Аннотация. Цель работы – определение эффективности методов ранней диагностики на устойчивость к ионам алюминия. Изучено 15 гибридных популяций F2–F4 яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.), созданных с участием сортов Алтайская 530, Баганская 95, Тюменская 26, Карабалыкская 98, Горноуральская, Лютесценс 30, Серебристая, Jasna. Методы. Въоде исследования были использованы следующие методы: лабораторная оценка на устойчивость к ионам алюминия в фазу проростков; полевые испытания в двух пунктах, различающаяся по уровню рН и содержанию подвижных ионов алюминия (фон 1: рН = 4,3; Al3+ = 5,4 мг/кг почвы; фон 2: рН = 3,8; Al3+ = 211,0 мг/кг почвы); статистическая обработка результатов. Результаты. По индексу длины корней не установлено достоверных различий между генотипами, большинство изучаемых образцов характеризовались как высокоустойчивые (ИДК = 80…100 %). Высокой генотипической обусловленностью характеризовались следующие показатели: длина зародышевых корней, сухой вес проростков и соотношение масс корней и ростков (root to shoot ratio – RSR). Полевую устойчивость оценивали по процентному снижению признаков. Наибольшая реакция на условия жесткого эдафического стресса отмечена по урожайности (7,1–16,9 % от нормы в зависимости от комбинации), наименьшая – по содержанию каротиноидов (78,0–111,0 %) и массе 1000 зерен (67,7–89,3 %). Не обнаружено значимых корреляций между ИДК, длиной зародышевых корней и полевой устойчивостью. Выявлена тенденция усиления корреляций до средних положительных либо достоверных значений между лабораторными характеристиками (длина зародышевых корней, масса проростков) и полевыми параметрами (размеры флаговых листьев, содержание хлорофиллов, элементы продуктивности колоса, урожайность) при переходе от фона 1 к фону 2. Способность к перераспределению биомассы в пользу надземной части растений в фазу проростков (индекс RSR) оказывала значимое положительное влияние на элементы продуктивности на обоих фонах. Научная новизна. Выявлены и рекомендованы для отбора на устойчивость к ионам алюминия морфофизиологические характеристики проростков: длина корня, сухая масса проростка, индекс RSR.
яровая пшеница, гибридные популяции, проростки, устойчивость к алюминию, элементы продуктивности, урожайность
1. Курина А. Б., Косарева И. А., Артемьева А. М. Генетическое разнообразие raphanus sativus l. коллекции вир по алюмоустойчивости // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. Т. 24. № 6. С. 613-624. DOI: https://doi.org/10.18699/VJ20.655; EDN: https://elibrary.ru/IIKHNC
2. Митрофанова Е. М. Кислотоустойчивые сорта полевых культур. Эффективность применения в Предуралье. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. 96 с. EDN: https://elibrary.ru/UIAULZ
3. Жученко А. А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. В трех томах. Москва: Агрорус, 2009. Том II. 1104 с.
4. Марченкова Л. А., Давыдова Н. В., Павлова О. В., Чавдарь Р. Ф., Орлова Т. Г. Оценка селекционного материала яровой мягкой пшеницы на устойчивость к искусственно создаваемым стрессовым ситуациям // Вестник аграрной науки. 2021. № 1 (88). С. 26-32. DOI: https://doi.org/10.17238/issn2587-666X.2021.1.26; EDN: https://elibrary.ru/OZQTFB
5. Ступко В. Ю., Зобова Н. В., Сидоров А. В., Гаевский Н. А. Перспективные способы оценки яровой мягкой пшеницы на чувствительность к эдафическим стрессам // Достижения науки и техники АПК. 2019. Т. 33. № 10. С. 45-50. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-11010; EDN: https://elibrary.ru/OOEUCU
6. Лисицын Е. М. Физиологические параметры корневых систем в селекции зерновых культур на абиотическую устойчивость // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2018. № 3 (15). С. 37-45. DOI: https://doi.org/10.30914/2411-9687-2018-4-3-37-44; EDN: https://elibrary.ru/YLBJKP
7. Кононенко Н. В., Чабан И. А., Смирнова Е. А., Широких И. Г., Шуплецова О. Н., Баранова Е. Н. Тестирование устойчивости разных форм ячменя (Hordeum vulgare L.) к токсическому действию алюминия // Теоретическая и прикладная экология. 2019. № 2. С. 121-130. DOI: https://doi.org/10.25750/1995-4301-2019-2-121-130; EDN: https://elibrary.ru/LGPVFJ
8. Mota L. H. S., Scalon S. P. Q, Dresch D. M., Scalon L. Q., Silva C. J. Gas exchange and antioxidant activity accessions of Jatrophacurcas L. under aluminium (Al) stress // Australian Journal of Crop Science. 2020. No. 14 (03). Pp. 510-516.
