УДК 633.11:631.524.85

УСТОЙЧИВОСТЬ ОБРАЗЦОВ ТВЕРДОЙ ПШЕНИЦЫ Triticum durum L. К ЗАСОЛЕНИЮ ПОЧВЫ ХЛОРИДОМ НАТРИЯ

А.З. ШИХМУРАДОВ

В лабораторном и вегетационном опытах, а также в полевых условиях на Дагестанской опытной станции Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова (ВИР) в 2000-2006 годах оценивали устойчивость образцов твердой пшеницы Triticum durum L. разного эколого-географического происхождения из мировой коллекции ВИР к хлориду натрия. Образцы, по-казавшие высокую солеустойчивость, скрещивали с тестером восприимчивости. Показано, что гибриды F1 с низкими значениями степени доминирования признака устойчивости могут быть использованы для получения гомозиготных по гену устойчивости растений в F2.

Ключевые слова: генетика солеустойчивости, твердая пшеница, NaCl.

 

Сильное натриевое засоление почвы — одна из основных причин снижения урожайности и качества зерна твердой пшеницы (Triticum durum L.) в республике Дагестан. Чтобы уменьшить негативное влияние этого абиотического фактора на урожаи, необходимо выращивать солеустойчивые сорта. Ускорить процесс их селекции можно за счет правильного подбора компонентов скрещиваний, однако генетический контроль солеустойчивости твердой пшеницы в настоящее время недостаточно изучен (1-3).  

Целью настоящей работы была оценка устойчивости образцов твердой пшеницы к хлориду натрия и определение характера наследования этого признака.  

Методика. Материалом для исследований служили 810 образцов твердой пшеницы разного эколого-географического происхождения из мировой коллекции Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова (ВИР). Солеустойчивость изучали рулонным методом (4). Семена замачивали в воде в чашках Петри при температуре 22 ºС, через 72 ч переносили в рулоны фильтровальной бумаги и помещали в воду (контроль) или раствор NaCl (концентрация 9,8 г/л; 0,7 МПа). На 7-е сут измеряли длину проростков (отношение значений в опытном и контрольном вариантах, выраженное в процентах, рассматривали как показатель солеустойчивости — коэффициент солеустойчивости). Образцы распределяли по трем группам — устойчивые, среднеустойчивые и чувствительные (коэффициенты солеустойчивости соответственно > 80, > 60 и < 60 %).

Все солеустойчивые образцы дополнительно проверяли в вегетационном эксперименте на фоне засоления (0,7 МПа). Чистый речной кварцевый песок средней крупности (0,2-0,4 мм) промывали водопроводной водой, высушивали и насыпали в поддоны из нержавеющей стали размером 150½150½40 см (толщина слоя 25 см). В субстрат вносили питательную смесь Кнопа (5). Посев сухих семян проводили на глубину 1,5-2,0 см. В течение опыта поддерживали оптимальную влажность песка (60-70 % ПВ). Устойчивость в вегетационном опыте определяли по общему развитию растений и их продуктивности.

Скрещивание устойчивых образцов с восприимчивым как в лабораторном, так и в вегетационном экспериментах тестером к-16512 из Туниса проводили по стандартной методике (6). Степень доминирования определяли по формуле:

hp = (F1–MP)/(P–MP),

где hp — степень доминирования; F1 — среднее значение длины проростков у гибридных растений F1; P — среднее значение длины проростков у растений устойчивой родительской формы; MP — среднее значение длины проростков у обеих родительских форм (7). Полученные данные обрабатывали статистически по соответствующим методикам (8, 9).  

