А.К. АБДУЛАМОНОВ, Ф.Г. НЕККАДАМОВА, К. АБДУЛАМОНОВ
Основным методом селекционных работ лабораторией генетики и селекции растений Памирского биологического института НАНТ в последние годы является внутривидовое скрещивание местных сортов яровых мягких пшениц народной селекции Бадахшана между собой, так и с географически и экологически отдалёнными формами селекции ближнего и дальнего зарубежья.
Материалы и методы исследования
Участок гибридизации родительских форм пшеницы в течение 2017-2020 гг. был заложен в Ишкашимском опорном пункте Памирского биологического института НАНТ, который находится на расстоянии 110 км от областного центра ГБАО г. Хорога и расположенного на высоте 2600 м над ур. моря.
Исходным материалом нашей работы служили следующие местные сорта и сортообразцы яровой мягкой пшеницы ближнего и дальнего зарубежья:
- местные сорта яровой пшеницы Сафедак ишкашимский (из таджикского Бадахшана), Садирас белоколосый, Садирас красноколосый, Пандаки, Маври, Зироати, Джойдори, Дарвози (из афганского Бадахшана) и Блудон (из провинции Тахор Республики Афганистан);
- сорта яровой пшеницы, созданные селекционерами Института земледелия ТАСХН – Сомони, Истикбол, Норман, Бобо-80, Шумой, Из-80;
- устойчивые к полеганию, заболеваниям и с хорошим хлебопекарным качеством сорта яровой пшеницы селекции Российской Федерации – Ленинградская 97, Омская 30, Золотозоро, Туба, Саратовская 68 и Чернява 13;
- устойчивые к полеганию и заболеваниям образцы яровой пшеницы; – CRBW2 и CRBW6 из университета Чэнду Китайской Народной Республики;
- образцы озимой пшеницы (двуручки) из Севера Пакистана - №75, №105, №104,
- сорт яровой пшеницы Санта-Каталина (из СИММИТ).
Посев исходных родительских форм пшеницы проводили в зависимости от их селекционной значимости, площадь каждой делянки от 2 до 10 кв. м. Чтобы обеспечить более длительное время для проведения скрещивания участок заложили в два срока. Второй срок заложили внутри первого срока. Посев проводили через 10 дней после первого. Скрещивания ежегодно проводили от 18 до 23 различных комбинациях. Только в 7 комбинациях проводилось обратное скрещивание.
Скрещивания проводили обычным общепринятым методом [1], т. е. ручной кастрацией. Пыльцы отцовской формы наносили в основном только в ранние утренние часы, на второй изредка на третий день после кастрации. Кастрированные колосья сразу изолировали изоляторами из папиросной бумаги.
Результаты и их обсуждения
В настоящей статье приводятся результаты четырёхлетнего (2017-2020 гг.) проведения внутривидовой гибридизации местных яровых и озимых (двуручек) сортов пшеницы между собой и другими сортами, и образцами пшеницы различного географического и экологического происхождения.
В 2017 г в Ишкашимском опорном пункте заложен участок гибридизации, куда включили местные сорта народной селекции Бадахшана – Сафедак ишкашимский, Садирас красноколосый, Маври, Пандаки, Норман, Садирас белоколосый, Джойдори, Зироати, Блудон и сорта селекции Российской Федерации (РФ): – Ленинградская 97, Золотозоро, Чернява 13, Туба, Омская 30, Саратовская 68 полученными нами из отдела генетических ресурсов яровой пшеницы ВИР-а и сорт Санта-Каталина из СИММИТ.
Гибридизация между местными сортами и сортами пшеницы зарубежной селекции в 2017 г (табл. 1) проводилась в 19 различных комбинациях скрещивания. Число кастрировано-опылённых растений по комбинациям составляло 15 шт, а число кастрировано-опылённых цветков по каждой комбинации составляло – 150 шт. Всего кастрировано-опылённых цветков по схеме скрещиваний составляло 2850 шт.
