Разнообразие фотопериодической чувствительности у овса

В статье изложены результаты изучения скороспелости и фотопериодической чувствительности длиннодневной культуры овса различного географического происхождения. Материалом  для исследования послужили 139 образцов овса из мировой коллекции  генетических  ресурсов растений  Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР), в том числе местные селекционные сорта и линии. Кроме того, в анализ были взяты доноры  слабой чувствительности к фотопериоду, созданные  в ВИР. Предварительное полевое исследование коллекции  овса на скороспелость и выращивание растений  в вегетационном опыте проводили по методикам ВИР. Изученные в полевых условиях скороспелые образцы коллекции овса ВИР показали большое разнообразие по чувствительности к фотопериоду в вегетационном опыте в фотопериодическом павильоне. Большинство  образцов, охарактеризованных в вегетационном опыте как скороспелые и слабочувствительные к фотопериоду, происходят  из Бразилии  (66 %), также были образцы  из США, Португалии, Турции, Колумбии и Австралии. Большая  часть изученных российских  сортов  (77 %) оказалась чувствительной к короткому  фотопериоду.  Среди доноров с различной фотопериодической чувствительностью слабочувствительными к фотопериоду были Скороспелый 1 и Скороспелый 2, а среднечувствительными – Среднеспелый 1 и Среднеспелый 2. В результате многолетнего полевого  и вегетационного изучения генетического разнообразия образцов из коллекции ВИР выделены генотипы со скороспелостью и слабой фотопериодической чувствительностью, представляющие особую селекционную  ценность, которые  в настоящее время  вовлекаются  в процесс  создания  новых скороспелых продуктивных сортов овса.

1. Arias J., Frey K.J. Selection for seed set crosses of Avena sativa L. × A. abyssinica Hochst. Euphytica. 1973;22:413-422.

2. Burrows V.D. Donald oats. Can. J. Plant Sci. 1984;64:411-413. Burrows V.D. Breeding oats for food and feed: conventional and new techniques and materials. In: Webster F.H. (Ed.). Oats: Chemistry and Technology. St. Paul: Am. Assoc. Cerial Chem. MN, 1986;13-46. Burrows V.D. Newman oat. Can. J. Plant Sci. 1990;70:533-535. Burrows V.D. AC Lotta oat. Can. J. Plant Sci. 1992;72:443-445. Dospekhov B.A. Methods of Field Experiments. Moscow: Kolos Publ., 1979. (in Russian)

3. Garner W.W., Allard H.A. Effect of the relative length of day and night and other factors of the environment on growth and reproduction in plants. Monthly Weather Rev. 1920;7:415.

4. Garner W.W., Allard H.A. Further studies in photoperiodism: the re­ sponse of the plant to relative length of day and night. US Government Printing Office, 1923.

5. Gilbert B.E. Interrelation of relative day length and temperature. Bot. Gaz. 1926:81.

6. Holland J.B., Moser H.S., O’Donoughue L.S., Lee M. QTLs and epistasis associated with vernalization responses in oat. Crop Sci. 1997;37:1306-1316.

7. Holland J.B., Portyanko V.A., Hoffman D.L., Lee M. Genomic re­ gions controlling vernalization and photoperiod responses in oat. Theor. Appl. Genet. 2002;105:113-126. DOI 10.1007/s00122-001-0845­5.

8. Ivanova O.A., Merezhko V.E., Kostina E.D., Kuznetsova O.I. Catalog of VIR World Collection. Oat: Characterization of Accessions by Photoperiodic Reaction. Issue 558. Leningrad: VIR, 1990. (in Russian)

9. Koshkin V.A., Koshkina A.A., Matvienko I.I., Pryadekhina A.K. Use of initial forms with low photoperiodic sensitivity for development of early high-yielding spring wheat lines. Doklady Rossiyskoy Akademii Selskokhozyaystvennykh Nauk = Proceedings of the Russian Academy of Agricultural Sciences. 1994;2:8-10. (in Russian)

10. Koshkin V.A., Loskutov I.G., Matvienko I.I., Smirnova L.O., Zveynek I.A., Blinova E.V., Kovaleva O.N., Terent’eva I.A. Catalog of VIR World Collection. Barley and Oats: Characterization of Accessions by Photoperiodic Reaction. St. Petersburg: VIR, 2010;801:37. (in Russian)

11. Koshkin V.A., Loskutov I.G., Smirnova L.O., Matvienko I.I. Investiga­ tion of photoperiod sensitivity in oats and selection of early weakly photoperiod­sensitive and late strongly photoperiod­sensitive forms. Russian Agricultural Sciences. 2009;35(2):77-80. DOI 10.3103/S1068367409020037.

