ПОСУХОСТІЙКІСТЬ ПОПУЛЯЦІЙ ЛЮЦЕРНИ ДРУГОГО РОКУ ЗА КОРМОВОГО ВИКОРИСТАННЯ

Ключові слова: люцерна, кормова продуктивність, посухостійкість, математичні індекси, біплот-аналіз, кластерний аналіз.

Анотація

Мета. Провести оцінку реакції сортів популяцій люцерни другого року життя за кормового використання у різних середовищах та визначити кращі не тільки за посухостійкістю, а й за продуктивністю в умовах стресу з подальшим використанням їх в селекційному процесі. Матеріали і методи. Дослідження проводили в Інституті зрошуваного землеробства НААН протягом 2018–2020 рр. у польових умовах. Об’єктом вивчення були сорти та популяції люцерни при кормовому використанні за двох умов зволоження: зрошення (краплинне зрошення) та природного зволоження на травостої другого року використання. Продуктивність та посухостійкість визначали з використанням різних математичних індексів. Результати. Погодні умови за роки проведення досліджень різнилися як за температурним режимом, так і за кількістю та характером опадів, що дало можливість проаналізувати сорти та популяції люцерни за кормовою продуктивністю на стійкість до стресових (посушливих) умов вирощування. За більшою кількістю індексів (11), як найбільш посухостійкі були виділені популяції M.g. / П.п., LR / H, Ram. d. Популяція Зимостійка / М.К була виділена за дев’ятьма індексами, а Сін(с). / Приморка та M.g. / ЦП-11 виділилися за сімома індексами. Індекси YI, YSI, DI, RDI, M2STI, HMP та ISR необхідно використовувати як основні для відбору популяцій на посухостійкість, натомість індекси МР, STI, GMP та MSTI можна використовувати як допоміжні. Індекс толерантності до стресу M1STI обумовлений спрямованістю до відбору популяцій, вирощених за кращих умов, як і індекс абіотичної толерантності (ATI). Індекси SSI, TOL та SSPI можна використовувати для відбору посухостійких популяцій, якщо їх значення прагнуть до нуля та популяцій, що добре відгукуються на покращення умов зволоження, якщо ці показники прагнуть до максимуму. За результатами GGE біплот-аналізу на травостої другого року життя були виділені більш стійкі до посухи популяції: G4 – M.g. / П.п., G6 – LR / H, G12 – Ram. d. та G16 – Зимостійка / М.К. За кластерного аналізу 24 популяції люцерни були розподілені на три кластери: в перший кластер об’єдналися на відстані 175 дев’ять найбільш не стійких до посухи популяцій, в другий кластер об’єдналися на відстані 123 шість найбільш посухостійкі та в третій кластер об’єдналися на відстані 145 дев’ять популяції середньої посухостійкості. Висновки. Відібрані основні індекси SSI, TOL, SSPI, YI, YSI, DI, RDI, M2STI, HMP та ISR для відбору популяцій на посухостійкість. За індексами посухостійкості та біплот-аналізом, як найбільш посухостійкі виділені популяції M.g. / П.п., LR / H, Ram. d., Зимостійка / М.К, Сін(с). / Приморка та M.g. / ЦП-11.

Посилання

1. Annicchiarico P., Pecetti L., Abdelguerfi A., Bouizgaren A., Carroni A.M., Hayek T. et al. Adaptation of landrace and variety germplasm and selection strategies for lucerne in the Mediterraneanbasin. Field Crops Research. 2011. Vol. 120, Issue 2. Р. 283–291. doi:10.1016/j.fcr.2010.11.003.
2. Bagavathiannan M., Van Acker R.C. The Biology and Ecology of Feral Alfalfa (Medicago sativa L.) and Its Implications for Novel Trait Confinement in North America. Critical Reviews in Plant Sciences. 2009. Vol. 28, Issue 1–2. Р. 69–87. DOI: 10.1080/07352680902753613
3. Bellague D., M’Hammedi-Bouzina M., Abdelguerfi A. Measuring the performance of perennial alfalfa with drough ttolerance indices. Chilean journal of agricultural. 2016. Vol. 76, Issue 3. P. 273м284. doi:10.4067/ S0718-58392016000300003
4. Blum A. Drought resistance, water-use efficiency, and yield potential – are they compatible, dissonant, or mutually exclusive? Australian Journal of Agricultural Research. 2005. Vol. 56, № 11. P. 1159–1168. https:// doi.org/10.1071/AR05069
