длина дня составляет 16 ч 51 мин; в г. Краснодаре на широте 45°04′ – 15 ч 37 мин; в г. Калуге на широте 54°33′ – 17 ч 16 мин. Климатическая норма средних температур за период май – сентябрь в этих пунктах – 16,8, 21,9 и 14,5 °С соответственно (табл. 1).

На основании 4-летних результатов конкурсного сортоиспытания в Липецкой области, в Краснодарском крае и экологического сортоиспытания в Калужской области среднеранняя линия Д-2522/2 под коммерческим названием «Титан» в 2025 г. была передана на Государственное сортоиспытание.

Конкурсное сортоиспытание (КСИ) в Липецком филиале ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Липецк, на географической широте 52° в период 2022–2025 гг. показало, что в среднем за четыре года изучения, при более раннем (на 5 суток) созревании, урожайность сорта Титан (Д-2522/2) составила 2,63 т/га, что на 0,37 т/га было выше средней урожайности сорта-стандарта Баргузин (табл. 2).

Продолжительность вегетационного периода нового сорта Титан на широте г. Липецка (52°), в зависимости от метеоусловий года, варьировала от 91 до 98 суток и в среднем за 2022–2025 гг. равнялась 110 суткам, что оказалось на 5 суток короче по сравнению с сортом-стандартом Баргузин. При этом в широтных и фотопериодических условиях Липецкой области сорт Титан отличался высокорослостью. Высота растений этого сорта в среднем за 4 года изучения составила 91 см, что превышало аналогичный показатель у сорта-стандарта Баргузин на 15 см (табл. 2, рис. 1).

Таблица 1

Климатические нормы динамики среднемесячных температур воздуха в течение вегетационного периода сои в эколого-географических пунктах испытания перспективной линии сои Д-2522/2

Table 1

Climatic norms for the dynamics of average monthly air temperatures during the soybean growing season at the ecological-geographical trial sites of the promising soybean line, D-2522/2

Пункт испытания	Географическая широта	Максимальная длина дня, ч:мин	Среднемесячная температура, °С
			май	июнь	июль	август	сентябрь	среднее за май – сентябрь
Липецк	52°39′	16:51	14,4	17,9	20,2	18,8	12,9	16,8
Краснодар	45°04′	15:37	18,0	22,3	25,1	24,9	19,3	21,9
Калуга	54°33′	17:16	12,2	15,9	17,7	15,9	10,6	14,5

Таблица 2

Характеристика среднераннего на широте 52° нового сорта сои Титан (Д-2522/2)

ЛНИИР – Липецкий филиал ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Липецк, 2022–2025 гг.

Table 2

Characteristics of the new soybean variety Titan (D-2522/2) with mid-early maturity at 52° latitude

Lipetsk Research Institute of Rapeseed – a branch of V.S. Pustovoit All-Russian Research

Institute of Oil Crops, 2022–2025

Сорт	Вегетационный период, сутки	Высота растений, см	Урожайность, т/га
			2022 г.	2023 г.	2024 г.	2025 г.	среднее за 4 года
Титан (Д-2522/2)	110	91	2,91	3,26	1,60	2,75	2,63
Баргузин (стандарт)	115	76	2,43	2,42	1,60	2,59	2,26
Отклонение от стандарта, ± Δ	-5	+15	+0,48	+0,84	0,00	+0,16	+0,37
НСР 05	-	-	0,16	0,21	0,19	0,16	-

Рисунок 1 – Фенотип растений сорта Титан (линия Д-2522/2) в стадии завершения вегетативного роста и формирования бобов, г. Липецк, 52° с.ш. (фото авторов, 31.07.2025 г.)

• Fig. 1    – Phenotype of plants of the variety Titan (line D-2522/2) at the stage of completing vegetative growth and pod formation, Lipetsk, 52° N (orig., July 31, 2025)

Динамика фотопериодов и температур воздуха в период вегетации сои в Красно- дарском крае и в Калужской области заметно отличаются от этих параметров в Липецкой области. Поэтому оценка сорта сои Титан (Д-2522/2) в других экологогеографических регионах представляют научный и практический селекционный интерес для понимания его климатической адаптивности.

