Влияние продолжительности яровизации in vitro на рост и продуктивность озимых злаков в условиях фитотроннотепличного комплекса

Фитотронно-тепличные комплексы активно применяются в селекции озимых культур. Сокращение периода яровизации растений, в том числе с привлечением культуры in vitro, позволит получать более одного поколения за календарный год. Цель исследования – изучить эффективность яровизации in vitro на 12 сортообразцах пшеницы и тритикале, в том числе двуручках, при круглогодичном выращивании растений в защищенном грунте. Продолжительность яровизации in vitro при t +4 ^оС составляла 20, 30, 40, 50 и 60 суток. Растения высаживали в гидропонную установку и выращивали в условиях длинного дня (22 часа). Переход к генеративной фазе роста после 20 суток in vitro-яровизации наступил только у тритикале-двуручек (60 % растений сорта Валентин 90 формировали продуктивные побеги), для остальных сортов и линий требовалось не менее 50 суток, для сортов Зубр (тритикале) и Скипетр (пшеница) – 60 суток. Период от получения эмбриокультуры, яровизации, выращивания в гидропонной установке растений до получения семенного потомства длился у большинства сортов озимой пшеницы и тритикаледвуручек от 118 до 152 суток, у озимой тритикале – от 150 до 170 суток. У всех сортов и линий общее количество побегов, формирующихся на растении, значительно снижалось при увеличении продолжительности яровизации и приобретении способности к формированию продуктивных побегов. Озерненность колосьев в вариантах, где растения успешно прошли яровизацию, у тритикале составила в среднем 45 зерен в колосе, у пшеницы – 26–40 зерен.

1. Watson A., Ghosh S., Williams M. J., Cuddy W. S., Simmonds J., Rey M. D. et al. Speed breeding is a powerful tool to accelerate crop research and breeding. Nature plants. 2018;4(1):23–29. DOI: https://doi.org/10.1038/s41477-017-0083-8

2. Schoen A., Wallace S., Holbert M. F., Brown-Guidera G., Harrison S., Murphy P. et al. Reducing the generation time in winter wheat varieties using speed breeding. Crop Science. 2023;63(4):2079–2090. DOI: https://doi.org/10.1002/csc2.20989

3. Lee G. H., Kim T. K., Choi C. H., Kim J. Y. Evaluation of tissue culture efficiency in a speed breeding system for stable and sustainable supported wheat (Triticum aestivum) immature embryogenesis. The Korean Journal of Crop Science. 2020;65(4):365–376. DOI: https://doi.org/10.7740/kjcs.2020.65.4.365

4. Jähne F., Hahn V., Würschum T., Leiser W. L. Speed breeding short-day crops by LED-controlled light schemes. Theoretical and Applied Genetics. 2020;133(8):2335–2342. DOI: https://doi.org/10.1007/s00122-020-03601-4

5. Chai Y., Zhao Z., Lu S., Chen L., Hu Y. Field evaluation of wheat varieties using canopy temperature depression in three different climatic growing seasons. Plants (Basel). 2022;11(24):3471. DOI: https://doi.org/10.3390/plants11243471

6. Захарова Н. Н., Захаров Н. Г. Сортовая дифференциация озимой мягкой пшеницы по группам спелости в лесостепи Среднего Поволжья. Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2020;(2(50)):91–97. DOI: https://doi.org/10.18286/1816-4501-2020-2-91-97 EDN: ERKOEN

7. Мединский А. В., Стёпочкин П. И. Яровизация озимых сортов тритикале. Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2013;(4):27–30. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21226327 EDN: RWMWXX

8. Ержебаева Р. С., Абдурахманова М. А., Бастаубаева Ш. О., Таджибаев Д. Эмбриогенез и регенерация растений в культуре пыльников гексаплоидной тритикале (× Triticosecale Wittmack) под влиянием цитокинина зеатина. Сельскохозяйственная биология. 2019;54(5):934–945. DOI: https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.5.934rus EDN: RZQJMC

9. Мусинов К. К., Козлов В. Е., Сурначёв А. С., Лихенко И. Е. Потребность в продолжительности яровизации коллекционных образцов мягкой озимой пшеницы. Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2021;51(6):31–38. DOI: https://doi.org/10.26898/0370-8799-2021-6-4 EDN: KYULQN

10. Булавка Н. В. Яровизационная потребность сортов озимой мягкой пшеницы в связи с их морозоустойчивостью. Земледелие и селекция в Беларуси. 2014;(50):383–392. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30029797 EDN: ZHDRTX

11. Акинина В. Н., Дьячук Т. И., Жилин С. В., Калашникова Э. В. Методы культуры ткани in vitro для создания исходного материала для селекции тритикале в Поволжье. Зерновое хозяйство России. 2020;(1):64–68. DOI: https://doi.org/10.31367/2079-8725-2020-67-1-64-68 EDN: VUFZEV

12. Murashige T., Skoog F. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum. 1962;15(3):473–497. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

13. Файт В. И., Губич Е. Ю., Зеленина Г. А. Различия сортов двуручек мягкой пшеницы по генам Vrn-1 типа развития. Plant Varieties Studying and Protection. 2018;14(2):160–169. DOI: https://doi.org/10.21498/2518-1017.14.2.2018.134762 EDN: XSUURN

14. Дьячук Т. И., Акинина В. Н., Жилин С. В., Хомякова О. В., Барнашова Е. К., Калашникова Э. В., Куликова В. П. Новый сорт озимой тритикале Зубр. Аграрный научный журнал. 2022;(6):19–22. DOI: https://doi.org/10.28983/asj.y2022i6pp19-22 EDN: WAAWZV

15. Cha J. K., Park H., Choi C., Kwon Y., Lee S. M., Oh K. W. et al. Acceleration of wheat breeding: enhancing efficiency and practical application of the speed breeding system. Plant Methods. 2023;19:118. DOI: https://doi.org/10.1186/s13007-023-01083-1