agronaukaАграрная наука Евро-Северо-ВостокаAgricultural Science Euro-North-East2072-90812500-1396FARC North-East10.30766/2072-9081.2020.21.2.133-140agronauka-517Research ArticleРАСТЕНИЕВОДСТВОPLANT GROWINGУстойчивость образцов генофонда льна к эдафическому стрессу, вызванному пониженной кислотностьюResistance of flax gene pool samples to edaphic stress caused by low acidityРожминаТ. А.RozhminaT. A.

Рожмина Татьяна Александровна, доктор биол. наук, зав. лабораторией селекционных технологий

ул. Луначарского, д. 35, г. Торжок, Российская Федерация, 172002

Tatiana A. Rozhmina, DSc in Biology, head of the laboratory

Lunacharsky St., 35, Torzhok, Russian Federaton, 172002

len_rozhmina@mail.ruЖученко мл.А. А.Zhuchenko Jr.A. A.

Жученко Александр Александрович, мл., академик РАН, доктор биол. наук, главный научный сотрудник

ул. Луначарского, д. 35, г. Торжок, Российская Федера-ция, 172002

Alexander A. Zhuchenko Jr., academician of the Russian Academy of Sciences, chief researcher

Lunacharsky St., 35, Torzhok, Russian Federaton, 172002

ecovilar@mail.ruМельниковаН. В.MelnikovaN. V.

Мельникова Наталья Владимировна, кандидат биол. наук, старший науч. сотрудник

ул. Вавилова, д. 32, ГСП-1, г. Москва, Российская Федерация, 119991

Nataliya V. Melnikova, PhD in Biology, senior researcher

Vavilov St., 32, GCP-1, Moscow, Russian Federaton, 119991

mnv-4529264@yandex.ruСмирноваА. Д.SmirnovaA. D.

Смирнова Анжела Дмитриевна, аспирант

Комсомольский проспект, д. 17/56, Российская Федерация, 170041

Anzhela D. Smirnova, postgraduate student

Komsomolsky Avenue, 17/56, Tver, Russian Federaton, 1700002

anzhela.smirnova2017@mail.ruФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур»РоссияFederal Research Center for Bast Fiber CropsRussian FederationФГБУН «Институт молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта Российской академии наук»РоссияEngelhardt Institute of Molecular Biology of Russian Academy of ScienceRussian Federation202022042020212133140Copyright © Рожмина Т.А., Жученко мл. А.А., Мельникова Н.В., Смирнова А.Д., 20202020Рожмина Т.А., Жученко мл. А.А., Мельникова Н.В., Смирнова А.Д.Rozhmina T.A., Zhuchenko Jr. A.A., Melnikova N.V., Smirnova A.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.agronauka-sv.ru/jour/article/view/517

В условиях вегетационного опыта (2017-2019 гг.) на селективных фонах исследована реакция 27 образцов льна на снижение кислотности почвы до нейтральных значений рНKCl . Схема эксперимента: вариант I (контроль) − рНKCl 5,3-5,5, Р2О5 − 320-340 мг/кг, К2О − 81-92 мг/кг; вариант II − рНKCl 6,2, Р2О5 − 312-345 мг/кг, К2О − 84-98 мг/кг. Показано, что в фазу «елочка» у большинства исследованных генотипов льна на фоне с рН 6,2 наблюдали симптомы «физиологического угнетения» льна: образование мелких пятен на верхних листьях, растения приостанавливались в росте, стебель утолщался, у сильно пораженных растений верхушка отмирала. В результате в начале вегетации при высоте растений 7-10 см большинство образцов были поражены в сильной степени (от 69 до 100 %). Исключение составили сорта льна-долгунца Hermes (Франция), Вега 2 (Литва), Атлант (Россия) и генотипы льна масличного – № 3896 (Россия) и Norlin (Канада), которые имели слабую и среднюю степень поражения (8,3-45,5 %). При этом данные генотипы проявили высокий уровень как биологической (75-90 %), так и агрономической (77,3-85,6 %) устойчивости в фазу «ранней желтой спелости». Выявленные коллекционные образцы льна могут быть использованы в качестве источников устойчивости к «физиологическому угнетению» льна, обусловленному стрессовыми эдафическими факторами при нейтральной реакции среды. По результатам анализа основных элементов продуктивности волокна у исследованных генотипов льна установлено, что на фоне с рН 6,2 снижение высоты растений по отношению к контролю составило от 11,4 до 52,1 %, веса технической части стебля – от 7,2 до 83,4 % и массы волокна – от 9,6 до 85,1 %. Впервые на основе гибридологического анализа сделано предположение о наличии сильного доминантного гена устойчивости к высоким значениям рН почвы у сорта льна-долгунца Hermes (Франция) и линии льна межеумка № 3896 (Россия).

