Размещено на http://allbest.ru

Влияние селективных условий in vitro на изменчивость создаваемых форм льна Исследования выполнены в рамках Государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ ФГБНУ ФНЦ ЛК по теме № FGSS 2024-0005.

Н.В. Пролётова Пролётова Наталья Викторовна Кандидат биологических наук Ведущий научный сотрудник, ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» 172000, Тверская область, г. Тверь, Комсомольский проспект, 17/56, кандидат биологических наук,

старший научный сотрудник

В.С. Зотова Зотова Вероника Сергеевна (полностью) б/с Младший научный сотрудник. ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» 172000, Тверская область, г. Тверь, Комсомольский проспект, 17/56, аспирант



Реферат

Лён-долгунец является стратегической культурой. Льнопродукция находит широкое применение в различных отраслях экономики, в том числе при производстве тканей, красок, медицинской ваты, пороха и др. Проявление заболеваний на посевах льна влечёт за собой снижение урожайности культуры. Ухудшается качество льноволокна, полученного из пораженной льнотресты, а зараженные семена снижают всхожесть и заложенный биологический потенциал. Наиболее вредоносными болезнями льна-долгунца в настоящее время являются фузариозное увядание, ржавчина, антракноз, пасмо, бактериоз.

Целью исследований, проведённых в 2021-2023 годах на базе лаборатории селекционных и биотехнологий ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» (Тверская область) являлось создание биотехнологическими методами новых генотипов льна, устойчивых к антракнозу (Colletotrichum lini).

В результате исследований из генотипов льна, восприимчивых к антракнозу, in vitro созданы новые, более устойчивые к патогену, формы. Выявлено, что на селективном фоне на основе незрелых зародышей формировались растения с различной степенью устойчивости. Были отмечены как устойчивые, так и средневосприимчивые - восприимчивые формы, сформированные на основе одного и того же генотипа.

Отмечено, что большинство регенерантов, полученных при селекции in vitro от восприимчивых к антракнозу генотипов, во вновь созданных селективных условиях характеризовались устойчивостью и средней восприимчивостью к культуральному фильтрату. Высказано предположение что формирование на селективном фоне в культуре незрелых зародышей льна-долгунца растений-регенерантов, отличных от исходных форм, вызвано возникновением спонтанного мутационного процесса, который, по-видимому, не всегда зависит от создания селективных условий. В ходе исследований выявлены различия используемых штаммов возбудителя антракноза по морфологическим признакам. Установлено, что интенсивность спороношения и роста используемых штаммов не зависела от их вирулентности.

Ключевые слова: лен-долгунец, питательная среда, культуральный фильтрат, штамм, патоген, устойчивость, селекция, регенерант, инфекционно-провокационный питомник, селекционный питомник



Abstract

Influence of selective conditions in vitro on variability of created flax forms

N.V. Prolyotova, Candidate of Biological Sciences, Senior Researcher

V.S. Zotova, Postgraduate Student

Fiber flax is a strategic crop. Flax products are widely used in various sectors of the economy, including the production of fabrics, paints, medical cotton wool, gunpowder, etc. The occurrence of diseases on flax crops entails a decrease in crop yield. The quality of flax fiber obtained from the affected flax plant deteriorates, and infected seeds reduce germination and biological potential. The most harmful diseases of fiber flax at present are fusarium wilt, rust, anthracnose, pasmo, and bacteriosis.

The goal of the research conducted in 2021-2023 on the basis of the laboratory of breeding and biotechnology of the Federal State Budgetary Institution "Federal Scientific Center for Bast Crops" (Tver Region) was to create new flax genotypes resistant to anthracnose (Colletotrichum lini) using biotechnological methods. As a result of research, new forms, more resistant to the pathogen, were created in vitro from flax genotypes susceptible to anthracnose. It was revealed that on a selective background, plants with varying degrees of resistance were formed on the basis of immature embryos. Both resistant and moderately susceptible forms were noted - susceptible forms formed on the basis of the same genotype.

It was noted that the majority of regenerants obtained during in vitro selection from genotypes susceptible to anthracnose, under the newly created selective conditions, were characterized by resistance and average susceptibility to the cultural filtrate. It has been suggested that the formation of regenerated plants, different from the original forms, against a selective background in the culture of immature fiber flax embryos, is caused by the occurrence of a spontaneous mutation process, which, apparently, does not always depend on the creation of selective conditions. The studies revealed differences in the used strains of the anthracnose pathogen according to morphological characteristics. It was established that the intensity of sporulation and growth of the strains used did not depend on their virulence.

Keywords: fiber flax, nutrient medium, cultural filtrate, strain, pathogen gene, resistance, selection, regenerant, infectious-provocative nursery, breeding nursery



Введение

Лен-долгунец является одной из культур, продукция которых широко востребована в производстве.

Изделия из льняного волокна всегда имели большую ценность за свою прочность и экологичность. В настоящее время в волокне нуждаются лёгкая, тяжелая и оборонная промышленности, а в масле - пищевая, фармацевтическая, лакокрасочная как в России, так и за рубежом [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]. Трудно переоценить лён, как источник линоленовой кислоты. В семенах льна Омега-3 или б-линоленовая кислота в трёхкратном размере превышает содержание её в рыбе [8, 9, 10]. В постоянно изменяющихся условиях окружающей среды роль сорта приобретает решающее значение. Лён-долгунец представлен в Государственном реестре селекционных достижений 72 сортами [11]. За последние 8 лет в Российской Федерации создано и внедрено в производство 13 новых высокопродуктивных сортов льна-долгунца. Доля сортов льна-долгунца отечественной селекции в Госреестре селекционных достижений РФ в 2023 году достигла 82 %. Однако, не все возделываемые сорта полностью отвечают ежегодно возрастающим требованиям сельхозтоваропроизводителей [2, 3, 12]. Многие сорта, не смотря на высокие показатели урожайности, восприимчивы к наиболее опасным грибным заболеваниям, таким как фузариозное увядание, ржавчина, антракноз, пасмо, полиспороз.

