Оцінка алюмостійкості зразків ячменю ярого. Аналіз розподілу зразків ячменю ярого за індексами довжини кореня і довжини проростка. Аналіз зразків з високими показниками індексу довжини коріння за пророщування на розчинах з різним вмістом іонів алюмінію.
Аннотация к работе
ДЖЕРЕЛА ТА ДОНОРИ Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН м.Досліджено 73 зразки ячменю ярого різного еколого-географічного походження на стійкість до іонів алюмінію з використанням кореневого тесту на ранніх етапах розвитку рослин. За величиною індексу довжини кореня (ІДК) та довжини паростка (ІДП) сорти були розподілені на 4 умовних групи для кожної концентрації. Виявлено зразки з високим рівнем стійкості при концентраціях 0,74 ММ (PH 4,4), 1,5 ММ (PH3,99) та 2,26 ММ (PH 3,84) іонів алюмінію на ранніх етапах розвитку.Зовнішні ознаки перш за все проявляються на коренях рослину зміні характеру їх росту, в зменшенні або припиненні росту основного кореня з подальшим утворенням на ньому плям [3, 4, 5]; потовщенні коренів; утворенні бічних коренів, ріст яких також уповільнюється [6]. Токсичні іони алюмінію впливають на процеси росту та продуктивність на всіх фазах онтогенезу рослин ячменю, але в ювенільний період більший вплив мають на ступінь розвитку коріння, ніж паростку. Метою досліджень було визначення стійкості зразків ячменю ярогорізного еколого-географічного походження до підвищеного вмісту іонів алюмінію на ранніх етапах розвитку рослин, а також виділення за цією ознакою перспективного вихідного матеріалу для селекції в умовах підвищеної кислотності ґрунтів. Оцінку алюмостійкості проводили в лабораторних умовах на ранніх етапах розвитку рослин з використанням кореневого тесту[19], що дозволило виявити стійкість сортів до іонів алюмінію за відношенням середньої довжини корінця при високій і низькій концентрації стресового фактору, яке визначалось індексом довжини корінця (ІДК).Більшість досліджень з лабораторних методів визначення алюмостійкості для ячменю свідчить про доцільність розрахунку даного показника в стресових умовах при PH 3,8-4,3 [2, 18, 20, 21]. Додатково в якості тесту використовували довжину проростка досліджуваних рослин (ІДП), який розраховували за формулою: ІДП=ДПС/ДПК*100, де ІДП-індекс довжини проростка; ДПС - довжина проростку, вирощеного при концентрації стресового фактору; ДПК - довжина паростку контрольного варіанту.Встановлено, що токсичні іони алюмінію в ювенільний період більший вплив мають на міру розвитку коріння, ніж проростку.
Вывод
Встановлено, що токсичні іони алюмінію в ювенільний період більший вплив мають на міру розвитку коріння, ніж проростку. Концентрація іонів алюмінію 1,5 ММ (PH 3,99) є найбільш оптимальною для диференціації зразків ячменю ярого.За результатами тестування реакції кореня і проростка на алюмостійкістьвиявлені високостійкі сорти ячменю ярого до даного чинника на ранніх етапах розвитку рослин. Це сорти Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН- Сапфір, Оберіг; Інституту рослинництва ім. В.Я. Юрєва НААН - Екзотик(UA0804751); Биом(UA0805269) (Російська Федерація) і Гонор(UA0804432) (Білорусь). Виділені сорти рекомендуються для використання як вихідний матеріал для селекції в умовах підвищеної кислотності ґрунтів.
Список литературы
1. Климашевский Э.Л. Генетический аспект минерального питания растений. - М.: Агропромиздат, 1991. - 415 с.
2. Яковлева О.В., Капешинский А.М., Ковалева О.Н. Устойчивость культурного и дикого ячменя к действию токсичних ионовалюминия. Генетические ресурсы ржи, ячменя и овса // Труды по прикл. бот., ген. и сел. - 2009. - Т. 165. ? С.56-59.
