zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2024-95-6-21-27zhros-2868Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSИзменчивость реакции на ЦМС новых самоопыленных линий кукурузы в зависимости от источника стерильности и метеоусловий годаVariability of new self-pollinated maize lines’ response to CMS depending on the sterility source and weather conditions of the yearhttps://orcid.org/0000-0002-5876-7672КривошеевГ. Я.KrivosheevG. Ya.

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства кукурузы

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

Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher of the laboratory for maize breeding and seed production

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

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

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства кукурузы

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

Candidate of Agricultural Sciences, senior researcher of the laboratory for maize breeding and seed production

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

ignatev1983@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5869-367XШевченкоН. А.ShevchenkoN. A.

техник-исследователь лаборатории селекции и семеноводства кукурузы

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

technician-researcher of the laboratory for maize breeding and seed production

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

kcck-bass@inbox.ruФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской»РоссияFSBSI Agricultural Research Center “Donskoy”Russian Federation2024291220241662127Copyright © Кривошеев Г.Я., Игнатьев А.С., Шевченко Н.А., 20242024Кривошеев Г.Я., Игнатьев А.С., Шевченко Н.А.Krivosheev G.Y., Ignatiev A.S., Shevchenko N.A.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/2868

Широкое внедрение новых гибридов кукурузы в производство возможно только при переводе их на стерильную основу. Для этого необходимы сведения о реакции линий на цитоплазматическую мужскую стерильность (ЦМС). Цель исследований – классифицировать новые самоопыленные линии кукурузы по закрепительной и восстановительной способности на основе различных источников стерильности и контрастных условий проведения оценки. Исследования выполнены в ФГБНУ «Аграрный научный центр «Донской» в 2022–2024 годах. Условия лет проведения эксперимента оказались контрастны (ГТК = 0,49 – 2022 г., ГТК = 0,83 – 2023 г., ГТК = 0,22 – 2024 г.). В качестве источников стерильности использованы формы с различной стерилизующей способностью молдавского («М») типа: М1, М2; и боливийского («С») типа ЦМС: С1, С2. Объект исследований – 15 новых константных (I6) самоопыленных линий кукурузы и 60 тесткроссных гибридов, полученных от анализирующих скрещиваний. Реакция самоопыленных линий зависела от источника стерильности и условий года исследований. Уровень фертильности тестеров с участием источников М2 и С2 был выше, чем тестеров источников С1 и М1. В более засушливом 2024 г. самоопыленные линии СК 7, СК 9 и СК 11 снижали уровень фертильности по «С» типу – от частичной фертильности (класс 2) до полной стерильности (класс 0) либо от полной фертильности (класс 5) до частичной фертильности (класс 3). По «М» типу снижение уровня фертильности отмечено у линий СК 11 и СК 12. Выделены новые самоопыленные линии кукурузы: СК 1, СК 6, СК 7, СК 8, СК 14 и СК 15, являющиеся закрепителями стерильности «М» типа ЦМС. Эти линии представляют ценность в качестве материнских форм при переводе на стерильную основу гибридов кукурузы, созданные с их участием. Выделены линии СК 5 и СК 9 – естественные восстановители фертильности «М» типа, представляющие ценность для использования в качестве отцовских форм гибридов. По отношению к «С» типу ЦМС наибольший интерес представляют закрепители стерильности СК 5, СК 12, СК 14 и константные восстановители фертильности СК 2, СК 3, СК 6, СК 10 и СК 13.

The wide introduction of new maize hybrids into production is possible only if they are transferred to a sterile basis. This requires data on the lines’ response to cytoplasmic male sterility (CMS). The purpose of the current study was to classify new self-pollinated maize lines according to their ability to fix and restore based on various sources of sterility and contrasting weather conditions during the conducted estimation. The study was carried out at the FSBSI Agricultural Research Center “Donskoy” in 2022–2024. The conditions during the study were contrasting (HTC = 0.49 – 2022, HTC = 0.83 – 2023, HTC = 0.22 – 2024). As the sterility sources there were used the forms М1 and М2 with different sterilizing capacity of the Moldavian (‘M’) type, and the forms С1, С2 with different sterilizing capacity of the Bolivian (‘C’) type of CMS. The objects of the study were 15 new constant (I6) self-pollinated maize lines and 60 test-cross hybrids obtained from analyzed crossings. The response of the self-pollinated lines depended on the source of sterility and the weather conditions of the year of study. The fertility level of testers with the participation of the sources M2 and C2 was higher than that of testers of the sources C1 and M1. In the arid year of 2024, the selfpollinated lines SK 7, SK 9 and SK 11 reduced the fertility level according to the ‘C’ type from partial fertility (class 2) to complete sterility (class 0), or from complete fertility (class 5) to partial fertility (class 3). According to the ‘M’ type, there was a fertility decrease in the lines SK 11 and SK 12. There have been identified such new self-pollinated maize lines as SK 1, SK 6, SK 7, SK 8, SK 14 and SK 15, which are sterility fixers of the ‘M’ type of CMS. These lines are valuable as maternal forms when transferring maize hybrids developed with their participation to a sterile basis. There have been identified the lines SK 5 and SK 9 as the natural fertility restorers of the ‘M’ type, which are valuable for use as paternal forms of hybrids. According to the ‘C’ type of CMS, the sterility fixers SK 5, SK 12, SK 14 and the constant fertility restorers SK 2, SK 3, SK 6, SK 10 and SK 13 are of the greatest interest.

