Вплив добору холодостійких генотипів ріпаку озимого на ранніх стадіях онтогенезу на кількісні та якісні ознаки рослин

Результати впливу трирічних доборів холодостійких генотипів ріпаку озимого на кількісні та якісні ознаки рослин. Дані показники змінювалися за роками як у батьківських форм, так і у доборів у більшу чи меншу сторону під впливом кліматичних умов року.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык украинский
Дата добавления 02.09.2024
Размер файла 173,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України

Вплив добору холодостійких генотипів ріпаку озимого на ранніх стадіях онтогенезу на кількісні та якісні ознаки рослин

М.Г. Калінова

Р. В. Сеник

Т. О. Таранець

INFLUENCE OF THE SELECTION OF COLD-RESISTANT WINTER CANOLA GENOTYPES AT THE EARLY STAGES OF ONTOGENESIS ON THE QUANTITATIVE AND QUALITATIVE CHARACTERS OF PLANTS

M. G. Kalinova, R. V. Senik, T. O. Taranets

Institute of Oilseed Crops of the National Academy of Agrarian Sciences of Ukraine

According to the World Bank, non-grain crops, including rapeseed and related processed products, will surpass grain and be in demand by 2050. However, despite the fact that canola is considered an energy-efficient food crop, the production and supply capabilities of canola are largely dependent on climate. Temperature is the main parameter that determines the duration of growth stages, affects fertilization, seed formation, its weight and number in the pod. Low temperature and drought stress significantly reduce germination potential, germination index, energy index of rapeseed during the germination period, lead to changes in intercellular substance and damage to biochemical processes in plant tissues. During reproductive development, low temperature stress causes flower drop, pollen sterility, pollen tube deformation, ovule abortion, and reduced fruit set, ultimately reducing yield. Direct damage in plants caused by high temperatures includes denaturation and aggregation of proteins, as well as increased fluidity of membrane lipids. Indirect or slower high-temperature injuries include inactivation of enzymes in chloroplasts and mitochondria, inhibition of protein synthesis, protein degradation, and loss of membrane integrity.

An increase in environmental temperature causes a decrease in the fertilization rate, an increase in the frequency of abortions, defects in embryonic development and pre-harvest seed germination, which leads to a decrease in yield. Short-term episodes of heat stress, especially at temperatures above 36°C, lead to reduced viability and germination of pollen, inhibiting its development in anthers. Temperatures above 38 °C lead to a decrease in overall seed productivity and seed weight by more than 50 %. Short-term heat stress reduces yield components, seed energy, postharvest characteristics, and biochemical composition, which is characterized by reduced oil content with variable fatty acid composition, indicating a possible reduction in the nutritional value of the oil. Strong temperature stress also leads to a decrease in oil content, an increase in protein concentration, and causes significant changes in the content of oleic, linoleic and linolenic acids. Taking into account the negative impact of the temperature factor on the stability of winter rapeseed crops, breeders and scientists solve the problem of finding, evaluating, selecting and breeding elite varieties and hybrids adapted to local growing conditions, as well as with high heat resistance. The creation of heat-resistant varieties and hybrids involves the study of the effect of stressful temperatures on various systems of the plant organism, qualitative and quantitative characteristics.

In the period from 2019 to 2021, in the rapeseed breeding laboratory of the Oil Crops Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, research was conducted on the extraction of cold-resistant genotypes of winter rapeseed through selection at the early stages of ontogenesis with the aim of further creating source material for the selection of cryoresistant varieties and hybrids of this crop. The aim of the work was to determine the influence of the selection of cold-resistant genotypes of winter rape in the early stages of development on the quantitative and qualitative characteristics of plants.

The material of the study was the seeds of four varieties and one variety sample of winter rape, which for three years underwent processing at low temperatures. According to the results of three-year studies, it was established: the dynamics of the progression of the condition or the decrease in indications of the number of signs on the rocks of the follow-up was not revealed, as in the Batkiv forms it was the same in the additions. All pokazniki were signified by a larger or smaller bee in all varieties and varieties of Batkiv forms and dobonv all roki dosUdzhen. In this way, the selection of cold-resistant genotypes on the basis of signs of roslins for three years was not established. On the change of the calendar signs in the greater world, extreme weather has stuck in the minds, and they were afraid of all the deadlines; the dynamics of the current progress, or the decrease in indications, were not revealed on the rocks of the follow-up. Changes in indications in the greater number of signs in the result of the selection of cold-resistant genotypes were not significant, except for the inclusion of the Cornet variety, which had a significant increase in linoleic acid, and a decrease in oleic acid in the selections, a decrease in l inolenic acid in varieties in the production of three fates was also found in the varieties Tenor, Yana and Pronto, all other facts of recognition, according to other signs, were single and were not repeated according to fate.

In this way, the selection of cold-resistant genotypes at the early stages of the development of linoleic, oleic and linolenic acids in varieties Cornet,

Tenor, Yana and Pronto. The Cornet variety is the most sensitive to the fullness.

