1. Введение

Лен масличный (Linum usitatissimum L.) относится к одной из древних культур. Первые ареалы этой культуры приходятся на горные районы Индии, Китая и Средиземноморья. Лён в мировом земледелии занимает порядка 3,5 млн.га. При этом более 3 млн га приходится на лен масличный, выращиваемый главным образом для получения семян и льняного масла. Ведущую роль в его производстве играют Россия, Казахстана, Канада, Китай, США и Индия, на долю которых совокупно приходится свыше 85% мирового объема [1]. В семенах льна содержится около 40–53% жира, который представлен полиненасыщенными кислотами — альфа-линоленовая (56%) и линолевая (16%), мононенасыщенными — олеиновая (21%) и эйкозановая 0,1%); насыщенные — пальмитиновая (5%), стеариновая (1,6%) и арахиновая (0,1%) [2].

В сельском хозяйстве производство льна подразделено на три группы: лен масличный

——[3]

До сих пор внутривидовая гибридизация является основным методом получения разнообразия форм для дальнейшего селекционного отбора. Сам процесс гибридизации сельскохозяйственных культур разнообразен в плане самоопылявшихся и перекрёстных культур, что влияет на дальнейшую результативность селекционной работы. Особенности цветения и опыления у льна является неотъемлемой частью при проведении скрещиваний

[4][5][6]

Цветок льна правильной формы, обоеполый, состоит из свободных 5 чашелистиков, 5 лепестков, 5 тычинок (часто с наличием стаминодиев) и сросшихся 5 плодолистиков. При ясной погоде и освещенности цветки льна раскрываются в 5–6 часов утра и находятся в таком состоянии примерно до полуня. В пасмурную погоду цветение затягивается на 3–4 часа позже (в 9–10 часов утра) и продолжается вплоть до вечера. Начало цветения приходится на диапазон от 30 до 60 дней от всходов в зависимости от сорта и погодных условий. Продолжительность полного периода цветения около 15–25 дней. Каждый отдельный цветок льна живет только один день, раскрываясь утром и отцветая к полудню

[7][8]

З.Н. Бородич (1940) установил, что цветение льна начинается примерно в 6.30 утра, а кастрацию целесообразно проводить за день до цветения. Эта техника широко используется в России по настоящее время.

Влияние погодных условий на динамику цветения имеет большое значение. Так, в Кустанайской и Калининской областях установили, что низкие температуры (менее 15

°°°[9][10]

А.Д. Симагин [11]

По мнению селекционеров льна, в связи с тем, что есть опыление насекомыми и ветром, для получения чистоты гибридов необходимо проводить изоляцию в момент опыления и до конца процесса завязывания. В качестве изоляции используют следующий прием: закрытие цветка или соцветия изолирующими материалами (использование мешочков до и после опыления)

[12]

В Казахстане селекционной работой по льну занимаются четыре научно-исследовательских учреждения: Карабалыкская сельскохозяйственная опытная станция, Сельскохозяйственная опытная станция «Заречное», Научно производственный центр им. А.И. Бараева и Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства. Если три первых института расположены на севере республики, то ТОО «КазНИИЗиР» локализован в Алматинской области (юго-восток Казахстана).

Целью исследования было изучить способы гибридизации льна, в частности вопросы необходимости изоляции в условиях Алматинской области (юго-востока Казахстана).

2. Материалы и методы

Опыты заложены на полевых участках лаборатории масличных культур ТОО «КазНИИЗиР», расположенных в Алматинской области юго-востока Казахстана. Резко континентальный климат зоны характеризуется повышенными летними температурами, ограниченным количеством осадков и низкой влажностью воздуха. Температурный фон в период вегетации льна был выше среднемноголетних показателей на 4,4–4,8

°С

Высокие температуры и малые осадки в период вегетации негативно сказывались на росте и развитии образцов льна.

В качестве родительских форм для гибридизации использовали сорт российской селекции

ысокопродуктивный, среднеспелый, масличного направления. Вегетационный период 7883 дня, урожайность до 25 ц/га, масличность семян до 50%. Устойчив к фузариозу, биотическим и абиотическим факторам среды. Районирован по областям Российской Федерации (Северо-Кавказская, Средне- и Нижневолжская).

Карабалыкский 7 сорт –. Районирован северных областях Казахстана (Костанайская).

У обоих сортов схожие морфологические признаки генеративных органов: лепестки голубые, венчик и пыльники фиолетовые, семена коричневые.

Посев родительских форм был проведен 2 апреля семирядковой сеялкой СФК 7, между рядами льна был высеян сафлор, сформировав так называемые кулисы (рис. 1).

Гибридизацию проводили на полевом стационаре в комбинациях Карабалыкский 7 х ВНИИМК 620 и ВНИИМК 620 х Карабалыкский 7.

