Omsk, Omsk, Russian Federation
VAK Russia 4.1.1
VAK Russia 4.1.3
VAK Russia 4.1.4
VAK Russia 4.1.5
VAK Russia 4.2.1
VAK Russia 4.2.2
VAK Russia 4.2.3
VAK Russia 4.2.4
VAK Russia 4.2.5
VAK Russia 4.3.3
VAK Russia 4.3.5
UDC 635.655
UDC 635-152
The aim of the study is to create hybrid material valuable for breeding soybean varieties of the Siberian ecotype, combining early maturity with high seed productivity in the forest-steppe conditions of Western Siberia. The studies were conducted in 2020–2023 in the southern forest-steppe of the Omsk Region at the Omsk Scientific Research Center using generally accepted methods. Objects of study: 47 F1-F3 populations isolated from 4 hybrid combinations created in 2020 by crossing the early maturing line of local selection L 52/14 (Mageva Dina) with later maturing paternal foreign varieties Prudence, Maxus, Kofu (Canada), Pripyat (Belarus), and these original forms. The weather conditions of the period May – September in the years of the experiments were dry (HTC in 2021 – 0.58; 2022 – 0.95; 2023 – 0.78), but relatively favorable for the development of soybean plants. The greatest transgression in seed weight per plant was established in the populations: F2 (L 52/14 Kofu) – the degree of Tc = 138.4 %, the frequency of Tch = 20.9 % and F3 (L 52/14 Maxus) – Tc = 132.3 %, Tch = 8.6 %. In F1–F3, all types of inheritance (hp) of the duration of the growing season (DVP) and seed weight per plant (SWP) were revealed. The earliest maturing population (L 52/14 Prudence) (on average over 3 years, PVP = 90 days) had a negative effect in the inheritance of the analyzed indicators. Only L 52/14 Kofu showed positive overdominance for MSR in F1 and F2. All the created hybrid populations are valuable for soybean breeding in the southern forest-steppe of Western Siberia. But the most promising is the hybrid L 52/14 Prudence – from it, F3 populations with a vegetation period of no more than 105 days with increased transgression rates for MSR were isolated. In the F3 populations of the other three hybrids, 16–35 % of plants had the maximum permissible PVP for the conditions of Western Siberia – 118–125 days. But given the high productivity potential, they are valuable source material for soybean breeding in other regions of the Russian Federation.
soybean (Glycine max L. Merrill), initial variety, intraspecific hybrids, vegetative period, seed weight per plant, inheritance character, transgression strength and frequency
многоцелевого использования, ее мировое производство и потребление ежегодно возрастает [1, 2]. В России, по данным Росстата: посевные площади сои в 2024 г. по отношению к 2023 г. выросли на 17,1 % [3], а сборы соевых бобов (в весе после доработки) – на 3,1 % (на 214,2 тыс. т) и составили 7 040,2 тыс. т, что является рекордом за всю историю возделывания данной культуры в РФ [4].
Вывод А.А. Жученко, что «…степень приспособленности видов и сортов растений к местным условиям выступает в качестве основополагающего фактора», актуален и в наше время [5]. Одним из важных факторов получения высокого и стабильного урожая сои является правильный подбор сорта [6]. При продвижении сои в северные регионы самым приоритетным направлением является создание скороспелых сортов, хотя эта задача остается важной для всех регионов возделывания в России этой ценной агрокультуры [7].
Для решения данной задачи необходимо осуществлять отбор исходного материала по комплексу хозяйственно ценных признаков и свойств [8], постоянно изучать и использовать в селекции богатый и разнообразный материал разных стран [9]. Основным методом создания сортов сои по заданным параметрам все еще остается внутривидовая гибридизация между родительскими парами, составленными с использованием эколого-географического принципа, и последующий отбор из гибридных популяций [6, 8–13]. Благодаря гибридизации можно добиться объединения в одном генотипе полезных генов, сочетающих различные позитивные характеристики [9]. Несмотря на сложный и низкоэффективный процесс гибридизации сои, в течение 70-летней работы именно этим методом в Омском АНЦ создан уникальный генофонд сибирской сои [14]. В естественных погодных условиях ежегодно проводятся простые парные скрещивания и последующий многократный отбор [15].
Цель исследований: создать гибридный материал, ценный для селекции сортов сои сибирского экотипа, сочетающих скороспелость с высокой семенной продуктивностью в условиях лесостепи Западной Сибири.
Задачи: провести парные скрещивания и создать гибриды сои; изучить в полевых условиях гибридные популяции первого – третьего поколения в сравнении с их исходными формами по основным хозяйственно ценным признакам; выделить скороспелые, трансгрессивные по массе семян, растения и популяции, ценные для селекции скороспелых и продуктивных сортов сои в условиях лесостепи Западной Сибири.
