Влияние типа стерильной цитоплазмы на селекционно-ценные признаки гибридов F1 сорго в различных по влагообеспеченности условиях

Некоторыми исследователями у сорго обнаружено влияние стерильной цитоплазмы на проявление биологических и селекционно-ценных признаков. При этом одни авторы обнаруживают влияние стерильной цитоплазмы, другие описывают отсутствие различий между гибридами F1, полученными на основе ЦМС-линий с одним и тем же ядерным геномом и различающимися только типом стерильной цитоплазмы. В этой связи целью исследований являлось определение эффекта стерильных цитоплазм А1, А2, А3, А4, А5, А6 и метеорологических условий выращивания гибридов F1 зернового сорго на основные селекционно-ценные признаки. В данных исследованиях гибриды F1 получены на основе ЦМС-линий с геномом Карлика 4в и 6 типами стерильных цитоплазм, а в качестве опылителя использовали линию Восторг. Исследования проводились в течение 2016–2018 гг., различающихся по гидротермическому режиму периодов вегетации растений (ГТК = 0,51–1,01). В результате эксперимента впервые установлено: увеличение высоты растений при созревании у гибрида А5 Карлик 4в/Восторг (123,3 см) в сравнении с гибридами на цитоплазмах А1, А2, А3, А4, А6 (118,0 см); уменьшение площади флагового листа у гибрида А3 Карлик 4в/Восторг (104,4 см2) в сравнении с гибридами на цитоплазмах А2, А4, А5 и А6 (130,3–136,3 см2). В среднем за период испытаний гибриды на цитоплазмах А1 и А5 формировали более высокую урожайность биомассы (18,53–18,57 т/га) в сравнении с гибридами на цитоплазмах А4 и А6 (13,76–15,91 т/га), однако различия оказались незначимыми. При этом вклад факторов «Тип ЦМС» в общую изменчивость селекционных признаков составил от 1,4 до 14,0%, «Метеорологические условия года» – 24,0–58,9%. В селекции гибридов сорго с использованием генетически различных типов стерильных цитоплазм по комплексу селекционных признаков в скрещивания целесообразно включать ЦМС-линию на цитоплазме А5.

1. Aruna C., Shrotria P.K., Pahuja S.K. et al. Fodder yield and quality in forage sorghum: scope for improvement though diverse male sterile cytoplasms // Crop&Pasture Science. 2013. – № 63 (12). – Рр. 1114–1123. DOI: 10.1071/cp12215.

2. Hoffmann L., Rooney W.L. Cytoplasm Has No Effect on the Yield and Quality of Biomass Sorghum Hybrids // Journal of Sustainable Bioenergy Systems. – 2013. – № 2. – Рр. 129–134. DOI: 10.4236/JSBS.2013.32018.

3. Hossian Md.S., Islam Md.N., Rahman Md.M. et al. Sorghum: A prospective crop for climatic vulnerability, food and nutritional security // Journal of Agriculture and Food Research. – 2022. – № 8. – Рр. 100300. DOI: 10.1016/j.jafr.2022.100300.

4. Jabereldar A.A., Naim A.M., Abdalla A.A. et al. Effect of Water Stress on Yield and Water Use Effeciency of Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) in Semi-Arid Environment // International Journal of Agriculture and Forestry. – 2017. – 7 (1). Рр. 1–6.

5. Khaton M.A., Sagar A., Tajkia J.E. Effect of moisture stress on morphological and yield attributes of four sorghum varieties // Progressive Agriculture. – 2016. – № 27 (3). – Рр. 265–271. DOI: 10.3329/pa.v27i3.30806.

6. Vacek L.A., Rooney W.L. Effects of cytoplasm, male and female parents on biomass productivity in sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) // Journal of Crop Improvement. – 2018. – № 32 (5). – Рр. 635–647. DOI: 10.1080/15427528.2018.1483458.