3. Ганжа Б.А. К вопросу о действии Al-ионов и Н-ионов. // Почвоведение. - 1941. - №1. - С.23-38.
4. Aniol А. The alummium tolerance in wheat //Plant breeding:theories,achievements and problems //Dotnuva Akademija Lithunia (14-16 July, 1999). - P.14-22.
5. MCMEILLY T. A rapid method for screening barley for aluminum tolerance //Euphytica. - 1982 - V.31. - P. 237-239.
6. Мещеряков A.M. Влияние кислотности и алюминия нарост растений // Труды ВИУА. -1937. - Вып.16. - Т.4. - С.166-182.
7. Roy A.K., Sharma A., Talukder G. Some aspect alummum-toxic for plants // Botanical revier. - 1988. - V. 54. - №2. - P.145-178.
ISSN 2309-7345 Генетичні ресурси рослин, 2014, № 14 78
ДЖЕРЕЛА ТА ДОНОРИ
8. Reid D.A. Fleming A.L., Foy C.D. A method for determining aluminum response of barley in nutrient solutions in comparison to response in Al-toxic soil // Agronomy Journal. - 1971. - V.63. - P. 600-603.
9. Reid D.A. Jons G.D., Armiger W.H., Foy C.D., Koch E.J., Smarlmg P.M. Different aluminum tolerance winter barley varieties and selection in associated greenhouse and field experiments // Agronomy Journal. - 1969. - V. 61. - P. 218-222.
10. Родина H.A. Солодянкина М.М. Влияние ионов алюминия на начальный рост корневой системы ярового ячменя // Научные проблемы создания новых сортов с.-х. культур, адаптированных к современным условиям производства. Материалы научной сессии (21-22 июля 1998 г.) - СПБ., 1998. - С. 38-39.
11. Фроловская Т.П. Влияние подвижных форм алюминия на урожай и качество с.-х. растений // Влияние свойств почв и удобрений на качество растений. - М.: МГУ, 1966. - С.157-167.
12. Яковлева О.В. Капешинский А.М. Толерантность ячменя к токсичным ионам алюминия в условиях почвенной культуры // Труды по прикл. бот., ген. и сел. -, 2011. - Т.168. ? С.54-64.
13. Концепція агрохімічного забезпечення землеробства України на період до 2015 року. - Харків:КП Міськдрук, 2009. - 37 с.
14. Національна доповідь про стан родючості ґрунтів України за ред. Балюка С.А., Медведєва В.В., Тараріко О.Г. та ін. - К., 2010. - С.16-22.
15. Жученко A.A. Проблемы адаптации в селекции, сортоиспытании и семеноводстве сельскохозяйственных культур // Генетические основы селекции с.-х. культур. - М., 1995. - С.3-19.
16. Груздева Е.В. Математическое моделирование физиологических откликов реакций ячменя на комплексный эдафический стресс. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. - СПБ.: ВИР, 1999. - 150 с.
17. Косарева И.А. Кошкин В.А. Развитие физиологических исследований в ВИР // Труды по прикл. бот., ген. и сел.. - СПБ.: ВИР, 2007. - Т.164. ? С.350-360.
18. Щенникова И.Н. Лисицын Е.М. Внутривидовая вариабельность генетического контроля алюмоустойчивости ячменя и овса // Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под. воздействием факторов среды. Материалы международной конференции. - Петрозаводск, 2011. - С. 287-290.
19. Лисицын Е.М. Методика лабораторной оценки алюмоустойчивости зерновых культур // Доклады РАСХН, 2003. - №3. - С.5-7.
20. Щенникова И.Н. Щуплецова О.Н., Бутакова О.И. Оценка сортов ярового ячменя на кислоустойчивость (Al3 ). Генетические ресурсы ржи, ячменя и овса // Труды по прикл. бот., ген. и сел.- СПБ.: ВИР, 2009. -Т. 165. ? С. 179-182.
