Сельскохозяйственная биология, 2018, том 53, № 3, с. 587-597.
(для цитирования)

doi: 10.15389/agrobiology.2018.3.587rus

УДК 633.11:575.174.015.3

Исследование проведено при финансовой поддержке РНФ (проект № 16-16-10005).

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ И
ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ У СИНТЕТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
В СВЯЗИ С ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬЮ

В.П. ШАМАНИН¹, И.В. ПОТОЦКАЯ¹, С.С. ШЕПЕЛЕВ¹,
В.Е. ПО-ЖЕРУКОВА¹, А.И. МОРГУНОВ²

В условиях Западной Сибири засуха проявляется в начальный период вегетации, и засушливость в июне—начале июля все возрастает, о чем свидетельствуют данные изменения гидротермического коэффициента. Потепление климата и участившиеся засушливые годы определяют приоритетность селекции на повышение засухоустойчивости сортов пшеницы, позволяющее получать стабильные урожаи по годам. В представленной работе проведена оценка фенотипических различий между линиями гексаплоидной синтетической пшеницы по основным параметрам корневой системы и показано их преимущество перед стандартными сортами по эффективности функционирования в более глубоких слоях почвы. В 2016-2017 годах в условиях Западной Сибири мы изучали синтетические линии, созданные в CIMMYT посредством гибридизации сортов твердой пшеницы Aisberg, Leucurum 84693, Ukr-Od 952.92, Ukr-Od 1530.94 (г. Одесса, Украина) и Рandur (Румыния) (Triticum durum Desf., геном АВ) с различными образцами Aegilops tauschii Coss. (синоним Ae. squarrosa, геном D) из района Каспийского бассейна, а также 15 синтетических линий университета Киото (Япония). Выявлена высокая вариабельность генотипов по основным параметрам корневой системы в гибридных комбинациях с участием разных форм эгилопсов. Линии комбинаций Aisberg/Ae.sq.(369), Ukr-Od 952.92/Ae.sq.(1031), Ukr-Od 1530.94/Ae.sq.(458) и Ukr-Od 1530.94/Ae.sq.(629) имели хорошо развитую корневую систему: суммарная длина корней оставила 73,9-141,1 см, площадь корней — 16,6-25,3 см2, число кончиков корней — 98-235 шт., биомасса корней — 0,75-0,87 г. Сравнение числа зародышевых корней у линий синтетиков, созданных с участием разных эгилопсов, показало, что 5-6-корешковые формы характерны в основном для форм, полученных на основе образцов эгилопса из Ирана — Ae.sq.(223), Ae.sq.(310), провинция Джилан; Ae.sq.(1031), провинция Занжан, а также Ae.sq.(409) из Дагестана. В статье приведены коэффициенты корреляции между основными количественными признаками растений и параметрами корневой системы у синтетических линий пшеницы. Установлено, что высота растений может служить маркерным признаком при отборе генотипов с лучшей корневой системой и, следовательно, более засухоустойчивых в условиях Западной Сибири. Линии синтетиков №№ 18, 28, 32, 38 Аisberg/Ae.sq.(369), № 37 Ukr-Od 1530.94/Ae.sq.(310), № 59 Ukr-Od 30.94/Ae.sq. (1027), № 61 Pandur/Ae.sq.(409) и № 36 Aisberg/Ae.sq.(369)//Demir, выделившиеся по элементам продуктивности колоса и параметрам корневой системы, рекомендуется использовать в качестве исходного материала для селекции на засухоустойчивость в условиях Западной Сибири.

Ключевые слова: Triticum durum Desf., Aisberg, Leucurum 84693, Ukr-Od 952.92, Ukr-Od 1530.94, Рandur, Aegilops tauschii Coss., синтетическая пшеница, линии, параметры корневой системы, устойчивость к засухе.

Полный текст

ROOT HABITUS AND PLANT PRODUCTIVITY OF SPRING BREAD
WHEAT SYNTHETIC LINES IN WESTERN SIBERIA, AS CONNECTED
WITH BREEDING FOR DROUGHT TOLERANCE

V.P. Shamanin¹, I.V. Pototskaya¹, S.S. Shepelev¹, V.E. Pozherukova¹,
A.I. Morgоunov²

In Western Siberia, drought appears during the initial period of plant vegetation, and dryness in June and early July is increasing, as evidenced by the hydrothermal coefficients. Improvement of drought tolerance of wheat varieties is a breeding priority for ensuring crop stability over the years of warming and increasing frequency of dry years. This paper is the first our report of wide surveyed concerning the assessment of phenotypic differences in the main parameters of the root system between hexaploid synthetic wheat lines and their advantage over standard varieties due to the formation of the powerful root system penetrating into deep layers of the soil. The synthetic lines we studied in 2016-2017 in Western Siberia, were created in CIMMYT by crossing of durum wheat (Triticum durum Desf., genome АВ) varieties Aisberg, Leucurum 84693, Ukr-Od 952.92, Ukr-Od 1530.94 (Odessa, Ukraine) and Рandur (Romania) with different entries of Aegilops tauschii Coss. (synonym Ae. squarrosa, genome D) from Caspian basin. Also, 15 synthetic wheat lines derived from Kyoto University (Japan) were also involved in studying. In total, we examines 126 lines of spring and winter types. Our screening revealed high variability of genotypes on the main parameters of root habitus in hybrid combinations with involving of different forms of the goat grass. The lines derived from hybrid combinations Aisberg/Ae.sq.(369), Ukr-Od 952.92/Ae.sq.(1031), Ukr-Od 1530.94/Ae.sq.(458) and Ukr-Od 1530.94/Ae.sq.(629) had high parameters of the root system development, i.e. the total root length was 73.9-141.1 cm, the root area was 16.6-25.3 cm², the number of root tips was 98-235, the root weight was 0.75-0.87 g. The lines with 5-6 germinal roots were mainly derived from the crosses when goat grass entries Ae.sq.(223) and Ae.sq.(310) of Gilan province, Ae.sq.(1031) of Zanjan province (Iran), and also Ae.sq.(409) from Dagestan (Russia) were the progenitors. The correlation coefficients between the main quantitative traits of plant productivity and the root system parameters calculated for the synthetic wheat lines showed that the plant height can be a marker for selecting genotypes with better parameters of root system, and therefore more drought-tolerant in Western Siberia. Synthetic lines No.No. 18, 28, 32, 38 of Аisberg/Ae.sq.(369), No. 37 of Ukr-Od 1530.94/Ae.sq.(310), No. 59 of Ukr-Od 30.94/Ae.sq.(1027), No. 61 of Pandur/Ae.sq.(409), and No. 36 of Aisberg/Ae.sq.(369)//Demir, selected for the elements of the spike productivity and a better root development may be involved in breeding for drought tolerance under conditions of Western Siberia.

Keywords: Triticum durum Desf., Aisberg, Leucurum 84693, Ukr-Od 952.92, Ukr-Od 1530.94, Рandur, Aegilops tauschii Coss., synthetic wheat, lines, parameters of the root system, drought tolerance.