zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2024-93-4-41-49zhros-2762Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSПигменты хлорофилла и урожайность озимой мягкой пшеницы при различных водных режимахChlorophyll pigments and winter common wheat productivity under different water regimeshttps://orcid.org/0000-0003-1537-8498ЛобунскаяИ. А.LobunskayaI. A.

агроном лаборатории клеточной селекции, 

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3.

Agronomist of the Laboratory for cell breeding,

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3.

lobunskaya95@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4618-6125ГазеВ. Л.GazeV. L.

младший научный сотрудник лаборатории клеточной селекции, 

 347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3.

Junior Researcher of the Laboratory for cell breeding,

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3.

l.fiziologii@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6268-7915ЧерпаковаЕ. Ю.CherpakovaE. Yu.

агроном лаборатории клеточной селекции,

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3.

Agronomist of the Laboratory for cell breeding,

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3.

elena123089@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6198-6270ЯновскаяН. В.YanovskayaN. V.

агроном лаборатории клеточной селекции, 

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3.

Agronomist of the Laboratory for cell breeding,

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3.

https://orcid.org/0000-0002-8438-1327ПодгорныйС. В.PodgornyS. V.

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник  лаборатории селекции и семеноводства озимой мягкой пшеницы интенсивного типа, 

347740, Ростовская обл., г. Зерноград, ул. Научный городок, д. 3.

Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher of the Laboratory for breeding and seed production of winter common wheat of intensive type,

347740, Rostov region, Zernograd, Nauchny Gorodok, 3.

https://orcid.org/0000-0002-1537-9207ЗеленскаяГ. М.ZelenskayaG. M.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры растениеводства  и садоводства, 

346493, пос. Персиановский, ул. Кривошлыкова, 24.

Doctor of Agricultural Sciences, Professor of the Department of Plant Production  and Horticulture, 

346493, Rostov region, Oktyabrsky district, v. Persianovsky, Krivoshlykov Str., 24.

 

zela_06@mail.ruФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияFSBSI Agricultural Research Center “Donskoy”Russian FederationФГБОУ ВО «Донской государственный аграрный университет»РоссияFSBEI HE “Donskoy State Agricultural University”Russian Federation2024150920241644149Copyright © Лобунская И.А., Газе В.Л., Черпакова Е.Ю., Яновская Н.В., Подгорный С.В., Зеленская Г.М., 20242024Лобунская И.А., Газе В.Л., Черпакова Е.Ю., Яновская Н.В., Подгорный С.В., Зеленская Г.М.Lobunskaya I.A., Gaze V.L., Cherpakova E.Y., Yanovskaya N.V., Podgorny S.V., Zelenskaya G.M.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/2762

Содержание хлорофилла в флаговом листе является важным признаком засухоустойчивости пшеницы. Понимание регуляторного механизма содержания хлорофилла может ускорить селекцию на устойчивость к засухе. В статье представлены результаты анализа по состоянию пигментного комплекса флаговых листьев образцов озимой мягкой пшеницы и их влияние на урожайность в различных условиях выращивания. Опыты были проведены в 2021–2023 гг. в лаборатории клеточной селекции. Изучалось 11 образцов озимой пшеницы селекции ФГБНУ «АНЦ «Донской». Цель работы: выявить возможность использования показателей пигментов фотосинтетического аппарата в качестве признаков, связанных с засухоустойчивостью и высокой урожайностью. Исследования реакции пигментного комплекса растений озимой пшеницы осуществляли в фазы цветения и молочной спелости зерна. Количественное содержание пигмента хлорофилла определяли методом И. Г. Шматько (1976). Испытание сортов на засухоустойчивость на вегетационной площадке – по методу В. В. Маймистова (1988). Проанализировав данные по соотношению содержания хлорофиллов (а+б, а/б) и урожайности в условиях засухи по сравнению с оптимальными условиями, выявлены сорта Дончак (98,4, 84,0 и 81,4 %), Разгуляй (83,3, 80,8 и 70,9 %), Флагман (87,9, 76,2 и 82,7 %) и линии 597/18 (98,5, 87,6 и 75,2 %). Выделенные образцы характеризуются высокой сохранностью суммарного пигмента в обе фазы с незначительным снижением урожайности. Линии 1762/17 (43,3 и 79,2 %), 2060/17 (71,1 и 79,2 %), 597/18 (76,1 и 75,2 %) и 1724/18 (75,0 и 79,7 %), сочетающие в себе минимальное снижение урожайности и соотношения хлорофилла а/б, обладают высокой адаптивной способностью в условиях засухи.

