Оценка коллекционных образцов чечевицы (Lens culinaris Medic L.) и создание исходного материала для ее селекции в условиях степного региона Северного Казахстана тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Тен Евгений Алексеевич

• Тен Евгений Алексеевич
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Тен Евгений Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. ЧЕЧЕВИЦА КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ (обзор литературы)

1.1. Происхождение и генетические особенности культуры

1.2. Характеристика чечевицы, как пищевой культуры

1.3. Морфобиологические особенности культуры

1.4. Достижения и современные направления селекции чечевицы

2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материал и методика исследований

2.2. Почвенно-климатические особенности сухостепной зоны Акмолинской области Северного Казахстана

2.3. Метеорологические условия в годы проведения опытов

3. ХАРАКТЕРИСТИКА КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ЧЕЧЕВИЦЫ

ПО ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫМ ПРИЗНАКАМ

3.1. Лабораторная и полевая всхожесть семян чечевицы, сохранность растений к уборке

3.1.1. Энергия прорастания и всхожесть в лабораторных условиях

3.1.2. Полевая всхожесть семян чечевицы

3.1.3. Сохранность растений к уборке

3.2. Продолжительность вегетации и межфазных периодов

3.3. Продуктивность растений чечевицы и элементы структуры её урожая

3.3.1. Элементы продуктивности

3.3.2. Масса семян с растения

3.3.3. Урожайность коллекционных образцов чечевицы

3.4. Корреляционная взаимосвязь между хозяйственно-ценными признаками

3.5. Пригодность коллекционных образцов чечевицы к механизированной уборке

3.5.1. Устойчивость образцов чечевицы к полеганию

3.6. Характеристика коллекционных образцов чечевицы по устойчивости

к болезням

3.7. Адаптивность образцов чечевицы в условиях сухостепной зоны Северного Казахстана - экологическая пластичность и засухоустойчивость

3.7.1. Экологическая пластичность и стабильность урожайности

образцов чечевицы

3.7.2. Адаптивность коллекционных образцов чечевицы в условиях водно-теплового стресса

3.7.3. Комплексная оценка устойчивости к засухе по селекционным индексам

3.8. Биохимическая и технологическая оценки качества коллекционных образцов чечевицы

4. СОЗДАНИЕ НОВОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЧЕЧЕВИЦЫ МЕТОДОМ МЕЖСОРТОВОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

4.1. Элементы модели нового сорта чечевицы

4.2. Подбор родительских пар для скрещивания и создание гибридов

4.3. Характеристика созданных гибридов чечевицы F1-F2,

по хозяйственно-ценным признакам

4.3.1. Характер наследования хозяйственно-ценных признаков гибридами F1

4.3.2. Оценка степени генетической обусловленности хозяйственно-ценных признаков у гибридов F2

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Происхождение коллекционных образцов чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Схема опытов, 2021-2023 гг

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Густота стояния в коллекционном питомнике чечевицы

перед уборкой, по годам

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Продолжительность вегетационного периода

коллекционных образцов чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Высота растения и прикрепления нижнего боба

у коллекционных образцов чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Число ветвей, бобов и семян, устойчивость

к растрескиванию бобов коллекционных образцов чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Масса 1000 зёрен и масса с растения коллекционных

образцов чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ З. Урожайность коллекционных образцов чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ И. Устойчивость коллекционных образцов к поражению

болезнями

ПРИЛОЖЕНИЕ К. Биомасса и засухоустойчивость коллекционных

образцов чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Индексы засухоустойчивости коллекционных образцов

чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ М. Анализ наследования признаков у гибридов F1

ПРИЛОЖЕНИЕ Н. Акт внедрения в селекционный процесс исходного

материала чечевицы

ПРИЛОЖЕНИЕ О. Передача сорта крупносеменной чечевицы Кочевница на Государственное сортоиспытание

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оценка коллекционных образцов чечевицы (Lens culinaris Medic L.) и создание исходного материала для ее селекции в условиях степного региона Северного Казахстана»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Бобовые культуры широко распространены в мировом земледелии. Благодаря способности к симбиотической азотфик-сации, они служат ценными предшественниками, обогащающими почву биологическим азотом. Растения семейства бобовые (Fabaceae) формируют наибольшее количество сырого протеина с единицы площади по сравнению с другими сельскохозяйственными культурами. Белок, который получают из зернобобовых культур, является одним из самых дешевых и легко усваиваемых (De-Ron A. M., 2015). В структуре посевных площадей Республики Казахстан зернобобовые культуры занимают незначительную долю, составляющую около 1,0-1,5 % (300-350 тыс. га), что обусловлено исторической ориентацией растениеводства на производство зерна пшеницы. Однако в последние годы (2022-2023 гг.) наблюдается положительная динамика в увеличениии их посевов в рамках государственной политики диверсификации агропромышленного комплекса (В РК увеличат..., 2024). В целях исключения негативного влияния монокультуры пшеницы необходимо сокращение площадей под злаковыми зерновыми и увеличение посевов более рентабельных культур, таких как зернобобовые (Орынбасар Т., 2017).

Одним из самых распространенных растений в мире, принадлежащих к семейству бобовых, является чечевица (Lens culinaris Medik L.). Производство этой культуры, представляющей значительную биологическую ценность, является перспективным направлением для экономического развития Казахстана (Гриднева Е.Е., 2019).

В конце ХХ века (Зятьков Ю.Н., 1999), наблюдалась устойчивая тенденция к сокращению посевных площадей под чечевицей. Данный процесс был обусловлен низкой технологичностью культуры, связанной с комплексом нежелательных морфобиологических признаков: неодновременостью созревания, склонностью к растрескиванию бобов и короткостебельностью, несмотря на высокую пищевую и экономическую ценность культуры. В настоящее время, по данным бюро национальной статистики Республики Казахстан (2024), площади, занятые под этой культурой, планомерно увеличиваются: 2019 г. - 92,1 тыс. га, в 2020 г. - 61,0 тыс.

га., в 2021 г. - 73,1 тыс. га., в 2022 г. - 77,9 тыс. га, в 2023 г. - более 81 тыс. га.

Следует отметить, что преимущество чечевицы по сравнению с другими культурами, в первую очередь, состоит в ее цене, которая значительно выше, к примеру, цены на горох. Чечевица является более привлекательной, учитывая затраты на логистику. Горох и чечевица - преимущественно ориентированны на экспорт, так как потребление их в Казахстане небольшое. Логистические расходы практически исключают прибыльность экспорта гороха на ключевые рынки, такие как турецкий и индийский. В отличии от него, чечевица сохраняет потенциал прибыльности за счет более высокой отпускной цены (Чечевица, не смотря., 2024).

Чечевицу характеризует высокий коэффициент полезного использования биомассы. Зерно перерабатывается в крупу, муку и специализированные пищевые концентраты, солома и мякина являются высокобелковым кормом для скота, а побочные продукты могут использоваться в качестве сырья для компонентов комбикормов и органических удобрений в растениеводстве (Что мешает чечевице., 2024). Расширение ареала возделывания чечевицы обеспечивается в первую очередь достижениями мировой селекции, направленной на создание высокопродуктивных, стрессоустойчивых сортов с улучшенными качественными показателями продукции. Практическая ценность селекции зависит от правильного подбора исходного материала (Сайкенова А.Ж., 2021). Ведущая роль в формировании исходного материала для селекционной работы принадлежит мировой коллекции чечевицы, включающей сортообразцы различных эколого-географических групп.

Обеспечение населения сбалансированным качественным питанием за счет продуктов растительного происхождения, богатых не только белком, но и рядом других полезных элементов, представляет собой одну из приоритетных стратегических задач для Казахстана. Привезенные зарубежные сорта недостаточно приспособлены к почвенно-климатическим условиям засушливого климата Казахстана, поэтому основной задачей в селекции чечевицы является создание отечественных сортов обладающих комплексом хозяйственно-полезных признаков с высокой урожайностью и качеством продукции.