In conditions of vegetative trial carried out against selective backgrounds in 2017-2019 the response of 27 flax samples to a decrease in soil acidity to neutral pHKCl was studied. The scheme of the experiment was as follows: variant I (control) − pHKCl 5.3-5.5, P2O5 − 320-340 mg/kg, K2O − 81-92 mg/kg; variant II − pHKCl 6.2, P2O5 − 312-345 mg/kg, K2O − 84-98 mg/kg. It has been shown that during the «herringbone» phase in the majority of studied flax genotypes against the background of pH 6.2, the symptoms of “physiological oppression” of flax were observed: small spots developed on the upper leaves, the plants stopped growing, the stems thickened, and the tops of severely affected plants died off. As a result, at the beginning of the growing season at plant height of 7-10 cm, most of the samples were severely affected (from 69 to 100 %). The exceptions were varieties of fibre-flax Hermes (France), Vega 2 (Lithuania), Atlant (Russia) and linseed genotypes No. 3896 (Russia) and Norlin (Canada), which had a weak and medium degree of affection (8.3-45.5 %). Moreover, these genotypes showed a high level of both biological (75-90 %) and agronomic (77.3-85.6 %) resistance in the phase of "early yellow ripeness". The identified flax collection samples can be used as sources of resistance to flax «physiological oppression» caused by stressful edaphic factors in a neutral environment. On the basis of the analysis of the main elements of fiber productivity in studied flax genotypes, it has been established that against the background of pH 6.2 the reduce in plant height was from 11.4 to 52.1 % relative to the control, weight of the technical part of the stem − from 7.2 to 83.4 % , fiber mass − from 9.6 to 85.1 %. For the first time, on the basis of hybridological analysis, an assumption was done as to the pres-ence of a strong dominant gene, controlling the resistance to high soil pH values in the Hermes (France) flax variety and the linseed line No. 3896 (Russia).

