CC BY
91
УДК 631.529:635.20
генетическое разнообразие мировой коллекции картофеля вир и ее использование в селекции
С.Д. КИРУ1, доктор биологических наук, заведующий отделом
Л.И. КОСТИНА1, доктор биологических наук, главный научный сотрудник
О.С. КОСАРЕВА1, кандидат сельскохозяйственных наук, младший научный сотрудник
Т.Э. ЖИГАДЛО2, младший научный сотрудник С.Н. ТРАВИНА2, кандидат сельскохозяйственных наук, научный сотрудник
Н.А. ЧАЛАЯ1, кандидат сельскохозяйственных наук, младший научный сотрудник
Т.В. КИРПИЧЕВА3, старший научный сотрудник 1 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова, ул. Б. Морская, 42-44, Санкт-Петербург, 190000, Россия
2Филиал «Полярная опытная станция» ВИР, ул. Козлова, 2, Апатиты, Мурманская обл., 184209, Россия
3Екатерининская опытная станция ВИР, пос. Екатерини-но, Мичуринский район, Тамбовская обл., 393023, Россия E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования с целью выделения нового исходного материала для селекции картофеля проводили в 2010-2014 гг. во Всероссийском институте генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова. Объектом исследований были 320 образцов селекционных сортов, диких и культурных видов из мировой коллекции картофеля ВИР. Комплекснаяэколого-географическая, в том числе полевая и лабораторная оценка образцов по основным хозяйственно-ценным признакам, проведена на опытных полях и в лабораториях ВИР под Санкт-Петербургом и его филиалов, находящихся в различныхпочвенно-климатическихрайонах(Мурманская и Тамбовская область), с целью определения адаптивной способности видов и сортов картофеля в проявлении ценных признаков. Для достижения этой цели учитывали такие показатели изучаемых образцов картофеля, как скороспелость, продуктивность, содержание крахмала в клубнях, устойчивость к фитофторозу и золотистой картофельной нематоде. По скороспелости выделены сорта, превышающие стандартный сорт Хибинский ранний по динамике накопления массы клубней и конечным показателям урожайности на 10-50%. Среди них наиболее ценны образцы, сочетающие скороспелость со слабой чувствительностью кфитофторо-зу (17 сортов) и золотистой картофельной нематоде (22 сорта). По продуктивности выделено 52 сорта отечественной и зарубежной селекции, превосходящих показатели стандартного сорта Невский на 10-65%. По повышенному содержанию крахмала выделено 36 сортов - потенциальных источников для селекции в этом направлении. Проведенный в ходе исследований лабораторно-полевой скрининг 72 образцов 36 диких видов картофеля на устойчивость к золотистой картофельной нематоде на искусственно зараженном фоне позволил выделить 23 источника высокой устойчивости к паразиту. Выделенные источники ценных признаков рекомендуются для использования в селекции.
Ключевые слова: картофель, коллекция, селекция, признаки, источники.
Для цитирования: Генетическое разнообразие мировой коллекции картофеля ВИР и ее использование в селекции / С.Д. Киру, Л.И. Костина, О.С. Косарева, Т.Э. Жигадло, С.Н. Травина, Н.А. Чалая, Т.В. Кирпичева//Достижениянауки и техники АПК. 2015. Т.29. №7. С. 31-34.
