Оцінка селекційного матеріалу соняшнику на стійкість до вовчка (Orobanche cumana Wallr.) та гербіцидів в умовах штучного клімату задля прискорення селекційного процесу
Анотація
Соняшник є важливою олійною культурою, тому збільшення його врожайності та стійкості до хвороб і шкідників може призвести до значного економічного покращення для сільськогосподарських підприємств і країни в цілому. Зміни клімату та поширення нових рас вовчка (Orobanche cumana Wallr.) створюють серйозні загрози для виробництва соняшнику, а дослідження в цій галузі допомагають розробити сорти, здатні адаптуватися до мінливих умов. Мета дослідження – комплексна оцінка селекційного матеріалу для виявлення найбільш стійких форм і гібридів соняшнику. Для досягнення мети проведено експеримент у період 2015-2023 років у ТОВ «Дослідне господарство олійних культур», у якому вивчали оцінку селекційного матеріалу соняшнику на стійкість до вовчка та гербіцидів. У результаті експерименту успішно створено лінії соняшнику, які мають стійкість до вовчка та гербіцидів, що сприяє підвищенню продуктивності та зниженню втрат урожаю. Створені лінії соняшнику були впроваджені в селекційний процес з метою розробки високопродуктивних міжлінійних гібридів соняшнику, що стало важливим етапом у поліпшенні сільського господарства Казахстану. Ці інноваційні гібриди, такі як «Agribusiness 2050» і «Batyr», проявили високу стійкість до вовчка рас Е-F, що істотно знижує втрати врожаю і забезпечує надійну продукцію. Крім того, розроблено гербіцидостійкі гібриди, як-от Baiterek S і Baikonur, які дають змогу ефективно боротися з бур’янами та зберігати чистоту посівів, що важливо для збільшення врожайності та зниження витрат на обробіток ґрунту. Ці гібриди були рекомендовані для використання в сільському господарстві Казахстану і можуть сприяти підвищенню рівня продуктивності соняшнику. Дане дослідження сприяє розширенню наукових знань у галузі селекції та боротьби зі шкідниками соняшнику, що є актуальним напрямком для поліпшення сільськогосподарської практики та забезпечення продовольчої безпеки
Ключові слова
сорт; сільське господарство; експериментальні умови; генетичні маркери
[1] Adugna, W., & Labuschagne, M.T. (2002). Genotype-environment interactions and phenotypic stability analyses of linseed in Ethiopia. Plant Breeding, 121(1), 66-71. doi: 10.1046/j.1439-0523.2002.00670.x.
[2] Anastasi, U., Cammarata, M., & Abbate, V. (2002). Yield potential and oil quality of sunflower (oleic and standard) grown between autumn and summer. Italian Journal of Agronomy, 4(1), 23-36.
[3] Babkenov, A., Babkenova, S., Abdullayev, K., & Kairzhanov, Y. (2020). Breeding spring soft wheat for productivity, grain quality, and resistance to adverse external factors in Northern Kazakhstan. Journal of Ecological Engineering, 21(6), 8-12. doi: 10.12911/22998993/123160.
[4] Casali, B., Brenna, E., Parmeggiani, F., Tentori, F., & Tessaro, D. (2022). Multi-step chemo-enzymatic synthesis of azelaic and pelargonic acids from the soapstock of high-oleic sunflower oil refinement. Green Chemistry, 24, 2082-2093. doi: 10.1039/D1GC03553C.
[5] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[6] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text.
[7] Cvejić, S., Radanović, A., Dedić, B., Jocković, M., Jocić, S., & Miladinović, D. (2020). Genetic and genomic tools in sunflower breeding for broomrape resistance. Genes (Basel), 11(2), article number 152. doi: 10.3390/ genes11020152.
[8] Deepika, P., & Ali, D.M. (2020). Production and assessment of microalgal liquid fertilizer for the enhanced growth of four crop plants. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 28, article number 101701. doi: 10.1016/j. bcab.2020.101701.
[9] Domaratskiy, E.O., Zhuykov, O.G., & Ivaniv, M.O. (2018). Influence of sowing periods and seeding rates on yield of grain sorghum hybrids under regional climatic transformations. Indian Journal of Ecology, 45(4), 785-789.
[10] Flagella, Z., Rotunno, T., Tarantino, E., Caterina, R.D., & de Caro, A. (2002). Changes in seed yield and oil fatty acid composition of high oleic sunflower (Helianthus annuus L.) hybrids in relation to the sowing date and the water regime. European Journal of Agronomy, 17(3), 221-230. doi: 10.1016/S1161-0301(02)00012-6.
[11] Giannini, V., Mula, L., Carta, M., Patteri, G., & Roggero, P.P. (2022). Interplay of irrigation strategies and sowing dates on sunflower yield in semi-arid Mediterranean areas. Agricultural Water Management, 260, article number 107287. doi: 10.1016/j.agwat.2021.107287.