Key words: winter rapeseed, parent forms, selections, quantitative traits, qualitative traits, essential differences..

У статті представлені результати впливу трирічних доборів холодостійких генотипів ріпаку озимого на кількісні та якісні ознаки рослин. У процесі дослідження встановлено, що стійкої динаміки до збільшення чи зменшення показників проаналізованих кількісних ознак під впливом доборів виявлено не було. Дані показники змінювалися за роками як у батьківських форм, так і у доборів у більшу чи меншу сторону під впливом кліматичних умов року. Зниження маси 1000 насінин у всіх батьківських форм та доборів у 2019 р. було обумовлено повітряною та ґрунтовою посухою у червні, а зниження висоти рослин і кількості стручків на центральній гілці у 2020 р. - низькою кількістю опадів у квітні. Показники якісних ознак впродовж трьох років досліджень у батьківських форм та доборів, а також відмінності між ними були стабільними, значної зміни їх у більшу чи меншу сторону виявлено не було. Зміни за вмістом лінолевої, олеїнової та ліноленової кислот у доборів були відмічені у сортів Корнет, Тенор, Яна і Пронто. Найбільш чутливим до добору виявився сорт Корнет.

Ключові слова: ріпак озимий, батьківські форми, добори, кількісні ознаки, якісні ознаки, суттєві відмінності.

добір холодостійкий ріпак

Вступ

За даними Світового банку незернові культури, у тому числі такі як ріпак та пов'язані з ним продукти переробки, перевершать зернові й будуть затребувані до 2050 року. Однак, незважаючи на те, що ріпак вважається енергоефективною продовольчою культурою, можливості виробництва та постачання ріпаку, в основному, залежать від клімату. Численними дослідженнями виявлено, що найбільший вплив на врожайність ріпаку безпосередньо пов'язаний із зміною температури (Jannat, Ishikawa-Ishiwata, Furuya 2022; Marjanovic-Jeromela et al. 2019; Cong, Zhang, Lu 2019; Xinhao et al. 2022).

За результатами дослідження Weymann et al. (2015) температура є основним параметром, що визначає тривалість стадій зростання, впливає на запліднення, формування насіння, його масу та кількість в стручці. Низька температура та стрес від посухи (Xu et al. 2022; Sghaier et al. 2022) значно знижують потенціал схожості, індекс схожості, індекс енергії насіння ріпаку в період проростання, призводять до зміни міжклітинної речовини та пошкодження біохімічних процесів у тканинах рослин. Під час репродуктивного розвитку низькотемпературний стрес викликає опадання квіток, безплідність пилку, деформацію пилкових трубок, аборти сім'язачатків та зниження зав'язуваності плодів, що зрештою знижує врожайність (Waraich et al. 2012).

Прямі пошкодження в рослинах, спричинені високими температурами, включають денатурацію та агрегацію білків, а також підвищену плинність ліпідів мембран. Непрямі або більш повільні високотемпературні ушкодження включають інактивацію ферментів у хлоропластах та мітохондріях, інгібування синтезу білка, деградацію білка та втрату цілісності мембрани. Підвищення температури навколишнього середовища викликає зниження норми запліднення, збільшення частоти абортів, дефекти ембріонального розвитку та передзбиральне проростання насіння, що призводить до зниження врожайності (Macova et al. 2022). Короткочасні епізоди теплового стресу, особливо при температурі вище 36°C, призводять до зниження життєздатності та схожості пилку, пригнічення його розвитку в пиляках. Температури вище 38°C призводить до зниження загальної продуктивності насіння та маси насіння більш ніж на 50%. Короткочасний тепловий стрес знижує компоненти врожаю, енергію насіння, його післязбиральні характеристики та біохімічний склад, який характеризується зниженим вмістом олії при варіабельному жирно-кислотному складі, що вказує на можливе зниження поживної цінності олії (Lohani, Singh, Bhalla 2021). Сильний температурний стрес (Huda et al. 2021) також призводить до зниження вмісту олії, підвищення концентрації білка, викликає значні зміни вмісту олеїнової, лінолевої та ліноленової кислот.

Зниження врожайності ріпаку внаслідок впливу високих температур у період цвітіння рослин також відзначили у своїй роботі Angadi et al. (2000), високі температури під час цвітіння ріпаку впливали на формування врожаю. Так, на головному стеблі середнє зниження врожайності насіння через тепловий стрес становило 89 %, на гілках - до 52%. Загалом, скорочення фертильних стручків, маса тисячі насінин та кількість насіння в стручку призвели до зниження врожайності насіння ріпаку. У своїх дослідженнях Rashid et al. (2017) також зазначили, що навіть вплив короткочасного теплового стресу в період наливу насіння і до його дозрівання викликає невелике, але значне зниження схожості насіння та зменшення насіння.

