CC BY
13
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Фомин Сергей Денисович, доктор технических наук, профессор РАЕ, профессор кафедры «Механика», заведующий Центром наукометрического анализа и международных систем индексирования, Волгоградский государственный аграрный университет (РФ, 400002, г. Волгоград, Университетский проспект, 26), доктор технических наук, доцент, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7910-9284 Email: fsd_58@mail.ru
DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-30 PROSPECTS FOR THE USE OF WILD SPECIES AND FORMS OF THE APPLE TREES IN BREEDING FOR DECORATIVE QUALITIES
E. M. Feshchenko
Federal State Budget Scientific Organization «Federal Horticultural Center for Breeding,
Agrotechnology and Nursery», Moscow Received 10.02.2023 Submitted 12.03.2023
The research was carried out as part of the implementation of the state task of the Federal Horticultural Research Center for Breeding, Agrotechnology and Nursery (No. 0432-2021-0001 «Genetic and biotechnological approaches to managing the breeding process, improving existing breeding methods for constructing new genetic modifications offruit, berry, vegetable and field crops that meet modern requirements for agricultural production»)
Summary
Wild species and forms of apple trees are sources of valuable traits for breeding, such as resistance to major diseases, adaptability to adverse abiotic environmental factors, decorative qualities. The varieties and forms of apple trees obtained as a result of research and breeding work are widely used in landscape gardening.
Abstract
Introduction. The apple tree is an integral part of ornamental gardening and green construction. Currently, the value of decorative representatives of the genus Malus is increasing, as a result of which their expansion occurs as part of single and group plantings on an urbanized territory. Wild-growing representatives of the genus Malus are widely involved in the breeding process due to interspecific and intraspecific diversity, ability to regenerate, resistance to diseases. It is urgent to work towards obtaining, selecting and comprehensively evaluating forms with valuable decorative and adaptive features. Object. Thematic literature data on the use of wild-growing representatives of the genus Malus Mill. and their derivatives in breeding to increase the adaptive potential and aesthetic characteristics of hybrid offspring. Materials and methods. During the analytical review, open sources containing data on the work on the creation of varieties and forms of ornamental apple trees with the participation of wild species and their breeding derivatives as parent forms were used. Results and conclusions. Numerous types and forms of apple trees are an integral part of the breeding process. The relevance of the application is established of certain wild apple species as sources of high winter hardiness (Malus baccata), resistance to major diseases is relevant (Malus floribunda, Malus sieboldii, Malus sargentii), anthocyanin coloring of vegetative and generative organs (Malus niedzwetzkyana), the terry of the flower corollas (Malus spectrabilis, Malus x micromalus). In addition, in a number of research institutes, apple trees with decorative qualities are used as parent forms for breeding not only wild species, but also forms, hybrids, rootstock forms. Molecular genetic studies conducted abroad have revealed and confirmed the nature of inheritance of the main selected decorative features of apple trees (corolla color, leaves, crown shape).
Key words: wild species, Malus Mill., ornamental apple trees, landscaping, varieties, hybrids, forms, breeding, winter hardiness, decorative.
Citation. Feshchenko E. M. Prospects for the use of wild species and forms of apple trees in breeding for decorative qualities. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2023. 1(69). 281-290 (in Russian). DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-30.
Author's contribution. Author of this study participated in the planning, execution or analysis of this study. Author of this article have read and approved the submitted final version.
