Диагностика засухоустойчивости образцов гороха (Pisum sativum L.) из коллекции ВИР

Актуальность. В результате глобального потепления, в настоящее время происходит изменение климата, влекущее за собой увеличение частоты и продолжительности засух. Поэтому первостепенное значение имеет создание новых сортов с повышенной засухоустойчивостью и адаптированных к определенным условиям. Цель данной работы – модификация экспресс-метода оценки засухоустойчивости гороха на раннем этапе роста и развития растений и диагностика данным методом 50 образцов из коллекции ВИР.

Материалы и методы. В изучение были взяты образцы овощного гороха различного эколого-географического происхождения, предварительно изученные в полевом опыте в условиях Краснодарского края в период с 2017 по 2019 год. Для диагностики ранней засухоустойчивости гороха использовали рулонный метод оценки. Модифицировали напряженность стрессового воздействия фона – концентрацию сахарозы в растворе, используемом для роста проростков гороха. Для подбора концентрации исследовали растворы с осмотическим давлением 0,5 и 0,7 МПа. Для диагностики ранней засухоустойчивости был выбран раствор с осмотическим давлением 0,5 МПа. Диагностическим критерием метода является индекс длины корня (ИДК) – отношение усредненной длины корешков проростков на провокационном фоне к контрольным значениям.

Результаты. Осмотически активный раствор (сахарозы) приводил к существенному снижению длины корней проростков гороха. Изученные образцы демонстрировали значительную генотипическую изменчивость по ранней засухоустойчивости, значение ИДК варьировало от 0,28 до 0,88. Выделены образцы - источники высокой засухоустойчивости в период роста проростков. Корреляционный анализ показал отсутствие достоверной связи между ИДК и показателями структуры урожая (коэффициенты корреляции от r = +0,17 до r = -0,24).

Заключение. Используя метод определения относительной засухоустойчивости на ранних этапах развития образцов гороха выделены один высокоустойчивый образец (к-9333 из Марокко) и 10 устойчивых (к-1495, к-9372, к-9401, к-9418, к-9733, к-9909, к-9934, к-9938, к-10072, к-10116.).

1. Абдуллаев Р.А., Косарева И.А., Радченко Е.Е. Лабораторный скрининг образцов ячменя из Дагестана по устойчивости к хлоридному засолению. Достижения науки и техники АПК. 2015;29(7):24-26.

2. Филатова И.А., Браилова И.С. Оценка перспективных селекционных образцов и коллекции гороха на относительную засухоустойчивость. Вестник Мичуринского ГАУ. 2018;3:61-66.

3. Hari V., Rakovec O., Markonis Ya., Hanel M., Kumar R. Increased future occurrences of the exceptional 2018–2019 central european drought under global warming. Scientific Reports. 2020;10:12207. Doi: 10.1038/s41598-020-68872-9

4. Косарева И.А. Изучение коллекций сельскохозяйственных культур и диких родичей по признакам устойчивости к токсическим элементам кислых почв. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2012;170(1):35-45.

5. Косарева И.А., Александрова Т.Г., Малышев Л.Л., Кравчук Н.Д. Каталог мировой коллекции ВИР. Вып. 869. Вика: характеристика образцов по признакам устойчивости к хлоридному засолению и засухе. Санкт-Петербург: ВИР; 2018a. DOI: 10.30901/978-5-905954-78-8

6. Косарева И.А., Семенова Е.В., Малышев Л.Л. Каталог мировой коллекции ВИР. Вып. 860. Горох: Характеристика образцов по устойчивости к алюмотоксичности кислых почв. Санкт-Петербург: ВИР; 2018b.

7. Кожушко Н.Н. Изучение засухоустойчивости мирового генофонда яровой пшеницы для селекционных целей: методическое руководство. Ленинград: ВИР; 1991.

8. Лысенко А.А., Коробова Н.А. Оценка коллекционных образцов гороха по элементам продуктивности. Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019;7(1):107-112. DOI: 10.24411/2500-1000-2019-11381

9. Макашева Р.Х. Культурная флора СССР. Т. 4, ч. 1. Зерновые бобовые культуры. Горох. Ленинград; 1979.

