Results of evaluation of spring soft wheat varieties of various agro-ecotypes based on drought resistance and donor properties

For spring wheat, it is extremely relevant to study drought resistance in the initial phases of the growing season, as water deficiency during this period leads to significant yield losses. The method of seed germination in distilled water (control) and sucrose solution (experiment) makes it possible to evaluate drought resistance by morphological characteristics in the seedling phase. The studied varieties of spring wheat belonging to different ecotypes significantly differed in the number of germinal roots, total seedling biomass, redistribution of plastic substances between root and the general combining ability (GCA). The Nos Norko variety (Germany) had a significantly high number of germinal roots in the control (109% of the group average) and a consistently high OCS in the series of generations, which allows it to be classified as a donor of this trait. The Klein Vencedor variety (Argentina) had the highest seedling weight (112...120%) in the control and experimental variants. This genotype was also characterized by a relatively low stress response. The resulting hybrids differed in their seedling weight in the second and third generations. The RSR diagnostic method makes it possible to clearly differentiate the studied varieties by adaptive drought resistance strategy. The Jahuara F-77 (Mexico) andKarabalykskaya 91 (Kazakhstan) varieties redistributed most of the plastic substances in the roots under water shortage, the Nos Norko (Germany) and Erythrospermum 1129 (Russia) varieties maintained a stable root/sprout ratio. The inclusion of selected varieties in the crossing program will produce hybrids with maximum genetic diversity and expanded amplitude of possible adaptation to changes in the hydrothermal regime. In practical work, when analyzing breeding material under control conditions, it is important to note that genotypes with a large number of roots were characterized by good donor properties of this trait. Under stress conditions, genotypes with a large number of germinal roots had an increased seedling biomass and increased root/sprout ratio. The heritability of the studied traits indicates that the selection efficiency may be higher in terms of the number of roots and RSR in the control, and in terms of seedling weight in the experiment.

spring soft wheat, drought resistance, number of germinal roots, weight of seedlings, RSR index, general combining ability, heritability

1. Амунова О. С. Генетическое разнообразие мягкой яровой пшеницы по устойчивости к ранней засухе / О.С. Амунова, Л.Н. Тиунова // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2018. - № 1 (62). - С. 32-37.

2. Бычкова О.В. Реакция генотипов яровой твердой пшеницы в условиях моделированного осмотического и солевого стресса / О.В. Бычкова, Л.П. Хлебова, А.Б. Совриков, А.М. Титова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2018. - № 2 (160). - С. 5-11.

3. Волкова Л.В. Результаты изучения сортов яровой пшеницы на засухоустойчивость в Кировской области / Л.В. Волкова, О.С. Амунова // Аграрный вестник Верхневолжья. - 2018. - № 3 (24). - С. 12-17.

4. Вольф В.Г. Методические рекомендации по применению математических методов для анализа экспериментальных данных по изучению комбинационной способности / В.Г. Вольф, П.П. Литун, А.В. Хавелова, Р.И. Кузьменко. - Харьков, 1980. - 76 с.

5. Захарова Н.Н. Урожайность озимой мягкой пшеницы в связи с климатическими ресурсами Ульяновской области / Н.Н. Захарова, Н.Г. Захаров, М.Н. Гаранин // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2017. - № 2 (38). - С. 25-30.

6. Кильчевский А.В. Экологическая селекция растений / А.В. Кильчевский, Л.В. Хотылева. - Минск: Тэхналопя, 1997. - 372 с.

7. Кожушко Н.Н. Оценка засухоустойчивости полевых культур. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: Методическое руководство. -Л.: ВИР, 1988. - С. 10-24.

8. Кошкин Е.И. Использование признаков корневых систем полевых культур в селекции на урожайность и устойчивость к стрессорам / Е.И. Кошкин // Агрохимия. - 2017.- № 7.- С. 86-98.

9. Кудоярова Г.Р. Современное состояние проблемы водного баланса растений при дефиците воды / Г.Р. Кудоярова, В.П. Холодова, Д.С. Веселов // Физиология растений. - 2013. - Т. 60, № 2. - С. 155-165.

10. Лепехов С.Б. Некоторые принципы селекции яровой мягкой пшеницы на засухоустойчивость и урожайность в Алтайском крае: Монография. - Барнаул: ФГБНУ Алтайский НИИСХ, 2015. - 149 с.