Объекты и методы. Исследования проведены в 2020–2023 гг. в зоне южной лесостепи Омской области в ФГБНУ «Омский АНЦ». Гибридизация сои сделана в 2020 г. в естественных погодных условиях с использованием ультраскороспелой материнской линии омской селекции Л 52/14 (Магева ´ Дина) и отцовских продуктивных иностранных сортов из питомника экологического сортоиспытания: Пруденс, Максус, Кофу (Канада); Припять (Беларусь). Объекты исследования: 47 популяций F1–F3, выделенных из созданных 4 гибридных комбинаций: 4 популяции F1, 13 – F2, 30 – F3 и 5 родительских сортов. Потомки F1 каждого гибридного семени, выращенные в 2021 г., в 2022 г. изучались отдельно. К посеву в 2023 г. были отобраны самые лучшие трансгрессивные растения – 5–11 % от проанализированных, в зависимости от гибридной комбинации. По итогам структурного анализа в 2023 г., оставшиеся после негативной браковки семена объединены в популяции в зависимости от происхождения и уровня скороспелости и включены в селекционный процесс для дальнейшего размножения и отбора элит, а лучшие растения переданы для изучения в СП-1. За 3 года опытов проанализировано более 1,5 тыс. растений (табл. 1).
Таблица 1
Результаты гибридизации сои и объем изученного гибридного материала
The results of soybean hybridization and the amount of hybrid material studied
|
Показатель |
Гибридная комбинация |
Сумма |
|||
|
(Л 52/14 × Пруденс) |
(Л 52/14 × Кофу) |
(Л 52/14 × Максус) |
(Л 52/14 × Припять) |
||
|
Получено гибридных семян, шт. F0 – 2020 г. |
3 |
5 |
3 |
7 |
18 |
|
Завязываемость, % |
20 |
25 |
20 |
50 |
– |
|
Изучено, шт.: растений, F1 – 2021 г. |
1 |
4 |
3 |
5 |
13 |
|
популяций / растений, F2 – 2022 г. |
1 / 31 |
4 / 115 |
3 / 92 |
5 / 164 |
13 / 402 |
|
популяций / растений, F3 – 2023 г. |
4 (7,7 %*) / 129 |
13 (11,3 %*) / 430 |
5 (5,4 %*) / 123 |
8 (4,9 %*) / 268 |
30 (7,5 %*) / 950 |
* Процент от количества растений, убранных в 2022 г.
Закладка полевого опыта проведена по методике Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова» (краткое наименование – ВИР) [16]. Гибридные популяции рядом с их исходными формами высевали вручную 17 мая (2021 г.), 23 мая (2022 г.), 19 мая (2023 г.), предшественник – озимые зерновые. Площадь питания растений 60 × 5 см, ширина междурядий – 60 см, количество семян у гибридов F1, каждой линии F2, F3 и Р-сорта – 40 шт. Уборка вручную: 2021 г. – 18 августа – 13 сентября; 2022 г. – 2 сентября – 3 октября; 2023 г. – 18 августа – 25 сентября. Вызревшие растения вырывались с корнем, завязывались в снопы с обязательной фиксацией их количества и даты уборки. Лишь растения, убранные 3 октября 2022 г. и 25 сентября 2023 г., находились в фазе созревания нижних бобов.
Структура урожая по основным элементам продуктивности сделана после полного высыхания снопов индивидуально у всех растений и проанализирована отдельно для выборки данных каждой даты уборки.
С использованием пакета прикладных программ MS Excel сделана математическая обработка результатов исследований методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [17], рассчитан характер наследования анализируемых признаков (hp) по формуле, предложенной Гриффингом (J.B. Griffing) [18]. Степень истинного гетерозиса (Гист) определяли как отношение значения гибрида к лучшей родительской форме (%); степень (Тс) и частоту (Тч) трансгрессии – по методике Г.С. Воскресенской и В.И. Шпота [19].
По классификации ВИР, продолжительность периода всходы – созревание в опыте варьировала от очень короткой до средней [20]. Для более подробного и объективного анализа особенностей фенотипического проявления и характера наследования этого показателя технологичности сои в условиях Западной Сибири растения в опыте нами были распределены на 6 групп спелости с другими характеристиками (табл. 2).
Таблица 2
Корректировка классификации сои по продолжительности
вегетационного периода (ПВП) для условий Западной Сибири
|
Группа |
ПВП, сут |
Характеристика |
|
По классификатору ВИР |
||
|
2 |
81–90 |
Очень короткий |
|
3–4 |
91–110 |
Короткий |
|
5–6 |
111–130 |
Средний |
|
7–8 |
131–150 |
Длинный |
|
9 |
> 150 |
Очень длинный |
|
В соответствии с условиями Западной Сибири |
||
|
1 |
85 |
Очень короткий |
|
2 |
95 |
Короткий |
|
3 |
105 |
Оптимальный, средний |
|
4 |
110 |
Оптимальный, максимально возможный |
|
5 |
118 |
Длинный |
|
6 |
125 |
Очень длинный, максимально возможный |
|
7 |
> 125 |
Недопустимый |
Метеоусловия вегетационного периода (май – сентябрь) в годы изучения гибридных популяций были очень контрастными, с многодневной засухой и редкими, но сильными дождями [21]. В августе и сентябре (период образования и созревания бобов сои) температура воздуха была в пределах от 11 до 25 °С и от 8 до 24 °С соответственно (рис. 1). В 2021 г. в мае – сентябре условия в целом были засушливыми: средняя температура воздуха 16,7 °С (+1,2 °С к норме), сумма осадков 168 мм (71 % от нормы), ГТК 0,58. Самой неблагоприятной для сои была погода в мае (ГТК 0,25), в III декаде июля (ГТК 0,32) и августа (ГТК 0,27). В 2022 г.: 16,1 °С (+0,5 °С к норме) и 255,6 мм (107,8 %), ГТК 0,95. Очень высокий уровень засухи зафиксирован в мае (ГТК 0,25) и в III декаде августа (ГТК 0,09). Теплая и сухая погода стояла в первой половине сентября (ГТК 0,59). В 2023 г.: 16,8 °С (+1,2 °С к норме) и 193 мм (81 %), ГТК 0,78. Очень сухими были I и II декады в июне (ГТК 0,21) и сентябре (ГТК 0,17); а также I декады в июле (ГТК 0,47) и августе (ГТК 0,22). С 11 по 15 сентября температура воздуха была выше, чем в те же даты августа (рис. 1). Вегетация позднеспелых образцов во второй половине сентября проходила в условиях положительных температур (от 9 до 14 °С) и очень низкой влажности почвы, что стало причиной усыхания зеленых листьев.