9. Яковлева О. В. Фитотоксичность ионов алюминия // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2018. Т. 179. № 3. С. 315-331. DOI: https://doi.org/10.30901/2227-8834-2018-3-315-331; EDN: https://elibrary.ru/VRVUCP
10. Надежкина Е. В., Тушавина О. В., Вихрева В. А. Изучение действия свинца, кадмия и селена на ранних этапах онтогенеза яровой пшеницы // Агрохимический вестник. 2018. № 5. С. 43-48. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2516-2018-10044; EDN: https://elibrary.ru/YJBFFJ
11. Шапошников А. И., Моргунов А. И., Акин Б., Макарова Н. М., Белимов А. А., Тихонович И. А. Сравнительные характеристики корневых систем и корневой экссудации у синтетического, примитивного и современного сортов пшеницы // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 1. С. 68-78. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.1.68rus; EDN: https://elibrary.ru/VPWCKT
12. Лисицын Е. М. Методика лабораторной оценки алюмоустойчивости зерновых культур // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2003. № 3. С. 5-7. EDN: https://elibrary.ru/PEODUX
13. Шаманин В. П., Потоцкая И. В., Шепелев С. С., Пожерукова В. Е., Моргунов А. И. Морфометрические параметры корневой системы и продуктивность растений у синтетических линий яровой мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири в связи с засухоустойчивостью // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 3. С. 587-597. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.3.587rus; EDN: https://elibrary.ru/XUBBYT
14. Коробко В. В., Миронова А.Р. Особенности развития корневой системы проростков яровой мягкой пшеницы // Бюллетень Ботанического сада СГУ. 2015. № 13. С. 192-197. EDN: https://elibrary.ru/TZVXPL
15. Кононенко Н. В., Диловарова Т. А., Канавский Р. В., Лебедев С. В., Баранова Е. Н., Федореева Л. И. Оценка морфологических и биохимических параметров устойчивости различных генотипов пшеницы к хлоридному засолению // Вестник РУДН. Серия: Агрономия и животноводство. 2019. Т. 14. № 1. С. 18-39. DOI: https://doi.org/10.22363/2312-797X-2019-14-1-18-39; EDN: https://elibrary.ru/BABIAD
16. Амунова О. С., Волкова Л. В., Тиунова Л. Н. Наследование алюмоустойчивости мягкой яровой пшеницы в ювенильный период развития // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2019. № 6 (176). С. 10-16. EDN: https://elibrary.ru/KZQDEE
17. Кильчевский А. В., Хотылева Л. В. Экологическая селекция растений. Минск: Тэхналогiя, 1997. 372 с. EDN: https://elibrary.ru/FFLTCU
18. Osmolovskaya N. G., Dung V. V., Kuchaeva L. The role of organic acids in heavy metal tolerance in plants // Biological Communications. 2018. Vol. 63. No. 1. Pp. 9-16. DOI: https://doi.org/10.21638/spbu03.2018.103; EDN: https://elibrary.ru/XSCPZJ
19. Образцов А. С. Потенциальная продуктивность культурных растений. Москва: ФГНУ «Роинформагротех», 2001. 504 с.
20. Шевлягина О. Ф., Коробко В. В. Особенности реализации донорно-акцепторных отношений при нарушении целостности зародышевой корневой системы проростка Triticum aestivum L. // Известия Саратовского университетата. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2020. Т. 20. № 2. С. 219-225. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-2-219-225; EDN: https://elibrary.ru/LLIHAJ
21. Akman H. Cereals have greater root and shoot biomass and less root: shoot ratio than forage legumes // International Journal of Ecosystems and Ecology Science. 2018. Vol. 8. No. 1. Pp. 177-182.
22. Gupta N., Gaurav S., Kumar A.. Molecular Basis of Aluminium Toxicity in Plants: A Review // American Journal of Plant Sciences. 2013. Vol. 4. No. 12. Pp. 21-37.
23. Szabo-Nagy A., Gyimes E., Veha A. Aluminium toxicity in winter wheat. Acta Univ. Sapientiae // Alimentaria. 2015. Vol. 8. Рp. 95-103.
24. Жученко А. А. Мобилизация генетических ресурсов цветковых растений на основе их идентификации и систематизации. Москва, 2012. 584 с. EDN: https://elibrary.ru/QKUSSR
25. Bojorquez-Quintal E., Escalante C., Martínez-Estevez M. Aluminum, a Friend or Foe of Higher Plants in Acid Soils // Frontiers in Plant Science. 2017. Vol. 8. Pp. 1-18. DOI:https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01767.
