На правах рукописи Специальность: 06.01.05 – селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

На правах рукописи
Донская
Мария Владимировна
ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ НУТА (Cicer arietinum L.)
ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ СОРТОВ СЕВЕРНОГО ЭКОТИПА
Специальность: 06.01.05 – селекция и семеноводство
сельскохозяйственных растений
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Орел - 2013
Работа выполнена в 2010 - 2012 гг. на кафедре земледелия ФГБОУ ВПО
«Орловский государственный аграрный университет».
Научный руководитель:
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Лобков Василий Тихонович
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
директор ГНУ ВНИИ селекции плодовых культур
Россельхозакадемии
Князев Сергей Дмитриевич
кандидат биологических наук, доцент
ФГБОУ ВПО «Орловский государственный
университет»
Соболев Александр Николаевич
Ведущая организация:
ГНУ ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова
Россельхозакадемии (г. Санкт-Петербург)
Защита диссертации состоится 28 ноября 2013 года в 1430 часов на
заседании диссертационного Совета ДМ 220.052.01 в Орловском
государственном аграрном университете по адресу: 302019, г. Орел, ул.
Генерала Родина, 69.
С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки
Орловского государственного аграрного университета (г. Орел, бульвар
Победы, 19).
Просим принять участие в работе Совета или выслать свой отзыв на
автореферат диссертации в 2-х экземплярах, заверенных гербовой печатью по
адресу: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69, ученому секретарю
диссертационного совета ДМ 220.052.01.
Факс: 8(4862) 43-13-01; e-mail: dissovet-orelsau@yandex.ru
Автореферат разослан 28 октября 2013 г. и размещен на официальном
сайте ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»
http://www.orelsau.ru и сайте ВАК при Минобрнауки РФ http://vak2.ed.gov.ru.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор с.-х. наук, профессор
Л.П. Степанова
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Решение проблемы недостатка растительного белка
в растениеводстве связано с увеличением посевных площадей под бобовыми
культурами. Одной из ценных зерновых бобовых культур является нут (Cicer
arietinum L.), который обладает высокой питательной ценностью,
засухоустойчивостью и жаростойкостью. В России нут выращивается в СевероКавказском, Средневолжском, Нижневолжском, Уральском и ЗападноСибирском регионах. Посевные площади под нутом выросли в ЦентральноЧерноземном регионе, в частности в Воронежской и Белгородской областях.
Считается, что северная граница возделывания нута может проходить через
Курск, Воронеж, Тамбов, Казань (Столяров и др., 2004). Многие авторы
отмечают перспективность и целесообразность возделывания нута в условиях
Центрально-Черноземного
региона
(Поликарпов,
2003;
Столяров,
Калашникова, 2003; Столяров и др., 2004; Федотов и др., 2007; Картамышев и
др., 2008; Самохин, Чернышева, 2008; Рыльков, Преснякова, 2007; Шмойлова,
Поликарпова, 2008; Гриднев и др., 2012).
В настоящее время расширение ареала распространения нута
сдерживается отсутствием адаптированных сортов, обладающих оптимальной
длиной вегетационного периода и устойчивостью к неблагоприятным факторам.
Учитывая большую практическую ценность культуры, особую актуальность
приобретает выделение генотипов, способных формировать стабильные урожаи
в северной части ЦЧР.
Решению этих вопросов посвящена диссертационная работа,
выполненная в соответствии с планом научных исследований Федерального
государственного бюджетного образовательного учреждения высшего
профессионального образования «Орловский государственный аграрный
университет».
Цель исследований заключалась в комплексной оценке коллекционных
сортообразцов нута (Cicer arietinum L.) и выделении высокопродуктивных,
скороспелых генотипов для селекции новых сортов, адаптированных к
условиям северной части Центрально-Черноземного региона РФ.
Задачи исследований включали:
- изучение характера изменчивости основных морфобиологических и
хозяйственно полезных признаков коллекционных сортообразцов нута;
- выявление особенностей формирования элементов продуктивности и
азотфиксирующей деятельности нута при использовании микробиологических
препаратов;
- сравнительную оценку коллекционных сортообразцов нута по
адаптивному потенциалу;
- оценку сортообразцов нута по содержанию белка;
- генотипирование коллекции сортообразцов нута с помощью RAPDмаркеров;
- изучение процессов морфогенеза в изолированных эксплантах нута in
vitro;
3
- экономическую и энергетическую оценку производства зерна нута.
Научная новизна исследований. Впервые в условиях Орловской
области проведен скрининг 82 коллекционных сортообразцов нута по
продолжительности вегетационного периода и составляющих его фаз,
определен характер изменчивости основных морфобиологических и
хозяйственно полезных признаков. Получены новые данные о влиянии
микробиологических препаратов на основе штаммов клубеньковых бактерий и
грибов арбускулярной микоризы на продуктивность и симбиотическую
эффективность нута. Проведена оценка адаптивного потенциала сортообразцов
по элементам семенной продуктивности. Выявлены биохимические
особенности накопления белка в семенах. Изучены особенности роста
изолированных эксплантов проростков нута in vitro.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Выделены источники хозяйственно ценных признаков для включения в
селекционные программы по созданию новых сортов нута северного экотипа.
Выделены генотипы, наиболее продуктивные при взаимодействии с
агрономически полезными микроорганизмами, позволяющие повысить
урожайность и качество семян нута без внесения минеральных удобрений.
Определен оптимальный состав сред для культуры нута in vitro.
Результаты научных исследований внедрены в ГНУ ВНИИЗБК
Россельхозакадемии, ГНУ ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова
Россельхозакадемии, используются в учебном процессе студентов ФГБОУ
ВПО «Орловский государственный аграрный университет» и ФГБОУ ВПО
«Орловский государственный университет».
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Результаты изучения изменчивости основных морфобиологических и
хозяйственно полезных признаков у коллекционных сортообразцов нута.
2. Влияние микробиологических препаратов на элементы продуктивности
и азотфиксирующую деятельность нута.
3. Результаты оценки адаптивного потенциала сортообразцов нута по
элементам семенной продуктивности.
4. Особенности накопления белка в семенах нута.
5. Генотипы нута, обеспечивающие высокую продуктивность при
возделывании в Орловской области.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на
международных, всероссийских и региональных научно-практических
конференциях, школах аспирантов и молодых ученых и симпозиумах: Орел
ГАУ (Орел, 2010, 2011, 2012 гг.), ОГУ «Неделя науки» (Орел, 2010, 2011, 2012
гг.); «Проблемы интеграции и доступности сельскохозяйственных
информационных ресурсов в условиях развития устойчивого сельского
хозяйства» (Орел, ОГУК ООПБ им. И.А. Бунина, 2010 г.); V научной школе
аспирантов и минисимпозиуме AB-RMS; XVI летней школе биотехнологии
Университета Гданьска и II семинаре по молекулярной биотехнологии
растений «Адаптация к изменению климата в регионе Балтийского моря: вклад
растений и микробной биотехнологии» (Финляндия, г. Миккели, 2010 г.);
4
«Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2011 г.);
«Современные тенденции в науке: новый взгляд» (Тамбов, 2011 г.); VI
Московском Международном Конгрессе «Биотехнология: Состояние и
перспективы развития» (Москва, 2011 г.); «Биотехнология в селекции бобовых»
(Чехия, Шумперк, 2012 г.); I конференции общества бобовых (Сербия, Нови
Сад, 2013 г.); «Инновационная привлекательность производства зернобобовых
и крупяных культур» (Орел, 2013 г.); X международной конференции
«Биология клеток растений in vitro и биотехнология» (Казань, 2013 г.).