При проявлении этих патогенов в посевах льна урожайность льнопродукции (льноволокно, семена) резко снижается. При этом снижается качество волокна - основное условие при выборе сорта сельхозтоваропроизводителями для возделывания [1, 2, 13, 14]. Селекционный процесс создания новых, устойчивых к наиболее опасным болезням сортов льна-долгунца многолетний и достаточно трудоёмкий. Использование биотехнологических приёмов, направленных на получение новых, устойчивых к патогенам генотипов льна, позволяет сократить сроки селекционного процесса на устойчивость и создавать новые линии за 1-2 года [15, 16, 17]. Поэтому целью исследований являлось создание биотехнологическими методами новых генотипов льна, устойчивых к антракнозу (Colletotrichum lini).



Объекты и методы исследований

Исследования проводили в 2021-2023 годах на базе лаборатории селекционных и биотехнологий ФГБНУ «Федеральный научный центр лубяных культур» (Тверская область).

Создание in vitro новых генотипов льна, устойчивых к культуральному фильтрату возбудителя антракноза (Colletotrichum lini) проводили с использованием методик, разработанных Пролётовой, Виноградовой, Кудрявцевой [18]. урожайность генотип льон селекция

Исходным материалом при создании in vitro новых форм льна-долгунца, устойчивых к антракнозу, служили незрелые зародыши сортов и селекционных линий Л 957-8-7, Л 1506-8-6, Л 2053-5-11, Л 2053-6-10, Эр 130-3 и штаммы возбудителя антракноза: сильновирулентные - 793 и 784, средневирулентный - 780, слабовирулентный - 788.

Схема проведения исследований:

- выбор линий и сортов льна, а также штаммов возбудителя антракноза для проведения исследований;

- выращивание штаммов возбудителя антракноза на питательной среде в течение 30-50 суток и фильтрование жидкости, образующейся в результате жизнедеятельности патогена;

- посев семян в вегетационные сосуды Митчерлиха и уход за растениями льна - донорами незрелых зародышей;

- изолирование из коробочек льна незрелых зародышей на 9-11 сутки после опыления, стерилизация и культивирование их на селективной среде, которая состояла из компонентов питательной среды MS (табл. 1) и культуральных фильтратов штаммов, отобранных в равных количествах для достижения концентрации в среде 40 мл/л;

- формирование в селективных условиях морфогенного каллуса и перенос морфогенных участков на свежие селективные среды, состоящие из компонентов питательной среды MS и культуральных фильтратов штаммов, отобранных в равных количествах для достижения концентрации в среде 44 мл/л (рис. 1);

- получение побегов и растений-регенерантов льна (рис. 2);

- культивирование семян льна и получение гипокотилей на их основе;

- культивирование гипокотильных сегментов (отрезков гипокотилей, размером 5-8 мм) на селективной среде, состоящей из компонентов питательной среды MS и культуральных фильтратов штаммов, отобранных в равных количествах для достижения концентрации в среде 48 мл/л;

- получение морфогенного каллуса и проведение оценки растений-регенерантов по устойчивости к культуральному фильтрату в условиях in vitro (рис. 3);

- оценка растений-регенерантов по устойчивости к антракнозу на инфекционно-провокационном фоне в полевых условиях (рис. 4);

- оценка растений-регенерантов по основным хозяйственно-ценным признакам в селекционном питомнике второго этапа в полевых условиях (рис. 5).

Рисунок 1 - Культивирование незрелых зародышей и формирование в селективных условиях морфогенного каллуса



Рисунок 2 - Формирование побегов и растений-регенерантов льна

Рисунок 3 - Формирование морфогенного каллуса на основе гипокотильных сегментов

Рисунок 4 - Оценка растений-регенерантов по устойчивости к антракнозу на инфекционно-провокационном фоне в полевых условиях



Таблица 1 - Состав питательных сред, используемых в эксперименте

Наименование вещества	Количество вещества, мг/л
	Среда MS для клеток и тканей льна	Среда MS для грибов
NH4NO3	1650	1650
KNO3	1900	1900
КН2Р04	170	170
MgS04 х 7 Н20	370	370
MnS04 х 4 Н20	33,6	33,6
Н3ВО3	62	62
ZnS04 х 7 Н20	15,0	15,0
KJ	0,83	0,83
CuS04 х 5 Н20	0,025	0,025
Na2Mo04 х 2 Н20	0,5	0,5
СоС12 х 6 Н20	0,025	0,025
FeS04 х 7 Н20	27,8	27,8
Na2EDTA х Н20	37,3	37,3
Инозитол	100	-
Никотиновая кислота	1	-
Рибофлавин	0,015	-
Пиридоксин НС1	0,5	-
Тиамин НС1	0,2	-
6-бензиладенин	1	-
б-нафтилуксусная кислота	0,05	-
Сахароза	30000	30000
Агар	7000
рН	5,6-5,8	5,6-5,8

При создании ифекционно-провокационного питомника в полевых условиях для оценки растений-регенерантов по устойчивости к возбудителю антракноза использовали живую культуру патогена, выращенную на зернах овса. Искусственную популяцию патогена составляли из 45-50 % сильновирулентных штаммов и 50-55 % средневирулентных штаммов.

