Breeding of self-compatible parent lines of high-productive red clover

Author(s):  
О. Старшинова

В статье изложены результаты исследований по созданию исходного материала клевера лугового на базе генетического источника самосовместимости. Целью данной работы было создание нового селекционного материала клевера лугового с высокой семенной продуктивностью на основе генетического источника самосовместимости и разработка селекционной программы. Исследования проводили в условиях селекционного тепличного комплекса (СТК) и в камерах искусственного климата с контролируемыми условиями среды. В качестве исходного материала использовали сорт отечественной селекции Ранний 2, селекционный образец 226 Бц с маркером белоцветковости соцветий и дикорастущий образец 3000 I2 с признаком самосовместимости. В процессе исследований применяли ручное перекрёстное, самоопыление цветков с использованием дополнительной изоляции и свободное опыление в естественных условиях. На основе дикорастущего генотипа с признаком самосовместимости сформирован образец 3000 I1, характеризующийся высокой завязываемостью семян при самоопылении (77). Установлена высокая наследуемость данного признака уже в F1-поколении: количество генотипов с уровнем завязываемости более 50 колебалось в пределах 5070. Созданы гибридные комбинации Ранний 2 3000 I2 и 226 Бц 3000 I2 в поколениях I1I3. Оценка инцухт-потомства I1I3 показала увеличение количества высокосамосовместимых генотипов: у гибрида Ранний 2 3000 I2 на 60, у гибрида 226 Бц 3000 I2 на 50 от общего числа растений. К I4-поколению процент средне- и высокосамосовместимых генотипов достигал 100 при полном отсутствии несовместимых и слабосовместимых генотипов. На основе линейного материала (Ранний 2 3000 I2) I4 сформированы многолинейные популяции F1 и оценены по семенной продуктивности. Установлено, что самосовместимые гибриды по количеству соцветий превосходили сорт Ранний 2 на 19, по завязываемости семян на 2531, по массе семян с одного растения на 1824. Разработана селекционная программа по созданию исходного материала клевера лугового (Trifolium prаtense L.) с высокой семенной продуктивностью с использованием генетического источника самосовместимости. The paper reports on breeding of self-compatible parent lines of red clover. The aim of the research was obtaining of new breeding material of red clover with high seed productivity using self-compatibility and development of the breeding program. Plants were grown in growth chambers. Ranniy 2 variety, white-flowered line No. 226 Bts and self-compatible wild genotype No. 3000 I2 performed as parent material. Self-compatibility of the wild genotype was introduced into the new line No. 3000 I1, showing intensive seed formation when self-pollinating (77). F1 showed high heritability of that trait. Ranniy 2 No. 3000 I2 and No. 226 Bts No. 3000 I2 hybrids were obtained in I1I3 generations. I1I3 lines had higher number of self-compatible genotypes: Ranniy 2 No. 3000 I2 hybrid by 60, No. 226 Bts No. 3000 I2 by 50 of the total plant number. By the I4 generation proportion of genotypes with medium or high self-compatibility reached 100. Ranniy 2 No. 3000 I2 was used to obtain multiline populations. Self-compatible hybrids exceeded Ranniy 2 in inflorescence number by 19, in seed formation by 2531, in seed mass from one plant by 1824. The breeding program was developed.

Author(s):  
М.Ю. Новосёлов ◽  
О.А. Старшинова ◽  
Л.В. Дробышева ◽  
Г.П. Зятчина