Сокращение посевных площадей под картофелем при одновременной интенсификации отрасли приводит к необходимости выведения высокопродуктивных сортов, устойчивых к болезням и вредителям. Для решения этой проблемы необходимо выделение новых источников ценных признаков для важнейших направлений селекции культуры. Картофель выделяется среди других сельскохозяйственных
растений наличием широчайшего разнообразия культурных видов и диких родичей, богатейшими генетическими ресурсами. Одна из крупнейших в мире (более 8500 образцов) коллекция картофеля ВНИИР им. Н. И. Вавилова (ВИР) - источник важнейших хозяйственно-ценных признаков для селекции. Она включает в себе более 2150 селекционных сортов (Solanum tuberosum L.) из многих стран мира, а также более 170 дикорастущих и культурных видов (более 5400 образцов) из стран Южной, Центральной и Северной Америки. Коллекция южноамериканских культурных видов насчитывает более 3000 образцов, охватывающих 6 видов. Значительную ее часть составляют образцы вида Solanum andigenum Juz. et Buk. (более 2600 образцов). К так называемым «примитивным» культурным видам относят диплоидные (2n=24) виды Solanum rybinii Juz et. Buk., Solanum phureja Juz. et Buk., Solanum goniacalyx Juz. et Buk., Solanum stenotomum Juz. et Buk, Solanum ajanhuiri Juz. et Buk. Благодаря широкому полиморфизму их многочисленные формы, в виде стародавних местных сортов, распространены в горных населенных пунктах в высокогорьях всего Андийского хребта - от Эквадора до Аргентины [1]. Установлено более 2 тыс. местных (аборигенных) сортов. Многолетние исследования ВИР по изучению коллекции южноамериканских культурных видов показывают, что абсолютное большинство их образцов обладает, как минимум, двумя или тремя ценными для селекции признаками (высокая продуктивность, раннеспелость, высокое содержание крахмала и белка, многоклубневость, устойчивость к вирусным и грибным заболеваниям, вредителям, а также к климатическим стрессам и др.) [2,3].
Один из наиболее ценных и богатых по своему разнообразию - культурный тетраплоидный вид S. andigenum, сорта которого возделывают в восьми южноамериканских странах. Обладая самым большим разнообразием форм, он имеет огромные ресурсы генетических источников ценных признаков. Это вид хорошо известен многим селекционерам как источник наибольшего числа признаков для селекции: высокого содержания крахмала, белка, продуктивности, устойчивости к болезням и золотистой цистообразующей картофельной нематоде Globodera rostochiensis Woll. [3].
Целью наших исследований было комплексное изучение генетического разнообразия мировой коллекции картофеля ВИР в поисках новых источников хозяйственно-ценных признаков для селекции на скороспелость, высокую продуктивность, высокое содержание крахмала, устойчивость к фитофторозу и золотистой картофельной нематоде. Для оценки адаптивной способности видов и сортов картофеля в проявлении ценных признаков и их пластичности, исследуемый материал изучали в различных эколого-географических условиях страны.
Условия, материалы и методы. Работу проводили в Пушкинском (Ленинградская область) и Полярном (Мурманская область) филиалах ВИР, а также на Екатерининской опытной станции ВИР (Тамбовская область) в 2010-2014 гг., по методическим руководствам отдела генетических ресурсов картофеля и Международному классификатору СЭВ видов картофеля секции Tuberarium (Dun.) Buk. рода Solanum L. [4,5,6]. Пункты изучения сортов различались по климатическим условиям. Для Мурманской области характерны резко меняющиеся условия внешней среды с большой амплитудой коле-
баний среднесуточных температур воздуха. Снежный покров держится на полях до третьей декады мая. Сумма эффективных среднесуточных температур воздуха - от 548 до 1182оС, количество осадков за вегетационный период - от 187,5 до 223,3 мм. Климатические условия Ленинградской области благоприятны для выращивания картофеля. Лето умеренно теплое, влажное, зима умеренно холодная. Среднегодовое количество осадков -500-600 мм, из них 65-75% приходится на вегетационный период. Сумма эффективных температур - 1600-1800оС. Тамбовская область - регион с менее благоприятными условиями для выращивания картофеля, которые отличаются повышенными дневными температурами (30-35оС) и недостаточным количеством влаги (214 мм) за вегетационный период [7]. Было изучено 320 образцов селекционных сортов, культурных и диких видов картофеля.