11. Пакуль В.Н. Засухоустойчивость сортов яровой мягкой пшеницы / В.Н. Пакуль, Л.Г. Плиско // Международный научно-исследовательский журнал. - 2018. -Вып. 12 (78). - Ч. 2. - С. 49-52.

12. Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников. - М.: Колос, 1969. - 256 с.

13. Степанов С.А. Физиологическое значение листьев главной почки зародыша зерновки пшеницы / С.А. Степанов, М.В. Ивлева, М.Ю. Касаткин // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия «Химия. Биология. Экология». - 2012. -Вып. 2. - Т. 12. - С. 57-60.

14. Сюков В.В. Методы подбора родительских пар для гибиризации у самоопыляющихся растений. - Самара: Изд-во «НТЦ», 2007. - 84 с.

15. Цыганков В.И. Оценка жаростойкости и засухоустойчивости яровой пшеницы на фоне селекционного процесса в знойно-засушливых условиях Западного Казахстана // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2011. -№ 3 (31). - С. 18-22.

16. Чекалин С.Г. Оценка влияния различных типов засух на продуктивность возделываемых культур / С.Г. Чекалин, А.А. Оськина, Ш. Сейфуллина, А.С. Кравченко // Известия ОГАУ. - 2020. - № 1 (81). - С. 19-24.

17. Чесноков Ю.В. Генетические ресурсы растений и ускорение селекционного процесса / Ю.В. Чесноков, В.М. Косолапов. - М.: ООО «Угрешская типография», 2016. - 172 с.

18. Шаманин В.П. Морфометрические параметры корневой системы и продуктивность растений у синтетических линий яровой мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири в связи с засухоустойчивостью / В.П. Шаманин, И.В. Потоцкая, С.С. Шепелев, В.Е. Пожерукова, А.И. Моргунов // Сельскохозяйственная биология. - 2018. - № 3. - С. 587-597.

19. Широких И.Г. Влияние ассоциативных метилотрофных бактерий на проростки пшеницы при осмотическом стрессе / И.Г. Широких, С.Ю. Огородникова, А.А. Широких // Агрохимия. - 2013. - № 7. - С. 56-61.

20. Якушев В.П. Агротехнологические и селекционные резервы повышения урожаев зерновых культур в России / В.П. Якушев, И.М. Михайленко, В.А. Драгавцев // Сельскохозяйственная биология. - 2015. - Т. 50, № 5. - C. 550-560.

21. Comas L.H. Root traits contributing to plant productivity under drought / L.H.Comas, S.R. Becker V.C. von Mark P.F. Byrne, D.A. Dierig // Frontiers in Plant Science. -2013. - V. 4 (442). - P. 1-16. DOI: 10.3389/fpls.2013.00442.

22. Hsiao T.C. Sensitivity of growth of roots versus leaves to water stress: biophysical analysis and relation to water transport / T.C. Hsiao, L. - K. Xu // Journal of Experimental Botany. - 2000. - V. 51. - P. 1595-1616. DOI:10.1093/jexbot/51.350.1595.

23. Khan M.I. Character association studies of seedling traits in different wheat genotypes under moisture stress conditions / M.I. Khan, G. Shabbir, Z. Akram, M.K.N. Shah M. Ansar, N.M. Cheema, M.S. Iqbal // SABRAO Journal of breeding and genetics. - 2013. -Vol. 45 (3). - P. 458-467.

24. Li, C. Gene expression profiling of Bothriochloa ischaemum leaves and roots under drought stress / C. Li, J. Dong, X. Zhang, H. Zhong // Gene. - 2018. - V. 5 (691). -P. 77-86. D01:10.1016/j.gene.2018.12.038.

25. Palta J.A. Large root systems: are they useful in adapting wheat to dry environments? /j.A. Palta, X. Chen, S.P. Milroy, G.J. Rebetzke // Functional Plant Biology. -2011. - V. 38 (5). - P. 347-354. D01:10.1071/FP11031.

26. Sayar R. Inheritance of deeper root length and grain yield in half-diallel durum wheat (Triticum durum) crosses / R. Sayar, H. Khemira, M. Kharrat // Annals of Applied Biology. - 2007. V. 151 (2). - P. 213-220. D01:10.1111/j.1744-7348.2007.00168.x.