В период 2022–2025 гг. сорт Титан (Д-2522/2) проходил комплексное изучение в КСИ на центральной экспериментальной базе ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Краснодар, в богарных условиях, в том числе на фоне 3-летних (2023–2025 гг.) засух разной интенсивности. В результате 4-летних исследований было установлено, что в богарных засушливых условиях юга России урожайность этого сорта в среднем составила 1,74 т/га, что превышало этот показатель у сорта-стандарта Баргузин на 0,23 т/га (табл. 3).

На широте г. Краснодара (45°) высота растений сорта Титан была ниже, чем на широте г. Липецка (52°), и в среднем за четыре года испытания составила 68 см (рис. 2). Тем не менее превышение высоты растений сорта Титан над сортом-стандартом Баргузин сохранялось и в более короткодневных фотопериодических условиях Краснодарского края даже на фоне летнего дефицита воды в почве.

Таблица 3

Характеристика очень раннего на широте 45° сорта Титан (Д-2522/2)

КСИ, ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Краснодар, 2022–2025 гг.

Table 3

Characteristics of the variety Titan (D-2522/2) with very early maturity at 45° latitude

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, Krasnodar, 2022–2025

Сорт	Вегетационный период, сутки	Высота растений, см	Урожайность, т/га
			2022 г.	2023 г.	2024 г.	2025 г.	среднее за 4 года
Титан (Д-2522/2)	104	94	2,36	2,84	2,60	104	94
Баргузин (стандарт 1)	108	78	2,10	2,55	2,33	108	78
Георгия (стандарт 2)	97	43	1,54	1,84	1,69	97	43
Отклонение от стандарта 1, ± Δ	-4	+16	+0,26	+0,29	+0,27	-4	+16
Отклонение от стандарта 2, ± Δ	+7	+51	+0,82	+1,00	+0,91	+7	+51
НСР 05			0,23	0,21	-

Рисунок 2 – Фенотип растений сорта Титан (линия Д-2522/2) в стадии завершения налива семян, г. Краснодар, 45° с.ш. (фото авторов, 24.07.2025 г.)

• Fig. 2    – Phenotype of plants of the variety

  Titan (line D-2522/2) at the stage of seed filling completion, Krasnoar, 45° N (orig., July 24, 2025)

,

В 2024–2025 гг. было проведено сортоиспытание сорта сои Титан в эколого-географических и почвенно-климатических условиях Калужской области. Результаты исследований показали, что его вегетационный период на фоне более длинных, по сравнению с Липецкой областью, фотопериодов, варьировал от 97 до 110 суток и в среднем за 2 года составил 104 дня, что было близко к этому показателю в Липецке.

Средняя урожайность сорта Титан в г. Калуге достигала 2,60 т/га с варьированием от 2,36 до 2,84 т/га. Урожайность сорта-стандарта Баргузин в этих почвенно-климатических условиях в среднем была равна 2,3 т/га, что ниже по сравнению с сортом Титан на 0,27 т/га. Урожайность регионального сорта-стандарта Георгия за 2 года исследований составила всего 1,69 т/га, что было ниже по сравнению с сортом Титан на 0,91 т/га (табл. 4).

Высота растений сорта Титан в эколого-географических условиях г. Калуги в среднем за два года достигла 94 см, что близко (91 см) к этому показателю в Липецкой области и превышало сорт-стандарт Баргузин на 16 см, а региональный сорт-стандарт Георгия рязанской селекции на 51 см. При этом общее развитие и габитус растений сорта Титан в стадии налива семян иллюстрировали высокую экологическую адаптивность к условиям Калужской области и соответствовали среднестебельному сортотипу по классификации ВНИИМК – cc medicaulis Zel. et Koch. [16] (рис. 3).

Таблица 4

Характеристика среднераннего на широте 54° сорта Титан (Д-2522/2)

КФ РГАУ-МСХА, г. Калуга, 2024–2025 гг.