Стрелками показаны даты начала уборки вызревших образцов.
Рис. 1. Среднесуточная температура воздуха в период образования
и созревания бобов сои, °С (август и сентябрь 2021–2023 гг.)
Average daily air temperature during the formation
and maturation of soybeans, °C (August and September 2021–2023)
Результаты и их обсуждение. Из исходных форм самым скороспелым был материнский образец Л 52/14 (в среднем за 3 года – 92 сут); наиболее позднеспелый из отцовских сортов – Кофу (118 сут.) (рис. 2), в 2022 г. лишь 44 % растений этого канадского сорта сформировали полноценные семена.
Линией отмечен уровень средней за три года
Рис. 2. Продолжительность вегетационного периода
у родительских сортов и гибридов F1 (2021 г.), F2 (2022 г.) и F3 (2023 г.), сут
Duration of the growing season in parent varieties and hybrids F1 (2021), F2 (2022) and F3 (2023), days
Самой скороспелой (в среднем за 3 года) стала популяция (Л 52/14 ´ Пруденс) – 90 сут, только у нее выявлен желательный для селекции эффект в наследовании продолжительности вегетационного периода (ПВП): отрицательное сверхдоминирование (-СД) в F1 (2021 г.) и отрицательное доминирование (-Д) в F2 (2022 г.) (табл. 3). У наиболее позднеспелой популяции (Л 52/14 ´ Кофу), и у (Л 52/14 ´ Максус) анализируемый показатель был практически одинаковым: в 2021 г. промежуточное наследование (ПН), в 2022 г. – положительное доминирование (+Д). Наиболее сильно увеличилась ПВП в F2 комбинации (Л 52/14 ´ Припять), по сравнению с F1 – +12 сут.
Потомки отдельных растений F1 с одинаковым происхождением, в F2 различались между собой по уровню скороспелости не более чем на 2–5 сут. и имели hp +СД (5 популяций) или +Д (6 популяций) (табл. 4). Исключением являются самые скороспелые в 2022 г.: № 1 (Л 52/14 × Пруденс) с отрицательным доминированием (-Д) и № 13 (Л 52/14 × Припять) с ПН. У всех популяций F2, кроме (Л 52/14 × Кофу), от 52 до 78 % растений вошли в группы № 2 и № 3 с оптимальной ПВП 95 или 105 сут (рис. 3). Но лишь в группе № 3 (105 сут) масса семян с растения (МСР) стабильно превышала среднюю в популяции. Из-за особенностей гидротермического обеспечения в августе и первой половине сентября растений из группы № 4 (110 сут.) не было – вызревшие убраны 19 сентября, а оставшиеся затянули вегетацию.
Таблица 3
Характер наследования продолжительности вегетационного периода и массы семян
с растения (hp) в F1 (2021 г.) и F2 (2022 г.), уровень трансгрессии по массе семян с растения
в F2 (2022 г.) и F3 (2023 г.)
The nature of inheritance of the length of the growing season and the weight of seeds from
a plant (hp) in F1 (2021) and F2 (2022), the level of transgression by weight of seeds from
a plant in F2 (2022) and F3 (2023)
|
Популяция |
Вегетационный период, hp |
Масса семян с растения |
||||||
|
hp |
трансгрессия, % |
|||||||
|
Тс* |
Тч** |
Тс |
Тч |
|||||
|
2021 г. |
2022 г. |
2021 г. |
2022 г. |
2022 г. |
2023 г. |
|||
|
(Л 52/14 х Пруденс) |
–4,33 |
–0,64 |
–0,70 |
–1,02 |
29,7 |
9,7 |
28,4 |
5,4 |
|
(Л 52/14 х Кофу) |
–0,08 |
0,95 |
1,12 |
2,34 |
138,4 |
20,9 |
79,6 |
8,4 |
|
(Л 52/14 х Максус) |
–0,14 |
0,95 |
1,31 |
–0,78 |
70,6 |
6,5 |
132,3 |
8,6 |
|
(Л 52/14 х Припять) |
–2,14 |
0,78 |
0,40 |
–0,26 |
60,3 |
5,5 |
53,9 |
5,6 |
Примечание: (*) – степень трансгрессии; (**) – частота трансгрессии.