Для выявления новых источников устойчивости к золотистой картофельной нематоде G. rostochiensis были проведены исследования по оценке 76 образцов 38 диких видов картофеля из коллекции ВИР: Solanum acaule Bitter - 2 образца, S.alandiae Card - 4, S.berthaultii Hawkes - 2, S. boergeri Buk - 2, S.bukasoviiJuz. et Rybin - 2, S.canasense Hawkes -1, S.catarthrum Juz. - 1, S.chacoense Bitter - 2, S. chacoense Bitter f. gibberulosum Juz.et. Buk - 2, S.chacoense, f. latisec-tum Hassl.- 2, S.x doddsiiCorr - 2, S. dolichostigma Buk. - 2, S. famatinae Bitt. et Wittm - 3, S. fendleri A.Gray - 1, S.garsiae Juz.et Buk. - 2, S. gourlayi Hawkes - 3, S.hertingii Hawkes - 1, S. hypacrarthrum Bitter - 4, S. immite Dun. in DC - 1, S. kurt-zianum Bitt. et Wittm. ex Engl - 5, S. leptophyes Bitter - 2, S. medians Bitter - 2, S.michoacanum Bitter - 1, S.microdontum Bitter - 1, S.microdontum subsp. gigantophyllum Bitter - 1, S. mochiquense Ochoa -1, S. multidissectum Hawkes - 2, S. multi-interruptum Bitter - 1, S. oplocense Hawkes - 1, S. pampasense Hawkes - 1, S.pinnatisectum Dun. - 2, S. polytrichon Rydb - 1, S.sparsipilum Bitter - 2, S.spegazzinii Bitter - 3, S. stoloniferum Schlechtd - 4, S. x sucrense Hawkes - 3, S. tarijense Hawkes -2, S. velardei Ochoa - 1, S. vernei Bitter et Wittm. et Engl - 2, S. yungasense Hawkes - 1. Виды S.alandiae, S.chacoense (f.latisectum), S. dolichostigma, S. multiinterruptum S. velardei, S.hypocrartrum, S.mochiquense, S.doddsii, S.yungasense, S.immite, S.pampasense, S.medians, S.michoacanum изучали впервые.
Оценку устойчивости образцов к G.rostochiensis в условиях искусственно зараженного фона проводили во ВНИИ защиты растений (С.-Петербург) по методу Стель-тера и Раубера [8]. Пластмассовые горшки, объемом 500 см3, наполняли почвой, зараженной личинками и цистами патотипа fío1. Инвазиционная нагрузка составляла в среднем 3,5-4 тыс. личинок на 100 см3 почвы. Сеянцы образцов выращивали в горшках с инфицированной почвой. В качестве контроля использовали клубни восприимчивого и устойчивого к патогену сортов - соответственно Невский и Сударыня. Оценку проводили через 2 мес. после высадки сеянцев, когда на корнях восприимчивого сорта появились цисты золотисто-желтого цвета. Из горшков вынимали почвенный ком и подсчитывали число цист на корнях каждого растения. В зависимости от степени поражения, образцы относили к различным группам устойчивости: 1-я группа - 0 цист на корневой системе (устойчивые); 2-я группа - 1-5 цист (слабопоражаемые); 3-я группа - 6 цист и более (восприимчивые).
Результаты и обсуждение. Важное направление в селекции картофеля - создание скороспелых сортов. В результате изучения коллекции в Пушкинских лабораториях ВИР выделены сорта, сочетающие скороспелость с высокой продуктивностью (превышающей стандарт сорт Невский): Антонина, Белоснежка, Вдохновение, Виза,
Жигулевский, Жуковский ранний, Крепыш, Кузнечанка, Лига, Лина, Огниво, Радонежский, Рябинушка, Сударыня, Удача, Чародей, Чароит и др. (Россия); Fresco, Impala, Latona, Mona Lisa, Sante (Нидерланды); Secura и Rosara (Германия); Лазурит (Беларусь); Повинь (Украина) и др.
По итогам полевой оценки в этих же условиях выделены ранние и среднеранние сорта, слабо поражаемые фитофторозом: Белоснежка, Вдохновение, Виза, Лига, Лина, Лукьяновский, Невский, Россиянка, Русский Сувенир, Снегирь, Удача, Эффект и др. (Россия); Arosa, Rosara, Secura (Германия), Impala, Sante (Нидерланды) и др.
