zhrosЗерновое хозяйство РоссииGrain Economy of Russia2079-87252079-8733Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Аграрный научный центр "Донской»10.31367/2079-8725-2025-98-3-5-12zhros-3147Research ArticleСЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙPLANT BREEDING AND SEED PRODUCTION OF AGRICULTURAL CROPSИзменчивость массы 1000 зерен и урожайности мутантных популяций яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) в условиях Северного ЗауральяVariability of 1000-grain weight and productivity of mutant populations of spring common WHEAT (Triticum aestivum L.) in the northern Trans-Uralshttps://orcid.org/0000-0002-5467-6538БомеН. А.BomeN. A.

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой ботаники, биотехнологии и ландшафтной архитектуры

625003, Тюменская обл., г. Тюмень, ул. Володарского, д. 6

Doctor of Agricultural Sciences, professor, head of the department of botany, biotechnology and landscape architecture

625003, Tyumen region, Tyumen, Volodarsky Str., 6

bomena@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-6907-7371СалехС.SalekhS.

младший научный сотрудник лаборатории геномных исследований в растениеводстве

625501, Тюменская обл., пос. Московский, ул. Бурлаки, д. 2

junior researcher of the laboratory for genomic research in plant breeding

625501, Tyumen region, Moskovsky, Burlaki Str., 2

samuel.biotech@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8449-3679ВайсфельдЛ. И.VaisfeldL. I.

главный специалист лаборатории солнечных фотопреобразователей

119334, г. Москва, ул. Косыгина, д. 4

major specialist of the photoconverter laboratory

119334, Moscow, Kosygin Str., 4

liv11@yandex.ruФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский государственный университет»РоссияFederal State Autonomous Educational Institution of Higher Education “University of Tyumen”Russian FederationНаучно-исследовательский институт сельского хозяйства Северного Зауралья – филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра Тюменского научного центра Сибирского отделения Российской академии наукРоссияScientific Research Institute of Agriculture for Northern Trans-Urals – Branch of Federal State Institution, Federal Research Center, Tyumen Scientific Center of Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут биохимической физики им. Н. М. Эмануэля Российской академии наукРоссияEmanuel Institute of Biochemical Physics of RAS (IBCP RAS)Russian Federation202519072025173512Copyright © Боме Н.А., Салех С., Вайсфельд Л.И., 20252025Боме Н.А., Салех С., Вайсфельд Л.И.Bome N.A., Salekh S., Vaisfeld L.I.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/3147

Цель исследования – определить изменчивость массы 1000 зерен мутантных образцов пятого (М5), шестого (М6) и седьмого (М7) поколений яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) во взаимосвязи с другими признаками в условиях Северного Зауралья. В течение трех вегетационных периодов (2021–2023 гг.) были протестированы 29 мутантных образцов пятого (М5), шестого (М6) и седьмого (М7) поколений в полевых опытах. Мутации индуцированы с помощью химического мутагена фосфемида после обработки семян сортов Скэнт 3 (Россия), Cara (Мексика) и гибрида F4 (Cara х Скэнт 3). Были обнаружены значительные различия по массе 1000 зерен и урожайности зерна среди мутантов, превосходящих исходные формы. Высокие показатели массы 1000 зерен отмечены у перспективных мутантов по сравнению с районированными (контрольными, стандартными) сортами (Тюменская 25, Тюменская 29, Новосибирская 31). Установлена достоверная (p < 0,05) положительная связь массы 1000 зерен с урожайностью (r = 0,680–0,760), массой зерна с колоса (r = 0,691–0,703), высотой растений (r = 0,478–0,586), шириной (r = 0,370–0,371) и площадью (r = 0,391) флагового листа, числом растений (r = 0,342) и продуктивных побегов (r = 0,336) на 1 м2, обратная – с длиной колосьев (r = -0,493) и числом зерен в колосе (r = -0,387). Результаты исследований изменчивости и взаимосвязи между признаками показали, что признак массы 1000 зерен может использоваться в качестве параметра отбора ценных генотипов. Мутанты, выделившиеся по крупности зерна и урожайности, с хорошими показателями белка и стекловидности представляют генетический ресурс для программ селекции яровой мягкой пшеницы в определенных агроэкологических условиях.