Chlorophyll in a flag leaf is an important indicator of drought resistance of wheat. Understanding the regulatory mechanism of chlorophyll content may accelerate breeding for drought tolerance. The current paper has presented the analysis results of the state of the pigment complex of flag leaves of winter common wheat samples and their effect on productivity under various growing conditions. The trials were carried out in the laboratory for cell breeding in 2021–2023. There were studied 11 winter wheat samples, developed in the FSBSI “ARC “Donskoy”. The purpose of the work was to identify the possibility of using indicators of photosynthetic pigments as traits responsible for drought resistance and high productivity. The study of the reaction of the pigment complex of winter wheat plants was carried out in the flowering phases and milk-ripe stages of grain. The quantitative content of chlorophyll pigment was determined by the I. G. Shmatko method (1976). Varieties’ testing for drought resistance on a growing plot was conducted according to the V. V. Maimistov method (1988). Having analyzed the ratio of chlorophyll content (a+b, a/b) and productivity under drought conditions in comparison with optimal conditions, there have been identified the varieties ‘Donchak’ (98.4, 84.0 and 81.4 %), ‘Razgulay’ (83.3, 80.8 and 70.9 %), ‘Flagman’ (87.9, 76.2 and 82.7 %) and the line ‘597/18’ (98.5, 87.6 and 75.2 %). The identified samples were characterized by high preservation of the total pigment in both phases with a slight productivity decrease. The lines ‘1762/17’ (43.3 and 79.2 %), ‘2060/17’ (71.1 and 79.2 %), ‘597/18’ (76.1 and 75.2 %) and ‘1724/18’ (75.0 and 79.7 %), which combined a minimal productivity and chlorophyll a/b ratio decrease, had a high adaptability under drought conditions.