После уборки подсчитывали по комбинациям скрещивания число и процент завязываемости гибридных семян, результаты которых приводятся в таблице 1. Из 19 комбинации завязываемость отмечалась только в 14 комбинациях скрещивания.
В пяти комбинациях – (Садирас красноколосый х Саната-Каталина, Зироати х Норман, Садирас красноколосый х Норман, Саратовская 68 х Блудон, Джойдори х Норман), где было кастрировано и опылено 750 цветков, завязываемость гибридных семян не наблюдалась.
В остальных 14 комбинациях завязываемость семян колебалась в пределах 3.3-44.0 %. В комбинациях скрещивания Сафедака ишкашимского х Нормана, Тубы х Нормана и Нормана х Сафедаку ишкашимскому, завязываемость семян была относительно высокой и колебалась в пределах 34.7-44.0 %. В комбинациях сортов Пандаки х Блудон, Омская30 х Санта-Каталина, Садирас белоколосый х Санта-Каталина, Туба х Зироати, Санта-Каталина х Сафедак ишкашимский завязываемость семян колебалась в пределах 6.0-18.7 %.
Таблица 1. Завязываемость гибридных семян при гибридизации местных сортов пшеницы с сортами зарубежной селекции, Ишкашим, 2017.
|
№ комб. |
Комбинация скрещивания |
Число кастрированно-опыленных цветков |
Число завязавшихся зерен, шт. |
Процент завязываемости семян |
|
1 |
Сафедак ишкашимский х Норман |
150 |
52 |
34.7±3.9 |
|
2 |
Туба х Норман |
150 |
66 |
44.0±4.0 |
|
3 |
Садирас красноколосый х Саната-Каталина |
150 |
- |
0.0±0.82 |
|
4 |
Пандаки х Норман |
150 |
8 |
5.3±1.8 |
|
5 |
Маври х Норман |
150 |
8 |
5.3±1.8 |
|
6 |
Зироати х Норман |
150 |
- |
0.0±0.82 |
|
7 |
Норман х Джойдори |
150 |
5 |
3.3±1.4 |
|
8 |
Пандаки х Блудон |
150 |
9 |
6.0±1.9 |
|
9 |
Садирас красноколосый х Норман |
150 |
- |
0.0±0.82 |
|
10 |
Золотозоро х Санта-Каталина |
150 |
6 |
4.0±1.6 |
|
11 |
Санта-Каталина х Сафедак ишкашимский |
150 |
28 |
18.7±3.2 |
|
12 |
Саратовская 68 х Блудон |
150 |
- |
0.0±0.82 |
|
13 |
Омская 30 х Санта-Каталина |
150 |
12 |
8.0±2.2 |
|
14 |
Туба х Зироати |
150 |
20 |
13.3±2.8 |
|
15 |
Джойдори х Норман |
150 |
- |
0.0±0.82 |
|
16 |
Норман х Сафедак ишкашимский |
150 |
57 |
38.0±4.0 |
|
17 |
Омская 30 х Зироати |
150 |
5 |
3.3±1.4 |
|
18 |
Блудон х Пандаки |
150 |
7 |
4.7±1.7 |
|
19 |
Садирас белоколосий х Санта-Каталина |
150 |
14 |
9.3±2.4 |
|
|
Итого |
2850 |
297 |
14.1±3.7 |
В остальных шести комбинациях – Норман х Джойдори, Омская30 х Зироати, Золотозоро х Санта-Каталина, Пандаки х Норман, Маври х Норман, Блудон х Пандаки завязываемость гибридных семян была низкой и составляла всего 3.3-5.3 %.
В 14 комбинациях скрещивания, где отмечена завязываемость, было кастрировано и опылено 2100 цветков и получено 297 шт. зерен, что в целом, по схеме скрещивания завязываемости в среднем была для внутривидовой гибридизаций низкой и составляла всего 14.1 %.