Степень разработанности проблемы. Чечевица как объект селекции и генетических исследований широко освещена в мировой научной литературе (в фундаментальных и прикладных исследованиях). Детально изучены вопросы ее происхождения, систематики, генетического контроля хозяйственно-ценных признаков в работах Emami M.K. et al. (1999), Вишняковой М.А. (2007), Кондыкова И.В. (2012), Фадеева Л.В. (2017), Ятчук П.В. (2018), Гридневой Е.Е. (2019), Varshney R.K. et al. (2019), Tripathi K.. (2022), Silva-Perez V. et al. (2022), Тен Е.А. (2023) и других авторов, биохимического состава семян (Беляева И.А., 2016; Ка-нукова К.Р., 2016; Jarpa-Parra M. et al., 2018; Ramfrez-Ojeda A.M.. et al., 2018 и др.) и агротехники (Голопятов М.Т., 2008; Галда Д.Е., 2018; Жанзаков Б.Ж., 2022 и др.). В странах с развитым производством (Канада, Австралия, Турция, Индия), сформированы и реализуются селекционные программы, результатом которых являются высокопродуктивные, высококачественные, технологичные сорта, адаптированные к условиям региона изучения культуры и требованиям рынка.

Вместе с тем, проблема селекции чечевицы для условий степного региона Северного Казахстана с его резкоконтинентальным, засушливым климатом изучена недостаточно. Существующий сортимент Республики Казахстан ограничен, а зарубежные сорта не обладают необходимой адаптацией к стрессовым факторам региона (почвенная и атмосферная засуха, температурным стрессам в сочетании с суховеями, короткому безморозному периоду с риском поздневесенних и ранне-осенних заморозков). В современной научной литературе отсутствуют системные работы, посвященные:

1. Комплексной оценке широкого мирового генофонда чечевицы (включая образцы крупно- и мелкосеменного типа из различных эколого-географических регионов) в почвенно-климатеческих условиях сухостепной зоны Акмолинской области. Не изучена реакция множества коллекционных образцов на комплекс абиотических стрессов, характерных для региона;

2. Изучению корреляционных зависимостей между продуктивностью, устойчивостью и качеством зерна в контексте региональных стрессов;

3. Научному обоснованию элементов модели нового сорта оптимального для Северного Казахстана, которая должна сочетать в себе скороспелость, высокую продуктивность, устойчивость к засухе, полеганию и болезням, технологичность, а также высокое качество зерна;

4. Целенаправленному созданию и анализу исходного гибридного материала чечевицы путем межсортовой гибридизации с последующим изучением характера наследования хозяйственно-полезных признаков в поколениях Б1 и в условиях сухостепной зоны Северного Казахстана (Акмолинская область).

Таким образом, несмотря на общий значительный объем исследований и высокую степень изученности чечевицы как культуры в мировом масштабе, для сухостепной зоны Северного Казахстана проблема селекционного создания адаптированных, высокопродуктивных и технологичных сортов требует специальных и целенаправленных иссследований в области которых работы отсутствуют. Данная работа направлена на восполнение этого пробела информации путем проведения всестороннего изучения генетических ресурсов чечевицы и создания целевого исходного материала для селекционной работы в условиях Северного Казастана.

Цель исследований - комплексная оценка коллекционных образцов чечевицы по хозяйственно-ценным признакам, и выделение источников для её селекции в условиях сухостепной зоны Северного Казахстана.

Задачи исследований:

1. Провести комплексную оценку коллекционных образцов чечевицы в условиях Северного Казахстана по показателям роста и развития растений, формирования продуктивности, устойчивости к стрессовым факторам и технологичности возделывания.

2. Оценить качество зерна образцов чечевицы по содержанию питательных (белок и крахмал) и антипитательных веществ (танин).

3. Определить корреляционную зависимость между погодными условиями и хозяйственно-ценными признаками.

4. Разработать элементы новой модели сорта для условий сухостепной зоны Северного Казахстана.

5. Создать новый исходный материал чечевицы путем межсортовой гибридизации.

6. Изучить характер наследования хозяйственно-ценных признаков в поколении F1 и оценить степень генетической обусловленности признака в поколении F2 для обоснования эффективности отбора в ранних поколениях гибридов чечевицы.

Научная новизна. Впервые для условий сухостепной зоны Северного Казахстана установлены особенности адаптивного потенциала чечевицы в условиях выраженной межгодовой изменчивости гидротермического режима.

Выявлен характер корреляционной зависимости формирования урожайности чечевицы; показано, что вклад элементов структуры урожая и климатических факторов в продуктивность существенно варьирует по годам (г = 0,15-0,64), при этом в засушливые годы возрастает лимитирующая роль температурного режима в период налива семян (г = -0,65). На основе экспериментальных данных разработаны и обоснованы элементы модели сорта чечевицы, адаптированного к условиям сухо-степной зоны Северного Казахстана, включающей оптимальную продолжительность вегетационного периода (80-95 сут), технологичность растений (длина стебля 35-45 см и прикрепления нижнего боба >15 см) и целевой уровень продуктивности (16,0-18,0 ц/га).

Установлены особенности фенотипического проявления хозяйственно-ценных признаков у гибридов чечевицы первого поколения характеризующие характер доминирования признаков в условиях водно-теплового стресса; установлена высокая степень генетической обусловленности хозяйственно-ценных признаков у гибридов чечевицы второго поколения

Установлены особенности адаптивной реакции образцов чечевицы на агро-экологические условия сухостепной зоны Северного Казахстана.

Теоретическая и практическая значимость исследований. Результаты исследований вносят существенный вклад в понимание адаптивного потенциала и фенотипического разнообразия коллекции чечевицы по комплексу хозяйственно-полезных признаков в условиях изучаемого региона Казахстана, что расширяет

базу для научно обоснованной селекции. Подтверждением углубления знаний о механизмах адаптации и устойчивости являются: установленные количественные зависимости между урожайностью и климатическими факторами (в том числе r = -0,65 в засушливые годы); оценка экологической пластичности и засухоустойчивости по селекционным индексам; выявленные закономерности фенотипической изменчивости ключевых адаптивных признаков; научно обоснованная модель сорта, отражающая адаптивный тип для сухостепной зоны; анализ наследования адаптивно значимых признаков в гибридных поколениях. Полученные данные, в ходе исследования, позволяют углубить понимание механизмов адаптации, пластичности и устойчивости чечевицы к абиотическим стрессам, включая засуху и температурные вариации. Установленны закономерности фенотипической изменчивости основных признаков - продолжительности вегетации, продуктивности, крупности семян (масса 1000 зёрен), устойчивости к засухе, болезням и полеганию, которые составляют теоретическую основу для построения элементов отбора и целенаправленного создания исходного селекционного материала.

Практическая значимость работы заключается в выявлении и выделении перспективных коллекционных образцов чечевицы обладающих комплексом ценных агрономических признаков - скороспелости (Дю-пюи 2, К-664, K-883, 81S15), продуктивности (Centinela, L-51, Grinland, К-2721, Jansha, Viceroy, К-2601, Нива 95, FLIP 95-14L, L8Z32AR-P, К-2721, Jansha, FLIP 96-17L, PR-86-385), засухоустойчивости (K-2601, E-140, K-2721, Centinela, K-2707, L8Z32AR-P, Roze, Pardina), устойчивости к болезням (К-2601, E-140, К-2721, Jansha, L-51, Grinland, Pardina, Дю-пюи 2, Roze, L8Z32AR-P, К-1286), технологичности (Procop, Richelea, E112, К-2912, К-2707, PR-86-385, К-2721, Centinela, Jansha, Grinland, FLIP 98-3L) и качества (белок -К-1083, LC460053, Жанна, Viceroy, крахмал: Richelea, Jansha, FLIP 97-16L, низким содержанием танина: К-1083, Jansha, Richelea, Е-039, K-468, K-903, L8Z32AR-P). Выделенные образцы представляют практический интерес и рекомендуются для селекции как источники адаптивных признаков, необходимых для создания новых регионально-ориентированных сортов.

Практическая значимость работы реализуется через создание исходного селекционного материала, который используется в качестве источников ценных признаков для практической селекции в лаборатории селекции зернобобовых и масличных культур ТОО «НПЦ ЗХ им. А.И. Бараева». Это обеспечивает научную основу для расширения уже имеющегося сортимента. Разработанная модель сорта и установленные закономерности формирования продуктивности подтверждены практикой селекции, в том числе на примере сорта «Кочевница», переданного на Государственное сортоиспытание в 2023 году.