The purpose of the current study was to determine the variability of 1000-grain weight of mutant samples of the fifth (M5), sixth (M6) and seventh (M7) generations of spring common wheat (Triticum aestivum L.) in correlation with other traits in the Northern Trans-Urals. During three growing seasons (2021–2023), 29 mutant samples of the fifth (M5), sixth (M6), and seventh (M7) generations were tested in field trials. Mutations were induced using the chemical mutagen phosphemid after treating seeds of the varieties ‘Scant 3’ (Russia), ‘Cara’ (Mexico), and the hybrid F4 (‘Cara’ x ‘Scant 3’). There have been established significant differences in 1000-grain weight and grain productivity among mutants that exceeded the original forms. High indicators of the trait ‘1000-grain weight’ were found in promising mutants compared to zoned (control, standard) varieties (‘Tyumenskaya 25’, ‘Tyumen- skaya 29’, ‘Novosibirskaya 31’). There has been identified a reliable (p < 0.05) positive correlation between 1000-grain weight and productivity (r = 0.680–0.760), grain weight per ear (r = 0.691–0.703), plant height (r = 0.478–0.586), width (r = 0.370–0.371) and area (r = 0.391) of a flag leaf, number of plants (r = 0.342) and productive shoots (r = 0.336) per 1 m2, and a negative correlation with length of ears (r = -0.493) and number of grains per ear (r = -0.387). The study results of variability and correlation between traits has shown that the trait ‘1000-grain weight’ can be used as a parameter for selecting valuable genotypes. The mutants with the best grain size and productivity, with good indices protein and hardiness represent a genetic resource for spring common wheat breeding programs in certain agroecological conditions.