Conflict of interest. The author declare that there is no conflict of interest.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
УДК 635.925:631.52
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДИКОРАСТУЩИХ ВИДОВ И ФОРМ ЯБЛОНИ В СЕЛЕКЦИИ НА ДЕКОРАТИВНЫЕ КАЧЕСТВА
Е. М. Фещенко, младший научный сотрудник
ФГБНУ ФНЦ Садоводства, г. Москва
Дата поступления в редакцию 10.02.2023 Дата принятия к печати 12.03.2023
Исследования выполнены в рамках реализации государственного задания ФГБНУ ФНЦ Садоводства (№ 0432-2021-0001 «Генетические и биотехнологические подходы управления селекционным процессом, совершенствование существующих методов селекции для конструирования новых генетических модификаций плодовых, ягодных, овощных и полевых культур, отвечающих современным требованиям сельскохозяйственного производства»)
Актуальность. Яблоня является неотъемлемой частью декоративного садоводства и зеленого строительства. В настоящее время возрастает ценность декоративных представителей рода Malus, вследствие чего происходит их распространение в составе одиночных и групповых посадок на урбанизированной территории. Дикорастущие представители рода Malus широко задействованы в селекционном процессе благодаря межвидовому и внутривидовому многообразию, способности к регенерации, устойчивости к болезням. Актуальной является работа в направлении получения, отбора и комплексной оценки форм, обладающих ценными декоративными и адаптивными признаками. Объект. Тематические литературные данные о применении дикорастущих представителей рода Malus Mill. и их производных в селекции на повышение адаптивного потенциала и эстетических характеристик гибридного потомства. Материалы и методы. В ходе аналитического обзора были применены открытые источники, содержащие данные о проведении работы по созданию сортов и форм декоративной яблони с участием дикорастущих видов и их селекционных производных в качестве родительских форм. Результаты и выводы. Многочисленные виды и формы яблони являются неотъемлемой частью селекционного процесса. Установлена актуальность применения определенных дикорастущих видов яблони в качестве источников высокой зимостойкости (Malus baccata), устойчивости к основным болезням (Malus floribunda, Malus sieboldii, Malus sargentii), антоциановой окраски вегетативных и генеративных органов (Malus niedzwetzkyana), махровости венчика цветка (Malus spectrabilis, Malus х micromalus). Кроме этого, в ряде НИУ, в качестве родительских форм для селекции яблони с декоративными качествами применяют не только дикорастущие виды, но и полученные на их основе формы, гибриды, подвойные формы. Молекулярно-генетические исследования, проведенные за рубежом, позволили выявить и подтвердить характер наследования основных селектируемых декоративных признаков яблони (окраска венчика, листьев, форма кроны).
Ключевые слова: дикорастущие виды яблони, Malus Mill., декоративные яблони, озеленение, сорта яблони, гибриды яблони, формы яблони, селекция яблони, зимостойкость яблони.
Цитирование. Фещенко Е. М. Перспективы использования дикорастущих видов и форм яблони в селекции на декоративные качества. Известия НВ АУК. 2023. 1(69). 281-290. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-30.
Авторский вклад. Автор настоящего исследования принимал участие в планировании, выполнении или анализе данного исследования. Автор настоящей статьи ознакомился с представленным окончательным вариантом и одобрил его.
Конфликт интересов. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
Введение. Яблоня является неотъемлемой частью декоративного садоводства (Витковский В. Л., 2003; Шагапов Р. Ш., Шагапов Р. Р., 2009; Нигматянова С. Э., 2011). Она широко используется в озеленении и ландшафтном дизайне умеренных регионов
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Северного полушария [16, 24]. Селекция яблони с эстетическими качествами ориентирована на потребности государственных и частных ландшафтных дизайнеров в новых сортах [18, 25].
Среди более чем 200 сортов с декоративными качествами, зарегистрированных в мире в настоящее время, лишь немногим более 60 имеют известное происхождение [18, 25]. Декоративные представители рода Malus необходимы для озеленения городов в силу способности переносить нахождение в окружающей среде большого количества газа и пыли, отражать более половины поступающей солнечной радиации, улучшая тем самым микроклимат и природную среду (Исаева И. С., 2009). Также важным критерием отбора декоративных форм является зимостойкость [7]. В связи с этим актуальна селекционная работа по получению, отбору и оценке форм, обладающих декоративными и адаптивными качествами [6]. Дикорастущие виды яблони имеют неоценимое значение для селекции благодаря межвидовому и внутривидовому многообразию, способности к регенерации, устойчивости к болезням [10]. Сфера их применения включает как получение сортов с плодами высокого качества, так и выведение новых сортов для декоративных целей [23].
В настоящее время процесс получения декоративного сорта яблони достигается в большинстве случаев путем отбора потомства естественных гибридов с выраженными эстетическими свойствами. За рубежом разрабатываются методы генетического анализа исходных форм и гибридного потомства [25]. Для оценки визуальных признаков (симметрия цветка) применяются статистические методы [12]. Поскольку дикорастущие виды яблони являются источниками устойчивости к патогенам, толерантности к абиотическому стрессу, они включены в национальные или институтские коллекции. Для уточнения состава коллекции зародышевой плазмы анализируются с использованием молекулярных маркеров [19, 20, 27]. Некоторые коллекции ограничивались распространением в пределах своих стран, а другие широко распространены на международном уровне [28].
Целью исследования является изучение литературных данных, посвященных применению дикорастущих представителей рода Malus Mill в селекции, направленной на повышение адаптивного потенциала, эстетических характеристик гибридного потомства.
