Основні напрями та завдання селекції ячменю озимого у Центральному Лісостепу України
DOI:
https://doi.org/10.21498/na.1(4).2016.118001Ключові слова:
ячмінь озимий, селекція, напрями, завдання, врожайність, стабільність, зимостійкість, посухостійкість, стійкість до вилягання, стійкість до хворобАнотація
Мета. Визначити основні напрями та завдання селекції ячменю озимого у Центральному Лісостепу України.
Методи. Польовий, лабораторний, аналітичний, статистичний.
Результати. Показано недостатню кількість наукових публікацій, щодо розробки і поглиблення теоретичних основ селекції ячменю озимого в Україні, особливо у зоні Лісостепу, за умов змін кімату. На основі власних багаторічних експериментальних досліджень 2003/04–2015/16 рр., які підтверджуються світовими науковими досягненнями, визначено основні напрями та завдання на які першочергово слід спрямувати селекцію ячменю озимого у Центральному Лісостепу України. Аргументовано необхідність цілеспрямованого створення сортів різної інтенсивності і напрямів використання з відповідними якісними показниками: для тваринництва, солодової та харчової промисловості. Виділено основні лімітуючі чинники, які останніми роками мають найсильніший вплив на рівень урожайності ячменю озимого: умови перезимівлі, нерівномірність розподілу опадів, підвищені температури повітря, вилягання, ураження комплексом збудників хвороб.
Висновки. Необхідна розробка теоретичних основ селекції ячменю озимого за окремими програмами, відповідно до напрямів використання: фуражного, солодового і харчового. У межах вище наведених напрямів слід створювати як інтенсивні, так і універсальні сорти. Основними ознаками сортів ячменю озимого у Лісостепу України повинні бути: високий потенціал продуктивності і її стабільність, зимостійкість, посухостійкість, жаростійкість, стійкість до вилягання, стійкість до борошнистої роси, смугастої, темно-бурої, сітчастої плямистостей та карликової іржі.
Посилання
Gudzenko, V. M. (2013). Yielding capacity, plasticity, and stability of winter barley in the Central Forest-steppe of Ukraine. Selektsia I Nasinnitstvo [Plant Breeding and Seed Production], 103, 231–241. [in Ukrainian]
Ivashchenko, O. O., & Rudnyk-Ivashchenko, O. I. (2011). Directions of adaptation of agrarian production to climate fluctuations]. Visnyk ahrarnoi nauky [Вulletin of Agricultural Science], 8, 10–12. [in Ukrainian]
Zhuchenko, A. A. (1980). Ekologicheskaya genetika kul'turnykh rasteniy (adaptatsiya, rekombinogenez, agrobiotsenoz) [Ecological Genetics of Cultivated Plants (Adaptation, Recombination, Agrobіocenosis)]. Kishinev: Shtiintsa. [in Russian]
Zhuchenko, A. A. (1988). Adaptivnyy potentsial kul'turnykh rasteniy (ekologo-geneticheskie osnovy) [Adaptive Capacity of Cultivated Plants (Ecological and Genetic Foundations)]. Kishinev: Shtiintsa. [in Russian]
Zhuchenko, A. A. (1990). Adaptivnoe rastenievodstvo (ekologo-geneticheskie osnovy) [Adaptive Crop Production (Ecological and Genetic Foundations)]. Kishinev: Shtiintsa. [in Russian]
Dyulgerova, B., Dimova, D., & Valcheva, D. (2016). Genetic diversity in six-rowed winter barley (Hordeum sativum Jess., ssp. vulgare L.) genotypes. Bulgarian journal of agricultural science, 22, 114–118.
Rode, J., Ahlemeyer, J., Friedt, W., & Ordon, F. (2012). Identification of marker-trait associations in the German winter barley breeding gene pool (Hordeum vulgare L.). Mol breeding, 30, 831–843.
Pržulj, N. M., & Momčilović, V. M. (2013). Effects of cultivar and year on leaf number in winter barley. Matica Srpska Journal for Natural Sciences, 125, 85–91.
Pochişcanu, S. Lupu, C., Negru S., & Buburuz, A.-A. (2011). The behavior of some winter barley varieties in the climatic conditions of the Central Moldavian Plateau. Cercetări Agronomice în Moldova, 44(4), 35–44.