Результаты. Большинство изученных образцов твердой пшеницы не обладали высокой устойчивостью к засолению. После оценки рулонным методом к группе устойчивых был отнесен 61 образец, причем 20 из них происходили из Азербайджана, 6 — из Турции, 15 — из Северной Африки, 9 — из Израиля, по  3 — из России и Казахстана, по одному — из Йемена, Ирака, Грузии, Португалии и Канады. У наиболее устойчивых образцов длина проростков на солевом фоне статистически не отличалась от длины в контроле (коэффициент устойчивости > 95 %) (табл. 1). Среди образцов из Украины, Молдовы, Центральной и Южной Америки, с Балкан высокоустойчивых форм не обнаружили. Подобное распределение, вероятно, связано с бессознательным отбором относительно устойчивых форм при селекции твердой пшеницы в регионах с повышенным содержанием хлорида натрия в почве. На наш взгляд, при дальнейшем поиске устойчивых к засолению форм T. durumнеобходимо уделять больше внимания образцам из Азербайджана, Африки и Израиля.

1. Устойчивость к засолению почвы хлоридом натрия у перспективных для селекции образцов твердой пшеницы из коллекции ВИР при лабораторной оценке и в вегетационном опыте

Образец,

№ по каталогу ВИР

Страна происхождения

Солеустойчивость, %

лабораторный опыт

вегетационный опыт

к-31542

Азербайджан

97

92

к-18439

Азербайджан

99

94

к-15555

Азербайджан

96

91

к-42312

Азербайджан

97

95

к-46660

Азербайджан

99

93

к-15305

Азербайджан

97

92

к-37195

Казахстан

98

94

к-39668

Турция

99

92

к-17227

Израиль

96

93

к-41884

Израиль

99

90

к-53092

Марокко

97

95

П р и м е ч а н и е. ВИР — Всероссийский НИИ растениеводства  им. Н.И. Вавилова.

Все образцы с коэффициентом солеустойчивости > 95 % по результатам лабораторного опыта показали высокую устойчивость в вегетационном (см. табл. 1), что доказывает возможность использования менее за-тратного и требующего меньших экспериментальных площадей рулонного метода для выделения растений, устойчивых к NaCl.

Из 11 высоко-устойчивых форм восемь при выращивании в рулонах на бессолевом фоне по длине проростка значимо не отличались от сильно

2. Длина проростка и коэффициент ее вариации у образцов твердой пшеницы из коллекции ВИР при выращивании в рулонах на бессолевом и солевом фонах

Образец, № по каталогу ВИР

Вода (контроль)

NaCl

Х±m, мм

Сv, %

Х±m, мм

Сv, %

к-31542

19,0±0,2

7,01

18,5±0,2

6,93

к-18439

17,0±0,3

8,20

16,8±0,4

7,34

к-46660

19,5±0,4

9,11

19,3±0,5

9,95

к-15305

18,3±0,3

7,12

17,8±0,2

5,93

к-37195

17,4±0,5

10,40

17,1±0,4

9,35

к-39668

18,1±0,3

6,55

17,9±0,2

7,44

к-17227

17,8±0,3

7,03

17,3±0,1

9,37

к-41884

17,5±0,4

8,32

17,3±0,3

7,63

к-16512

17,6±0,3

9,65

9,8±0,1

8,26

П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1. Сv — коэффициент вариации; образец к-16512 — восприимчивый тестер.

восприимчивого образца к-16512 (табл. 2). Низкие и практически одинаковые коэффициенты вариации длины проростка при выращивании на бессолевом и солевом фонах указывали на генетическую однородность растений изучаемых образцов.

У всех гибридов F1 наблюдали доминирование устойчивости к NaCl, причем для большинства образцов оно приближалось к полному (табл. 3). В случае с образцами к-31542, к-15305 и к-41884 доминирование было промежуточным или почти отсутствовало. Низкие значения степени доминирования признака солеустойчивости у гибридов F1, полученных от скрещивания образцов к-15305 и к-41884 с восприимчивым тестером, а также невысокие показатели коэффициентов вариации длины проростков гибридов позволяют предположить, что в комбинациях к-15305 x к-16512 и к-41884 x к-16512 гибриды F2 с максимальной длиной проростка будут гомозиготными по гену солеустойчивости.

