Эта работа опубликована в сборнике научных трудов по материалам Первой Международной Телеконференции «Фундаментальные медико-биологические науки и практическое здравоохранение» (январь-февраль 2010 год), под редакцией проф., д.б.н. Ильинских Н.Н.

Посмотреть титульный лист сборника

Скачать информацию о сборнике (в архиве: обложка, тит. лист, оглавление, список авторов) 

Полное название

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦЕННЫХ ХЕМОМУТАНТНЫХ ПРИЗНАКОВ КОЛЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЭТИХ ПРИЗНАКОВ

Эйгес Н.С., Вайсфельд Л.И., Волченко Г.А., Волченко С.Г.

Учреждение Российской академии наук Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН (г. Москва)

Часть 2. Первая часть работы - ЗДЕСЬ 

 Наши многолетние наблюдения, проведенные за 11–14 лет в хозяйствах над мутантными сортами на площадях до 300га и анализ данных Госсортоучастков за 3—5 лет, где соответствующие площади составляют 10м² в 4-кратной повторности, показывают, что данные сортоучастков чаще расходятся с данными производства и что последние необходимо учитывать при проведении Госсортоиспытаний. Мы считаем, что многолетние производственные испытания лучше выявляют адаптивные свойства сортов, которые определяют стабильные по годам урожаи и стабильное превышение по урожаям над стандартными сортами. На Госсортоучастках подобные данные в значительной мере размыты по причине небольших площадей, лучших условий выращивания и недостаточного количества времени при испытаниях. Все это вместе является причиной того, что данные только Госсортоучастков не всегда объективны и результаты производства необходимы в виде дополнения к исследованиям на Госсортоучастках. Основное же внимание при включении в Госреестр желательно уделять данным производства минимум за 3 года, а лучше за 5 лет.

Сорт Имени Рапопорта был включен в Госреестр в 1995 году после крайне неблагоприятного осенне-зимне-весеннего периода 1993/94 года (см. табл. 2), когда в хозяйствах Ногинского района другие сорта иной селекции перезимовали плохо или не перезимовали. Сорт Имени Рапопорта пережил этот период и имел густой стеблестой (рис.2) на низком агрофоне без гербицида и весенней подкормки. При этом сорт сформировал урожай 46,7ц/га в условиях хозяйства (хозяйство Кудиново Ногинского района Московской области, табл. 8).

Примечание:. Особенности климата и технологии выращивания обозначены в табл. 2 и 3. В указанные годы представленные в таблице хозяйства не выращивали стандартные сорта.

Именно высокие адаптивные свойства сорта Имени Рапопорта побудили тогда Министерство сельского хозяйства Московской области и Госкомиссию включить в 1995 году сорт в Госреестр селекционных достижений. В последующие неблагоприятные годы сорт также проявлял высокие адаптивные свойства, что немаловажно при учете условий, когда в среднем каждый второй год неблагоприятен, а каждый третий год крайне неблагоприятен. В 1995 году данные производства были Госсортсетью приняты к сведению. Но это было в 90-е годы 20-го века. С тех пор состав Госкомиссии сильно изменился. Далее Госкомиссия перестала учитывать данные производства и качества. Мы надеемся, что в настоящее время (начало 21-го века) после той критики, которой подверглась Госкомиссия, снова будет учитывать данные производства и качества.

В 80-е-90-е годы в Ногинском и Егорьевском районах сорт Имени Рапопорта занимал значительные площади – до 300га и более в каждом хозяйстве (табл. 8).

Раменский мелькомбинат Московской области, куда везли зерно пшеницы из многих областей страны, в эти годы принимал зерно сорта Имени Рапопорта, выращиваемого в хозяйствах Кудиново и Починковское, как продовольственное по 1000 тонн и более. Сорт занимал на мелькомбинате одно из первых мест по хлебопекарному качеству, и хозяйства получали за высокое качество денежную надбавку. По хлебопекарным свойствам сорт Имени Рапопорта превосходил сорта Мироновская 808, Заря, Инна.

Сорт Имени Рапопорта был получен с помощью ЭИ на основе мутанта, скрещенного с пластичным сортом Мироновская 808, но уступающим по адаптивным свойствам сорту Имени Рапопорта. Мутант здесь выступил в виде донора признаков устойчивости к мучнистой росе, твердой головне, корневым гнилям, высокой адаптивности, высокого хлебопекарного качества. Сорт Имени Рапопорта помимо высоких адаптивных свойств и высокого хлебопекарного качества устойчив к корневым гнилям (см. табл. 7 и 8), толерантен к снежной плесени, обладает возрастной устойчивостью к мучнистой росе, менее восприимчив к твердой головне по сравнению с сортом Мироновская 808 (см. табл. 7).