Gut, M., Bichoński, A., & Węgrzyn, S. (2004). Heritability, variation and relationship between frost resistance of winter barley and some of its characters. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities, 7(1). Retrieved from http://www.ejpau.media.pl/articles/volume7/issue1/agronomy/art-02.pdf
Repko, N. V. Smirnova, E. V., & Koblyanskiy, A. S. (2015). Acreage and yield of winter barley in the major regions of growing. Naučnyj žurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Scientific Journal of Kuban State Agrarian University], 112. Retrieved from http://ej.kubagro.ru/2015/08/pdf/119.pdf
Lalić, A., Kovačević, J., Novoselović, D., Šimić, G., Abičić, I., & Guberac, V. (2009). Agronomic and quality traits of winter barley varieties (Hordeum vulgare L.) under growing conditions in Croatia. Agriculturae conspectus scientificus, 74(4), 283–289.
Madre, M. (2004). Progress in malting barley in Secobra. Proceedings 9th Intern. genetic symp. (Vol. 1, pp. 374–384). June 20–26, 2004, Brno, Czech Republic.
Garkavyy, P. F. (1968). Winter barley breeding for winter hardiness. Voprosy genetiki, selektsii i semenovodstva [Problems of Genetics, Plant Breeding and Seed Production], 8, 80–92. [in Russian]
Garkavyy, P. F. (1970). Main results, objectives and methods of barley breeding in the USSR. Voprosy genetiki, selektsii i semenovodstva [Problems of Genetics, Plant Breeding, and Seed Production], 9, 37–52. [in Russian]
Linchevskiy, A. A. (1990). Improving barley varieties in breeding process. In Selektsiya yachmenya na povyshenie adaptivnosti s tsel'yu uvelicheniya i stabilizatsii urozhaya [Breeding of barley aimed at increasing its adaptivity with the purpose of increasing and stabilisation of yield] (pp. 5–18). Odessa: N.p. [in Russian]
Linchevskyi, A. A. (1996). New tasks and ways to solute them in winter and spring barley breeding. In Realizatsiia potentsiinykh mozhlyvostei sortiv ta hibrydiv Selektsiino-henetychnoho instytutu v umovakh Ukrainy. [Realization of potential abilities in varieties and hybrids bred at Plant Breeding and Genetics Institute under conditions of Ukraine] (pp. 21–27). Odesa: N.p. [in Ukrainian].
Sheremet, O. M. (2008). Results of winter barley breeding at the Plant Breeding & Genetics Institute during 1984–2007. Zbirnyk naukovykh prats SHI–NTsNS [Collection of Scientific Papers of Plant Breeding & Genetics Institute – National Centre of Seed and Cultivar Investigation], 96–105. [in Ukrainian]
Linchevskyi, A.A. (2008). 92 years of breeding barley at the Plant Breeding & Genetics Institute. Zbirnyk naukovykh prats SHI–NTsNS [Collection of Scientific Papers of Plant Breeding & Genetics Institute – National Centre of Seed and Cultivar Investigation], 24–49. [in Ukrainian]
Gudzenko, V. N. (2013). Results of winter barley breeding at the V.N. Remeslo Mironovka Institute of Wheat of NAAS of Ukraine. Zemledelie i selektsiya v Belarusi [Farming and Plant Breeding in Belarus], 49, 398–405. [in Russian]
Volkodav, V. V. (Ed.). (2003). Method of examination and state testing of varieties of grain, cereal and leguminous crops. Okhorona prav na sorty roslyn [Plant variety rights protection] (Vol. 2, Part. 3). Kyiv: Alefa. [in Ukrainian]
Dospekhov, B. A. (1985). Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy) [Methods of field experiment (with the basics of statistical processing of research results)]. (5th ed., rev.). Moscow: Agropromizdat. [in Russian]
Ullich, S. E. (Ed.). (2011). Barley: production, improvement, and uses. West Sussex: Wiley-Blackwell.
Obert, D. E., Evans, C. P., Windes, J. M., Wesenberg, D. M., Ulrich, S. E., Budde, A., Chen, X., & Jackson, E. W. (2009). Registration of ‘Endeavor’ winter barley. Journal of plant registrations, 3(2), 124–126.
Windes, J. M., & Obert, D. Charles: two-row winter malt barley. University of Idaho.
Barley and oats pocketbook (HGCA Recommended list 2014/2015) (2014). HGCA, Agriculture and horticulture development board.