Ценное качество сорта - сочетание скороспелости и устойчивости к золотистой картофельной нематоде G. rostochiensis. Из коллекции ВИР выделены следующие сорта, сочетающие эти признаки: Баритон, Барон, Вдохновение, Лига, Радонежский, Россиянка, Рябинушка, Юбиляр и др. (Россия); Дельфин, Лазурит, Сузорье (Беларусь); Мелодия, Повинь, Черниговский ранний и др. (Украина), Arosa, Bonus, Karlena, Rosara, Secura (Германия); Fresco, Impala, Sante (Нидерланды) и др.
Комплексом хозяйственно-ценных признаков в условиях Пушкинского филиала ВИР обладали российские скороспелые сорта Белоснежка - среднеранний, урожайный, с повышенным содержанием крахмала, слабо поражается фитофторозом; Жуковский ранний - очень ранний, урожайный, устойчив к картофельной нематоде и парше обыкновенной; Радонежский - среднеранний, урожайный, устойчив к картофельной нематоде и парше обыкновенной; Снегирь - ранний, урожайный с повышенным содержанием крахмала, слабо поражается фитофторозом и паршой обыкновенной; Удача - ранний, урожайный, устойчив к фитофторозу (ботва и клубни), парше обыкновенной и ризоктониозу, сорт из Германии Rosara - ранний, урожайный, с повышенным содержанием крахмала, устойчив к картофельной нематоде, слабо поражается фитофторозом и паршой обыкновенной; сорта из Нидерландов Impala -ранний, урожайный, устойчив к картофельной нематоде и парше обыкновенной; Sante - среднеранний, урожайный, устойчив к картофельной нематоде.
На базе Полярного филиала ВИР по результатам оценки в 2010-2012 гг. выделены скороспелые сорта, превышающие стандартный сорт Хибинский ранний по динамике накопления массы клубней и конечным показателям урожайности на 10-50%: Алая роза, Алый парус, Деснян-ский, Резерв, Брянский Юбилейный, Arosa, Elena, Maret и др. В 2013-2014 гг. там же было изучено 63 ранних сорта картофеля. В результате выделено 12 сортов, превышающих показатели стандартного сорта Хибинский ранний по динамике накопления массы клубней на 50 дн. после посадки [9]. Это сорта Повировец, Эпрон, Жуковский ранний, Удача, Утенок, Холмогорский, Aster, Red Scarlet, Karatop, Concorde, Babett, Corine. По итогам оценки динамики накопления массы клубней на 60 дн. от посадки выделено 10 сортов: Брянский ранний, Даренка, Пригожий-2, Red Scarlet, Karatop, Aster, Corine, Latona, Kondor .
По данным оценки в 2010-2014 гг. на Екатерининской опытной станции ВИР по скороспелости выделены сорта Баритон, Кемеровчанин, Матушка, Монастырский, Очарование, Русич, Тарасов, Улан, Уладар, Ще-дрик, Bellarosa, Picasso и Rodriga.
Анализ результатов оценки скороспелости образцов в разных эколого-географических условиях позволил выделить 5 наиболее пластичных сортов: Радонежский, Удача, Уладар, Arosa, Corine,
Стабильная продуктивность картофеля возможна лишь при создании сортов с широкими адаптивными свойствами. В Пушкинском филиале ВИР выделены сорта с высокой про-
дуктивностью (превышающие стандартные сорта Невский и Петербургский на 110-140%): из Германии - Alwara, Arkula, Margit, Vellox; из Польши - Ania, Baszta, Bobr, Bzura, Koga, Triada, Tristar; из Нидерландов - Agata, Concorde, Latona, Van Gogh; из России - Аврора, Акросия, Алена, Антонина, Балтийский, Белуха, Болвинский, Брянский Юбилейный, Вдохновение, Дебрянск, Ирбитский, Калинка, Малинчанка, Лига, Наяда, Русский сувенир, Радонежский, Рябинушка, Свенский, Тулеевский, Улан, Утенок; из Беларуси - Вихола, Журавинка, Здабыток, Милавица, Талисман, Уладар и др.; из Украины - Водограй, Забава, Зарево, Косень-95, Ласу-нак, Малинчанка, Поран, Тирас, Щедрик.