Методология и методы исследований. Научная методология исследования основывается на системном подходе к оценке и созданию исходного материала чечевицы для условий сухостепной зоны Северного Казахстана. Методологическую основу исследования составили фундаментальные положения и труды ведущих специалистов в области селекции, агроэкологии и физиологии зернобобовых культур (Ferguson М.Е. (2000), Varshney R.K. (2019), Sadras, V. O. (2021), Казыдуб Н.Г (2012)., Майорова М.М. (2009), Кондыков И.В. (2012) и др.). Для реализации цели и решения поставленных задач в полевых и лабораторных условиях был заложен эксперимент в четырехкратной повторности. Эмпирическую базу исследования составила коллекция, насчитывающая 100 образцов чечевицы различного эколого-географического происхождения. Учеты и наблюдения осуществлялись по утвержденным общепринятым методикам. В работе использованы современные методы статистической обработки данных, включая дисперсионный, корреляционный и регрессионный анализ.

Практическим результатом применения данной методологии является создание и передача в 2023 г. на Государственное сортоиспытание нового сорта чечевицы «Кочевница» (Приложение О). Сорт сочетает в себе скороспелость (89-97 сут), технологичность (длина стебля 30-35 см, высокое прикрепление бобов - 16 см, устойчивость к полеганию), высокое качество зерна (содержание белка 28,44-28,90 % при массе 1000 зёрен 71-79 г), и урожайностью на уровне 13,40-17,26 ц/га, что подтверждает эффективность использованных селекционных подходов.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. На основе комплексного изучения коллекционных образцов чечевицы выделены источники хозяйственно-ценных признаков и включены в селекционный процесс. Установленные корреляционные зависимости между указанными признаками, показателями температуры воздуха и количества осадков определяют направленность селекционного отбора в условиях сухостепной зоны Северного Казахстана.

2. Формирование высокопродуктивного сорта чечевицы для аридных условий сухостепной зоны Северного Казахстана обеспечивается оптимальным сочетанием продолжительности вегетационного периода, параметров технологичности растений и целевого уровня продуктивности, составляющих элементы модели нового адаптивного сорта.

3. Созданный исходный материал чечевицы является перспективным для селекции в сухостепной зоне Северного Казахстана.

Степень достоверности и апробация результатов работы. Достоверность полученных результатов обеспечена значительным объёмом экспериментального материала, сформированного диссертантом, а также его обработкой с применением современных математико-статистических методов и специализированного программного обеспечения, разработанного отечественными и зарубежными исследователями.

Основные положения диссертационной работы и полученные результаты в ходе научных исследований были апробированы и представлены в рамках следующих научных конференций, семинаров, круглых столов и дней поля: конференция - «Сейфулинские чтения - 18: «Молодежь и наука - взгляд в будущее» на тему: «Результаты конкурсного сортоиспытания чечевицы в условиях Акмолинской области 2021 года» (2022). Практический семинар «Актуальные вопросы селекции и семеноводства в Северном Казахстане» (2022). Обучающий семинар «Весенне-полевые работы и эффективное применение современной сельскохозяйственной техники» на тему: «Новые сорта гороха, чечевицы, рапса, подсолнечника, адаптированные к условиям Северного Казахстана» (2022). Обучение в процессе научной

стажировки магистрантов агрономического факультета Казахского агротехнического университета им. С. Сейфуллина, обсуждение в рамках круглого стола «Возделывание зернобобовых культур на богарных землях Северного Казахстана» (2022). Круглый стол с участием группы магистрантов AgroParisTech: «Селекция и семеноводство зернобобовых культур» (2022). Круглый стол «Изучение связи между величиной хлорофильного фотосинтетического потенциала и урожайностью зернобобовых культур в условиях резкоконтенинтального климата Акмолинской области» (2022). Круглый стол с участием НАО «Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина»: «Изучение зависимости между показателями развития фотосинтетического аппарата и продуктивностью зернобобовых культур (чечевицы и гороха) в зависимости от погодных условий Акмолинской области» (2022). Международная научно-практическая конференция «Сейфуллинские чтения - 18 (2)»: «Современное состояние вопроса возделывания чечевицы в Северном Казахстане» (2022). Круглый стол с участием НАО «Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина» и ТОО «Научно производственный центр зернового хозяйства»: «Изучение связи между величиной хлорофильного фото-синтетического потенциала и урожайностью зернобобовых культур (чечевица, горох)» (2022). Доклад «Новые сорта зернобобовых культур» на дне поля «Казахстанский День поля «Jana Dala / Green Day 2022». День поля на демонстрационной платформе мощ-ностной базы ТОО «НПЦЗХ им. А.И. Бараева» (2022). День поля ТОО «Запорожье Агро» Жаксынского района Акмолинской области, ЗК «Нурай-Н» совместно с НПЦЗХ им. А.И. Бараева на тему: «Диверсификация чечевицы в резкоизменяю-щихся погодных условиях Северного Казахстана» (2022). Круглый стол с участием НАО «Казахский агротехнический университет им. С. Сейфуллина» на тему: «Изучение зависимости между показателями развития фотосинтетического аппарата и продуктивностью зернобобовых культур (гороха и чечевицы) в зависимости от погодных условий Акмолинской области» (2023). Международный научно-практический форум, г Омск «Сохранение традиций на пути к технологиям будущего» (2023). Круглый стол с участием директора Восточно- Средиземноморского сельскохозяйственного научного института Турции Айше Нуран Чил на тему:

«Взаимодействие селекции и семеноводства зернобобовых культур (чечевицы) на практике» (2023). Круглый стол с участием ученых РУДН «Вопросы качества и безопасности пищевых продуктов (на примере чечевицы)» (2023). Круглый стол с участием канадского ученого Людовика Дж.А. Капочич «Испытание новых сортов зернобобовых культур (чечевицы) в условиях производства Республики Казахстан и Канады» (2023). Круглый стол с участием с участием сотрудников ФАНЦ Юго-Востока «Проведение научно-исследовательской работы в приоритетных направлениях селекции сельскохозяйственных культур и земледелия» (2023). Круглый стол «Изучение связи между величиной хлорофильного фотосинтетического потенциала и урожайностью чечевицы» с участием НАО «Казахский агротехнический исследовательский университет им. С. Сейфуллина» и ТОО «Научно производственный центр зернового хозяйства» (2023). День поля «Казахстанский День поля «Jana Dala / Green Day 2023»: «Стрессоустойчивые сорта зернобобовых культур» (2023). День поля на демонстрационной площадке ТОО «НПЦЗХ им. А.И. Бараева»: «Новые сорта зернобобовых культур» (2023). Круглый стол с участием фермеров Акмолинской и Карагандинской областей: «Зернобобовые и масличные культуры, как средство диверсификации растениеводческой продукции в Республики Казахстан» (2024). Семинар «Диверсификация посевов зернобобовыми культурами: перспективные сорта и технологии возделывания» (2024). Круглый стол: «Создание высокопродуктивных сортов зернобобовых культур на основе методов современной биологии, разработка их сортовой технологии и первичного семеноводства в северных регионах Казахстана» (2024). Кахстанский день Поля Jana Dala/GreenDay 2024 на демонстрационных полях ТОО «Енбек» Аккольского района: «Новые сорта зернобобовых культур» (2024). День Поля «Устойчивое производство зерна в условиях изменения климата», ТОО «НПЦЗХ им. А.И. Бараева: «Новые сорта зернобобовых культур». Семинар с участием фермеров Акмолинской, Павлодарской, Костанай-ской, Северо-Казахстанской областей: «Селекция зернобобовых культур в Северном регионе Казахстана» (2025). Расширенный круглый стол с участием Комитета по аграрным вопросам, природопользованию и развитию сельских территорий: «Проблемы и перспективы развития селекции и семеноводства сельскохозяйствен-

ных культур Республики Казахстан» (2025). День поля «Казахстанский День поля «КазНИИЗиР». Алматинская область, Карасайский район, с. Алмалыбак: «Устойчивое сельское хозяйство. Развитие органического и карбонового земледелия» (2025).

Связь диссертации с госпрограммами Республики Казахстан.

Работа выполнена в рамках реализации государственных программ Министерства сельского хозяйства РК:

1. Научный проект BR10765000 «Создание высокопродуктивных сортов и гибридов зернобобовых культур на основе достижения биотехнологии, генетики, физиологии, биохимии растений для устойчивого их производства в различных почвенно-климатических зонах Казахстана», 2021-2023 гг.

