Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка популяций и линий яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ в условиях южной лесостепи Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Оценка популяций и линий яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ в условиях южной лесостепи Западной Сибири"

На правах рукописи

¿У-

Кара коз Иван Иванович

ОЦЕНКА ПОПУЛЯЦИЙ И ЛИНИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПИТОМНИКОВ ЧЕЛНОЧНОЙ СЕЛЕКЦИИ СИММИТ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

13 МАР 2014

005545943

Омск-2014

005545943

Работа выполнена на кафедре селекции, генетики и физиологии растений ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»

Научный руководитель: Шаманин Владимир Петрович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: Логинов Юрий Павлович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, профессор кафедры экологии и рационального природопользования ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья»

Белан Игорь Александрович

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией селекции яровой мягкой пшеницы ГНУ «Сибирский научно -исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук»

Ведущая организация: ГНУ «Челябинский научно - исследовательский

институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук»

Защита диссертации состоится «06» мая 2014 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.050.01 при ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина по адресу: г. Омск, 644008, Институтская площадь, 2. Тел./факс: (3812) 65-17-35, E-mail: Potockav@bk.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. Столыпина.

Автореферат разослан (С^ь марта 2014 г. и размещен на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина» http://www.omgau.ru «03» марта 2014 г.

Учёный секретарь / ijpу /р

диссертационного совета ' И. В. Потоцкая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В условиях Западной Сибири для решения проблемы повышения стабильности производства зерна важнейшая роль отводится селекции. В последние годы в регионе создан целый ряд высокоурожайных сортов яровой пшеницы, но лишь немногие из них сочетают высокую урожайность с устойчивостью к засухе и болезням.

Наметившаяся тенденция потепления климата, распространение энергосберегающих технологий с разбрасыванием соломы, спровоцировали интенсивность образовательных процессов и появление новых агрессивных рас в популяциях возбудителей наиболее вредоносных болезней. В этой связи обогащение и расширение генетического разнообразия селекционного материала для создания устойчивых сортов одна из актуальных проблем, что и определило цель и задачи наших исследований.

Исследования проводились в рамках международной программы Казах-станско - Сибирской сети улучшения пшеницы (КАСИБ), по проекту Международного Центра улучшения кукурузы и пшеницы СИММИТ и в соответствии с программой НИР ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина (№ государственной регистрации 01.2.00102530).

Степень разработанности темы исследований. Современные сорта в условиях производства способны формировать в благоприятные годы до 3-4 т/га и выше. Реальная средняя урожайность в областях Западной Сибири в пределах 1,2-1,4 т/га (Н.П. Гончаров, П.Л. Гончаров, 2009) Основные негативные факторы, приводящие к снижению урожайности - это периодически повторяющаяся засуха и болезни растений. Для решения проблемы повышения устойчивости производства зерна пшеницы в условиях региона важное значение отводится селекции.

Селекционная работа начинается с подбора исходного материала. Проблеме повышения эффективности создания и оценки исходного материала по-свяшены многочисленные классические работы отечественных и зарубежных ученых Н.И. Вавилова (1918,1935), А.Ф. Мережко (1984), С.Ф. Коваля и др. (2010), Н. Borhlaug (1968).

В последние годы проблема создания адаптивного селекционного материала обострилась, в связи с потеплением климата, появлением новых вирулентных рас и болезней, новых технологий возделывания пшеницы и высокими требованиями к сортам со стороны производителей зерна П.Л. Гончаров (1999), В.А. Зыкина и др. (2000), Р.И. Рутц (2009), С. Раджарам, X. Браун (2006), А.И. Morgounov (2010) и др.

Челночная селекция является эффективным методом оценки исходного материала на экологическую пластичность и устойчивость к болезням. Современное состояние изученности свидетельствует о том, что на основе метода челночной селекции можно достичь существенного ускорения селекционного процесса при создании устойчивых сортов (Р. Третован и др., 2006). По про-гпяимр wäpuk г мгппт-мпвянмрм мртоля челночной селекции создан ценный

исходный материал, однако комплексного анализа селекционной ценности созданных популяций яровой мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири не проводили. Актуальность данной проблемы определила цель и задачи наших исследований.

Цель исследований - выделить из питомников челночной селекции СИММИТ лучшие популяции и линии яровой мягкой пшеницы для условий Западной Сибири.

Задачи исследований:

- установить тенденцию изменчивости климатических факторов и урожайности сортов яровой мягкой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири в связи с задачами селекции;

- провести оценку популяций и линий яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ и отобрать лучшие по комплексу хозяйственно-ценных признаков;

- определить экологическую пластичность лучших популяций;

- выявить наиболее ценные материнские формы популяций по проценту выхода отобранного исходного материала;

- провести идентификацию генов устойчивости к бурой и стеблевой ржавчине с помощью молекулярных ДНК маркеров у лучших линий челночной селекции.

Научная новизна работы. Впервые в условиях южной лесостепи Западной Сибири показана тенденция изменения климата и урожайности сортов яровой мягкой пшеницы ОмГАУ в условиях южной лесостепи в связи с задачами селекции. Дана комплексная селекционная оценка популяций и линий яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ. Определена экологическая пластичность лучших популяций сибирского питомника челночной селекции. Выявлены гены возрастной устойчивости к бурой ржавчине и устойчивости к стеблевой ржавчине у лучших селекционных линий.

Теоретическая и практическая значимость работы. Проведенная комплексная оценка популяций и линий яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ позволила выделить ценный исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы на устойчивость к засухе и болезням в условиях Западной Сибири. Выявлены гены возрастной устойчивости к бурой ржавчине и устойчивости к стеблевой ржавчине. Лучшие по комплексу хозяй-

ШП г-^п,, ™ ^ V â и 1 ид)

томника предварительного сортоиспытания (ПСИ) лаборатории селекции яровой мягкой пшеницы и озимого тритикале ОмГАУ им. П.А. Столыпина.

