zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2023-89-6-5-11zhros-2492Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSЗависимость реакции на ЦМС линий кукурузы от их происхожденияCorrelation between the response of maize lines to CMS and their originhttps://orcid.org/0000-0002-5876-7672КривошеевГ. Я.KrivosheevG. Ya.

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

лаборатория селекции и семеноводства кукурузы

347740

ул. Научный городок, д. 3

Ростовская обл.

Зерноград

e-mail: vniizk30@mail.ru

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher

laboratory for maize breeding and seed production

347740

Nauchny Gorodok, 3

Rostov region

Zernograd

e-mail: vniizk30@mail.ru

genadiy.krivosheev@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0319-4600ИгнатьевА. С.IgnatievA. S.

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

лаборатория селекции и семеноводства кукурузы

ул. Научный городок, д. 3

Ростовская обл.

Зерноград

e-mail: vniizk30@mail.ru

Candidate of Agricultural Sciences, senior researcher

laboratory for maize breeding and seed production

347740

Nauchny Gorodok, 3

Rostov region

Zernograd

e-mail: vniizk30@mail.ru

ignatev1983@rambler.ruФГБНУ Аграрный научный центр «Донской»РоссияFSBSI Agricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation20231912202306511Copyright © Кривошеев Г.Я., Игнатьев А.С., 20232023Кривошеев Г.Я., Игнатьев А.С.Krivosheev G.Y., Ignatiev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zhros.online/jour/article/view/2492

   Перевод гибридов кукурузы на стерильную основу – важнейшее условие внедрения их в производство. В связи с этим актуально изучение поведения в стерильной цитоплазме исходных форм гибридов – самоопыленных линий.

   Цель исследований – оценить реакцию новых самоопыленных линий кукурузы в зависимости от их происхождения на «М» и «С» типы ЦМС, выделить естественные восстановители и полные закрепители стерильности.

   Исследования проведены в ФГБНУ «АНЦ «Донской» в 2021–2023 годах.

   Объект исследований: 20 новых самоопыленных линий кукурузы различного происхождения, 6 источников стерильности, 120 тест-кроссных гибридов кукурузы.

   Установлено, что реакция линий кукурузы зависела от их происхождения. Линии, относящиеся к одной группе (по происхождению), имели, как правило, одинаковую реакцию на молдавский («М») и боливийский («С») типы цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС). Различия тем меньше, чем ближе родство линий. Новые самоопыленные линии первой группы – СЛ 171, СЛ 172 СЛ 174, СЛ 175, СЛ 176 и СЛ 177 характеризовались полным закреплением стерильности «М» типа ЦМС (класс 0). Линии подгруппы Ia закрепляли, а подгруппы Iв не полностью восстанавливали стерильность «С» типа. Во второй группе выделены полные – СЛ 181, СЛ 182 (класс 4, 5) и неполные – СЛ 183, СЛ 184 (класс 2 – 5) восстановители «М» типа стерильности. Определено, что все линии второй группы закрепляли стерильность боливийского типа (класс 0). Выделены линии третьей группы полные восстановители «М» типа ЦМС – СЛ 191, СЛ 192, СЛ 193 СЛ 194, две из них (СЛ 191 и СЛ 193) являются и полными восстановителями «С» типа ЦМС (класс 4, 5). Все линии четвертой группы отнесены к полным закрепителям (класс 0, 1) изучаемых типов ЦМС. Полученные результаты повысят эффективность работ по переводу гибридов кукурузы на стерильную основу.

   Transferring maize hybrids to a sterile basis is the most important condition for their introduction into production. In this regard, it is important to study the behavior of the initial forms of hybrids, namely self-pollinated lines, in the sterile cytoplasm.

   The purpose of the current study was to estimate the response of new self-pollinated maize lines, depending on their origin, to the “M” and “C” types of CMS, to identify natural restoring agents and complete sterility fixatives.

