Обобщены результаты многолетних исследований по симбиогенетике и селекции зернобобовых культур на примере гороха Pisum sativum L. С использованием метода химического и радиационного мутагенеза на разных сортах гороха создана и генетически изучена коллекция симбиотических мутантов. Установлены разные sym-гены. Из большой группы симбиотических мутантов для селекционных целей выделено два типа – супер- и гиперклубеньковые. Суперклубеньковые мутанты – рецессивные, а гиперклубеньковые – доминантные. Среди изученных сортов гороха выделены гиперклубеньковые мутанты, в основном среди стародавних сортов. Однако сорта резко различались между собой по степени гипернодуляции. Для разработки селекционных методов на повышение азотфиксации выбраны формы, маркированные рецессивными генами супернодуляции (nod4) и доминантными генами гипернодуляции (Nod5). Разработан рекуррентный метод использования симбиотических мутантов в селекции гороха на повышение азотфиксации. Лучшие результаты получены при объединении в одном генотипе гороха двух sym-генов – доминантного гена гипернодуляции Nod5 и рецессивного гена супернодуляции nod4. Создана серия рекуррентных линий, одновременно маркированных этими двумя генами. В настоящее время эти линии используются в селекции как доноры на повышение азотфиксации при хорошей продуктивности. Кроме того, это хорошие предшественники для последующих культур. После уборки таких форм в почве накапливается большое количество корневой и бактериальной биомассы с повышенным содержанием азота. Причем этот азот пролонгируется на несколько лет, тогда как минеральный – быстро вымывается дождями и снегом. Эндемичные формы гороха, происходящие из разных регионов, можно с успехом использовать в качестве исходного материала в селекции на повышение азотфиксации. Лучшие результаты получены в опытах с формами из Египта и Сирии. Проведена оценка по нодуляции и активности азотфиксации 7 сортов трех перспективных линий гороха селекции СибНИИРС.
The results of long-term studies on legume symbiogenetics and breeding are summarized by the example of pea Pisum sativum L. A collection of symbiotic mutants was developed by chemical and radiational mutagenesis of pea varieties and genetically characterized. Various sym genes were recognized. From the large set, supernodulating (proved to be recessive) and dominant hypernodulating types of symbiotic mutants were chosen for breeding programs. Varieties differed dramatically in hypernodulation degree. Aiming at nitrogen fixation intensification, accessions bearing recessive genes for supernodulation (nod4) and dominant genes for hypernodulation (Nod5) were selected. The recurrent method of symbiotic mutants utilization in pea breeding for nitrogen fixation intensification was developed. The best results were obtained by combining two sym genes in one pea genotype: the dominant hypernodulation gene Nod5 and the recessive supernodulation gene nod4. A set of recurrent lines tagged with both these genes was raised to use in breeding programs as donors of intense nitrogen fixation combined with good performance. In addition, they are good preceding crops. After their harvesting, soil accumulates large amounts of nitrogen-rich root and bacterial biomass. The nitrogen is preserved for years, whereas mineral nitrogen is rapidly washed out with precipitation. Endemic pea accessions originated from various regions can be successful starting material in breeding for nitrogen fixation intensification, accessions from Egypt and Syria having provided best results. Nodulation and nitrogen fixation intensities were assessed in seven cultivars derived from three promising pea lines raised at the Siberian Research Institute of Plant Breeding and Selection.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.