Ураховуючи негативний вплив температурного фактору на стабільність врожаїв ріпаку озимого, селекціонери та науковці вирішують проблему пошуку, оцінки, відбору та виведення елітних сортів та гібридів, адаптованих до місцевих умов вирощування, а також із високою терморезистентністю. Дослідження у цьому напрямку проводяться у різних країнах світу (Brown, Beeby, Penfield 2019; Luo et al. 2022; Luo et al. 2018; Suand 2012).

Створення терморезистентних сортів та гібридів передбачає вивчення впливу стресових температур на різні системи рослинного організму, якісні та кількісні ознаки. Оцінку даного впливу вивчали як на ріпаку (Rad et al. 2013; Hammac et al. 2017; Secchi et al. 2023), так і на інших культурах (Uzun 2006; W^grzyn 2022).

У період з 2019 по 2021 рік у лабораторії селекції ріпаку Інституту олійних культур НААН України проводили дослідження щодо вилучення холодостійких генотипів ріпаку озимого шляхом добору на ранніх етапах онтогенезу з метою подальшого створення вихідного матеріалу для селекції кріорезистентних сортів та гібридів даної культури.

Метою роботи було визначення впливу відбору холодостійких генотипів ріпаку озимого на ранніх стадіях розвитку на кількісні та якісні ознаки рослин.

Матеріали і методи досліджень

Матеріалом дослідження було насіння чотирьох сортів та одного зразку ріпаку озимого, яке впродовж трьох років проходило обробку низькими температурами згідно розробленій методиці (Kalinova, Komarova, Senik 2019), подальший відбір стійких до даного фактору генотипів та їх висів на дослідній ділянці. Посів відібраного насіння здійснювали на однорядкових ділянках у триразовому повторенні, довжина ділянки складала 2,5 м відстань між ділянками - 0,5 м. З моменту отримання сходів та до збору врожаю проводили всі необхідні заходи щодо внесення добрив, обробки рослин проти шкідників та хвороб. На стадії воскової стиглості стручків проводили вимірювання декількох кількісних ознак, визначали масу 1000 насінин після збору врожаю. Вміст олії в насінні визначали на лабораторному ЯМР-аналізаторі АМВ-1006, вміст жирних кислот в олії - методом газорідинної хроматографії на приладі «Селміхром-1».

Погодні умови в період бутонізації, цвітіння та достигання у 2019-2021 роках різнилися за основними гідротермічними показниками (температурним режимом, кількістю опадів та їх розподіленням за фазами вегетації) рис.1,2.

Квітень - це місяць інтенсивного росту, початку фаз стеблування, бутонізації та цвітіння рослин ріпаку. Від температурного фону та кількості опадів залежить інтенсивність проходження даних фаз. За всі три роки спостережень у квітні середня температура була вищою за багаторічну, найвищою вона була у 2019 р. - +13 °C. За кількістю опадів даний період різнився за роками. Так, у 2019 р. кількість опадів була на рівні з багаторічними показниками, у 2020 р. - більш ніж у десять разів нижчою, а у 2021 році - на 40 % вищою. Важливе значення має температура повітря у травні, бо саме у цьому місяці відбувається масове цвітіння рослин і надто високі температурні показники значно погіршують фертильність та запліднюючу здатність пилку, що призводить до зниження норми запліднення, дефектів ембріонального розвитку та інших аномалій, які в подальшому і обумовлюють зниження кількості насінин у стручку, їх маси і врожаю в цілому (Macova et al.2022; Lohani, Singh, Bhalla 2021; Huda et, al.2019-2021; Angadi et al, 2000).

Рис. 1. Температура повітря в роки досліджень, (° С)

Рис. 2.Опади в роки досліджень, (мм)

У травні помітно вищою за багаторічну температура повітря була у 2019 р. - 20,2 °C, у 2020 та 2021 рр. даний показник не значно відрізнявся від багаторічних даних. За кількістю опадів травень перевищив багаторічні показники у 2019 та 2020 рр., а у 2021 р. кількість опадів була майже однаковою з багаторічними показниками. У червні, під час наливу насіння та його дозрівання у стручках, екстремальні температури і відсутність опадів вкрай небажані для рослин. Так, більша частина червня 2019 р. була найбільш складною. Температура повітря вдень піднімалася вище 30 °C, а в деякі дні сягала 35 та 36 °C. Це відбувалося на фоні відсутності продуктивних опадів. Середня кількість опадів у червні 2019 р. була в 2,5 рази нижчою за багаторічні показники, при цьому дощі пройшли на початку місяця і надалі спостерігалася ґрунтова і повітряна посухи, що і стало наслідком формування дрібного та невиповненого насіння. Температура повітря у червні у 2020-2021 рр. також була вищою за середній багаторічний показник. Слід відмітити, що, в 2020 р кількість опадів перевищувала середньобагаторічну на 12 %, а в 2021 р. - майже втричі, тому знівелювала негативну дію високої температури.