В связи с низким процентом завязываемости семян, в комбинациях скрещивания в 2017 г., было намечено дополнительно провести гибридизацию местных сортов пшеницы афганского Бадахшана с сортами таджикской селекции и Российской Федерации в 2018 г.
В участок гибридизации включили следующие сорта и образцы пшеницы: сорт пшеницы таджикского Бадахшана Сафедак ишкашимский, местные сорта пшеницы афганского Бадахшана – Маври, Садирас белоколосый, Пандаки, Зироати, Дарвози, Джойдори, Блудон и сорта пшеницы созданные селекционерами института Земледелия ТАСХН – Норман, Сомони, Истикбол, Шумой, Бобо-80, Из-80, которые скрещивали между собой и с сортами полученными из ВИРа (г. Санкт-Петербург), созданные селекционерами Российской Федерации –Ленинградская 97, Золотозоро, Чернява13, Туба, Омская 30, Саратовская 68, которые характеризуются высокой устойчивостью к полеганию и заболеваниям.
Результаты гибридизации проводятся в таблице 2. и показывают, что относительно высокая завязываемость гибридных зерен – 31.0 – 52.0 % отмечена в комбинациях скрещивания сортов пшеницы – Ленинградская 97 х Сомони, Сомони х Норман, Золотозоро х Зироати, Бобо-80 х Норман, Чернява 13 х Норман и Из-80 х Норман.
В комбинациях скрещивания Джойдори х Туба, Истикбол х Норман, Шумой х Омская 30, Норман х Туба, Туба х Маври и Саратовская 68 х Зироати – завязываемость семян колебалась в пределах 12.0 – 28.7 %. В комбинациях Пандаки х Туба, Дарвози х Чернява 13, Омская 30 х Блудон и Норман х Саратовская 68 завязываемость была низкой – 5.0 – 10.0 %. В остальных семи комбинациях (Сафедак ишкашимский х Чернява 13, Блудон х Туба, Блудон х Омская 30, Пандаки х Золотозоро, Маври х Туба, Зироати х Золотозоро и Садирас белоколосый х Норман) гибридные семена вообще не завязались.
Всего было кастрировано и опылено по схеме 2190 цветков различных сортов пшеницы в 23 различных комбинациях скрещивания и получено 386 шт семян. Завязываемость семян в целом по схемам скрещиваний была низкой и составляла всего 17.6 %.
Таблица 2. Завязываемость гибридных семян при гибридизации местных сортов пшеницы и сортов отечественной селекции с сортами Российской Федерации. Ишкашим, 2018 г.
|
№ |
Комбинация скрещивания |
Число кастрировано- опылённых цветков |
Число завязавшихся зерен, шт |
Процент завязываемости семян, % |
|
1 |
Ленинградская 97 х Сомони |
100 |
31 |
31,0±4.6 |
|
2 |
Сомони х Норман |
100 |
39 |
39,0±4.9 |
|
3 |
Золотозоро х Зироати |
100 |
41 |
41,0±4.9 |
|
4 |
Туба х Маври |
100 |
26 |
26,0±4.4 |
|
5 |
Бобо-80 х Норман |
100 |
48 |
48,0±5.0 |
|
6 |
Сафедак ишкашимский х Чернява 13 |
20 |
- |
0,0±2.0 |
|
7 |
Блудон х Туба |
100 |
- |
0,0±0.0 |
|
8 |
Чернява13 х Норман |
100 |
32 |
32,0±4.7 |
|
9 |
Норман х Саратовская 68 |
100 |
10 |
10,0±3.0 |
|
10 |
Блудон х Омская30 |
90 |
- |
0,0±0.33 |
|
11 |
Пандаки х Золотозоро |
100 |
- |
0,0±2.0 |
|
12 |
Омская-30 х Блудон |
100 |
9 |
9,0±2.9 |
|
13 |
Саратовская-68 х Зироати |
80 |
23 |
28,7±5.0 |
|
14 |
Маври х Туба |
100 |
- |
0,0±1.0 |
|
15 |
Дарвози х Чернява 13 |
100 |
8 |
8,0±2.7 |
|
16 |
Зироати х Золотозоро |
100 |
- |
0,0±1.0 |
|
17 |
Садирас белоколосый х Норман |
100 |
- |
0,0±1.0 |
|
18 |
Шумой х Омская 30 |
100 |
18 |
18,0±3.8 |
|
19 |
Норман х Туба |
100 |
19 |
19,0±3.9 |
|
20 |
Пандаки х Туба |
100 |
5 |
5,0±2.2 |
|
21 |
Из- 80 х Норман |
100 |
52 |
52,0±4.9 |
|
22 |
Джойдори х Туба |
100 |
12 |
12,0±3.2 |
|
23 |
Истикбол х Норман |
100 |
13 |
13,0±3.4 |
|
|
|
2260 |
386 |
17,0±4.1 |
В 2019 году в Ишкашимском опорном пункте института продолжали проводить внутривидовую гибридизацию.