Оценка сортов на опытных станциях ВИР в различных почвенно-климатических условиях показала, что на Полярной опытной станции ВИР превосходят стандарт по продуктивности сорта Белуха, Брянский Юбилейный, Вдохновение, Ветеран, Водограй, Дебрянск, Забава, Ир-битский, Косень-95, Ладожский, Лига, Памяти Кулакова, Поран, Радонежский, Свенский, Сентябрь, Тирас, Удача, Уладар, Bellarosa, Alwara, Lady Cristl, Maret, Mozart, Vinetta на10-65%. На Екатерининской опытной станции высокой продуктивностью (стандартный сорт Луговской) отличались сорта Алый парус, Базис, Баритон, Вдохновение, Водограй, Дебрянск, Деснянский, Каменский, Лад, Ладожский, Мангуст, Москворецкий, Палитра, Повинь, Престиж, Радич, Радонежский, Рагнеда, Русич, Тарасов, Хозяюшка, Щедрик, Удача, Уладар и др. В результате изучения выделены сорта, обладающие высокой пластичностью и стабильной продуктивностью в различных почвенно-климатических условиях (Ленинградская, Мурманская и Тамбовская области): Вдохновение, Водограй, Дебрянск, Ладожский, Радонежский, Удача, Уладар.
Выделенные ранее высокопродуктивные сорта были оценены по потомству от самоопыления. Высоким числом продуктивных сеянцев в потомстве характеризовались сорта Alcmaria (76%), Arkula (58%), Desiree (55%), Granola (53%), Grata (45%), Ora (50%), Provita (52%), Quarta (54%), Ласунак (71%) и Невский (62%).
Одним из актуальных и приоритетных направлений в селекции картофеля остается создание сортов, устойчивых к фитофторозу. Вредоносность этого заболевания возрастает с появлением нового типа совместимости А2, когда у паразита кроме вегетативного наблюдается половое размножение. По данным СТАЗР и ВИЗР в Ленинградской области за 10 лет с 1995-2005гг. эпифитотии фитофтороза повторялись почти через год. В эпифитотийные годы популяция рас возбудителя фитофтороза была представлена всеми генами вирулентности от R1 до R11 за исключением R9 [10]. Одной из задач исследований был полевой скрининг изучаемых образцов на устойчивость к этому заболеванию. В результате проведенной оценки в условиях Пушкинского филиала ВИР выделены сорта картофеля, слабо поражаемые фитофторозом по листьям (7-8 баллов): из Польши -Ania, Baszta, Dunajec, Grot, Klepa, Koga, Medusa, Omulev, Triada; из России - Аврора, Аспия, Вдохновение, Вестник, Лукьяновский, Наяда, Никулинский, Удача, Россиянка, Ручеек, Скарб; из Беларуси - Вихола, Журавинка Здабыток, Ласунок, Сузорье; из Украины - Зарево, Луговской, Лыбидь, Свитанок киевский. Некоторые сорта были оценены по потомству от самоопыления. Высокий процент сеянцев устойчивых к фитофторозу в потомстве от самоопыления был у сортов: Астра (82%), Bobr (42%), Clarissa (82%), Аврора (62%), Вихола (62%), Журавинка (56%), Наяда (67%), Росинка (67%), Скарб (77%).
Золотистая картофельная нематода G.rostochiensis -паразит, который наносит большой ущерб картофелеводству во многих странах мира, в том числе в Российской
Федерации. По вредоносности, а также сложности борьбы это один из самых опасных вредителей. При средней степени заражения почвы урожай поздних сортов картофеля снижается на 16%, ранних - до 84%. Один из наиболее эффективных методов борьбы с этим вредителем - возделывание устойчивых сортов.
В результате изучения коллекционных образцов выделены сорта, сочетающие устойчивость к нематоде с продуктивностью и низкой степенью поражения болезнями - Ania, Bobr, Dorisa, Frila, Moli, Mors, Sante, Tewadi, Аврора, Лукьяновский, Наяда; с низкой степенью поражения болезнями и высоким содержанием крахмала - Albatros, Dunajec, Harpun и Сузорье [11].