   The study was carried out at the FSBSI “ARC “Donskoy” in 2021–2023.

   The subjects of the study were 20 new self-pollinated maize lines of various origins, 6 sources of sterility, 120 testcross maize hybrids.

   There was found that the response of maize lines depended on their origin. Lines belonging to the same group (by origin) usually had the same reaction to the Moldovan (“M”) and Bolivian (“C”) types of cytoplasmic male sterility (CMS). The closer the lines are related, the smaller the differences. The new self-pollinated lines of the first group ‘SL 171’, ‘SL 172’, ‘SL 174’, ‘SL 175’, ‘SL 176’ and ‘SL 177’ were characterized by complete consolidation of the type “M” of CMS (class 0). Lines of subgroup Ia were fixed, but subgroups Ib did not completely restore the type “C” of sterility. In the second group there were identified the complete ‘SL 181’, ‘SL 182’ (class 4, 5) and incomplete ‘SL 183’, ‘SL 184’ (class 2–5) reducing agents of the type “M” of sterility. There was determined that all lines of the second group perpetuated sterility of the Bolivian type (class 0). There have been identified the lines of the third group ‘SL 191’, ‘SL 192’, ‘SL 193’, ‘SL 194’, as full reducing agents of the type “M” of CMS, two of them ‘SL 191’ and ‘SL 193’ are also complete reducing agents of the type “C” of CMS (class 4, 5). All lines of the fourth group could be classified as complete fixatives (class 0, 1) of the studied types of CMS. The results obtained will improve the efficiency of work on transferring maize hybrids to a sterile basis.