2. Научный проект BR 22885414 «Создание высокопродуктивных сортов зернобобовых культур на основе методов современной биологии, разработка их сортовой технологии и первичного семеноводства», 2024-2026 гг.

Исследования проводились в ТОО «Научно-производственного центра зернового хозяйства им. А.И. Бараева», находящегося в Акмолинской области, Республики Казахстан в лабораторных и полевых условиях.

Публикация результатов исследования. По материалам исследований опубликовано 17 научных работ, в том числе 1 статья (Q1) в журнале индексируемом в международной базе данных в Scopus, 2 статьи в журналах, индексируемых в международных системах входящих в перечень ВАК, 14 статей в журналах рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки (КОК-СОНВО) Республики Казахстан и в сборниках материалов научных конференций. Организация и участие в 3 международных и 3 региональных днях поля (20212023 гг.).

Личный вклад соискателя охватывает полный цикл исследования. Была проведена систематизация актуальных научных публикаций (анализ 308 источников), послужившей основой для методологии. Осуществлено планирование и проведение полевых и лабораторных опытов, сбор первичных данных и их последующая многофакторная статистическая обработка. На основе полученных резуль-

татов выполнен глубокий анализ, позволивший сформулировать основные научные положения. Итогом работы стало обобщение данных, формирование выводов, а также подготовка текста, графических материалов и публикаций по теме диссертации. Автором проведена комплексная оценка коллекционных образцов чечевицы по хозяйственно-ценным признакам и выделены источники ценных признаков для селекции в условиях сухостепной зоны Северного Казахстана. Разработаны элементы модели нового сорта, произведен подбор родительских пар и выполнены межсортовые скрещивания в полевых условиях. Проведен анализ характера наследования признаков в поколении F1 и генетической обусловленности хозяйственно-ценных признаков в поколении F2.

Структура и объем диссертации: работа включает введение, четыре главы основного текста, заключение, практические рекомендации по внедрению результатов в селекционный процесс и производство, а также список использованных источников. Общий объем работы составляет 221 страницу. Материал представлен 33 таблицами и 32 рисунками. Вспомогательные и справочные материалы представлены в 13 приложениях. Библиографический список включает 313 источников, из которых 167 являются зарубежными публикациями.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю - доктору с.-х. наук, профессору Нине Григорьевне Казыдуб за научное руководство и конструктивное обсуждение результатов на всех этапах исследования, доктору с.-х. наук Людмиле Валентиновне Омельянюк за наставление и ценные консультации. Также выражается искренняя благодарность коллективу кафедры агрономии, селекции и семеноводства ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина» за методическую помощь, представленные ресурсы и благоприятную творческую атмосферу. Отдельная благодарность выражается коллективу лаборатории селекции зернобобовых и масличных культур в ТОО «НПЦ ЗХ им. А.И. Бараева» за всестороннее содействие в проведении исследований.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. ЧЕЧЕВИЦА КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ (обзор литературы)

1.1. Происхождение и генетические особенности культуры

Культурная чечевица (Lens culinaris Medik L.) имеет средиземноморско-среднеазиатское происхождение. Согласно современным данным, ее доместикация на территории Южной Европы и Западной Азии произошла в эпоху неолита (Varshney R.K. et. al., 2019). Тестовые анализы показали, что дикую чечевицу собирали еще в верхнем палеолите, о чем свидетельствуют стоянки Охало II (Израиль), Абу-Хурейра (Сирия) и Мурейбит (Сирия), Франхти (Греция) и Гротта дель Уццо (Сицилия) (Pankin А. et. al., 2018), а также в Южном Леванте (Caracuta V. et. al., 2017). Чечевица играла ключевую роль в развитии древних аграрных обществ. На Индийском субконтиненте она являлась важнейшим компонентом рациона цивилизации Хараппы (Fuller D.Q., Harvey E.L., 2006). Параллельно к V тысячелетию до н.э., в результате распространения земледелия, чечевица была адаптирована к более прохладному и влажному климату Центральной Европы, где ее возделывали представители неолитической культуры линейно-ленточной керамики (Tr^^ О. et. al., 2018).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тен Евгений Алексеевич, 2026 год

L - - —

: ... „ q о

Б. Семена без танина

Проявление танина

(I 10 20 30 40 50

. illlllllllLllllllilllllllllLlllllll

••• • • •

fN —

—

Проявление танина

Рисунок 27 - Цвет оболочки семян у сортов-стандартов: А - крупносеменной Шырайлы; Б - мелкосеменной Крапинка

(фото Тен Е.А.)

Содержание антипитательного вещества танин за период 2021-2023 гг. варьировало от 4,48 % у образца К-1083 до 8,99 у К-2601 и Пензенская 14-581 у крупносеменных образцов и от 2,24 % (Ь8732ЛК-Р) до 13,48 % у (К-894) у мелкосеменных образцов (рис. 28).

о

и ^

с

д

ч т

о н

« £

« <а о « о о

8 7 6 5 4 3 2 1

Й 0

7,00 6,74

4,49

5,54

6,75 6,22 6,90 6,70

6,77

6,70

4,49 4,48

4,50

4,49 4,50

5,10

6,76 6,61 6,62

"3,89

2,24

1

4,52

# V V V > V ^ ^ V хр- л,- л-' 4

у

4<Г

■ Крупносеменные образцы Мелкосеменные образцы

Рисунок 28 - Выделенные коллекционные образцы чечевицы по содержанию антипитательных веществ (танин), среднее 2021-2023 гг.

В результате проведенной оценки технологических качеств зерна чечевицы (белок, крахмал) следует, что ряд образцов обладают высокими потребительскими свойствами. Так, содержание белка в зерне коллекции крупносеменной чечевицы за изучаемый период (2021-2023 гг.) в среднем варьировало от 27,10 % до 28,68 %, крахмала от 45,31 до 60,52 %. Максимальный показатель по белку установлен у образца из Италии К-1083 (28,68 %), который превзошел стандарт Шы-райлы (27,65 %), по крахмалу отличился канадский образец ШсЬе1еа (61,03 %), превысивший на 6,72 % стандартный сорт (рис. 29).

„„, 58 97 _. „. 60,52 59,48 61,03 60,00

54,31 53,79 54,31 55,86 54,84 ' 54,83 54,31 53,79 53,77

27,6 1

27,1 ]

27,4 ]

27,52

I

-27,16

Л

27,2

л

27,78

I

27,8

л

28,68

-27,21

Л

27,24

л

27,5 1

27,41

л

28,02 I

/ ^ / ^ ^ # ^

¿Г ^

^ Белок, % ■ Крахмал, %

Рисунок 29 - Выделенные коллекционные образцы крупносеменной чечевицы по содержанию белка и крахмала, среднее 2021-2023 гг.

Содержание белка в зерне мелкосеменной чечевице, в среднем находилось в пределах от 26,6 до 30,02 %, в то время как крахмала от 47,59 до 57,42 %. Максимальный показатель по белку установлен у болгарского образца Жанна (30,02 %), который превзошел стандартный сорт Крапинка (28,36 %); по крахмалу отличился образец из ICARDA FLIP 97-16L (57,42 %), превысивший стандартный сорт на 3,04 % (рис. 30).

S

о

X

>у

О

«

¡3 <и «

о н

ч о

(D а

14 <D

о «

о

о

Л

2

60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

54,38 54,32 54,83 52,23 50 89 57,41 53,79 52,17 52,69 51,2 51,74

54,84

53,2

28,3 1

29,3 1

29,96

1

28,5 i

27,3

J

28,2 J

28,3

I

27,9 j

28,63

27,9

J

28,01 j

27,2

I

29,1 i

/ J1 ^ V S

V 4 <<y

> Белок, % ■ Крахмал, %

Рисунок 30 - Выделенные коллекционные образцы мелкосеменной чечевицы по содержанию белка и крахмала, среднее 2021-2023 гг.

Проведенные математические расчеты взаимосвязи между содержанием белка в зерне крупносеменной чечевицы и продолжительностью вегетационного периода показали в 2021 г. среднюю корреляцию, в то время как в 2022 и 2023 гг. слабую корреляцию между изучаемыми признаками.