Результаты исследований явились основой для разработки научных
проектов, поддержанных грантами Российского аграрного движения (2010 г.),
Фонда содействия развитию малых предприятий в научно-технической сфере
У.М.Н.И.К. (2011, 2012 гг.), РФФИ № 12-04-97552.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 19
печатных работах, в том числе 3 в изданиях, рекомендуемых ВАК.
Личное участие автора. Диссертация подготовлена на основе
обобщения результатов исследований проведенных лично диссертантом.
Закладка полевых опытов, фенологические наблюдения, сопутствующие
анализы, уборка, структурный анализ снопового материала и обобщение
результатов исследований были проведены лично автором.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на
166 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов,
рекомендаций для селекционной практики, включает 30 таблиц, 10 рисунков и
19 приложений. Список литературы содержит 233 наименования, в том числе
68 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
На основе анализа источников отечественной и зарубежной литературы
показаны распространение, народнохозяйственное значение, ботаническая
характеристика, систематика, биологические и агротехнические особенности,
способы повышения симбиотической азотфиксации и основные направления
селекции нута. Представлены методы изучения генетических ресурсов нута с
помощью ДНК-маркеров и эффективные биотехнологические методы,
направленные на увеличение генетического разнообразия культуры.
УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования выполнялись в 2010…2012 гг. Опыты закладывались в
полевом севообороте Государственного научного учреждения Всероссийского
научно-исследовательского института зернобобовых и крупяных культур
Россельхозакадемии.
Почвы опытного участка темно-серые лесные, средней окультуренности.
Содержание гумуса по Тюрину в годы исследований составило 4,28…
4,73%, легкогидролизуемого азота по Кононовой – 12,5…13,4 мг/100 г почвы,
подвижного фосфора по Кирсанову – 14,4…19,2 мг/100 г почвы, обменного
5
калия по Кирсанову – 7,45…10,6 мг/100 г почвы, рН солевой вытяжки –
5,1…5,2 %, гидролитическая кислотность – 4,4…4,6 мг экв/100 г почвы.
Метеорологические условия в годы исследований можно охарактеризовать
как контрастные: 2011 и 2012 годы близки к среднемноголетним
климатическим закономерностям, а 2010 год был аномально жарким. Поэтому
полученные в исследованиях данные позволили достаточно достоверно и
объективно оценить особенности опытного материала.
Изучены 82 сортообразца нута (Cicer arietinum L.) из коллекции ВИР им.
Н.И. Вавилова (г. Санкт-Петербург).
Посев коллекционных сортообразцов проводили вручную с площадью
питания одного растения 6 х 45 см в оптимальные сроки: в 2010 г. и 2011 г. – 4
мая, в 2012 г. - 2 мая. Учетная площадь делянки 1,7 м2.
Для изучения отзывчивости нута на инокуляцию микробиологическими
препаратами опыт закладывали на делянках площадью 10 м2 в четырехкратной
повторности по схеме: 1) контроль (без инокуляции); 2) предпосевная
инокуляция семян ризоторфином на основе азотфиксирующих бактерий
Mesorhizobium ciceri (штамм 527); 3) внесение в почву перед посевом
инокулюма, обогащенного грибами арбускулярной микоризы Glomus sp. (АМ);
4) двойная инокуляция (ризоторфин + АМ).
Структурный анализ растений проводили по 12 основным хозяйственно
полезным признакам.
Полевые и лабораторные исследования проводили с использованием
методики полевого опыта (Доспехов, 1985), методических указаний
«Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых ВИР:
пополнение, сохранение и изучение» (ВИР, 2010), методики оценки активности
симбиотической азотфиксации селекционного материала зернобобовых культур
ацетиленовым методом (Орлов и др., 1984), методов изучения биологической
фиксации азота воздуха (Посыпанов, 1991).
Оценку содержания белка в зерне выполняли по методу Кьельдаля с
использованием автоматической системы определения содержания белка UDK152 и дигестора DK-6 (Velp Scientifica, Италия).
Адаптивный потенциал сортообразцов изучали по основным элементам
семенной продуктивности с помощью метода оценки адаптивной способности
и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды
(Кильчевский, Хотылева, 1985).
Получение растений-регенерантов нута проводили в культуре
изолированных тканей in vitro образцов к-1029 (Эфиопия), к-1507 (Индия),
Красноградский 5. Первичными эксплантами являлись фрагменты эпикотилей
недельных стерильных проростков. В качестве индукционных использовали 14
вариантов сред с минеральной основой МS или В5 и различающихся составом
регуляторов роста и органических добавок. В качестве регуляторов роста
использовали 6-бензиламинопурин (БАП), индолил-3-уксусную кислоту (ИУК),
α-нафтилуксусную кислоту (НУК), индолилмасляную кислоту (ИМК),
изопентиладенин (2iP). Суточный прирост эксплантов определяли в течение
первого пассажа.
6
Общую геномную ДНК нута выделяли из листочков молодых проростков
СТАБ методом с использованием жидкого азота. Реакцию амплификации
проводили в амплификаторе Gene-Amp PCR System 2720 (Applied Biosystem) по
следующей программе: 93° - 4', 1 цикл; 93° - 50", 34° - 35", 72°- 2', 40 циклов;
72° - 5', 1 цикл. Объем реакционной смеси составлял 25 мкл. Реакционная смесь
содержала реакционный буфер, 2,5 мМ MgCl2, 0,4 мкМ праймера (Евроген),
0,25мМ смеси dNTP, 100 нг геномной ДНК и 1 ед. Taq-полимеразы (Силекс).
Биоэнергетическая оценка эффективности производства зерна нута
выполнена по методике «Биоэнергетическая оценка технологий производства
продукции растениеводства» (Базаров, Глинка, 1983).
Математическую
обработку
данных
выполняли
методами
корреляционного, дисперсионного и вариационного анализов по Б.А.
Доспехову (1985), П.Ф. Рокицкому (1974), факторного и кластерного анализов с
использованием компьютерных программ STATISTICA 7 и Microsoft Оffice
Excel 2010.
МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОЛЛЕКЦИОННЫХ
СОРТООБРАЗЦОВ НУТА
Характеристика сортообразцов нута по качественным признакам.
Среди изученных сортообразцов 31 принадлежит к типу Desi. Они
характеризуются мелкими и среднего размера, редко крупными,
морщинистыми семенами светло – и темно – коричневой, коричнево – красной
и черной окраски. Окраска цветков розовая. У растений наблюдается
антоциановая пигментация листьев и стеблей.
К типу Kabuli относится 51 сортообразец. Они отличаются крупными и
среднего размера, редко мелкими, светлоокрашенными, как округлыми, так и
морщинистыми семенами. Окраска цветков белая, антоциан в листьях и стеблях
растений отсутствует.
Продолжительность вегетационного периода и составляющих его
фаз. По продолжительности вегетационного периода коллекционные
сортообразцы нута были разделены на три группы: скороспелая (74…75 суток),
среднеспелая (76…85 суток) и позднеспелая (86…94 суток) (табл.1).
Таблица 1 - Продолжительность вегетационного периода сортообразцов
нута, 2010…2012 гг.
Группа
спелости
Скороспелые
Среднеспелые
Позднеспелые
Образцов
шт.