Культуру штаммов, согласно методике, вносили в почву за две недели до посева семян льна, при этом предварительно выполнив весь комплекс мероприятий по подготовке почвы к посеву (вспашка, боронование, внесение минеральных удобрений, культивация) [19].

Для получения гипокотилей семена исследуемых форм льна помещали в пробирки на фильтровальную бумагу, смоченную 1 %-ным раствором сахарозы и выращивали до появления семядольных листочков. В зависимости от генотипа этот период составлял 8-10 суток. Гипокотили разрезали на сегменты размером 5-8 мм и культивировали в селективных условиях в течение 14 суток. По количеству сформированного на основе гипокотильных сегментов морфогенного каллуса судили об устойчивости льна, согласно следующей шкале: сформировалось морфогенного каллуса 70 % и более - устойчивые; 51-69% - средневосприимчивые; 25-50% - восприимчивые; менее 25% - сильно восприимчивые. Новые генотипы выращивали в условиях вегетационного домика в деревянных ящиках с целью размножения и на следующий год оценивали их в полевом инфекционно-провокационном питомнике по устойчивости к антракнозу и в селекционном питомнике второго этапа селекции - по комплексу хозяйственно-ценных признаков.

Статистическую обработку экспериментальных данных выполнялис использованием метода первичной статистической обработки результатов эксперимента - среднее значение, среднеквадратичное отклонение, вариабельность, ошибка выборочной средней.

Результаты исследований и их обсуждение

Создание новых форм льна осуществлялось в лабораторных условиях in vitro. В качестве селективного агента для селекции in vitro использовали культуральный фильтрат штаммов возбудителя антракноза, который готовили путём фильтрования жидкости, образующейся в результате жизнедеятельности грибов штаммов 780, 794, 788, 793. Кусочки мицелия размером 1 см² помещали на поверхность жидкой питательной среды MS, которая для выращивания грибов была модифицирована и не содержала витамины и регуляторы роста. В течение роста гриба интенсивность спороношения, в зависимости от штамма, составляла 14,4 - 45,6 тыс. спор в 1 мл (рис. 6).

Рисунок 6 - Средняя длина и ширина конидий используемых штаммов гриба - возбудителя антракноза льна (нм)

В результате исследований выявлено, что если в процессе роста средняя ширина конидий у штаммов незначительно различалась и составляла 2,5 - 3,0 нм, то по длине конидий у штаммов различие было существенным. Наибольшую среднюю длину имели конидии слабовирулентного 788 штамма (16,7 нм), к тому же они были изогнутыми, в отличие от конидий штаммов 780, 793, 794. Наименьшую среднюю длину имели конидии средневирулентного 780 штамма (11,8 нм). Форма конидий была прямой, как и у штаммов 793 и 794. По темпам роста штаммы также различались между собой. Штамм 788 оказался быстрорастущим с наименьшей интенсивностью спороношения (14,4 тыс. спор в 1 мл). Штаммы 793, 784 и 780 были умеренно растущие с высокой интенсивностью спороношения (34,2; 45,6; 32,8 тыс. спор в 1 мл, соответственно). Установлено, что интенсивность спороношения и роста используемых штаммов не зависела от их вирулентности.

Культивирование незрелых зародышей на питательной среде MS с культуральным фильтратом смеси штаммов возбудителя антракноза в концентрации 40 мл/л, первичного и пересадочного морфогенного каллус - на питательной среде MS с культуральным фильтратом смеси штаммов возбудителя антракноза в концентрации 44 мл/л, позволило провести селекцию in vitro и получить растения-регенеранты льна-долгунца устойчивые к культуральному фильтрату используемых штаммов возбудителя антракноза.

Согласно схеме исследований, регенеранты в последующем оценивали по устойчивости к культуральному фильтрату штаммов возбудителя антракноза в условиях in vitro и по устойчивости к антракнозу - в инфекционно-провокационном питомнике.

При оценке регенерантов на устойчивость к антракнозу в условиях in vitro вначале получали морфогенный каллус на основе гипокотильных сегментов из семян растений-регенерантов. По количеству сформированных морфогенных каллусов судили об устойчивости регенерантной линии к культуральному фильтрату во втором поколении. В результате исследований выявлено, что на селективном фоне на основе гипокотильных сегментов формировались как морфогенные каллусы, так и каллусы, не содержащие морфогеные клетки. На основе одного и того же регенеранта льна во вновь созданных селективных условиях сформировались как устойчивые, так и средневосприимчивые - восприимчивые к культуральному фильтрату каллусные культуры. Так, например, у регенеранта НЛ-40-1, полученного на основе линии Л 2053-5-11, устойчивого к культуральному фильтрату возбудителя антракноза, во вновь созданных селективных условиях сформировалось 48 % морфогенных каллусов и характеристика регенеранта по шкале соответствовала критерию «восприимчивый» (табл. 2). У регенеранта НЭ-12, полученного на основе линии Эр 130-3, сформировалось 22 % морфогенных каллусов и характеристика регенеранта по шкале соответствовала критерию «сильновосприимчивый». В то время как у регенеранта НЛ-40-2, полученного на основе линии Л 2053-6-10, в этих условиях сформировалось 71 % морфогенных каллусов и характеристика регенеранта по шкале соответствовала критерию «устойчивый».

