CC BY
12
УДК / UDC 635.11 -631.527.4
ОЦЕНКА КОМБИНАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ СОРТОВ СВЕКЛЫ
EVALUATION OF THE COMBINATIONAL ABILITY OF BEET VARIETIES
Бохан А.И.*, доктор сельскохозяйственных наук, доцент Bokhan A.I.*, Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor Коцарева H.B., доктор сельскохозяйственных наук, профессор Kotsareva N.V., Doctor of Agricultural Sciences, Professor ФГБОУ ВО «Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина», Белгород, Россия
Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Belgorod State Agrarian University named after V.Y. Gorin", Belgorod, Russia Юдаева В.Е., кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Yudaeva V.E., Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher
ФГБНУ «Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководства», Москва, Россия Federal State Budgetary Scientific Organization "Federal Horticultural Center for Breeding, Agrotechnology and Nursery", Moscow, Russia
*E-mail: alexboxan1980@mail.ru
Оценка комбинационной способности сортов свеклы является актуальным направлением исследований. Выявление лучших родительских форм и включение их в гибридизацию позволит получить высокопродуктивные гибриды свеклы. Цель исследования - выявить сорта свеклы с высокой комбинационной способностью, дать оценку гибридам первого поколения по хозяйственно ценным признакам. В статье рассматриваются результаты многолетних исследования по оценке ОКС сортов свеклы и выявлению лучших сортов для включения в селекционный процесс. В результате исследований установлено, что у кормовых сортов положительный эффект получен в скрещиваниях с участием образца Gloriant (Нидерланды), у столовых - Banko (Швеция). Высокой ОКС по урожаю сухого вещества (105-110 %) отличались образцы полусахарной свеклы: Баболни Сарга, Monoparte, Monogalben, Тетрагроенингия. У столовой свеклы высокой ОКС по урожаю корнеплодов (114-123 %) характеризовались многосемянные образцы Нидерландов: Uniball, Ran Uniball, Detroit Rubidus. Ключевые слова: свекла, комбинационная способность, сорт, гибрид, хозяйственно ценные признаки.
Evaluation of the combinational ability of beet varieties is an urgent area of research. Identifying the best parental forms and including them in hybridization will allow obtaining highly productive beet hybrids. The purpose of the study is to identify beet varieties with a high combinational ability, to evaluate the hybrids of the first generation according to economically valuable characteristics. The article discusses the results of many years of research of the ECA of beet varieties and the identification of the best varieties for inclusion in the breeding process. As a result of the research, it was found that in feed varieties a positive effect was obtained in crosses with the participation of the Gloriant sample (the Netherlands), in canteens - Banko (Sweden). The samples of semi-sugar beet were distinguished by high ECA in terms of dry matter yield (105-110%): Babolni Sarga, Monoparte, Monogalben, Tetragroeningia. Table beetroot with a high ECA yield of root crops (114-123%) was characterized by multi-seeded samples of the Netherlands: Uniball, Ran Uniball, Detroit Rubidus. Key words: beetroot, combinational ability, variety, hybrid, economically valuable traits.
Введение. Для более эффективного использования явления гетерозиса в селекции свеклы требуется постоянный поиск новых и совершенствование имеющихся методов и подходов по созданию, оценке и подбору исходных селекционных материалов [1, 2]. Сейчас комплексные программы по селекции свеклы на гетерозис включают различные методы и схемы, которые постоянно
усложняются, меняя направления и цели научных исследований [3-5]. Однако базовым является использование различных схем и методов отбора для выделения ценных генотипов растений, различных форм инбридинга для создания гомозиготных линий, системы контролируемых скрещиваний для оценки компонентов гибридизации и идентификации лучших генотипов, а также оптимальных схем гибридизации, воспроизведение и внедрение гибридов [6, 7].
До недавнего времени считалось, что селекционная ценность материнской формы (ее комбинационная способность, одноростковость, степень стерильности пыльцы, устойчивость к поражению болезнями) определяет производительность гибридов на стерильной основе. Однако, как показывает практика, важную роль в формировании высокопродуктивных гибридов сахарной свеклы играет и качество многоросткового опылителя [8].
Использование комплексных подходов отбора ценных генотипов растений свеклы сахарной позволяет создать родительские компоненты гибридов на ЦМС основе. Новые исходные формы многоростковых опылителей сахарной свеклы создают по использование различных методов селекции, но основными из них являются инбридинг, многократный индивидуально-семейственный отбор и различные формы рекуррентного отбора [9].