5
57
20
%
6,1
69,5
24,4
7
Продолжительность
вегетационного периода,
суток
74…75
76…85
86…94
Выделены источники скороспелости - к-1245 (Таджикистан, Desi), к-1247
(Узбекистан, Desi), к-1029 (Эфиопия, Desi), к-1218 (Узбекистан, Desi), к-1235
(Дагестан, Desi).
Изменчивость основных морфологических и хозяйственно ценных
признаков нута
Высота растения. Среди изученных сортообразцов нута наиболее
высокорослыми по средним данным за 2010…2012 гг. являются Память (72,8
см), Юбилейный (74,0 см), Розанна (74,4 см), Крымский 25 (75,3 см), Колорит
(75,5 см), Орнамент (76,8 см), Краснокутский 36 (77,7 см), Заволжский (77,8 см)
и Кинельский 17 (80,6 см). К короткостебельным относятся к-998 (Индия) - 34,0
см, к-1786 (Пакистан) - 37,5 см, ILC-266 (Иран)- 38,7 см, к-1029 (Эфиопия) 39,3 см.
Высота растения у нута слабо изменчивый признак. Коэффициент
вариации в среднем за годы изучения составил 10,4%.
Высота прикрепления нижнего боба. Значение признака в среднем за
2010…2012 гг. варьировало от 12,5 см (к-998, Индия) до 44,3 см
(Краснокутский 36). В качестве источников высокого прикрепления нижнего
боба (>40,0 см) выделены сортообразцы Кинельский 17, Орнамент, Колорит,
Крымский 25, Краснокутский 36.
Коэффициент вариации признака в среднем за три года составил 16,1%.
Число ветвей. В среднем за 2010…2012 гг. у растений нута
формировалось от 5 до 8 ветвей. Наиболее ветвистыми оказались сортообразцы
к-526 (Колумбия), Костюжанский 27, UN (Pi) 182/63 (США), Смачный и к-1234
(Дагестан).
Число ветвей у нута относится к сильно варьирующим признакам.
Коэффициент вариации признака в среднем за годы изучения составил 31,3%.
Число вегетативных узлов на главном побеге. В среднем за годы
изучения число вегетативных узлов на главном побеге колебалось от 11,7 (к1029, Эфиопия) до 19,9 (Костюжанский 217КХС4).
Этот признак является слабо изменчивым. Коэффициент вариации в
среднем за три года составил 10,5%.
Число генеративных узлов на главном побеге. Установлено, что
проявление признака зависело как от года выращивания, так и от генотипа и
находилось в пределах от 9,6 шт. (ZEY-Ca-118, Словакия)) до 17,5 шт.
(Краснокутский 28).
Коэффициент вариации признака в среднем за три года составил 30,4%.
Масса сухого растения. В среднем за три года масса сухого растения у
нута колебалась от 13,9 г (ILC-2440, Палестина) до 37,5 г (Заволжский).
Данный признак относится к сильно варьирующим. Коэффициент
вариации составил за годы изучения 50,1%.
Число бобов на растении. У изученного набора сортообразцов нута
число бобов на растении в среднем за 3 года изменялось от 21,9 шт. (ILC-6868,
Сирия)) до 71,6 шт. (к-1197, Иран). Самое большое число бобов на растении
(60,4…71,6 шт.) отмечено у сортообразцов к-1216 (Афганистан), к-1234
(Дагестан), к-1232 (Дагестан), к-1197 (Иран).
8
Значение коэффициента вариации признака в среднем за 3 года составило
50,9%.
Число семян с растения. Больше всего семян (99,3 шт.) за годы изучения
формировали растения сортообразца к-1197 (Иран), самое низкое (18,6…20,1
шт.) – ILC-2440 (Палестина), Mulato и Chatos Zona Joun. Источниками высокого
числа семян с растения (75,2…99,3 шт.) среди изученных сортообразцов
являются: к-1204 (местный, Азербайджан), к-1216 (Афганистан), к-1786
(Пакистан), к-1235 (Дагестан), к-1684 (Пакистан), к-1234 (Дагестан) и к-1197
(Иран).
Коэффициент изменчивости рассматриваемого признака составил 57,2%.
Семенная продуктивность. В годы изучения изменялись не только
абсолютные значения признака, но и амплитуда его изменчивости (рис. 1).
Рисунок 1 – Семенная продуктивность сортообразцов нута,
2010…2012 гг.
Максимальная продуктивность растений нута наблюдалась в 2010 году и
составила 30,8 г (Крымский 135). В среднем за 2010…2012 гг. семенная
продуктивность растений колебалась от 4,6 г (ILC-2440, Палестина) до 13,7 г
(UN (Pi) 182/63, США и ZEY-Ca-118, Словакия). Источниками высокой
семенной продуктивности растения (10,0…13,7 г) среди изученного набора
сортообразцов являются Днепропетровский 5, к-520 (Колумбия), к-1216
(Афганистан), к-1208 (Югославия), к-1234 (Дагестан), к-1684 (Пакистан), к1243 (Россия), к-1229 (Молдова), к-1197 (Иран), к-2495 (Непал), к-2604
(Португалия), Крымский 135, Rusa 25, UN (Pi) 182/63 (США) и ZEY-Ca-118
(Словакия).
Масса семян с растения у нута относится к сильно изменчивым
признакам (V=57,6%).
9
Масса 1000 семян. У изученных нами сортообразцов масса 1000 семян
варьировала в среднем за 2010...2012 годы от 208,3 г (Зерноградский 36,
Краснокутский 36) до 351,9 г (Mulato).
Источниками крупносемянности являются к-494 (Куба), к-520, к-526
(Колумбия), к-1285 (Болгария), Chatos Zona Joun, Cunun 11, Mulato, ILC-6868
(Сирия), Триумф и Антей.
В среднем за годы изучения коэффициент вариации признака составил
21%.
Число семян в бобе. В среднем за 2010…2012 гг. растения нута
формировали от 0,7 до 1,5 семян в бобе. Сортообразец к-1684 (Пакистан),
сохранив наивысшее значение числа семян в бобе, показал наибольшую
стабильность по этому признаку в коллекции.
Коэффициент изменчивости числа семян в бобе за три года составил
21,6%.
Коэффициент хозяйственной ценности (Кхоз). В среднем за 2010…2012
гг. коэффициент хозяйственной ценности составил 20,1 (Краснокутский
36)…51,3% (Rusa 25). Наибольшим Кхоз. характеризовались сортообразцы UN
(Pi) 182/63, США (40,0%), к-998, Индия (43,0%), к-1786, Пакистан (46,0%), к1684, Пакистан (50,7%), Rusa 25 (51,3%).
Коэффициент вариации признака составил в среднем за три года 32,7%.
Кластерный анализ сортообразцов нута. По данным структурного
анализа
морфобиологических
признаков
растений
коллекционных
сортообразцов нута построена дендрограмма, группирующая сортообразцы в
несколько кластеров согласно их морфологии и показывающая
филогенетические взаимоотношения между изученными генотипами (рис. 2).
Первый кластер (в верхней части рисунка) включает 19 образцов, в
основном местные формы из Узбекистана, Таджикистана, Дагестана. Образцы
низкорослые, мелкосемянные и низкопродуктивные.
Во второй кластер в средней части дендрограммы вошел 41 образец. Эти
образцы отличались высокой продуктивностью, средне- или высокорослостью
и средней крупностью семян.
Третий кластер в нижней части дендрограммы объединяет 22 образца, в
основном крупносемянных, со средней высотой растений и продуктивностью.