У мелкосеменной чечевицы белок с вегетационным периодом в 2021 г. имели среднюю положительную взаимосвязь, в 2022 и 2023 гг. - достоверная корреляционная зависимость отсутствовала.

Статистически достоверная положительная связь между длиной вегетации и накоплением белка была установлена только в 2021 г. Для крупносеменной чечевицы коэффициент корреляции составил 0,58 (р < 0,05), а коэффициент регрессии 5,48, указывая на сильное и значимое влияние фактора продолжительности развития на формирование данного качественного признака. У мелкосеменной чечеви-

цы в тот же год связь также была достоверной, но менее выраженной (г = 0,49, р < 0,05; коэффициент регрессии 1,84).

В изучаемых 2022 и 2023 годах для обеих групп образцов статистически значимая линейная зависимость между изучаемыми параметрами отсутствовала. Коэффициенты корреляции были близки к нулю и статистически незначимы (р > 0,05), а значения регрессии не позволяли достоверно прогнозировать изменение содержания белка при варьировании продолжительности вегетационного периода (табл. 20).

Таблица 20 - Корреляция между продолжительностью вегетационного

периода и содержанием белка в зерне чечевицы

Показатель Крупносеменная чечевица Мелкосеменная чечевица

2021 г. 2022 г. 2023 г. 2021 г. 2022 г. 2023 г.

Коэффициент корреляции 0,58 ± 0,2 0,05 ± 0,3 0,08 ± 0,3 0,49 ± 0,3 0,08 ± 0,3 0,09 ± 0,3

Коэффициент регрессии 5,48 ± 2,2 0,52 ± 2,8 0,64 ± 2,4 1,84 ± 0,9 0,64 ± 2,4 0,34 ±1,2

Проведенный корреляционно-регрессионный анализ взаимосвязи между продолжительностью вегетационного периода и содержанием крахмала в зерне чечевицы выявил выраженную зависимость результатов от морфотипа семян и условий конкретного года исследований (табл. 21).

Таблица 21 - Корреляция между продолжительностью вегетационного периода и содержанием крахмала в зерне чечевицы

Показатель Крупносеменная чечевица Мелкосеменная чечевица

2021 г. 2022 г. 2023 г. 2021 г. 2022 г. 2023 г.

Коэффициент корреляции 0,01 ± 0,3 0,27 ± 0,3 0,01 ± 0,3 0,62 ± 0,2 0,59 ± 0,2 0,24 ± 0,3

Коэффициент регрессии 0,11 ± 0,5 0,38 ± 0,4 0,02 ± 0,4 0,94 ± 0,4 0,87 ± 0,4 0,44 ± 0,5

У крупносеменной чечевицы статистически значимой зависимости между изучаемыми признаками не установлено ни в один из трёх лет исследований. Коэффициенты корреляции были близки к нулю, а их доверительные интервалы всегда включали ноль, что свидетельствует об отсутствии устойчивой линейной свя-

зи. Соответственно, значения коэффициентов регрессии также были минимальными и недостоверными.

Напротив, у мелкосеменной чечевицы в 2021 и 2022 гг. была обнаружена статистически значимая положительная корреляция средней силы (r = 0,62 и 0,59, соответственно). Значения коэффициентов регрессии (r = 0,94 и 0,87) указывают на то, что увеличение продолжительности вегетационного периода в эти сезоны закономерно сопровождалось ростом содержания крахмала в зерне.

Однако в 2023 г. для мелкосеменной группы эта связь ослабла и стала статистически незначимой (r = 0,24), что подтверждает влияние специфических условий данного вегетационного периода.

Роль танинов в обеспечении пользы для здоровья человека была широко изучена Lu W. (2021). Он пришел к выводу, что интенсивно растет интерес к выбору культур с повышенным уровнем этого соединения. Однако, поскольку танины также участвуют в органолептических характеристиках продуктов питания и напитков, добавляя свойства терпкости и горечи, необходимо принимать меры предосторожности для сохранения вкусовых качеств продукции из чечевицы. Тем не менее, существует потребность в расширении наших знаний о том, как воспринимаются терпкость и горечь при употреблении продукции с содержанием танина. Кроме того, интересным способом снижения вяжущей способности может быть уменьшение соотношения между высокомолекулярными и низкомолекулярными танинами (Mora J. et. al., 2022).

За период исследований (2021-2023 гг.) нами была выявлена зависимость накопления танина от погодных условий, характер которой значительно различался по годам и группам чечевицы (крупносеменная и мелкосеменная). На рисунке 31 показана взаимосвязь между гидротермическим коэффициентом и содержанием танина в семенах крупно-и мелкосеменной чечевицы.

Я «

И

Л

н

10

10 у = 57586х2 - 53224х + 12304

у = -128842х2 + 113726х -25088 9 R2 = 0,1492 ф

9 R2 = 0,1848 • • •

8 8

..................... в

7 • Я « К СЗ 7 •

6 Т 6 ............. .............

5 • • § 5 % • •

4 4

0,436 0,438

0,440 0,442 ГТК

0,444 0,446

10 9 8

« п

« 7 Н 6 5

4

0,

КС1 - 2021 г. (г = 0,43)

у = -60886х2 + 12956х - 681,37 R2 = 0,3264

0,456 0,458 0,460 0,462 0,464 0,466 0,468 ГТК

КС - 2022 г. (г = 0,39)

14 12 10 @ 8 Н 6 4

у = -3482,9х2 + 3397х - 814,95 R2 = 0,1476 •

•

•

• •

,098 0,1 0,102 0,104 0,106 0,108 0,11 ГТК

КС - 2023 г. (г = 0,57)

2

0,436 0,438 0,44 0,442 0,444 0,446 ГТК

МС2 - 2021 г. (г = 0,38)

12

10

« 8

И

Л н 6

4 2

0,456

= -247143х2 + 227926х - 52544 14 у = -150626х2 + 31650х - 1654,7

R2 • = 0,2839 12 ^ 10 £ 8 1 < R2 = 0,2321 •

Й 6 Н 4 2 Г"" • 1 1 9 • •

0,458

0,46 ГТК

0,462

0,464

0,098 0,1 0,102 0,104 0,106 0,108 0,11 ГТК

МС - 2022 г. (г = 0,53)

МС - 2023 г. (г = 0,48)

Рисунок 31 - Корреляция между гидротермическим коэффициентом и содержанием танина в зерне чечевицы, КС1 - крупносеменная чечевица, МС2 - мелкосеменная чечевица

Диапазоны наблюдаемых значений составили: крупносеменная чечевица:

2021 г. - ГТК 0,436-0,446, танин 4,1-8,5 %;

2022 г. - ГТК 0,456-0,468, танин 4,7-9,6 %;

2023 г. - ГТК 0,098-0,110, танин 4,5-9,2 %.

мелкосеменная чечевица:

2021 г. - ГТК 0,436-0,446, танин 3,5-8,0 %;

2022 г. - ГТК 0,456-0,464, танин 3,8-12,5 %;

2023 г. - ГТК 0,098-0,110, танин 3,5-10,0 %.

Для крупносеменной чечевицы повышение ГТК сопровождалось умеренным изменением содержания танина, наиболее чётко проявившимся в 2022 и 2023 гг. В 2021 г. зафиксировано ослабление зависимости и снижение вариабельности.

У мелкосеменной чечевицы содержание танина возрастало при снижении ГТК, особенно в 2022 г., когда значения достигали 12,5 %. В 2021 г. отмечено снижение разброса, что нами трактуется как стабилизация реакции образцов при воздействии умеренных стрессовых факторов.

Анализируя кореляционные данные следует, что содержание танина в семенной кожуре чечевицы является нестабильным признаком, реакция которого на ГТК сильно зависит от конкретного сочетания метеофакторов региона в вегетационный период. Наиболее высокая устойчивая положительная корреляция отмечалась в мелкосеменной группе в 2022 и 2023 гг., вызывая активацию синтеза фе-нольных соединений у данной группы в ответ на понижение влогобеспеченности. В группе крупносеменной чечевицы зависимость также имела положительный характер, но была менее выраженной и более стабильной по годам.

