vestngauВестник университета биотехнологийVestnik University of biotechnologiy3033-8433Publishing Centre “Zolotoy Kolos” of Novosibirsk State Agrarian University10.31677/2072-6724-2019-51-2-35-41vestngau-1191Research ArticleАГРОНОМИЯAGRONOMYИЗМЕНЧИВОСТЬ И ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ЗИМОСТОЙКОСТИ У РАСТЕНИЙ МЯГКОЙ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫVARIABILITY AND GENETIC CONTROL OF WINTER WHEAT RESISTANCE TO WINTERМухордоваМ. Е.MukhordovaM. E.

кандидат сельскохозяйственных наук

Омск

Candidate of Agriculture

Оmsk

mmeomsk@yandex.ruОмский аграрный научный центрРоссияОmsk Research CentreRussian Federation201922072019023541Copyright © Мухордова М.Е., 20192019Мухордова М.Е.Mukhordova M.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestngau.elpub.ru/jour/article/view/1191

Зимостойкость – это признак, контролируемый суммарным действием большого числа генов. В диаллельных скрещиваниях исследователь имеет полный набор всех комбинаций генов, которыми обладают родительские сорта. Этот анализ предоставляет информацию об аддитивности и доминировании в популяции скрещивания. Он позволяет количественно оценить вклад основных видов генных взаимодействий в экспрессию признака, разложив генотипическую вариансу на общую и специфическую комбинационную способности. Целью данной работы является изучение изменчивости зимостойкости мягкой озимой пшеницы и определение системы генетической детерминации этого показателя. Эксперимент был заложен в полевых условиях на базе ФГБНУ «СибНИИСХ» г. Омска в 2013–2014 гг. Высевались сорта и гибриды F1 в трехкратной повторности. Площадь питания растений была 10 х 20 (см 2). Предшественником являлся кулисный пар. Изучено 6 образцов мягкой озимой пшеницы и 30 диаллельных гибридов F1. Между генотипами по признаку «зимостойкость» обнаружены достоверные различия (P ≤ 0,05). Изменчивость изучаемого показателя определяется метеоусловиями (95,07%) на основании двухфакторного дисперсионного анализа. При помощи графиков Хеймана изучена генетика зимостойкости озимой пшеницы (зависимость Wr от Vr – коварианса и варианса) и генетические параметры. Эффект ОКС был высокозначимым (Р<0,05), следовательно, аддитивные гены сыграли важную роль в наследовании признака. Эффект СКС также значителен и достоверен. Положительное значение корреляции (r (2013) = 0,81 и (r (2014) = 0,19) между средними родительскими значениями (P) и (Wr + Vr) указывает на то, что доминирование ненаправленное, и зимостойкость могут увеличивать рецессивные гены. Параметр средней степени доминирования был выше единицы, что подтверждает большой вклад неаддитивных генов в наследование зимостойкости. Отбор уникальных генотипов с усиленной зимостойкостью растений предпочтителен в более старших поколениях гибридов (F4 – F6). Донором в стрессовых условиях перезимовки может быть сорт Жемчужина Поволжья (эффект ОКС=13,33), в благоприятных – линия Фантазия (ОКС=12,69).