Сейчас, как и в исследованиях с материнскими формами сахарной свеклы, селекционная работа с многоростковыми опылителями направлена на создание новых генотипов растений с улучшенной формой корнеплода, неполным его заглублением в почву, высоким уровнем базовой производительности, комбинационной и репродуктивной способности.
Для определения комбинированных возможностей инбредных линий применяются различными методами, из которых являются метод диаллельного скрещивания, метод топкросса и поликросса. При поликроссах комбинационная способность оценивается по средней величине гетерозиса в потомствах от опыления образца смесью пыльцы испытываемых форм. Получая таким путем усредненную информацию оценивают общую комбинационную способность образца. Обычная схема оценки комбинационной способности с помощью поликросса складывается из двух звеньев - получения поликроссных семян и испытания гибридов в сравнении с исходными образцами и стандартом [10].
Использование мирового генофонда свеклы позволяет выявить наиболее ценные родительские формы, которые необходимо включать в селекционный процесс. В России с использованием мирового генофонда получены высокопродуктивные сорта и гибриды свеклы, которые включены в Реестр селекционных достижений РФ [11-13].
Оценка комбинационной способности сортов свеклы является актуальным направлением исследований. Выявление лучших родительских форм и включение их в гибридизацию позволит получить высокопродуктивные гибриды свеклы.
Цель исследования - выявить сорта свеклы с высокой комбинационной способностью, дать оценку гибридам первого поколения по хозяйственно ценным признакам.
Условия, материалы и методы. Полевые опыты проводили в 2014-2016 гг. в ФГБНУ ФНЦ Садоводства (п. Михнево Московской области) и в 2021-2022 гг. ФГБОУ Белгородский ГАУ (Белгородский район). Опыты были заложены согласно методике полевого опыта (2011) [14].
В наших опытах для оценки комбинационной способности с применением метода поликросс на изолированных участках размещали семенники рядами и в шахматном порядке, чтобы достичь наиболее полного равномерного переопыления каждого сорта. Семена с растений каждого сорта убирали раздельно. Испытание полученных гибридов проводили в сравнении с исходными сортами и стандартом.
Комбинационную способность определяли по превышению поликроссных гибридов средней по опыту. Классификацию вели их по шкале оценок И.А. Шевцова [15].
Результаты и обсуждение. Для изучения комбинационной ценности образцы кормовой свеклы группировали с учетом морфо-биологических особенностей и различий по хозяйственно-ценным признакам (табл. 1).
Таблица 1 - Группировка сортов кормовой свеклы по основным элементам продуктивности и форме корнеплода ___
Образцы Средний урожай корнеплодов т/га Среднее содержание сухого вещества в корнеплодах, % Форма корнеплода
1 группа - типично кормовые
Тимирязевский гибрид 56, Тетраплоиднная Желтая, Эккендорфская Желтая, Юбилейная Двусемянная, Голиаф, Лада, Идеал Кирше, Peramono, Aumora, Peragisrote, Rota, Rubin, PeragisroteWalze, Solar 86,1 13,3 цилиндрическая
Рекорд овальный, Северная Оранжевая, Сибирская Оранжевая, Monovigor, Monored, Gigant, Mars, RedOtofte, Rouge, Brigadir, Tibo 67,9 13,5 овальная
Trigonal, RedOtofte, Golda, JauneViking, GulDaeno, TetraRouge 75,6 13,9 овально коническая
2 группа - полусахарные
Узбекская полусахарная, Октябрьская, Гибрид Пушкинский, Solano, Blanca, Rumina, Solid, Gloriant, Nestor, Porsina,Teтpaплoидный гибрид, Полтавская Белая, Баболни Сарга, Barron, Monoparte 75,6 75,6 овально коническая
Rosa, Rozsaszinii Beta, Belgica, Belgro, Groeningia, Kobepo 61,9 16,8 удлиненно коническая
3 группа - сахаристые
Сахарная округлая 0143, Белорусская Округлая, Северянка, Friso 40,2 18,0 округлая
Сортообразцы типично кормовой свеклы отличались высокой урожайностью (54,0-118,2 т/га), но невысоким содержанием сухих веществ в корнеплодах (11,1-16,2 %), полусахарной - хорошей урожайностью (45,0-80,8 т/га) и повышенным содержанием сухих веществ (9,2-17,9%), сахаристой -высоким содержанием сухих веществ (17,9-20,2 %), но низкой урожайностью (30,8-49,7 т/га).