Отмечено, что большинство регенерантов, полученных при селекции in vitro из восприимчивых к антракнозу генотипов, во вновь созданных селективных условиях характеризовались устойчивостью и средней восприимчивостью к культуральному фильтрату.

По всей вероятности, формирование на селективном фоне в культуре незрелых зародышей льна-долгунца растений-регенерантов, отличных от исходных форм, вызвано возникновением спонтанного мутационного процесса, который, по-видимому, не всегда зависит от создания селективных условий.

Таблица 2 - Характеристика регенерантов, полученных в результате селекции in vitro, по устойчивости к культуральному фильтрату возбудителя антракноза в условиях in vitro

Регенерант	Количество сформированного морфогенного каллуса, %± Sp	Характеристика по устойчивости к антракнозу
НЛ-40-1	48,0±1,1	восприимчивый
НЛ-40-2	71,0±1,0	устойчивый
НЭ-12	22,0±1,3	сильновосприимчивый
НЭ-38	70,1±0,9	устойчивый
НЭ-36	71,0±0,8	устойчивый
НЭ-17	52,1±1,1	средневосприимчивый
НО-85	39,1±1,2	восприимчивый

С целью изучения изменчивости хозяйственно ценных признаков при селекции in vitro на устойчивость к антракнозу проведена оценка регенерантов, полученных от селекционных линий Л 957-8-7, Л 1506-8-6, Л 2053-5-11, Л 2053-6-10, Эр 130-3 (всего 21 регенерант) на искусственном инфекционно-провокационном фоне по устойчивости к антракнозу. Параллельно, в селекционном питомнике 2 этапа селекции, проводилась их оценка по основным хозяйственно ценным признакам таким как высота растений, длина стебля, число семян и коробочек на растении, содержание волокна.

Погодные условия 2021 года в период вегетации льна были оптимальными, и способствовали как хорошему развитию растений льна, так и проявлению антракноза.

В результате анализа растений на инфекционном фоне выявлено, что новые формы, полученные при селекции in vitro из восприимчивых к антракнозу линий, по-разному проявляли чувствительность к патогену на искусственном инфекционно-провокационном фоне.

Проведенные исследования показали, что некоторые новые формы проявляли такую же восприимчивость, какой характеризовались исходные линии. Однако большинство полученных генотипов повысили устойчивость к болезни, относительно исходной формы, и характеризовались как средневосприимчивые и устойчивые с уровнем устойчивости более 50 %. (табл. 3).

Таблица 3 - Характеристика регенерантов, полученных в результате селекции in vitro, по устойчивости к антракнозу

Линия	Устойчивость, % ± Sp
	2021 год	2022 год	2023 год
НЛ-40-2	59,6±1,7	62,5±1,1	57,5±2,1
НЭ-15	57±2,2	39,2±3,1	48,3±2,7
НЭ-17-5	75±2,1	23,6±2,4	54,6±2,4
НЭ-17-2	57±3,2	34±2,2	36,6±2,8
НО-85	43,7±4,4	51±2,7	48,3±3,1
НЭ-38	66,7±2,1	62,5±1,9	60,9±2,4
НО-65	45±2,8	54,6±1,3	55±2,1
НЭ-36	75±1,4	48,3±3,4	59,8±2,1
НЭ-8	26,7±1,3	28,5±2,6	16,3±1,9
НЭ-17	57±2,2	57,1±1,2	48,3±1,9
НЭ-38-8	62,5±4,1	60±2,7	66,7±3,1
НЛ-103-1	75,0±2,4	62,5±1,9	57,2±1,7
НЭ-15-2	12,3±2,1	18,6±1,2	15,3±1,6
НЭ-12	16,3±1,1	10,3±2,1	16,3±1,9
Леона, ст.	75,0±1,7	69,2±1,7	73,9±1,7
Пенджаб, ст.	28,3±1,7	19,2±1,7	32,3±1,7

В первый год исследований наибольшую устойчивость к антракнозу (75 %) проявили регенеранты НЭ-36, НЭ-17-5, НЛ-103-1, полученные от линий Эр 130.3 и Л 957-8-7. Семь регенерантов (НЛ-40-2, НЭ-15, НЭ-17-2, НЭ-38, НЭ-17, НЭ-38-8) характеризовались как средневосприимчивые к антракнозу с уровнем устойчивости от 57 до 66,7 %. Для форм льна, проявивших в полевых условиях устойчивость к патогену более 50 %, характеристика «средневосприимчивый» считается допустимой при использовании формы в селекционном процессе как источника устойчивости.

Следующий год исследований, характеризовался оптимальными погодными условиями для проявления антракноза: температурой воздуха + 20+24є С и большим количеством выпавших осадков в период всходов льна и до фазы «ёлочка». Поэтому в инфекционно-провокационном питомнике болезнь проявлялась в сильной степени, и даже у высокоустойчивого сорта-стандарта Леона показатель устойчивости снизился с 75 до 69,2 %. У большинства регенерантов в условиях 2022 года устойчивость к патогену также снизилась, у некоторых - значительно, на 20 % и более (НЭ-17-5, НЭ-17-2, НЭ-36). У регенерантов НЛ-40-2, НО-85, НО-65, НЭ-15-2, НП-16, НП-8 устойчивость несколько повысилась - на 2-9 %, хотя по шкале устойчивости они по-прежнему характеризовались как восприимчивые.

