Методы исследования. 
Создание селекционного материала мягкой озимой пшеницы раннеспелого типа

Исследования проводились на опытном поле УО СПК «Путришки» Гродненского района в специализированном селекционно-семеноводческом севообороте в 2004;2011 гг. Агротехника на опытном участке интенсивная и соответствовала требованиям возделывания пшеницы в условиях данного региона.

Ежегодно в коллекционном питомнике в наших исследованиях изучалось более 90 сортов и образцов мягкой озимой пшеницы.

Оценку их проводили по методикам ВИР. Испытываемые сорта и образцы высевали на делянках площадью 1 м 2 с междурядьями 15 см по 50 зерен в рядок в трехкратной повторности. Гибридный питомник высевался в однометровые рядки по 20 зерен в рядок на расстоянии 5 см, ширина междурядий составляла 15 см. В качестве стандарта для среднеспелой группы использовали районированный в Республике Беларусь сорт озимой пшеницы Капылянка, размещая его через 10 номеров.

Методика и техника получения гибридных семян при гибридизации общепринятая: при опылении кастрированных растений применялось ограниченно свободное опыление с использованием как прямых, так и обратных скрещиваний. Проводился учет на степень завязываемости гибридных семян, а в гибридных популяциях изучался характер наследования растениями важнейших признаков и свойств (морозои зимостойкости, высоты растений, наступление основных фаз развития, устойчивости к болезням и полеганию). Проводилась работа по отбору константных форм из гибридных популяций селекционного питомника.

В контрольном и предварительном сортоиспытании проводилась комплексная оценка изучаемых сортов и образцов. Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений с определением зимостойкости, устойчивости к полеганию, выживаемости, продолжительности фаз роста и развития, общая и продуктивная кустистость и др. на посевах проводились с использованием методики государственного сортоиспытания.

В условиях лаборатории по существующим методикам определялась структура урожая, всхожесть, энергия прорастания семян, их крупность и выравненность, стекловидность, содержание клейковины и протеина в зерне, объемная масса зерна и хлебопекарные качества муки.

Уборка проводилась с помощью селекционного комбайна Хеге-140 и раздельно с последующим обмолотом снопов на селекционных молотилках типа МК-400.

Основные показатели и урожайные данные обрабатывались по методу дисперсионного анализа и вариационной статистике.

Метеорологические условия 2004;2011 гг. для роста и развития озимой пшеницы были не всегда благоприятными. В зимний период 2005 г. отмечался значительный снежный покров, который образовался на талой почве с 17 января и удерживался до третьей декады марта (более 60 дней), что привело к сильному выпреванию озимых. В итоге была отмечена дифференциация изучаемых сортов и образцов на устойчивость их растений к выпреванию. Особенно низкая температура воздуха и почвы наблюдалась в зимний период 2006 г. и 2011 г., во второй и третьей декаде января. В отдельные сутки она составляла от -25°С до -29°С. При небольшом снежном покрове (5,0−10,0 см) глубина промерзания почвы доходила до 40−70 см и более. По этой причине наблюдалась гибель посевов озимых от вымерзания.

В результате проведенных нами исследований в 2004_2011 гг. по выявлению генетических источников скороспелости из мировой коллекции ВИР было установлено, что в данной почвенно-климатической зоне вегетационный период озимой пшеницы колебался от 296 до 328 дней (о длине вегетационного периода мы судили по двум показателям: период от всходов до колошения и период от всходов до восковой спелости). По данным критериям оценки нами были отобраны сорта и формы озимой пшеницы, различающиеся по срокам созревания на 2−3 недели и имеющие самый короткий период всходы — колошение, всходы — созревание. Так, среди мирового разнообразия озимой пшеницы наиболее скороспелыми сортами и образцами в наших исследованиях оказались: Русалка (Болгария), Донская остистая, Ермак, Дар Зернограда (Россия), К-54 075 (Румыния), К-57 389 (Япония), К-51 820 (США) и др. Однако в процессе исследований было установлено, что в основном из-за слабой зимостойкости отобранные сорта уступали по продуктивности среднеспелым и среднепоздним сортам. В связи с этим на втором этапе наших исследований ставилась задача создать качественно новый исходный материал мягкой озимой пшеницы, который бы сочетал скороспелость с хорошей зимостойкостью и отличался высоким качеством зерна, продуктивностью и пластичностью.

Для этих целей мы широко использовали внутривидовую гибридизацию отдаленных в экологическом отношении скороспелых сортов и форм озимой пшеницы различного происхождения. Для определения селекционной ценности источников скороспелости при подборе родительских пар для скрещивания в гибридизацию наряду со скороспелыми источниками включались среднеи позднеспелые формы и сорта (Мироновская 808, Центос, Веда и др.). Предполагалось, что путем вовлечения в гибридизацию сортов различных зон, которые имеют неодинаковые генотипы, удастся получить полезные в практическом отношении скороспелые трансгрессии и выявить доноры скороспелости.

Для оценки селекционной ценности взятых в исследование источников скороспелости мы в своих опытах изучали наследование сроков колошения гибридами F1, характер расщепления популяций F2, степень и частоту трансгрессий.

По данным Н. В. Андрияша (1989), сроки выколашивания в значительной мере определяют приспособленность сорта к агроклиматическим условиям конкретного региона. Изучение характера наследования продолжительности периода всходы — колошение при скрещивании скороспелых сортов мягкой озимой пшеницы различного экологического происхождения позволяет получить информацию о генетических различиях этих образцов, а также выделить источники скороспелости.

Согласно исследованиям многих авторов, характер наследования темпов развития растений пшеницы до колошения контролируется многими генами с различными эффектами их взаимодействия. Выявлены случаи доминирования и сверхдоминирования более скороспелого родителя, промежуточного характера наследования признака скороспелости, плюси минус-гетерозиса (П.П. Лукьяненко, 1969; G.M. Bhatt, 1972).

Необходимо отметить, что в настоящее время наиболее изучены две генетические системы, контролирующие темпы развития мягкой пшеницы: 1) отзывчивость на яровизацию — Vrnгены и 2) отзывчивость на фотопериод — Ppdгены. При этом считается, что они обуславливают основную часть генетической вариабельности признака.

Нами установлено, что сорта озимой пшеницы в почвенно-климатических условиях Гродненской области полностью заканчивают яровизацию до возобновления весенней вегетации. В связи с этим со значительной степенью вероятности можно предположить, что генетические различия родительских форм связаны главным образом с их различиями в фотопериодической реакции и требовательности к теплу.

В наших исследованиях в большинстве случаев при скрещивании двух скороспелых сортов у гибридов первого поколения (ЕрмакЧ4/1; МиланаЧДар Зернограда) наблюдалось полное доминирование скороспелости (табл. 1). В комбинациях прямых скрещиваний скороспелых сортов со среднеспелыми (Мироновская 808ЧДонская остистая; ЕрмакЧДонская полукарликовая и др.) наблюдалось частичное доминирование скороспелого родителя. В обратных же комбинациях (ОфелияЧЕрмак; ЕрмакЧОфелия) наблюдался в основном промежуточный тип наследования.

Таблица 1. Характеристика гибридов F1 и их родительских форм по продолжительности периода всходы _ созревание

Анализ гибридов первого поколения показал, что раньше созревали гибриды, у которых в качестве материнской формы использовался более скороспелый сорт. Похожая закономерность отмечалась и в гибридных популяциях F2 этих комбинаций. У гибридов второго поколения в результате расщепления появились позднеспелые трансгрессивные формы. Наибольшее их количество отмечалось в комбинациях скрещиваний скороспелых сортов со среднеи позднеспелыми; трансгрессивные по скороспелости формы в F2 практически не выщеплялись.

Начиная со второго и последующих расщепляющихся поколений мы вели целенаправленный отбор лучших растений, сочетающих скороспелость, зимостойкость и высокую продуктивность зерна. При этом, как показали наши исследования, наибольшее количество лучших семей было отобрано из тех гибридных популяций, где в качестве одной из родительских форм использовали скороспелые сорта озимой пшеницы: ЕрмакЧ4/1, МиланаЧДар Зернограда, ОфелияЧДонская остистая.

С участием этих и других сортов в результате внутривидовой гибридизации получен ряд константных скороспелых селекционных сортообразцов, которые по предварительным данным превосходят по зимостойкости, качеству зерна и продуктивности не только родительские формы, но и районированные сорта озимой пшеницы (табл. 2.). Так, скороспелые сортообразцы гибрида № 23−06 Л 10- (ЕрмакЧ4/1) и № 23−06 Л 1-(ЕрмакЧ4/1) в контрольном питомнике в 2010_2011 гг. обеспечили урожайность высококачественного зерна на уровне 77,6₈₉, 1 ц/га. Новые сортообразцы № 23−06 Л 1-(ЕрмакЧ4/1), № 8−06 (МиланаЧДар Зернограда) созревали на 9₁₄ дней раньше среднеспелого контрольного сорта Капылянка.

Таблица 2. Характеристика сортообразцов мягкой озимой пшеницы, созданных на основе источников скороспелости (2010_2011 гг.)

НСР 0,05 2,0−2,4.

Проведенная нами пробная выпечка хлеба из муки изучаемых сортообразцов озимой пшеницы показала, что по сумме хлебопекарных свойств при средней оценке по пятибалльной шкале лучшими по хлебопекарным качествам в исследованиях оказались: № 23−06 Л 1-(ЕрмакЧ4/1) — 4,5 балла, № 23−06 Л 10-(ЕрмакЧ4/1) — 4,4 балла. Величина этого показателя у сорта Капылянка (контр.) составила 4,0 балла.