озимая мягкая пшеницасортфотосинтетические пигментыхлорофиллзасухоустойчивостьурожайностьwinter common wheatvarietyphotosynthetic pigmentschlorophylldrought resistanceproductivityReferencesАмунова О. С., Лисицын Е. М. Влияние различных условий увлажнения на пигментный комплекс листьев сортов мягкой яровой пшеницы разных групп спелости // Самарский научный вестник. 2019. № 8(28). С. 19–24.Amunova O. S., Lisitsyn E. M. Vliyanie razlichnykh uslovii uvlazhneniya na pigmentnyi kompleks list'ev sortov myagkoi yarovoi pshenitsy raznykh grupp spelosti [The effect of different moisture conditions on the pigment complex of leaves of spring common wheat varieties of different maturity groups] // Samarskii nauchnyi vestnik. 2019. № 8(28). S. 19–24.Газе В. Л., Голубова В. А., Лобунская И. А. Развитие листового аппарата растений и содержание хлорофилла как показатель отзывчивости на увлажнение и устойчивости к засухе образцов озимой мягкой пшеницы. Зерновое хозяйство России. 2021. № 6. С. 9–14. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-78-6-9-14Gaze V. L., Golubova V. A., Lobunskaya I. A. Razvitie listovogo apparata rastenii i soderzhanie khlorofilla kak pokazatel' otzyvchivosti na uvlazhnenie i ustoichivosti k zasukhe obraztsov ozimoi myagkoi pshenitsy [Development of plant leaves and chlorophyll as an indicator of responsiveness to moisture and resistance to drought of winter common wheat samples] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2021. № 6. S. 9–14. DOI: 10.31367/2079-8725-2021-78-6-9-14Голева Г. Г., Ващенко Т. Г., Крюкова Т. И., Голев А. Д. Роль флаговых листьев в формировании продуктивности растений озимой пшеницы (Triticum Aestivum L.) // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2016. № 2(49). С. 31–42. DOI: 10.17238/issn2071-2243.2016.2.31Goleva G. G., Vashchenko T. G., Kryukova T. I., Golev A. D. Rol' flagovykh list'ev v formirovanii produktivnosti rastenii ozimoi pshenitsy (Triticum Aestivum L.) [The role of flag leaves in the formation of plant productivity of winter wheat (Triticum Aestivum L.)] // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2016. № 2(49). S. 31–42. DOI: 10.17238/issn2071-2243.2016.2.31Гузенко А. Ю., Солонкин А. В., Донцова А. А. Сравнительный анализ фотосинтетического потенциала новых сортов ярового ячменя в зоне засушливого климата Нижнего Поволжья // Зерновое хозяйство России. 2024. № 2. С. 88–97. DOI: 10.31367/2079-8725-2024-91-2-88-97Guzenko A. Yu., Solonkin A. V., Dontsova A. A. Sravnitel'nyi analiz fotosinteticheskogo potentsiala novykh sortov yarovogo yachmenya v zone zasushlivogo klimata Nizhnego Povolzh'ya [Comparative analysis of the photosynthetic potential of new spring barley varieties in the arid climate area of the Lower Volga region] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2024. № 2. S. 88–97. DOI: 10.31367/2079-8725-2024-91-2-88-97Калинина А. В., Лящева С. В. Состав и содержание пигментов фотосинтеза в листьях проростков озимой мягкой пшеницы // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20, № 2(2). С. 286–290.Kalinina A. V., Lyashcheva S. V. Sostav i soderzhanie pigmentov fotosinteza v list'yakh prorostkov ozimoi myagkoi pshenitsy [Composition and content of photosynthesis pigments in leaves of winter common wheat sprouts] // Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk. 2018. T. 20, № 2(2). S. 286–290.Куликович С. Н., Куликович Е. Н. Диагностика стадий развития озимой пшеницы по шкале BBCH. Минск: Наша Идея, 2014. 23 с.Kulikovich S. N., Kulikovich E. N. Diagnostika stadii razvitiya ozimoi pshenitsy po shkale BBCH [Diagnostics of the development stages of winter wheat using the BBCH scale]. Minsk: Nasha Ideya, 2014. 23 s.Лиховидова В. А., Газе В. Л., Ионова Е. В. Влияние фотосинтетического пигмента хлорофилла при различной влагообеспеченности на продуктивность растений озимой мягкой пшеницы // Аграрная наука. 2020. № 7–8. С. 86–89. DOI: 10.32634/0869-8155-2020-340-7-86-89Likhovidova V. A., Gaze V. L., Ionova E. V. Vliyanie fotosinteticheskogo pigmenta khlorofilla pri razlichnoi vlagoobespechennosti na produktivnost' rastenii ozimoi myagkoi pshenitsy [The effect of the photosynthetic pigment chlorophyll on the productivity of winter common wheat plants at different moisture levels] // Agrarnaya nauka. 2020. № 7–8. S. 86–89. DOI: 10.32634/0869-8155-2020-340-7-86-89Маймистов В. В., Осипов Ю. Ф., Чумаковский Н. Н., Евтушенко Ю. В. Ускоренная оценка засухоустойчивости селекционного материала // Селекция и семеноводство. 