10. Новикова Н.Е. Водоудерживающая способность растений гороха различных морфотипов в связи с устойчивостью сортов к засухе. Научно-технический бюллетень ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. 2005;43:97-102.

11. Полевой В.В., Чиркова Т.В., Лутова Л.А., Саламатова Т.С., Барашкова Э.А., Кожушко Н.Н., Синельникова В.Н., Косарева И.А. Практикум по росту и устойчивости растений / под ред. В.В. Полевого, Т.В. Чирковой. Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского университета; 2001.

12. Попов Б.К. Об относительной засухоустойчивости сортов зернового гороха. Достижения науки и техники АПК. 2011;1:26-27.

13. Пухальский Я.В., Вишнякова М.А., Лоскутов С.И., Семенова Е.В., Сексте Э.А., Шапошников А.И., Сафронова В.И., Белимов А.А., Тихонович И.А. Сорта гороха посевного (Pisum sativum L.) с низкой аккумуляцией тяжелых металлов из загрязненной почвы. Сельскохозяйственная биология. 2017;52(3):597-606. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.3.597.rus

14. Семенова Е.В., Шолухова Т.А., Бойко А.П. Каталог мировой коллекции ВИР. Вып. 910. Горох: агробиологическая характеристика сортов разных направлений использования в условиях Краснодарского края. Санкт-Петербург: ВИР; 2020. DOI: 10.30901/978-5-907145-16-0

15. Соболева Г.В., Беляева Р.В. Оценка образцов гороха из коллекции ВИР имени Н.И. Вавилова на относительную засухоустойчивость. Зернобобовые и крупяные культуры. 2020;3(35);26-31. DOI: 10.24411/2309-348X-2020-11181

16. Соболева Г.В., Уваров В.Н. Использование физиологических методов в селекции гороха на засухоустойчивость. Земледелие. 2015;4:37-39.

17. Соболева Г.В., Зеленов А.А., Соболев А.Н. Сравнительная оценка устойчивости к осмотическому стрессу перспективных селекционных линий гороха с измененной архитектоникой листового аппарата. Зернобобовые и крупяные культуры. 2018;3(27):35-40. DOI: 10.24411/2309-348x-2018-11029

18. Соболева Г.В., Зеленов А.А., Соболев А.Н. Оценка гибридных популяций гороха по осмоустойчивости и создание на их основе линий перспективных в селекции на засухоустойчивость. Зернобобовые и крупяные культуры. 2020;4(36):18-23. DOI: 10.24411/2309-348X-2020-11199

19. Takahashi F., Kuromori T., Urano K., Yamaguchi-Shinozaki K., Shinozaki K. Drought stress responses and resistance in plant: from cellular responses to long–distance intercellular communication. Frontiers in plant science. 2020;11:1-14. DOI: 10.3389/fpls.2020.556972

20. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: (методическое руководство) / под ред. Г.В. Удовенко. Ленинград: ВИР; 1988.

21. Вишнякова М.А., Александрова Т.Г., Буравцева Т.В., Бурляева М.О., Егорова Г. П., Семенова Е.В., Сеферова И.В., Суворова Г.Н. Видовое разнообразие коллекции генетических ресурсов зернобобовых вир и его использование в отечественной селекции. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019;180(2):109-123. DOI: 10.30901/2227-8834-2019-2-109-123

22. Вишнякова М.А., Буравцева Т.В., Булынцев С.В., Бурляева М.О., Семенова Е.В., Сеферова И.В., Александрова Т.Г., Яньков И.И., Егорова Г.П., Герасимова Т.В., Другова Е.В. Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых ВИР: пополнение, сохранение и изучение: методические указания. Санкт-Петербург; 2010.

23. Вишнякова М.А., Косарева И.А., Семенова Е.В., Кравчук Н.Д., Лоскутов С.И., Пухальский Я.В., Шапошников А.И., Сазанова А.Л., Белимов А.А Метод экспресс-оценки алюмотолерантности у гороха посевного (Pisum sativum L.) Сельскохозяйственная биология. 2015;50(3):353-360. doi: 10.15389/agrobiology.2015.3/353rus