Методология и методы исследования. При проведении исследований использовались стандартные методики проведения полевых и лабораторных исследований. Математическая обработка и графическое представление результа-1 ив исследований проводились с помощью пакета прикладных программ «Agros 2.09» и Microsoft Excel.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- выявленные тенденции изменчивости климата и урожайности сортов яровой мягкой пшеницы селекции ОмГАУ в условиях южной лесостепи;

- результаты экологической пластичности популяций яровой мягкой пшеницы из питомников челночной селекции СИММИТ;

- выделенные линии яровой мягкой пшеницы для селекции в условиях Западной Сибири.

Достоверность полученных научных результатов подтверждается значительным количеством фактического материала, применением полевых и лабораторных методов исследований, современных методов математической статистики, публикациями автора.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были доложены и обсуждены на XI Международном генетико-селекционном семинаре (Краснообск, 2012); на Всероссийском конкурсе У.М.Н.И.К. (Омск, 2012); на научно-практической конференции «Научные инновации - аграрному производству» (Омск, 2013).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 178 страницах компьютерного текста и состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций для селекционной практики. В работе 23 рисунка, 35 таблиц, 15 приложений. Список использованной литературы включает 131 источник, в том числе 33 на иностранном языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность выбранной темы исследований.

Глава I. Исходный материал как основа селекции пшеницы (обзор литературы)

В главе излагается обзор литературных источников, отражающий значение, виды, способы получения и оценки исходного материала для селекции яровой мягкой пшеницы.

Глава 2. Условия, материал и методика проведения исследований

Экспериментальная часть работы выполнена в течение 2010-2013 гг. на опытном поле ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина (ОмГАУ). В соответствии с методом челночной селекции, выделенные в ОмГАУ популяции, были разосланы селекционным учреждениям Западной Сибири (СибПИИСХ, СибНИИРС, ГАУ Северного Зауралья) и Южного Урала (ЧНИИСХ) для испытания и включения в селекционный процесс.

В Казахстанско-российском питомнике (КАЗРУС) были выделены лучшие популяции, из которых был сформирован Сибирский питомник челночной селекции (СПЧС): в 2009 г. в КАЗРУС изучено 323 популяции, из них для СПЧС-10 отобрано 140 популяций. В 2010 г. в КАЗРУС изучено 460 популяций, для СПЧС-11 отобрано 155 популяций. В 2011 г. в КАЗРУС изучено 948 популяций, из них для СПЧС-12 отобрано 120 популяций. В 2012 году изучено 810 популяций, из них выделено 277 популяций. В связи с сильной засухой 2012 г. была очень низкая урожайность и получено недостаточное количество семян для рассылки. Выделенные популяции из КАЗРУС-12 были повторно изучены в КАЗРУС-13 на опытном поле ОмГАУ в количестве 277 шт.

В качестве стандартов использованы сорта, рекомендованные Госкомиссией по сортоиспытанию в Омской области для каждой группы спелости: среднеранний - Памяти Азиева; среднеспелый - Дуэт; среднепоздний - Омская 35.

Посев популяций СИММИТ проводили сеялкой ССФК -7. Норма высева -500 всхожих зерен на 1 м2. Глубина заделки семян 5-6 см. Площадь делянки 2 м2. Повторность однократная. Методика испытания выделенных линий в селекционных питомниках (СП-1, СП-2, КП и ПСИ) общепринятая. Фенологические наблюдения и оценки проводили по методике государственного сортоиспытания с.-х. культур (М., 1985). Содержание белка и клейковины в зерне определяли на ИНФРАЛЮМе.

При оценке реакции популяций на изменение факторов внешней среды в качестве показателя экологической пластичности использовали коэффициент линейной регрессии на индекс среды (bj), который определяли по методике S.F. Eberhart, W.A.Rhussel (1966). Расчет проводился по урожайности образцов в четырех экологических пунктах (Омск, Тюмень, Новосибирск и Курган) за три года испытаний в питомниках СПЧС (2010-2012 гг.).

Степень поражения растений стеблевой ржавчиной оценивали по шкале Р.Ф. Петерсона (Peterson R.F. et al., 1948). Тип поражения оценивается по международной методике, имеющей буквенную систему обозначения: R-устойчивый, TR- высоко устойчивый, MR- умеренно устойчивый, MS - умеренно восприимчивый. М- перекрывание (MR и MS), MSS- умеренно восприимчивый, близок к восприимчивому, S- восприимчивый. Устойчивость к мучнистой росе оценивали по шкале Е.Е. Саари и Дж. М. Прескотта (Е.Е. Saari and J.M. l'icscott, ¡788).У выделенных линий из питомников челночной селекции была проведена идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине (гены Lr) Е.И. Гультяевой и к стеблевой ржавчине (гены Sr) О.А. Барановой в лаборатории ВИЗР (г. Санкт-Петербург).

Для характеристики агрометеорологических условий использовали материалы наблюдений ГМС г. Омска по декадам за период с 1971-2013 гг. по следующим показателям: среднесуточная температура воздуха ("С); сумма осадков (мм).

Данные по месяцам - средняя минимальная и средняя максимальная температуры воздуха (°С) и осадки (мм) за период с 1961-2009 гг. предоставлены А.И. Моргуновым (СИММИТ).

Урожайность сортов яровой мягкой пшеницы ОмГАУ на Москаленском ГСУ первого и второго срока посева (предшественник - чистый пар) за 200220-12 гг. взята из открытых источников Госкомиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений по Омской области. Связь урожайности с условиями лет определяли путём расчёта коэффициентов детерминации и корреляции. Тенденции изменения урожайности сортов яровой пшеницы, а также среднесуточной температуры воздуха и суммы осадков анализировали путём построения линейных трендов. Статистическую обработку результатов исследования проводили по методике Б.А. Доспехова (1985) на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ "Agros 2.09" и программы Microsoft Excel.

Глава 3. Особенности изменчивости показателей климата и урожайности сортов яровой мягкой пшеницы в Омском регионе в связи с задачами селекции

Анализ данных среднесуточной температуры воздуха и суммы осадков по декадам каждого месяца в течение периода вегетации яровой пшеницы за 43 года (1971-2013 гг.) показал, что в условиях южной лесостепи Западной Сибири только во второй декаде мая и в первой декаде августа отмечается достоверное повышение среднесуточной температуры воздуха (рис. 1). Аналогичные данные получены и по первой декаде августа. Сумма осадков за указанный выше период достоверно возросла только в третьей декаде августа (рис. 2).