При скрещивании между собой различных образцов кормовой свеклы у гибридов наблюдалось разное сочетание элементов продуктивности, а также большое разнообразие по форме корнеплодов, погруженности их в почву и другим признакам. При скрещивании типично кормовых сортов в пределах одной подгруппы корнеплоды гибридов F1, как и у исходных сортов, крупные и неприспособленные для машинной уборки. У гибридов от скрещивания кормовых сортов свеклы, относящихся к разным подгруппам, формировались корнеплоды промежуточной между родительскими сортами формы, иногда с повышенным содержанием сухих веществ.
При скрещивании растений одного сорта (линии) с другими продуктивность гибридов F1 получается неодинаковой. Свойство растений давать при гибридизации высокопродуктивное потомство зависит от комбинационной способности. Принято различать два типа комбинационной способности - общую (ОКС) и специфическую (СКС).
Комбинационная способность является генетически обусловленным признаком и наследуется как при самоопылении, так и при скрещивании. Большинство исследователей склоняются к тому, что использование комбинационной способности скрещиваемых сортов будет наиболее полным, если они обладают высокой взаимной совместимостью. Значительное влияние на степень переопыления скрещиваемых растений оказывает также одновременность их цветения. Исходя из этого, способы определения комбинационной способности могут быть разные.
Анализ гибридных комбинаций показал различную их ценность (табл. 2).
Таблица 2 - Урожай гибридов и общая комбинационная способность образцов
кормовой свеклы, 2014 t-2016 гг.
Образцы, использованные в скрещиваниях Урожай сухого вещества в корнеплодах, т/га Отклонение от средней в опыте, т/га Урожай сухого вещества в корнеплодах, % от средней в опыте Урожай сухого вещества в корнеплодах, % к стандарту Класс оценок ОКС
поликросс №2
Полтавская Белая, Украина 15,7 -0,7 95 110 III
Коверо (4*), Россия 14,6 -1,8 89 102 IV
Тетрагроенингия (4*х), Россия 18,4 2,8 112 129 II
Баболни Сарга (4*), Россия 17,1 0,7 104 120 III
X 16,4
HCPü.05 2,4
поликросс №3
Юбилейная Двусемянная, Россия 14,5 -1,6 90 102 IV
Monoparte, Нидерланды 17,6 1,5 108 121 III
Solar, Нидерланды 16,2 0,1 100 114 III
Tekavil, Франция 14,8 -1,3 91 103 IV
Monogalben, Румыния 17,7 1,6 109 122 III
Сахарная Округлая 0143 (стандарт), Россия 14,2 -1,9 88 100
X 16,1
НСР0.05 2,4
Поликроссные гибриды кормовой свеклы Тетрагроенингия, Баболни Сарга (4*), Monoparte, Monogalben достоверно превосходили стандарт Сахарная округлая 0143 по урожаю сухого вещества в корнеплодах показали высокий конкурсный гетерозис (120-129 %) и высокую ОКС по этому показателю. Образец полусахарной свеклы Тетрагроенингия имел самую высокую ОКС, но непригодную для машинной уборки форму корнеплодов.
Оценка комбинационной ценности сортообразцов столовой свеклы включала уровень урожайности корнеплодов, их форму и качество мякоти, а также лежкость при длительном хранении. Для определения комбинационной ценности изучаемые сорта столовой свеклы разделены на 3 группы: 10 группа -сорта с плоской формой корнеплода: Сквирская Односемянная, Пушкинская Плоская, Несравненная А-463, Egavo, Egypskihoser; 2-я группа - сотра с округлой и округло-плоской формой корнеплода Бордо 237, Камуоляй 2, Ленинградская Округлая, Витену Бордо, Невежие, Одноростковая, Хавская Односемянная, Banko, Red Cross, Uniball, Adoptiv, Special Crosby, RanUnibal, Regala, Asmer Detroit; 3-я группа - сорта с удлиненной формой корнеплода: Эрфутская Горийская, Обелиск, Cilindra, FormaNova.