Условия вегетации в 2023 года были благоприятны для роста и развития растений льна, но не для развития антракноза. Дополнительный полив инфекционно-провокационного питомника способствовал снижению влияния засушливых условий и, соответственно, проявлению болезни. Показатели устойчивости к антракнозу у полученных растений-регенерантов были на уровне 2021 года, однако 75 % ной устойчивостью не характеризовался ни один регенерант. Устойчивость на уровне 57-62,5 % проявили в сложившихся условиях генотипы НЭ-36, НЛ-103-1, НЭ-38, НЛ-40-2.

Эти, и некоторые другие, регенеранты в 2023 году оценивались в искусственных инфекционно-провокационных питомниках по устойчивости к нескольким болезням - фузариозному увяданию, ржавчине и пасмо. В результате исследований выявлено, что форма НЛ-40-2 кроме устойчивости к антракнозу (57,5-62,5% - оценивается как средневосприимчивая), проявила устойчивость к фузариозному увяданию на уровне 98,3 % - выше, чем у сорта-стандарта А-93 - на 4,8 %, на 12,6 % - чем у сорта-стандарта Альфа (табл. 4). К ржавчине и пасмо все исследованные линии были восприимчивы (устойчивость менее 25 %).

Таблица 4 - Характеристика некоторых генотипов льна, полученных при селекции in vitro по устойчивости к комплексу болезней

Генотип	Устойчивость, %± Sp
	антракноз	фузариозное увядание	ржавчина	пасмо
	2021 г.	2022 г.	2023 г.	2023 г.
НЛ 29-2	58,4±1,5	62,5±1,2	64,7±1,3	41,7±1,7	0,3±0,7	25,0±1,7
НЛ 40-2	59,6±1,7	62,5±1,1	57,5±2,1	98,3±1,7	0,4±0,6	0,3±0,7
НЛ 103-1	75,0±2,4	62,5±1,9	57,2±1,7	54,2±1,7	0,7±0,3	0,4±0,6
Стандарты:
Леона, ст.	75,0±1,1	69,2±1,3	73,9±1,6			15,4±1,7
Пенджаб, ст.	28,3±1,2	19,2±1,0	32,3±1,5			8,3±1,7
И-7, ст.			53,0±1,7	29,1±1,9		10,0±1,7
А-93, ст.				93,1±1,2
Альфа, ст.		37,5±1,1	44,9±1,3	85,7±1,4	98,0±2,0	31,5±1,7
Полесский , ст.4					0,5±0,5
Белинка, ст.	45,0±1,1	48,5±1,1	51,4±1,3			67,6±1,7

При оценке хозяйственно ценных признаков у выделенных линий было выявлено, что все они, в основном, несколько уступали исходным формам по показателям продуктивности. В то же время, у ряда линий некоторые характеристики (масса технической части стебля, количество коробочек на 1 растении, количество семян с 1 растения) превосходили сорт - стандарт Альфа. Так, по массе стебля исходную форму не превосходил ни один регенерант. Тогда как сорт стандарт Альфа по этому показателю превзошли НЛ-40-2 (на 7,9 %) НЛ-40-1 (на 6,5 %) (табл. 5).

Таблица 5 - Характеристика регенерантов, полученных в результате селекции in vitro, по основным хозяйственно-ценным признакам, 2022 г.

Генотип	Масса тех. части стебля, мг ± Sp	Количество коробочек на растении, шт. ± Sp	Количество семян с 1 растения, шт. ± Sp	Масса волокна с 1 растения, мг ± Sp	Содержание Волокна % ±Sp
НЛ-103-2	382,8±14,1	3,8±0,8	22,7±2,6	202,2±3,3	27,7±1,0
в % к и.ф.*	96,4	120,0	128,8	94,6	95,9
в % к ст.**	99,4	103,3	104,8	99,8	98,0
НЛ-40-2	277,1±12,3	2,1±0,7	10,8±2,2	179,1±4,0	26,5±1,2
в % к и.ф.	92,1	98,0	101,6	96,9	93,6
в % к ст.	107,9	105,0	104,2	97,1	99,5
НЛ-40-1	272,3±13,1	1,7±0,7	11,3±2,9	176,3±3,5	25,3±1,2
в % к и.ф.	97,9	105,0	104,2	97,1	99,5
в % к ст.	106,5	111,7	112,3	95,0	98,9
НЭ-38	286,2±4,3	2,8±0,9	18,8±6,5	173,2±2,9	25,7±0,7
в % к и.ф.	88,1	110,0	106,9	98,0	98,0
в % к ст.	89,5	106,7	104,6	98,3	99,0
НЭ-17	397,4±9,1	3,8±1,7	24,0±9,5	197,4±4,6	27,2±,7
в % к и.ф.	99,6	118,7	115,3	96,1	111,0
в % к ст.	99,1	105,3	106,3	99,3	97,6

Примечание: и.ф.* - исходная форма; ст.** - сорт-стандарт Альфа

По количеству коробочек на одном растении все регенеранты, кроме НЛ-40-2 превзошли исходные формы на 5-20 %. В тоже время все регенеранты по этому признаку превосходили сорт-стандарт Альфа. По массе волокна с одного растения и по содержанию воокна все полученные регенеранты несколько уступали исходным формам и сорту-стандарту Альфа. Выделен регенерант НЭ-17, который на 11% по содержанию волокна превосходил исходную форму Эр 130-3. Проведённые исследования позволили выделить регенеранты НЛ-40-2 и НЛ-40-1, полученные от линий Л 2053-6-10 и Л 2053-5-11, соответственно, которые по трём показателям - масса технической части стебля, количество коробочек на растении, количество семян с одного растения, превосходили сорт-стандарт Альфа.

