Создание исходного материала яровой мягкой пшеницы для селекции на устойчивость к болезням в условиях Западной Сибири

Ведение

Яровая мягкая пшеница – основная зерновая культура в Западной Сибири. Однако урожайность коммерческих сортов значительно варьирует по годам за счет громадных потерь их потенциала под влиянием неблагоприятных условий, и прежде всего из-за засухи и поражения болезнями, в частности бурой ржавчиной, мучнистой росой, септориозом и в последние годы стеблевой ржавчиной (Shamanin, Morgunov, 2009).

С целью обеспечения нового генетического разнообразия создаваемых для Западной Сибири и Казахстана сортов в 1998 г. была разработана программа челночной селекции, которая стала связующим звеном между разработками научных учреждений Казахстана, Западной Сибири и Программой по пшенице Международного центра по улучшению пшеницы и кукурузы (СИММИТ) (Третован и др., 2006; Шаманин и др., 2010).

Программа челночной селекции включает гибридизацию казахстанских и сибирских сортов яровой пшеницы с лучшими образцами СИММИТа и дальнейшее проведение отборов в гибридных популяциях по комплексу признаков в селекционных учреждениях Сибири и Северного Казахстана.

Испытание селекционного материала в контрастных условиях различных экологических точек позволяет выделить селекционные формы, которые широко адаптированы к разнообразным почвенно-климатическим условиям (Карабаев и др., 2007).

В последние годы возросла угроза эпифитотий стеблевой ржавчины, о существовании которой селекционеры Западной Сибири и Южного Урала практически забыли. В мире появилась новая агрессивная раса Ug 99, которая в ближайшие 3–5 лет способна достичь государств Средней Азии, откуда возможен занос и в Западную Сибирь (Шаманин и др., 2009).

В 2009 г. на жестком инфекционном фоне в Кении были оценены на устойчивость к Ug 99 более чем 1000 генотипов. Результаты оценки показали, что большинство сортов Казахстана, Западно-Сибирского, Алтайского и Уральского регионов восприимчивы к Ug 99 (Zelenskiy et al., 2009).

В наших исследованиях поставлена задача выделить устойчивые к стеблевой ржавчине формы пшеницы и на их основе создать исходный материал, который можно будет использовать в условиях Западной Сибири.

Объекты и методы

В качестве материала использованы популяции и линии яровой мягкой пшеницы, полученные по программе челночной селекции. Оценки, учеты и наблюдения в Казахстанском питомнике челночной селекции (далее сокращенно КПЧС) проводятся в соответствии с методическими указаниями ВИР по изучению коллекции пшеницы (М, 1985) и рекомендациями СИММИТа. Площадь делянки – 1–2 м2. Стандартные сорта – Памяти Азиева, Омская-29, Омская-35. Тип устойчивости к бурой ржавчине определяется по шкале Мэйнса Е.Б. и Джексона Г.С. (Mains Е.В., Jackson H.S., 1926), степень поражения – по шкале Р.Ф. Петерсона, к мучнистой росе – по Е.Е. Саари и Дж. М. Прескотту, стеблевой ржавчине – по Стекману и Левину (Плотникова, 2007).

Экспериментальная часть

Ежегодно проводится оценка от 108 до 461 линии и гибридной популяции яровой мягкой пшеницы в питомнике челночной селекции СИММИТ. Результаты проработки материала по программе представлены в табл. 1.

Исходный материал, созданный в СИММИТ, имеет большую ценность в решении проблемы устойчивости к листовым патогенам, о чем свидетельствует оценка КПЧС в условиях 2007–2010 гг.

В КПЧС-6 устойчивыми к бурой ржавчине оказались 92 образца, к мучнистой росе – 36. В КПЧС-7 157 образцов были устойчивыми к бурой ржавчине и 48 – к мучнистой росе. В КПЧС-8 (2009) из изученных образцов иммунными к бурой ржавчине оказались 93, к мучнистой росе – 37. В КазРус 60 образцов показали устойчивость к мучнистой росе.

Таблица 1

Результаты изучения сортообразцов КПЧС (2007–2010)

Показатель		Питомник
		КПЧС-6	КПЧС-7	КПЧС-8	КазРус 10
Год испытаний		2007	2008	2009	2010
Количество образцов		209	209	108	461
Количество образцов, устойчивых:	к мучнистой росе	36	48	37	60
	к бурой ржавчине	92	157	93	–
	к стеблевой ржавчине	–	–	92	–
Урожайность, г/м2 min–max		80,2–478,3	51,8–538,3	103,2–481,4	215,1–550,0

В 2010 г. в связи с отсутствием эпифитотии бурой и стеблевой ржавчины учет на пора-жаемость посевов этими болезнями не проводился.

В КПЧС-8 (2009) из изученного набора образцов 85% были иммунными к стеблевой ржавчине, восприимчивыми – 9% и расщепляющимися – 6%.