Сорт Имени Рапопорта обладает высокой зимостойкостью и засухоустойчивостью. Он выращивался в хозяйствах Ногинского, Можайского, Егорьевского, Павлово-Посадского, Подольского, Луховицкого районов Московской области, в Белоруссии (Брестская область) в 1987—2002гг. Благодаря высоким адаптивным свойствам и устойчивости к фитопатогенам сорт формировал стабильные урожаи по годам (см. табл. 7 и 8) на низких агрофонах, превышая урожаи стандартных сортов Мироновская 808, Московская 39 и Инна на 2,1—17ц/га в хозяйствах Ногинского района (см. табл. 7).

Превышение по урожаю зерна над сортом Мироновская 808 в среднем за 5 лет (1987-1991) в хозяйстве Кудиново Ногинского района составило 11,7ц/га, а в среднем по всем хозяйствам разных районов Московской области за 8 лет 10,8ц/га (см. табл. 7). Площади под сортом Имени Рапопорта составляли в разных хозяйствах Ногинского района до 300га, в Егорьевском районе – до 217га.

В учхозе Михайловское и на Опытном поле МСХА Подольского района в среднем за 5 лет (1998-2002гг) наблюдается значительное превышение по урожаю зерна у сорта Имени Рапопорта над стандартными сортами Инна и Московская 39, особенно над сортом Инна (табл. 9).

  Примечание:  См. примечание к табл. 4

Сорт Имени Рапопорта достойно перенес неблагоприятные условия ряда лет и превысил по урожаю зерна сорт Инна на 22,6ц/га, сорт Московская 39 – на 12,5ц/га (см. табл. 9).

Сорта Московская 39 и Инна интенсивного типа. Для них, как и для многих сортов интенсивного типа, созданных вне метода химического мутагенеза, не характерны высокие адаптивные свойства. В неблагоприятные годы 1998, 1999, 2001 эти сорта сильно уступали по урожаю хемомутантным сортам мутационной селекции вплоть до массовой гибели (см. табл. 9). В относительно благоприятные годы 2000 и 2002 сорта Инна и Московская 39 несколько превышали по урожаю сорта Имени Рапопорта и Белая (см. табл. 4 и 9). Однако опытный агроном всегда учитывает средний урожай сортов за несколько лет и отдает предпочтение сортам, которые проявляют стабильно достаточно высокие урожаи без их «обвала» в неблагоприятные годы, которые ужесточаются и частота которых в Центральном регионе возрастает. Центральный регион становится зоной рискованного земледелия. Особенно ценна выносливость сорта Имени Рапопорта по отношению к условиям наиболее неблагоприятных лет его выращивания 1994—1996, 1998, 1999, 2001, 2002/2003.

Условия 1994 года были охарактеризованы выше в отношении к ним сорта Белая (см. табл. 2-4). Сорт Имени Рапопорта в том же хозяйстве Кудиново Ногинского района также перенес весь комплекс неблагоприятных условий и сформировал при перезимовке 95% и густом стеблестое (рис. 2) без гербицида урожай 46,7ц/га, еще более высокий, чем у сорта Белая. Урожай сорта Белая составил 40,1ц/га (ср. табл. 3 и табл. 8). В то же время около 30% площадей под озимой пшеницей в Московской области, занятых другими сортами иной селекции, было запахано из-за плохой перезимовки.

В 1997/1998 году сложились условия, несколько сходные с условиями 1993/1994 года: неблагоприятная осень 1997 года с низкими минусовыми температурами без снега и весны 1998 года, когда снег дважды выпадал после схода на вегетирующие растения и долго не сходил. Все это создало провокационные условия для вымерзания, вымокания, выпревания, развития снежной плесени. В учхозе «Михайловское» Подольского района сорт Имени Рапопорта в этой ситуации перезимовал хорошо — на 90—95% (рис. 3, слева). Урожай его составил 46,7ц/га (табл. 8 и 9). Рядом расположенный сорт Инна фактически не перезимовал, его гибель составила 90-95% (см. рис. 3, справа и табл. 9), т. е. наблюдается диаметрально противоположная картина перезимовке сорта Имени Рапопорта. Весной Сорт Имени Рапопорта отрос хорошо (рис. 4а) Весеннее отрастание у сорта Инна почти отсутствовало (рис. 4б). Сорт Инна фактически урожая не дал (см. табл. 9). Аналогичная ситуация наблюдалась в хозяйстве Григорьевское Луховицкого района в том же 1998 году, когда площадь под сортом Имени Рапопорта составляла 400га.