Среднесуточная температура воздуха, ОС 25

у - 0,0792х- 145.15 R3 = 0.0693 гху = 0,3 гкр = 0,3; Р = 95 ср.зн. = 12,5

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020

Рис. 1 - Динамика изменения среднесуточной температуры воздуха

во 2 декаде мая за 43 года (по данным Омской ГМС\1971-2013 гг.)

Увеличение количества осадков в данный период может негативно повлиять на качество урожая и будет способствовать развитию болезней, связанных с поражением колоса (фузариоз колоса, инзимомикозное истощение семян и др.). В настоящее время возрастают потери урожая от стеблевой ржавчины.

\

Г

Оценка сортов яровой пшеницы на устойчивость к стеблевой ржавчине на Москаленском ГСУ (южная лесостепь) в 2011 году показала, что среди 62 испытываемых сортов, лишь 2 сорта мягкой пшеницы были устойчивыми. Появление новых болезней и возрастание эпифитотийной нагрузки приводит к снижению общего уровня урожайности сортов яровой пшеницы.

Сумма осадков, мм

70

60 50 40 30 20 10

у = 0.2883Х - 557,63

___; Н= 0,0869

-гху = 0,3

гкр = 0,3; Р = 95

ср.зн. = 16,6

1565 1970 1975 1Э80 1985 1&90 1&95 2000 2Ь05 2ЬЮ 2Й15 2Й20

Год

Рис. 2- Динамика изменчивости суммы осадков в 3 декаде августа за 43 года (поданным Омской ГМС. 1971-2013 гг.)

Об этом свидетельствуют результаты испытания сортов ОмГАУ на Москаленском ГСУ в течение 9 лет (рис. 3).

у = -1 .4 109* + 40.365 й2 = 0,3347 г=-0.58 у = -1.0209х* 4 1 .48 = 0.1768 г=-0.42

у= -1.0936* + 35.607 Нг= 0.1883 г=-0 .43

у = -0.5955х + 36.691 Р?2 = 0,0564 г=-0.24

- Терция

-Линейный (Тер1+1Я)

■Дуэт

-Линейный (Дуэт)

- Ниеа 2

-Линейный {Нива 2)

- Соната

-Линейный (Соната)

Рис. 3 - Динамика изменчивости урожайности среднеспелых сортов яровой мягкой пшеницы на Москаленском ГСУ во втором сроке сева за период 2002-2012 гг. (г кр.=0.58 при Р=95: п=П)

Как в первом, так и во втором сроках сева по всем сортам отмечается тенденция снижения урожайности. Потенциал урожайности сортов ОмГАУ высокий, максимальная урожайность зерна за анализируемый период варьировала от 49,8 у Сонаты до 54,8 ц/га у Дуэта. До последних лет стеблевая ржавчина в регионе не представляла угрозы. поэтому селекция на

устойчивость к ней не проводилась. В этой связи важнейшей стратегической задачей является поиск источников устойчивости и создание исходного материала. В последнее десятилетие в ОмГАУ создан принципиально новый исходный материал для селекции по программе КАСИБ, с использованием в скрещиваниях сортов международной коллекции СИММИТа, России и Казахстана.

Глава 4. Оценка питомников челночной селекции Казахстанско-Российской сети (КАЗРУС)

За период 2010-2013 гг. популяции яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ были оценены по комплексу хозяйственно-ценных признаков, прежде всего, по вегетационному периоду, устойчивости к болезням и урожайности.

Вегетационный период. По продолжительности вегетационного периода изучаемые популяции были отнесены к 3 группам спелости: среднеранние, среднеспелые и среднепоздние, в соответствии со стандартами в каждой группе.

В зависимости от метеорологических условий, продолжительность вегетационного периода (всходы-восковая спелость) значительно различалась: наименьшая 60-75 суток (СУ = 3,7%) отмечена в засушливом 2012 г. и 72-88 суток (СУ = 3,7%) - в 2013 г. В каждой группе за период 2010-2013гг. были выделены популяции, которые представляют интерес в качестве исходного материала для селекции пшеницы в условиях Западной Сибири.

Устойчивость к болезням. Иммунологическая оценка исходного материала позволила выделить гибридные популяции, устойчивые к мучнистой росе, бурой и стеблевой ржавчине, которые представляют ценность для решения проблемы устойчивости коммерческих сортов к листовым патогенам. В целом за 2010-2013 гг. 60 % популяций оказались среднеустойчивыми к мучнистой росе, процент высокоустойчивых (иммунных) популяций составил: к бурой ржавчине 38% и стеблевой ржавчине 37%. Лучшие из них по урожайности были включены в СПЧС и разосланы селекционным учреждениям Западной Сибири, Южного Урала и Поволжья.

Урожайность. Изучение гибридных популяций челночной селекции проводилось в контрастных по метеорологическим условиям годы, что и обусловило сильное варьирование урожайности (С\.=28,1-31,2%). В целом лишь незначительное количество популяций достоверно превосходило стандарты по урожайности: в 2010 г. - 3%, 2011 г. - 11%, 2012 г. - 7% и 2013 г. - 22%. Наибольшую ценность популяции представляли по устойчивости к болезням, особенно к стеблевой ржавчине. Наибольшее количество популяций в питомниках челночной селекции КАЗРУС и СПЧС выделено со следующими сортами, которые были использованы в качестве материнских форм: Лютесценс 424 (средний процент отбора - 47%). Терция (50%), Акмола 40 (70%), Омская 37 (64%),

ГП1/ 17Л0 С510/Л (/'тагаилкис™ 7П I

Отмеченные выше материнские родительские формы, с последующим более высоким выходом в их потомстве адаптивных популяций, представляют интерес как родительские формы для селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Глава 5. Оценка сибирского питомника челночной селекции (СПЧС)

За период 2010-2012 гг. популяции яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ были оценены по комплексу хозяйстве ценных признаков, а также по параметрам экологической пластичности.