10
Рисунок 2 – Дендрограмма сортообразцов нута
Группировка по морфологическим признакам отражает общность
происхождения генотипов. Так, в одну группу объединены образцы к-1218, к1219 и Базарный с происхождением из Узбекистана. Между собой связаны
образцы из Колумбии к-520 и к-526. Сорт Пегас тесно связан с образцом к-1507
(Индия), что не исключает их общего происхождения.
По результатам трехлетнего изучения коллекции сортообразцов нута
выделены генотипы, обеспечивающие высокую продуктивность при
возделывании в Орловской области (табл. 2).
11
Таблица 2 - Характеристика высокопродуктивных образцов нута,
2010…2012 гг.
Сорт/образец
Высота Число Число
растения, ветвей, бобов,
см
шт.
шт.
Число Масса Масса
семян, семян,
1000
шт.
г
семян, г
Образцы со светлыми семенами и белыми цветками (тип Kabuli)
к-520 (Колумбия)
50,6
7,2
34,9
32,6
11,0
337,7
Днепропетровский 5
46,4
5,7
45,1
43,6
10,7
246,8
к-1196 (Иран)
67,0
6,9
44,5
54,1
11,9
213,5
к-1216 (Афганистан)
48,1
6,6
60,4
77,5
11,2
109,7
к-1229 (Молдова)
64,1
6,6
54,6
58,4
11,9
189,0
Крымский 135
62,0
7,4
49,0
47,8
12,5
218,3
к-2604 (Португалия)
57,1
7,2
40,8
36,7
13,1
334,9
UN(Pi)182/63 (США)
52,3
7,7
44,1
40,1
13,7
329,1
Образцы с темными семенами и розовыми цветками (тип Desi)
к-1197 (Иран)
50,2
7,4
71,6
99,3
13,3
122,2
к-1208 (Югославия)
58,5
5,9
43,8
44,7
11,3
233,0
к-1234 (Дагестан)
54,2
8,0
61,9
76,3
11,4
139,3
к-1243 (Россия)
56,0
6,0
43,3
54,7
11,7
199,7
к-1684 (Пакистан)
42,5
5,9
49,9
75,9
11,4
144,5
к-2495 (Непал)
49,7
6,3
33,4
32,1
10,9
325,9
Rusa 25
42,0
6,9
39,0
41,4
12,8
302,7
ZEY-Ca-118 (Словакия)
53,1
6,9
44,2
49,0
13,7
262,5
Число Вегет.
семян период,
в бобе, сутки
шт.
0,8
0,9
1,1
1,0
1,0
0,9
0,9
0,9
81
77
86
77
84
84
82
81
1,3
1,0
1,2
1,2
1,5
0,9
1,1
1,0
77
81
80
82
81
81
79
81
Среди выделенных сортообразцов особый интерес представляют к-2604
(Португалия), UN(Pi)182/63 (США), к-2495 (Непал), Rusa 25 и ZEY-Ca-118
(Словакия), обладающие комплексом хозяйственно ценных признаков.
Взаимосвязь основных морфобиологических и хозяйственно ценных
признаков нута. Продолжительность вегетационного периода у нута в 2011 и
2012 гг. положительно коррелировала с массой сухого растения (r=0,612 и
r=0,591), высотой растения (r=0,806 и r=0,612), высотой прикрепления нижнего
боба (r=0,873 и r=0,672), числом вегетативных узлов на главном побеге (r=0,626
и r=0,413), числом генеративных узлов на главном побеге (r=0,658 и r=0,378).
Выявлена тесная положительная корреляция между высотой растения и
высотой прикрепления нижнего боба: в 2010 г. r = 0,895, в 2011 г. r = 0,903, в
2012 г. r = 0,935. Семенная продуктивность в среднем за годы изучения имела
сильную положительную взаимосвязь с числом бобов на растении (r=0,811…
0,852), числом семян с растения (r=0,719… 0,875), а в 2010 и 2012 гг. и с
биомассой растения (r=0,694… 0,949).
Влияние микробиологических препаратов на продуктивность и
азотфиксирующую деятельность нута
Накопление биомассы растениями нута. В фазу бутонизации
микробиологические препараты способствовали увеличению биомассы
растений по сравнению с контролем во всех вариантах опыта у образцов к-526
12
(Колумбия), к-1029 (Эфиопия), Скороспелка, к-1507 (Индия), Кишиневский
штамбовый, Краснокутский 36. У сортообразца к-1507 (Индия) в варианте с
предпосевной обработкой семян ризоторфином на основе азотфиксирующих
бактерий Mesorhizobium ciceri (штамм 527) превышение над контролем
составило 151,3%.
К фазе созревания в варианте с предпосевной инокуляцией семян
ризоторфином масса растения была на 2,0…28,0% выше контроля у
сортообразцов к-1029 (Эфиопия), Краснокутский 195, Юбилейный,
Зерноградский 36, Кишиневский штамбовый, Краснокутский 36, Заволжский.
В варианте с предпосевным внесением в почву грибов арбускулярной
микоризы масса растения была выше контроля на 4,7…20,9% у сортообразцов
Краснокутский 195, к-1507 (Индия), Кишиневский штамбовый, Краснокутский
36 и Заволжский.
При двойной инокуляции ризоторфином и грибами арбускулярной
микоризы сортообразцы к-526 (Колумбия), Краснокутский 195, Юбилейный,
Костюжанский 27, Зерноградский 36, Краснокутский 123, Краснокутский 36 и
Заволжский превысили контрольный вариант по массе растения на 0,3…33,5%.
Число семян с растения. В среднем за годы изучения наибольшее число
семян в контрольном варианте сформировали растения сортообразца к-1029
(Эфиопия) (57,9 шт.), наименьшее (14,5 шт.) – сорта Заволжский.
При использовании ризоторфина больше семян по сравнению с
контролем (на 19,3…71,0%) отмечено у сортообразцов нута Краснокутский
195, Зерноградский 36, Краснокутский 36, Заволжский. Использование грибов
АМ привело к увеличению числа семян
на 14,3…57,0% у образцов
Краснокутский 195, к-1507 (Индия), Зерноградский 36, Кишиневский
штамбовый, Краснокутский 36 и Заволжский. Двойная инокуляция
обеспечивала увеличение числа семян на 14,3…58,6% у сортообразцов к-526
(Колумбия),
Краснокутский
195,
Юбилейный,
Зерноградский
36,
Краснокутский 123, Краснокутский 36 и Заволжский.
Масса семян с растения. В среднем за 2010…2012 гг. в контрольном
варианте семенная продуктивность образцов нута варьировала от 3,6 г
(Зерноградский 36, Краснокутский 36 и Заволжский) до 11,7 г (к-526,
Колумбия) (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние микробиологических препаратов на семенную
продуктивность сортообразцов нута, 2010…2012 гг.