В 1999 году в хозяйстве Григорьевское сорт Имени Рапопорта занимал площадь 700га. Крайне неблагоприятные условия 1999 года (см. табл. 9) состояли в низких минусовых температурах осенью 1998 года без снега, которые достигали —25ºС, и в сильном паводке весной 1999 года. Данные неблагоприятные условия провоцировали вымерзание и вымокание. При этом в учхозе Михайловское сорт Имени Рапопорта на низком агрофоне сформировал урожай свыше 30ц/га (см. табл. 9), в то время как рядом расположенный сорт Инна не перенес экстремальных условий осени 1998 года и весны 1999 года и фактически выпал (см. табл. 4 и 9). Высокая устойчивость сорта Имени Рапопота к жесткой засухе 1999 года и жаростойкость особенно ярко проявились при засушливом и очень жарком лете 1992, 1999, 2001 гг. В 1992 году на Волоколамском сортоучастке урожай сорта Имени Рапопорта составил 60ц/га и превысил стандартный сорта Заря на 10ц/га. На низком агрофоне песчаных почв, которые особенно страдают от засух, в 1992 году в Белоруссии (Брестская область, хозяйство Ивацевичи) сорт Имени Рапопорта был единственным, который выжил и урожай его составил около 30ц/га.

В учхозе Михайловское Подольского района средний урожай зерна сорта в крайне неблагоприятном 2001 году составил на разных полях в среднем около 40ц/га, т. е. практически сорт не пострадал от эпифитотии снежной плесени, так как хорошо отрос, и жесткой весенне-летней засухи. Урожай сорта Московская 39, сильно пострадавшего от неблагоприятных условий составил в среднем на разных полях около 8ц/га, т. е. ниже по сравнению с сортом Имени Рапопорта на 32ц/га. Обозначенные в табл. 9 цифры по сорту Московская 39 – 20ц/га соответствуют участку на Опытном поле МСХА и сильно отличаются от данных производства (8ц/га). Это лишний раз подчеркивают разницу в урожаях на опытных участках, в частности на Госсортоучастках, и в хозяйствах. Особенно ценно, что ряд мутантных образцов и сортов, созданных методом химического мутагенеза, часто чувствует себя даже лучше в условиях производства (ср. табл. 2, 3, 7 и 8) по сравнению с опытными участками. Сорта же, созданные вне метода химического мутагенеза, по нашим многолетним наблюдениям, напротив часто чувствуют себя в производстве хуже, чем на опытных полях и Госсортоучастках. Это особенно относится к сортам интенсивного типа, созданным с использованием только традиционных методов селекции.

Начиная с 2002 года, сорт Имени Рапопорта выращивается в Дмитровском районе Московской области. Под урожай 2003 года площадь под этим сортом в хозяйстве Рогачёво составила 50га. Вегетационный период предыдущего 2002 года был необычайно засушливым вплоть до глубокой осени. Семена высевали под урожай 2003 года в совершенно сухую почву. Всходы получили поздно — в конце октября. Фактически растения не успели пройти период закалки. В это время начались низкие отрицательные температуры при отсутствии снега. Создались провокационные условия для вымерзания растений еще с осени 2002 года. Весной 2003 года повторились неблагоприятные условия осени 2002 года — низкие отрицательные температуры после схода снега, весенняя засуха и провокационные условия для продолжения выпадения растений от весенних морозов и весенней засухи. Благодаря высоким адаптивным свойствам, в частности высокой регенерационной способности, сорт выжил и его урожай составил 40,0ц/га. В то же время в ряде хозяйств сорта иной, не мутационной, селекции пострадали и площади под ними были частично запаханы весной 2003 года. В крайне неблагоприятном 2003 году адаптивные свойства сорта Имени Рапопорта в Дмитровском районе (хозяйство Рогачёво) проявились главным образом в высокой регенерационной способности и в способности к отрастанию после повреждений, связанных с неблагоприятными условиями перезимовки. В апреле 2003 года растения сорта выглядели погибшими, были черными, поле также было черным, и ничто в нем не зеленело. Однако через месяц в мае поле уже было не узнать. Растения сорта Имени Рапопорта отрасли за счет оставшихся живыми точек роста и высокой регенерационной способности. Урожай, как отмечалось выше, составил 40ц/га. В связи с такой способностью сорта к отрастанию мы всегда настаивали, чтобы в подобной ситуации хозяйства не спешили запахивать сорт весной, так как он хорошо отрастает, формирует достаточно высокие урожаи.