Новые генотипы льна НО-65, НЭ-38, НЭ-36, НЭ-16, полученные в результате селекции in vitro, пополнили коллекцию генофонда в качестве источников устойчивости к антракнозу.

Выявлено, что эти линии в 2023 году не уступали сорту-стандарту Альфа по основным параметрам продуктивности волокна - высоте растений, весу технической части растения. Превышения составили 2-16,01 % и 16,56-48,84 %, соответственно. При этом линия НЭ-38 не уступала сорту-стандарту по семенной продуктивности (количество коробочек на 1 растении, количество семян на 1 растении), а линия НО-65 - превосходила стандарт на 35,3 % (табл. 6).

Таблица 6 - Характеристика линий льна, полученных при селекции in vitro на устойчивость к антракнозу, по параметрам продуктивности, 2023 г.

Генотип	Устойчивость к антракнозу, %	Высота растений, см	Вес техническ. части растения, мг	Количество коробочек на 1 растении, шт.	Количество семян на 1 растении, шт.	Масса волокна с 1 растения, мг	Содержание волокна, %
Альфа-ст.		57,14*	260,14	4,50	38,86	73,21	28,32
		2,46**	57,96	1,30	11,19	16,95	1,53
		4,30***	22,28	28,79	28,79	23,15	5,47
НО-65	55	66,29	387,18	5,76	52,59	103,06	26,75
		5,21	121,80	2,36	21,88	31,56	1,25
		7,86	31,46	41,02	41,62	30,62	4,67
НЭ-38	60,9	59,00	257,41	4,29	38,65	64,59	25,29
		5,39	78,55	1,52	14,07	18,62	1,25
		9,14	30,51	35,51	36,40	28,83	4,93
НЭ-36	59,8	58,27	303,23	3,69	31,77	80,46	26,48
		4,75	113,53	1,49	13,08	31,09	0,99
		8,16	37,44	40,29	41,17	38,65	3,76
НЭ-16	53,9	58,82	234,00	3,00	28,27	61,64	26,30
		3,63	50,75	1,13	11,01	14,32	1,74
		6,16	21,69	37,61	38,95	23,23	6,62

Примечание - * среднее значение, ** среднеквадратичное отклонение, *** вариабельность

Из созданных источников устойчивости к антракнозу в культуре in vitro, наибольший интерес представляет линия НО-65, которая при устойчивости к антракнозу на уровне 55 % существенно превзошла стандарт - сорт Альфа практически по всем показателям продуктивности: высоте растений (на 16,0 %), весу технической части растения (на 48,8 %), массе волокна (на 40,8 %), количеству коробочек на 1 растении (на 28 %) и количеству семян на 1 растении (на 35,3 %).



Выводы

В ходе исследований выявлены различия используемых штаммов возбудителя антракноза по морфологическим признакам. Установлено, что интенсивность спороношения и роста используемых штаммов не зависела от их вирулентности. Выявлено, что на селективном фоне на основе незрелых зародышей формировались растения с различной степенью устойчивости. Были отмечены как устойчивые, так и средневосприимчивые - восприимчивые формы, сформированные на основе одного и того же генотипа. Отмечено, что большинство регенерантов, полученных при селекции in vitro от восприимчивых к антракнозу генотипов, во вновь созданных селективных условиях характеризовались устойчивостью и средней восприимчивостью к культуральному фильтрату. Высказано предположение что формирование на селективном фоне в культуре незрелых зародышей льна-долгунца растений-регенерантов, отличных от исходных форм, вызвано возникновением спонтанного мутационного процесса, который, по-видимому, не всегда зависит от создания селективных условий. В результате исследований из генотипов льна, восприимчивых к антракнозу, созданы новые, более устойчивые к патогену, формы НО-65, НЭ-38, НЭ-36, НЭ-16, которые не уступали сорту-стандарту Альфа по основным параметрам продуктивности волокна - высоте растений, весу технической части растения. Выделена линия НО-65, которая при устойчивости к антракнозу на уровне 55 % существенно превзошла сорт -стандарт Альфа практически по всем показателям продуктивности: высоте растений - на 16,0 %, весу технической части растения - на 48,8 %, массе волокна - на 40,8 %, количеству коробочек на 1 растении -на 28 % и количеству семян - на 35,3 %.



Библиографический список

1. Трабурова, Е.А. Результаты изучения коллекционных образцов льна-долгунца в Центральном регионе Нечерноземной зоны России / Е.А. Трабурова, Т.А. Рожмина // Достижения науки и техники АПК. - 2022. - № 36 (3). - С. 79-84.

2. Рожмина, Т.А., Янышина А.А. Изменчивость содержания волокна в стеблях у различных сортов льна-долгунца / Т.А. Рожмина, А.А. Янышина // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2023. - 4 (24). - С. 562-571.

3. Степин, А.Д. Новый раннеспелый сорт льна-долгунца Стриж для условий Северо-Запада России / А.Д. Степин, М.Н. Рысев, Т.А. Рысева, С.В. Уткина, Н.В. Романова // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2023. - 4 (24). - С. 572-580.