Результати досліджень та їх обговорення. За результатами проведених трирічних досліджень було вивчено вплив доборів холодостійких генотипів ріпаку озимого на ранніх стадіях розвитку на кількісні та якісні ознаки рослин. У таблиці 1 надані середні дані кількісних ознак (висота рослини, кількість бічних гілок, кількість стручків на центральній гілці, маса 1000 насінин) за роками досліджень.

Встановлено, що відмінності за висотою рослин між батьківськими формами та доборами були різними і за роками, і у досліджуваних сортів. Так, у батьківських форм зразка К 571 у 2019 та 2021 рр. даний показник був нижчий, а у 2020 р. вищий за добори. У 2019 і 2021 рр. показники висоти рослин батьківських форм сортів Пронто, Яна і Тенор були вищими за добори. У 2020 р. даний показник сортів Корнет, Пронто і Тенор був нижчим за добори. Слід відмітити, що у 2020 р. висота рослин і у батьківських форм, і у доборів була нижчою, ніж у 2019 і 2021 рр. Це можна пояснити недостатністю вологи у перші два місяці весни, коли рослини знаходились у фазі активного росту. Так, у березні кількість опадів за місяць складала 9,7 мм, а у квітні лише 3 мм. За даною ознакою тенденції до підвищення або зниження показників під впливом доборів не спостерігалося. На коливання показників у більший або менший бік скоріше впливали погодні умови вегетації.

Кількість бічних гілок за всіма роками у батьківських форм усіх сортів, за виключенням сорту Яна, була вищою, ніж у доборів. У 2019 та 2021 рр. кількість гілок батьківських форм сорту Яна була нижчою, а у 2020 р. вищою за добори. Також у 2019 р. дана ознака батьківських форм сорту Тенор також перевищила даний показник доборів.

За ознакою «кількість стручків на центральній гілці» можна відмітити сорт Корнет, у якого за роками досліджень даний показник у батьківських форм був нижчий, ніж у доборів. У всіх інших сортів та зразка К 571 спостерігалося його коливання в більший чи менший бік у всі три роки досліджень. Слід також відмітити, що найвищий показник за ознакою «кількість стручків на центральній гілці», як і за ознакою «висота рослини», у батьківських форм і у доборів, був у 2019 р., що, пояснюється достатньою кількістю опадів у квітні і травні.

За ознакою «маса 1000 насінин» показники батьківських форм сорту Яна були стабільно вищими за добори в усі роки. У інших сортів та зразка К 571 у 2019-2021 рр. маса 1000 насінин батьківських форм була нижчою, ніж у доборів зразка К-571 та сортів Корнет і Пронто, вказані відмінності не завжди були суттєвими. Даний показник був помітно нижчим у всіх сортів та зразка, як батьківських форм так і доборів у 2019 р. порівняно з 2020 р. та 2021 р., зниження маси насіння пояснюється відсутністю продуктивних опадів та високими температурами у період його наливу та достигання Weymann et al. (2015), Lohani, Singh, Bhalla (2021), Huda et al. (2021), Chen et al., (2020), Macova et al.(2022).

Таблиця1

Вплив добору холодостійких генотипів ріпаку на ранніх стадіях розвитку на кількісні ознаки рослин за роками досліджень (2019-2021)

Назва

сорту/сортозра

зка

Рік добору

Батьківська

форма

Добори

«

'Ен

5

6

Ступінь

значущості

Батьківська

форма

Добори

«

'Ен

5

6

Ступінь

значущості

Висота рослини, см

Кількість бічних гілок, шт.