12. Koshkin V.A., Loskutov I.G., Soldatov V.N., Matvienko I.I. Catalog of VIR world collection. Oat: Characterization of Accessions by Photoperiodic Reaction. St. Petersburg: VIR, 2003;739:19. (in Russian)

13. Koshkin V.A., Matvienko I.I., Loskutov I.G., Smirnova L.O. Photoperiodic sensitivity of oats samples of different geographical origin. Trudy po Prikladnoy Botanike, Genetike i Selektsii = Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 2013;171:96-99. (in Russian)

14. Locatelli A.B., Federizzi L.C., Milach S.C.K., McElroy A.R. Flowering time in oat: Genotype characterization for photoperiod and vernalization response. Field Crops Res. 2008;106:242-247. DOI 10.1016/j.fcr.2007.12.006.

15. Locatelli A.B., Federizzi L.C., Milach S.C.K., Wight C.P., Molnar S.J., Chapados J.T., Tinker N.A. Loci affecting flowering time in oat under short day conditions. Genome. 2006;49:1528-1538. DOI 10.1139/G06­108.

16. Loskutov I.G. Influence of vernalization and photoperiod to the vegetation period of wild species of oats (Avena spp.). Euphytica. 2001; 117:125-131. DOI 10.1023/A:1004073904939.

17. Loskutov I.G. Oat (Avena L.): Distribution, Taxonomy, Evolution, and Breeding Value. St. Petersburg: VIR, 2007. (in Russian)

18. Loskutov I.G., Kovaleva O.N., Blinova E.V. Guidelines for the Study and Preservation of the World Collection of Barley and Oat. St. Petersburg: VIR, 2012. (in Russian)

19. Loskutov I.G., Rines H.W. Avena L. In: Kole C. (Ed.). Wild Crop Relatives: Genomic and Breeding Resources. Vol. 1. Cereals. Heidelberg, Berlin, New York: Springer, 2011;109-184.

20. Maksimov N.A. Physiological factors determining the duration of the vegetation period. Trudy po Prikladnoy Botanike, Genetike i Selektsii = Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 1929;20:169-212. (in Russian)

21. Merezhko V.E. Photoperiodic reaction of some oat varieties. Nauchno­ tekhnicheskiy Bulleten VIR = Scientific and Technological Bulletin of theVIR. 1980;104:39-45. (in Russian)

22. Merezhko V.E., Ivanova O.A. Features of the development of oat at different photoperiods and the inheritance of this trait. Trudy po Prikladnoy Botanike, Genetike i Selektsii = Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 1989;121:82-87. (in Russian)

23. Nava I.C., Pacheco M.T., Federizzi L.C., Tinker N.A. Tagging and mapping candidate loci for vernalization and flower initiation in hexaploid oat. Mol. Breed. 2012;30:1295-1312. DOI 10.1007/s11032-012-9715-x.

24. Paterson J.G., Boyd W.J.R., Goodchild N.A. Vernalization and pho­ toperiod requirement of naturalized Avena fatua and Avena bar­ bata Pott ex Link. in Western Australia. J. Appl. Ecol. 1976;13: 265-272.

25. Razumov V.I. Environment and Plant Development. Moscow, Leningrad: Selkhozizdat Publ., 1961. (in Russian)

26. Rodionova N.A., Merezhko V.E., Ivanova O.A. Biological features of cultivated and wild species of oat. Trudy po Prikladnoy Botanike, Genetike i Selektsii = Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding. 1985;95:74-80. (in Russian)

27. Rodionova N.A., Soldatov V.N., Merezhko V.E., Yarosh N.P., Koby­ lyanskii V.D. Oat. In: Cultivated Flora. Vol. 2. Part 3. Moscow: Ko­ los Publ., 1994. (in Russian)

28. Sampson D.R., Burrows V.D. Influence of photoperiod, short-day ver­ nalization, and cold vernalization on days to heading in Avena spe­ cies and cultivars. Can. J. Plant Sci. 1972;52:471-482.

29. Sorrells M.E., Simmons S.R. Influence of environment on the development and adaptation of oat. In: Marshall H.G., Sorrells M.E. (Eds.). Oat Science and Technology. Madison, Wisconsin, 1992; 115­164.

30. Summerfield R.J., Ellis R.H., Craufurd P.O. Phenological adaptation to cropping environment. From evaluation descriptors of time to flow­ ering to the genetic characterisation of flowering responses to pho­ toperiod and temperature. In: Tigerstedt P.M.A. (Ed.). Adaptation in Plant Breeding, 1997;303-308.

31. Vavilov N.I. Geographical variability of plants. Nauchnoe Slovo = Scientific Word. 1928;1:23-33. (in Russian)

32. Wiggans S.C., Frey K.J. Photoperiodism in oats. Proc. Iowa Acad. Sci. 1955;62:125-130.

33. Wight C.P., Penner G.A., O’Donoughue L.S., Burrows V.D., Mol­ nar S.J., Fedak G. The identification of random amplified poly­ morphic DNA markers for daylength insensitivity in oat. Genome. 1994;37:910-914.