21. Лисицын Е.М., Щенникова И.Н. Изменение потенциала алюмоустойчивости гибридов ячменя под влиянием материнского сорта // Доклады РАСХН, 2009. - №6. - С.10-12.
22. Реактивы. Алюминий хлористый 6-водный. Технические условия. ГОСТ 3759-75. - [Чинний від 1976.07.01]. - М.: ИПК Издательство стандартов. [Електрон. ресурс]. - Режим доступу: http://www.infosait.ru/Pages_gost/35023.htm
23. Насіння сільськогосподарських культур. Методи визначення якості ДСТУ 4138-2002. - [Чинний від 2004.01.01]. - Київ.: ДЕРЖСПОЖИВСТАНДАРТУКРАЇНИ. - 2003. - 170с.
24. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). // - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
REFERENCE
1. Klimashevsky EL. Genetic aspects of mineral nutrition of plants. M .: Agropromizdat, 1991: 415.
ISSN 2309-7345 Генетичні ресурси рослин, 2014, № 14 79
ДЖЕРЕЛА ТА ДОНОРИ
2. Yakovleva OV, Kapeshinsky AM, Kovalev ON. Sustainability of cultural and wild barley to the action of toxic aluminum ions. Genetic resources of rye, barley and oats . Trudy po prykl. bot., hen. y sel. 2009. 165: 56-59.
3. Ganja BA, Concerning the effect of Al ions and H ions. Pochvovedenye. 1941. 1: 23-38.
4. Aniol А. The alummium tolerance in wheat. Plant breeding:theories, achievements and problems. Dotnuva Akademija Lithunia (14-16 July, 1999): 14-22.
5. MCMEILLY T. A rapid method for screening barley for aluminum tolerance. Euphytica. 1982. 31: 237-239.
6. Mescheryakov AM, Effect of PH and aluminum on the growth of plants. Trudy VIUA. 1937. 16. 4: 166-182.
7. Roy A.K., Sharma A., Talukder G. Some aspect alummum-toxic for plants. Botanical revier. 1988. 54. 2: 145-178.
8. Reid D.A. Fleming A.L., Foy C.D. A method for determining aluminum response of barley in nutrient solutions in comparison to response in Al-toxic soil. Agronomy Journal. 1971. 63: 600-603.
9. Reid D.A. Jons G.D., Armiger W.H., Foy C.D., Koch E.J., Smarlmg P.M. Different aluminum tolerance winter barley varieties and selection in associated greenhouse and field experiments // Agronomy Journal. 1969. 61: 218-222.
10. Rodina HA, Solodyankina MM. Influence of aluminum ions in the initial growth of the root system of spring barley. Nauchnye problemy sozdanyya novykh sortov s.-kh. kultur, adaptyrovannыkh k sovremennыm uslovyyam proyzvodstva. Materyaly nauchnoy sessyy. 21-22 yyulya 1998. SPB. 1998: 38-39.
11. Frolovskaya TP, Influence of mobile forms of aluminum on yield and quality of agricultural plant. Vlyyanye svoystv pochv y udobrenyy na kachestvo rastenyy. M.: MHU, 1966: 157-167.
12. Yakovleva OV, Kapeshinsky AM. Barley tolerance to toxic aluminum ions in the soil culture conditions. Trudy po prykl. bot., hen. y sel. 2011. 168: 54-64.
13. The concept of providing agrochemical agriculture in Ukraine until 2015. Kharkiv: CP Miskdruk, 2009: 37.
14. National report on the status of soil fertility Ukraine ed. Baluk SA, Medvedev VV, OH Tarariko and others. K. 2010: 16-22.
15. Zhuchenko A.A. Adaptation problems in breeding, variety testing and seed production of crops. Henetycheskye osnovy selektsyy s.-kh. kultur. M. 1995: 3-19.
16. Gruzdeva EV. Mathematical modeling of physiological responses to the complex reactions of barley edaphic stress. Diss. on comp. sc. deg. cand. biol. sciences. SPB .: VIR, 1999: 150.
