Пигменты хлорофилла и урожайность озимой мягкой пшеницы при различных водных режимах

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.

1. Амунова 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.

2. 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. https://doi.org/10.31367/2079-8725-2021-78-6-9-14

3. Голева 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. https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2016.2.31

4. Гузенко 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. https://doi.org/10.31367/2079-8725-2024-91-2-88-97

5. Калинина 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.

6. Куликович С. Н., Куликович Е. Н. Диагностика стадий развития озимой пшеницы по шкале BBCH. Минск: Наша Идея, 2014. 23 с.

7. 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. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2020-340-7-86-89

8. Маймистов В. В., Осипов Ю. Ф., Чумаковский Н. Н., Евтушенко Ю. В. Ускоренная оценка засухоустойчивости селекционного материала // Селекция и семеноводство. 1988. № 3. С. 23-25.

9. 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. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2022.23.6.788-795

10. Тютерева 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. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.5.843rus

11. Шестакова 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. https://doi.org/10.32417/1997-4868-2020-196-5-27-37

12. Шматько 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.

13. 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. https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01082

14. Zhao 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. https://doi.org/10.3390/w12082127

15. Yang 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. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.832898