Кастрацию проводили с 15:00 до 18:00 за день до цветения, следующим утром проводили опыление с 07:00 до 09:00 (рис. 2). Для маркировки гибридного цветка использовали красную нить, которая подвязывалась в процессе кастрации.

Опыт заключался в вариациях с изоляцией (рис. 3):

1) кастрация / опыление / без изоляции (рис. 3а);

2) кастрация /опыление / с изоляцией (рис. 3б);

3) кастрация/ без опыления/без изоляции (контрольный вариант) (рис. 3в).

3. Результаты и обсуждения

Начало цветения у сортов ВНИИМК 620 и Карабалыкский 7 было отмечено 20–25 мая.

В период с 25 по 31 мая погодные условия характеризовались устойчиво тёплой и относительно благоприятной для цветения льна обстановкой. Среднесуточная температура воздуха варьировала от 16,0 до 21,0 °С, при максимальных значениях до 27,6 °С и минимальных — не ниже 10,0 °С. Осадков в указанный период практически не отмечено, что способствовало сохранению стабильного температурного режима. Относительная влажность воздуха находилась в пределах 49–57%, что соответствует умеренно сухим условиям. Ветровой режим был слабым: скорость ветра в основном не превышала 1,1–1,5 м/с. Преобладали ветры северных и северо-восточных румбов (С, СВ, ССЗ, СЗ). Низкая скорость ветра указывает на слабую аэродинамическую активность атмосферы. Такие условия ограничивают дальний перенос пыльцы ветром и способствуют локальному опылению. В целом, погодные условия периода можно охарактеризовать как спокойные, с минимальным влиянием ветра на процессы опыления (табл. 2).

При полном созревании растений осуществляли раздельный сбор материнских форм по комбинациям скрещивания и вариантам опыта, после чего проводили подсчёт и определяли процент завязываемости у полученных линий (рис. 5, табл. 3).

Сравнение вариантов с изоляцией и без изоляции показывает, что снятие изоляции в обеих комбинациях сопровождалось некоторым снижением завязываемости, однако характер этого снижения был более выражен во второй комбинации. Количество семян в завязавшихся коробочках также варьировало в зависимости от направления скрещивания и условий, достигая максимальных значений в комбинации

Особого внимания заслуживает контрольный вариант без опыления и без изоляции, в котором в обеих комбинациях не было сформировано ни одной коробочки и, соответственно, семян. Нулевая завязываемость в контроле однозначно указывает на отсутствие самопроизвольного образования семян без целенаправленного опыления. Это подтверждает эффективность применённой методики кастрации цветков и исключает влияние случайного переопыления. В целом полученные данные демонстрируют решающую роль направления скрещивания и контролируемого опыления в формировании завязей у льна.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что отказ от изоляции цветков позволяет существенно сократить трудоёмкость и продолжительность проведения гибридизации без снижения её результативности. Отсутствие завязываемости в контрольном варианте подтверждает, что перенос чужеродной пыльцы при неиспользовании изоляции не происходит. Таким образом, исключение этапа изоляции не оказывает негативного влияния на чистоту скрещиваний. В то же время упрощение методики повышает производительность селекционных работ. Это позволяет выполнить больший объём скрещиваний за тот же временной период и повышает общую эффективность гибридизационного процесса.

4. Обсуждение

Пыльца льна крупнее и тяжелее, чем у многих строго ветроопыляемых растений, и её способность к дальнему переносу ветром более ограничена по сравнению, например, с пыльцой берёзы или злаков, которые благодаря меньшему размеру могут переноситься далеко. В условиях реального поля при естественном ветровом движении пыльца льна в подавляющем большинстве случаев опадает в пределах 0–20 м от источника [16]. В 2015–2017 гг. в ФГБНУ ВНИИМК (Краснодар) проведённые исследования по частоте перекрёстного опыления местных сортов льна с коричневой и жёлтой окраской семян показало, что доля перекрёстного опыления идет в пределах 0,15–0,87%, в отдельных случаях до 1,33–1,75% [13], [14].

Канадские исследователи A.D. Muir и W.D. Westcott (2005), полагали, что перекрёстное ветроопыление у культурного льна является редким событием из-за того, что пыльца льна очень тяжёлая и нелетучая [15]. По данным О.И. Рыжеевой (1967), в климатических условиях Киргизии перекрёстное ветроопыление кастрированных цветков льна под сетчатыми изоляторами было незначительным и составляло менее 2% [14]. Однако на Карабалыкской опытной станции (Северный Казахстан) процент анемофильного опыления льна показал 4,0–12,2%. Большое значение для анемофильного переноса льняной пыльцы имеет расстояние переноса и скорость ветра. В таких случаях необходимо посевы проводить на отдельных, не смежных полях [16].

5. Заключение

The additional file for this article can be found as follows: