Величина и стабильность урожайности современного селекционного материала яровой твердой пшеницы (Triticum durum Desf.) из России и Казахстана

Определение адаптивных реакций селекционного материала, полученного в различных селекционных центрах, позволяет при необходимости целенаправленно корректировать эти свойства. В связи с этим в 2015–2017 гг. были изучены 42 современные селекционные линии твердой пшеницы из восьми учреждений России и Казахстана в сравнении с историческим стандартом – Безенчукской 139 в системе 16-17 и 18 КАСИБ-ЯТП. Полевые эксперименты и учет урожая в каждой экологической точке были организованы по единой схеме. Для решения поставленных задач применялись двухфакторный дисперсионный анализ, методики оценки адаптивности, кластерный анализ и метод главных компонент. В результате исследований установлено: 1) значимое влияние генотипа и генотип-средовых взаимодействий (суммарно 15.8–23.5 % от общей дисперсии) на изменчивость урожайности; 2) генотипсредовые взаимодействия проявили линейный характер и не вносили дестабилизирующего эффекта; 3) все изученные генотипы распределялись по трем кластерам, первый образовали сорта локального значения, третий – широкого ареала, второй объединил генотипы с промежуточными свойствами; 4) селекционные центры ФГБНУ Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий (ФАНЦА) и ФГБНУ НИИ сельского хозяйства Юго-Востока преимущественно продуцируют сорта локального значения, Самарский НИИ сельского хозяйства – сорта широкого ареала; 5) устойчивое относительно исторического стандарта Безенчукская 139 преимущество по величине средней урожайности, рассчитанной по данным экологических пунктов, отмечено только для сортов Самарского НИИСХ; 6) сорта всех селекционных учреждений по стабильности и отзывчивости не имеют устойчивых изменений относительно Безенчукской 139, что объясняется незавершенностью селекционного процесса по этим свойствам и подтверждает целесообразность функционирования программы КАСИБ; 7) тренд увеличения урожайности относительно Безенчукской 139 в условиях локального испытания имел более устойчивые тенденции, наибольший прогресс отмечен в Алтайском НИИСХ (135.4 и 163.2 % к Безенчукской 139), что можно объяснить высокой эффективностью селекции по созданию сортов локального значения в этом селекционном центре.

1. Батыгин Н.Ф. Физиология онтогенеза. Теоретические основы селекции. Т. 2. Ч. 1. Физиологические основы селекции растений. СПб.;1995;1497.

2. Васильчук Н.С. Селекция яровой твердой пшеницы. Саратов, 2001.

3. Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Экологическая селекция растений. Минск: Тэхналогiя, 1997.

4. Кумаков В.А. Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы. М., 1985. [Kumakov V.A. Physiological Grounds of Models of Wheat Varieties. Moscow, 1985. (in Russian)]

5. Хангильдин В.В. О принципах моделирования сортов интенсивного типа. Генетика количественных признаков сельскохозяйственных растений. М., 1978;111116.

6. Braun H.J., Rajaram S., van Ginkel M. CIMMYT’s approach to breeding for wide adaptation. Euphytica 92. 1996;175-183.

7. Calderini D.F., Slafer G.A. Changes in yield and yield stability in wheat during the 20th century. Field Crops Res. 1998;57:335347. DOI 10.1016/S0378-4290(98)00080-х.

8. Ceccarelli S. Positive interpretation of genotype by environment interactions in relation to sustainability and biodiversity. Eds. M. Cooper, G.L. Hammer. Plant Adaptation and Crop Improvement. Wallingford, 1996;467-486.

9. Crossa J., Pérez P., Hickey J., Burgueño J., Ornella L., CerónRojas J., Zhang X., Dreisigacker S., Babu R., Li Y., Bonnett D., Mathews K. Genomic prediction in CIMMYT maize and wheat breeding programs. Heredity. 2014;(112):48-60.

10. De Vita P., Mastrangelo A.M., Matteu L., Mazzucotelli E., Virzì N., Palumboc M., Lo Storto M., Rizza F., Cattivelli L. Genetic improvement effects on yield stability in durum wheat genotypes grown in Italy. Field Crops Res. 2010;119:68-77. DOI 10.1016/j.fcr.2010.06.016.

11. Duvick D.N., Smith J.S.C., Cooper M. Changes in performance, parentage, and genetic diversity of successful corn hybrids, 1930 to 2000. Eds. C.W. Smith, J. Betran, E.C.A. Runge. Corn: Origin, History, Technology and Production. Hoboken, N.J.: Willey, 2004;65-97.

12. Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Sci. 1966;6:3640. DOI 10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011x.

13. Evans L.T. Crop Evolution, Adaptation and Yield. Cambridge: Cambr. Univ. Press, 1993.

14. Fufa H., Baenziger P.S., Beecher B.S., Graybosch R.A., Eskridge K.M. Genetic improvement trends in agronomic performances and enduse quality characteristics among hard red winter wheat cultivars in Nebraska. Euphytica. 2005;144:187-198. DOI 10.1007/s10681-005-5811-x.

15. Lage J., Trethowan R.M. CIMMYT’s use of synthetic hexaploid wheat in breeding for adaptation to rainfed environments globally. Aust. J. Agric. Res. 2008;59(5):461-469. DOI 10.1071/AR07223.

16. Lin C.S., Binns M.R. A method for analyzing cultivar× location× year experiments: a new stability parameter. Theor. Appl. Genet. 1988; 76:425-430. DOI 10.1007/BF00265344.

17. Lin C.S., Binns M.R. Genetic properties of four types of stability parameter. Theor. Appl. Genet. 1991;82:505-¬509. DOI 10.1007/BF00588606.

18. Rajaram S. Is Conventional plant breeding still relevant? Increasing Wheat Production in Central Asia through Science and International Cooperation. Proc. First Central Asia Wheat Conf. Almaty. Kazakhstan, 2003;1-4.

19. . Romagosa I., Fox P.N. Genotype×environment interaction and adaptation. Eds. M.D. Hayward, N.O. Bosemark, I. Romagosa. Plant Breeding: Principles and Prospects. London: Chapman & Hall, 1993;373-390.

20. Tollenaar M., Lee E.A. Yield potential, yield stability and stress tolerance in maize. Field Crops Res. 2002;75:161169. DOI 10.1016/S0378-4290(02)00024-2.

21. Trethowan R., Ortiz Ferrara G., Iwanaga M., Dodds J.H., Crouch J.H., Crossa J., HansBraun J. High yield potential, shuttle breeding, genetic diversity, and a new international wheat improvement strategy. Euphytica. 2007;157(3):365-384.