17. Kosarev IA, Koshkin VA, Development of physiological research in VIR. Trudy po prykl. bot., hen. y sel. SPB.: VIR, 2007. 164. 350-360.
18. Щенникова И.Н. Лисицын Е.М. Внутривидовая вариабельность генетического контроля алюмоустойчивости ячменя и овса. Структурные и функциональные отклонения от нормального роста и развития растений под. воздействием факторов среды. Материалы международной конференции. - Петрозаводск, 2011. - С. 287-290.
20. Shchennikova IN, Schupletsova ON, Butakova OI. Evaluation of spring barley varieties for acid-fast (Al3 ). Genetic resources of rye, barley and oats. Trudy po prykl. bot., hen. y sel. 2009. 165: 179-182.
21. Lisitsyn EM, Shchennikova IN. The potential change alumoresistance barley hybrids under the influence of the parent varieties // Dokladы RASKHN. 2009. 6: 10-12.
ISSN 2309-7345 Генетичні ресурси рослин, 2014, № 14 80
ДЖЕРЕЛА ТА ДОНОРИ
23. Seeds of crops. Methods for determination of quality DSTU 4138-2002. - [2004.01.01]. Kyyiv .: Derzhspozhivstandart Ukrayiny. 2003: 170.
24. Dospekhov BA. The technique of field experience (with the basics of statistical processing of the results of research). M .: Agropromizdat, 1985: 351.
А.Б. Маренюк, В.Д. Бугаев
Институт кормов и сельского хозяйства Подолья НААН, г. Винница, пр. Юности, 16, 21100, Україна
E-mail: bugayov1949@yandex.ru
ОЦЕНКА КОЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ЯЧМЕНЯ ЯРОВОГО НА АЛЮМОУСТОЙЧИВОСТЬ
Цель. Определить устойчивость образцов генофонда ячменя ярового к содержанию ионов алюминия в лабораторных условиях на ранних этапах развития растений и выделить исходный материал для селекции в условиях повышенной кислотности почв.
Результаты и обсуждение. Выявлено 5 сортов, которые практически не реагировали на концентрацию ионов алюминия 0,74 ММ: индекс длины корня (ИДК) превышает 90%: Лука, Святогор и Екзотик (Украина), Биом (Россия); Гонор (Беларусь);. При концентрации 1,5 ММ ионов алюминия выявлены 4 высокоустойчивых образца с ИДК>70% - Оберіг, Подольский 14 Сапфир (Украина) и Гонор (Беларусь). ИДК варьировали от 38,3 до 77,8%. При концентрации 2,26 ММ Al3 высоко устойчивыми к ионам алюминия было 2 образца с ИДК> 50%:Обериг (Украина) и Гонор (Беларусь); ИДК варьировали от 23,4 до 56,3%. По реакции ростка на ионы алюминия при низкой концентрации (0,74 ММ) самая высокая устойчивость: индекс длины проростка (ИДР) превышает 100% наблюдалась у 19 образцов: Сапфир, Армакс, Екстрим, Феникс и др. (Украина); Биом, Сонет, Сибирский авангард (Россия); Бурштын (Беларусь); Frida (Швеция); Нутанс 39 (Казахстан). Наивысшая устойчивость (ИДР > 90%) при концентрации раствора 1,5 ММ Al3 отмечена у 21 образца: Екзотик, Аматор, Адамейи др. (Украина); Сонет, Вереск, Омский 89 и др. (Россия); Astoria (Франция); Гонор и Бурштын (Беларусь). При высокой концентрации (2,26 ММ Al3 ) самая высокая устойчивость (ИДР > 80%) выявлена у 7 образцов:Аматор, Адамей, Лука, Екзотик, Слобідський (Украина); Убаган (Казахстан) и Frida (Швеция).