В 2004 году (относительно благоприятном) урожай сорта Имени Рапопорта в хозяйстве Рогачёво составил 45,0ц/га на площади 130га, в 2005 году – 38,0ц/га на площади 120га. Под урожай 2005 года сорт Имени Рапопорта был внедрен, в частности по инициативе хозяйства Рогачёво, во всех хозяйствах Дмитровского района на общей площади более 1500га. Под урожай 2006 года сорт распространен еще на Владимирскую, Курскую, Тверскую области и в Башкортостан. Общая площадь составляла более 3000га. В последующие годы урожаи стойко держались на этих значениях – 40-45ц/га, а в 2009 году урожай составил более 50ц/га. В эти годы хозяйство Рогачёво сдавало зерно на Раменский мелькомбинат и оно всегда принималось как продовольственное.

В 2008 году, очень дождливом, когда условия не способствовали формированию качества, мелькомбинат принимал даже мокрое зерно сорта Имени Рапопорта как продовольственное. Содержание сырой клейковины в зерне при неблагоприятных условиях для формирования качества было ниже по сравнению с годами 1989 и 2001 (см. табл. 5 и 6), благоприятными для формирования высоких хлебопекарных свойств, и составило в 2008 году 23%. Однако зерно было принято мелькомбинатом как продовольственное, учитывая комплекс всех остальных параметров, ответственных за продовольственное качество. Сорт Московская 39, который, как отмечалось выше, был отнесен Госсортосетью к сильным пшеницам, в 2008 году оказался фуражной пшеницей. В частности, содержание сырой клейковины у этого сорта составило тогда только 17%. Таким образом, подтвердилось наше представление о том, что хлебопекарные свойства сорта Имени Рапопорта меньше зависят от внешних условий по сравнению с сортом Московская 39 и более определяются генотипом, что особенно ценно и представляет собой новизну.

С помощью ЭИ был получен признак, который крайне трудно получить вне метода химического мутагенеза. На обоих сортах – представителях как фуражного направления – сорт Белая, так и продовольственного — сорт Имени Рапопорта возникла устойчивость к корневым гнилям, которая проявляется в течение всех лет испытаний, начиная с 1988 года (см. табл. 2, 3, 7 и 8). Особенно выделяется 1988 год — год эпифитотии корневых гнилей, когда сорт Мироновская 808 был настолько поражен, что семян не дал. На этом фоне сорта Белая, Имени Рапопорта (см. табл. 2 и 7) выжили и сформировали урожай около 17ц/га, Выжил также сорт Беседа, будучи устойчив к корневым гнилям. С тех пор после жесткого естественного отбора на фоне эпифитотии корневых гнилей эти сорта из года в год проявляют устойчивость к этому фитопатогену. Поражаемость снежной плесенью у сорта Имени Рапопорта была значительно ниже по сравнению со стандартными сортами.

В заключение нужно сказать, что в условиях климата, меняющегося в неблагоприятную сторону как в отношении выращивания, так и в отношении качества озимой пшеницы, и ухудшения технологии выращивания, сорта фуражного и продовольственного назначений, созданные в данном исследовании методом химического мутагенеза, отличаются высокой выносливостью, нетребовательностью к агрофону, гербициду и пестициду. При этом они сохраняют высокое качество. В результате всего сказанного мутантные сорта интенсивного типа чаще выигрывают перед сортами интенсивного типа, полученными вне метода химического мутагенеза. Это происходит потому, что последние, как правило, не совмещают в одной форме высокие адаптивные свойства с комплексом свойств, характерных для сортов интенсивного типа (из которых главным является нетребовательность к агрофону, погодным условиям, сельскохозяйственным ядохимикатам).

Список литературы:

1.    Эйгес Н.С. Коллекция хемомутантов озимой пшеницы // Природа, 1997. № 1. С. 26—35.

2.    Эйгес Н.С., Вайсфельд Л. И., Волченко Г. А. Применение метода химического мутагенеза на сорте озимой пшеницы ППГ 186. Ботанические сады как центры сохранения биоразнообразия и рационального использования растительных ресурсов // М.: РАН, Совет ботанических садов России, ГБС РАН. 2005. С. 558—560.

3.    Рапопорт И.А. Карбонильные соединения и химический механизм мутаций // Докл. АН СССР. 1946. Т. 54. № 1. С. 65—68.

