УДК 581.14.032.3:633.11
ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗМЕНЧИВОСТИ ПАРАМЕТРОВ ПРОРОСТКОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОЛЕУСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ТРИТИКАЛЕ
Н. А. ХАБИЕВА1, аспирант
А. Г. ОМАРОВА1, студент
З. М. АЛИЕВА1, канд. биол. наук,
К. У. КУРКИЕВ2.3, д-р биол. наук,
Г. И. АРНАУТОВА2, канд. биол. наук
1ФГБОУ ВПО Дагестанский государственный университет
2ФГБОУ ВПО «Дагестанский ГАУ имени aтова», г. Махачкала
3Дагестанская ОС ВИР Россельхозакадемии
THE POSSIBILITY OF USING PARAMETER VARIABILITY OF SEEDLINGS FOR ASSESSING THE SALT TOLERANCE OF TRITICALE SEEDLING VARIETIES
1KHABIEVA N. A., post-graduate
1OMAROVA A. G., student
1 ALIEVA Z. M., Candidate of Biological Sciences
2.3KURKIEV K. U., Doctor of Biological Sciences
2 ARNAUTOVA G. I., Candidate of Biological Sciences
1Dagestan State University
2 Dagestan State Agrarian University named after Dzhambulatov M. M., Makhachkala
3 Dagestan Experimental Station of All-Russian Scientific Research Institute of Plant-Growing of Russian Academy of Agricultural Sciences
Аннотация: В данной статье представлены результаты лабораторных исследований по выявлению из генофонда тритикале наиболее устойчивых к засолению форм. По результатам опыта выделен сортобразец Triskell, показавший высокую солетолерантность.
Annotation: The article presents the results of the laboratory research focused on indentifing the salt tolerant varieties of triticale. As a result of the experience it is found out that the most salt tolerant variety of triticale is Triskell.
Ключевые слова: выживаемость, засоление, солеустойчивость, сорт, тритикале.
Keywords: survival, salinity, salt tolerance, variety, triticale.
Изучение влияния засоления на разные сельскохозяйственные культуры является важной задачей в связи с тем, что 25% всех почв земного шара в той или иной степени отнесены к засоленным [1], для Республики Дагестан - в особенности, где почти 50% почв имеют хлоридное, сульфатное или хлоридно-сульфатное засоление, значительно снижающие урожайность культурных растений [2, 3, 4]. Проблему засоления решают различными методами, применяя специальные агротехнические мероприятия или проводя подбор солетолерантных генотипов культурных растений. Ко второму способу можно отнести внедрение новых сельскохозяйственных культур, обладающих большим адаптивным потенциалом к неблагоприятным условиям среды. Большой интерес в этом плане представляет созданная человеком синтетическая зерновая культура - тритикале. Полевые исследования генофонда этого нового злака по устойчивости к засолению уже начаты в нашей республике [2, 3]. Однако существенно повысить эффективность данной работы можно, используя лабораторные методы изучения, позволяющие проводить предварительный скрининг и отбор устойчивых геотипов. В связи с этим диктуется необходимость выявления эффективных лабораторных методов и подходов оценки устойчивости к засолению сортообразцов тритикале, которые можно будет использовать и на других зерновых культурах.
Материал и методы исследования
Материалом исследования служили 10 сортообразцов и линий озимой тритикале (Triticale) из коллекции Дагестанской опытной станции ВИР им. различного эколого-географического происхождения: ПРАГ 7, Maderato, Pawo, Горчинска, Timbo, Triskell, Немчиновский 56 х ПРАГ 536, Бард х ПРАГ 204, Союз х ПРАГ 530 и ПРАГ 511. Для лабораторного моделирования условий засоления, согласно методическим рекомендациям [5], семена 10 сортообразцов тритикале проращивали в чашках Петри на фильтровальной бумаге, смоченной растворами хлорида натрия (NaCl) с концентрацией 86 мМ (0,5%) и 164 мМ (0,98%) и дистиллированной воде (контроль).
Объем выборки составлял 20 семян. Опыты проводили в 3-кратной повторности для каждого варианта. Чашки Петри помещали на семь суток в климатическую камеру для моделирования условий (MLR-352H): температура 23- 240С, освещение - 3000 люкс, влажность 80 %. Определяли всхожесть, число, длину и массу корней, длину и массу надземной части, для оценки изменчивости ряда их признаков у сортов. По программе MS Excel вычисляли: средние значения, стандартное отклонение, ошибка средней, критерий Стьюдента [6].
Результаты исследования
Изученные образцы характеризовались различной всхожестью семян. В контроле у всех 10 сортообразцов тритикале всхожесть была высокой и составила 100%. При этом наименьшая ее величина отмечена у сортобразца Timbo: в растворах 86 и 164 мМ – 85%, максимальная – у Triskell, Maderato и Союз*ПРАГ 530 (100% в обеих концентрациях) (табл.1).