Сорт/образец
Контроль,
г
Ризоторфин
(штамм 527)
г
к-526 (Колумбия)
к-1029 (Эфиопия)
Краснокутский
195
Скороспелка
11,7
6,7
4,9
8,9
7,2
6,0
%к
контролю
-23,9
+7,5
+22,4
5,0
3,9
-22,0
13
Грибы
арбускулярной
микоризы
г
%к
контролю
8,8
-24,8
5,4
-19,4
6,4
+30,6
13,6
6,4
5,6
%к
контролю
+16,2
-4,5
+14,3
3,0
4,8
-4,0
-40,0
Двойная
инокуляция
г
Юбилейный
3,7
Костюжанский 27
8,6
к-1507 (Индия)
7,2
Зерноградский 36
3,6
Кишиневский
9,0
штамбовый
Устойчивый 3/65
9,0
Краснокутский
7,3
123
Краснокутский 36
3,6
Заволжский
3,6
НСР05(образцы): 2010 г. = 1,07;
2011 г.= 0,83; 2012 г. = 0,94
4,3
6,6
9,2
5,2
8,9
+16,2
-23,3
+27,8
+44,4
-1,1
2,7
8,2
9,4
3,3
10,4
-27,0
-4,7
+30,6
-8,3
+15,6
4,5
8,6
8,6
5,0
7,5
+21,6
0,0
+19,4
+38,9
-16,7
7,5
6,4
-16,7
-12,3
8,6
7,6
-4,4
+4,1
7,9
9,5
-12,2
+30,1
5,2
5,4
+44,4
+50,0
6,1
+69,4
5,8
+61,1
5,2
+44,4
5,5
+52,8
НСР05(биопрепараты): 2010 г. =
0,37; 2011 г.= 0,25; 2012 г. = 0,31
В варианте с ризоторфином семенную продуктивность на 16,2…50,0%
выше по сравнению с контролем сформировали растения сортообразцов нута
Краснокутский 195, Юбилейный, к-1507 (Индия), Зерноградский 36,
Краснокутский 36, Заволжский. При внесении в почву грибов АМ – на
15,6…69,4% масса семян с растения возросла у сортообразцов Краснокутский
195, к-1507 (Индия), Кишиневский штамбовый, Краснокутский 36, Заволжский.
Использование двойной инокуляции привело к увеличению массы семян на
14,3…61,1% у образцов к-526 (Колумбия), Краснокутский 195, Юбилейный, к1507 (Индия), Зерноградский 36, Краснокутский 123, Краснокутский 36,
Заволжский.
Использование микробиологических препаратов привело к увеличению
семенной продуктивности по сравнению с контролем во всех вариантах опыта у
сортообразцов Краснокутский 195, к-1507 (Индия), Краснокутский 36 и
Заволжский.
Масса 1000 семян. В среднем за годы изучения в контрольном варианте
значение этого показателя варьировало от 111,9 г (к-1029, Эфиопия) до 310,5 г
(к-526, Колумбия). Применение ризоторфина способствовало увеличению
крупности семян на 5,4…17,9% по сравнению с контролем у сортообразцов к526 (Колумбия), к-1507(Индия), Краснокутский 123, Краснокутский 36. При
использовании грибов арбускулярной микоризы масса 1000 семян
увеличивалась на 5,0…25,7% у к-526 (Колумбия), Юбилейный, к-1507(Индия),
Кишиневский штамбовый, Краснокутский 123, Краснокутский 36. Двойная
инокуляция повышала крупность семян по сравнению с контролем на
8,9…24,4% у сортообразцов нута к-1507 (Индия) и Краснокутский 36.
Клубенькообразующая способность и нитрогеназная активность
растений нута. У изученных образцов на корнях растений в контрольном
варианте клубеньки не формировались, что указывало на отсутствие в
почвенной микрофлоре Орловской области специфических для нута
азотфиксирующих бактерий. При обработке биопрепаратами клубеньки
сформировали все сортообразцы (рис. 2). Наибольшее их количество (79 шт.)
отмечено на корнях растений сорта Краснокутский 123 (к-1917, Россия) в
варианте с инокуляцией семян ризоторфином.
14
Рисунок 2 - Влияние микробиологических препаратов на
клубенькообразующую способность растений нута
Наибольшая нитрогеназная активность в варианте с обработкой семян
ризоторфином отмечена у сортов нута Кишиневский штамбовый (к-1731,
Молдова) (88,38 мкг N2/раст./час), Костюжанский 27 (к-1488, Молдова) (110,85
мкг N2/раст./час), Устойчивый 3/65 (к-1736, Таджикистан) (169,27 мкг
N2/раст./час).
В варианте с двойной инокуляцией максимальное значение
нитрогеназной активности было зафиксировано у сортов Устойчивый 3/65 (к1736, Таджикистан) (146,80 мкг N2/раст./час), Зерноградский 36 (к-1525,
Россия) (166,28 мкг N2/раст./час), Краснокутский 123 (к-1917, Россия) (256,16
мкг N2/раст./час).
Урожайность сортообразцов нута. В среднем за годы исследований
урожайность сортообразцов нута составляла 0,5 т/га (ILC-2440,
Палестина)…2,5 т/га (ZEY-Ca-118, Словакия). Сортообразцы к-1208
(Югославия), Белосемянный местный, Крымский 25, Rusa 25, ZEY-Ca-118
(Словакия)выделились в коллекции по высокому уровню урожайности.
Применение микробиологических препаратов повышало урожайность
нута в среднем за три года на 0,1…0,7 т/га. В засушливых условиях 2010 года
наиболее
эффективным
приемом
оказалась
двойная
инокуляция.
Существенную прибавку урожая (0,6…1,5 т/га) по сравнению с контролем в
этом варианте показали растения сортообразцов к-1507 (Индия), Зерноградский
36, Устойчивый 3/65.
АДАПТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ СОРТООБРАЗЦОВ НУТА
Оценка экологической стабильности и пластичности сортообразцов
нута. Установлено, что по стабильности числа бобов на растении выделяются
сортообразцы к-532 (Венесуэла), Костюжанский 217КХС4, Зерноградский 36,
Краснокутский 123 (bi=0,61…1,14; s2dj= 0…0,20).
15
Наибольшей стабильностью по числу семян с растения характеризуются
сортообразцы к-494 (Куба), к-532 (Венесуэла), Дербентский и Кинельский 17
(bi=0,71…1,12; s2dj= 0…0,06).
Высокой
стабильностью
семенной
продуктивности
обладают
сортообразцы к-494 (Куба), к-526 (Колумбия), Костюжанский 217КХС4 и
Гулькевичский 15 (bi=0,72…1,02; s2dj= 0,10…0,18).
Высокопродуктивные сортообразцы ZEY-Ca-118 (Словакия), Rusa 25, к1684 (Пакистан) имеют bi <1, то есть они слабее реагируют на изменения
условий выращивания, чем в среднем весь набор изучаемых генотипов. В то же
время для них характерна сравнительно высокая в среднем за годы изучения
урожайность (2,6…3,8 т/га) при незначительном снижении ее величины в
худших условиях среды (в 2011 г.).
Значения s2dj у изучаемого набора сортообразцов находились в широких
пределах от -69,21 до 85,55, что указывает на то, что стабильность семенной
продуктивности у них в большей степени определяется экологическими, а не
генотипическими факторами.
Сравнительное изучение адаптивной способности и селекционной
ценности генотипов нута. Под адаптивной способностью понимается
способность генотипа поддерживать свойственное ему фенотипическое
выражение признака в определенных условиях. Общая адаптивная способность
(ОАС) характеризует среднее значение признака в различных условиях среды,
специфическая адаптивная способность (σСАС) – отклонение от ОАС в
определенной среде (Кильчевский, Хотылева, 1997).
А.В. Кильчевским и Л.В. Хотылевой (2008) для оценки сортов с учетом
оптимального значения общей адаптивной способности и её стабильности
предложен показатель селекционной ценности генотипа (СЦГ). При низкой
СЦГ будет идти более интенсивный отбор на стабильность, а при высокой СЦГ
– на продуктивность.
Оценка сортообразцов нута по специфической адаптивной способности
(σСАС) выявила их сортовую специфичность.