Основными лимитирующими факторами в развитии клеверосеяния являются дефицит семян и их высокая стоимость. Наши исследования были направлены на поиск, выделение и изучение самосовместимых генотипов клевера лугового (Trifolium pratense L.). Потомство образца № 3000 I1, генетического источника самосовместимости, обладало данным свойством на уровне от 18 до 100 %. Средняя величина завязываемости семян при самоопылении составила 77 %, что сопоставимо с результатом при перекрёстном опылении (93 %) и многократно превосходит показатель самосовместимости у диплоидных сортов (0,5–1 %). Все изученные формы обладали завязываемостью семян на уровне 46 % без триппинга цветков при механическом воздействии на соцветия. Цитологическое изучение пыльцы и анализирующие скрещивания с диплоидными формами показали, что данный образец имеет диплоидное состояние. Сравнение по основным морфо-биологическим признакам образца № 3000 I1 с сортами Ранний 2 и ВИК 7 показало, что он отличается более продолжительным вегетационным периодом, низкорослостью, формирует большее количество стеблей, отличается повышенной облиственностью, содержанием сухого вещества и протеина. Выявлена высокая наследуемость самосовместимости в реципрокных скрещиваниях с сортом Ранний 2. Уровень самосовместимости более 50 % в поколении F1 был достигнут у 53 % генотипов при прямых и 74 % — при обратных скрещиваниях. Таким образом, созданный исходный материал может использоваться в селекционной практике для получения гомозиготного линейного материала и создания многолинейных сортов клевера лугового с высокой и устойчивой семенной продуктивностью. The basic limiting factor in development of clover-sowing is the deficit and high cost of seeds. Our investigations were directed on search, selection and study of self-compatible genotypes of red clover (Trifolium pratense L.). Progeny of a genetic source with self-compatibility (№ 3000 I1) exhibited this property with the level from 18 to 100 %. The average value of seed setting was 77 % at self-pollination, which was comparable with this parameter at cross-pollination — 93 %, and exceeded in many times self-compatibility of diploid varieties — 0.5–1 %. Every investigated genotype set seeds by 46 % in the absence of tripping, by mechanical stimulation of inflorescence. Cytology study of pollen and analyzing crossings with diploid forms have shown that studied sample is diploid. The № 3000 I1 and the varieties “Ranniy 2” and “VIK 7” were compared on morphological characters and biological properties. The studied sample had longer vegetative period, abundant foliage, was stunting, formed more stems, and contained more dry matter and protein. Self-compatibility highly inherited at reciprocal crossing with diploid variety “Ranniy 2”. Among progeny F1, at the direct crossings we have selected 53 % of genotypes with 50 % rate of self-compatibility and at the backcrossing — 74 %. Thus, the studied initial material is recommended to use in red clover breeding for creation homozygous lines and multilinear varieties with high and sustainable seed productivity.  


Author(s):  
М. Новосёлов ◽  
Л. Дробышева ◽  
О. Старшинова ◽  
Э. Рекашус ◽  
А. Одноворова

В статье изложены результаты исследований влияния инокуляции клубеньковыми бактериями и внекорневых обработок бором и минеральным азотом на семенную продуктивность клевера лугового сорта Марс. Цель работы определить оптимальные варианты внекорневой обработки растений бором и минеральным азотом, в том числе в сочетании с инокуляцией клубеньковыми бактериями, обеспечивающие максимальную семенную продуктивность клевера лугового сорта Марс. Установлено, что внекорневые подкормки минеральным азотом и бором в фазу начала цветения, а также инокуляция эффективным штаммом клубеньковых бактерий повышали его семенную продуктивность. Обработка растений бором повысила урожайность семян на 8,2. Совместное применение бора и инокуляции увеличило эффективность приёма до 20,0 к инокулированному и до 34,4 к неинокулированному контролю. Внекорневое опрыскивание аммиачной селитрой в чистом виде было эффективно в дозах 2,5 и 3,0 кг/га: прибавка к контролю составила соответственно 11,8 и 16,7. Комплексное применение бора и минерального азота наибольшую прибавку урожая семян дало в варианте B N3,0, которая составила 36,6. Инокуляция комплементарным штаммом Rh. trifolii увеличила урожайность семян клевера на 12,0. Обработка растений бором и аммиачной селитрой в различных концентрациях на фоне инокуляции была эффективной во всех вариантах (12,331,4 к инокулированному и 25,847,1 к неинокулированному контролю). Рекомендуется для повышения семенной продуктивности тетраплоидных сортов типа Марс проводить внекорневое опрыскивание растений в фазу начала цветения бором в дозе 0,4 кг/га в комплексе с аммиачной селитрой из расчёта 3,0 кг/га действующего вещества или инокулировать семена перед посевом комплементарными штаммами с последующей внекорневой подкормкой бором (0,4 кг/га) совместно с минеральным азотом (3,0 кг/га). This paper reports on red clover seed productivity affected by the inoculation with nodule bacteria and topdressing with B and mineral N. The aim was to determine optimal treatment rates and combinations leading to the highest seed productivity of clover Mars. Topdressing with B and N at flowering time combined with bacterium inoculation increased its yield capacity. B application improved seed yield by 8.2. B treatment together with inoculation improved clover performance by up to 20.0 and 34.4 compared to the inoculated and non-inoculated controls, respectively. Application rates of 2.5 and 3.0 kg ha-1 showed the best effect when topdressing by pure ammonium nitrate: yield increase amounted to 11.8 and 16.7, respectively. Variant B N3.0 provided the highest yield increase of 36.6. Seed inoculation with Rh. trifolii increased seed productivity by 12.0. Topdressing with different concentrations of B and ammonium nitrate was effective in all the variants on the background of bacterium inoculation (12.331.4 and 25.847.1 compared to inoculated and non-inoculated controls, respectively). Spraying with B (0.4 kg ha-1) and ammonium nitrate (3.0 kg ha-1) with or without seed inoculation by nodule bacteria are recommended to improve tetraploid clover performance.


Author(s):  
В.А. Волошин

В данной статье представлены результаты сравнительной оценки 11 сортов клевера лугового и одного образца-дикороса, проведённой в Пермском НИИ сельского хозяйства в 2018–2019 годах. Все селекционные сорта сформировали полноценные первый и второй укосы или отаву в оба года использования. Дикорастущая форма формировала только один укос, демонстрируя особенность позднеспелого одноукосного типа. Сорта Кретуновский и Ранний 2 показали себя как типичные раннеспелые двухукосные. Другие сорта занимали промежуточное положение. Наибольший сбор сухого вещества обеспечивал образец-дикорос в оба года при крайне различных погодных условиях (1,266 и 1,259 кг/м2 соответственно). Дикорастущая форма и сорт Ранний 2 обеспечивали стабильные урожаи зелёной массы и сухого вещества независимо от возраста и погодных условий. Образец дикорастущего клевера имел более однородный фенотип по сравнению с сортом Пермский местный — стандартом для позднеспелого типа, что указывает на большую генетическую однородность. Согласно всесторонней оценке, включающей степень перезимовки, урожайность зелёной и сухой массы, характер цветения, созревания, формирования и конечный урожай семян, образец-дикорос имеет отличительные признаки позднеспелого (одноукосного) типа и может использоваться в качестве исходного генетического материала для дальнейшей селекции позднеспелых одноукосных сортов клевера лугового, характеризующихся экономически ценными свойствами: высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды, высокой и стабильной урожайностью зелёной массы и семян. Исследования будут продолжены с оценкой ряда образцов дикорастущих форм клевера лугового, обнаруженных в 2019 году в природных биоценозах Пермского края. This article deals with the competitive trial of 11 varieties and 1 wild genotype of red clover conducted at the Research Institute of Agriculture in 2018–2019. All the varieties provided good yields of green mass both in the first and second cuts. Wild genotype provided only one cut as long-season one-cut type. “Kretunovskiy” and “Ranniy 2” performed as typical short-season two-cut varieties. Wild genotype produced the highest yield of dry matter (DM) under contrast weather conditions (1.266 and 1.259 kg/m2, respectively). Wild genotype and “Ranniy 2” formed stable yields of green mass and DM regardless of time period and weather. Wild genotype showed homogeneous phenotype compared to “Permskiy mestnyy” — long-season standard variety indicating high genetic uniformity. Such traits as winter hardiness, green and dry mass yields, flowering pattern, seed maturation, formation and production were evaluated. According to this evaluation wild genotype performed as long-season (one-cut) type showing high resistance to unfavorable conditions, high and stable yield of green mass and seeds. Therefore, it can be used a source of economically important traits for future breeding programs of red clover. Further investigations will focus on the evaluation of wild genotypes of red clover found in the Perm region in 2019.