Таблица 4
Характер наследования продолжительности вегетационного периода и массы семян
с растения (hp), гетерозис истинный (Гист) и трансгрессия в F2 (2022 г.) по массе семян
с растения у популяций – потомков отдельных растений F1
The nature of inheritance of the length of the growing season and the mass of seeds from
a plant (hp), true heterosis (Hist) and transgression in F2 (2022) by the mass of seeds from
a plant in populations descended from individual F1 plants
|
Популяция |
Вегетационный период |
Масса семян с растения |
Посеяно в 2023 г.*** |
||||||
|
V**, % |
Гист, % |
hp |
трансгрессия, % |
||||||
|
Происхождение |
№ п/п |
сут* |
hp |
Тс |
Тч |
||||
|
(Л 52/14 ´ Пруденс) |
1 |
91,1 |
–0,64 |
42,5 |
94,3 |
–1,02 |
29,7 |
9,7 |
4 |
|
(Л 52/14 ´ Кофу) |
2 |
110,6 |
0,92 |
55,0 |
120,3 |
2,04 |
81,5 |
13,8 |
3 |
|
3 |
110,5 |
0,92 |
42,3 |
121,2 |
2,08 |
45,1 |
17,2 |
4 |
|
|
4 |
111,7 |
1,01 |
76,9 |
114,2 |
1,73 |
106,3 |
23,3 |
1 |
|
|
5 |
110,9 |
0,95 |
57,3 |
141,2 |
3,10 |
111,0 |
28,6 |
5 |
|
|
(Л 52/14 ´ Максус) |
6 |
102,3 |
0,69 |
54,3 |
97,7 |
0,29 |
45,9 |
9,7 |
1 |
|
7 |
105,2 |
1,04 |
61,2 |
105,0 |
2,54 |
79,2 |
10,3 |
4 |
|
|
8 |
106,1 |
1,14 |
47,1 |
82,4 |
–4,43 |
11,7 |
0 |
0 |
|
|
(Л 52/14 ´ Припять) |
9 |
98,9 |
0,70 |
55,3 |
76,9 |
–0,22 |
8,0 |
0 |
0 |
|
10 |
101,0 |
1,02 |
58,9 |
81,2 |
0,00 |
22,5 |
3,7 |
1 |
|
|
11 |
103,5 |
1,40 |
82,9 |
65,8 |
–0,81 |
36,6 |
9,1 |
2 |
|
|
12 |
98,1 |
0,57 |
62,5 |
89,3 |
0,43 |
42,7 |
9,1 |
4 |
|
|
13 |
95,8 |
0,21 |
57,9 |
77,1 |
–0,21 |
15,4 |
5,5 |
1 |
|
Примечание: (*) – средневзвешенная средняя, рассчитанная в соответствии с количеством растений в каждой группе спелости; (**) – коэффициент вариации у исходных сортов: Л 52/14 V = 30,8 %; Пруденс – V = 34,5 %; Кофу – V = 34,4 %; Максус – V = 48,1 %; Припять – V = 33,4 %; (***) – для посева выбраны лучшие по массе семян растения с ПВП 95 или 105 сут.
В наследовании МСР лишь у Л 52/14 ´ Кофу в двух первых поколениях выявлено +СД, у Л 52/14 ´ Максус +СД в F1 сменилось на -Д в F2. У скороспелой популяции Л 52/14 ´ Пруденс индекс hp отрицательный и самая низкая в опыте трансгрессия, но средняя МСР (9,5 г/раст.) на уровне комбинации Л 52/14 ´ Максус (рис. 3), имеющей высокую степень трансгрессии – Тс = 70,6 % (см. табл. 3). Наибольшей трансгрессией отличилась позднеспелая популяция F2 Л 52/14 ´ Кофу – Тс = 138,4 % и Тч = 20,9 %.
Линией отмечен уровень средней массы семян с растения в популяции
Рис. 3. Доля растений (% от количества в гибридной комбинации) и их продуктивность (г/раст.) в зависимости от группы спелости в популяциях F2 (2022 г.)
The proportion of plants (% of the amount in the hybrid combination) and their productivity (g/plant)
depending on the ripeness group in F2 populations (2022)
Исходные сорта и популяции имели значительную изменчивость МСР: у Р форм – коэффициент вариации (V) от 31 до 48 %; наибольшие значения у № 4 (Л 52/14 ´ Кофу) и № 11 (Л 52/14 ´ Припять), соответственно V = 76,9 % и V = 82,9 % (табл. 3). Популяции с одинаковым происхождением отличались друг от друга по характеру наследования и уровню трансгрессии МСР. У № 7 (Л 52/14 ´ Максус) и всех популяций (Л 52/14 ´ Кофу) выявлен гетерозис, +СД и повышенный процент трансгрессии с максимумом у № 5: Гист = 141 %, hp = 3,10, Тс = 111,0 %, Тч = 28,6 %. В целом в F2 связь частоты трансгрессии с уровнем скороспелости невысокая (r = 0,391 ± 0,246), но степень трансгрессии была наименьшей у самых скороспелых и позднеспелых образцов (η = 0,471). По комплексу морфологических признаков и полученных статистических данных проведена браковка гибридного материала. Для изучения в 2023 г. из каждого номера было отобрано 1–5 трансгрессивных растений с ПВП в основном 95 или 105 сут, № 8 и № 9 исключены из опыта из-за низкой продуктивности. Остальные гибридные семена, в т. ч. из популяций № 8 и № 9, в соответствии с группой спелости и происхождением объединены для пересева.