По числу бобов на растении наибольшей σСАС отличаются к-583
(Азербайджан) (σСАС=7,12), к-1218 (Узбекистан) (σСАС=7,13), Юбилейный
(σСАС=7,54). Высокой селекционной ценностью генотипа по этому признаку
характеризуются сортообразцы к-1197 (Иран) (СЦГ=16,47), к-1208 (Югославия)
(СЦГ=17,42), к-1232 (Дагестан) (СЦГ=19,37) и к-1234 (Дагестан) (СЦГ=17,92).
По числу семян с растения наибольшая специфическая адаптивная
способность отмечена у сортообразцов Скороспелка (σСАС=617,36), к-1196
(Иран) (σСАС=731,84); к-2604 (Португалия) (σСАС=613,27); Розанна
(σСАС=611,70). Самая высокая СЦГ по этому признаку выявлена у к-1197
(Иран) (СЦГ=38,47); к-1204 (местный, Азербайджан) (СЦГ=33,18); к-1216
(Афганистан) (СЦГ=30,26); к-1234 (Дагестан) (СЦГ=33,18).
По массе семян с растения наибольшей σСАС характеризовались
сортообразцы к-2604 (Португалия) – 7,03; Rusa 25 – 8,05; ZEY-Ca-118
(Словакия) – 7,05; UN (Pi) 182/63 (США) – 7,02. Самая низкая σСАС (1,06)
отмечена у к-1029 (Эфиопия). Высокими значения СЦГ по массе семян с
16
растения отличались сортообразцы к-1197 (Иран) (СЦГ=16,78); к-1216
(Афганистан) (СЦГ=14,10); к-1229 (Молдова) (СЦГ=15,19); Крымский 135
(СЦГ=16,81).
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ВЫСОКОГО СОДЕРЖАНИЯ
БЕЛКА У КОЛЛЕКЦИОННЫХ СОРТООБРАЗЦОВ НУТА
Полиморфизм сортообразцов нута по содержанию белка в семенах.
Содержание белка в семенах нута в среднем за 2010…2012 гг. составило 18,1%
(ILC-10116, Турция) … 25,2% (Ленинаканский), варьируя в 2010 г. от 16,0%
(Rusa 25) до 31,4% (к-1217, Узбекистан); в 2011 году – от 15,1% (к-1229,
Молдова) до 24,0% (к-1197, Иран); в 2012 году – от 14,7% (ILC-10116, Турция)
до 26,7% (к-2609, Португалия). У восьми сортообразцов (к-998, Индия; к-1197 и
к-1199, Иран; Ленинаканский; к-1208, Югославия; к-1217, местный,
Узбекистан; к-1219, местный, Узбекистан; Юбилейный) в среднем за три года
значение этого показателя составило 23,2% … 25,2%. Эти образцы
предлагается использовать в селекционных программах в качестве источников
высокого содержания белка. Семена пяти сортообразцов Краснокутский 195, к1247 (Узбекистан), к-1248 (Таджикистан), к-1415 (Сирия), к-1786 (Пакистан)
независимо от года выращивания, имели стабильное содержание белка
(19,9%…22,0%).
Высокопродуктивные сортообразцы имели сравнительно невысокое
содержание белка в семенах, за исключением к-1197 (Иран) и к-1208
(Югославия) (табл. 4).
Таблица 4 – Сравнительная оценка высокопродуктивных сортообразцов
нута по содержанию белка, 2010…2012 гг.
Сорт/образец
Происхождение
ZEY-Ca-118
UN (Pi)182/63
к-1197
к-2604
Rusa 25
Крымский 135
к-1229
к-1196
к-1243
к-1208
Словакия
США
Иран
Португалия
Индия
Украина
Молдова
Иран
Россия
Югославия
Содержание
белка, %
20,25
19,27
24,44
19,33
18,35
19,76
21,18
19,90
17,48
23,43
Продуктивность,
г/раст.
13,7
13,7
13,3
13,1
12,8
12,5
11,9
11,9
11,7
11,3
Использование микробиологических препаратов для предпосевной
обработки семян способствовало повышению содержания белка в семенах нута
на 0,5…18,2%.
Отмечено отсутствие корреляционной связи между содержанием белка в
семенах и семенной продуктивностью нута (r=0,15…0,27), а также
продолжительностью вегетационного периода (r=0,07…0,16).
17
Использование RAPD-анализа для определения генетической
дивергенции сортообразцов нута. Для идентификации различных генотипов
нута было протестировано 16 RAPD праймеров: OPW02 (ACCCCGCCAA),
OPW06 (AGGCCCGATG), OPC06 (GAACGGACTC), OPO06 (TCGCCCCATT),
OPF1 (ACGGATCCTG), OPF4 (GGTGATCAGG), R04 (CCCGTAGCAC), U01
(ACGGACGTCA), V12 (ACCCCCCACT), I18 (TGCCCAGCCT), CS4
(GACTTCCTGT), CS15 (AACACATGCC), CS30 (GCGTAGAGAC), CS27
(AGTGGTCGCG), CS62 (GATCCGCGTG), SC10-23 (GGCTCGTACC).
Большинство из них амплифицировали мономорфные фрагменты ДНК.
Полиморфные фрагменты ДНК среди продуктов ПЦР были обнаружены
при амплификации с праймерами SC10-23 и CS27, причем большее количество
продуктов амплификации было выявлено с праймером CS27 (рис. 4). В
результате анализа продуктов ПЦР выявлено 11 фрагментов ДНК, среди них
полиморфными были 9 фрагментов. Наибольший полиморфизм проявлялся
среди фрагментов размером в пределах 500…1000 пар нуклеотидов. Выявлены
специфичные спектры ДНК для генотипов к-1245 и к-1248 (Таджикистан).
Рисунок 4 – RAPD профиль 19 образцов нута с праймером CS 27:
1-к-583(Азербайджан), 2-к-997 (Индия), 3 – Краснокутский 195, 4-Скороспелка, 5 – к-1196
(Иран), 6 – к-1197 (Иран), 7 – к-1204 (местный, Азербайджан), 8 – к-1208 (Югославия), 9 – к1216 (Афганистан), 10 – Кугартский, 11 – Костюжанский 217КХС4, 12 – к-1234 (Дагестан),
13 – к-1235 (Дагестан), 14 – Дербентский, 15 – Крымский 135, 16 – Гулькевичский 15, 17 - к1245 (Таджикистан), 18 – к-1248 (Таджикистан), 19 – Юбилейный.
ПОЛУЧЕНИЕ РАСТЕНИЙ-РЕГЕНЕРАНТОВ НУТА В КУЛЬТУРЕ
ИЗОЛИРОВАННЫХ ТКАНЕЙ in vitro
Эффективность стерилизации семян нута. Установлен наиболее
оптимальный режим стерилизации семян нута, заключающийся в
последовательном применении 70% этанола в течение 1 минуты с
последующей промывкой стерильной водой и использовании в качестве
второго стерилизующего
агента хлоргексидинглюконата натрия в
концентрации 0,5% в течение 5 минут. Для генотипа Красноградский 5
18
рекомендуется режим стерилизации с использованием 0,25% раствора
хлоргексидинглюконата натрия.