Winterhardiness is regarded as a parameter controlled by the activities performed by a large number of genes. In diallel crossbreeding, a researcher has complete combinations of genes that parental varieties possess. The paper analyses additivity and dominance of the crossbreeding population. It allows to assess the contribution made by the main types of gene interactions to parameter expression by decomposing the genotypic variant into a general and specific combination ability. The research aims at exploring the variability of winterhardiness of soft winter wheat and determining the system of genetic determination of this indicator. The experiment was conducted in the experimental field of Siberian Research Institute of Agriculture in Omsk in 2013-2014. The varieties and hybrids of F1 had triple sowing. The area of plant nutrition was 10 x 20 (cm2). The coulisse fallow was forecrop. The authors explored six samples of soft winter wheat and 30 F1 diallel hybrids. They observed reliable differences among genotypes according to “winterhardiness” parameter (P ≤ 0.05). Variability of this parameter is specified by meteorological conditions (95.07%) and determined by means of two-factor dispersion analysis. The authors used Heiman’s figures in order to evaluate and explore the genetic features of winter wheat winterhardiness (relationship between Wr and Vr - covariance and variant) and genetic parameters. The OCS effect was high (P<0.05), therefore, additive genes played an important role in the features heritability. The effect of SCS was high and reliable as well. Positive correlation values (r (2013) = 0.81 and (r (2014) = 0.19) among the average parental values (P) and (Wr + Vr) indicate that their dominance is indirect and recessive genes may increase winterhardiness. The average dominance parameter was higher than 1. This proves the great contribution of nonadditive genes to possessing winterhardiness. Selection of unique genotypes with strong winterhardiness is supposed to occur in older generations of hybrids (F4 - F6). The Zhemchuzhina Povolzhya variety can become a donor in stressful conditions of overwintering (OCS effect is 13.33), in favorable conditions – Fantasia variety (OCS=12.69).