4. Dudarev, I. A Review of Fibre Flax Harvesting: Conditions, Technologies, Processes and Machines / I. Dudarev // J. Nat. Fibers. - 2020. - 1-13

5. Zhang, Q.; Gao, Y.; Yan, B.; Cui, Z.; Wu, B.; Yang, K.; Ma, J. Perspective on oil flax yield and dry biomass with reduced nitrogen supply / Q. Zhang, Y. Gao, B. Yan, Z. Cui, B. Wu, K. Yang, J. Ma // Oil Crop Sci. - 2020. - 5 - Р. 42-46.

6. Omer, T.A.; El-Borhamy, A.M.A.; Abd El-adek, M.S. Effect of Harvesting rates and Seeding Rates on Yield and Yield Components of some Flax Varieties / T.A. Omer, A.M.A. El-Borhamy, M.S. Abd El-adek // J. Plant Prod. - 2020. - 11. - Р. 1501-1505.

7. Kumar, A.; Pramanick, B.; Mahapatra, B.; Singh, S.; Shukla, D. Growth, yield and quality improvement of flax (Linum usitattisimum L.) grown under tarai region of Uttarakhand, India through integrated nutrient management practices / A. Kumar, B. Pramanick, B. Mahapatra, S. Singh, D. Shukla // Ind. Crop. Prod. -2019. - 140. - Р. 111710.

8. El Gedwy, E.-S.M.; Hammam, G.Y.M.; Allam, S.A.H.; Mostafa, S.H.A.; Shimy, K.S.S.E. Straw, Seed Yield and Quality of Three Linum usitatissimum L. Cultivars in Relation to Nitrogen Fertilizer Rate and Plant Density / E.-S.M. El Gedwy, G.Y.M. Hammam, S.A.H. Allam, S.H.A. Mostafa, K.S.S.E. Shimy // Asian J. Adv. Agric. Res. - 2020. - 14. Р. 8-29.

9. Saleem, M.H.; Fahad, S.; Khan, S.U.; Din, M.; Ullah, A.; El Sabagh, A.; Hossain, A.; Llanes, A.; Liu, L. Copper-induced oxidative stress, initiation of antioxidants and phytoremediation potential of flax (Linum usitatissimum L.) seedlings grown under the mixing of two different soils of China / M.H. Saleem, S. Fahad, S.U. Khan, M. Din, A. Ullah, A. El Sabagh, A. Hossain, A. Llanes, L. Liu // Environ. Sci. Pollut. Res. - 2020. - 27. - Р. 5211-221.

10. Миневич, И.Э. Влияние сортовой вариабельности на эффективность водной экстракции белка из нативных семян льна / И.Э. Миневич, А.А. Гончарова, В.И. Ущаповский // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - 2023. - 1 (55). - С. 3-9.

11. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т. 1. Сорта растений (официальное издание). - М. ФГБНУ «Росинформагротех». - 2023. - 631 с.

12. Понажев, В.П. Состояние и перспективы развития селекции и семеноводства льна-долгунца в Российской Федерации / В.П. Понажев, Н.В. Пролётова // Технические культуры. Научный сельскохозяйственный журнал. - 2023. - 4 (10). - С. 30-38.

13. Maсkowska, G.; Maсkowski, J. The Influence of Selected Habitat and Agronomic Factors on the Yield of Flax (Linum usitatissimum L.) / G. Maсkowska, J Maсkowski // J. Nat. Fibers. - 2020. - 1-11.

14. Кудрявцева, Л. П. Устойчивость сортов - важный элемент интегрированной защиты льна-долгунца от болезней / Л. П. Кудрявцева // Аграрный вестник Урала. - 2021. - 11 (214). - C. 36-44.

15. Пролётова, Н.В. Селективная система in vitro «Гриб Colletotrichum lini - лён» - эффективный способ создания генотипов, устойчивых к антракнозу / Н.В. Пролётова // Вестник Новосибирского государственного аграрного университета. - 2019. - 2. - С. 42-50.

16. Шуплецова, О.Н. Эффекты неспецифической устойчивости генотипов ячменя, полученных путем клеточной селекции / О.Н. Шуплецова, С.Ю. Огородникова, Я.И. Назарова // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 2020. - №181(4). С. 192-199.

17. Корж, С.О. Биотехнологические подходы в селекции томата на устойчивость к Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici / С.О. Корж, Е.В. Дубина // Достижения науки и техники АПК. - 2022. - № 36 (7). - С. 31-35.

18. Пролётова, Н.В. Способ получения регенерантов льна-долгунца, устойчивых к антракнозу, методами in vitro / Н.В. Пролётова, Л.П. Кудрявцева, Е.Г. Виноградова // Патент на изобретение RU 2478282 C2. - 2013. - 6 с.

19. Понажев, В.П. Селекция и первичное семеноводство льна-долгунца (методические указания) / В.П. Понажев, Л.Н. Павлова, Т.А. Рожмина и др. // Тверь: Тверской гос. ун-т. - 2014. - 140 с.



References

1. Traburova, E.A. Results of studying collection samples of fiber flax in the Central region of the Non-Chernozem Zone of Russia / E.A. Traburova, T.A. Rozhmina // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. - 2022. - No. 36 (3). - pp. 79-84.

2. Rozhmina, T.A., Yanyshina A.A. Variability of fiber content in stems of different varieties of fiber flax / T.A. Rozhmina, A.A. Yanyshina // Agricultural science of the Euro-North-East. - 2023. - 4 (24). - pp. 562-571.