Таблица 1. Выживаемость проростков тритикале при культивировании на засолении
Показатели Сортообразец | Н2О (контроль) | Раствор NaCl,% | |
0,5 | 0,98 | ||
ПРАГ 7 (Дагестан) | 100 | 90 | 90 |
Maderato (Польша) | 100 | 100 | 100 |
Pawo (Польша) | 100 | 100 | 95 |
Горчинска (Украина) | 100 | 100 | 90 |
Timbo (Франция) | 100 | 85 | 85 |
Triskell (Франция) | 100 | 100 | 100 |
Немчиновский 56*ПРАГ 536 (Дагестан) | 100 | 100 | 95 |
Бард*ПРАГ 204 (Дагестан) | 100 | 95 | 95 |
Союз*ПРАГ 530 (Дагестан) | 100 | 100 | 100 |
ПРАГ 511 (Дагестан) | 100 | 85 | 85 |
Для анализа дифференциации сортообразцов по солеустойчивости сравнивали прирост корней и листьев проростков. Степень ингибирующего эффекта зависела от концентрации раствора и сорта. Так, у проростков сортообразцов ПРАГ 7, Pawo, Горчинска, Timbo и Triskell в условиях засоления NaCl 86 мМ количество корней оставалось на уровне контроля, а в растворе 164 мМ наблюдалось незначительное снижение. Наибольшее снижение этого показателя наблюдалось у линии Бард*ПРАГ 204 в растворах 86 и 164 мМ (0,6 и 1,6 мм соответственно). Размеры корней в наибольшей степени снижались в обоих вариантах растворов NaCl (86 и 164 мМ) у Maderato, в наименьшей - у Pawo. Наиболее высокие показатели надземной части в условиях засоления NaCl 86 мМ в целом отмечены у сортобразца ПРАГ 7, самые низкие – у Maderato, в растворе 164 мМ - у Союз*ПРАГ 530 и Pawo соответственно (табл.2).
Таблица 2. Длина и количество корней (1,2), надземной части (3) у разных сортообразцов тритикале
Показатели Сортообразец | Н2О (контроль) | NaCl 0,5% | NaCl 0,98% | ||||||
1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | |
ПРАГ 7 (Дагестан) | 132±0,3 | 6,0±0 | 105,0±0,1 | 63,0±0,2 | 6,0±0 | 76,4±0,2 | 17,2±0,1 | 4,1±0,4 | 14,5±0,1 |
Maderato (Польша) | 81,2±0,5 | 6,0±0 | 77,5±0,2 | 32,8±0,3 | 5,0±0,3 | 30,0±0,4 | 17,9±0,1 | 3,4±0,2 | 13,5±0,2 |
Pawo (Польша) | 116,7±0,5 | 6,0±0 | 100,6±0,4 | 63,5±0,4 | 6,0±0 | 68,5±0,2 | 29,0±0,3 | 4,1±0,4 | 12,8±0,2 |
Горчинска (Украина) | 126,2±0,6 | 6,0±0 | 108,8±0,3 | 47,6±0,3 | 6,0±0 | 64,4±0,4 | 30,2±0,2 | 4,1±0,2 | 13,7±0,1 |
Timbo (Франция) | 110,1±0,3 | 6,0±0 | 92,0±0,2 | 52,0±0,4 | 6,0±0 | 64,2±0,6 | 30,3±0,2 | 4,3±0,3 | 21,5±0,2 |
Triskell (Франция) | 113,0±0,4 | 6,0±0 | 102,0±0,1 | 57,7±0,3 | 6,0±0 | 69,7±0,5 | 25,2±0,2 | 4,8±0,3 | 22,5±0,3 |
Немчиновский56*ПРАГ 536 (Дагестан) | 101,2±0,5 | 6,0±0 | 104,0±0,5 | 34,8±0,4 | 5,4±0,2 | 33,6±0,4 | 25,5±0,2 | 5,2±0,3 | 13,0±0,1 |
Бард*ПРАГ204 (Дагестан) | 96,9±0,4 | 5,4±0,2 | 100,7±0,3 | 38,3±0,3 | 5,4±0,3 | 38,7±0,4 | 29,4±0,1 | 4,4±0,2 | 29,2±0,2 |
Союз*ПРАГ530 | 121,7±0,5 | 5,0±0 | 113,2±0,2 | 55,5±0,6 | 4,7±0,2 | 50,0±0,3 | 35,9±0,2 | 4,6±0,3 | 30,2±0,2 |
ПРАГ 511 | 109,0±0,4 | 6,0±0,2 | 102,4±0,3 | 34,2±0,2 | 5,4±0,2 | 38,1±0,2 | 21,5±0,2 | 5,0±0,4 | 19,7±0,2 |
Различную реакцию сортообразцов тритикале на засоление демонстрируют также показатели сырой и сухой биомассы корней и надземной части проростков. У сортообразцов Pawo и Triskell наблюдалось возрастание сырой и сухой биомассы корней в растворе NaCl 86мМ. При повышении концентрации растворов отмечено падение биомассы корней и надземной части. Так, если в 86 мМ растворе NaCl у Pawo сырая биомасса корней составила 55,7 мг, надземной части – 51,7 мг, то в варианте с 164 мМ – 32,6 мг и 14 мг соответственно. Подобная картина наблюдалась и при анализе сухой биомассы корней. У всех сортообразцов тритикале корни по сухой биомассе уступают надземной части (табл.3).