В 2023 г. у всех популяций F3 проявилось дальнейшее расщепление по ПВП, в т. ч. и у № 1-1 и № 1-4 (Л 52/14 ´ Пруденс) – выращенных из семян растений группы № 1 (85 сут), и у № 5-5 (Л 52/14 ´ Кофу) – потомка растения из группы № 6 (125 сут) В целом ПВП сдвинулась в сторону позднеспелости – у групп № 3 (105 сут) и № 4 (110 сут) от 50 до 70 % (рис. 4). Доля растений, которые были недостаточно скороспелыми в сибирских условиях, так как имели ПВП 118 или 125 сут в популяции (Л 52/14 ´ Кофу) – 35 %, (Л 52/14 ´ Максус) – 15,7 % и (Л 52/14 ´ Припять) – 17,4 %. Но, учитывая высокую продуктивность, часть из них является ценным исходным материалом и для селекции в других регионах РФ, в т. ч. в Алтайском крае.
В F3 выявлено высокое варьирование МСР (табл. 5), но связь между средней продуктивностью растений в популяции и V слабая (r = 0,285 ± 0,168).
* Данные трансгрессивных растений, потомки которых изучались в 2023 г.
Рис. 4. Распределение растений по группам спелости в популяциях F3 (2023 г.)
и их исходных растений F2 (2022 г.), %
Distribution of plants by maturity groups in populations F3 (2023) and their source plants F2 (2022), %
Таблица 5
Масса семян с растения и трансгрессия у популяций F3 (2023 г.)
Seed weight from a plant and transgression in F3 populations (2023)
|
Номер популяции, 2023 г.* |
Масса семян с растения, г |
Доля растений лучше, чем ♀ Л 52/14****, % |
Трансгрессия, % |
Отобрано элит |
||||||
|
исходного растения** |
среднее |
V***, % |
||||||||
|
популяции |
3 лучших |
в популяции |
в т. ч. лучше ♂***** |
Тс |
Тч |
шт. |
% ****** |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
(Л 52/14 ´ Пруденс) |
65 |
50,4 |
||||||||
|
1-1 |
17,9 |
10,6 |
25,3 |
58,6 |
45,5 |
20,0 |
23,8 |
6,1 |
24 |
72,7 |
|
1-2 |
17,5 |
9,3 |
23,3 |
71,3 |
59,4 |
21,1 |
14,0 |
3,1 |
12 |
37,5 |
|
1-3 |
17,2 |
11,3 |
21,4 |
51,3 |
52,0 |
15,4 |
4,7 |
0 |
13 |
52,0 |
|
1-4 |
16,1 |
9,8 |
33,3 |
93,7 |
33,3 |
38,5 |
62,8 |
10,3 |
16 |
41,0 |
|
(Л 52/14 ´ Кофу) |
220 |
51,2 |
||||||||
|
2-1 |
19,9 |
8,6 |
24,0 |
71,4 |
50,0 |
15,8 |
17,3 |
2,6 |
18 |
47,4 |
|
2-2 |
15,9 |
10,7 |
28,8 |
74,9 |
41,9 |
53,8 |
40,7 |
6,5 |
16 |
51,6 |
|
2-3 |
27,8 |
11,6 |
31,7 |
83,0 |
48,4 |
60,0 |
55,0 |
9,7 |
17 |
54,8 |
|
3-1 |
18,3 |
11,3 |
38,5 |
89,2 |
48,6 |
47,1 |
88,3 |
8,6 |
18 |
51,4 |
Окончание табл. 5
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
3-2 |
22,8 |
10,4 |
27,6 |
68,7 |
47,1 |
43,8 |
34,8 |
8,8 |
17 |
50,0 |
|
3-3 |
15,6 |
9,3 |
28,4 |
83,7 |
32,4 |
58,3 |
38,6 |
5,4 |
21 |
56,8 |
|
3-4 |
17,1 |
11,0 |
33,9 |
84,0 |
45,5 |
46,7 |
65,7 |
6,1 |
19 |
57,6 |
|
4-1 |
35,5 |
13,5 |
39,0 |
85,7 |
52,0 |
61,5 |
90,5 |
12,0 |
13 |
52,0 |
|
5-1 |
28,2 |
11,1 |
35,6 |
91,6 |
41,2 |
57,1 |
74,0 |
11,8 |
15 |
44,1 |
|
5-2 |
24,4 |
10,3 |
29,5 |
86,3 |
36,1 |
53,8 |
44,1 |
2,8 |
17 |
47,2 |
|
5-3 |
28,6 |
10,8 |
33,1 |
86,9 |
37,5 |
75,0 |
61,7 |
12,5 |
14 |
43,8 |
|
5-4 |
23,1 |
11,5 |
31,4 |
86,7 |
45,5 |
80,0 |
53,5 |
12,1 |
16 |
48,5 |
|
5-5 |
32,8 |
13,8 |
34,7 |