Table 4

Characteristics of the variety Titan (D-2522/2) with mid-early maturity at 54° latitude

Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Kaluga, 2024–2025

Сорт	Вегетационный период, сутки	Высота растений, см	Урожайность, т/га
			2024 г.	2025 г.	среднее за 2 года
Титан (Д-2522/2)	104	94	2,36	2,84	2,60
Баргузин (стандарт 1)	108	78	2,10	2,55	2,33
Георгия (стандарт 2)	97	43	1,54	1,84	1,69
Отклонение от стандарта 1, ± Δ	-4	+16	+0,26	+0,29	+0,27
Отклонение от стандарта 2, ± Δ	+7	+51	+0,82	+1,00	+0,91
НСР 05			0,23	0,21	-

Рисунок 3 – Фенотип растений сорта Титан (линия Д-2522/2) в стадии налива семян, г. Калуга, 54° с.ш. (фото авторов, 4.08.2024 г.)

• Fig. 3    – Phenotype of plants of the variety Titan (line D-2522/2) at the stage of seed filling, Kaluga, 54° N (orig., August 4, 2024)

В целом, положительные результаты двухлетнего экологического сортоиспытания сорта сои Титан в Калужской области по признакам укороченной продолжительности вегетационного периода, повышенной высоты растений и высокой урожайности предопределяют экономическую перспективность промышленного возделывания этого сорта в Центральном регионе РФ.

В широтных пределах Липецкой области (52° ± 1°) и складывающихся длин дня тип развития куста сорта сои Титан по международному классификатору UPOV полудетерминантный со средним периодом цветения (≈35 суток), завершающимся в начале налива семян в бобах нижних узлов (код типа роста – SD4) [16; 17]. Фенотип растений сорта Титан в этих экологогеографических условиях по внутривидовой классификации сои ВНИИМК соответствует среднестебельному сортотипу – cc . medicaulis Zel. et Koch. [18] с высотой растений в пределах 85–98 см (рис. 4).

В условиях укороченных фотопериодов на широтах Краснодарского края (45 ± 2°) фенотип растений сорта Титан представляет собой ранний сортотип – cc. praecox (Enk.) Zel. et Koch. северокавказской эколого-географической группы маньчжурского подвида сои ssp. manshurica (Enken) Zel. et Koch. [16; 18].

Рисунок 4 – Фенотипические признаки растения, цветков, боба и семян среднераннего сорта сои Титан

Fig. 4 – Phenotypic characteristics of the plant, flowers, bean, and seeds of the mid-early soybean variety Titan

Окраска опушения растений серая. Окраска венчика цветка фиолетовая. В условиях г. Липецка и г. Краснодара наклон столбиков пестиков цветков имеет тупой угол относительно вертикальной оси завязи, что указывает на фотопериодическую адаптивность к длинам дня в диапазоне широт от 52 до 45° [19; 20]. Окраска бобов при выращивании на фоне повышенных (30–38 °С) температур воздуха, как правило, имеет бежевый оттенок. В оптимальных условиях (20–27 °С) окраска створок бобов может приобретать светло-коричневый оттенок. Семена среднего размера, округло-удлиненные. В оптимальных условиях созревания семенная оболочка желтая, без пигментации. Рубчик семени серый. Масса 1000 семян этого сорта в условиях Липецкой области составляет 160–170 г. Сорт сои Титан отличается повышенной полевой устойчивостью к фузариозу и ложной мучнистой росе.

Биохимический анализ семян сорта сои Титан, выращенных в богарных условиях центральной почвенно-климатической зоны Краснодарского края, проводили на содержание белка и масла. При использовании при инокуляции семян ризобиаль-ных бактериальных препаратов или при наличии в почве аборигенных азотфикси- рующих бактерий из родов Rhizobium и Bradyrhizobium, содержание белка в семенах в разных погодных условиях варьирует от 39,8 до 41,0 % и в среднем составило 39,8 %. Содержание масла в семенах у этого сорта в аналогичных погодных условиях изменяется незначительно (22,0– 22,7 %) и в среднем достигает 22,3 % (табл. 5).

