doi: 10.15389/agrobiology.2018.6.1294rus
УДК 633.366:631.524.85:581.1
Работа выполнена в рамках государственного задания согласно тематическому плану ВИР по теме № 0662-2018-0016.
СКРИНИНГ ОБРАЗЦОВ БЕЛОГО И ЖЕЛТОГО ДОННИКА
(Melilotus Adans.) НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ХЛОРИДНОМУ ЗАСОЛЕНИЮ
Н.И. ДЗЮБЕНКО, О.В. ДУК, Л.Л. МАЛЫШЕВ, Ю.А. ПРОСВИРИН,
И.А. КОСАРЕВА
Засоленные почвы широко распространены в мире, в том числе в странах СНГ. Для возврата в сельскохозяйственный оборот на таких почвах культивируют растения-фитомелиоранты, способствующие их рассолению и обогащению элементами питания. Одними из лучших среди растений-фитомелиорантов в семействе бобовых считаются виды рода Melilotus Adans. (донники). На ранних этапах вегетации солеустойчивость донников невысока. Модифицировав принятый ранее тест, мы выполнили скрининг образцов донника из мировой коллекции ВИР (ФНЦ Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова) на устойчивость к хлоридному засолению в период роста проростков и выделили формы с высокой солеустойчивостью. В работе использовали 58 образцов донника белого M. albus Medik. и 27 образцов донника желтого M. officinalis (L.) Pall. различного эколого-географического происхождения, представленных сортами и дикорастущими формами. Образцы выращивали в контролируемых условиях среды, в водной культуре согласно следующей схеме: контроль (дистиллированная вода); стрессорный фон 1 (раствор NaCl с осмотическим давлением 3 атм); стрессорный фон 2 (раствор NaCl с осмотическим давлением 5 атм). Через 5 сут измеряли длину корня и ростка, для каждого образца рассчитывали индексы длины корня и ростка, равные отношению соответствующих средних параметров растений опытных вариантов к контрольному. Чем выше было значение индекса, тем более солеустойчивым считался образец. Хлоридное засоление приводило к торможению роста корней и ростков у образцов обоих видов, с увеличением концентрации соли степень негативной ростовой реакции растений усиливалась. При воздействии солевого стрессора отмечено усиление внутри- и межпопуляционной изменчивости ростовых показателей. Более информативным диагностическим критерием для лабораторного скрининга коллекции донника на солеустойчивость был индекс длины корня. В изученном фрагменте коллекции донника белого выявлено 36,2 % устойчивых образцов, донника желтого — 29,6 %, то есть потенциал адаптивности по отношению к избытку хлорида натрия в зоне корней у изученных видов оказался примерно одинаков. Солеустойчивые сорта донника белого происходят из Приморья (Рядовой и Диомид), Казахстана (Шедевр 75), Новосибирской (Люцерновидный Д-20) и Ивановской (дикорастущий образец к-15650) областей; донника желтого — из Западной Сибири (Омский 8, Омский 916, Новосибирский 1, Северотатарский, Хорогский 2155). Выделенные источники солеустойчивости могут служить исходным материалом для создания сортов донника, устойчивых к хлоридному засолению в период раннего роста растений, что позволит более широко использовать потенциал этих видов для кормовых и биоремедиационных целей. Согласно полученным данным, солеустойчивые образцы донника часто происходят из регионов с широким распространением засоленных почв, что следует учитывать при определении стратегии поиска ценных для селекции на эдафическую устойчивость форм. Многие из выделенных нами солеустойчивых сортов характеризуются другими важными для селекции признаками: высокой продуктивностью, интенсивным отрастанием после скашивания, скороспелостью, био- и абиотической устойчивостью (к вирусам, засухе, низким температурам, неблагоприятным факторам перезимовки), ценными биохимическими свойствами (высокое содержание белка, низкое содержание кумарина).
Ключевые слова: хлоридное засоление, Melilotus, донник, солеустойчивость, изменчивость ростовых показателей, индекс длины корня.
N.I. Dzyubenko, O.V. Duk, L.L. Malyshev, Yu.A. Prosvirin, I.A. Kosareva
Saline soils are widespread in the world, including in CIS countries. Species of sweet clover (genus Melilotus Adans.) which are valuable fodder plants, e.g. at insufficient moisture on chestnut saline soils, are also among the best phytomeliorants in the legume family. However, during early stages of growing the sweet clover has poor salinity tolerance. Here, we modified earlier developed test and screened accessions of the VIR World Collection (Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources) for resistance to chloride salinity, and for the first time identified among them the forms with high salinity resistance. In the research we used a laboratory method of assessing salt tolerance. Samples of white and yellow sweet clover were grown under controlled conditions, in water culture, according to the following scheme: control (without salinity); salinity of 3 atm. NaCl; the salinity of 5 atm. NaCl. The length of root and sprout of seedlings were measured after 5-day exposure to the stressor. For each sample we calculated the indices of the root length and the sprout length as the ratio of the relevant medium parameters of plants in the test to that in the control. The higher the index value, the more salt-tolerant the sample is. In our tests, chloride salinity caused growth inhibition of roots and shoots samples of both species. The degree of negative growth response intensifies with an increase in NaCl concentration. It was shown that salt stressor intensifies intra- and interpopulation variability of sweet clover growth indicators. It is established that the root length index is more informative diagnostic criterion for laboratory screening for salt tolerance among sweet clover plants. The studied fragment of the collection includes 36.2 % of resistant samples of white sweet clover and 29.6 % of yellow sweet clover, i.e. the adaptive capacity towards excess of sodium chloride in the root zone of the studied species is approximately the same. Salt-resistant varieties of white clover come from Far East (Ryadovoi and Diomid), Kazakhstan (Shedevr 75), Novosibirsk (Lucernovidnyi D-20) and Ivanovo (wild sample k-15650) regions; of yellow sweet clover — from Western Siberia (Omskii 8, Omskii 916, Novosibirskii 1, Severotatarskii, Khorog 2155). Selected salt tolerant forms can serve as initial parental forms for creation of yellow and white sweet clover varieties resistant to chloride salinity during early stages of plant development. This will allow better use of the potential of these species for forage, and for bioremediation goals. According to the obtained data, salt-tolerant sweet clover samples often originate from a region with widespread saline soils that should be considered to determine the strategy of search for forms with edaphic resistance valuable for breeding. Many of the selected salt-tolerant varieties are also characterized by other important breeding traits: high productivity, intensive regrowth after cutting, precocity, biotic and abiotic resistance to viruses, drought, low temperatures, unfavorable overwintering, valuable biochemical properties such as high protein content and low coumarin level.
Keywords: chloride salinity, Melilotus, sweet clover, salt tolerance, growth indicators, variability, root length index.
ФГБНУ ФИЦ Всероссийский институт |
Поступила в редакцию |