При скрещивании образцов разных групп форма корнеплода, урожай, а также качество мякоти у гибридов значительно вырьировали, что учитывали при определении комбинационной ценности. Так, от скрещивания 7 многосемянных и 4 односемянных сортов второй группы гибриды различались по урожайности (табл. 3). Наибольшей урожайностью отличались гибриды сортов Uniball, Detroit Rubidus (72-78 т/га), они достоверно превосходили стандарт и среднюю по поликроссу.
Таблица 3 - Урожай гибридов и комбинационная способность образцов столовой свеклы, 2021-2022 гг._
Образец Урожай корнеплодов, т/га Отклонение от средней в опыте т/га Урожай корнеплодов в % от средней в опыте Урожай корнеплодов в % к стандарту Класс оценок ОКС
поликросс №5
Uniball, Сербия 78,0 9,8 114 134 I
Detroit Rubidus, Нидерланды 72,0 3,8 105 124 II
Detroit Supra, Нидерланды 68,5 0,3 100 118 II
Ran Uniball, Нидерланды 77,2 9,0 113 133 I
Regala, Нидерланды 64,2 4,0 94 110 III
Spinal, Нидерланды 64,1 4,1 94 110 III
Asmer Detroit, Англия 53,6 -14,6 78 92 IV
X 68,2
HCP0.05 7,2
поликросс №6
Хавская Односемянная, Россия 54,8 -0,6 99 94 IV
Одноростковая, Россия 54,9 -0,5 99 94 IV
Banko, Швеция 57,9 2,1 103 99 IV
Red Cross, США 54,6 -0,8 98 94 IV
Бордо 237 (стандарт) Россия 58,0 2,6 104 100
X 55,4
НРС0.05 7,2
Отмеченные сорта характеризовались высокой ОКС (первый-второй класс оценок), низкий ОКС отмечена для сортов Хавская Односемянная, Одноростковая, Red Cross (четвертый класс оценок).
Выводы. При испытании 41 гибрида F1 установлено, что сочетание высокой урожайности с другими хозяйственно ценными признаками и свойствами (форма корнеплода, качество мякоти, лежкость при длительном хранении, нецветушность) наблюдается по-разному. У кормовых сортов положительный эффект получен в скрещиваниях с участием образца Gloriant (Нидерланды), у столовых - Banko (Швеция). Высокой ОКС по урожаю сухого вещества (105-110 %) отличались образцы полусахарной свеклы: Баболни Сарга, Monoparte, Monogalben, Тетрагроенингия. У столовой свеклы высокой ОКС по урожаю корнеплодов (114-123 %) характеризовались многосемянные образцы Нидерландов: Uniball, Ran Uniball, Detroit Rubidus.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Корниенко A.B., Моргун A.B., Труш С.Г. Селекция свеклы на гетерозис (Beta vulgaris L.). Воронеж, 2007. 255 с.
2. Ахраменко А. Д. Морфогенетические типы гибридов от скрещивания разноплоидных растений столовой и сахарной свеклы // Современные проблемы генетики и селекции: тез. докл. республ. конф. Минск, 1995. С. 7.
3. Бохан А.И., Коцарева Н.В., Юдаева В.Е. Подбор родительских пар для получения гетерозисных гибридов свеклы // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 3. С. 67-72.
4. Создание гибридов сахарной свеклы нового поколения / О.В. Дубчак, Л.С. Андреева, П.И. Вакуленко, Л.Ю. Паламарчук // Агробиология: сборник научных трудов. 2021. С. 32-40.
5. Richardson K. Traditional Breeding in Sugar Beet // Sugar Tech. 2010. V. 12 (3-4). P. 181-186.
6. Hecker R. Y. Reciprocal recurrent selection for the development of improved sugar beet hybrids.// Journal of the American society of sugar beet technologists. 1985. V. 23. N 1-2. P. 47-58.
7. Oldemeyer R. Introgressive hibridization as a breeding method in Beta vulgaris.// Journal of the American society of sugar beet technologists. 1975. V. 18. N 3. P. 269-274.
8. Роик H.B., Корнеева M.A. Комбинационная способность опылителей сахарной свеклы различной генетической структуры по элементам продуктивности. Энциклопедия рода Beta: Биология, генетика и селекция свеклы. Новосибирск: Сова, 2010. С. 525-541.
9. Biancardi E., Campbell L., Biaggi M. Genetics and Breeding of Sugar Beet. Science Publishers. USA. 2005. P. 173-206.
10. Турбин H. В. Гетерозис и его использование в растениеводстве // Селекция и семеноводство с.-х. растений в Белоруссии. 1961. С. 18-29.