Author(s):  
А.М. Мазин ◽  
Э.Э. Егги

В статье рассмотрены приёмы восстановления высокоурожайного сорта клевера лугового Псковский местный двуукосный селекции Псковского НИИСХ с целью возвращения его в сельскохозяйственное производство Северо-Западного региона РФ. Сорт Псковский местный двуукосный отличается высокой урожайностью, продуктивным долголетием и устойчивостью к неблагоприятным факторам среды. Имеет повышенный спрос у производственников Псковской области. Однако отсутствие семеноводства, проблемы с выдачей сортовых и посевных документов сдерживают его распространение. Большой интерес представляет использование данного сорта в селекционной работе. В 2018–2020 годах в питомнике ОП Псковского НИИСХ были изучены семь образцов этой культуры (П-101–П-107), полученных из хозяйств области. Посеянные семена собраны с неапробированных посевов предположительно сорта Псковский местный двуукосный, который возделывался в хозяйствах многие годы. Для сравнительного анализа оригинал сорта получили из коллекции ВИР (К-31744). В результате определения типа созревания образцов по количеству междоузлий на стебле и построения вариационных кривых образцы П-103, П-106, П-107 отнесли к позднеспелому типу клевера лугового, что указало на их несоответствие оригиналу. Наиболее близкими по этому показателю к оригиналу оказались образцы П-101, П-102, П-104, П-105. По морфологическим признакам наибольшее сходство с оригиналом имели образцы П-101, П-102, П-103. Методом SDS-электрофореза белковых спектров выявили три позиции, по которым исследованные образцы неапробированных посевов (П-101, П-102, П-103) отличались от К-31744. Для восстановления сорта Псковский местный двуукосный в качестве исходного материала перспективно использование образцов П-101 и П-102 как наиболее схожих с оригиналом по срокам созревания и морфологии. Метод SDS-электрофореза позволяет контролировать селекционные образцы на идентичность сортам клевера лугового. This article reports on the experiment aimed at improving the performance of red clover “Pskovskiy mestnyy dvuukosnyy” to be cultivated in the North-West region of Russia. The variety was bred at the Pskov Agricultural Research Institute and has high productivity, productive longevity and resistance to environmental stresses. This variety is well-known among the farmers in the Pskov region. However poor seed production together with paper issues have negative impact on its wide cultivation. “Pskovskiy mestnyy dvuukosnyy” is a valuable material for plant breeding. In 2018–2020 the Pskov Agricultural Research Institute collected seven red clover specimens (P-101–P-107) from the regional farms. The collected seeds potentially belonged to the “Pskovskiy mestnyy dvuukosnyy” variety. The original variety was obtained from the Federal Research Center N. I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR) as a control (K-31744). As a result, P-103, P-106, and P-107 were shown to be long-seasoned and therefore differed from the control. P-101, P-102, P-104, and P-105 were more similar to the control in their maturation rate. However, P-101, P-102, P-103 morphologically were closer to the original variety. SDS-PAGE showed that P-101, P-102, and P-103 differed from the control (K-31744). P-101 and P-102 were used as parent material to improve “Pskovskiy mestnyy dvuukosnyy” since they were more similar to the one.


2020 ◽  
Vol 496 (1) ◽  
pp. 888-893 ◽  
Author(s):  
Rafael C Nunes ◽  
Fabio Pacucci

ABSTRACT Supermassive black holes (SMBHs) play a crucial role in the evolution of galaxies and are currently detected up to $z$ ∼ 7.5. Theories describing black hole (BH) growth are challenged by how rapidly seeds with initial mass $M_\bullet \lesssim 10^5 \, {\rm M_\odot }$, formed at $z$ ∼ 20–30, grew to $M_\bullet \sim 10^9 \, {\rm M_\odot }$ by $z$ ∼ 7. Here we study the effects of the value of the Hubble parameter, H0, on models describing the early growth of BHs. First, we note that the predicted mass of a quasar at $z$ = 6 changes by $\gt 300{{\ \rm per\ cent}}$ if the underlying Hubble parameter used in the model varies from H0 = 65 to H0 = 74 km s−1Mpc−1, a range encompassing current estimates. Employing an MCMC approach based on priors from $z$ ≳ 6.5 quasars and on H0, we study the interconnection between H0 and the parameters describing BH growth: seed mass Mi and Eddington ratio fEdd. Assuming an Eddington ratio of fEdd = 0.7, in agreement with previous estimates, we find $H_0 = 73.6^{+1.2}_{-3.3}$ km s−1Mpc−1. In a second analysis, allowing all the parameters to vary freely, we find log (Mi/M⊙) > 4.5 (at 95 per cent CL), $H_0 = 74^{+1.5}_{-1.4}$ km s−1Mpc−1 and $f_{\rm Edd}=0.77^{+0.035}_{-0.026}$ at 68 per cent CL. Our results on the typical Eddington ratio are in agreement with previous estimates. Current values of the Hubble parameter strongly favour heavy seed formation scenarios, with $M_i \gtrsim 10^4 \, {\rm M_\odot }$. In our model, with the priors on BH masses of quasars used, light seed formation scenarios are rejected at ∼3σ.


Author(s):  
N. I. Kasatkina ◽  
Z. S. Nelyubina ◽  
I. Sh. Fatykhov

Seed production of perennial leguminous herbs, including meadow clover (Trifolium praténse), is complicated due to the natural and climatic conditions of the region. In Middle Urals, only two to three years out of ten are favorable for seed production. Estimation of influence of the hydrothermal regime of the growing season and the sowing method has been carried out in the experimental crop rotation of the Udmurt Research Institute of Agriculture, UdmFRC Ural Branch of the RAS with the seed grass stand of meadow diploid clover varieties Pelican and Trio, tetraploid variety Kudesnik It has been revealed that seed productivity of meadow clover on sod-podzolic medium loamy soil was more dependent on the prevailing hydrothermal regimes of vegetation periods, as well as on the variety’s ploidy. A relatively high seeds yield of the Pelican variety (2n) 444-593 kg/ha and Kudesnik variety (4n) 101-116 kg/ha was formed under conditions of insufficient and optimal moisture supply of the vegetation period with a hydrothermal coefficient of 0.67-1.41. With increase in hydrothermal coefficient p to 1.56-1.69, the seeds yield of the Trio variety (2n) decreased to 251-328 kg/ha, of the Kudesnik variety (4n) - to 77-91 kg/ha. Under the same conditions, according to the hydrothermal regime of vegetation, the Kudesnik clover variety formed a relatively larger number of stems and heads, however, the heads productivity was significantly inferior to diploid varieties, which ultimately affected its seed productivity. Sowing diploid varieties of meadow clover Pelican and Trio in the usual ordinary way (15 cm), tetraploid variety Kudesnik in a wide-row way (30 cm) allowed increasing seeds yield and thereby neutralizing the negative impact of weather factors. Sstudy of the seed formation features of meadow clover varieties differing in ploidy in contrasting agrometeorological conditions may be of interest in developing methods for optimizing their seed productivity.


2020 ◽  
Vol 116 (1) ◽  
pp. 145
Author(s):  
Sharife HABIBPOUR ◽  
Majid AMINI DAHAGHI ◽  
Mohammad-Eghbal GHOBADI ◽  
Alaeddin KORDENAEEJ

<p>This study aimed to characterize if dust sprayed on soybean foliage impacts its yield and yield component characteristics. In 2017 and 2018, soybean [<em>Glycine max</em> (L.) Merr.] was planted using a factorial randomized complete block design with three replicates. Plants were sprayed with a 20 g m<sup>-2</sup> of dust at four stages of the growth cycle, including third-node, the beginning of flowering, the beginning of podding, and the beginning of seed formation. Dust spraying was then continued twice weekly until the late full seed stage. Plant measurements included yield, yield components, stomatal conductance, peroxidase, and superoxide dismutase antioxidant enzymes activities. Results showed that depending on the time of application, the dust coverage created a range of yield loss in soybeans, most likely due to a reduction in stomatal conductance, grains plant<sup>-1</sup> and 100-seed mass. Therefore, soybean fields that are regularly exposed to dust might be subjected to reduced yield.</p>