мутантгенотиппризнакизменчивостькорреляцияmutantgenotypetraitvariabilitycorrelationРабота выполнена при поддержке проекта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № FEWZ-2021-0007 «Адаптивная способность сельскохозяйственных растений в экстремальных условиях Северного Зауралья».ReferencesАгеева Е. В., Леонова И. Н., Лихенко И. Е. Советов В. В. Масса зерна колоса и масса тысячи зерен как признаки продуктивности у сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости в условиях лесостепи Приобья // Письма в Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021. № 7(1). С. 5–11. DOI: 10.18699/LettersVJ2021-7-0Ageeva E. V., Leonova I. N., Likhenko I. E. Sovetov V. V. Massa zerna kolosa i massa tysyachi zeren kak priznaki produktivnosti u sortov yarovoi myagkoi pshenitsy raznykh grupp spelosti v usloviyakh lesostepi Priob'ya [Grain weight per ear and 1000-grain weight as productivity traits in spring common wheat varieties of different maturity groups in the Ob forest-steppe] // Pis'ma v Vavilovskii zhurnal genetiki i selektsii. 2021. № 7(1). S. 5–11. DOI: 10.18699/LettersVJ2021-7-0Донгак М. С. М. Влияние гидротермического режима на урожайность яровой пшеницы в условиях Республики Тыва // Вестник КрасГАУ. 2024. № 10. С. 10–15. DOI: 10.36718/1819-4036-2024-10-10-15Dongak M. S. M. Vliyanie gidrotermicheskogo rezhima na urozhainost' yarovoi pshenitsy v usloviyakh Respubliki Tyva [The effect of hydrothermal regime on spring wheat productivity in the Republic of Tyva] // Vestnik KrasGAU. 2024. № 10. S. 10–15. DOI: 10.36718/1819-4036-2024-10-10-15Евдокимов М. Г., Юсов В. С., Пахотина И. В. Зависимость урожайности и качества зерна твердой яровой пшеницы от метеорологических факторов в южной лесостепи Западной Сибири // Зерновое хозяйство России. 2020. № 5. С. 26–31. DOI: 10.31367/2079-8725-2020-71-5-26-31Evdokimov M. G., Yusov V. S., Pakhotina I. V. Zavisimost' urozhainosti i kachestva zerna tverdoi yarovoi pshenitsy ot meteorologicheskikh faktorov v yuzhnoi lesostepi Zapadnoi Sibiri [Dependence of productivity and grain quality of spring durum wheat on meteorological factors in the southern forest-steppe of Western Siberia] // Zernovoe khozyaistvo Rossii. 2020. № 5. S. 26–31. DOI: 10.31367/2079-8725-2020-71-5-26-31Кинчаров А. И., Таранова Т. Ю., Демина Е. А., Чекмасова К. Ю. Селекционная оценка признака «масса 1000 зерен» в засушливых условиях // Успехи современного естествознания. 2020. № 5. С. 7–12.Kincharov A. I., Taranova T. Yu., Demina E. A., Chekmasova K. Yu. Selektsionnaya otsenka priznaka massa 1000 zeren v zasushlivykh usloviyakh [Breeding estimation of the trait ‘1000-grain weight’ in arid conditions] // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2020. № 5. S. 7–12.Ренгартен Г. А. Использование химического мутагенеза в селекции растений в Pоссии и за рубежом // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 4. С. 42–46.Rengarten G. A. Ispol'zovanie khimicheskogo mutageneza v selektsii rastenii v Possii i za rubezhom [mutagenesis in plant breeding in Russia and abroad] // Vestnik Kurskoi gosudarstvennoi sel'skokhozyaistvennoi akademii. 2022. № 4. S. 42–46.Chowdhry M. A., Ali M., Subhani G. M., Khaliq I. Path Coefficient Analysis for Water Use Efficiency, Evapo-Transpiration Efficiency, Transpiration Efficiency and Some Yield Related Traits in Wheat // Pakistan Journal of Biological Sciences. 2000. Vol. 3, P. 313–317. DOI: 10.3923/pjbs.2000.313.317Chowdhry M. A., Ali M., Subhani G. M., Khaliq I. Path Coefficient Analysis for Water Use Efficiency, Evapo-Transpiration Efficiency, Transpiration Efficiency and Some Yield Related Traits in Wheat // Pakistan Journal of BiologicalSciences. 2000. Vol. 3, P. 313–317. DOI: 10.3923/pjbs.2000.313.317Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Food and agriculture organization of the United Nations (Rome, Italy). 2021. URL: http://faostat.fao.org/ (дата обращения: 20.02.25).Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Food and agriculture organization of the United Nations (Rome, Italy). 2021. URL: http://faostat.fao.org/ (data obrashcheniya: 20.02.25).IAEA International Atomic Energy Agency (Mutant Varieties Database). IAEA. 2023. URL: https://nucleus.iaea.org/ (дата обращения: 05.02.25).IAEA International Atomic Energy Agency (Mutant Varieties Database). IAEA. 2023. URL: https://nucleus.iaea.org/ (data obrashcheniya: 05.02.25).Li Y., Hou R., Liu X., Chen Y., Tao F. Changes in wheat traits under future climate change and their contributions to yield changes in conventional vs. conservational tillage systems // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 815, Article number: 152947. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.152947Li Y., Hou R., Liu X., Chen Y., Tao F. Changes in wheat traits under future climate change and their contributions to yield changes in conventional vs. conservational tillage systems // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 815, Article number: 152947. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.152947Miao Y., Jing F., Ma J., Liu Y., Zhang P., Chen T., Che Z., Yang D. Major genomic regions for wheat grain weight as revealed by QTL linkage mapping and meta-analysis. // Front. Plant Sci. 2022. Vol. 13, DOI: 10.3389/fpls.2022.802310.Miao Y., Jing F., Ma J., Liu Y., Zhang P., Chen T., Che Z., Yang D. Major genomic regions for wheat grain weight as revealed by QTL linkage mapping and meta-analysis. // Front. Plant Sci. 2022. Vol. 13, DOI: 10.3389/fpls.2022.802310.

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