4.    Рапопорт И.А. Наследственные изменения, происходящие под влиянием диэтилсульфата и диметилсульфата // Докл. ВАСХНИЛ. 1947. Вып. 10. С. 12—15.

5.    Рапопорт И.А. Преодоление универсального традиционного барьера с мутациями X-хромосомы выше 100% // Докл. АН СССР. 1963. Т. 148. №3. С. 396—399.

6.    Рапопорт И.А. Особенности и механизм действия супермутагенов // Супермутагены (ред. И.А. Рапопорт). М.: Наука. 1966. С. 9—23.

7.    Дедуль Ф.П., Хуцишвили Г.А., Зос Н.Н. Генетический эффект N-нитрозосодержащих мутагенов на пшенице // Применение химических мутагенов в сельском хозяйстве и медицине (ред. И.А. Рапопорт). М.: Наука. 1973. С. 162—166.

8.    Сальникова Т.В., Зос Н.Н. Типы доминантных мутаций, вызванных химическими мутагенами // Супермутагены (ред. И. А. Рапопорт). М.: Наука. 1966. С. 121—129.

9.    Хуцишвили Г.А. Новый районированный сорт озимой пшеницы Деда // Химический мутагенез и создание сортов с новыми свойствами (ред. И. А. Рапопорт). М.: Наука. 1986. С. 66—67.

10.              Эйгес Н.С., Вайсфельд Л.И., Волченко Г.А. Специфичность химического мутагенеза на озимой пшенице и создание мутантов с множественными мутациями, определяющими наиболее важные признаки // Генетика, 1994. Т. 30. Приложение. С. 187.

11.              Эйгес Н.С. Некоторые специфические особенности метода химического мутагенеза // Материалы Международного симпозиума по селекции и семеноводству. М.: РАСХН, РАН, МНТ РФ, ВНИИССОК. 1999. С. 395—399.

12.              Эйгес Н.С., Вайсфельд Л.И., Волченко Г.А., Насыбулина А.А. Один из аспектов специфичности химического мутагенеза // Материалы Международного симпозиума по селекции и семеноводству. М.: РАСХН, РАН, МНТ РФ, ВНИИССОК. 1999. С. 400—404.

13.              Эйгес Н.С., Мартынюк В.В. Жизнеспособность, константность и фертильность мутантов озимой пшеницы, полученных при действии этиленимина // Химический мутагенез и создание селекционного материала (ред. И.А. Рапопорт). М.: Наука. 1972. С. 220—230.

14.              Эйгес Н.С. Изучение мейоза у мутантов озимой пшеницы, полученных при действии этиленимина // Химический мутагенез и создание селекционного материала (ред. И.А. Рапопорт). М.: Наука. 1972. С. 230—243.

Подрисуночные подписи
Рис 1. Перезимовка озимой пшеницы в 1999 году. Опытное поле МСХА Подольского район Московской области. Деревня Голохвастово. Рис. 1а. Сорт Московская 39: вымокание, выпады, 70-75% перезимовавших растений

 

Рис. 1б. Сорт Белая: 90—95% перезимовавших растений без вымокания

 

 

Рис. 2. Перезимовка сорта Имени Рапопорта в 1994 году: 95% перезимовавших растений. Густой стеблестой без выпадов. Хозяйство Кудиново Ногинского района Московской области. Деревня Вишняково

 

 

Рис. 3. Перезимовка озимой пшеницы Сорта Имени Рапопорта в 1998 году. Учхоз Михайловское Подольского района Московской области. Отделение Красная Пахра. Слева – отличная перезимовка сорта Имени Рапопорта: 90—95% перезимовавших растений. Справа (через просев) — массовая гибель растений сорта Инна: 5—10% перезимовавших растений

 

 

Рис. 4. Отрастание растений озимой пшеницы в начале мая 1998 года. 4а. Хорошее отрастание растений сорта Имени Рапопорта: 5 мая и 11 мая;

 

 

 

 

Читайте также:

РОЛЬ МЕТОДА ХИМИЧЕСКОГО МУТАГЕНЕЗА В ПОЛУЧЕНИИ ВЫСОКОГО ХЛЕБОПЕКАРНОГО КАЧЕСТВА У ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

ДИНАМИКА МИКРФЛОРЫ В ПОЧВЕ В ЗЕРНО-ПРОПАШНОМ СЕВООБОРОТЕ 

ЭРОЗИЯ ПОЧВ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО БОРЬБЕ С НЕЙ В ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЕ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