Для сорта сои Титан была дана молекулярно-генетическая характеристика с помощью анализа 22 микросателлитных (SSR) маркеров. Амплификацию фрагментов ДНК выполняли методом мультиплексной ПЦР с использованием флуо-ресцентно-меченных праймеров. Продукты ПЦР разделяли с использованием капиллярного электрофореза на генетическом анализаторе Нанофор-05 (ИАП РАН, РФ). Определение длин амплифи-цированных фрагментов проводили в программе GeneMarker v.3.0.1, используя в качестве размерного стандарта СД-600 (Синтол, РФ). В результате был получен уникальный молекулярно-генетический профиль (ДНК-профиль) сорта Титан. При его анализе у сорта Титан выявлено наличие внутрисортового генетического полиморфизма по двум анализируемым SSR-маркерам: Satt149 и Satt614 (табл. 6).

Таблица 5

Биохимический состав семян сорта сои Титан (Д-2522/2)

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Краснодар, 2023–2025 гг.

Table 5

Biochemical composition of seeds of the soybean variety Titan (D-2522/2)

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, Krasnodar, 2023–2025

Сорт	Содержание белка в семенах, %				Содержание масла в семенах, %
	2023 г.	2024 г.	2025 г.	среднее за 3 года	2023 г.	2024 г.	2025 г.	среднее за 3 года
Титан (Д-2522/2)	41,0	39,6	38,7	39,8	22,7	22,0	22,2	22,3
Баргузин (стандарт)	40,5	37,8	40,8	39,7	23,4	22,8	20,6	22,3
Отклонения от стандарта, абс. %	+0,5	+1,8	-2,1	+0,1	-0,7	-0,8	+1,6	0,0

Таблица 6

Молекулярно-генетический профиль среднераннего сорта сои Титан (Д-2522/2)

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, г. Краснодар, 2025 гг.

Table 6

Molecular and genetic profile of the mid-early maturing soybean variety Titan (D-2522/2)

V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops, Krasnodar, 2025

SSR-маркер	Размер фрагмента ДНК, п.н.	SSR-маркер	Размер фрагмента ДНК, п.н.
Satt507	208	CSSR531	110
Satt681	333	Satt596	282
Satt149	398, 407	Satt287	390
Satt532	165	Satt197	205
Satt141	319	AW277661	260
Satt614	418, 433	Satt181	364
Satt442	192	Satt168	199
Satt263	308	Satt549	314
Satt309	261	Satt353	236
Satt359	354	Satt292	336
Satt286	466	Soyprp1	360

Заключение. Таким образом всесторонние комплексные исследования свидетельствуют, что новый сорт сои Титан отличается повышенной, по сравнению с сортом-стандартом аналогичной группы спелости, урожайностью и пониженной фотопериодической чувствительностью. Эти свойства позволяют возделывать этот сорт в широком диапазоне географических широт – от Центрального до Восточно-Сибирского региона РФ на широтах от 45 до 55°. Повышенная холодоустойчивость дает возможность высевать сорт Титан в более ранние сроки во всех зонах внедрения – от Северо-Кавказского региона до Центрального, Волго-Вятского и Восточно-Сибирского регионов. Повышенная адаптивность сорта Титан к кислым почвам (pH 4,8–5,2) способствует его выращиванию в Нечерноземье (Центральный, Волго-Вятский и Уральский регионы). В целом, выявленные адаптивные свойства сорта Титан позволяют рекомендовать его для возделывания в Центральном, Волго-Вятском, Центрально-Черноземном, Северо-Кавказском, Средневолжском, Уральском, Западно-Сибирском и Восточно-Сибирском регионах (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10 и 11 зоны) (рис. 5). В связи с этим в 2025 г. новый среднеранний сорт сои Титан был передан на Государственное сортоиспытание по указанным регионам. Оригинатором сорта является ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК – 100 %.

Рисунок 5 – Регионы Государственного сортоиспытания и климатической пригодности к промышленному возделыванию нового среднераннего сорта сои Титан

Fig. 5 – Regions for the State variety trial and assessment of the climatic suitability of the new mid-early soybean variety Titan for commercial cultivation