Селекція сільськогосподарських культур для посушливих умов

  • В. І. Січкар Селекційно-генетичний інститут – Національний центр насіннєзнавства та сортовивчення, НААН, Україна, 65036, м. Одеса, Овідіопольська дорога, 3 https://orcid.org/0000-0003-0581-5068
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v37.1744
Ключові слова: посухостійкість, водний стрес, уникнення посухи, толерантність

Анотація

Мета. На основі власних експериментальних результатів і аналізу публікацій провідних наукових установ світу обґрунтувати необхідність посилення селекційної роботи для підвищення адаптивного потенціалу та посухостійкості нових сортів. Висвітлити механізм дії посухи, методи створення вихідного матеріалу, основні морфологічні, фізіологічні та біохімічні ознаки, які впливають на рівень стійкості до стресу. Методи. Польові досліди проводили у степовій зоні України, яка характеризується незначною кількістю опадів, високою температурою повітря та тривалими міждощовими періодами впродовж вегетації сільськогосподарських культур. Результати. Для успішної селекційної роботи необхідно враховувати вплив взаємодії генотипу з факторами середовища. На основі багатозональних випробувань є можливість виявити нові генотипи, які демонструватимуть широку або специфічну адаптивність до певного типу середовища та побудувати моделі з різним рівнем факторів довкілля. За посушливих умов отримано унікальний селекційний матеріал сої та нуту з високим рівнем посухостійкості, що може слугувати генетичною базою для подальшого покращення цієї ознаки. Висновки. На основі таких морфологічних показників як площа листкової поверхні та її стан, надземна маса, висота рослин, інтенсивність росту можливо об’єктивно оцінити толерантні до водного стресу генотипи. Створення ультраскоростиглих сортів дає можливість уникнення посухи.

Посилання

Bankole F., Menkir A., Olaoye G. et al. Genetic gains in yield and yield related traits under drought stress and favorable environments in a maize population improved using marker assisted recurrent selection. Front. Plant Sci. 2017. Vol. 8. P. 808. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.00808.

Vasilkivskyi S. P., Gudzenko V. M., Kochmarskyi V. S., Kyrylenko V. V. Realization of cereals varieties potential as a way of solving the food problem. Factors in experimental evolution of organisms. 2017. Vol. 21. P. 47–51. https://doi.org/10.7124/FEEO.v.21805. [in Ukrainian]

Ortiz R., Braun H. J., CrossaJ. et al. Wheat genetic resources enhancement by the International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT). Genet. Resour. Crop Evol. 2008. Vol. 55. P. 1095–1140. https://doi.org/10.1007/s10722-008-9372-4.

Hunter M. C., Smith R. G., Schipanski M. E. et al. Agriculture in 2050: Recalibrating targets for sustainable intensification. Bioscience. 2017. Vol. 67. P. 386–391. https://doi.org/10.1093/biosci/bix010.

Daryanto S., Wang L., Jacinta P. A. Global synthesis of drought effects on maize and wheat production. PLOS ONE. 2016. Vol. 11. e0156362. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0156362.

Kumar A., Kumar H., Kumar S. et al. Phenological, Morphological and Yield based Characterization of Chickpea (Cicer arietinum L.) Germplasm Lines. Legume Res. 2024. Vol. 47 (6). P. 884–890. https://doi.org/10.18805/LR-4582.

Fornazzari C. J., Matus I., Madariaga R. et al. Konde INIA: first doubled haploid winter wheat cultivar for southern Chile. Chil. J. Agric. Anim. Sci. 2015. Vol. 31. P. 234–238.

Chen C., Wang B., Feng P. et al. The shifting influence of future water and temperature stress on the optimal flowering period for wheat in Western Australia. Sci. total Environ. 2020. Vol. 737. P. 139707. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139707.

Tardieu F., Simonneau T., Muller B. The physiological basis of drought tolerance in crop plants: A scenario-dependent probabilistic approach. Annu. Rev. Plant Biol. 2018. Vol. 69. P. 733–739. https://doi.org/10.1146/annurev-arplant-042817-040218.

Sloane R. J., Patterson R. P., Carter T. E. Field drought tolerance of a soybean plant introduction. Crop Sci. 1990. Vol. 30. P. 118–123. https://doi.org/10.2135/cropsci1990.0011183x003000010027x.

Pathan M., Lee J. D., Sleper D. A. et al. Two soybean plant introductions display slow leaf wilting and reduced yield loss under drought. J. Agron. Crop Sci. 2014. Vol. 200. P. 231–236. https://doi.org/10.1111/jac.12053.

Abdal-Haleem H., Carter T. E. J., Purcell L. G. et al. Mapping of quantitative trait loci for canopy-wilting trait in soybean (Glycine max L. Merr.). Theor. Appl. Gen. 2012. Vol. 125. P. 837–846. https://doi.org/10.1007/s00122-012-1876-9.

Cooper M., Voss-Fels K. P., Messina C. D. et al. Tackling G x E x M interactions to close on-farm yield-gaps: creating novel pathways for crop improvement by predicting contributions of genetics and management to crop productivity. Theor. Appl. Gen. 2021. Vol. 134. P. 1625–1644. https://doi.org/10.1007/s00122-021-03812-3.

Sichkar V. I., Pasichnyk S. M. Genetic-physiological basis of legume crops resistance to drought stress. The Bulletin of Vavilov Society of geneticists and Breeders of Ukraine. 2018. Vol. 16 (1). P. 35–51. https://doi.org/10.7124/visnyk.utgis.16.1.901. [in Ukrainian]

Nehe A. S., Foulkes M. J., Ozturk I. et al. Root and canopy traits and adaptability genes explain drought tolerance responses in winter wheat. PLOS ONE. 2021. Vol. 16. e0242472. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242472.