Темпы роста изолированных эксплантов проростков нута in vitro. Рост
и развитие побегов нута на питательных средах зависели от генотипа,
минерального состава и состава регуляторов роста в среде. Наибольший отклик
на культивирование in vitro показал генотип к-1507 (Индия) с коричневыми
семенами в сравнении с образцом к-1029 (Эфиопия), имеющим черные семена
и белосемянным сортом Красноградский 5. Максимальное число побегов в
количестве 5,1 и 5,5 на пробирку отмечено на средах, содержащих 5µМ БАП в
сочетании с 0,5 µМ ИМК или 0,1µM НУК, соответственно. Однако, на средах,
где в качестве ауксина использовалась α-нафтилуксусная кислота наряду с
образованием деформированных почек наблюдался рост каллусной ткани.
Максимальная скорость прироста тканевой массы составила 29,1 мг/сутки на
среде, содержащей 10µМ 2iP и 0,5 µМ ИМК. Органические добавки в виде
глутамина или гидролизата казеина не оказывали существенного влияния на
процессы формирования и роста побегов в культуре in vitro. В целом,
оптимальным для индукции роста изолированных фрагментов проростков нута
in vitro явилось сочетание минеральной основы В5 с 6-бензиламинопурином
или изопентиладенином в качестве цитокинина и индолилмасляной кислотой в
качестве ауксина.
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА НУТА
Экономическая эффективность производства зерна высокоурожайных
сортообразцов к-1208 (Югославия) и ZEY-Ca-118 (Словакия) определена в
сравнении с сортом Краснокутский 36. Минимальная себестоимость зерна
отмечена у сортообразца нута ZEY-Ca-118 – 12064 руб./т, максимальная - у
сорта Краснокутский 36 – 21435 руб./т. Чистый доход производства зерна нута
был максимальным у сортообразца ZEY-Ca-118 – 2483988 руб., минимальным у
сорта Краснокутский 36 – 79107 руб.
В результате проведенных расчетов установлено, что наиболее выгодным
является возделывание сортообразца ZEY-Ca-118, так как рентабельность его
производства составила 82,4%, в то время как у сорта Краснокутский 36 – 2,6%.
Энергетическая
эффективность.
Изучение
энергетической
эффективности производства зерна нута показало, что содержание энергии в
урожае зерна колебалось от 38265,4 МДж/га (Краснокутский 36) до 43015,3
МДж/га (ZEY-Ca-118). Затраты энергии на получение урожая варьировали от
10815,2 МДж/га до 12946,1 МДж/га. Коэффициент энергетической
эффективности у сорта Краснокутский 36 составил 3,54, а у сортообразцов к1208 и ZEY-Ca-118 – 3,47 и 3,32 соответственно. Приращение энергии при
производстве зерна нута изменялось от 27450,2 МДж/га у сорта Краснокутский
36 до 30069,2 МДж/га у ZEY-Ca-118. При увеличении урожайности
сортообразцов нута по сравнению с сортом Краснокутский 36 энергоемкость
снижалась на 2666,9 и 2546,7 МДж/т.
19
Менее энергоемким является производство зерна сортообразцов к-1208
(Югославия) и ZEY-Ca-118 (Словакия).
ВЫВОДЫ
1.
В результате изучения 82 коллекционных сортообразцов нута
выделены генотипы с различными морфологическими характеристиками и
комплексом ценных признаков, формирующие высокую продуктивность при
возделывании в Орловской области.
2.
Вегетационный период нута в условиях Орловской области в
значительной мере определяется погодными условиями и варьирует в пределах
74…94 суток.
3.
Наименьшим варьированием у нута отличаются следующие
хозяйственно ценные признаки: высота прикрепления нижнего боба (V=16,1%),
число вегетативных узлов на растении (V=10,5%) и высота растения (V=10,4%);
среднюю степень изменчивости имеют число семян в бобе (V=26,1%), масса
1000 семян (V=21,0%); сильной изменчивостью характеризуются масса семян с
растения (V=57,6%), число семян с растения (V=57,2%), число бобов на ветвях
(V=57,2%), бобов на главном побеге (V=52,6%), число бобов на растении
(V=50,9%), масса растения (V=50,1%), число ветвей на растении (V=31,3%),
число генеративных узлов на растении (V=30,4%).
4.
На основе кластерного анализа 82 сортообразцов нута по 12
признакам установлена как общность морфологии отдельных генотипов, так и
филогенетические взаимоотношения между ними.
5.
Предпосевная инокуляция семян нута производственным штаммом
клубеньковых бактерий Mesorhizobium ciceri 527 оказывает существенное
влияние на формирование симбиотического аппарата за счет формирования
клубеньков, повышения их массы и нитрогеназной активности.
6.
Высокой отзывчивостью на применение микробиологических
препаратов отличаются сортообразцы к-526 (Колумбия), к-1507 (Индия),
Зерноградский 36, Краснокутский 36, Краснокутский 195 и Заволжский.
Прибавка семенной продуктивности по отношению к контролю у них составила
14,3…69,4%, за счет увеличения числа бобов и семян на растении. Эти
генотипы могут быть использованы в сопряженной селекции растительномикробных систем на повышение эффективности симбиоза.
7.
Высокопродуктивные сортообразцы ZEY-Ca-118 (Словакия), Rusa
25, к-1684 (Пакистан) отличаются высокой стабильностью семенной
продуктивности и слабее реагируют на изменение условий выращивания, чем
весь набор изучаемых генотипов. Сортообразцы к-1197 (Иран), к-1229
(Молдова) и Крымский 135 обладают высокой селекционной ценностью
генотипа (СЦГ) по элементам семенной продуктивности.
8.
Содержание белка в семенах нута зависит от генотипа и погодных
условий в период налива бобов и формирования семян. Стабильно высоким
содержанием белка (23,2…25,2%) характеризуются сортообразцы к-998
(Индия), к-1197, к-1199 (Иран), Ленинаканский, к-1208 (Югославия), к-1217
(местный, Узбекистан), Юбилейный. Использование микробиологических
20
препаратов для предпосевной обработки семян увеличивает содержание белка
на 0,5…18,2%.
9.
В результате ПЦР анализа образцов нута с 16 различными
праймерами наиболее полиморфные спектры продуктов амплификации ДНК
получены с праймером CS27 (AGTGGTCGCG), что позволяет использовать
RAPD-маркеры для идентификации сортов и генотипов.
10. Рост и развитие побегов нута на питательных средах зависят от
генотипа, минерального состава и состава регуляторов роста в среде.
Оптимальным для индукции роста изолированных фрагментов проростков нута
in vitro является сочетание минеральной основы среды В5 с 6бензиламинопурином или изопентиладенином в качестве цитокинина и
индолилмасляной кислотой в качестве ауксина.
11. Возделывание в условиях Орловской области высокоурожайных
сортообразцов нута к-1208 (Югославия) и ZEY-Ca-118 (Словакия) показывает
рентабельность производства зерна на уровне 75,1…82,4%, при этом затраты
совокупной энергии составляют 12139,6…12946,1 МДж/га, а коэффициент
энергетической эффективности равен 3,32…3,47.
РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ
1.