72,2 |
54,8 |
64,7 |
69,4 |
12,9 |
19 |
61,3 |
|
(Л 52/14 ´ Максус) |
100 |
81,3 |
||||||||
|
6-1 |
16,5 |
15,7 |
34,4 |
65,8 |
61,9 |
53,8 |
68,1 |
9,5 |
18 |
85,7 |
|
7-1 |
17,4 |
9,2 |
21,6 |
68,2 |
44,7 |
23,5 |
5,5 |
0 |
23 |
60,5 |
|
7-2 |
20,1 |
10,6 |
29,0 |
83,7 |
44,4 |
25,0 |
41,9 |
3,7 |
17 |
63,0 |
|
7-3 |
19,4 |
21,9 |
49,8 |
82,8 |
73,3 |
72,7 |
143,0 |
33,3 |
26 |
93,3 |
|
7-4 |
25,2 |
12,4 |
39,8 |
112,7 |
36,4 |
50,0 |
94,3 |
9,1 |
16 |
72,7 |
|
(Л 52/14 ´ Припять) |
164 |
61,2 |
||||||||
|
10-1 |
24,2 |
11,7 |
36,1 |
88,9 |
45,9 |
64,7 |
76,2 |
5,4 |
24 |
64,9 |
|
11-1 |
19,9 |
7,0 |
18,2 |
70,4 |
25,7 |
33,3 |
-11,1 |
0 |
5 |
14,3 |
|
11-2 |
17,2 |
11,4 |
28,0 |
69,5 |
39,4 |
76,9 |
37,0 |
12,1 |
24 |
72,7 |
|
12-1 |
20,1 |
10,4 |
26,5 |
72,5 |
50,0 |
62,5 |
29,3 |
6,3 |
20 |
62,5 |
|
12-2 |
20,8 |
11,6 |
30,6 |
70,1 |
54,8 |
58,8 |
49,4 |
9,7 |
21 |
67,7 |
|
12-3 |
18,1 |
10,7 |
24,2 |
63,0 |
54,3 |
42,1 |
18,0 |
2,9 |
27 |
77,1 |
|
12-4 |
15,6 |
12,2 |
26,7 |
52,6 |
64,5 |
55,0 |
30,2 |
6,5 |
25 |
80,6 |
|
13-1 |
18,5 |
8,7 |
24,7 |
84,3 |
28,6 |
70,0 |
20,5 |
2,9 |
18 |
51,4 |
Примечание: (*) – первая цифра – номер в 2022 г.; (**) – данные 2022 г.; (***) – коэффициент вариации у исходных сортов: Л 52/14 – V = 55,0 %, Пруденс – V = 62,3%, Кофу – V = 66,2 %, Максус – V = 48,1 %, Припять – V = 63,9 %; (****) – сравнение со средней массой семян с растения в 2023 г.; (*****) – 100 % – количество растений, превысивших среднюю МСР Л 52/14; (******) – 100 % – общее количество растений в популяции.
По МСР большинство номеров F3 уступило исходному растению из F2, но среднее по трем лучшим растениям было на его уровне или значительно выше. Наблюдается и большая доля растений, превысивших по массе семян не только материнскую линию, но и более продуктивный отцовский сорт. В популяции № 7-3 (Л 52/14 ´ Максус) – самой успешной по всем показателям, представленным в таблице 4, 60 % растений имели предельно допустимую для сибирских условий ПВП 118–125 сут.
Коэффициент корреляции между продуктивностью растений и уровнем их скороспелости составил в F2 r = 0,611, в F3 зависимость криволинейная η = 0,555. Сила связи между анализируемыми показателями среднего уровня говорит о потенциальной возможности их сочетания в одном генотипе сои. Полученные данные доказывают стабильное преимущество более позднеспелых генотипов над скороспелыми по МСР лишь у двух популяций: (Л 52/14 ´ Кофу) – r = 0,847 и r = 0,770 соответственно в 2022 и 2023 гг., и (Л 52/14 ´ Максус) – r = 0,720 и η = 0,493 (рис. 5). У (Л 52/14 ´ Припять) линия тренда показывает криволинейную зависимость, но очень скороспелые также самые низкопродуктивные. Коэффициент корреляции в популяции F2 (Л 52/14 ´ Пруденс) r = –1 (рис. 5, А), в 2023 г. направление связи меняется на противоположное (r = 0,979); в то же время оптимальное значение ПВП 105 сут сочетается с максимальной в опыте по этой группе спелости МСР 21,0 г, что значительно выше показателя Л 52/14 ´ Припять – 13,8 г/раст. (рис. 5, Б).