5. Blum A. Plant breeding for stress environments. CRC Press, Boca Raton, Florida, USA. 1988.
6. Bouslama M., Schapaugh W. T. Stress tolerance in soybean. Part 1: evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science. 1984. Vol. 24, № 5. Р. 933–937. doi: 10.2135/ cropsci1984.0011183X002400050026x
7. Boussen H., BenSalem M., Slama A., Mallek- Maalej E., Rezgui S. Evaluation of drought tolerance indices in durum wheat recombinant inbred lines. Options Mediterraneennes. 2010. Vol. 95. P. 79–83.
8. Cattivelli L., Rizza F., Badeck F. W., Mazzucotelli E., Mastrangelo A. M., Francia E., Marè C., Tondelliand A., Stanca A. M. Drough ttolerance improvement in crop plants: An integrated view from breeding to genomics. Field Crops Research. 2008. Vol. 105. Р. 1–14. doi:10.1016/j.fcr.2007.07.004
9. Chakherchaman S. A., Mostafaei H., Imanparast L., Eivazian M. R. Evaluation of drought tolerance in lentil advanced genotypes in Ardabil region. Journal of Food Agriculture and Environment. 2009. Vol. 7. P. 283–288.
10. Choukan R., Taherkhani T., Ghannadha M.R., Khodarahmi M. Evaluation of drought tolerance in grain maize in bred lines using drought tolerance indices. Iran. J. Agric. Sci. 2006. Vol. 8, Issue 1. Р. 79–89.
11. Farshadfar E., Sutka J. Multivariate analysis of drought tolerance in wheat substitution lines. Cereal Res Commun. 2002. Vol. 31. P. 33–40. https://www.jstor.org/ stable/23787201
12. Fernandez C. J. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. Proceeding of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and other Food Crops in Temperature and Water Stress. Aug. 13–16. Shanhua, Taiwan, 1992. Р. 257–270.
13. Fisher R. A., Maurer R. Drought resistance in spring wheat cultivars. 1. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research. 1978. Vol. 29, № 5. Р. 897–912. doi.org/10.1071/AR9780897
14. Gavuzzi P., Rizza F., Palumbo M. et al. Evaluation of field and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter cereals. Canadian Journals of Plant Science. 1997. Vol. 77, № 4. Р. 523–531.
15. Harrison M. T., Tardieu F., Dong Z., Messina C. D. & Hammer G. L. Characterizing drought stress and trait influence on maize yield under current and future conditions. Glob. Change Biol. 2014. Vol. 20, Issue 3. Р. 867–878. Doi:10.1111/gcb.12381
16. Hussain S. S., Raza H., Afzal I., Kayani M. A. Transgenic plants for abiotic stress tolerance: Current status. Archives of Agronomy and Soil Science. 2012. Vol. 58, Issue 7. Р. 693–721. doi:10.1080/03650340.2010. 540010
17. Jafari A., Paknejad F., Jami Al-Ahmadi M. Evaluation of selection indices for drought tolerance of corn (Zea mays L.) hybrids. Inter J Plant Prod. 2009. Vol. 3, Issue 4. P. 33–38.
18. Koleva M., Dimitrova V. Evaluation of drought Tolerance in new cotton cultivars using stress tolerance indices. Agrofor International Journal. Vol. 3, Issue No. 1, 2018. P. 11–17. Doi:10.7251/AGRENG1801011K
19. Kristin A. S., Serna R. R., Perez F. I., Enriquez B. C., Gallegos J. A. A., Vallejo P. R., Wassimi N., Kelley J. D. Improving common bean performance under drought stress. CropSci. 1997. Vol. 37. P. 43–50.
20. Lan J. Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agriculturae Borealioccidentalis Sinica. 1998. Vol. 7. P. 85–87.