Выводы.Токсичные ионы алюминия в ювенильный период оказывают большее влияние на степень развития корней, чем ростка. Концентрация ионов алюминия 1,5 ММ (PH 3,99) является наиболее оптимальной для дифференциации образцов ячменя ярового. По результатам общего тестирования реакции корня и ростка на алюмоустойчивость обнаружены высокоустойчивые сорта ячменя ярового к данному фактору на ранних этапах развития растений: сорта Украины - Сапфир, Оберіг, Екзотик; России - Биом; Беларуси -Гонор. Выделенные сорта рекомендуется использовать в качестве исходного материала для селекции в условиях повышенной кислотности почв.
ISSN 2309-7345 Генетичні ресурси рослин, 2014, № 14 81
ДЖЕРЕЛА ТА ДОНОРИ
O.B. Mareniuk, V.D. Buhaiov
Institute of Feeds and Agriculture of Podillya NAAS, Vinnitsa, Yunosti prospect, 16, 21100, Ukraine
E-mail: bugayov1949@yandex.ru
EVALUATION OF COLLECTION SAMPLES OF SPRING BARLEY ON RESISTANCE TO ALUMINUM
Goal. .Determination of the resistance of spring barley samples of different eco-geographical origin to the content of aluminium on this basis perspective starting material for breeding in conditions of high soil acidity.
Results and discussion. We identified five varieties, which almost did not react on the concentration of 0,74 MM of aluminum ions: index of root length (IDC) is more then 90%. These include the following classes: Biome (Russian Federation); Ambition (Belarus); Luka, Svjatogor and Exotic (Ukraine). At a concentration of 1.5 MM of aluminum ions were detected 4 highly resistant samples with IDC -> 70% - Oberig, Podolsky 14 Sapphire (Ukraine) and Gonor (Belarus). Indicators IDC varied from 38,3 to 77.8%. At a concentration of 2.,26 MM Al3 high resistance to aluminum ions were found in 2 samples with IDC> 50%. These varieties are Oberig (Ukraine) and Gonor (Belarus). Indicators of IDC ranged from 23.4 to 56.3%.
When studying the reaction of barley plants germs on aluminum ions was found that at low concentrations (0.74 MM) in 19 samples have the highest resistance (IDR -> 100%) in the following varieties: Sapphire, Armax, Extreme, Phoenix, Amator, Adamei, Volodar, Beskid, Agrarii, Luka, Extern, Oksamitovy, Lad (Ukraine); Biome, Sonnet, Siberian avant-garde (Russian Federation); Bursztyn (Belarus); Frida (Sweden); Nutans 39 (Kazakhstan). Is noted the highest resistance (IDR -> 90%) to aluminum ions at a concentration of 1.5 MM of the solution Al3 in 21 samples. This varieties are - Exotic, Amator, Adam, L49, Picturesque, Luka, Oksamitovy, Syayvo, Agrarian, Extern, Myron, Ilot, Statok (Ukraine); Sonnet, Heather, Omsk 89, Excitement, Siberian avantgard,Kuznetskii (Russia); Astoria (France); Honor and Bursztyn (Belarus). At high concentrations (2.26 MM Al3 ) the highest resistance (IDR -> 80%) was found in only 7 samples. The group classified as highly resistant varieties are: Amator, Adam, Luka, Exotic, Slobidsky (Ukraine); Ubagan (Kazakhstan) and Frida (Sweden).
Conclusions.It is established that the toxic aluminum ions in the juvenile period have a greater impact on the degree of development of roots, than a germ. Is revealed that the concentration of aluminum ions 1.5 MM (PH 3,99) is the best for the differentiation of samples of spring barley. According to the results of testing the total reaction of roots and shoots on alu resistance were found highly resistant varieties of spring barley to this factor during the early stages of plant development. This varieties of Institute of Feed and Agriculture of Podillya NAAS - Sapphire Obereg; Institute of Plant Breeding named after V. YAYURIEV NAAS - Exotic; Biome (Russian Federation) and Gonor (Belarus). These varieties could be used as a initial material for breeding in increased soil acidity conditions.
Key words: spring barley, selection, variety, aluminum ions, the acidity of the soil, stability.
ISSN 2309-7345 Генетичні ресурси рослин, 2014, № 14 82