Результаты оценки образцов челночной селекции по экологической пластичности. О результатах оценки по экологической пластичности образцов позволяет судить значение параметра экологической пластичности - коэффициента линейной регрессии сорта на индекс среды (Ьц). Наглядную же информацию по реакции образцов на условия внешней среды дают линии регрессии урожайности (г/м2) на изменение условий выращивания (I,). Пересечение средней по опыту, коэффициент регрессии которой всегда равен 1, с урожайностью из точки с индексом условий среды, равной 0, фиксирует среднюю урожайность по опыту. На рисунках 4, 5 и б изображены линии регрессии лучших по урожайности образцов СПЧС и средней по опыту. У популяции, имеющих среднюю урожайность меньше средней по опыту, линии регрессии находятся ниже средней по опыту. Линии регрессии урожайности популяций выше точки средней по опыту, что объясняет более высокий уровнем урожайности этих образцов в среднем во всех пунктах испытаний.

В 2010 году популяция ШТЕЗСЕШ 54/ТиК1Жи//С1_Е оказалась высокоурожайной (Ь; =1,65). Популяция ШТЕ8СЕЫ5424/ТиК111Ш//\УВЬ1Л*

2/Т1Ж1Жи показала наибольшую урожайность в неблагоприятных пунктах (Ь; =0,68). Наиболее благоприятные условия сложились в Тюмени 1, = 186.04; худшие условия для роста и развития популяций отмечены в Кургане. 1| = -126.29 (рис. 4).

Индекс условий среды. Н

В 2011 году популяции 53.94.98.2/3/Т.01С0ССХЖ Р194625/ AE.SQUARR.OSА (372)//3*РА8ТСЖ/4/ОУК 1369.2 (>¡=1,01) и ШТЕЗСЕШ 30-94*2/3/Т.01С0СС0М PI94625MJE.SQUARR.OSA (372)//3*РА8"КЖ (Ь,=0,98) варьировали по урожайности в соответствии с изменениями условий среды. Наиболее благоприятные условия сложились в Тюмени 1| = 238.14; худшие условия для произрастания образцов в Омске ^ - -219.69 (рис.5).

Рис. 5 - Линии регрессии урожайности лучших популяций С'ПЧС I I

В 2012 году популяция ьиТЕ5СЕК8-13,К.А2/3/ЕМВ16/СВЯО //CBRD/4/27.90.98.3 (Ь,=0,15) отличилась по урожайности в неблагоприятных условиях экологического пункта, а популяция АЬТАУ5К.АУА 530/К15КАОЕЕ #1//ШТЕ8СЕЫЗ 210.99.10 (Ь,= 1,03) хорошо реагировала на изменение условий среды. Наиболее благоприятные условия сложились в Тюмени I, = 28.73; худшие условия для произрастания образцов в Новосибирске I, = -40.1 (рис.6).

Для южной лесостепи Западной Сибири создание сортов пшеницы для условий с недостаточным увлажнением имеет особое значение. Популяция 27.90.98.3/3/КА/ЫАС//ТЯСН/4/ЬиТЕ5СЕК8210.99.10 слабо реагировала на ухудшение условий возделывания, к этой группе можно отнести и популяцию ШТЕБСЕЫ8424/Тикики/Мвьи*2/Тикши. Вероятность отбора для селекции на стабильность урожайности в этих популяциях наиболее высокая. Отбор исходного материала для селекции сортов интенсивного типа, выращиваемых на высоком агрофоне возможен в популяциях АС С11У8ТА17/.Ш11В.5 /Р1РЕВ/ЗЯЕЯТ81УА и ШТЕБСЕКБ 54/Т11К1Жи//СЬЕ.

Глава 6. Характеристика лучших линий, выделенных в питомниках челночной селекции

В 2013 г. из материла СПЧС, который был разослан участникам международной программы в России, отобрано и испытано 9998 линий, в том числе 53 сорта изучены в предварительном и конкурсном испытании.

В ОмГАУ лучшие линии челночной селекции доведены 2013 году до питомника предварительного сортоиспытания (ПСИ). Характеристика лучших линий в КП 2012 г. и в 2013 г. в ПСИ представлена в табл. 1.

Таблица 1- Характеристика лучших линий, выделенных из питомников челночной селекции СИММИТ, 2012-2013 гг.

Сорт Происхождение КП 2012 ПСИ 2013 Идентифицированные гены уетойчи во-сти

Ур-ть. т/га Ур-ть. т/га Белок. % Клей -на. %

Памяти Азиева Среднеранннй стандарт 1,07 2,32 17.3 31,0

Лютесценс 28-12 FITON 15 6/ 5 / S Е RI * 3/7 RL 6010/4 * Y R /3/PASTOR'4;BAV92/6/FITON 42 1.5В* 2,40 16.7 30.2 1.г 19/5г25

Дуэт Среднеспелый стандарт 1.41 2.82 17.1 31.1

Лютесценс 29-12 ALTAYSKAYA 530 * 2/7ГГ О В / Е R А/ T0B/CN067/3/PL0/4/VEES5/5/ kauz/ó/f.iet: 1.70* 2.17 17.3 30,4

Омская 35 С'реднепоздний стандарт 1.02 2.78 16.8 29,0

Лютесценс 15-12 SIBAKOVSKAYA YUB1LEYNAYA /3/EMB16/CBRD//CBRDM/27.90.4S 1,60* 2,76 16,5 32,0 1_г26/8г21

Эритро-спермум 17-12 UDACHA/l/KA/NAC/TRCHM/LUTE SCENS 1350 1,49* 2,94 17.3 34,3 1.1-26/31-21

Лютесценс 21-12 (jLb/3/KA.'NAC/n KCH/4/OMSKA Y А 37 1,6* 2,77 16,9 32,9 1_г34

Лютесценс 23-12 LONG91- 121 l/PASTOR/3/EMB16/CBRD//CBR D/4/TERTS1 YA 1,54* 2.87 15,1 31,6 Ьг26/8г21

Окончание таблицы 1

Лютесценс 24-12 50ЫАТА*2/5/СНЕМ'АЕ 50''/2*У/£А УЕК/3/ВАУ92/4.0АЯи 1,52* 2.54 18.0 38,4 1_г34

Лютесценс 27-12 ШТЕЗСЕЫЯ 30-94*2/3/Т01С0СС0Ы Р194625/АЕ.50иАЯ1Ю5А (372)//3*РАЗТСЖ 1,62* 2,96* 16,7 30,2 8г35