В гибридизацию включили следующие сорта и образцы пшеницы: местные сорта пшеницы Горного Бадахшана (таджикистан, афганистан) – Сафедак ишкашимский, Маври, Пандаки, Джойдори и Норман; селекционные сорта РФ Золотозоро, Чернява13, Омская 30, Туба, Саратовская 68; образцы CRBW-2 и CRBW-6 из университета Чэнду КНР; образцы озимой мягкой пшеницы (двуручка) №75, №144 и №105 из Севера Пакистана и сорт Норман таджикской селекции.
Гибридизацию проводили в 18 комбинациях скрещивания. Однако, как показывают данные приведённые в таблице 3 в 7 комбинациях (Норман х Чернява 13, Блудон х Омская 30, Пандаки х Саратовская68, Маври х CRBW-2, Маври х №75, Омская 30 х №144, Пандаки х Туба), где было кастрировано и опылено 753 цветков, семян вовсе не завязалось.
Таблица 3. Завязываемость гибридных семян при гибридизации местных сортов пшеницы с сортообразцами зарубежной селекции. Ишкашим, 2019.
|
|
Комбинация скрещивания |
Число кастрированных опылённых цветков, шт |
Число завязавшихся зерен, шт |
Процент завязываемости, % |
|
1 |
Сафедак ишкашимский х Золотозоро |
100 |
12 |
12.0±3.2 |
|
2 |
Норман х Чернява13 |
100 |
- |
0.0±1.0 |
|
3 |
Блудон х Омская-30 |
100 |
- |
0.0±1.0 |
|
4 |
Туба х Маври |
100 |
31 |
31.0±4.6 |
|
5 |
Пандаки х Саратовская 68 |
100 |
- |
0.0±1.0 |
|
6 |
Маври х CRBW-2 |
100 |
- |
0.0±1.0 |
|
7 |
Ленинградская-67 х CRBW-6 |
100 |
18 |
18.0 ±3.8 |
|
8 |
Золотозоро х Норман |
110 |
5 |
4.5±2.1 |
|
9 |
Чернява х Сафедак ишкашимский |
100 |
51 |
51.0±4.9 |
|
10 |
Маври х №75 |
110 |
- |
0.0±0.95 |
|
11 |
Омская-30 х №144 |
117 |
- |
0.0±0.90 |
|
12 |
Саратовская-68 х Норман |
100 |
44 |
44.0±5.0 |
|
13 |
Пандаки х Туба |
126 |
- |
0.0±0.89 |
|
14 |
Норман х Сафедак ишкашимский |
100 |
16 |
16.0±3.7 |
|
15 |
Золотозоро х Маври |
100 |
42 |
42.0±4.9 |
|
16 |
№105 х Сафедак ишкашимский |
136 |
13 |
9.5±2.9 |
|
17 |
Туба х Сафедак ишкашимский |
96 |
14 |
14.6±3.5 |
|
18 |
Джойдори х Норман |
100 |
6 |
6,0±2.4 |
|
|
Всего |
1895 |
252 |
22.1±4.6 |