11. Оценка коллекционных образцов свеклы по хозяйственно ценным признакам / А.И. Бохан, В.Е. Юдаева, А.Н. Крюков, Н.В. Коцарева // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2022. Т. 14. № 2. С. 5-16.
12. Федорова М.И. Сорта свеклы столовой селекции ВНИИССОК // Овощи России. 2016. № 2. С. 56-59.
13. Юдаева В.Е., Бохан А.И., Мотылева С.М. Генетические ресурсы корнеплодных овощных культур в условиях Центрального региона России // Овощи России. 2017. № 4(37). С. 32-37.
14. Литвинов С.С. Методика полевого опыта в овощеводстве. М.: ГНУ ВНИИО, 2011. 648 с.
15. Шевцов И.А., Парий Ф.Н., Долотий Л.А. Методы определения комбинационной способности инбредных линий сахарной свеклы // Вестник с.-х. науки. 1986. № 6. С. 99-103.
REFERENCE
1. Kornienko A.V., Morgun A.V., Trush S.G. Selektsiya svekly na geterozis (Veta vulgaris L.). Voronezh, 2007. 255 s.
2. Akhramenko A. D. Morfogeneticheskie tipy gibridov ot skreshchivaniya raznoploidnykh rasteniy stolovoy i sakharnoy svekly // Sovremennye problemy genetiki i selektsii: tez. dokl. respubl. konf. Minsk, 1995. S. 7.
3. Bokhan A.I., Kotsareva N.V., Yudaeva V.Ye. Podbor roditelskikh par dlya polucheniya geterozisnykh gibridov svekly // Vestnik Kurskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. 2022. № 3. S. 67-72.
4. Sozdanie gibridov sakharnoy svekly novogo pokoleniya / O.V. Dubchak, L.S. Andreeva, P.I. Vakulenko, L.Yu. Palamarchuk // Agrobiologiya: sbornik nauchnykh trudov. 2021. S. 32-40.
5. Richardson K. Traditional Breeding in Sugar Beet // Sugar Tech. 2010. V. 12 (3-4). R. 181-186.
6. Hecker R. Y. Reciprocal recurrent selection for the development of improved sugar beet hybrids.// Journal of the American society of sugar beet technologists. 1985. V. 23. N 1-2. P. 47-58.
7. Oldemeyer R. Introgressive hibridization as a breeding method in Beta vulgaris.// Journal of the American society of sugar beet technologists. 1975. V. 18. N 3. P. 269-274.
8. Roik N.V., Korneeva M.A. Kombinatsionnaya sposobnost opyliteley sakharnoy svekly razlichnoy geneticheskoy struktury po elementam produktivnosti. Entsiklopediya roda Beta: Biologiya, genetika i selektsiya svekly. Novosibirsk: Sova, 2010. S. 525-541.
9. Biancardi E., Campbell L., Biaggi M. Genetics and Breeding of Sugar Beet. Science Publishers. USA. 2005. R. 173-206.
10. Turbin N. V. Geterozis i ego ispolzovanie v rastenievodstve // Selektsiya i semenovodstvo s.-kh. rasteniy v Belorussii. 1961. S. 18-29.
11. Otsenka kollektsionnykh obraztsov svekly po khozyaystvenno tsennym priznakam / A.I. Bokhan, V.Ye. Yudaeva, A.N. Kryukov, N.V. Kotsareva // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva. 2022. T. 14. № 2. S. 5-16.
12. Fedorova M.I. Sorta svekly stolovoy selektsii VNIISSOK // Ovoshchi Rossii. 2016. № 2. S. 56-59.
13. Yudaeva V.E., Bokhan A.I., Motyleva S.M. Geneticheskie resursy korneplodnykh ovoshchnykh kultur v usloviyakh Tsentralnogo regiona Rossii // Ovoshchi Rossii. 2017. № 4(37). S. 32-37.
14. Litvinov S.S. Metodika polevogo opyta v ovoshchevodstve. M.: GNU VNIIO, 2011. 648 s.
15. Shevtsov I.A., Pariy F.N., Dolotiy L.A. Metody opredeleniya kombinatsionnoy sposobnosti inbrednykh liniy sakharnoy svekly // Vestnik s.-kh. nauki. 1986. № 6. S. 99-103.