[12] Howell, T.A., Evett, S.R., Tolk, J.A., Copeland, K.S., & Marek, T.H. (2015). Evapotranspiration, water productivity and crop coefficients for irrigated sunflower in the U.S. Southern High Plains. Agricultural Water Management, 162, 33-46. doi: 10.1016/j.agwat.2015.08.008.
[13] Kocira, S., Hara, P., Szparaga, A., Czerwińska, E., Beloev, H., Findura, P., & Bajus, P. (2020). Evaluation of the effectiveness of the use of biopreparations as seed dressings. Agriculture, 10(4), article number 90. doi: 10.3390/ agriculture10040090.
[14] Kovalenko, O., Gamajunova, V., Neroda, R., Smirnova, I., & Khonenko, L. (2021). Advances in nutrition of sunflower on the southern steppe of Ukraine. In Soils Under Stress (pp. 215-223). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3030-68394-8_21.
[15] Kurylych, D.V., & Makliak, K.M. (2022). Peculiarities of the sunflower breeding for resistance to broomrape (Orobanche cumana wallr.). Breeding and Seed Production, 122, 19-39. doi: 10.30835/2413-7510.2022.271748.
[16] Liu, S., Wang, P., Liu, Y., & Wang, P. (2020). Identification of candidate gene for resistance to broomrape (Orobanche cumana) in sunflower by BSA-seq. Oil Crop Science, 5(2), 47-51. doi: 10.1016/j.ocsci.2020.05.003.
[17] Louarn, J., Boniface, M-C., Pouilly, N., Velasco, L., Pérez-Vich, B., Vincourt, P., & Muños, S. (2016). Sunflower resistance to broomrape (Orobanche cumana) is controlled by specific QTLs for different parasitism stages.Frontiers in Plant Science, 7, article number 590. doi: 10.3389/fpls.2016.00590.
[18] Pinar, H., Yahya, H.N., Erċışlı, S., Coskun, O.F., Yaman, M., Turgunbaev, K., & Uzun, A. (2021). Molecular characterization of barberry genotypes from Turkey and Kyrgyzstan. ERWERBS-OBSTBAU, 63(4), 403-407. doi: 10.1007/s10341-021-00599-x.
[19] Ryzhenko, A.S., Kalenska, S.M., Prysiazhniuk, O.I., & Mokriienko, V.A. (2020). Yield plasticity of sunflower hybrids in the conditions of the Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Plant Varieties Studying and Protection, 16(4), 402406. doi: 10.21498/2518-1017.16.4.2020.224058.
[20] Sisou, D., Tadmor, Y., Plakhine, D., Ziadna, H., Hübner, S., & Eizenberg, H. (2021). Biological and transcriptomic characterization of pre-haustorial resistance to sunflower broomrape (Orobanche cumana W.) in sunflowers (Helianthus annuus). Plants, 10(9), article number 1810. doi: 10.3390/plants10091810.
[21] Škorić, D., Joiţa-Păcureanu, M., Gorbachenko, F., Gorbachenko, O., & Maširević, S. (2021). Dynamics of change in broomrape populations (Orobanche cumana Wallr.) in Romania and russia (Black Sea area). Helia, 44(74). doi: 10.1515/helia-2020-0025.
[22] Sperdouli, I., Adamakis, I.S., Dobrikova, A., Apostolova, E., Hanć, A., & Moustakas, M. (2022). Excess zinc supply reduces cadmium uptake and mitigates cadmium toxicity effects on chloroplast structure, oxidative stress, and photosystem ii photochemical efficiency in salvia sclarea plants. Toxics, 10(1), article number 36. doi: 10.3390/ toxics10010036.
[23] Tajibayev, D., Mukin, K., Babkenov, A., Chudinov, V., Dababat, A.A., Jiyenbayeva, K., Kenenbayev, S., Savin, T., Shamanin, V., Tagayev, K., Rsymbetov, A., Yessimbekova, M., Yusov, V., Zhylkybaev, R., Morgounov, A., Altaf, M.T., Nadeem, M.A., & Baloch, F.S. (2023). Exploring the agronomic performance and molecular characterization of diverse spring durum wheat germplasm in Kazakhstan. Agronomy, 13(7), article number 1955. doi: 10.3390/ agronomy13071955.
[24] Trotsenko, V., Kabanets, V., Yatsenko, V., & Kolosok І. (2020). Models of sunflower productivity formation and their efficiency in the conditions of the north-eastern Forest-Steppe of Ukraine. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology, 40(2), 72-78. doi: 10.32782/agrobio.2020.2.9.
[25] Zatybekov, A., Anuarbek, S., Abugalieva, S., & Turuspekov, Y. (2020). Phenotypic and genetic variability of a tetraploid wheat collection grown in Kazakhstan. Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii, 24(6), 605-612. doi: 10.18699/VJ20.654.