Материалы и методы. Для проведения аналитического обзора были применены открытые источники, содержащие данные о проведении селекционной работы по созданию сортов декоративной яблони с участием дикорастущих видов и их производных в качестве родительских форм; результаты предварительной оценки потенциальных родительских форм и полученных в результате гибридизации образцов.
Результаты и обсуждение. Изучение декоративных качеств яблони проводится в ряде НИУ России, сорта с выдающимися эстетическими качествами созданы в Московском государственном университете имени Ломоносова, Свердловской селекционной станции садоводства ФГБНУ УрФАНИЦ Уральского отделения РАН и др. [9].
Первые в России декоративные сорта яблони были созданы учеными Свердловской селекционной станции садоводства. Декоративная поздноцветущая форма, выделенная из забайкальской разновидности Malus baccata (L.) Borkh., получила название Городская. П. А. Диброва был выделен краснолистный и красноцветковый образец из гибридной популяции, полученной на основе Malus baccata, ранетки пурпуровой и Malus niedzvetzkyana, опыленных пыльцой зеленолистных сортов. В дальнейшем выделен обильно цветущий декоративный сорт Малиновка декоративная с насыщенно-малиновой окраской лепестков; получена штамбовая форма Шаровидная с необычным округлым габитусом. Л. А. Котовым в 1998 году от скрещивания устойчивого к парше экземпляра Malus baccata и сорта Ekonimirat ekstermeier c высокодекоративными розовыми цветками был получен высокозимостойкий сорт Malus baccata f. pendula - Плакучая. в 2008 году -
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
обильноцветущий краснолистный сорт Алая плакучая с высокой адаптивностью. К декоративным формам со съедобными плодами относится естественная стланцевая штамбовая форма Зонтичная крупноплодная (производное Elise Rathke), перспективные формы Волна и Зеленая простертая (Мощная х Ekonimirat ekstermeier). В Алтайской зональной плодово-ягодной опытной станции (в настоящее время «НИИСС имени М. А. Лисавенко» ФГБНУ ФАНЦА), М. А. Лисавенко и Л. Ю. Жебровской были получены красивоцвету-щие формы яблони: Кармен (сеянец № 46 х Бельфлер-китайка) с пурпурной окраской цветков, Аврора (Ранетка пурпуровая х Пепин шафранный) с темно-красной окраской лепестков, а также сеянцы от свободного опыления неизвестных сортов: Весна со светло-красными лепестками, белоцветковая Бесприданница, форма Грёзы с розовой окраской цветков. Отборные формы Звезда (пурпурные цветки с заостренными лепестками), Каскад, Ярославна были получены сотрудником Уральского федерального аграрного научно-исследовательского центра УрО РАН С. А. Макаренко из сеянцев от свободного опыления плакучей формы Malus baccata [4].
На биологическом факультете ГОУ МГУ имени Ломоносова также выведены сорта декоративной яблони, которые в 2001 году допущены к использованию [9]. Ярким представителем декоративной яблони является сорт Ажурная на основе Malus transitoria (Batal.) C. K. Schneid с необычной пятилопастной формой листьев, белыми цветами и желтыми плодами с красным бочком. (Ванина Л. С., Вартапетян В. В. Патент РФ № RU 9908351). У сорта Великан (производноеMalus kaido Mak.) представляют интерес крупные цветки белой окраски. Многочисленные плоды темно-красного цвета. (Ванина Л. С., Вартапетян В. В. Патент РФ № RU 9908344). Декоративный сорт Розовое чудо (на основе Malus х nan-schan) интересен оригинальной компактной пирамидальной кроной. Отличается обильным продолжительным цветением в поздние сроки (Ванина Л. С., Вартапетян В. В. Патент РФ № RU 1192). Сорт яблони Пирамидальная (на основе Malus sieboldii Rehd) примечателен наличием крупных белых ароматных цветков, обильно цветет в ранние сроки. Плоды очень мелкие, красной окраски (Ванина Л. С., Вартапетян В. В. Патент РФ № RU 9908348). Декоративный сорт яблони Сахалинская жемчужина (на основе Malus sachalinensis (Kom). Lich.) обладает крупными ароматными цветками белой окраски. Отличается интенсивным плодообразованием (Ванина Л. С., Вартапетян В. В. Патент РФ № RU 1190). Сорт яблони Малютка (получен с участием Malus zumi Rehd.) представляет интерес благодаря обильному продолжительному цветению в средние или поздние сроки. Плодообразование обильное, плоды желтые с красной покровной окраской, очень маленького размера. Их отличает длительная сохранность на дереве (Ванина Л. С., Вартапетян В. В. патент РФ № RU 1191).