В целом у популяций при необходимой для Сибирского региона ПВП 95–105 сут потенциальная продуктивность растений в F2 (2022 г.) находилась на уровне от 7,8 до 11,0 г, как и МСР позднеспелых отцовских форм (рис. 5, А); наиболее высокий показатель анализируемого признака в группе № 3 (105 сут) у популяции (Л 52/14 ´ Кофу) – 13,3 г/раст. В F3 (2023 г.) нижний уровень МСР не изменился, но максимум вырос до 21,0 г. У отцовских сортов продуктивность растений значительно улучшилась по сравнению с 2022 г., Максус и Кофу были стабильно самыми позднеспелыми.
Рис. 5. Корреляционная связь массы семян с растения
с продолжительностью вегетационного периода в популяциях F2 (А) и F3 (Б)
Correlation between the mass of seeds per plant and the duration
of the growing season in populations F2 (A) and F3 (Б)
При подборе пар для скрещивания следует учитывать, что наиболее высокие показатели трансгрессии по МСР дают гибриды, родительские формы которых существенно отличаются по максимальному числу элементов продуктивности [12]. Именно значительное различие между материнской и отцовскими формами обеспечили высокий уровень трансгрессии у популяций F2 и F3 в нашем опыте. Из гибридных комбинаций по комплексу проанализированных элементов структуры урожая с учетом скороспелости отобрано 549 лучших растений (элит) (см. табл. 5) – более 50 % от проанализированных в опыте растений. Эти элиты, посеянные в 2024 г. в питомнике СП-1, с большой вероятностью также являются базой для дальнейшего отбора.
Заключение. Из исходных сортов, включенных в скрещивания, самой скороспелой была материнская линия Л 52/14 (в среднем за 3 года 92 сут); наиболее позднеспелый из отцовских форм – канадский сорт Кофу (118 сут).
Исследования выявили в F1 – F3 разные типы наследования ПВП и МСР, в зависимости от гибридного поколения и варианта скрещивания, – hp от -СД до +СД. Самая скороспелая популяция – Л 52/14 ´ Пруденс (в среднем за 3 года 90 сут), только у нее выявлен желательный для селекции сои стабильный отрицательный эффект в наследовании ПВП, но hp по МСР также отрицательный. В наследовании МСР лишь у Л 52/14 ´ Кофу в двух первых поколениях выявлено +СД.
Значительное различие между материнской и отцовскими формами по скороспелости и продуктивности обеспечили высокий уровень трансгрессии в F2 и F3. Наибольшей трансгрессией по МСР отличились популяции: F2 (Л 52/14 ´ Кофу) – Тс = 138,4 %, Тч = 20,9 % и F3 (Л 52/14 ´ Максус) – Тс = 132,3 %, Тч = 8,6 %.
Связь между продуктивностью растений и уровнем их скороспелости средней силы говорит о потенциальной возможности их сочетания в одном генотипе сои. Выявлено преимущество более позднеспелых генотипов над скороспелыми по МСР лишь у двух популяций: (Л 52/14 ´ Кофу) и (Л 52/14 ´ Максус). У (Л 52/14 ´ Припять) зависимость криволинейная, но очень скороспелые растения также самые низкопродуктивные. У потомков трансгрессивных растений F2 (Л 52/14 ´ Пруденс) в F3 оптимальное значение ПВП (105 сут) сочетается с максимальной в опыте по этой группе спелости МСР (21,0 г), что значительно выше показателя (Л 52/14 ´ Припять).
Из гибридных комбинаций по комплексу проанализированных элементов структуры урожая с учетом скороспелости отобрано 549 лучших растений – более 50 % от проанализированных в опыте растений. Эти элиты, с большой вероятностью, также являются базой для дальнейшего отбора.
Таким образом, исследования показали, что все созданные гибридные популяции – ценные для селекции скороспелых и продуктивных сортов в условиях южной лесостепи Западной Сибири, так как в F2 и F3 большинство растений вызрело за 95–110 сут. Наибольшую перспективу представляет комбинация (Л 52/14 ´ Пруденс) – в первых гибридных поколениях не выявлено растений с ПВП более 105 сут и есть номера с повышенными показателями трансгрессии по МСР. В популяциях F3 доля растений, недостаточно скороспелых в сибирских условиях (ПВП 118 или 125 сут), составила: Л 52/14 ´ Кофу – 35 %; Л 52/14 ´ Максус – 15,7; Л 52/14 ´ Припять – 17,4 %. Учитывая высокий потенциал продуктивности, часть из них является ценным исходным материалом для селекции сои и в других регионах РФ, в т. ч. в Алтайском крае.
1. Gureeva EV. Screening of collectable samples of soybeans on early ripeness and productivity in the conditions of the Ryazan Region. Agroindustrial Complex of Upper Volga Region Herald. 2019(3):13-16. DOI:https://doi.org/10.35694/YARCX.2019.47.3.003. EDN: https://elibrary.ru/OZUETK.
2. Voora V, Larrea C, Bermúdez S. Global Market Report: Soybeans. IISD (International Institute for Sustainable Development). Published 22.10.2020. Available at: https://iisd.org/system/files/2020-10/ssi-globalmarket-report-soybean.pdf. Accessed: 15.08.2024.
3. O rasshirenii posevnyh ploshchadej po kul'turam v 2024 godu. Ekspertno-analiticheskij centr agrobiznesa «AB-Centr». Available at: https://ab-centre.ru/news/posevnye-ploschadi-nekotoryh-klyuchevyh-selskohozyaystvennyh-kultur-v-rossii-dannye-na-2024-god. Accessed: 15.08.2024.