Лютесценс 34-12 ВУХ1АОВ1ШМА1 (Т.АТ1/СН01Х//КЕ НАЫ 10/4/МИА№5НА7/3/СЯОС 1/АЕ.5 СШАНаОБА Ш4)//0РАТА'5/01_Е 1,54* 2,82 17,2 32,2 Ь'9 Ьг26/Эг21

Эритро-спсрмум 106-12 ОМЭКАУА 19//5иЫСО/2*РА5ТОК/4/КШСНАи ЕР/Р1Ы31С1/иЯЕ5/ТО1.,'/ВАУ92 1,48* 2,54 17,5 35.5 1_г37

НСР„5 0,24 0,18

Как видно по данным таблицы 1 в засушливом 2012 г. линии достоверно превышали сорта стандарты по урожайности. В ПСИ 2013 г. урожайность испытанных сортов была на уровне или выше стандартов. Сорта ПСИ обладают комплексной устойчивостью к болезням с идентифицированными генами и отличаются высокими показателями по содержанию белка и клейковины в зерне. Выделенные из питомников челночной селекции СИММИТ линии, представляют интерес для селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Созданный исходный материал по программе челночной селекции и включенный в селекционный процесс ОмГАУ, в 2013 году в питомниках составил: СП-1 -70%, СП-2-64% , контрольный питомник (КП) - 12% и предварительное сортоиспытание (ПСИ) -40% . В качестве родительских форм включены лучшие сорта и линии челночного материала по 173 комбинациям скрещивания и получено 2357 гибридных зерен. Высокий процент челночного селекционного материала в питомниках свидетельствует об его значимости для селекции в условиях региона.

ВЫВОДЫ

1. Результаты анализа метеорологических условий в южной лесостепи Западной Сибири и урожайности зерна в государственном испытании у сортов яровой мягкой пшеницы свидетельствуют о необходимости создания селекционного материала с повышенной устойчивостью к за^хе и болезням с целью обеспечения стабильности урожая в регионе.

2. Популяции и линии яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ отличаются разнообразием по вегетационному периоду, урожайности, устойчивости к болезням и представляют интерес в качестве исходного материала для селекции.

3. Испытание популяции челночной сслскции в различных экологических условиях Западной Сибири выявило их разнообразие по экологической пластичности. Выделены популяции наиболее пригодные для селекции на

адаптивность (Ы<1) и популяции для создания селекционного материала интенсивного типа (Ы>1).

4. Наибольшее количество адаптивных популяций выделено со следующими сортами, которые были использованы в качестве материнских форм: Лютесценс 424, Терция, Карагандинская 70, Акмола 40, Омская 37, ГВК 1369.

5. Созданный исходный материал по программе челночной селекции и включенный в селекционный процесс ОмГАУ, в 2013 году в питомниках составил: СП-1 -70%, СП-2- 64% , контрольный питомник (КП) - 12% и предварительное сортоиспытание (ПСИ) -40% Высокий процент челночного селекционного материала в питомниках свидетельствует об его значимости для селекции в условиях региона.

6. В засушливом 2012 году в контрольном питомнике лучшие линии, отобранные из исходного материала челночной селекции, по урожайности достоверно превзошли стандарты и по результатам их испытания в предварительном сортоиспытании в 2013 году имели урожайность на уровне стандартов и выше: в среднеранней группе - Лютесценс 28-12; в среднеспелой - Лютесценс 2912; в среднепоздней - Лютесценс 15-12, Эритроспермум 17-12, Лютесценс 2112, Лютесценс 23-12, Лютесценс 24-12, Лютесценс 27-12, Лютесценс 34-12 и Эритроспермум 106-12.

7. У лучших линий челночной селекции с помошью молекулярных маркеров выявлены гены устойчивости к стеблевой и бурой ржавчине: Лютесценс 28-12 (¿Г/9/5/-25); Лютестценс 15-12 (¿г2<5/5г2/). Эритроспермум 17-12 ( 1г26/5г21), Лютесценс 21-12 ( Ь-34), Лютесценс 23-12 (Шб/Бг21\, Лютесценс 24-12 ( Лг34), Лютесценс 27-12 (5г.Ъ~), Лютесценс 34-12 ф-9, ¿г26/Бг21) и Эритроспермум 106-12(ЬгЗ~).

РЕКОМЕНДАЦИИ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ

1. Линии с идентифицированными генами возрастной устойчивости ¿г34 и 1г37\ Лютесценс 21-12 (¿г34), Лютесценс 24-12 (¿г34), Эритроспермум 106-12 (Ь-37) рекомендуется использовать в гибридизации в качестве источников при создании сортов с длительной устойчивостью к бурой ржавчине.

2. Рекомендовать в качестве источников эффективных генов Бг25 и Бг35 для селекции на устойчивость к стеблевой ржавчине линии Лютесценс 28-12 (£г!9/Бг25) и Лютесценс 27-12 (¿>55).

3. Лютесценс 27-12 {Бг35) передать в конкурсное сортоиспытание.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В изданиях, включённых в перечень ВАК РФ

1. Селекционно-генетическая оценка популяций яровой мягкой пшеницы сибирского питомника челночной селекции СИММИТ / В. П. Шаманин,

A. И. Моргунов, Я. Манес, Ю. И. Зеленский, А. С. Чурсин, М. А. Левшунов, И.

B. Потоцкая, И.Е. Лихенко, Т. А. Манько, И. И. Каракоз, А. В. Табаченко, С. Л. Петуховский // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2012. - Т. 16. -№1.-С.21-31. .

2. Создание адаптивного селекционного материала яровой мягкой пшеницы с использованием метода челночной селекции СИММИТ/ В. П. Ша-манин, А. И. Моргунов, Ю. И. Зеленский, А. С. Чурсин, М. А. Левшунов, И. В. Потоцкая, И. Е. Лихенко, Т. А. Манько, И. И. Каракоз, А. В. Табаченко, С. Л. Петуховский // Современные проблемы науки и образования.- 2012 - №2. -Режим доступа к журн.: http://www.science-education.ru.