кукурузагибридысамоопыленные линиистерильностьфертильностьзакрепителивосстановителиmaizehybridsself-pollinated linessterilityfertilityfixativesreducing agentsReferencesАнисимова И. Н. Структурно-функциональная организация генов, индуцирующих и супрессирующих цитоплазматическую мужскую стерильность у растений // Генетика. 2020. № 11. С. 1239–1249. DOI: 10.31857/S0016675820110028Anisimova, I. N. Strukturno-funktsional'naya organizatsiya genov, indutsiruyushchikh i supressiruyushchikh tsitoplazmaticheskuyu muzhskuyu steril'nost' u rastenii [Structural and functional organization of genes that induce and suppress cytoplasmic male sterility in plants] // Genetika. 2020. № 11. S. 1239–1249. DOI: 10.31857/S0016675820110028Анисимова И.Н., Гавриленко Т.А. Цитоплазматическая мужская стерильность и перспективы ее использования в селекционно-генетических исследованиях и семеноводстве картофеля // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. № 21(1). С. 83–95 URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28431018&ysclid=lqc4lldspy887306620Anisimova I.N., Gavrilenko T.A. Tsitoplazmaticheskaya muzhskaya steril'nost' i perspektivy ee ispol'zovaniya v selektsionno-geneticheskikh issledovaniyakh i semenovodstve kartofelya [Cytoplasmic male sterility and prospects for its use in breeding and genetic research and potato seed production] // Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2017. № 21(1). S. 83–95 URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=28431018&ysclid=lqc4lldspy887306620Кибальник О. П., Эльконин Л. А. Влияние разных типов стерильных цитоплазм (А3, А4, 9Е) на комбинационную способность ЦМС-линий сорго // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020. № 24(6). С. 549–556. DOI: 10.18699/VJ20.648Kibal'nik O. P., El'konin L. A. Vliyanie raznykh tipov steril'nykh tsitoplazm (A3, A4, 9E) na kombinatsionnuyu sposobnost' TsMS-linii sorgo na kombinatsionnuyu sposobnost' TsMS-linii sorgo [The effect of different types of sterile cytoplasms (A3, A4, 9E) on the combining ability of CMS sorghum lines on the combining ability of CMS sorghum lines] // Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2020. № 24(6). S. 549–556. DOI: 10.18699/VJ20.648Сотченко В. С., Горбачева А. Г., Косогорова Н. И. С-тип цитоплазматической мужской стерильности кукурузы // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. 2007. № 2. С. 12–14.Sotchenko V. S., Gorbacheva A. G., Kosogorova N. I. S-tip tsitoplazmaticheskoi muzhskoi steril'nosti kukuruzy [C-type cytoplasmic male sterility of maize] // Doklady Rossiiskoi akademii sel'skokhozyaistvennykh nauk. 2007. № 2. S. 12–14.Хатефов Э. Б., Шомахов Б. Р., Кушхова Р. С., Кудаев Р. А., Хаширова З. Т., Гяургиев А. Х. Характеристика редиплоидных линий кукурузы селекции ВИР по комбинационной способности и реакции на ЦМС // Биотехнология и селекция растений. 2019. № 2(4). С. 15–23. DOI: 10.30901/2658-6266-2019-4-o2Khatefov E. B., Shomakhov B. R., Kushkhova R. S., Kudaev R. A., Khashirova Z. T., Gyaurgiev A. Kh. Kharakteristika rediploidnykh linii kukuruzy selektsii VIR po kombinatsionnoi sposobnosti i reaktsii na TsMS [Characteristics of rediploid maize lines bred by VIR in terms of combining ability and response to CMS] // Biotekhnologiya i selektsiya rastenii. 2019. № 2(4). S. 15–23. DOI: 10.30901/2658-6266-2019-4-o2Bohra A., Jha U. C., Adhimoolam P., Bisht D., Singh N. P. Cytoplasmic male sterility (CMS) in hybrid breeding in field crops // Plant Cell Reports. 2016. Vol. 35(5), P. 967–993. DOI: 10.1007/s00299-016-1949-3Bohra A., Jha U. C., Adhimoolam P., Bisht D., Singh N. P. Cytoplasmic male sterility (CMS) in hybrid breeding in field crops // Plant Cell Reports. 2016. Vol. 35(5), P. 967–993. DOI: 10.1007/s00299-016-1949-3Krivosheev G. Ya., Ignatyev A. S. The response of maize lines to the Paraguay type of CMS // Agrarian Bulletin of the Urals. 2022. Vol. 11(226), P. 38‒45. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-226-11-38-45Krivosheev G. Ya., Ignatyev A. S. The response of maize lines to the Paraguay type of CMS // Agrarian Bulletin of the Urals. 2022. Vol. 11(226), P. 38‒45. DOI: 10.32417/1997-4868-2022-226-11-38-45Loussaert D., DeBruin J., Pablo J. S. M., Schussler J., Pape R., Clapp J., Mongar N., Fox Т, Albertsen M. Genetic Male Sterility (Ms44) Increases Maize Grain Yield // Crop Science. 2017. Vol. 57, Iss. 5. P. 2313–2890. DOI: 10.2135/cropsci2016.08.0654Loussaert D., DeBruin J., Pablo J. S. M., Schussler J., Pape R., Clapp J., Mongar N., Fox Т, Albertsen M. Genetic Male Sterility (Ms44) Increases Maize Grain Yield // Crop Science. 2017. Vol. 57, Iss. 5. P. 2313–2890. DOI: 10.2135/cropsci2016.08.0654Zhang H., Cui G., Wang C., Wang X., Hao Y., Du J., Wang Y., Sun Y. Breeding and Characteristics of a New Male Sterile Line of Maize, Jinyu1A // Scientia Agricultura Sinica. 2020. Vol 53, Iss. 21. P. 4322–4332. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.21.002Zhang H., Cui G., Wang C., Wang X., Hao Y., Du J., Wang Y., Sun Y. Breeding and Characteristics of a New Male Sterile Line of Maize, Jinyu1A // Scientia Agricultura Sinica. 2020. Vol 53, Iss. 21. P. 4322– 4332. DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.21.002

The authors declare that there are no conflicts of interest present.