21. Latrach L., Farissi M., Mouradi M., Makoudi B., Bouizgaren A., Ghoulam C. Growth and nodulation of alfalfa-rhizobia symbiosis under salinity: electrolyte leakage, stomatal conductance, and chlorophyll fluorescence. Turkish Journal of Agriculture and Forestry. 2014. Vol. 38, Р. 320–326. doi: 10.3906/ tar-1305-52
22. Li S., Wan L., Nie Z., Li X. Fractaland Topological Analysesand Antioxidant Defense Systems of Alfalfa (Medicago sativa L.) Root System under Drought and Rehydration Regimes. Agronomy. 2020. Volume 10, Issue 6. P. 1–21. Doi:10.3390/agronomy10060805
23. Lin C. S., Binns M. R. A superiority measure of cultivar performance for cultivar × location data. Can. J. PlantSci. 1988. Vol. 68. P. 193–198. https://doi. org/10.4141/cjps88-018
24. Mollasadeghi V., Valizadeh M., Shahryari R., Imani A. A. Evaluation of end drought tolerance of 12 wheat genotypes by stress indices. World Applied Sciences Journal. 2011. Vol. 13, Issue 3. P. 545–551.
25. Moosavi S. S., Yazdi-Samadi B., Naghavi M. R., Zali A. A., Dashti H., Pourshahbazi A. Introduction of new indices to identify relative drought tolerance and resistance in wheat genotypes. Desert. 2008. Vol. 12, Issue 2. P. 165–178.
26. Rosielle A. A., Hamblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Science. 1981. Vol. 21, № 6. Р. 943–946. doi:10.2135/ cropsci1981.0011183X002100060033x
27. Saba J., Moghaddam M., Ghassemi K., Nishabouri M.R. Genetic properties of drought resistance indices. J. Agric. Sci. Technol. 2001. Vol. 3. P. 43–49.
28. Tyshchenko A. V., Tyshchenko O. D., Kuts G. M., Piliarska O. O., Galchenko N. M. Anti-pest protection of two-year old alfalfa grown for seeds. Селекція і насінництво. 2021. № 119. С. 170–180.
29. Tyshchenko O., Tyshchenko A., Piliarska O., Biliaeva I., Kuts H., Lykhovyd P., Halchenko N. Seed productivity of alfalfa varieties depending on the conditions of humidification and growth regulators in the Southern Steppe of Ukraine. Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development. Vol. 20, Issue 4, 2020. P. 551–562.
30. Tyshchenko O., Tyshchenko A., Piliarska O., Kuts H., Lykhovyd P. Evaluation of drought tolerance in alfalfa (Medicago sativa) genotypes in the conditions of osmotic stress. AgroLife Scientific Journal. 2020. Volume 9, Number 2. P. 353–358.
31. Vozhehova R., Tyshchenko A., Tyshchenko O., Dymov O., Piliarska O., Lykhovyd P. Evaluation of breeding indices for drought tolerance in alfalfa (Medicago) genotypes. Scientific Papers. Series A. Agronomy. 2021. Vol. LXIV, No. 2. Р. 435–444.
32. Vozhehova R., Tyshchenko A., Tyshchenko O., Piliarska O., Konovalova V., Sharii V., Fundirat K. Economic feasibility of application of bacterial and fungal drugs on seed-used alfalfa. Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development. 2022. Vol. 22, Issue 4. Р. 827–834.
33. Wang Z., Ke Q., Kim M.D., Kim S. H., Ji C. Y., Jeong J. C. et al. Transgenic alfalfa plants expressing the sweet potato orange gene exhibit enhanced abiotic stress tolerance. PLoS ONE. 2015. Vol. 10. Doi: 10.1371/ journal.pone.0126050
34. Yu L-X. Identification of Single-Nucleotide Polymorphic Loci Associated with Biomass Yield under Water Deficit in Alfalfa (Medicago sativa L.) Using Genome-Wide Sequencing and Association Mapping. Front. Plant Sci. 2017. Volume 8. Р. 1152. Doi: 10.3389/fpls.2017.01152
35. Zou G. H., Liu H. Y., Mei H. W. et al. Screening for Drought Resistance of Rice Recombinant Inbred Populations in the Field. J. Integr. Plant Biol. 2007. Vol. 49, Issue 10. P. 1508–1516.
