Представления о целях селекции

Авторская статья доктора сельскохозяйственных наук Мальчикова Петра Николаевича

• Современные представления о целях селекции и рациональном использовании сортового разнообразия в практическом (коммерческом) растениеводстве.

В настоящее время, очевидно, что даже самый выдающийся сорт не может максимально использовать во времени и пространстве биоклиматические ресурсы и технологические возможности современного растениеводства. В связи с этим селекционные программы в передовых центрах ориентированы не только на создание нового улучшенного по ряду признаков сорта, но и предусматривают целенаправленное совершенствование системы сортов. Идеальным результатом такого подхода можно считать формирование хозяйствующих субъектов, располагающих системой сортов, сформированной в зависимости от конкретных условий (климат, почва, агротехника, превалирование типов с/х культур в севообороте, экономика хозяйства) принимать решение по использованию наиболее комплементарного ситуации сорта. В связи с этими очевидно необходимы чёткие представления о компонентах сортовых систем. В рамках этих представлений модель сорта, как гипотеза об идеальном сорте должна рассматриваться как частный случай комплексной модели системы сортов в регионе. В рамках этой модели каждый новый сорт должен иметь свою нишу в «разделении» общих функций системы. В частности необходимо учитывать, что каждая культура возделывается для получения конечного продукта, призванного удовлетворить потребности человека не только по количеству калорий, но и по питательной ценности и биобезопасности. Это в полной мере относится к твердой пшенице, которая используется для производства макаронных, крупяных изделий и эксклюзивных сортов хлеба. Требования к качеству зерна для этих продуктов в некоторых компонентах совпадают. Наиболее жесткие требования к сортам макаронного и хлебопекарного направлений относятся к качеству клейковины. Основным критерием его оценки на мировом рынке является индекс глютена. Второй по значимости параметр качества, который ценится изготовителями и потребителями макаронных и крупяных изделий – ярко-желтый цвет конечных продуктов, зависит от концентрации каротиноидов в зерне и активности окислительных ферментов при изготовлении продуктов. Эти свойства (качество клейковины, цвет) в значительной степени определяются генотипом сорта. В связи с этим очень важно понимать, что получить зерно с высоким качеством по этим параметрам можно только при возделывании сортов с соответствующей генетикой. Содержание белка и клейковины на 10-20% зависит от сорта и соответственно на 80-90 % от возможностей регулирования приемами агротехники. Это же относится и к стекловидности зерна, но здесь вклад генотипа оценивается несколько выше – до 30%. Число падения – очень важный параметр, характеризующий устойчивость зерна к прорастанию на корню. Особенное внимание на этот параметр необходимо обращать при возделывании твердой пшеницы для экспорта в Европу, где требования более жесткие, чем в российском ГОСТе. Биобезопасность продукта связана с особенностями технологии возделывания (избыточные нормы внесения химических препаратов, удобрений, способных накапливаться в зерне) и свойствами сортов по накоплению вредных веществ. В частности за рубежом (Канада) интенсивно ведутся исследования и селекция сортов с низким накоплением кадмия – тяжелого металла, оказывающего токсичное действие на организм человека. В России эта проблема не изучена, но в перспективе, с накоплением данных по содержанию тяжелых металлов в почве и растениях, развитием химической промышленности и ростом загрязнения почв, она может быть актуальной для селекционеров.

Одной из самых важных целей создания сортовых систем в регионах возделывания твердой пшеницы, является их адаптивность. Здесь селекционеры различают общую и специфическую адаптивность. Среди сортовых популяций выделяют сорта широкой адаптации (широкого ареала) и локального значения. Сорта широкой адаптации приспособлены к значительной вариабельности условий среды, сорта локального значения обладают специфической адаптивностью, т.е. приспособлены к конкретным лимитирующим факторам среды. В частности при изучении сортов твердой пшеницы российской селекции в сравнении с зарубежными (европейские, североамериканские, австралийские) выяснилось, что большинство российских сортов, созданных в центрах, расположенных в степных районах, обладают общей адаптивностью одного порядка. Различия между ними определяются специфической адаптивностью (скороспелость-позднеспелость, отзывчивость на агрофон, устойчивость к патогенам, толерантность к низкому плодородию почвы и др.). Сорта зарубежной селекции уступают российским по общей адаптивности, но их специфическая адаптивность к отдельным приемам агротехники, интенсификации возделывания, способности формировать высококачественную клейковину, заслуживают внимания и они вполне могут быть востребованы производством. Отсутствие у зарубежных сортов генетического ядра контролирующего общую адаптивность, компенсируется их способностью эффективно использовать дополнительные вложения в виде удобрений, биостимуляторов и средств защиты.