Тенор

2019

171,0

157,0

3,728

0,006**

7

10

5,477

0,001***

2020

104,0

115,0

3,287

0,011**

9

8

2,236

0,056

2021

168,0

155,6

3,816

0,005**

13

12

1,291

0,233

Яна

2019

171,2

165,0

1,074

0,314

9

10

2,236

0,056

2020

109,0

109,0

2,774

0,024*

10

9

1,826

0,105

2021

158,6

157,4

0,240

0,816

10,2

12

3,674

0,006**

Пронто

2019

161,0

156,0

1,332

0,220

7

6

2,236

0,056

2020

100,0

112,0

2,768

0,024*

9

8

2,236

0,056

2021

145,8

137,6

1,744

0,119

11,2

9,2

3,780

0,005**

Корнет

2019

148,0

165,0

3,921

0,004**

10

8

2,582

0,033**

2020

103,0

122,0

4,186

0,003*

11

8

5,477

0,001***

2021

149,4

139,2

4,164

0,003*

12

9

3,873

0,005**

К 571

2019

175,0

176,0

0,330

0,750

13

8

9,129

0,000***

2020

115,0

106,0

3,069

0,015*

11

10

1,826

0,105

2021

145,8

155,2

1,920

0,091

12

10

4,472

0,002**

Кількість стручків на центральній гілці, шт

Маса 1000 насінин, г

Тенор

2019

45

40

2,673

0,028*

2,7

2,6

0,945

0,372

2020

22

27

4,564

0,002**

3,6

3,5

0,688

0,511

2021

31,4

31,2

0,098

0,925

3,8

3,9

0,283

0,784

Яна

2019

39

44

4,082

0,004**

2,9

2,4

3,407

0,009**

2020

35

26

6,708

0,000***

3,6

3,5

0,168

0,871

2021

37,4

31,2

5,438

0,001**

3,7

3,5

0,819

0,440

Пронто

2019

41,0

40

0,913

0,388

2,9

2,5

2,440

0,041*

2020

30

31

0,767

0,465

3,0

4,1

7,285

0,000***

2021

30

30,2

0,098

0,924

3,5

3,7

1,753

0,118

Корнет

2019

38,0

40

2,000

0,081

2,8

2,5

2,456

0,040*

2020

24,2

32

6,500

0,000***

3,4

4,3

9,391

0,000***

2021

29

30,8

1,964

0,085

3,2

3,8

4,824

0,001***

К 571

2019

47,0

37

6,594

0,000***

2,9

2,6

2,514

0,036*

2020

38

25

10,987

0,000***

3,9

4,6

6,008

0,000***

2021

27,4

28,8

0,515

0,621

3,0

3,6

4,736

0,001**

Прим.: *, **, *** - відмінність між батьківськими формами та доборами суттєва при p < 0,05, 0,01 і 0,001, відповідно

У таблиці 2 представлено дані якісних ознак батьківських форм та доборів за роками досліджень. Олійність батьківських форм сортів Яна, Пронто і Корнет протягом років дослідження була вищою, ніж у доборів.

Прим.: *, **, *** - відмінність між батьківськими формами та доборами суттєва при p < 0,05, 0,01 і 0,001, відповідно

За роками досліджень даний показник у доборів сортів Пронто і Корнет збільшився з 42,6 % і 42,4 % у 2019 р. до 44,8 % і 45,1 % у 2021 р. У сорту Тенор він, навпаки, зменшився з 48,1 % у 2019 р. до 46,9 % у 2021 р. У сорту Яна та зразка К 571 він коливався за роками і у батьківських форм, і у доборів у більший чи менший бік.

За вмістом глюкозинолатів у насінні відмінності між батьківськими формами усіх сортів та зразку К 571 суттєвими не були. За роками досліджень у більшості сортів та зразка К 571 як батьківських форм, так і доборів спостерігалося підвищення кількості глюкозинолатів, за виключенням батьківських форм сорту Тенор, у якого дані показники знизилися з 22,7% у 2019 р. до 21,9 % у 2021 р. За науковими дослідженнями (Huang et al., 2019; Koscielny et al., 2018) зміна кількості глюкозинолатів відбувається під впливом теплового стресу, який спостерігався всі роки досліджень.

За вмістом пальмітинової кислоти батьківські форми суттєво перевищили добори тільки у сорту Тенор у 2020 та 2021 рр., у всіх інших сортів та зразка відмінності були не значними. Суттєвого підвищення, або зниження вмісту даної кислоти у батьківських форм та доборів по роках досліджень зазначено не було. Кількість пальмітинової кислоти варіювала у більший чи менший бік як у батьківських форм, так і у доборів всі роки досліджень.

Таблиця 2

Вплив добору холодостійких генотипів ріпаку на ранніх стадіях розвитку на якісні ознаки рослин за роками досліджень (2019-2021)

Назва сорту /сортозразка

Рік добору

Батьківська

форма

Добори

«

'Ен

4)

Ё

&

Ступінь

значущості

Батьківська

форма

Добори

«

'Ен

4)