Оценка сеянцев некоторых сортов по потомству от самоопыления на устойчивость к G. rostochiensis, проведенная на инфекционном фоне Всероссийского института защиты растений (ВИЗР) показала, что сорт Alcmaria дает в потомстве до 88% сеянцев, устойчивых к картофельной нематоде, Bobr - 67%, Gitte - 70%, Granola - 71%, Margit -50%, Omega - 45%, Provita - 68%, Quarta - 61%, Sagitta 61%, Thomana - 78%, Van Gogh - 64%, Вихола - 57%, Журавинка - 25%, Росинка - 63%, Скарб - 44%, межвидовой гибрид SVP (VTn) 2 62-33-3 - более 90%.
В результате оценки устойчивости образцов диких видов картофеля к золотистой картофельной нематоде в условиях искусственного заражения у 28 образцов 17 видов выявлены отдельные растения, обладающие высокой устойчивостью. Среди видов, которые изучали впервые, также выделе ряд устойчивых образцов: S. alandiae (к-19443, 19956, 20408, 21240), S. doddsii (к-19817), S.dolichostigma (к-7613), S. mul-tiinterruptum (к-18809), и S. yungasense (к-2820). Следует отметить, что ранее в литературных источниках информация о выявлении устойчивых форм у этих видов отсутствовала. Исследования показали взаимосвязь устойчивости форм различных диких видов картофеля с основным центром происхождения нематоды. Так, из общего числа выделенных устойчивых форм различных диких видов 11 образцов имеют аргентинское происхождение, 10 - боливийское и 2 -перуанское. В результате исследований было отобрано 36 клонов образцов 12 дикорастущих видов, представляющих интерес для селекции, как источники высокой устойчивости к G.rostochiensis [12].
В последние годы в России активно развивается отрасль переработки картофеля, в том числе на чипсы, фри, сухое картофельное пюре, крупку, замороженный картофель и др. Для создания новых сортов с повышенным содержанием крахмала, которые определяют рентабельность перерабатывающих отраслей, необходим новый исходный материал в виде генетических источников этого признака. Оценку образцов селекционных сортов картофеля осуществляли в Пушкинском филиале ВИР в 2010-2014 гг. Для выявления их потенциала в других географических условиях были проведены исследования на Екатерининской опытной станции ВНИИР, где они наиболее благоприятны для накопления крахмала. Высокое содержание крахмала в обоих точках продемонстрировали сорта Albatros, Asaja, Indira (Германия); Agria, Karida, Promesse, Vebeca (Нидерланды); Ceza (Польша); Альпинист, Верба, Ветразь, Выток, Гарант, Здабытак, Зубренок, Лазурит, Ласунак, Маг, Максимум, Милавица, Сузорье, Яхант (Беларусь); Бармалей, Белоснежка, Голубизна, Лазарь, Накра, Стрелец (Россия); Билина, Дзвин, Зарево, Лыбидь, Мавка, Свитанок киевский (Украина); Карасайский, Тениз (Казахстан).
Сравнительный анализ результатов оценки содержания крахмала в клубнях изучаемых сортов в Пушкинском филиале ВИР и на Екатерининской опытной станции ВИР показал, что у большинства из них вели- 33
чина этого показателя в условиях Тамбовской области выше. Например, клубни сорта Дзвин, выращенные в условиях Пушкинского филиала содержали 20,6% крахмала, а на Екатерининской опытной станции - 21,3%, сорт Галичанка - соответственно 13,4 и 17,5%, Елена -12,7 и 17,5%, Хозяюшка - 14,9 и 17,7%, Червона Рута -15,4 и 17,5%, Черниговский - 18,5 и 20,6%.
Кроме того, выделены сорта, сочетающие высокое содержание крахмала с высокой продуктивностью, устойчивостью к картофельной нематоде (патотип Ro1) и фитофторозу - Asaja, Ceza и Альпинист; а также с высокой продуктивностью, устойчивостью к картофельной нематоде и вирусным болезням - Assia и Ceza.