Linum usitatissimum L.биологическая и агрономическая устойчивостьреакция среды почвыфизиологическое угнетениегибридологический анализLinum usitatissimum L.biological and agronomic resistancesoil environment reactionphysiological oppressionhybridological analysisReferencesJhala A. J., Hall L. M. Flax (Linum usitatissimum L.): current uses and future applications. Aust J Basic Appl Sci. 2010;4(9):4304-12. URL: http://ajbasweb.com/old/ajbas/2010/4304-4312.pdfJhala A. J., Hall L. M. Flax (Linum usitatissimum L.): current uses and future applications. Aust J Basic Appl Sci. 2010;4(9):4304-12. URL: http://ajbasweb.com/old/ajbas/2010/4304-4312.pdfЖученко А. А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические аспекты). Т. I, II. М.: ООО «Издательство Агрорус», 2001. 1489 с. 3. Сорокина О. Ю., Нечушкин С. М. Роль катионов кальция, магния и кислотности почвы в продуктивности льна-долгунца. Агрохимия. 2005;(10):13-17. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9152141Zhuchenko A. A. Adaptivnyy potentsial kul'turnykh rasteniy (ekologo-geneticheskie aspekty). [Adaptive poten-tial of cultivated plants (ecological and genetic aspects)]. Vol. I, II. Moscow: OOO «Izdatel'stvo Agrorus», 2001. 1489 p.Ricachenevsky F. K., Menguer P. K., Sperotto R. A., Fett J. P. Got to hide your Zn away: molecular control of Zn ac-cumulation and biotechnological applications. Plant Sci. 2015;236:1-17. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2015.03.009Sorokina O. Yu., Nechushkin S. M. Rol' kationov kal'tsiya, magniya i kislotnosti pochvy v produktivnosti l'na-dolguntsa. [Role of calcium and magnesium cations and soil acidity in the yielding capacity of fiber flax]. Agrokhimiya. 2005;(10):13-17. (In Russ.). URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9152141Sinclair S. A., Kramer U. The zinc homeostasis network of land plants. Biochim Biophys Acta. 2012;1823(9):1553–67. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2012.05.016Ricachenevsky F. K., Menguer P. K., Sperotto R. A., Fett J. P. Got to hide your Zn away: molecular control of Zn ac-cumulation and biotechnological applications. Plant Sci. 2015;236:1-17. DOI: https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2015.03.009Yu Y., Wu G., Yuan H., Cheng L., Zhao D., Huang W., Zhang S., Zhang L., Chen H., Zhang J., Guan F. Identifi-cation and characterization of miRNAs and targets in flax (Linum usitatissimum) under saline, alkaline, and saline-alkaline stresses. BMC Plant Biol. 2016;16(1):124. DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-016-0808-2Sinclair S. A., Kramer U. The zinc homeostasis network of land plants. Biochim Biophys Acta. 2012;1823(9):1553–67. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2012.05.016Melnikova N. V., Dmitriev A. A., Belenikin M. S., Speranskaya A. S., Krinitsina A. A., Rachinskaia O. A., Lakunina V. A., Krasnov G. S., Snezhkina A. V., Sadritdinova A. F., Uroshlev L. A., Koroban N. V., Samatadze T. E., Amosova A. V., Zelenin A. V., Muravenko O. V., Bolsheva N. L., Kudryavtseva A. V. Excess fertilizer responsive miRNAs revealed in Linum usitatissimum L. Biochimie. 2015;109:36-41. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biochi.2014.11.017Yu Y., Wu G., Yuan H., Cheng L., Zhao D., Huang W., Zhang S., Zhang L., Chen H., Zhang J., Guan F. Identifi-cation and characterization of miRNAs and targets in flax (Linum usitatissimum) under saline, alkaline, and saline-alkaline stresses. BMC Plant Biol. 2016;16(1):124. DOI: https://doi.org/10.1186/s12870-016-0808-2Тихомирова В. Я., Белова В. М. Агрохимические и микробиологические свойства почвы в очагах физиологического угнетения льна-долгунца. Вестник РАСХН. 1994;(6):30-32.Melnikova N. V., Dmitriev A. A., Belenikin M. S., Speranskaya A. S., Krinitsina A. A., Rachinskaia O. A., Lakunina V. A., Krasnov G. S., Snezhkina A. V., Sadritdinova A. F., Uroshlev L. A., Koroban N. V., Samatadze T. E., Amosova A. V., Zelenin A. V., Muravenko O. V., Bolsheva N. L., Kudryavtseva A. V. Excess fertilizer responsive miRNAs revealed in Linum usitatissimum L. Biochimie. 2015;109:36-41. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biochi.2014.11.017Прудников В. А. Реакция культуры льна-долгунца на плодородие почвы. Земледелие и защита растений. Приложение к журналу. 2017;(4):21-23.Tikhomirova V. Ya., Belova V. M. Agrokhimicheskie i mikrobiologicheskie svoystva pochvy v ochagakh fiziologicheskogo ugneteniya l'na-dolguntsa. [Agrochemical and microbiological properties of the soil in the foci of physi-ological oppression of fiber flax]. Vestnik RASKhN. 1994;(6):30-32. (In Russ.).Кишлян Н. В., Рожмина Т. А. Оценка генофонда льна культурного (L. usitatissimum L.) по кислотоустойчивости. Сельскохозяйственная биология. 2010;(1):96-103. Режим доступа: http://www.agrobiology.ru/1-2010kishlyan.htmlPrudnikov V. A. Reaktsiya kul'tury l'na-dolguntsa na plodorodie pochvy. [Fiber flax culture reaction to soil fertility]. Zemledelie i zashchita rasteniy. Prilozhenie k zhurnalu. 2017;(4):21-23. (In Belarus).Гончарова Э. А. Изучение устойчивости и адаптации культурных растений к абиотическим стрессам на базе мировой коллекции генетических ресурсов: Научное наследие профессора Г. В. Удовенко. Под ред. академика А. А. Жученко. СПб.: ГНУ ВИР, 2011. 336 с.Kishlyan N. V., Rozhmina T. A. Otsenka genofonda l'na kul'turnogo (Linum usitatissimum L.) po kislotoustoychivosti. [Investigathion of flax (Linum usitatissimum L.) gene pool on resistance to soil acidity]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2010;(1):96-103. (In Russ.). URL: http://www.agrobiology.ru/1-2010kishlyan.htmlMetcalfe D. R., Helgason S. B. Inheritance of looce smit resistance. Canad. Of Plant Science. 1962;42(3):472-480.Goncharova E. A. Izuchenie ustoychivosti i adaptatsii kul'turnykh rasteniy k abioticheskim stressam na baze mirovoy kollektsii geneticheskikh resursov: Nauchnoe nasledie professora G. V. Udovenko. [The study of the resistance and adaptation of cultivated plants to abiotic stresses based on the global collection of genetic resources: Scientific heritage of Professor G. V. Udovenko]. Pod red. akademika A. A. Zhuchenko. Saint Petersburg: GNU VIR, 2011. 336 p.Рыбась И. А. Повышение адаптивности в селекции зерновых культур (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2016;(5):617-626. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.617rusMetcalfe D. R., Helgason S. B. Inheritance of looce smit resistance. Canad. Of Plant Science. 1962;42(3):472-480.Лыкова Н. А. Адаптивность злаков в связи с усилениями превегетации и вегетации. Сельскохозяйственная биология. 2008;(1):48-54. Режим доступа: http://agrobiology.ru/articles/lykova.htmlRybas' I. A. Povyshenie adaptivnosti v selektsii zernovykh kul'tur (obzor). [Breeding grain crops to increase adaptability (review)]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2016;(5):617-626. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.617rusLykova N. A. Adaptivnost' zlakov v svyazi s usileniyami prevegetatsii i vegetatsii. [Adaptability in cereals (poaceae) in connection with prevegetation and vegetation conditions]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2008;(1):48-54. (In Russ.). URL: http://agrobiology.ru/articles/lykova.htmlLykova N. A. Adaptivnost' zlakov v svyazi s usileniyami prevegetatsii i vegetatsii. [Adaptability in cereals (poaceae) in connection with prevegetation and vegetation conditions]. Sel'skokhozyaystvennaya biologiya = Agricultural Biology. 2008;(1):48-54. (In Russ.). URL: http://agrobiology.ru/articles/lykova.html

The authors declare that there are no conflicts of interest present.