• Сотрудничество российских селекционеров с зарубежными учеными в селекции твердой пшеницы в России.

В связи с тем, что достоинства иностранных (в частности итальянских) сортов твердой пшеницы, из-за недостаточного уровня общей адаптивности, воплотить в коммерческую выгоду без дополнительных вложений затруднительно, в рамках ООО Агролига Центр Селекции Растений на платформе Сколково, осуществляется совместная селекционная программа селекционеров из России и Италии. Первоочередная задача, которая решается в настоящее время, имеет целью перекомбинировать (объединить) в одном генотипе свойства сортов широкой адаптации к степным регионам России и качество клейковины итальянских сортов. Программа функционирует с 2015 года, она включает следующие этапы: 1) подбор базовых генотипов на основе перспективного российского селекционного материала, обладающего необходимыми свойствами адаптивности; 2) гибридизация и отбор рекомбинантов (адаптивность+качество клейковины) с применением технологии геномной селекции и молекулярных маркеров генетических систем качества клейковины; 3) изучение рекомбинантов в условиях России по адаптивности и качеству; 4) передача сортов в систему государственного сортоиспытания России.

В настоящее время в результате функционирования этой программы в России реализованы 2 сорта, которые успешно прошли государственные испытания и включены в реестр сортов РФ с допуском по 7 региону (сорт Таганрог) и 9 региону (сорт Бурбон).

Таганрог – создан на основе российского селекционного материала, по фенотипу является абсолютным аналогом российской базовой линии. Адаптивность, в частности устойчивость к засухе, патогенам мучнистой росы, перинофорозу (листовая пятнистость — наиболее вредоносная в степных районах на твердой пшенице), скрытостебельным вредителям, хлебному пилильщику, высокая и находится на уровне исходной российской линии. Качество клейковины отвечает требованиям мирового рынка – индекс глютена – 80 единиц, имеет высокое содержание каротиноидных пигментов в зерне (7,0-7,5 мг/кг, индекс желтизны b=25.0-26.0), цвет макаронных изделий – ярко-желтый, содержание белка варьирует в зависимости от агрофона в пределах 15,0-18,3 %. Стекловидность зерна высокая- 85,0-98,0%. Наличие зерна с черным зародышем – минимальное -2,0% при максимально поражении восприимчивых сортов – 17,4%. Число падения в годы благоприятные для прорастания зерна на корню (2019) не опускалось ниже 240 единиц.

Бурбон – сорт с превалированием генетических особенностей итальянских сортов. Корокостебельный (длина стебля — 50,0-60,0см), интенсивного типа, отзывчив на интенсификацию агротехники. В условиях России (широта 50⁰— 51⁰) по дате колошения и созревания Бурбон отнесен к раннеспелому биотипу. Имеет высокое качество клейковины. Требователен к условиям возделывания и агротехнике. В севообороте целесообразно размещать по зернобобовым, многолетним бобовым травам и занятым парам. Сорт Бурбон формирует в степных районах России зерно с высокими физическими качествами- натурная масса в благоприятных условиях 2017 года составила 803 г/л, в засуху 2018 года – 745г/л, потенциал по массе 1000 зерен -50гр. В период вегетации требуется защита растений от листовых пятнистостей (Pyrenophora tritici repentis) и вредителей.

Мальчиков Петр Николаевич,

доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства Самарского федерального исследовательского центра РАН, Самарский исследовательский институт сельского хозяйства им. Н.М. Тулайкова