Комплексная оценка образцов культурных видов по хозяйственным-ценным признакам, позволила выявить новые источники для селекции. Так, выделены образцы с высоким содержанием крахмала (более 20%) среди образцов вида Э. andigenum к-4005, к-10379, к-17781,
к-19369, к-20316, к-21610, к-21681, к-21684 и к-23694. Среди примитивных культурных видов выделены источники раннеспелости: у вида Э. phureja - образцы к-1815, к-8940; у Э. гуЬп- к-9253, к-9354, к-9322 и к-16527.
По сравнительно новому хозяйственно-ценному признаку - антоциановой окраске мякоти клубня, представляющему интерес для нового направления селекции - создания специальных диетических сортов картофеля, выделены образцы культурного вида Э. andi-депит к-8069, к-13659, к-13975, мякоть которых обладает насыщенной темно-фиолетовой окраской.
выводы. В результате комплексного изучения образцов мировой коллекции картофеля ВИР выделены новые источники скороспелости, продуктивности, высокого содержания крахмала, устойчивости к фитофторозу и золотистой картофельной нематоде G.rostochiensis, которые могут быть рекомендованы для использования в качестве исходного материала для селекции.
Литература.
1. T. Gavrilenko, O. Antonova, A. Ovchinnikova, L. Novikova, E. Krylova, N. Mironenko, S. Kiru, G. Pendinen, A. Islamshina, N. Shvachko, L. Kostina, O. Afanasenko, D. Spooner A microsatellite and morphological assessment of the Russian National Potato Collection // «Genetic Resources and Crop Evolution»: Springer Netherlands, 2010. V. 57 (8). Pp. 1151-1164.1.
2. С.Д. Киру, Т.А. Гавриленко, Л.И. Костина, Е.В. Рогозина, О.Ю. Антонова, Э.В. Трускинов, Н.А. Швачко, Е.А. Крылова, А.Б. Смирнова // Достижения науки и техники АПК. №7. 2007. С. 2-6. Сохранение, изучение и использование в селекции генетических ресурсов картофеля во ВНИИР им. Н.И. Вавилова (ВИР).
3. Kiru S., S. Makovskaya, J. Bamberg, A. del Rio New sources of resistance to race Ro1 of the Golden nematode (Globodera rostochiensis Woll.) among reputed duplicate germplasm accessions of Solanum tuberosum subsp. andigena in the VIR (Russian) and US Potato Genebanks// Genetic Resources and Crop Evolution. 2005. Vol. 52. Issue 2. March. Pp. 145-149.
4. Методические указания по поддержанию и изучению мировой коллекции картофеля/ Сост. С.Д. Киру, Л.И. Костина, Э.В. Трускинов, Н.М. Зотеева, Е.В. Рогозина, Л.В. Королева, В.Е. Фомина, С.В. Палеха, О.С. Косарева, Д.А. Кирилов. СПб. ВИР, 2010. 28 с.
5. Международный классификатор СЭВ видов картофеля секции Tuberarium (Dun.) Buk. рода Solanum L./Сост.: СССР -С. Букасов, К. Будин, А. Камераз, В. Лехнович, Л. Костина, Н. Бавыко, В. Корнейчук, ЧССР - Н. Задина, И. Виднер, М. Майор, И. Бареш, В. Одегнал, Н. БаранекЛ.: ВИР, 1984. 43 с.
6. Костина Л.И. Выделение исходного материала на основе генеалогии: Методические указания. ВИР. СПб.:, 1992. 104 с.
7. Фомина В.Е., Травина С.Н., Кирпичева Т.В. Эколого-географическая изменчивость продуктивности сортов картофеля // Картофель и овощи. 2012. № 8. С. 7-8.
8. Stelter H., Rauber A. Untersuchunden uber den Kartoffelnematoden (Heterodera rostochiensis Woll.) V. Die veranderung einer Nematodenpopulation unter dem Einfluß widerstand sjchider und anfalliger Kartoffelvoranderung in einjahriden Topf versuchen. // Z.Pflanzenkrankh, 1959. № 9. Pp.572-582.