7. Reddy B.V.S., Ramesh S., Ortiz R. Genetic and Cytoplasmic-Nuclear Male sterility in Sorghum // Plant Breed. Reviews / J. Janik. Hoboken (еd.). – New Jersy, Willey & Sons, Inc. – 2005. – № 25. – Рр. 139–169.

8. Salas Fernandez M.G., Strand K., Hamblin M.T. et al. Genetic analysis and phenotypic characterization of leaf photosynthetic capacity in a sorghum (Sorghum spp.) diversity panel // Genetic Resources and Crop Evolution. – 2015. – № 62. – Рр. 939–950. DOI: 10.1007/s10722–014–0202–6.

9. Stephens J.C., Holland R.F. Cytoplasmic Male-Sterility For Hybrid Sorghum Seed Production // Agronomy Journal. – 1954. – № 44. – Рр. 369–373. DOI:10.2134/agronj1952.00021962004400070008x.

10. Zhang H., Xu N., Wu X. et al. Effects of four types of sodium salt stress on plant growth and photosynthetic apparatus in sorghum leaves // Journal of Plant Interactions. – 2018. – № 13 (1). – Рр. 506–513. DOI: org/10.1080/17429145.2018.1526978.

11. Бычкова В.В., Эльконин Л.А. Влияние типа стерильной цитоплазмы на фотосинтетические параметры гибридов зернового сорго // Зерновое хозяйство России. – 2016. № 4. – С. 5–8.

12. Бычкова В.В., Эльконин Л.А. Влияние стерильных цитоплазм на фотосинтетическую активность и урожайность биомассы у гибридов F1 сорго // Российская сельскохозяйственная наука. – 2017. – № 2. – С. 10–15.

13. Вертикова Е.А., Ермолаева Г.И. Результаты селекции зернового сорго и рекомендации к внедрению в условиях Нижнего Поволжья // Аграрный научный журнал. – 2018. – № 5. – С. 5–10. DOI: 10.28983/asj.v0i5.466.

14. Володин А.Б., Капустин С.И., Капустин А.С. Селекция гибридного сорго в Ставропольском крае // Таврический вестник аграрной науки. – 2017. – № 4 (12). – С. 50–56.

15. Кибальник О.П., Эльконин Л.А., Кожемякин В.В. Влияние разных типов стерильных цитоплазм на морфобиологические и селекционно-ценные признаки гибридов F1 зернового сорго // Кукуруза и сорго. – 2009. – № 4. – С. 19–22.

16. Кибальник О.П., Эльконин Л.А. Влияние типа стерильной цитоплазмы на проявление хозяйственно-полезных признаков у сорго-суданковых гибридов // Доклады РАСХН. – 2012. – № 1. – С. 12–15.

17. Кибальник О.П., Семин Д.С. Использование А3, А4 И 9Е типов ЦМС в селекции гибридов зернового сорго // Российская сельскохозяйственная наука. – 2018. – № 5. – С. 22–25. DOI: 10.31857/S250026270000640–9.

18. Ковтунов В.В., Сухенко Н.Н., Лушпина О.А. и др. Оценка коллекционных образцов сорго зернового для селекции новых сортов // Зерновое хозяйство России. – 2022. – № 14 (4). – Рр. 46–51. DOI: 10.31367/2079–8725–2022–82–4–46–51.

19. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. – М.: Госагропром, 1989. – Вып. 2. – 194 с.

20. Радченко Е.Е., Алпатьева Н.В., Карабицина Ю.И. и др. Разработка и валидация CAPS-маркера, Ассоциированного с геном Rf2 у сорго (Sorghum bicolor (L.) Moench) // Биотехнология и селекция растений. – 2021. – № 4 (2). – С. 38–47. DOI: 10.30901/2658–6266–2021–2-o4.

21. Эльконин Л.А., Геращенков Г.А., Доманина И.В. и др. Наследование реверсий к мужской фертильности у стерильных гибридов сорго с ЦМС типа 9Е, индуцированных условиями внешней среды // Генетика. – 2015. – № 51 (3). – С. 312–323.