3. Stepin, A.D. New early maturing fiber flax variety Strizh for the conditions of North-West Russia / A.D. Stepin, M.N. Rysev, T.A. Ryseva, S.V. Ut-kina, N.V. Romanova // Agricultural science of the Euro-North-East. - 2023. - 4 (24). - pp. 572-580.

4. Dudarev, I. A Review of Fiber Flax Harvesting: Conditions, Technologies, Processes and Machines / I. Dudarev // J. Nat. Fibers. - 2020. - 1-13

5. Zhang, Q.; Gao, Y.; Yan, B.; Cui, Z.; Wu, B.; Yang, K.; Ma, J. Perspective on oil flax yield and dry biomass with reduced nitrogen supply / Q. Zhang, Y. Gao, B. Yan, Z. Cui, B. Wu, K. Yang, J. Ma // Oil Crop Sci. - 2020. - 5 - R. 42-46.

6. Omer, T.A.; El-Borhamy, A.M.A.; Abd El-adek, M.S. Effect of Harvesting rates and Seeding Rates on Yield and Yield Components of some Flax Varieties / T.A. Omer, A.M.A. El-Borhamy, M.S. Abd El-adek // J. Plant Prod. - 2020. - 11. - R. 1501-1505.

7. Kumar, A.; Pramanick, B.; Mahapatra, B.; Singh, S.; Shukla, D. Growth, yield and quality improvement of flax (Linum usitattisimum L.) grown under tarai region of Uttarakhand, India through integrated nutrient management practices / A. Kumar, B. Pramanick, B. Mahapatra, S. Singh, D. Shukla//Ind. Crop. Prod. -2019. - 140. - R. 111710.

8. El Gedwy, E.-S.M.; Hammam, G.Y.M.; Allam, S. A. H.; Mostafa, S. H. A.; Shimy, K.S.S.E. Straw, Seed Yield and Quality of Three Linum usitatissimum L. Cultivars in Relation to Nitrogen Fertilizer Rate and Plant Density / E.-S.M. El Gedwy, G.Y.M. Hammam, S.A.H. Allam, S.H.A. Mostafa, K.S.S.E. Shimy // Asian J. Adv. Agric. Res. - 2020. - 14. R. 8-29.

9. Saleem, M.H.; Fahad, S.; Khan, S.U.; Dean, M.; Ullah, A.; El Sabagh, A.; Hossain, A.; Llanes, A.; Liu, L. Copper-induced oxidative stress, initiation of an-tioxidants and phytoremediation potential of flax (Linum usitatissimum L.) seed-lings grown under the mixing of two different soils of China / M.H. Saleem, S. Fahad, S.U. Khan, M. Din, A. Ullah, A. El Sabagh, A. Hossain, A. Llanes, L. Liu // Environ. Sci. Pollut. Res. - 2020. - 27. - R. 5211-221.

10. Minevich, I.E. The influence of varietal variability on the efficiency of water extraction of protein from native flax seeds / I.E. Minevich, A.A. Goncharova, V.I. Ushchapovsky // Scientific journal of NRU ITMO. Series: Processes and apparatus for food production. - 2023. - 1 (55). - P. 3-9.

11. State register of selection achievements approved for use. V. 1. Plant varieties (official publication). - M. Federal State Budgetary Institution "Rosinformagrotech". - 2023. - 631 p.

12. Ponazhev, V.P. State and prospects for the development of selection and seed production of fiber flax in the Russian Federation / V.P. Ponazhev, N.V. Proletova // Technical crops. Scientific Agricultural Journal. - 2023. - 4 (10). - P. 30-38.

13. Maсkowska, G.; Maсkowski, J. The Influence of Selected Habitat and Ag-ronomic Factors on the Yield of Flax (Linum usitatissimum L.) / G. Maсkowska, J Maсkowski // J. Nat. Fibers. - 2020. - 1-11.

14. Kudryavtseva, L. P. Resistance of varieties is an important element of the integrated protection of fiber flax from diseases / L. P. Kudryavtseva // Agrarian Bulletin of the Urals. - 2021. - 11 (214). - pp. 36-44.

15. Proletova, N.V. Selective in vitro system «Mushroom Colletotrichum lini - flax» - an effective way to create genotypes resistant to anthracnose / N.V. Proletova // Bulletin of the Novosibirsk State Agrarian University. - 2019. - 2. - P. 42-50.

16. Shupletsova, O.N. Effects of nonspecific resistance of barley genotypes obtained by cell selection / O.N. Shupletsova, S.Yu. Ogorodnikova, Ya.I. Nazarova // Works on applied botany, genetics and selection. - 2020. - No. 181(4). pp. 192-199.

17. Korzh, S.O. Biotechnological approaches to tomato breeding for resistance to Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici / S.O. Korzh, E.V. Dubina // Achievements of science and technology of the agro-industrial complex. - 2022. - No. 36 (7). - pp. 31-35.

18. Proletova, N.V. Method for obtaining fiber flax regenerants resistant to anthracnose using in vitro methods / N.V. Proletova, L.P. Kudryavtseva, E.G. Vinogradova // Patent for invention RU 2478282 C2. - 2013. - 6 p.

19. Ponazhev, V.P. Selection and primary seed production of fiber flax (methodological instructions) / V.P. Ponazhev, L.N. Pavlova, T.A. Rozhmina and others // Tver: Tver State. univ. - 2014. - 140 p.

Размещено на Allbest.ru

...