3. Потепление климата и урожайность яровой мягкой пшеницы / Шаманин В.П., А.И. Моргунов, С.Л. Петуховский, А.Ю. Трушенко, И.В. Потоцкая, Ю.С. Краснова, И.И. Каракоз, Д.В. Пушкарев // Современные проблемы науки и образования,- 2014- № 1. - Режим доступа к журн.: http://www.science-education.fu.

Публикации в других изданиях

4. Селекция пшеницы на устойчивость к биотическим и абиотическим факторам среды в условиях Западной Сибири / В. П. Шаманин, Г. М. Серюков. В. П. Пьянов, Н. Н. Меркешина, А. Ю. Трущенко, А. С. Чурсин, И. В. Потоцкая, Г. М. Штубей, Г. М. Вакуленко, С. П. Кузьмина, Н. В. Соловьева, М. А. Левшунов, И.И. Каракоз, А. Р. Гамбарян // Сборник научных трудов посвященный 75-летию академика HAH PK, РАСХН и УААН Уразалиева P.A.; Казах, науч,-исслед. ин-т земледелия и растениеводства. - Алмалыбак, 2010. - С. 278-282.

5. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к стеблевой ржавчине в условиях Западной Сибири - реальность и перспективы / В.П. Шаманин, А.И. Моргунов, С.Л. Петуховский, М.А. Левшунов, Ш. Рсалиев, И.В. Потоцкая, И.И. Каракоз, А.Т. Табаченко, Ю.С. Краснова // Современное состояние и приоритетные направления развития генетики, эпигенетики, селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур: докл. и сообш. XI между-нар. генетико-селекц. шк,- семинара (пос. Краснообск, 9-13 апреля 2012 г.) / Рос.акад. с.-х. наук. Сиб. регион.отд-ние. Сиб. науч.-исслед. ин-т растениеводства и селекции,- Новосибирск, 2013. — С. 287-292.

6. Оценка популяций яровой мягкой пшеницы сибирского питомника челночной селекции в различных экологических пунктах России / В.П. Шаманин, И.В. Потоцкая, И.И. Каракоз, A.A. Островская // Научные инновации -аграрному производству: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвященной 95-летнему юбилею агрономического факультета (20-21 февраля 2013 года). - Омск: Изд-во ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, 2013. - С.172-175.

Формат А5. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Печать на ризографе. Тираж 100 экз. Заказ № 114. 2014 г.

Отпечатано ООО «Технология», г. Омск, ул. Вавилова 137, тел.: 495-491.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Каракоз, Иван Иванович, Омск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ П.А.СТОЛЫПИНА»

На правах рукописи

04201457391

КАРАКОЗ ИВАН ИВАНОВИЧ

ОЦЕНКА ПОПУЛЯЦИЙ И ЛИНИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПИТОМНИКОВ ЧЕЛНОЧНОЙ СЕЛЕКЦИИ СИММИТ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор с.-х. наук, профессор Шаманин В.П.

Омск 2014

Оглавление

Введение................................................................................................4

Библиографические ссылки.....................................................................7

1 Исходный материал как основа селекции пшеницы

(обзор литературы)...............................................................................10

1.1 Значение сорта в сельскохозяйственном производстве и

экономическая эффективность селекции...................................................11

1.2. Виды исходного материала и способы его получения..............................13

1.3 Значение исходного материала для селекции яровой

мягкой пшеницы на устойчивость к стеблевой ржавчине...............................15

1.4 Модель сорта..................................................................................22

1.5 Создание, изучение и использование мирового генофонда растений......................................................................................................25

1.6 Стратегия и тактика отбора.........................................................................27

1.7 Челночная селекция как способ экологической оценки исходного материала

для селекции пшеницы..........................................................................28

Библиографические ссылки....................................................................31

2 Условия, материал и методика проведения исследований............................44

2.1 Почвенно-климатические особенности южной лесостепи Западной

Сибири..............................................................................................44

2.2 Метеорологические условия в годы проведения опытов...............................46

2.3 Исследуемый материал....................................................................51

2.4 Методика проведения опытов.................................................................53

Библиографические ссылки....................................................................55

3 Особенности изменчивости показателей климата и урожайности сортов яровой мягкой пшеницы в Омском регионе в связи с задачами селекции............................................................................................................57

Библиографические ссылки....................................................................69

4 Оценка питомников челночной селекции Казахстанско-Российской

сети................................................................................................................71

Г

4.1 Вегетационный период.........................................................................71

4.2 Устойчивость к болезням..................................................................74

4.3 Урожайность зерна..........................................................................76

Библиографические ссылки....................................................................85

5 Оценка сибирского питомника челночной селекции (СГТЧС)......................87

5.1 Вегетационный период....................................................................89

5.2 Устойчивость к бурой, стеблевой ржавчине и мучнистой росе...................91

5.3 Элементы структуры урожая..............................................................94

5.4 Качество зерна................................................................................97

5.5 Урожайность популяций челночной селекции в селекционных учреждениях Западной Сибири.................................................................................98

5.6 Результаты оценки образцов челночной селекции по показателям экологической пластичности.................................................................104

5.7 Результаты оценки линий в СП-1, отобранных из популяций челночной

селекции..........................................................................................111

Библиографические ссылки.................................................................'. 115

6 Характеристика лучших линий, выделенных в питомниках челночной

селекции..........................................................................................117

Библиографические ссылки..................................................................121

Выводы...........................................................................................123

Рекомендации селекционной практике....................................................125

Список литературы.............................................................................126

Приложения......................................................................................140

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. В условиях Западной Сибири для решения проблемы повышения стабильности производства зерна важнейшая роль отводится селекции. В последние годы в регионе создан целый ряд высокоурожайных сортов яровой пшеницы, но лишь немногие из них сочетают высокую урожайность с устойчивостью к засухе и болезням [1].

Наметившаяся тенденция потепления климата, распространение энергосберегающих технологий с разбрасыванием соломы, спровоцировали интенсивность образовательных процессов и появление новых агрессивных рас в популяциях возбудителей наиболее вредоносных болезней. В этой связи обогащение и расширение генетического разнообразия селекционного материала для создания устойчивых сортов одна из актуальных проблем, что и определило цель и задачи наших исследований [2, 3].