Диаллельные гибридыизменчивостьнаследуемостькомбинационная способностьзимостойкостьмягкая озимая пшеницаdiallel hybridsvariabilityheritabilitycombination capacitywinterhardinesssoft winter wheatReferencesМухордова М. Е. Генетические источники продуктивности и зимостойкости мягкой озимой пшеницы в Западной Сибири: руководство. – Омск, 2017. – 76 c.Muhordova M.E., Geneticheskie istochniki produktivnosti i zimostojkosti myagkoj ozimoj pshenicy v Zapadnoj Sibiri (Genetic sources of productivity and winter hardiness of soft winter wheat in Western Siberia), Omsk: LITERA, 2017, 76 p. (In Russ.)Chipilski R., Uhr Zl. Study of frost resistance of common winter wheat varieties // Trakia Journal of Sciences. – 2014. – Vol. 12, N. 2. – P. 169–176.Chipilski R., Uhr Zl. Study of frost resistance of common winter wheat varieties, Trakia Journal of Sciences, 2014, No. 2 (12), pp. 169–176.Кривобочек В.Г., Косенко С.В. Результаты оценки исходного материала на зимостойкость в условиях лесостепи Среднего Поволжья [Электрон. ресурс] // Вестн. Саратов. ГАУ им. Н.И. Вавилова. – 2011. – № 2. – С. 15–18. – Режим доступа https://cyberleninka.ru/article/n/otsenka-adaptivnyh-svoystv-novyh-sortov-yarovoy-myagkoy-pshenitsy-po-urozhaynosti-v-lesostepnyh-usloviyah-srednego-povolzhyaKrivobochek V.G., Kosenko S.V. Vestnik Saratovskogo gosagrouniversiteta im. N.I. Vavilova, 2011, No. 2, pp.15–18. (In Russ.)Rashidi A., Siroos Mahfoozi S., Bihamta M.R. Genetic control of cold hardiness using generation mean analysis in bread wheat (Triticum aestivum L.em Thell) // Int. J. Biosci. – 2013. – N 3 (6). – P. 1–7.Rashidi A., Siroos Mahfoozi S., Bihamta M.R. Genetic control of cold hardiness using generation mean analysis in bread wheat (Triticum aestivum L.em Thell), Int. J. Biosci., 2013, No. 3 (6), pp.1–7.Зимостойкость – фактор адаптивности озимой пшеницы в условиях лесостепи Украины [Электрон. ресурс] / В.С. Кочмарский, Л.А. Коломиец, А.Л. Дергачев, А.С. Басанец // Вавилов. журн. генетики и селекции. – 2012. – Т. 16, № 4 (2). – С. 998–1004. – Режим доступа: https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/98/99.Kochmarskij V.S., Kolomiec L.A., Dergachev A.L., Basanec A.S. Vavilovskij zhurnal genetiki i selekcii, 2012, Vol. 16, No. 4 (2), pp. 998–1004. (In Russ.)Грабовец А.И., Фоменко М.А. Некоторые аспекты селекции озимой пшеницы на зимостойкость в условиях меняющегося климата [Электрон. ресурс] // Докл. Рос. акад. с.-х. наук. – 2014. – № 6. – С. 3–6. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_22448337_86145913.pdfGrabovec A.I., Fomenko M.A. Doklady Rossijskoj akademii sel’skohozyajstvennyh nauk, 2014, No. 6, pp. 3–6. (In Russ.)Сухоруков А. Ф., Сухоруков А. А. Совершенствование модели сорта озимой мягкой пшеницы для условий среднего Поволжья [Электрон. ресурс] // Изв. Самар. науч. центра РАН. – 2015. – Т. 17, № 4 (3). – C. 473–478. – Режим доступа http://www.ssc.smr.ru/media/journals/izvestia/2015/2015_4_473_478.pdfSuhorukov A.F., Suhorukov A.A. Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk, 2015, Vol. 17, No. 4 (3), pp. 473–478. (In Russ.)Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. – М, 1985. – 351 c.Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta (Methods of field experience), Moscow, 1985, 351 p. (In Russ.)Цильке Р. А., Присяжная Л.П. Методика диаллельного анализа исходного материала по количественным признакам: метод. рекомендации. – Новосибирск, 1979. – 15 с.Cil’ke R.A., Prisyazhnaya L.P. Metodika diallel’nogo analiza iskhodnogo materiala po kolichestvennym priznakam (The method of diallel analysis of the source material on quantitative traits), Novosibirsk, 1979, 15 p. (In Russ.)Hayman B.I. The analysis of variance of diallel tables // Biometrics. – 1954. – N 10. – P. 235–244.Hayman B.I. The analysis of variance of diallel tables, Biometrics, 1954 a, No. 10, pp. 235–244.Griffng B.I. Concept of general and specifc combining ability in relation to diallel crossing systems // Austral. J. Biol. Sci. – 1956. – N 9. – P. 463–493.Griffing B. I. Concept of general and specific combining ability in relation to diallel crossing systems, Austral. J. Biol. Sci., 1956 b, No. 9, pp. 463–493.Генетический анализ количественных признаков у инбредных линий озимой ржи (Secale cereale L.) в диаллельных скрещиваниях [Электрон. ресурс] / А.А. Гончаренко, С. В. Крахмалев, А. В. Макаров, С. А. Ермаков // С.-х. биология. – 2015. – № 1. – C. 75–84. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/geneticheskiy-analiz-kolichestvennyh-priznakov-u-inbrednyh-liniy-ozimoyrzhi-secale-cereale-l-v-diallelnyh-skreschivaniyahGoncharenko A.A., Krahmalev S.V., Makarov A.V., Ermakov S.A. Sel’skohozyajstvennaya biologiya, 2015, No.1, pp. 75–84. (In Russ.)Sutka J. Genes for frost resistance in wheat // Euphytica. – 2001. – Vol. 119, N 1–2. – P. 169–177. – Режим доступа: https://link.springer.com/article/10.1023/A:1017520720183Sutka, J. Genes for frost resistance in wheat, Euphytica, 2001, Vol. 119, No. 1–2, pp. 169–177.Кокурина Е.А., Рыбакова М. И. Генетический контроль устойчивости к выпреванию и морозостойкости озимой пшеницы // Докл. ВАСХНИЛ. – 1989. – № 10. – С. 2–4.Kokurina E.A., Rybakova M.I., Doklady VASKHNIL, 1989, No. 10, pp. 2–4. (In Russ.)Косенко С.В. Генетический контроль зимостойкости озимой мягкой пшеницы [Электрон. ресурс] // Зерн. хоз-во России. – 2010. – № 9 (3). – С. 21–25. – Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_15243311_74607522.pdfKosenko S.V. Zernovoe hozyajstvo Rossii, 2010, No. 9 (3), pp. 21–25. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.