3. Изменение длины и степень доминирования солеустойчивости на солевом фоне у проростков гибридов F1 от скрещивания устойчивых к NaCl образцов из коллекции ВИР с восприимчивым тестером к-16512

Устойчивый компонент скрещивания, № по каталогу ВИР

Длина проростка

hp

Х±m, мм

Сv, %

к-31542

16,6±0,4

8,33

0,57

к-18439

16,3±0,5

7,45

0,87

к-46660

18,7±0,4

7,56

0,88

к-15305

14,3±0,3

6,39

0,12

к-37195

16,7±0,3

7,58

0,89

к-39668

17,5±0,4

9,37

0,91

к-17227

17,3±0,1

9,37

0,97

к-41884

13,9±0,3

8,23

0.10

П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 1. Сv — коэффициент вариации, hp — степень доминирования признака солеустойчивости.

Таким образом, лабораторный анализ образцов твердой пшеницы разного эколого-гео-графического происхождения показал, что по устойчивости к засолению Triticum durum хара-ктеризуется значительным разнообразием наследственных вариантов. Устойчивые формы чаще встречаются в районах с аридными условиями и значительным распространением засоленных почв. При выборе исходного материала для селекции на солеустойчивость предпочтение целесообразно отдавать образцам из Азербайджана, Африки и Израиля. После скрещивания высокоустойчивых к хлориду натрия форм с тестером восприимчивости установлено отсутствие доминирования признака солеустойчивости у гибридов, полученных с участием образцов к-15305 и к-41884, что позволяет с достаточной степенью надежности отбирать гомозиготные по гену устойчивости растения уже в F2.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Ж у ч е н к о  А.А. Адаптивный потенциал культурных растений. Кишинев, 1988: 268-272.
2. Ж у ч е н к о  А.А. Эколого-генетические основы адаптивной системы селекции растений. С.-х. биол., 2000, 3: 3-29.
3. Б а р а н о в  Е.Н.,  Г у л е в и ч  А.А. Проблемы и перспективы генно-инженерного подхода в решении вопросов устойчивости растений к засолению. С.-х. биол., 2006, 1: 39-56.
4. У д о в е н к о  Г.В.,  С и н е л ь н и к о в а  В.Н.,  Д а в ы д о в а  Г.В. Оценка солеустойчивости растений. В кн.: Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям (метод. рук-во). Л., 1988: 85-97.
5. У д о в е н к о  Г.В. Солеустойчивость растений. Л., 1977.
6. М е р е ж к о  А.Ф.,  Р о х и н  Л.М.,  Ю д и н  А.Е. Эффективный метод опыления зерновых культур (метод. указ.). Л., 1973.
7. B e i l  G.M.,  A t k i n s  R.E. Inheritance of quantitative characters in grain sorghum. Jowa State. J. of Sci., 1965, 39: 52.
8. Д о с п е х о в  Б.А. Методика полевого опыта. М., 1985.
9. Р о к и ц к и й  П.Ф. Введение в статистическую генетику. Минск, 1974.

 

RESISTANCE OF VARIANTS OF Triticum durum L. TO SOIL SALINIZATION BY SODIUM CHLORIDE

A.Z. Shikhmuradov

In laboratorial and vegetative experiments and also in field conditions the author estimated the resistance to sodium chloride in Triticum durum L. variants of different ecologo-geographic origin from world collection of N.I. Vavilov’s All-Russian Scientific Research Institute of Plant Growing. The variants having high tolerance to the salt were crossed with tester of susceptibility. It was shown that hybrids F1 with low level of domination of resistance determinant may be use for creation of homozygous on resistance gene plants in F2.

Key words: genetics of salt tolerance, Triticum durum, NaCl.

 

Дагестанская опытная станция Всероссийского НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова,
368612 Республика Дагестан, Дербентский р-н, пос. Вавилово,
e-mail: shihmuradov@mail.ru

Поступила в редакцию
16 декабря 2007 года

 

Оформление электронного оттиска

назад в начало