Проведенные исследования выявили прямую зависимость между усилением водного дефицита и накоплением танинов в семенах чечевицы, особенно выраженную у мелкосеменных образцов. В условиях достаточного увлажнения (2021 г.) данная зависимость теряет свою силу, а вариабельность признака уменьшается, доказывая роль гидротермического стресса как основного регуляторного фактора биохимического состава семян. Выделенные нами образцы рекомендованы для включения в процесс селекции в качестве родительских компонентов.

Производимая продукция из семян чечевицы используются в пищу главным образом в вареном виде. В этой связи вкусовые качества, скорость и равномерность их разваривания играют большую роль при оценивании потребительских

достоинств данной культуры.

В лаборатории биохимии и оценки качества в ТОО «НПЦ ЗХ им. А.И. Бараева» был определен коэффициент разваримости семян чечевицы у изучаемых коллекционных сортообразцов, который варьировал от 4,8 до 5,0 баллов (табл. 22).

Таблица 22 - Технологическая оценка зерна выделенных коллекционных образцов

чечевицы, среднее 2021-2023 гг.

Образец /сорт Натура, г/л Кулинарная оценка крупы Общая кулинарная оценка, балл

Коэффициент разваримости балл качество каши, балл

ГОСТ 108402017 цвет вареных семян равномерность разваривания вкус

Крупносеменная чечевица

Шырайлы, стандарт 748 5,0 4,5 равномерно 5,0 4,8

К-2717 737 5,0 4,3 равномерно 5,0 4,4

К-2601 754 4,9 4,2 равномерно 4,7 4,8

E-140 745 5,0 4,3 равномерно 4,7 4,5

К-2796 781 5,0 4,4 равномерно 5,0 4,6

Пензенская 14-581 801 5,0 4,4 равномерно 5,0 4,5

К-2721 766 4,9 4,3 равномерно 5,0 4,5

К-1083 759 5,0 4,4 равномерно 4,8 4,7

Centinela 779 5,0 4,5 равномерно 4,8 4,6

Grinland 751 5,0 4,4 равномерно 4,9 4,6

Мелкосеменная чечевица

Крапинка, стандарт 832 5,0 4,3 равномерно 4,7 4,7

К-2707 824 5,0 4,1 равномерно 4,3 4,6

Е-039 832 4,9 4,0 равномерно 4,8 4,5

K1460 829 5,0 4,2 равномерно 4,3 4,1

K-894 821 4,8 4,0 равномерно 4,5 4,4

L8Z32AR-P 826 5,0 4,3 равномерно 4,7 4,5

Roze 830 5,0 4,2 равномерно 4,7 4,7

PR-86-385 829 5,0 4,2 равномерно 4,5 4,5

FLIP 95-14L 820 5,0 4,1 равномерно 4,3 4,5

FLIP 96-18L 828 5,0 4,2 равномерно 4,5 4,6

По вкусовым качествам все выделенные образцы были оценены от 4,7 до 5,0 баллов у крупносеменной и от 4,3 до 4,8 у мелкосеменной чечевицы. При проведении анализа варки было установлено, что семена изучаемых образцов поте-

ряли свой первоначальный цвет. Цвет вареных семян крупносеменной чечевицы был оценен на 4,3-4,5 баллов, у мелкосеменной чечевицы 4,0 до 4,3 балла. Лабораторная оценка кулинарных свойств показала, что все изученные образцы характеризуются равномерной и полной развариваемостью семян.

Натура за счет более мелкого семени выше и варьирует от 820 (FLIP 95-14L) до 832 г/л (Крапинка, Е-039) , у крупносеменной чечевицы варьирование составило от 737 (К-2717) до 801 г/л (Пензенская 14-581).

В целом общая кулинарная оценка изучаемых образцов высокая.

С наибольшей оценкой выделены образцы, которые можно использовать в качестве источников высоких вкусовых и питательных качеств в селекционной практике: крупносеменные образцы Шырайлы и К-2601 - 4,8 балла; мелкосеменные образцы Крапинка и Roze - 4,7 балла.

4. СОЗДАНИЕ НОВОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЧЕЧЕВИЦЫ МЕТОДОМ МЕЖСОРТОВОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ СУХОСТЕПНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

4.1. Элементы модели нового сорта чечевицы

Модель сорта - это научный прогноз, предсказывающий, каким должно быть растение и его отдельные признаки, чтобы при заданных условиях выращивания наилучшим образом удовлетворить требованиям, предъявляемым производством к данной культуре (Казыдуб Н.Г., 2012). При планировании параметров новых сортов чечевицы и подборе родительских пар для условий сухостепной зоны Акмолинской области Республики Казахстан учитывались основные лимитирующие факторы внешней среды, такие как температура и влага.

Сельскохозяйственные культуры сталкиваются с различными стрессами в природе, включающими как биотические, так и абиотические факторы. Биотический стресс в основном относится к повреждениям, вызванным патогенами, такими как бактерии и вредители, в то время как абиотический стресс включает в себя факторы окружающей среды, такие как засуха и экстремальные температуры. Чтобы адаптироваться к этим стрессам и противостоять им, сельскохозяйственные культуры развили сложные сигнальные пути и регуляторные сети экспрессии генов (Butler D.G. et. al., 2017). Некоторые гены после классического скрещивания могут одновременно реагировать на условия перекрестного стресса, этот механизм перекрестного реагирования позволяет принимать более комплексные и эффективные меры реагирования при столкновении с многочисленными неблагоприятными факторами. Таким образом, полученные новые свойства у гибридов имеют решающие значения для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к стихийным бедствиям и достижения устойчивого развития сельского хозяйства (Smith A. et. al., 2021). Тем самым анализ математических данных по изучению исходного материала с использованием подхода

линейной смешанной модели имеет множество преимуществ, в котором предполагается дисперсионная структура факторного анализа (Gogel В., 2018).

Научная разработка элементов модели нового сорта чечевицы основана на:

1. Эмпирических данных комплексной оценки мировой коллекции;

2. Статистическом анализе взаимосвязей признаков и условий среды;

3. Выделении источников основных признаков;

4. Практической реализации через гибридизацию и создание новых линий (глава 3). Основываясь на анализе результатов проведенной работы, нами предложены параметры новой модели сорта (табл. 23).

Таблица 23 - Параметры элементов научной модели нового сорта чечевицы для

условий Акмолинской области

Признак Единица измерения Показатель

фактические значения моделируемые значения

Сорт КС1 Шырайлы Сорт МС2 Крапинка КС МС

Показатель адаптивности

Вегетационный период суток 80-100 82-98 75-95 70-90

Устойчивость к болезням балл 6-7 > 7,5

Засухоустойчивость 4,0-4,3 4,1-4,5 4,1-4,6 4,2-4,8

Показатель технологичности

Устойчивость к полеганию балл 3,7 3,9 4,5 - 4,7 4,5-4,7

Устойчивость к опадению и растрескиванию бобов 3,7-4,0 3,8-4,2 4,2-4,7 4,3-5,0

Пригодность к механизированной уборке 3,0-3,2 3,4-3,7 4,0-4,2 4,1-4,4

Показатель п родуктивности

Масса зерен с растения г 1,1-1,6 0,8-1,5 1,2-1,8 1,1-1,5

Масса 1000 зерен г 50-60 35-39 55-65 30-47

Урожайность, (при стандартной влажности 14%) 2 г/м 50,0-100,0 36,0-55,0 70,0-120,0 45,0-75,0

Показатель морфологических признаков

Длина стебля см 27-30 20-35 35-45 30-40

Высота прикрепления нижнего боба см 10-15 9-12 10-17 10-17

Число семян с одного растения шт. 22-37 31-80 25-45 35-85

Содержание сырого протеина % 25,0-27,6 26,5-28,4 26,0-29,5 27,0-30,5

КС1 - крупносеменная чечевица, МС2 - мелкосеменная чечевица

Предложенные параметры элементов новой модели сорта для региона, были-разработаны на основе изученного нами ранее коллекционного материала и с учетом корреляционного анализа. В изучаемой коллекции крупно- и мелкосеменной чечевицы имеются образцы, соответствующие заданным параметрам элементов модели сорта, которые могут выступать в качестве родительских компонентов при подборе пар для скрещивания.

Работа в этом научном направлении не останавливается - продолжается всестороннее изучение исходного селекционного материала, так ежегодно в мире создается большое количество сортов с совершенно иными свойствами.