Исследования проводились в рамках международной программы Казахстанско - Сибирской сети улучшения пшеницы (КАСИБ), по проекту Международного Центра улучшения кукурузы и пшеницы СИММИТ и в соответствии с программой НИР ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина (№ государственной регистрации 01.2.00102530).

Степень разработанности темы исследований. Современные сорта в условиях производства способны формировать в благоприятные годы до 3-4 т/га и выше. Реальная средняя урожайность в областях Западной Сибири в пределах 1,21,4 т/га. Основные негативные факторы, приводящие к снижению урожайности -это периодически повторяющаяся засуха и болезни растений. Для решения проблемы повышения устойчивости производства зерна пшеницы в условиях региона важное значение отводится селекции. Блестящее обоснование роли устойчивых сортов в увеличении производства продукции сельского хозяйства дано академиком Н. И. Вавиловым в трудах по иммунитету растений [4, 5, 6]. Селекционная работа начинается с подбора исходного материала.

Проблеме повышения эффективности создания и оценки исходного материала посвящены многочисленные классические работы отечественных и зарубежных ученых: Н.И. Вавилова [7], А.Ф. Мережко [8], Н. Борлауга [9].

В последние годы проблема создания исходного материала обострилась в связи с потеплением климата, появлением новых вирулентных рас и болезней, но-' вых технологий возделывания пшеницы и высокими требованиями к сортам со стороны производителей зерна: Н.П. Гончаров и др. [10], В.А. Зыкин и др. [11], С.Ф. Коваль, В.П. Шаманин [12] среди зарубежных работ А.И. Моргунов и др. [13].

Система челночной селекции разработана основателем Международного Центра улучшения кукурузы и пшеницы (СИММИТ, Мексика) Норманном Бор-лаугом [14]. Выведенные в СИММИТ высокоурожайные сорта пшеницы в 60-х годах спасли от голода миллионы людей на Земле. Это событие, названное «зеленой революцией», было отмечено присуждением Нобелевской премии Норманну Борлаугу. Челночная селекция, проводимая в СИММИТ, довольно подробно опи-. сана X. Брауном и др. [15].

Челночная селекция является эффективным методом оценки исходного материала на экологическую пластичность и устойчивость к болезням. Современное состояние изученности свидетельствует о том, что на основе метода челночной селекции можно достичь существенного ускорения селекционного процесса при создании устойчивых сортов [16]. По программе КАСИБ с использованием метода челночной селекции создан ценный исходный материал [17, 18], однако комплексной оценки созданным популяциям и линиям яровой мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири не проводили. Актуальность данной проблемы определила цель и задачи наших исследований.

Цель исследований - выделить из питомников челночной селекции СИММИТ лучшие популяции и линии яровой мягкой пшеницы для условий Западной Сибири.

Задачи исследований:

- установить тенденцию изменчивости климатических факторов и урожайности сортов яровой мягкой пшеницы в условиях южной лесостепи Западной Сибири в связи с задачами селекции;

- провести оценку популяций и линий яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ и отобрать лучшие по комплексу хозяйственно-ценных признаков;

- определить экологическую пластичность лучших популяций;

- выявить наиболее ценные материнские формы популяций по проценту выхода отобранного исходного материала;

- провести, идентификацию генов устойчивости к бурой и стеблевой ржавчине с помощью молекулярных ДНК маркеров у лучших линий челночной селекции.

Научная новизна. Впервые в условиях южной лесостепи Западной Сибири показана тенденция изменения климата и урожайности сортов яровой мягкой пшеницы ОмГАУ в условиях южной лесостепи в связи с задачами селекции. Дана комплексная селекционная оценка популяций и линий яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ. Определена экологическая пластичность лучших популяций сибирского питомника челночной селекции. Выявлены гены возрастной устойчивости к бурой ржавчине и устойчивости к стеблевой ржавчине у лучших селекционных линий.

Теоретическая и практическая значимость работы. Проведенная комплексная оценка популяций и линий яровой мягкой пшеницы питомников челночной селекции СИММИТ позволила выделить ценный исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы на устойчивость к засухе и болезням в условиях Западной Сибири. Выявлены гены возрастной устойчивости к бурой ржавчине и устойчивости к стеблевой ржавчине. Лучшие по комплексу хозяйственно-ценных признаков селекционные линии доведены к 2013 году до питомника предварительного сортоиспытания (ПСИ) лаборатории селекции яровой мягкой

пшеницы и озимого тритикале ОмГАУ им. П.А. Столыпина.

Методология и методы исследования. При проведении исследований использовались стандартные методики проведения полевых и лабораторных исследований. Математическая обработка и графическое представление результатов исследований проводились с помощью пакета прикладных программ «Agros 2.09» и Microsoft Excel.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- выявленные тенденции изменчивости климата и урожайности сортов яровой мягкой пшеницы селекции ОмГАУ в условиях южной лесостепи;

- результаты экологической пластичности популяций яровой мягкой пшеницы из питомников челночной селекции СИММИТ;

- выделенные линии яровой мягкой пшеницы для селекции в условиях Западной Сибири.

Достоверность полученных научных результатов подтверждается значительным количеством фактического материала, применением полевых и лабораторных методов исследований, современных методов математической статистики, публикациями автора.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были доложены и обсуждены на XI Международном генетико-селекционном семинаре (Краснообск, 2012); на Всероссийском конкурсе У.М.Н.И.К. (Омск, 2012); на научно-практической конференции «Научные инновации - аграрному производству» (Омск, 2013) и опубликованы в 6 работах, в том числе 3 в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Библиографические ссылки

1. Зыкин В. А., Шаманин В. П., Белан И. А. Экология пшеницы: Монография. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2000. - 124 с.

2. Селекция яровой мягкой пшеницы к местной популяции и к вирулентной расе Ug 99 стеблевой ржавчины в условиях Западной Сибири / Шаманин В. П. [и др.] // Вестник ВОГиС. - 2010. - Т. 14.- № 1. - С. 659-667.

3. Сибирский питомник челночной селекции Международного Центра по улуч-шению пшеницы и кукурузы (СИММИТ) при ОмГАУ: реальность и перспективы / В. П. Шаманин [и др.] // Вестник Омского государственного аграрного университета. - 2009. - № 3, С. 42-46.