Rybalka, O. I., Polishchuk, S. S., Kirdohlo, Ye. K., & Morhun, B. V. (2013). Genetic and selection criteria of hulless barley cultivar production for the food end-use. Fiziologiiâ i biohimiiâ kulʹturnykh rasteniĭ [Physiology and Biochemistry of Cultivated Plants], 45(3), 187–205. [in Ukrainian]
Dickin, E., Steele, K., & Wright, D. (2010). Hulless barley for functional food. HGCA Project Report 472.
Brooks, W. S., Vaughn, M. E., Berger, G. L., Griffey, C. A., Thomason, W. E., Paling, J. J., … Hicks, K. B. (2012). Registration of ‘Eve’ winter hulless barley. Journal of plant registrations, 7(1), 5–11. doi:10.3198/jpr2012.03.0148crc
Brooks, W. S., Vaughn, M. E., Griffey, C. A., Thomason, W. E., Paling, J. J., Pitman, R. M., … Hicks, K. B. (2010). Registration of ‘Dan’ winter hulless barley. Journal of plant registrations, 5(1), 1–4. doi:10.3198/jpr2010.03.0161crc
Gudzenko, V. M. (2015). The extension of genetic diversity for barley breeding under conditions of the Central Part of Forest-Steppe of Ukraine. Selektsia I Nasinnitstvo [Plant Breeding and Seed Production], 107, 25-37. [in Ukrainian]
Klymyshena, R. I. (2012). Obhruntuvannia elementiv tekhnolohii vyroshchuvannia pyvovarnoho yachmeniu ozymoho v umovakh pivdennoi chastyny Lisostepu Zakhidnoho [Justification of elements of growing technology of winter malting barley in the conditions of southern part of Western Forest-Steppe] (Extended Abstract of Cand. Agric. Sci. Diss.). Kamianets-Podilskyi. [in Ukrainian]
Malashkina, M. S. (2008). Morfologicheskie parametry, biokhimicheskie i tekhnologicheskie svoystva golozernogo yachmenya dlya selektsii v usloviyakh Kemerovskoy oblasti [Morphological parameters, biochemical and technological properties of hulless barley for breeding under conditions of the Kemerovo region] (Extended Abstract of Cand. Agric. Sci. Diss.). St. Petersburg. [in Russian]
Morhun, V. V. (Ed.) (2013). Tekhnolohiia vyrobnytstva sertyfikovanoho nasinnia pshenytsi ozymoi) [Technology of production of certified seed of winter wheat]. Kyiv: N.p. [in Ukrainian]
Derzhavnyi reiestr sortiv roslyn, prydatnykh dlia poshyrennia v Ukraini na 2015 rik [The State Register of Plant Varieties Suitable for Dissemination in Ukraine in 2015] (2015). Kyiv: State Veterinary and Phytosanitary Service of Ukraine. [in Ukrainian]
Klimashevskiy, E. L. (1991). Geneticheskiy aspekt mineral'nogo pitaniya rasteniy [Genetic aspects of mineral nutrition of plants]. Moscow: Agropromizdat. [in Russian]
Leplat, F., Pedas, P. R., Rasmussen, S. K., & Husted, S. (2016). Identification of manganese efficiency candidate genes in winter barley (Hordeum vulgare) using genome wide association mapping. BMC Genomics, 17. Retrieved from https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-016-3129-9
Sheremet, O. M. (1990). Breeding facultative barley varieties for broad adaptation. Selektsiya yachmenya na povyshenie adaptivnosti s tsel'yu uvelicheniya i stabilizatsii urozhaya. Sb. nauch. trudov VSGI [Barley breeding for increasing adaptability in order to enlarge and stabilize yield. Collection of Scientific Papers of All-Union Plant Breeding & Genetics Institute], 28–40. [in Russian]
Hayes, P., Filichkin, T., Fisk, S., Helgerson, L., Belcher, A., Herb, D., … Winke, J. (2015). Barley project: agronomic trait data 2015. Oregon State University.
Hayes, P., Filichkin, T., Fisk, S., Helgerson, L., Belcher, A., Herb, D., … Winke, J. (2015). Barley project: malting quality data 2015. Oregon State University.
Vlasiuk, P. A., & Ostapliuk, Ye. D. (1973). Fiziolohichni osnovy zymostiikosti yachmeniu [Physiological basis of barley winter-hardiness]. Kyiv: Naukova dumka. [in Ukrainian]
Demydov, O. A., Gudzenko, V. M., & Khomenko L. O. (2016). Optimization of approaches to the determination of frost resistance of winter barley breeding material. Myronivskyi visnyk [Myronivka Bulletin], 2, 56–68. [in Ukrainian]
Takahashi, R., & Yasuda, S. (1971). Genetics of earliness and growth habit in barley. In R. A. Nilan (ed.), Barley Genetics II Proc. of the 2nd Int. Barley Genetics Symposium (pp. 388–408). Washington State University, Washington, Pullman.