4.2. Подбор родительских пар для скрещивания и создание гибридов

Как отмечал в своих работах Николай Иванович Вавилов, успех любой селекционной работы, в существенной степени зависит от исходного материала, взятого в качестве родительских пар в схему скрещиваний (Вавилов Н.И., 1987), и чем разнообразнее исходный материал, тем эффективнее работа селекционеров. Кроме того, для улучшения урожайности и качественных характеристик предпочтение в селекционной работе отдается и адаптированному, пригодному для выращивания в конкретных агроклиматических условиях генотипу (Joshi Р. et. al., 2020; Тен Е.А., 2024).

Внутривидовая гибридизация чечевицы обыкновенной (Lens culinaris medikj позволяет значительно расширить спектр генетической изменчивости вида, а также получить новый исходный материал для вовлечения в селекционный процесс и дальнейшего изучения хозяйственно -ценных признаков. Понимание физиологии чечевицы поможет определить признаки для повышения урожайности в условиях меняющегося климата с экстремальными погодными явлениями (Ошергина И.П., Тен Е.А., 2017; Silva-Perez V. et. al., 2022). Ученым Choukri H. (2022) было предложено для увеличения засухоустойчивости и био-обогащенности образцов, а также снижения абиотического стресса чечевицы ввести в селекционный процесс генотипы с высокими значениями Fe и умерен-

ными 7п.

Успех комбинационной селекции в значительной степени зависит от удачного подбора родительских форм для гибридизации. В учебной литературе по селекции растений (Гуляев Г.В., Гужов Ю.Л., 1978) указывается преимущественно на принципы подбора пар для гибридизации: эколого -географический; подбор пар по элементам структуры, по продолжительности отдельных фаз вегетации и на основе различий в устойчивости к болезням. Скрещивать чечевицу как мелкосеменного, так и крупносеменного типа технически трудно, в виду ее низкорослости, недостаточной фертильности пыльцы в жаркий период, а также мелких бутонов, которые к тому же сильно чувствительны к механическим повреждениям.

Методы оценки материала для подбора родительских пар проводился в питомнике исходного материала. Основные искомые признаки - высокорослые растения, с высоким прикреплением нижних бобов, с крупными бобами и большим числом их на растении, с высокой массой 1000 зёрен и устойчивых к болезням, с высокой засухоустойчивостью и урожайностью. В таблице 24 приведены образцы, отвечающие искомым требованиям для родительского сорта.

Таблица 24 - Выделенные коллекционные образцы чечевицы,

вовлеченные в процесс гибридизации

Образец / сорт № каталога ВИР Отличительные признаки

Крупносеменная чечевица

Веховская 1 - Высокорослость, число бобов с растения, масса 1000 зёрен, устойчивость к ржавчине

■Га^Иа - Высокорослость, масса 1000 зёрен, устойчивость к ржавчине

- К-2721 Высокорослость, продуктивность, высота прикрепления нижнего боба

Мелкосеменная чечевица

Ь8232ЛЯ-Р К-2835 Скороспелость, высокорослость, высота прикрепления нижнего боба, число бобов с растения, устойчивость к фузариозу и ржавчине, засухоустойчивость

БЫР 96-18Ь К-7950 Высота прикрепления нижнего боба, качественные показатели

Местный К-660 Масса 1000 зёрен, устойчивость к аскохитозу, засухоустойчивость

Дю-пюи 2 К-2762 Скороспелость, высокорослость, число бобов и семян с растения

В исследуемый период гибридизацию чечевицы мы проводили кастрацией цветка в полевых условиях в фазе нераскрытого бутона материнского образца, с последующим опылением отцовской формой. Гибридизация проводилась в утренние часы (от 5:00 до 8:30 часов), при умеренной температуре воздуха до +20 °С, в виду того, что при температуре свыше +23...+24 °С наблюдалась стерильность пыльцы отцовских линий или ее отсутствие.

Подбор родительских пар и скрещивания были проведены в следующих комбинациях, указанных в таблице 25.

Таблица 25 - Результаты межсортовой гибридизации

№ кмб скрещиваний Группа разновидности Родительская пара Число опыленных цветков, шт. Число завязавшихся бобов, шт. Завязыва-емость бобов, % Число полученных семян, шт.

Pi Р2

4-22 кс1 К-2721 Веховская 1 30 3 10,0 3

9-22 мс2 К- 660 FLIP 96-18L 30 2 6,7 4

12-22 мс FLIP 96-18L К-660 30 1 3,3 3

13-22 кс Jansha Веховская 1 30 1 3,3 1

14-22 мс Дю-пюи 2 FLIP 96-18L 30 2 6,7 2

15-22 кс - мс Веховская 1 Jansha 30 1 3,3 1

17-22 мс Дю-пюи 2 К-660 30 3 10,0 3

19-22 кс - мс Веховская 1 FLIP 96-18L 30 2 6,7 2

22-22 кс - мс Jansha Дю-пюи 2 30 2 6,7 2

24-22 мс Дю-пюи 2 L8Z32AR-P 30 3 10,0 5

29-22 мс L8Z32AR-P Дю-пюи 2 30 1 3,3 1

Итого 330 21 6,4 27

1 2 кс1 - крупносеменная чечевица, мс2 - мелкосеменная чечевица

В данных комбинациях скрещиваний завязавшиеся бобы развивались хорошо, сформировав выполненные, кондиционные семена. В 2022 г. проведено 30 комбинаций скрещиваний, успех гибридизации составил 6,4 % (опылено 330 цветков, получено 27 гибридных семян). В основном в бобе завязывалось по одному семени. Все, полученные нами, гибридные семена включены в селекционный процесс.

Многолетний опыт проведения селекции чечевицы в полевых условиях показывает, что оптимальные результаты гибридизации в условиях сухостепной зоны Северного Казахстана (Акмолинская область) достигаются при умеренном гидро-

термическом фоне. Проведению гибридизации в планируемом объеме мешали каждодневные высокие температуры воздуха (более 22 °С), из-за которых пыльца чечевицы была фертильной, а завязываемость - крайне низкой. В неблагоприятных погодных условиях, применяя принудительное опыление, большинство опыленных цветков неминуемо погибали.

4.3. Характеристика созданных гибридов чечевицы F1-F2, по хозяйственно-ценным признакам

Возделывание чечевицы обыкновенной в Республике Казахстан в последнее время сократилось, в значительной мере это явление объясняется низкой продуктивностью и технологичностью возделываемых сортов.

Для определения морфо-биологических особенностей созданных линий чечевицы, в климатических условиях северного региона Казахстана, был проведен сравнительный структурный анализ созданных линий и образцов из питомника исходного материала.

4.3.1. Характер наследования хозяйственно-ценных признаков гибридами F1

Анализ показателей хозяйственно-ценных признаков у гибридных комбинаций первого поколения (F1) чечевицы показал их значительную вариабельность в зависимости от родительских образцов.

Длина стебля в изученных комбинациях варьировала от 25 до 32 см. Наиболее высокорослые растения отмечены у гибридной комбинации Веховская 1 х FLIP 96-18L (32 см), тогда как минимальные значения высоты зафиксированы у комбинации Jansha х Дю-пюи 2.

Высота прикрепления нижнего боба изменялась в пределах от 12 до 19 см. Максимальные значения данного признака отмечены у комбинаций FLIP 96-18L х К-660 и Jansha х Дю-пюи 2 (19 см). Минимальная высота прикрепления нижнего

боба выявлена у комбинации Веховская 1 х FLIP 96-18L (12 см).

Число бобов с растения у гибридов F1 колебалось от 20 до 33 шт. Наибольшая продуктивность отмечена у комбинации Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L (33 боба), в то время как наименьшее число бобов установлено у комбинации Дю-пюи 2 х К-660 (20 бобов), (25 см) (табл. 26).

Таблица 26 - Хозяйственно-ценные признаки гибридных комбинаций F1

Гибридная комбинация Хозяйственно-ценные признаки

материнская форма ? отцовская форма длина стебля, см высота прикрепления нижнего боба, см число бобов с растения, шт. число семян с растения, шт. масса семян с растения, шт.