9. Киру С.Д., Жигадло Т.Э. Оценка исходного материала для селекции ранних сортов картофеля. Методы и технологии в селекции растений и растениеводстве. Киров: НИИСХ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого, 2015. С.114-117.
10. Патрикеева М.В., Чингаева Ю.Н. Популяция гриба Phytophthora infestans в Ленинградской области // Материалы II Всероссийского съезда по защите растений. СПб.: ВИЗР, 2003. Т.1. С. 527—528.
11. Косарева О.С. Исходный материал для селекции нематодоустойчивых сортов картофеля с комплексом хозяйственно-ценных признаков: автореф. дисс...канд. с-хнаук. ВИР. СПб., 2012. 21 c.
12. Чалая Н.А. Киру С.Д., Бирюкова В.А. Новые источники устойчивости кзолотистой картофельной нематоде (G. rostochiensis Woll.) из коллекции дикорастущих видов картофеля ВИР// Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2012. № 26. С. 45-50.
GENETIC DIVERSITY OF POTATO wORLD COLLECTION OF VIR AND ITS uSE IN BREEDING
S.D. Kiru1, L.I. Kostina1, O.S. Kosareva1, T.E. Zhigadlo2, S.N. ^awna2, N.A. Chalaya1, T.V. Kirpichyova3
'Federal Research center N.Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources (VIR), B. Morskaya str., 42-44, Saint-Petersburg, 190000, Russia
2 VIR branch «Polar research station», Kozlova str., 2, Apatity, Murmansk region, 184209, Russia 3Ekaterinino research station of VIR, Ekaterinino, Michurinsk distr., Tambov region, 398023, Russia
Summary. Studies in order to select new source material for potato breeding were carried out in 2010-2014 at N.I. Vavilov Institute of Plant Genetic Resources. The study included 320 samples of breeding varieties, wild and cultivated species from potato world collection of VIR. An integrated ecological and geographical screening, including filed and laboratory evaluation of samples for the main commercial and agronomic traits, were carried out on the experimental fields and at laboratories of VIR near St. Petersburg and its branches, located in different soil-climatic zones (Murmansk and Tambov regions), in order to assess the adaptive capacity of potato species and varieties in expression of their valuable traits. To achieve this purpose we studied potato samples on early ripening, productivity, starch content in tubers, resistance to late blight and golden nematode of potato. In earliness, the varieties that exceed by 10-50 % the standard variety Hibinsky Ranny on the dynamics of tuber mass accumulation and final yield indicators were selected. Among these varieties those samples are the most valuable, which combine earliness with low sensitivity to late blight (17 varieties) and to golden nematode of potato (22 varieties). On high productivity we selected 52 varieties of domestic and foreign breeding, exceeding indicators of the standard variety Nevsky by 10-65 %. According to high starch content we marked out 36 varieties as potential sources for breeding on this trait. Carried out field and laboratory screening of 72 samples of 36 wild species of potato for the resistance to golden nematode of potato against the artificially infected background enabled to select 23 sources of high resistance to the parasite. The singled out sources of valuable traits are recommended for use in breeding. Key words: potato, collection, breeding, traits, sources.
Author Details: S.D. Kiru, Dr. Sc. (Biol.), Head of Department (e-mail: [email protected]); L.I. Kostina, Dr. Sc. (Biol.), Senior Researcher; O.S. Kosareva, Cand. Sc. (Agr.), Junior Researcher; T.E. Zhigadlo, Junior Researcher; S.N. Travina, Cand. Sc. (Agr.), Researcher; N.A. Chalaya, Cand. Sc. (Agr.), Junior Researcher; T.V. Kirpichyova, Senior Researcher.
For citation: Kiru S.D., Kostina L.I., Kosareva O.S., Zhigadlo T.E., Travina S.N., Chalaya N.A., Kirpichyova T.V. Genetic diversity of potato world collection of VIR and its use in breeding. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015. V.29. №7. pp. 31-34 (In Russ)