кукуруза (Zea Mays L.)самоопыленные линиитесткроссные гибридывосстановители фертильностизакрепители стерильностиmaize (Zea Mays L.)self-pollinated linestestcross hybridsfertility restorerssterility fixersReferencesГонтаровский, В. А. Генетическая классификация источников цитоплазматической мужской стерильности у кукурузы // Генетика. 1971. № 9. С. 22–30.Gontarovskii, V. A. Geneticheskaya klassifikatsiya istochnikov tsitoplazmaticheskoi muzhskoi steril'nosti u kukuruzy [Genetic classification of cytoplasmic male sterility sources in maize] // Genetika. 1971. № 9. S. 22–30.Кибальник 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 [Effect of different types of sterile cytoplasms (A3, A4, 9E) on the combining ability of CMS of sorghum lines] // Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2020. № 24(6). S. 549–556. DOI: 10.18699/VJ20.648Кривошеев Г. Я., Игнатьев А. С. Восстановительная и закрепительная способность линий кукурузы в стерильной цитоплазме «М» и «С» типов ЦМС // Зерновое хозяйство России. 2019. № 2(62). С. 38 – 41. DOI 10.31367/2079-8725-2019-62-2-38-41Krivosheev G. Ya., Ignat'ev A. S. Vosstanovitel'naya i zakrepitel'naya sposobnost' linii kukuruzy v steril'noi tsitoplazme «M» i «S» tipov TsMS [Restorative and fixing ability of maize lines in sterile cytoplasm of “M” and “C” types of CMS] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2019. № 2(62). S. 38–41. DOI: 10.31367/2079-8725-2019-62-2-38-41Кривошеев Г. Я., Игнатьев А. С. Зависимость реакции на ЦМС линий кукурузы от их происхождения // Зерновое хозяйство России. 2023. Т. 15, № 6. С. 5–11. DOI: 10.31367/2079-8725-2023-89-6-5-11Krivosheev G. Ya., Ignat'ev A. S. Zavisimost' reaktsii na TsMS linii kukuruzy ot ikh proiskhozhdeniya [Dependence of maize lines’ reaction to CMS on their origin] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2023. T. 15, № 6. S. 5–11. DOI: 10.31367/2079-8725-2023-89-6-5-11Репка Д. А., Бельтюков Л. П., Кувшинова Е. К., Потапов Е. А. Эффективность применения биопрепаратов на сортах озимой пшеницы в условиях Ростовской области // Зерновое хозяйство России. 2020. № 1(67). С. 72–76. DOI: 10.31367/2079-8725-2020-67-1-72-76Repka D. A., Bel'tyukov L. P., Kuvshinova E. K., Potapov E. A. Effektivnost' primeneniya biopreparatov na sortakh ozimoi pshenitsy v usloviyakh Rostovskoi oblasti [Efficiency of using bioproducts on winter wheat varieties in the Rostov region] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2020. № 1(67). S. 72–76. DOI: 10.31367/2079-8725-2020-67-1-72-76Хатефов Э. Б., Керв Ю. А., Бойко В. Н., Головина М. А., Аппаев С. П. Расширение генетического полиморфизма исходного селекционного материала кукурузы методом редиплоидизации тетраплоидных популяций // Таврический вестник аграрной науки. 2018. № 4(16). С. 192–203. DOI: 10.25637/TVAN.2018.04.18Khatefov E. B., Kerv Yu. A., Boiko V. N., Golovina M. A., Appaev S. P. Rasshirenie geneticheskogo polimorfizma iskhodnogo selektsionnogo materiala kukuruzy metodom rediploidizatsii tetraploidnykh populyatsii [Expansion of genetic polymorphism of the original maize breeding material by rediploidization of tetraploid populations] // Tavricheskii vestnik agrarnoi nauki. 2018. № 4(16). S. 192–203. DOI: 10.25637/TVAN.2018.04.18Хатефов 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-o?2Khatefov 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 at VIR according to combining ability and reaction to CMS] // Biotekhnologiya i selektsiya rastenii. 2019. № 2(4). S. 15–23. DOI: 10.30901/2658-6266-2019-4-o?2Fox T., DeBruin J., Collet K. H., Trimnell M., Clapp J., Leonard A., Li B., Scolaro E., Collinson S., Glassman K., Mille M., Schussler J., Dolan D., Liu L., Gho C., Albertsen M., Bo Shen D. L. A single point mutation in Ms44 results in dominant male sterility and improves nitrogen use efficiency in maize // Plant Biotechnology Journal. 2017. Vol. 15, Iss. 8. P. 942–952. DOI: 10.1111/pbi.12689Fox T., DeBruin J., Collet K. H., Trimnell M., Clapp J., Leonard A., Li B., Scolaro E., Collinson S., Glassman K., Mille M., Schussler J., Dolan D., Liu L., Gho C., Albertsen M., Bo Shen D. L. A single point mutation in Ms44 results in dominant male sterility and improves nitrogen use efficiency in maize // Plant Biotechnology Journal. 2017. Vol. 15, Iss. 8. P. 942–952. DOI: 10.1111/pbi.12689Krivosheev 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., San Martin J. P., Schussler J., Pape R., Clapp J., Mongar N., Fox T., Albertsen M., Trimnell M., Collinson S., Shen B. Genetic male sterility (Ms44) increases maize grain yield // Сrop Science. 2017. Vol. 57, Iss. 5. P. 2718–2728. DOI: 10.2135/cropsci2016.08.0654Loussaert D., DeBruin J., San Martin J. P., Schussler J., Pape R., Clapp J., Mongar N., Fox T., Albertsen M., Trimnell M., Collinson S., Shen B. Genetic male sterility (Ms44) increases maize grain yield // Srop Science. 2017. Vol. 57, Iss. 5. P. 2718–2728. 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 Maize Male Sterile Line Jinyu 1A // Chinese Journal of Agricultural Sciences. 2020. Vol. 53(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 Maize Male Sterile Line Jinyu 1A // Chinese Journal of Agricultural Sciences. 2020. Vol. 53(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.