Відділ селекції та насінництва пшениці

Відділ веде селекцію та добазове насінництво сортів пшениці озимої м’якої (Tr. aestivum) універсального типу з високими і зростаючими в процесі селекції показниками генетичного потенціалу врожайності (понад 10 т/га), якості зерна сильної і екстрасильної пшениці та вираженими адаптивними властивостями (стійкість до фітозахворювань, морозо- й зимостійкість, посухостійкість тощо). Сорти характеризуються витривалістю до біотичних і абіотичних факторів довкілля. Таке поєднання забезпечує реалізацію потенціалу врожайності на високих агрофонах і стабільно підвищений нижній поріг урожайності за екстремальних погодних умов та при вирощуванні на середніх і низьких агрофонах.

Селекційна програма створення сортів пшениці м’якої озимої універсального типу проводиться за двома основними напрямами:

Розроблено удосконалену технологію селекційного процесу з оптимальним поєднанням традиційних методів і схем із сучасними методами отримання андрогенних дигаплоїдів та молекулярно-генетичними методами контролю окремих ознак. Технологія скорочує селекційний процес на 3–4 роки (6–7 років замість традиційних 10–12) і підвищує ефективність селекційної роботи на 15–20 %. За цією розробкою опубліковано науково-методичний посібник «Удосконалена технологія селекційного процесу пшениці м’якої озимої з використанням біотехнологічних і молекулярно-генетичних методів».

Експериментально доведено, що для підвищення ефективності добазового насінництва доцільно використовувати різні схеми залежно від тривалості використання сорту у виробництві та рівня його гетерогенності. Запропоновано біоценогенетичні принципи формування збалансованих сортових популяцій; результати опубліковано в науково-методичному посібнику «Біоценогенетичні процеси в сортових популяціях та їх роль у селекції та первинному насінництві пшениці м’якої озимої».

У відділі науково обґрунтовано і практично реалізовано якісно нову програму селекції сортів озимої м’якої пшениці універсального типу, розвиток якої триває понад 25 років. Результати викладено і захищено в докторській дисертації нині академіка НААН М. А. Литвиненка «Теоретичні основи та методи селекції озимої м’якої пшениці на підвищення адаптивного потенціалу для умов Степу України».

За цією програмою з 1992 по 2026 рік (34 роки) створено і занесено до Державного реєстру сортів України 87 сортів універсального типу з прогресивним удосконаленням комплексу ознак і властивостей. Лише за врожайністю в однакових умовах сортовипробування (2006–2025 рр.) порівняно з відомим сортом попереднього етапу Одеська 51 вона зросла з 5,4 до 8,5 т/га — на 3,1 т/га (57,4 %), а порівняно з першим сортом універсального типу Альбатрос одеський — з 6,5 до 8,5 т/га, тобто на 2,0 т/га (30,7 %).

Останні 10 років (2015–2025) у Реєстрі сортів України перебуває від 22 до 32 сортів відділу універсального типу: щороку 2–3 сорти, що «відпрацювали», знімаються з Реєстру й реєструються 2–5 нових, досконаліших. Найдовше у виробництві були сорти-«мільйонники», які щорічно займали від 1 до 4 млн га: Альбатрос одеський (1992–2005), Вікторія одеська (1998–2012), Антонівка (2008–2022). В останні роки (2015–2026) до мільйонних площ наближаються посіви сортів Мудрість одеська та Катруся одеська.

На основі сортів універсального типу в Степовій агрокліматичній зоні України здійснено 6 сортозмін; ці сорти поширюються також у Лісостепу та на Поліссі. Низку сортів у різні періоди зареєстровано й вирощувано за кордоном: у Молдові — 21 сорт, у Туреччині — 4, в Угорщині — 2.

Розвиток програми селекції пшениці м’якої озимої можна розподілити на 11 етапів:

Наступний етап розвитку селекційної програми спрямований на створення сортів пшениці м’якої озимої різних груп інтенсивності:

Ведеться інтенсивний пошук подальшого удосконалення сортів за показниками якості зерна завдяки залученню в гібридизацію чужорідних генів GPC-B1 від Tr. tauschii, які контролюють підвищений вміст білка в зерні та мікроелементів цинку, марганцю тощо.

Створюються сорти з білим перикарпом і високими хлібопекарськими якостями для виготовлення спеціальних кондитерських виробів (типу круасанів).

Добазове насінництво по суті є продовженням селекційного процесу, тому в СГІ-НЦНС з давніх часів добазове (первинне) насінництво ведеться у відділі селекції та насінництва пшениці за безпосередньої участі селекціонерів — авторів сортів. Така організація дає змогу не тільки підтримувати сортову чистоту, а й у процесі первинного насінництва допрацьовувати, особливо нові сорти, за показниками відмінності, однорідності та стабільності. Це створює велике навантаження на відділ — до 60–70 % обсягу роботи.