Karsa, I., Szűcs, P., Mészáros, K., Filichkina, T., Hayes, P. M., Skinner, J. S., Láng, L., & Bedő, Z. (2005). The Vrn-H2 locus is a major determinant of flowering time in a facultative × winter growth habit barley (Hordeum vulgare L.) mapping population. Theor. Appl. Genet., 110, 1458–1466. doi: 10.1007/s00122-005-1979-7
Yasuda, S., Hayashi, J., & Moriya, I. (1993). Genetic constitution for spring growth habit and some other characters in barley cultivars in the Mediterranean coastal regions. Euphytica, 70, 77–83.
Chen, T. H. H., Hayes, P. M., Skinner, J. S., & Szücs, P. (2008). Using genetics to advance breeding: the winter barley example. In Cereal science and technology for feeding ten billion people: genomics era and beyond (pp. 193–195). Zaragoza: Ciheam / Irta.
von Zitzewitz, J., Szucs, P., Dubcovsky, J., Yan, L, Francia, E, Pecchioni, N., … Skinner, J. S. (2005). Molecular and structural characterization of barley vernalization genes. Plant Mol. Biol., 59, 449–467. doi: 10.1007/s11103-005-0351-2
Dubcovsky, J., Chenand, C., & Yan, L. (2005). Molecular characterization of the allelic variation at the VRN-H2 vernalization locus in barley. Mol. Breed., 15(4), 395–407. doi:10.1007/s11032-005-0084-6
Stelmakh, A. F., Linchevskyi, A. A., & Fait, V. I. (2008). Identification of physiological reactions of initial development of facultative and winter barley genotypes. Zbirnyk naukovykh prats SHI–NTsNS [Collection of Scientific Papers of Plant Breeding & Genetics Institute – National Centre of Seed and Cultivar Investigation], 12, 24–49. [in Ukrainian]
Gudzenko, V. M., Voloshchuk, S. I., & Polishchuk T. P. (2015). Zvit pro naukovo-doslidnu robotu za 2011–2015 r.: Vyvchyty henetychni, fiziolohichni, morfo-biolohichni zakonomirnosti formuvannia zymostiikosti yachmeniu ozymoho v Lisostepu Ukrainy za umov zminy klimatu ta stvoryty sort z pidvyshchenoiu zymostiikistiu, vysokym potentsialom produktyvnosti, stiikistiu do vyliahannia ta osnovnykh zakhvoriuvan [Report on the research work for 2011–2015. To study genetic, physiological, morphological, and biological patterns of forming hardiness of winter barley in the Forest-steppe of Ukraine under conditions of climate change and to develop variety with high winter hardiness, high potential of productivity, lodging resistance, and resistance against common diseases]. Myronivka: N.p. [in Ukrainian]
Demydov, O. A., Vasylkivskyi, S. P., & Gudzenko, V. M. (2016). Level of manifestation and connection between productivity of height of plants and resistance to lodging of winter barley in Forest-Steppe. Visnyk ahrarnoi nauky [Вulletin of Agricultural Science], 10, 30–34. [in Ukrainian]
Carver, T., & Griffins, E. (1982). Effects of barley mildew on green leaf area and grain yield in field and greenhouse experiments. Ann. Appl. Biol., 101(3), 561–572.
Arabi, M. I. E., & Jawhar, M. (2007). Heterogeneity in Pyrenophora graminea as revealed by ITS-RFLP. Journal of Plant Pathology, 89(3), 391–395.
Clark, R. V. (1979). Yield losses in barley cultivars caused by spot blotch. Canadian J. Plant Pathol., 1, 113–117.
Griffey, C. A., Das, M. K., Baldwin, R. E., & Waldenmaier, C. M. (1994). Yield losses in winter barley resulting from a new race of Puccinia hordei in North America. Plant Dis., 78, 256–260.
Gudzenko, V. M. (2014). Breeding assessment of collection accessions of winter barley under conditions of Forest-Steppe of Ukraine. Agrobìologìâ [Agrobiology], 2, 29–33. [in Ukrainian]