Таблица 3. Накопление сырой (I) и сухой (II) биомассы корней (А) и
надземной части (Б)
Показатели Сорт | Н2О (контроль) | NaCl 0,5% | NaCl 0,98% | |||||||||
I | II | I | II | I | II | |||||||
А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | А | Б | |
ПРАГ 7 (Дагестан) | 70,0±3,1 | 76,9±4,0 | 7,9 | 9,8 | 47,1±1,8 | 60,3±6,8 | 4,6 | 8,3 | 20,0±1,3 | 15,0±1,0 | 3,1 | 3,3 |
Maderato (Польша) | 62,0±3,5 | 65,5±2,6 | 6,3 | 7,4 | 37,6±3,7 | 44,2±2,9 | 4,6 | 5,0 | 22,3±2,1 | 15,1±1,0 | 3,5 | 3,6 |
Pawo (Польша) | 75,1±3,7 | 85,8±5,1 | 8,8 | 9,6 | 55,7±3,5 | 51,7±1,9 | 5,5 | 8,1 | 32,6±3,1 | 14,0±1,7 | 5,1 | 3,2 |
Горчинска (Украина) | 77,8±7,9 | 93,1±4,8 | 6,0 | 10,6 | 54,4±2,9 | 59,9±2,6 | 5,0 | 8,4 | 28,0±2,1 | 20,1±1,1 | 4,0 | 3,4 |
Timbo (Франция) | 76,2±3,5 | 70,4±4,4 | 7,2 | 8,7 | 46,8±4,0 | 51,5±4,3 | 5,6 | 8,6 | 31,6±2,9 | 25,0±1,7 | 3,6 | 4,2 |
Triskell (Франция) | 83,7±5,5 | 87,8±5,5 | 8,7 | 9,7 | 54,2±2,4 | 56,0±3,7 | 5,2 | 7,4 | 34,0±1,5 | 23,2±2,8 | 3,9 | 4,1 |
Немчиновский56* ПРАГ 536 (Дагестан) | 74,1±5,2 | 89,0±3,4 | 8,5 | 10,6 | 38,4±3,7 | 42,6±4,1 | 4,3 | 5,9 | 27,1±2,5 | 20,3±0,8 | 3,6 | 4,4 |
Бард*ПРАГ 204 (Дагестан) | 55,1±4,5 | 85,7±3,6 | 6,2 | 10,8 | 23,0±2,5 | 43,4±2,6 | 3,5 | 6,0 | 34,1±1,5 | 38,1±1,7 | 4,0 | 4,1 |
Союз*ПРАГ 530 (Дагестан) | 77,1±4,5 | 100,4±5,6 | 8,2 | 12,5 | 39,7±3,0 | 51,6±2,4 | 4,5 | 7,5 | 40,3±3,1 | 34,6±3,1 | 4,1 | 5,6 |
ПРАГ 511 (Дагестан) | 87,2±8,4 | 89,2±2,4 | 7,1 | 9,4 | 37,2±3,8 | 42,6±2,8 | 4,2 | 6,5 | 27,3±2,4 | 24,1±1,5 | 2,6 | 4,6 |
Таким образом, при оценке ростовых показателей проростков менее устойчивым оказался сортообразец Maderato, а по накоплению сырой биомассы корней и надземной части – линия Бард*ПРАГ 204. В условиях засоления NaCl 164 мМ по всем показателям устойчивости преобладают проростки линий Союз*ПРАГ 530 и Бард*ПРАГ204
Таким образом, использование данного метода анализа устойчивости к засолению дает нам возможность охарактеризовать сорта тритикале и позволяет выявить как более устойчивый с. Triskell.
Приложение даже элементарного популяционного подхода позволяет оценить солеустойчивость сортообразцов тритикале на основе анализа ростовых процессов их проростков. При этом выявлены различия у проростков сортов в формировании корней и надземной части. Использованный подход позволит оценить в лабораторных условиях чувствительность сортов не только к уровню, но и к типу засоления.
Список литературы
Устойчивость всходов Pinus silvestris и Picea abies к солевому стрессу / , , // Лесной вестник. – 2010. – №3(72). – С. 119 - 122. , , Влияние действия засоления на продуктивность сортов гексаплоидного тритикале / , , // Известия Дагестанского государственного педагогического университета.-2010. – №4. – С. 54-59. , , Агро – экологическое изучение сортообразцов пшеницы и тритикале в Республике Дагестан / , , // Проблемы развития АПК региона. – 2013. – №2(14). – С. 18 – 22. Биомасса корней и побегов у черенков при засолении среды и оценке солеустойчивости сортов винограда / // Вестник Дагестанского государственного университета. – 2013. - №6. – С. 52 - 57. Диагностика чувствительности растений к стрессовым факторам (методическое руководство) / , , . – М., 1988. – 228 с. Доспехов, полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). / . – М.: Агропромиздат. – 1985. – 351 с.