4. Soya: ploshchadi, sbory i urozhajnost' v Rossii v 2024 godu. Available at: https://ab-centre.ru/news/posevnye-ploschadi-nekotoryh-klyuchevyh-selskohozyaystvennyh-kultur-v-rossii-dannye-na-2024-god. Accessed: 15.08.2024.
5. Zhuchenko AA. Resursnyj potencial proizvodstva zerna v Rossii (teoriya i praktika). Moscow: Agrorus; 2004. 1110 p. EDN: https://elibrary.ru/OUFHLU.
6. Reutina AV, Kartamysheva EV, Luchkina TN. Soybean cultivars of the Rostov region’s breeding. Maslichnye kul'tury. Nauchno-tekhnicheskij byulleten' VNIIZBK. 2018;(4):27-30. DOI:https://doi.org/10.25230/2014-608. EDN: https://elibrary.ru/VSNNYA.
7. Kozlova EI, Novak MA, Yando VV. Regional aspects of soybean market development at the present stage. Vestnik of Voronezh State Agrarian University. 2023;16(1):213-220. (In Russ.). DOI: 10.53914/ issn2071-2243_2023_1_213-220.
8. Paramonov AV. features of inheritance of some economically valuable signs of soy. International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2020;2-1:53-157. DOI:https://doi.org/10.24411/2500-1000-2020-10129. EDN: https://elibrary.ru/VOAMLN.
9. Qu M, Wang J. Breeding research in the creation of a new high-quality and high-quality soyanian variety Suinong 88. Agronauka. 2023;1(1):81-84. EDN: https://elibrary.ru/NCBYUG
10. Grigorchuk NF. Nasledovanie urovnya maslichnosti u soi. Nauchno-tehnicheskij byulleten' instituta maslichnyh kul'tur NAAN. 2010;15:8-10.
11. Kochegura AV, Trunova MV, Tkachyova AA, et al. Efficiency of soybean hybridization in conditions of the South of European part of Russia. Nauchno-tekhnicheskij byulleten' VNIIZBK. 2016;2: 50-56. EDN: https://elibrary.ru/WXSKLP.
12. Kashevarov NI, Polyudina RI, Potapov DA. New cultivar of soybean Gorinskaya // Kormoproizvodstvo. 2021;5:36-43. DOI:https://doi.org/10.26898/0370-8799-2021-5-4. EDN: https://elibrary.ru/LMVAGA.
13. Galichenko AP. Inheritance of quantitative traits and the effect of heterosis in first-generation soybean hybrids. Bulletin of NSAU (Novosibirsk State Agrarian University). 2024;(1):34-40. (In Russ.). DOI:https://doi.org/10.31677/2072-6724-2024-70-1-34-40. EDN: https://elibrary.ru/IUPWYI.
14. Asanov AM, Omel`yanyuk LV, Khalipskij AN. Yield of different origin soybean variety under the Western Siberia conditions. Bulliten of KSAU. 2023;(8):54-63. (In Russ.). DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2023-8-54-63. EDN: https://elibrary.ru/FBXUFS.
15. Omel'yanyuk LV, Asanov AM, Yashchenko YuI. Prodolzhitel'nost' vegetacionnogo perioda i produktivnost' rastenij soi v pervom i vtorom gibridnom pokolenii. In: Mezhdunarodnyj nauchno-prakticheskij forum, posvyashchennyj 90-letiyu SibNIISH, 5-letiyu FGBNU «Omskij ANC», 1-2 avgusta 2023 g., Omsk. Omsk: FGBOU Omskij ANC. P. 113–120.
16. Vishnyakova MA, editor. Kollekciya mirovyh geneticheskih resursov zernovyh bobovyh VIR: popolnenie, sohranenie i izuchenie: metodicheskie ukazaniya. 2nd ed. Saint-Petersburg: VIR, 2018. 143 p.
17. Dospekhov B.A. Metodika polevogo opyta. 5th ed. Moscow: Kolos, 1985. 351 p. EDN: https://elibrary.ru/ZJQBUD
18. Griffing J.B. Concept of general and specific combining ability in relation of diallel crossing systems. Austral Biology Science. 1956;9:463–493. DOI:https://doi.org/10.1071/BI9560463.
19. Voskresenskaya GS, Shpota VI. Transgressii priznakov u gibridov Brassica i metodika koli-chestvennogo ucheta etogo yavleniya. Doklady VASHNIL. 1967;(7):18–20.
20. Seferova IV, Perchuk IN, Sholuzova TA, et al.; FIC VIGRR im. N.I. Vavilova. Soya: Iskhodnyj material dlya selekcii v yuzhnyh regionah Rossijskoj Federacii. Saint-Petersburg: VIR, 2020. 32 s. DOI:https://doi.org/10.30901/978-5-907145-17-7. EDN: https://elibrary.ru/LLYFZE.
21. Pogoda v Omske. Available at: http://www.pogodaiklimat.ru/monitor.php?id=28698&month=10&year. Accessed: 15.05.2024.