Author(s):  
N.I. KASATKINA ◽  
◽  
ZH.S. NELYUBINA ◽  
I.SH. FATYKHOV

Seed productivity of perennial leguminous grasses is subject to sharp fluctuations due to their biological characteristics, different reactions to changes in growing conditions, and meteorological factors over the growing season. In this case, the productive longevity of herbs is of great importance. The research aims to analyze the seed productivity and the duration of using the grassstand of perennial legume grasses in the meteorological conditions of the Middle Pre-Urals. The analysis of seed yield, energy, and economic efficiency of long-term use of perennial leguminous grasses was carried out based on a result of studies laid down in the Udmurt Research Institute of Agriculture of the UdmFRC of the UB RAS in 1996–2005 with the eastern Galega variety Gale, in 2011–2015 – with varieties of red clover and variegated alfalfa, in 2011–2016 – with birds-foot trefoil variety Solnyshko. The research found that red clover sowing is best used for seeds for one year. In the first year of use, the yield of double-cut clover varieties was 146 kg/ha, of single-cut varieties – 138 kg/ha. In the second year of using the grass stand, the yield significantly decreased to 37 and 39 kg/ha. The yield of 162 kg/ha at the standard level was formed by the twocut clover variety Dymkovsky. Crops of variegated alfalfa can be used for seeds for two years. Seed productivity of variegated alfalfa varieties in the 1st year of use was 204 kg/ha, in the 2nd year of use – 260 kg/ha. Alfalfa of the Guzel variety formed a significantly high seed yield of 251 kg/ha. The recommended duration of the use of the birds-foot trefoil grass-stand is two to three years. In the 1st and 2nd years of use of the grass stand, the yield of the seeds was relatively high, 215–378 and 213–349 kg/ha, respectively. By the 3rd year of use, it decreased to 89–161 kg/ha. The old-age grass stand of the 4th year of use did not form seeds. Sowing the birds-foot trefoil without a cover or under cover of spring wheat by the usual row method with a seeding rate of 8–9 million units/ha showed the highest seed yield of 255–270 kg/ha. The duration of the use of the eastern Galega grass-stand is up to 10 years or more. The highest yield of Galega seeds of 510 kg/ha was obtained during the harvesting of grass in the first year of use for feed, in the second – fifth year of use – for seeds, from the 6th year of use – for feed.


Author(s):  
М. Ломов ◽  
Ю. Писковацкий ◽  
Л. Соложенцева

Приведены результаты селекционных исследований новых образцов люцерны в селекционных питомниках. Научная работа выполнялась на Центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ФГБНУ ВНИИ кормов им. В. Р. Вильямса в Нечернозёмной зоне Российской Федерации в 20142016 годах. В селекционных питомниках проходили оценку по комплексу признаков 22 новых гибрида (по 11 в каждом), созданных с учётом генетической разнокачественности, различий в географическом, экологическом происхождении и степени окультуренности. Проведено изучение новых образцов, созданных методами внутривидовой и отдалённой гибридизации, выделение перспективных номеров по семенной продуктивности и продуктивности зелёной массы для последующей их оценки в составе травосмеси в контрольных питомниках и питомниках конкурсного сортоиспытания в полевых условиях селекционного люцернового севооборота. Гибриды в основном пёстрогибридного сортотипа. В качестве стандарта использовался сорт люцерны Луговая 67. Представлены данные новых перспективных образцов люцерны изменчивой по зимостойкости, облиственности растений, мощности развития, урожайности зелёной и сухой массы и другие показатели. По семенной продуктивности для дальнейших научных исследований выделены следующие селекционные гибриды: Вела, П-379, П-297, СГП 62-11, СГП 61-11, СГП 63-11, СМС-1, МН-340. Они превосходили контрольный вариант на 2581,2, а гибриды СМС-1, СГП 80-96, СГП 65-79 и МН-340 даже в 2,12,3 раза. The article reports on breeding of new alfalfa genotypes in nurseries. The research took place at the Central Experimental Station of the All-Russian Williams Fodder Research Institute in the Non-Chernozem region of Russia in 20142016. The number of traits of 22 new hybrids was analyzed in breeding nurseries (11 genotypes in each). Genotypes were obtained from genetically diverse wild and domesticated parent material, differed in geographical and ecological origins. Hybrids were bred via intraspecific and distant hybridization. The research comprised evaluation and selection of promising genotypes, having high seed and green mass yields to be further analyzed in competitive trials. Alfalfa Lugovaya 67 performed as a standard variety. The article presents new data on alfalfa winter hardiness, leaf coverage, growth, green and dry mass productivities etc. Such hybrids as Vela, P-379, P-297, SGP 62-11, SGP 61-11, SGP 63-11, SMS-1 and MN-340 had the highest seed productivity and were selected for further investigations. They exceeded the standard in seed yield by 2581.2 or even by 2.12.3 times (SMS-1, SGP 80-96, SGP 65-79 and MN-340).


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document