1988. № 3. С. 23–25.Maimistov V. V., Osipov Yu. F., Chumakovskii N. N., Evtushenko Yu. V. Uskorennaya otsenka zasukhoustoichivosti selektsionnogo materiala [Accelerated estimation of drought resistance of breeding material] // Selektsiya i semenovodstvo. 1988. № 3. S. 23–25.Синеговская В. Т., Низкий С. Е., Науменко Е. Е. Хлорофилл как критерий устойчивости растений сои к длительному затоплению почвы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2022. № 23(6). С. 788–795. DOI: 10.30766/2072-9081.2022.23.6.788-795Sinegovskaya V. T., Nizkii S. E., Naumenko E. E. Khlorofill kak kriterii ustoichivosti rastenii soi k dlitel'nomu zatopleniyu pochvy [Chlorophyll as a criterion for the resistance of soybean plants to long-term soil flooding] // Agrarnaya nauka Evro-Severo-Vostoka. 2022. № 23(6). S. 788–795. DOI: 10.30766/2072-9081.2022.23.6.788-795Тютерева Е. В., Дмитриева В. А., Войцеховская О. В. Хлорофилл b как источник сигналов, регулирующих развитие и продуктивность растений // Сельскохозяйственная биология. 2017. № 52(5). С. 843–855. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.5.843rusTyutereva E. V., Dmitrieva V. A., Voitsekhovskaya O. V. Khlorofill b kak istochnik signalov, reguliruyushchikh razvitie i produktivnost' rastenii [Chlorophyll b as a source of signals regulating plant development and productivity] // Sel'skokhozyaistvennaya biologiya. 2017. № 52(5). S. 843–855. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.5.843rusШестакова Е. О., Ерошенко Ф. В., Сторчак И. Г., Оганян Л. Р., Чернова И. В. Влияние различных элементов технологии возделывания на содержание хлорофилла в растениях озимой пшеницы и ее урожайность // Аграрный вестник Урала. 2020. № 05(196). С. 27‒37. DOI: 10.32417/1997-4868-2020-196-5-27-37Shestakova E. O., Eroshenko F. V., Storchak I. G., Oganyan L. R., Chernova I. V. Vliyanie razlichnykh elementov tekhnologii vozdelyvaniya na soderzhanie khlorofilla v rasteniyakh ozimoi pshenitsy i ee urozhainost' [The effect of various cultivation technologies on the chlorophyll content in winter wheat plants and its productivity] // Agrarnyi vestnik Urala. 2020. № 05(196). S. 27‒37. DOI: 10.32417/1997-4868-2020-196-5-27-37Шматько И. Г., Шаповал А. И., Шевчук Н. В. Устойчивость зеленых пигментов к водному дефициту и повышенным температурам. Методы оценки устойчивости растений к неблагоприятным условиям среды. М.: Колос, 1976. С. 48–54.Shmat'ko I. G., Shapoval A. I., Shevchuk N. V. Ustoichivost' zelenykh pigmentov k vodnomu defitsitu i povyshennym temperaturam [Resistance of green pigments to water deficiency and high temperatures]. Metody otsenki ustoichivosti rastenii k neblagopriyatnym usloviyam sredy. M.: Kolos, 1976. S. 48–54.Gu J., Zhou Z., Li Z., Chen Y., Wang Z., Zhang H., Yang J. Photosynthetic Properties and Potentials for Improvement of Photosynthesis in Pale Green Leaf Rice under High Light Conditions // Frontiers in Plant Science. 2017. Vol. 8, Article number: 1082. DOI: 10.3389/fpls.2017.01082Gu J., Zhou Z., Li Z., Chen Y., Wang Z., Zhang H., Yang J. Photosynthetic Properties and Potentials for Improvement of Photosynthesis in Pale Green Leaf Rice under High Light Conditions // Frontiers in Plant Science. 2017. Vol. 8, Article number: 1082. DOI: 10.3389/fpls.2017.01082Zhao W., Liu L., Shen Q., Yang J., Han X., Tian F., Wu J. Effects of Water Stress on Photosynthesis, Yield, and Water Use Efficiency in Winter Wheat // Water. 2020. Vol. 12(8), Article number: 2127. DOI: 10.3390/w12082127Zhao W., Liu L., Shen Q., Yang J., Han X., Tian F., Wu J. Effects of Water Stress on Photosynthesis, Yield, and Water Use Efficiency in Winter Wheat // Water. 2020. Vol. 12(8), Article number: 2127. DOI: 10.3390/w12082127Yang B., Wen X., Wen H., Feng Y., Zhao J., Wu B., ... and Zheng J. Identification of Genetic Loci Affecting Flag Leaf Chlorophyll in Wheat Grown under Different Water Regimes // Frontiers in Genetics 2022. Vol. 13, Article number: 832898. DOI: 10.3389/fgene.2022.832898Yang B., Wen X., Wen H., Feng Y., Zhao J., Wu B., ... and Zheng J. Identification of Genetic Loci Affecting Flag Leaf Chlorophyll in Wheat Grown under Different Water Regimes // Frontiers in Genetics 2022. Vol. 13, Article number: 832898. DOI: 10.3389/fgene.2022.832898

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