Ё

&

Ступінь

значущості

Олійність, %

Глюкозинолати, %

Тенор

2019

47,5

48,1

0,2

0,82

22,7

19,5

2,6

0,06

2020

47,4

47,8

0,5

0,67

22,5

20,7

1,7

0,15

2021

46,4

46,9

0,5

0,66

21,9

20,2

2,0

0,12

Яна

2019

46,1

43,7

1,3

0,27

16,7

16,5

0,1

0,96

2020

45,2

43,2

1,4

0,22

17,1

17,4

0,1

0,90

2021

45,9

43,7

2,9

0,04*

17,9

18,2

0,2

0,86

Пронто

2019

46,5

42,6

1,7

0,37

13,9

17,5

1,0

0,37

2020

45,9

43,8

1,0

0,16

14,7

18,2

1,3

0,27

2021

46,2

44,8

1,2

0,30

15,6

18,9

1,4

0,23

Корнет

2019

46,6

42,4

2,0

0,12

18,9

24,5

1,6

0,18

2020

46,2

43,3

2,2

0,10

19,6

24,8

1,8

0,15

2021

46,8

45,1

2,3

0,08

20,0

25,3

2,0

0,11

К 571

2019

44,8

45,7

0,4

0,74

23,9

18,9

1,1

0,31

2020

45,5

46,2

0,4

0,70

24,3

19,5

1,2

0,29

2021

45,3

45,9

0,5

0,65

24,1

19,4

1,8

0,14

Пальмітинова, %

Олеїнова, %

Тенор

2019

4,0

3,6

2,5

0,06

69,0

70,9

0,6

0,61

2020

4,1

3,7

4,1

0,01**

70,0

71,1

0,5

0,64

2021

4,1

3,7

4,7

0,01**

69,5

70,7

0,6

0,60

Яна

2019

4,4

4,2

1,4

0,23

68,3

67,6

0,3

0,81

2020

4,3

4,1

1,6

0,18

69,4

68,5

0,4

0,68

2021

4,5

4,3

1,3

0,26

69,2

68,1

0,6

0,60

Пронто

2019

4,9

4,5

0,9

0,43

67,1

68,2

0,6

0,60

2020

4,8

4,4

2,0

0,12

68,2

68,7

0,6

0,61

2021

4,9

4,5

2,1

0,11

67,8

68,3

0,6

0,60

Корнет

2019

4,0

4,2

0,5

0,61

70,0

67,2

3,7

0,02*

2020

4,2

4,3

0,6

0,55

70,1

67,6

4,9

0,01**

2021

4,3

4,4

0,5

0,64

70,4

68,0

5,2

0,01**

К 571

2019

4,6

4,8

0,4

0,72

71,4

64,0

1,9

0,13

2020

4,9

5,1

0,5

0,67

72,0

65,3

2,3

0,09

2021

5,1

5,2

0,5

0,62

70,4

64,9

4,1

0,02*

Лінолева, %

Ліноленова, %

Тенор

2019

16,4

17,7

0,8

0,46

9,1

7,3

1,7

0,01**

2020

16,8

18,1

0,9

0,43

8,7

7,0

2,9

0,04*

2021

17,2

17,9

0,8

0,45

9,0

7,2

3,6

0,02*

Яна

2019

14,3

19,2

2,4

0,07

10,6

7,9

4,1

0,01**

2020

15,9

19,8

2,7

0,05*

10,1

7,7

6,2

0,00***

2021

15,0

19,6

3,6

0,02*

10,3

7,9

5,8

0,00***

Пронто

2019

16,5

19,4

1,8

0,14

10,8

7,1

3,2

0,03*

2020

17,1

19,7

2,1

0,11

10,4

7,5

3,7

0,02*

2021

17,0

19,8

2,1

0,10

10,7

7,3

6,4

0,00***

Корнет

2019

16,9

19,8

10,3

0,00***

8,7

7,8

2,1

0,11

2020

17,2

19,4

5,5

0,00***

8,6

8,0

1,7

0,17

2021

17,1

20,0

5,2

0,00***

8,8

7,9

2,5

0,07

К 571

2019

15,2

20,4

2,1

0,11

8,1

8,8

0,6

0,57

2020

16,7

20,8

2,3

0,08

8,4

8,6

0,2

0,87

2021

16,1

20,7

6,0

0,00***

8,2

8,7

0,6

0,58

За кількістю олеїнової кислоти батьківські форми сорту Корнет всі три роки, а у зразка К 571 у 2021 р. суттєво перевищували добори. У інших сортів відмінності були не суттєвими. За роками досліджень даний показник незначно коливався у батьківських форм і доборів.

За вмістом лінолевої кислоти батьківські форми сорту Корнет всі три роки, сорту Яна у 2020 і 2021 рр. і зразка К 571 у 2021 році були суттєво нижчими за добори. Відмінності між батьківськими формами та доборами інших сортів були не суттєвими.

Кількість ліноленової кислоти у батьківських форм сортів Тенор, Яна і Пронто була суттєво вищою за добори всі три роки. У сорту Корнет та зразка К 571 відмінності між батьківськими та доборами були несуттєвими.

Зміну олійності, жирно-кислотного складу, співвідношення насичених та ненасичених жирних кислот у насінні під впливом теплового шоку встановлено багаточисленними науковими працями Lohani, Singh, Bhalla (2021), Huda et al., (2021), Huang et al., (2019), Koscielny et al., (2018), Weymann et al., (2015). Chen et al., (2020), Macova et al.(2022).

Всі три роки нашого дослідження проводилися в умовах високих температур і підтвердили вплив високих температур на якісний склад олії досліджуваних сортів та зразка. Так, у доборів сорту Корнет спостерігалося суттєве підвищення лінолевої кислоти, та зниження олеїнової на 2,5-3%. Зниження ліноленової кислоти впродовж трьох років відбулося також у доборів сортів Тенор, Яна і Пронто всі інші відмінності вмісту окремих кислот були поодинокими і не повторювалися по роках.