Урожайность сортообразцов варьировала: в КПЧС-6 от 80,2 до 478,3 г/м2, в КПЧС-7 от 51,8 до 538,3 г/м2; в КПЧС-8 от 103,2 до 481,4 г/м2; в КазРус от 215,1 до 550,0 г/м2. В целом по урожайности большинство сортообразцов челночной селекции значительно уступали стандартам.

Результаты и их обсуждение

Начиная с 2008 г. в гибридных популяциях сортообразцов проводятся индивидуальные отборы элитных колосьев для СП-1 (табл. 2).

Таблица 2

Результаты отбора лучших линий в СП-1 по программе челночной селекции

Год	Высеяно линий, шт.	Отобрано линий, шт.	Процент отбора
2009	311	113	36,3
2010	453	52	11,5

В 2009 г. в СП-1 было высеяно 311 линий яровой пшеницы, из которых на жестком инфекционном фоне было отобрано 113 (36,3%), устойчивых к бурой и стеблевой ржавчине, что свидетельствует об эффективности целенаправленного отбора на устойчивость к болезням. В 2010 г. из 453 линий отобрано всего 52.

Наибольшее число линий, сочетающих устойчивость к листовым патогенам с признаками продуктивности, выделено в комбинациях, где в скрещиваниях использовались такие сорта и линии, как Памяти Азиева, Лютесценс 258.92.3, Омская-33, Лютесценс-32, Казах-станская-90 и Aegilops squarrosa L. Лучшие линии будут проходить дальнейшую проработку в селекционном питомнике второго года.

В 2010 г. выделенные в КПЧС-8 линии (10 линий) прошли оценку в контрольном питомнике. В табл. 3–4 дана характеристика двух лучших линий – 57 и 58. Данные линии относятся к среднераннему типу. Несмотря на то что период «всходы – колошение» у выделенных линий был на 2–3 сут. длиннее, чем у стандарта Чернява 13, созревание произошло одновременно. Линии 57 и 58 имеют укороченный стебель (75–80 см), продуктивная кустистость (1,1–1,2 шт.) и масса зерна колоса на уровне стандарта (различия в пределах ошибки опыта). По числу зерен в колосе наибольшее значение имела линия 57 (30,0 шт.), а линия 58 существенно уступила стандарту.

Выделенные линии существенно превзошли стандарт по урожайности зерна.

Таблица 3

Сорт, линия	Высота растения, см	Продуктивная кустистость, шт./раст.	Масса зерна с колоса, г	Масса 1000 зерен, г	Число зерен в колосе, шт.	Урожайность, т/га
Чернява 13 (st)	80	1,3	0,90	39,3	28,0	1,48
KAZAKHSTANSKAYA-25/2*ATTILA*2/5/LAJ 3302/3/GZ 156/NAC//PS (линия 57)	80	1,2	0,97	32,6	30,0	2,24*
LUT32/2*PASTOR*2/6/CNDO/R 143//ENTE/MEXI_2/3/AEGILOPS S… (линия 58)	75	1,1	0,76	32,5	23,0	1,90*
НСР 05	9,8	0,26	0,27	10,8	2,0	0,24

Таблица 4

Сорт, линия	Всходы – колошение, сут.	Устойчивость к мучнистой росе, балл	Устойчивость к септориозу, лист/колос, %
Чернява 13 (st)	44	7	5/ед.-5
KAZAKHSTANSKAYA-25/2*ATTILA*2/5/LAJ 3302/3/GZ 156/NAC//PS (линия 57)	47	7	5/ед.
LUT32/2*PASTOR*2/6/CNDO/R 143//ENTE/MEXI_2/3/AEGILOPS S… (линия 58)	46	8	5/ед.

Высота растений, элементы продуктивности и урожайность линий КПЧС-8 (КП-2010)

Период от всходов до колошения, устойчивость к мучнистой росе и септориозу линий КПЧС-8 (КП-2010)

Условия 2010 г. не способствовали развитию болезней. Все линии имели высокие оценки устойчивости к мучнистой росе и низкую степень поражения септориозом. Выделенные в контрольном питомнике линии представляют интерес в качестве исходного материала для дальнейшей селекции в условиях Западной Сибири.

В настоящее время стратегическим направлением борьбы с ржавчиной является создание устойчивых сортов. Исследования показали, что на основе местных, адаптивных к условиям региона сортов, которые скрещены с источниками устойчивости к бурой и стеблевой ржавчине из коллекции СИММИТа, возможно создание устойчивого к болезням исходного материала.

Заключение

Исходный материал, созданный по программе челночной селекции между СИММИТом и селекционными учреждениями Сибири и Казахстана, представляет ценность для решения проблемы устойчивости коммерческих сортов к листовым патогенам. Изучение исходного материала в селекционных питомниках позволило выделить линии и гибридные комбинации, устойчивые к мучнистой росе, бурой и стеблевой ржавчине. Созданный исходный материал представляет интерес для селекции в условиях Западной Сибири.