36. Вожегова Р. А., Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Димов О. М., Люта Ю. О. Особливості прояву адаптивних ознак у селекційних популяцій люцерни при вирощуванні на насіння. Вісник СумНАУ. Серія «Агрономія і біологія». 2021. Випуск 2(44), С. 3–11. DOI https://doi.org/10.32845/agrobio.2021.2.1
37. Вожегова Р. А., Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Димов О. М., Пілярська О. О. Оцінювання посухостійкості селекційного матеріалу люцерни за показниками водного режиму в умовах Півдня України. Plant Varieties Studying and protection. 2021, Vol. 17, No 1. С. 21–29. https://doi.org/10.21498/2518-1017.17.1.2021.228204
38. Вожегова Р. А., Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Пілярська О. О., Гальченко Н. М. Оцінка посухостійкості популяцій люцерни кормового використання в рік сівби за математичними індексами. Аграрні інновації. 2022. № 13. С. 190–198. DOI https://doi. org/10.32848/agrar.innov.2022.13.28
39. Вожегова Р. А., Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Пілярська О. О., Гальченко Н. М. Урожайність та посівні якості насіння сортів люцерни залежно від умов вирощування. Вісник аграрної науки. 2021. № 8 (821). С. 55–63. DOI: https://doi.org/10.31073/ agrovisnyk202108-07.
40. Вожегова Р. А., Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Пілярська О. О., Фундират К. С., Коновалова В. М. Особливості прояву адаптивних ознак у популяцій люцерни за кормового використання. Аграрні інновації. 2022. № 14. С. 135–144. DOI https://doi.org/10.32848/ agrar.innov.2022.14.20
41. Вожегова Р. А., Тищенко А. В. , Тищенко О. Д., Пілярська О. О., Фундират К. С., Гальченко Н. М. Оцінка посухостійкості популяцій люцерни за насіннєвого використання в рік сівби. Аграрні інновації. 2022. № 15. С. 89–96. DOI https://doi.org/10.32848/ agrar.innov.2022.15.14
42. Вожегова Р. А., Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Пілярська О. О., Фундират К. С., Коновалова В. М. Визначення посухостійкості популяцій люцерни насіннєвого використання за математичними індексами. Вісник аграрної науки. 2023. № 1 (838). С. 40–48. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202301-05
43. Вожегова Р. А., Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Пілярська О. О., Фундират К. С., Коновалова В. М. Зв’язок між кормовою та насіннєвою продуктивністю популяцій люцерни. Зрошуване землеробство. 2022. № 78, С. 47–56. https://doi.org/10.32848/ 0135-2369.2022.78.8
44. Вожегова Р. А., Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Пілярська О. О., Фундират К. С., Коновалова В. М. Насіннєва продуктивність популяцій люцерни другого року життя та особливості прояву у них адаптивних ознак. Аграрні інновації. 2022. № 16. С. 94–103. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2022.16.15
45. Тищенко А. В. Сорти люцерни – насіннєва продуктивність та способи її підвищення. Насінництво. 2015. № 2. С. 7–9.
46. Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Куц Г. М., Пілярська О. О., Коновалова В. М. Насіннєва продуктивність люцерни першого року життя залежно від застосування гербіцидів. Аграрні інновації. 2022. № 11. С. 92–102. DOI https://doi.org/10.32848/agrar. innov.2022.11.12
47. Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Люта Ю. О. Оцінка генотипів люцерни за насіннєвою продуктивністю на посухостійкість. Таврійський науковий вісник. Херсон: ВД «Гельветика», 2021. № 120. С. 155–168. DOI https://doi.org/10.32851/2226-0099.2021.120.21
48. Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Люта Ю. О., Пілярська О. О. Адаптивна здатність – важлива ознака в селекції рослин. Зрошуване землеробство. 2021. Вип. 75. С. 101–109. DOI https://doi.org/ 10.32848/0135-2369.2021.75.19
49. Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Люта Ю. О., Пілярська О. О. Особливості розвитку популяцій люцерни за різних умов вирощування. Наукові доповіді НУБіП України, [S.l.], n. 4(92), сер. 2021.
50. Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Люта Ю. О., Пілярська О. О., Куц Г. М. Щільність травостою люцерни за роками життя та укосами за різного волого- забезпечення. Зрошуване землеробство. 2021. Вип. 76. С. 75–82. DOI https://doi.org/10.32848/0135- 2369.2021.76.14
51. Тищенко А. В., Тищенко О. Д., Пілярська О. О., Куц Г. М., Гальченко Н. М. Насіннєва продуктивність люцерни першого року життя залежно від заходів боротьби зі шкідниками. Аграрні інновації. 2021. № 6. С. 57–67. https://doi.org/10.32848/agrar. innov.2021.6.12
Опубліковано
2023-04-27
Розділ
МЕЛІОРАЦІЯ, ЗЕМЛЕРОБСТВО, РОСЛИННИЦТВО