Публікацій з дослідження холодостійкості ріпаку на генному рівні ще не дійшли до остаточного висновку по усіх основних генах. Науковці вже вивчиои кілька варіантів білків які забезпечують холодостійкість (WERETILNYK 1993,та DOI 10.3390/antiox10091481). Є дослідження в яких виявлено що з набору сучасних вивчених сортів озимого ріпаку самими стійкими до ти холоду виділено два сорти «Сандей» і «Валеска», які мали значно нижчий вміст насичених кислот, особливо пальмітинової, та вищий вміст ненасичених кислот: олеїнової, лінолевої та ліноленової порівняно з іншими сортами. Причому ці зміни складу олії закріплені генетично за інформацією авторів сортів.

Про доведений вплив відборів на ранніх етапах онтогенезу терморезистентних генотипів ріпаку озимого на зміну складу олії інформації не опубліковано. Однак результат нашого дослідження показує високу вірогідність генетичного, або фізіологічного зв'язку ознаки холодостійкості з генами складу олії.

Висновки

Впливу відбору холодостійких генотипів на ознаки рослин: висоту рослин, кількість бічних гілок, кількість стручків на центральній гілці, маса 1000 насінин, вміст олії та вміст глюкозинолатів за три роки досліджень встановлено не було.

Підтверджено зміну жирно-кислотного складу у насінні під впливом теплового шоку. Встановлено наявність генетичного зв'язку між ознаками холодостійкості та холодостійкості. Добір холодостійких генотипів на ранніх етапах розвитку вплинув на співвідношення лінолевої, олеїнової та ліноленової кислот у сортів Корнет, Тенор, Яна і Пронто. Найбільш чутливим до умов добору виявився сорт Корнет.

References

Angadi SV, Cutforth HW, Miller PR, McConkey BG, Entz MH, Brandt SA, Volkmar KM (2000) Response of three brassica species to high temperature stress during reproductive growth. J. Plant Sci. Canadian Journal of Plant Science 80: 693701 October 2000 https://doi.org/10.4141/P99-152

Brown JKM, Beeby R, Penfield S (2019) Yield instability of winter oilseed rape modulated by early winter temperature. Sci Rep. 2019 May 6;9(1):6953. PMCID: PMC6502865 doi: 10.1038/s41598-019-43461-7

Chen S, Stefanova K, Siddique KHM, Cowling WA. (2020) Transient daily heat stress during the early reproductive phase disrupts pod and seed development in Brassica napus L. January 2021 Food and Energy Security 10:e262 DOI: 10.1002/fes3.262

Cong R, Zhang Zh, Lu J (2019) Climate impacts on yield of winter oilseed rape in different growth regions of the yangtze river basin[j]. Chinese Journal of Oil Crop Sciences 2019, Vol. 41 (6): 894-903 DOI : 10.19802/j.issn.1007-9084.2019046

Hammac WA., Maaz TMc., Koenig R., Burke IC (2017) Water and Temperature Stresses Impact Canola (Brassica napus L.) Fatty Acid, Protein and Yield over Nitrogen and Sulfur. November 2017 Journal of Agricultural and Food Chemistry 65(48) DOI:10.1021 /acs.jafc. 7b02778

Huda KMK, Banu MSA, Rashid MH, Parveen S, Hussen MAM (2021) Effect of temperature stress on brassica rapa genotypes during germination and reproductive growth. Bangladesh J. Agri. 2019-2021, 44-46: 19-29 DOI:

https://doi.org/10.3329/bjagri.v46i1-6.59970

Haj Sghaier A, Tarnawa A, Khaeim H, Kovacs GP, Gyuricza C, Kende Z (2022) The effects of temperature and water on the seed germination and seedling development of rapeseed (brassica napus l.). Plants 2022, 11(21), 2819;

https: //doi .org/ 10.3390/plants 11212819

Huang, R., Liu, Z., Xing, M., Yang, Y., Wu, X., Liu, H., et al. (2019). Heat stress suppresses Brassica napus seed oil accumulation by inhibition of photosynthesis and BnWRI1 pathway. Plant Cell Physiol. 60, 1457-1470. doi: 10.1093/pcp/pcz052

Jannat A, Ishikawa-Ishiwata Yu, Furuya J (2022) Does climate change affect rapeseed production in exporting and importing countries? Evidence from market dynamics syntheses.Sustainability 2022, 14, 6051.

https://DOI.org/10.3390/su14106051

Kalinova MG, Komarova IB, Senik RV (2019) Sposib otsinky stiykosti ozymoho ripaku do diyi nyz'koyi temperatury (The method of assessing the resistance of winter rapeseed to the action of low temperature) Patent of Ukraine on the utility model UA1338412022, № 33:19-27

Koscielny, C. B., Hazebroek, J., and Duncan, R. W. (2018). Phenotypic and metabolic variation among spring Brassica napus genotypes during heat stress. Crop Pasture Sci. 69, 284-295. doi: 10.1071/CP17259