У різні періоди кількість сортів у первинному насінництві змінювалася від 2–3 до 30–35. За останні 10 років добазове насінництво ведеться щорічно по 22–28 комерційних сортах і 6–8 нових сортах, що перебувають у державному сортовипробуванні. Робота ведеться, як правило, за повною схемою (РВ-1, РВ-2, РР-1, РР-2), але використовуються й розроблені у відділі скорочені схеми — залежно від тривалості використання сорту та його генетичного статусу (рівня гетерогенності) — із застосуванням електрофорезу запасних білків, показника седиментації, а в окремих випадках — оцінки однорідності за молекулярними маркерами.

Наукові співробітники відділу беруть участь у ґрунт-контролі, польових заходах із доведення сорту до необхідного рівня сортової чистоти й однорідності, сертифікації насінницьких посівів, технологічному процесі очищення насіння та формуванні насіннєвих партій.

У межах СГІ-НЦНС слід виділити спільні дослідження з відділом генетичних основ селекції, коли його очолював Ф. О. Попереля. Розроблена схема оцінки селекційного матеріалу передбачала за короткий період від збирання (липень) до сівби (вересень) аналіз первинних ланок селекції та насінництва в обсязі 5–7 тис. зразків, а в осінньо-зимовий період — повний технологічний аналіз мукомельних і хлібопекарських якостей 350–400 ліній сортовипробування; матеріал аналізували методом електрофорезу запасних білків. Спільно були створені перші надсильні сорти — Панна і Лелека.

Плідно велася робота зі створення вихідного матеріалу за стійкістю до фітозахворювань разом із відділом фітопатології, коли його очолював Л. Т. Бабаянц; нині вона відновлюється під керівництвом О. А. Васильєва.

Стабільною і результативною завжди була співпраця з лабораторією біохімії — за різних керівників (А. П. Левицький, В. Вовчук, нині О. О. Молодченкова): удосконалення селекційного матеріалу за біохімічними показниками та аналізи за заявками відділу щодо фізіолого-біохімічних показників стійкості до біотичних і абіотичних факторів.

З відділом генетики (у минулому на чолі з д. б. н. В. І. Файтом за безпосередньої участі академіка НААН А. Ф. Стельмаха) досліджували на сортах і перспективних лініях генетичні системи Ppd (чутливість до фотоперіоду) та Vrn, Vrd (потреба в яровизації), що дозволяло коригувати моделі сортів відповідно до змін клімату й вимог виробництва; розпочато вивчення ліній із комбінацією генів Ppd і Vrd, що забезпечують дворучковий тип розвитку.

Щороку відділ вивчає інтрогресивні лінії, створені у відділі загальної та молекулярної генетики к. б. н., провідним науковим співробітником І. І. Моцним, — вони періодично використовуються як батьківські компоненти. У роки роботи Південного біотехнологічного центру в рослинництві під керівництвом академіка НААН Ю. М. Сиволапа проводилася паспортизація сортів за молекулярними формулами, що забезпечувало їх повний правовий захист; нині дослідження зосереджені на молекулярній ідентифікації генів стійкості до хвороб і чужорідних генів від жита та інших співродичів пшениці (к. б. н. Токаєв).

У різні роки відділ вів широке міжнародне співробітництво — з державними науковими установами (Сільськогосподарський науково-дослідний інститут у Фундулі, Румунія; Добруджанський сільськогосподарський інститут у Генерал-Тошево, Болгарія) і з приватними компаніями (Limagrain, Франція; Strube, Німеччина; Marmara, Туреччина; Agrostoc, Молдова). В основі співпраці — обмін генетичним матеріалом і науковою інформацією та вивчення сортів у кожній країні.

З 1981 року, після стажування нині академіка НААН М. А. Литвиненка в Міжнародному центрі поліпшення кукурудзи і пшениці (CIMMYT, Мексика), у відділі широко розвивалася програма гібридизації місцевих озимих сортів з ярими короткостебловими зразками CIMMYT; у результаті створено оригінальний вихідний матеріал і якісно нові сорти. З організацією регіональної програми CIMMYT із селекції озимої пшениці (головний офіс — Анкара) відділ став асоційованим членом міжнародної програми CIMMYT–ICARDA–Туреччина, що збагатило колекційний генофонд озимої пшениці матеріалом практично з усіх провідних наукових центрів світу.

М. А. Литвиненко був членом оргкомітетів чотирьох міжнародних конференцій з пшениці й виступав на їхніх пленарних засіданнях (7-ма — Анкара, Туреччина; 8-ма, 2002 — Будапешт, Угорщина; 9-та, 2006 — Буенос-Айрес, Аргентина; 10-та, 2010 — Санкт-Петербург). Сорти відділу (Українка одеська, Вікторія одеська, Сирена одеська) неодноразово посідали перші місця за врожайністю в міжнародних сортовипробуваннях Турецького регіонального центру CIMMYT. У 2019 році на пропозицію CIMMYT у СГІ-НЦНС відбулася міжнародна конференція провідних селекціонерів — керівників програм із 19 країн Європи, Азії, Північної та Латинської Америки. Сортами, зареєстрованими в Туреччині (Красуня одеська, Сирена одеська, Місія одеська, Заграва одеська), опікується компанія Yildiz Bitkisel (м. Текірдаг).