В остальных 11 комбинациях было кастрировано и опылено 1142 цветков и завязываемость семян колебалась в пределах 4.5-44.0 %. В названных комбинациях получено всего 252 гибридных семян. Завязываемость семян в данных комбинациях в среднем составляла 22.1%. Наибольший процент завязываемости отмечен в комбинациях – Туба х Маври (31%), Чернява х Сафедака ишкашимского, (51%) Саратовской 68 х Нормана (44%) Золотозоро х Маври (42%). В комбинациях сортов Сафедак ишкашимский х Золотозоро (12%), Ленинградская 97 х CRBW-6 (18%), Норман х Сафедак ишкашимский (16 %) и Туба х Сафедак ишкашимский (14.6%) завязываемость колебалась в пределах 12,0-18,0 %. Очень низкая завязываемость (от 4.5 до 9.5 %) наблюдалась в комбинациях: Золотозоро х Норман, №105 х Сафедак ишкашимский и Джойдори х Норман.
Низкая завязываемость и не завязываемость гибридных семян связаны по-видимому с низкой относительной влажностью воздуха в Ишкашимском опорном пункте в период гибридизации генотипов и сортообразцов пшеницы и возможно опыта работы сотрудников [2].
В 2020 г проводили гибридизацию также между местными сортами таджикского и афганского Бадахшана с селекционными сортами мягкой пшеницы, полученных из коллекции ВИР Российской Федерации.
Гибридизацию проводили в 19 комбинациях скрещивания (табл. 4.). Данные таблицы показывают, что в двух - комбинациях Блудон х Норман, Пандаки х Золотозоро, где кастрировано и опылено 200 цветков, гибридных семян не завязалось.
В остальных 17 комбинациях кастрировано и опылено 1648 цветков и получено 445 гибридных зерен. Завязываемость семян в этих комбинациях в среднем составляла 27,0 %. В различных комбинациях скрещивания завязываемость семян колебалась от 3,0 до 80,4 %.
Наибольший процент завязываемости (42,0-80,4) отмечена в комбинациях скрещивания Норман х Зироати, Ленинградская 97 х Норман, Золотозоро х Зироати, Омская 30 х Норман, Саратовская 68 х Сафедак ишкашимский, Норман х Туба, Туба х Джойдори и Джойдори х Санта-Каталина. В комбинациях скрещивания Сафедак ишкашимский х Золотозоро, Зироати х Норман, Чернява 13 х Блудон, завязываемость семян колебалась в пределах 12.0-23.0 %. В комбинациях Маври х Норман, Пандаки х Норман, Санта-Каталина х Зироати, Джойдори х Норман, Чернява 13 х Маври, Блудон х Санта-Каталина завязываемость семян была ниже 10 % и колебалась в пределах 3,0-9,0 %.
Таблица 4. Завязываемость гибридных семян при скрещивании местных сортов мягкой пшеницы с сортообразцами зарубежной селекции. Ишкашим, 2020
|
|
Комбинации скрещивания |
Число кастрировано- опылённых цветков, шт. |
Число завязавшихся семян, шт. |
% завязываемости |
|
1 |
Сафедак ишкашимский х Золотозоро |
100 |
12 |
12,0±3,2 |
|
2 |
Норман х Зироати |
88 |
37 |
42,0±5,3 |
|
3 |
Блудон х Норман |
100 |
- |
0,0±1,0 |
|
4 |
Пандаки х Золотозоро |
100 |
- |
0,0±1,0 |
|
5 |
Ленинградская 97 х Норман |
92 |
47 |
51,1±5,2 |
|
6 |
Зироати х Норман |
100 |
20 |
20,0±4,0 |
|
7 |
Чернява-13 х Блудон |
100 |
23 |
23,0±4,2 |
|
8 |
Золотозоро х Зироати |
100 |
42 |
42,0±4,9 |
|
9 |
Маври х Норман |
90 |
4 |
4,4±2,2 |
|
10 |
Пандаки х Норман |
100 |
9 |
9,0±2,9 |
|
11 |
Омская 30 х Норман |
100 |
30 |
30,0±4,6 |
|
12 |
Санта-Каталина х Зироати |
100 |
3 |
3,0±1,7 |
|
13 |
Джойдори х Норман |
90 |
5 |
5,5±2,4 |
|
14 |
Чернява-13 х Маври |
100 |
5 |
5,0±2,2 |
|
15 |
Саратовская 68 х Сафедак ишкашимский |
96 |
47 |
48,9±5,1 |
|
16 |
Норман х Туба |
100 |
50 |
50,0±5,0 |
|
17 |
Туба х Джойдори |
92 |
74 |
80,4±4,1 |
|
18 |
Блудон х Санта-Каталина |
100 |
4 |
4,0±1,9 |
|
19 |
Джойдори х Санта-Каталина |
100 |
33 |
33,0±4,7 |
|
|
|
1848 |
445 |
27,0±3,1 |
Наиболее высокий процент завязываемости гибридных семян (от 30.0 % до 50.0 %) в 2017-2020 гг. отмечен в следующих 9 комбинациях скрещивания: Сафедак ишкашимский х Норман (2017 г.) Туба х Норман (2017 г.), Сомони х Норман (2018 г.) Бобо-80 х Норман (2018 г.), Чернява 13 х Норман (2018 г.), Из-80 х Норман (2018 г.) Саратовская 68 х Норман) (2019 г.), Ленинградская 97 х Норман (2020 г.), Омская 30 х Норман (2020 г.), где в качестве отцовской формы использован сорт пшеницы таджикской селекции Норман и в комбинациях (Норман х Сафедак ишкашимский (2017 г.), Норман х Зироати (2020 г.), Норман х Туба (2020 г.). равным 38.0-50.0 %, где в качестве материнского родителя использован также сорт Норман. Высокая завязываемость гибридных зерен 9 прямых комбинациях скрещивания, где в качестве отцовского формы использован сорт пшеницы Норман и в трех возвратных скрещиваниях, где в качестве материнского родителя использован также сорт Норман по-видимому связано с высокой фертильности пыльцы и пестика названного сорта пшеницы.
Относительно высокий процент завязываемости гибридных зерен (41.4 – 42.0 %) также наблюдался в комбинациях скрещивания сортов пшеницы Золотозоро х Зироати (2018-2020 гг.) и Золотозоро х Маври (2019 г.),
Более высокие проценты завязывания семян (31.0-80.4 %) отмечены также в отдельных комбинациях скрещивания между сортами пшеницы Ленинградская 97 х Сомони (2018 г.), Туба х Маври (2019 г.) Саратовская 68 х Сафедак ишкашимский 2020 г.) и Джойдори х Санта-Каталина (2020 г.).
Таким образом низкая завязываемость гибридных семян при внутривидовой гибридизации в целом по схемам скрещивания в 2017-2020 гг. соответственно по годам скрещивания (14,1, 17,0, 22,1 и 27,0 %) в Ваханской долине ГБАО, по-видимому, в основном завысить от низкой относительной влажности воздуха в период гибридизации, которая приходится на первую и вторую декаду июля месяца, когда она опускается в Ваханской долине ниже 50 %. В таких условиях пыльца быстро высыхает и мало способна прорастать на рыльце пестика. Низкая завязываемость и отсутствие завязываемости семян в (25,3 %) комбинациях скрещивания возможно завысить и от опыта работы сотрудников, и от несовместимости генотипов исходных родительских форм.