4. Вавилов Н. И. Материалы к вопросу об устойчивости хлебных злаков против паразитических грибов // Тр. Селекционной станции при Московском сельскохозяйственном институте. М., 1913. - Вып. 1. - С. 5 - 89.

5. Вавилов Н.И. Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям / Акад. Н. И. Вавилов; Акад. с.-х. наук им. В. И. Ленина, Всесоюз. ин-т растениеводства НКЗ СССР. - М.; Л.: ОГИЗ, Сельхозгиз, 1935. - 100 с.

6. Вавилов, Н.И. Учение об иммунитете растений к инфекционным заболеваниям / Акад. Н. И. Вавилов; Акад. с.-х. наук им. В. И. Ленина, Всесоюз. инт растениеводства НКЗ СССР. - М.; Л.: ОГИЗ, Сельхозгиз, 1935. - 100 с.

7. Вавилов Н. И. Ботанико-географические основы селекции // Происхождение и география культурных растений. - Л.: Наука, 1987 - С. 289 - 333.

8. Мережко А. Ф. Система генетического изучения исходного материала для селекции растений: Метод. Рекомендации. - Л.: ВНИИР, 1984. - 68 с.

9. Borhlaug Н. Wheat breeding and its impact on world food supply // Proc. 3rd Intern. Wheat Genet. Symp. - Canberra: Austr. Acad. Sei., 1968. - P. 1-36.

10. Гончаров H. П., Гончаров П. Л. Методические основы селекции растений. - Новосибирск: Гео, 2009. - 427 с.

11. Зыкин В. А., Шаманин В.П., Белан И.А. Экология пшеницы: Монография. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2000. - 124 с.

12. Коваль С.Ф., Шаманин В.П., B.C. Коваль Стратегия и тактика отбора в селекции растений: Монография; М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации, Ом. гос. аг-

pap. ун-т, Ин-т цитол. и ген. СО РАН. - Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2010. -228 с.

13. The problem of climate warming and the objectives of spring soft wheat breeding in Western Siberia / Morgounov A.I. [et al.] // International Plant Breeding Congress: ABSTRACT BOOK. - 10-14 November 2013 Antalya, Turkey. P. 217.

14. Borhlaug H. Wheat breeding and its impact on world food supply // Proc. 3rd Intern. Wheat Genet. Symp. - Canberra : Austr. Acad. Sci., 1968. - P. 1-36.

15. Braun H.J., Rajaram S., M. Van Ginkel. 1966. CIMMYT's approach to breeding for wide adaptation. - Euphytica, 92. - P. 175-183.

16. Третован P. Челночная селекция между Мексикой и Казахстаном: результаты, подробности, перспективы. - Алматы, 2006. - № 2(3). - С.23-27.

17. Genetics protection of wheat from rusts and development of resistant varieties in Russia and Ukraine/ A. Morgounov [et al.] //BGRI 2010 Technikal Workshop Oral Presentations: Full Pa-pers and Abstracts (St Petersburg, May 30-31, 2010). - St. Petersburg, 2010. - P. 1-21.

18. Shamanin V., Morgunov A. Spring wheat breeding in Western Siberia for resistance to leaf and stem rust // 12th Intern, cereal rusts powdery mildews conf (Antalya, October 13-16, 2009). - Antalya, 2009. - P. 82.

«

1 Исходный материал как основа селекции пшеницы

(обзор литературы)

Пшеница является основной продовольственной культурой Российской Федерации. Пшеница возделывается практически во всех регионах РФ и является основой питания, переработки важных продуктов и, частично, составляет кормовую базу животноводства. В Западной Сибири яровая мягкая пшеница высевается на площади около 7 млн. га и является основной зерновой культурой в регионе [1].

В последние десятилетия во всём мире всё большее внимание учёных и практиков уделяется вопросам "биологизации" сельского хозяйства, sustainable agriculture [2]. В нашей стране эта идея сформулирована как концепция адаптивной системы сельского хозяйства [3]. Сорта и гибриды, предназначенные для использования в системе адаптивного растениеводства, должны удовлетворять ряду требований, основные из которых:

- устойчивость к наиболее характерным для агроэкологической зоны абиотическим стрессам; при этом, как уже отмечалось, при создании сортов сельскохозяйственных культур требуется учёт особенностей естественных природно-климатических зон;

- устойчивость к биотическим факторам среды и минимальная потребность в химических средствах борьбы с сорняками, болезнями и вредителями;

- широкая норма реакции на флюктуирующие природно-климатические факторы (гомеоадаптивность);

- максимальная утилизация техногенных факторов (в первую очередь удобрений);

- стабильное формирование экологически безопасной продукции для целей потребления [4].

Мировая задача сельского хозяйства в 21 веке по обеспечению продовольствием всего населения Земли как никогда.усложнилась. Перед человечеством

вновь возникает угроза продовольственного кризиса. Чтобы накормить растущее население Земли, которое согласно имеющимся прогнозам к 2015 г. достигнет 7,1 млрд. человек, производство продуктов питания предстоит увеличить по меньшей мере на 50 %, доведя его ежегодный прирост до 8,5 - 9 млн. т в год. [5]. Годовое производство зерна пшеницы в среднем составляет около 600 млн. т., к 2020 году потребность будет достигать уровня от 840 до 1000 млн. т. [6]. Между тем возможности изменить негативный сценарий обеспечения продовольствием население мира весьма ограничены, поскольку основные земледельческие территории уже освоены, а рост урожайности сельскохозяйственных культур за счет исчер-паемых ресурсов в промышленно развитых странах достиг своего экологического, а зачастую ц экономического порога [7].

В складывающейся ситуации Россия имеет огромный потенциал к увеличению валового производства зерна пшеницы, тем самым может внести значимый вклад в решение проблемы продовольственного кризиса во всем мире. Неслучайно, в прогнозах ФАО на предстоящий период Россия рассматривается в качестве одного из основных экспортеров зерна.

Западная Сибирь является одним из перспективных регионов страны по производству высококачественного зерна пшеницы, имеются возможности увеличения урожайности и общего объема производства зерна, что может внести существенный вклад в решение мировой проблемы [8].

Современные сорта в условиях производства способны формировать в благоприятные годы до 3-4 т/