В селекции сортов нута северного экотипа в качестве исходного
материала рекомендуются следующие источники отдельных хозяйственно
ценных признаков:
- скороспелости - к-1245 (Таджикистан), к-1247 (Узбекистан), к-1029
(Эфиопия), к-1218 (Узбекистан), к-1235 (Дагестан);
- высокого прикрепления нижнего боба – Кинельский 17, Орнамент,
Колорит, Крымский 25, Краснокутский 36;
- высокой семенной продуктивности - Днепропетровский 5, к-520
(Колумбия), к-1216 (Афганистан), к-1208 (Югославия), к-1234 (Дагестан), к1684 (Пакистан), к-1243 (Россия), к-1229 (Молдова), к-1197 (Иран), Крымский
135;
- крупносемянности - к-494 (Куба), к-520, к-526 (Колумбия), к-1285
(Болгария), Chatos Zona Joun, Cunun 11, Mulato, ILC-6868 (Сирия), Триумф и
Антей;
- высокого содержания белка в семенах: к-998 (Индия), к-1197 (Иран), к1199 (Иран), к-1207 (Ленинаканский, Армения), к-1208 (Югославия), к-1217
(местный, Узбекистан), к-1219 (местный, Узбекистан), к-1258 (Юбилейный,
Россия);
- адаптивности - к-1197 (Иран), к-1229 (Молдова), к-1684 (Пакистан),
Крымский 135, Rusa 25, ZEY-Ca-118 (Словакия).
2. Для включения в селекционные программы рекомендуются источники,
обладающие комплексом хозяйственно ценных признаков: Белосемянный
местный, к-2604 (Португалия), UN(Pi)182/63 (США), к-2495 (Непал), Rusa 25,
ZEY-Ca-118 (Словакия).
21
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1.
Наумкин, В.В. Повышение эффективности симбиотических систем
зернобобовых культур / В.В. Наумкин, М.В. Наумкина, Л.А. Наумкина //
Материалы региональной научно-практической конференции молодых ученых,
аспирантов и студентов, посвященной 35-летию Орловского государственного
аграрного университета, «Инновационный потенциал молодых ученых – АПК
Орловской области». - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2010. – С. 211-214.
2.
Наумкина, М.В. Нут - «новая» культура в умеренных широтах /
М.В. Наумкина // Материалы региональной научно-практической конференции
молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 35-летию Орловского
государственного аграрного университета, «Инновационный потенциал
молодых ученых – АПК Орловской области». - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2010. –
С. 223-226.
3.
Наумкина, М.В. Изучение некоторых морфологических признаков
нута культурного / М.В. Наумкина // Материалы региональной научнопрактической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов,
посвященной 35-летию Орловского государственного аграрного университета,
«Инновационный потенциал молодых ученых – АПК Орловской области». Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2010. – С. 226-228.
4.
Наумкина, М.В. Пищевая ценность семян нута / М.В. Наумкина //
Материалы III Международной Интернет - конференции, посвященной 35летию Орловского государственного аграрного университета «Инновационные
фундаментальные и прикладные исследования в области химии
сельскохозяйственному производству». - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2010. – С. 2021.
5.
Naumkina, M. Increased effectiveness of chickpea (Cicer arietinum L.)
symbiotic systems / M. Naumkina // Adaptation to climate change in the Baltic Sea
Region: contributions from plant and microbial biotechnology. - Finland, Helsinki,
2010. - P. 63.
6.
Донская, М.В. Изучение коллекции сортообразцов нута (Cicer
arietinum L.) в условиях Орловской области / М.В. Донская // Материалы
Международной научно-практической конференции молодых ученых,
аспирантов и студентов «Пути повышения устойчивости растениеводства к
негативным природным и техногенным воздействиям». – Орел: Изд-во Орел
ГАУ, 2011. – С. 98-101.
7.
Донская, М.В. Отзывчивость растений нута на двойную
инокуляцию в условиях Орловской области / М.В. Донская, Г.Н. Суворова, А.Г.
Васильчиков // Материалы VI Московского международного конгресса
«Биотехнология: состояние и перспективы развития». - Ч1. - М.: ЗАО «Экспобиохим-технологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2011. - C. 233-234.
8.
Донская, М.В. Внедрение новых экономически выгодных приемов
повышения урожайности сельскохозяйственных культур в отрасли
растениеводства / М.В. Донская // Материалы Всероссийской научнопрактической конференции молодых ученых «Социально-экономические
проблемы эффективного развития отраслей АПК». - Орел: Изд-во Орел ГАУ,
22
2011. - С. 81-83.
9.
Лобков, В.Т. Повышение эффективности симбиотических
систем нута (Cicer arietinum L.) / В.Т. Лобков, М.В. Донская, А.Г.
Васильчиков // Вестник ОрелГАУ. – Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2011. №3(30). – С. 39-43.
10. Донская, М.В. Выделение источников хозяйственно-ценных
признаков для селекции нута / М.В. Донская // Материалы VIII Международной
научной конференции «Агроэкологические аспекты устойчивого развития
АПК». – Брянск: Изд-во Брянской ГСХА, 2011. – С. 143-145.
11. Донская, М.В. Индукция регенерационных процессов в сегментах
проростков нута Cicer arietinum L. / М.В. Донская, Г.Н. Суворова // Материалы
VII Съезда Общества физиологов растений России «Физиология растений –
фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий» и
Международной научной школы «Инновации в биологии для развития
биоиндустрии сельскохозяйственной продукции», Ч1. – Нижний Новгород:
Нижегородский ГУ им. Н.И. Лобачевского, Учреждение РАН ИФР им. К.А.
Тимирязева, 2011. – С. 220-221.
12. Донская, М.В. Использование микробиологических препаратов для
повышения урожайности нута / М.В. Донская // Материалы Международной
научно-практической конференции «Современные тенденции в науке: новый
взгляд». Ч.2. – Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011. – С.5052.
13. Наумкина, Т.С. Использование симбиозов бобовых при
создании высокоэффективных растительно-микробных систем для
адаптивного растениеводства / Т.С. Наумкина, А.Ю. Борисов, О.Ю.
Штарк, А.Г. Васильчиков, А.А. Молошонок, М.В. Барбашов, М.В. Донская
// Аграрная Россия. – М., 2011. - №3. – С. 35-37.
14. Донская, М.В. Насекомые вредители на посевах нута / М.В.
Донская // Сборник научных трудов по пчеловодству. Вып. 20. – Орел: Изд-во
ОрелГАУ, 2012. – С. 150-159.
15. Наумкина, Т.С. Повышение эффективности биологической
азотфиксации зернобобовых культур / Т.С. Наумкина, А.Г. Васильчиков,
Г.П. Гурьев, М.В. Барбашов, М.В. Донская, М.М. Донской, Т.Н. Громова //
Земледелие. – М., 2012. - № 5. – С. 21-23.
16. Donskaia, M. Shoot regeneration in the isolated of chickpea Cicer
arietinum L. seedlings / М. Donskaia, G. Suvorova // Biotechnology in Legume
Breeding. – Sumperk: Agritec Plant Research Ltd., 2012. – P. 50.
17. Donskaia, M. Improving the efficiency of biological nitrogen fixation of
chickpea Cicer arietinum L. / М. Donskaia, A. Vasilchikov, T. Naumkina [et al.] //
First Legume Society Conference 2013: a Legume Odyssey, 2013. – P. 281.
18. Донская, М.В. Использование микробиологических препаратов для
повышения эффективности симбиотических систем нута / М.В. Донская, Т.С.
Наумкина, Г.Н. Суворова, А.Г. Васильчиков, А.В. Глазков, В.В. Наумкин //
Зернобобовые и крупяные культуры. – Орел: ГНУ ВНИИЗБК, 2013. - №3 (7). –
С. 37 – 42.
23
19. Донская, М.В. Влияние регуляторов роста на регенерацию побегов
нута Cicer arietinum L. in vitro / М.В. Донская, Г.Н. Суворова // Материалы Х
Международной конференции «Биология клеток растений in vitro и
биотехнология». – Казань, 2013. – С.111-112.
24