Lohani N, Singh MB, Bhalla PL (2021) Short-term heat stress during flowering results in a decline in canola seed productivity Journal of Agronomy and Crop Science July 2021 P: 486-496 https://doi.org/10.1111/jac.12534

Luo T, Sheng Z, Zhang Ch, Li Q, Liu X, Qu Zh, Xu Zh (2022) Seed characteristics affect low-temperature stress tolerance performance of rapeseed (brassica napus l.) during seed germination and seedling emergence stages. Agronomy

12(8), 1969; https://doi.org/10.3390/agronomy12081969

Luo T, Xian M, Khan MN, Hu L, Xu Z (2018) Estimation of base temperature for germination of rapeseed (brassica napus) using different models. Agric. Biol., Vol. 20, No. 3, 2018 p.524-530 DOI: 10.17957/IJAB/15.0512

Macova K, Prabhullachandran U, Stefkova M, Spyroglou I, Pencik A, Endlova L, Novak O, Robert H S (2022) Long-term high-temperature stress impacts on embryo and seed development in brassica napus. Front. Plant Sci., 22 April 2022 Sec. Plant Physiology Volume 13 - 2022 | https://doi.org/10.3389/fpls.2022.844292

Marjanovic-Jeromela A, Terzic S, Jankulovska M, Zoric M, Kondic-Spika A, Jockovic M, Hristov N, Crnobarac J, Nagl N (2019) Dissection of year related climatic variables and their effect on winter rapeseed (brassica napus l.) Development and yield. Agronomy 2019, 9(9), 517; https://doi.org/10.3390/agronomy9090517

Rad AHSh., Khorgami A., Rashidi Sh., Esfahani ShN., Barekati F., Namvar vahid V (2013). Influence of different temperature regimes and water stress on yield components and qualitative characteristics of oil seed in canola (brassica napus l.) European Journal of Experimental Biology, 2013, 3(6):448-454

Rashid M, Hampton J G, Rolston MP, Khan KM, Saville DJ (2017) Heat stress during seed development affects forage brassica (brassica napus l.) Seed quality. Journal of Agronomy and Crop Science November 2017 P: 147-154 https://doi.org/10.1111/jac.12251

Secchi MA., Fernandez JA., Stamm MJ., Durrett T., Vara Prasad PV., Messina CD., Ciampitti IA (2023) Effects of heat and drought on canola (Brassica napus L.) yield, oil, and protein: A meta-analysis. Field Crops Research Volume 293, 15 March

108848 https://doi.org/10.1016/j.fcr.2023.108848

Suand DK (2012) Cardinal temperatures of brassica sp. And how to determine it. AGROTROP, 2(1): 33-39 (2012) ISSN: 2088-155X Fakultas Pertanian Universitas Udayana Denpasar Bali - Indonesia

Uzun S (2006) The quantitative effects of temperature and light on the number of leaves preceding the first fruiting inflorescence on the stem of tomato (lycopersicon esculentum, mill.) And aubergine (solanum melongena l.) Biology Scientia Horticulturae Volume 109, Issue 2, 29 June 2006, Pages 142-146 DOI:10.1016/J. SCIENTA.2006.04.006 Corpus ID: 84530619

Waraich EA, Ahmad R, Halim A, Aziz T. (2012) Alleviation of temperature stress by nutrient management in crop plants: a review. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 2012, 12 (2), 221-244 http://dx.doi.org/10.4067/S0718-

95162012000200003

W^grzyn A., Klimek-Kopyra A., Dacewicz E., Skowera B., Grygierzec W., Kulig B., Flis-Olszewska E (2022) Effect of Selected Meteorological Factors on the Growth Rate and Seed Yield of Winter Wheat--A Case Study. Agronomy 2022, 12(12), 2924; https://doi.org/10.3390/agronomy12122924

Weymann W, Bottcher U, Sieling K, Kage H March (2015) Effects of weather conditions during different growth phases on yield formation of winter oilseed rape. Field Crops Research Volume 173, 1 March 2015, Pages 41-48. DOI: 10.1016/j.fcr.2015.01.002

Xinhao L, Chang Ch, Xue Ya, Junlan X, Ni Ma (2022). The optimisation of rapeseed yield and growth duration through adaptive crop management in climate change: evidence from China. Italian journal of agronomy V. 17 N. 4 (2022): https://doi.org/10.4081/ija.2022.2104

Xu QQ, Sami A, Zhang H, Jin XZ, Zheng WY, Zhu ZY, Wu LL, Lei YH, Chen ZP, Li Yo, Yan Yu, Zhang FG, Zhou KJ, Zhu ZH (2022) Combined influence of low temperature and drought on different varieties of rapeseed (brassica napus l.) South African Journal of Botany Volume 147, July 2022, Pages 400-414 https://doi.org/10.1016/j.sajb.2022.02.003

Размещено на Allbest.ru/

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.