К-2721 Веховская 1 27 16 27 30 1,48

К- 660 FLIP 96-18L 30 15 28 37 1,20

FLIP 96-18L К-660 30 19 25 28 1,11

Дю-пюи 2 FLIP 96-18L 30 17 33 38 1,31

Дю-пюи 2 К-660 27 15 20 30 1,37

Веховская 1 FLIP 96-18L 32 12 30 37 1,28

Jansha Дю-пюи 2 25 19 31 39 1,30

Дю-пюи 2 L8Z32AR-P 30 17 26 35 1,26

Количество семян с растения варьировало от 28 до 39 шт. Максимальные значения отмечены у гибридной комбинации Jansha х Дю-пюи 2 (39 шт.), а также у комбинации Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L (38 шт.).

Масса семян с растения у изученных гибридных комбинаций изменялась в пределах от 1,11 до 1,48 г. Наибольшее значение данного показателя отмечено у комбинации К-2721 х Веховская 1 (1,48 г), минимальная масса семян - у комбинации FLIP 96-18L х К-660 (1,11 г).

Выявленные различия в степени выраженности хозяйственно-ценных признаков у гибридных комбинаций F1 отражают особенности взаимодействия образцов родительских пар. В целях установления закономерностей генетического контроля изучаемых признаков и оценки характера их наследования в первом поколении гибридов проведён анализ типов доминирования, проявления гетерозиса и гибридной депрессии по основным количественным признакам.

В 2022 г. частичное доминирование по признаку длина вегетационного пе-

риода наблюдалось у одного гибрида (12,5 %) Jansha х Дю-пюи 2 (табл. 27, Приложение М). Полное доминирование у FLIP 96-18L х К-660 - 12,5 %. Гетерозис в 2022 г. отсутствовал. Гибридная депрессия установлена у 75 % - К-2721 х Веховская 1; К- 660 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х К-660; Веховская 1 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х L8Z32AR-P.

Таблица 27 -Характер наследования количественных признаков

у гибридов F1 чечевицы

Частичное Полное Отрицательное Доминирова-

Признак доминирова- доминирова- Гетерозис доминирова- ние

ние ние ние отсутствует

кол-во % кол-во % кол-во % кол-во % кол-во %

Вегетационный период 1 12,5 1 12,5 0 0,0 6 75,0 0 0,0

Длина стебля 0 0,0 0 0,0 4 50,0 2 25,0 2 25,0

Высота прикрепления нижнего боба 1 12,5 0 0,0 4 50,0 2 25,0 1 12,5

Число бобов с растения 0 0,0 0 0,0 6 75,0 0 0,0 2 25,0

Число семян с растения 2 25,0 0 0,0 5 62,5 1 12,5 0 0,0

Масса зерен с растения 2 25,0 0 0,0 4 50,0 2 25,0 0 0,0

По признаку длины стебля частичное доминирование в 2022 г. у гибридов отсутствовало. Гетерозис в 2022 г. - 50 % (К- 660 х FLIP 96-18L; FLIP 96-18L х К-660; Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х L8Z32AR-P). Гибридная депрессия у 25,0 % - Дю-пюи 2 х К-660; Jansha х Дю-пюи 2. Доминирование в 2022 г отсутствовало у 25,0 % гибридов (К-2721 х Веховская 1; Веховская 1 х FLIP 96-18L).

По признаку высоты прикрепления нижнего боба частичное доминирование отмечено у Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L. Полное доминирование отсутствовало. Гибридная депрессия отмечена у Дю-пюи 2 х К-660.

По числу бобов с одного растения полное доминирование у 75 % гибридов - К- 660 х FLIP 96-18L; FLIP 96-18L х К-660; Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х К-660; Веховская 1 хFLIP 96-18L; Jansha х Дю-пюи 2. Доминирование отсутствовало в 2022 году у двух гибридов К-2721 х Веховская 1; Дю-пюи 2 х L8Z32AR-P.

Частичное доминирование по признаку число семян с одного растения в

2022 г. - К-2721 х Веховская 1; Дю-пюи 2 х L8Z32AR-P - 25,0%. Гетерозис отмечен у 62,5 % гибридов - К- 660 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х К-660; Веховская 1 х FLIP 96-18L; Jansha х Дю-пюи 2.

По признаку масса зерен с одного растения. В 2022 году частичное доминирование установлено у 25,0 % гибридов - К-2721 х Веховская 1; FLIP 96-18L х К-660. Полное доминирование - отсутствовало. Гетерозис в 2022 г у 50% гибридов К- 660 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L; Дю-пюи 2 х К-660; Веховская 1 х FLIP 96-18L. Гибридная депрессия в 2022 г отмечена у 25 % - Janshа х Дю-пюи 2; Дю-пюи 2 х L8Z32AR-P.

Установлено, что большинство полученных нами гибридов (F1) наследовали признак лучшего родительского образца, что наглядно отражалось в частичном, полном и сверхдоминировании (рис. 32).

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Вегетационный период

Длина стебля

Высота прикрепления нижнего боба

Число бобов с растения

Число семян с растения

Масса зерен с растения

i Доминирование отсутствует

^ Гибридная депрессия

| Гетерозис ■'■'■'■ Полное доминирование

| Частичное доминирование

Рисунок 32 - Структура проявления типов наследования хозяйственно-ценных

признаков у гибридов чечевицы Fl

По признакам продуктивности (число бобов, семян и масса зерен с растения) часто проявляется гетерозис, а по продолжительности вегетационного периода доминирует гибридная депрессия (искомый признак).

По результатам комплексной оценки признаков продуктивности гетерозис-ный эффект установлен у гибридных комбинаций FLIP 96-18L х К-660 и Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L.

В качестве перспективного исходного материала для последующей селекционной работы по признаку высокой продуктивности выделены гибридные комбинации: К-660 х FLIP 96-18L, Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L и Дю-пюи 2 х К-660.

По признаку высоты прикрепления нижнего боба, наибольший селекционный интерес представляют комбинации: К-2721 х Веховская 1, FLIP 96-18L х К-660 и Jansha х Дю-пюи 2.

По признаку скороспелости перспективной гибридной комбинацией является FLIP 96-18L х К-660.

4.3.2. Оценка степени генетической обусловленности хозяйственно-ценных признаков у гибридов F2

Нами проведены исследования по изучению генетической обусловленности ряда признаков у гибридов второго поколения (F2). По полученным результатам установлено, что во втором поколении гибридные формы характеризовались высокой степенью изменчивости.

По признаку продолжительностт периода вегетации прослеживается промежуточный тип наследования с умеренной степенью генетической обусловленности признака (b = 0,54), при котором среднее значение признака у потомства второго поколения близко к средним значениям родительских форм. Вместе с тем в отдельных гибридных комбинациях отмечены значительные отклонения. Так, у гибрида FLIP 96-18L х К-660 в поколении F2 продолжительность вегетационного периода (88 сут) превышала показатели обоих родителей. В то же время наибольшее сокращение длины вегетационного периода установлено у гибрида Веховская 1 х FLIP 96-18L (80 сут) (табл. 28).

Таблица 28 - Среднее значение родительских пар и проявление признака

продолжительности периода вегетации гибридов чечевицы, суток F2, 2023 г.

№ п/п Гибридная комбинация ? в Среднее родительских форм F2

Материнская форма $ Отцовская форма в

1 К-2721 Веховская 1 83 86 84,5 83

2 К- 660 FLIP 96-18L 87 83 85,0 84

3 FLIP 96-18L К-660 83 87 85,0 88

4 Дю-пюи 2 FLIP 96-18L 87 78 82,5 82

5 Дю-пюи 2 К-660 83 78 80,5 83

6 Веховская 1 FLIP 96-18L 87 83 85,0 80

7 Jansha Дю-пюи 2 78 84 81,0 83

8 Дю-пюи 2 L8Z32AR-P 79 78 78,5 79

Исходя из данных таблицы 29 следует, что средняя длина стебля гибридов К-2721 х Веховская 1, К- 660 х FLIP 96-18L, FLIP 96-18L х К-660, Дю-пюи 2 х FLIP 96-18L и Дю-пюи 2 х L8Z32AR-P имеет промежуточый характер наследования, схожими со средними значениями родительских пар.

Таблица 29 - Среднее значение родительских пар и проявление признака

длины стебля гибридов чечевицы F2, см, 2023 г.

№ п/п Гибридная комбинация $ в Среднее родительских форм F2

Материнская форма $ Отцовская форма в