По мнению авторского научного коллектива из Мичуринского государственного аграрного университета под руководством Н. М. Соломатина и Белгородского национального исследовательского университета, наилучшими признаками для создания декоративных насаждений обладают виды Malus baccata, Malus manshurica (Maxim.) Kom.), Malus spectabilis (Aiton) Borkh., Malus floribunda Siebold ex Van Houtte, Malus niedzwetzkyana Dieck.ex Koehne и др. Работа с яблоней Недзвецкого была начата И. В. Мичуриным, получившим с ее участием сорт Красный штандарт. С использованием яблони Недзвецкого в Мичуринском ГАУ, профессором В. И. Будаговским и его последователями создан ряд клоновых подвоев яблони, многие из которых имеют антоциано-вую окраску вегетативных и генеративных органов. Выделенные из них гибридные формы Мичдекор 2, 5, 6, 7 обладают высокой декоративностью в период цветения. В Лаборатории селекции слаборослых клоновых подвоев и других плодовых культур в Мичуринском ГАУ проводится работа по оценке декоративных качеств гибридного
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
фонда подвоев. Генотипы созданных там гибридных форм яблони сформированы в результате повторных скрещиваний более пяти видов яблони (Malus domestica Borkh., Malus prunifolia (Willd.) Borkh., Malus baccata, Malus niedzwetskiana, Malus pumila Mill. и др.), что объясняет высокую вариативность ценных признаков (форма кроны, обилие цветения, аромат цветков, внешний вид листьев и плодов) [8].
Работа в направлении получения краснолистной декоративной яблони с оригинальной формой кроны также проводится Шагаповым Р. Ш. с коллегами в Оренбургском ГАУ, где в качестве материнской формы был задействован сорт Плакучая с декоративной формой кроны, а в качестве отцовской - сорт Malus х purpurea Royalti c антоци-ановой окраской вегетативных и генеративных органов. В данном случае антоциановая окраска косвенно обусловлена участием яблони пурпурной (Malus х purpurea), которая является гибридом Malus niedzwetskiana и Malus х atrosanguine. В результате многолетнего отбора сеянцев был выделен образец Степная королева со стабильной на протяжении всего сезона антоциановой окраской. (Шагапов Р. Ш. и др., 2017).
Морозостойкий вид яблони Malus baccata, или яблони сибирской, произрастающий на территории Прибайкалья и Забайкалья, широко применяется в озеленении ввиду своих декоративных качеств. Рудиковским А. В. с коллегами из Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН было проведено экспедиционное исследование внутривидового полиморфизма, которое позволило выделить в Селенгинском районе республики Бурятия две низкорослые формы Malus baccata, отличающиеся способностью к вегетативному размножению. Одна из обнаруженных форм является суперкарликом высотой до 1,1 метра, другая найденная форма имеет форму многоствольного куста высотой до 2,5 метров (Рудиковский А. В., 2008). В результате изучения ростовых параметров и зимостойкости низкорослой формы СКФ-1 яблони сибирской выявлено, что у растений наблюдается феномен подавления апикального доминирования. Зимостойкость формы СКФ-1 этот показатель на уровне стандартных форм яблони сибирской. Эта суперкарликовая форма Malus baccata является перспективным образцом для дальнейшего использования в селекции яблони на сдержанный рост, а у декоративной - на низкорослость (Рудиковский А. В. и др., 2010).
В Главном ботаническом саду им. Н. В. Цицина (ГБС РАН) изучение дикорастущих видов яблони проводится с середины XX века (с 1957 г.) Особый интерес представляют дикорастущие представители семейства Malus floribunda Sieb., M. х atrosanguinea (Spaeth) Schneid., M. х micromalus Makino, M. prunifolia, M. х zumi) [5]. Вышеуказанные виды яблони неоднократно включались в зарубежные селекционные программы [26] (Fischer M., Fischer C., 2002; Janick J., 2002, Toth G. M., Kovacs S., 2004). Среди видов яблони, представленных в коллекции ГБС РАН, наиболее устойчивыми являются виды: Malus sargentii Rehd., Malus hupehensis (Pamp.) Rehd., Malus prunifolia, Malus coronaria (L.) Mill. (степень поражения от 0,5 до 1,5 баллов). Высокой зимостойкостью отличаются Malus baccata, M. mandshurica (Maxim.) Kom., Malus sylvestris Mill., Malus sieboldii (Regel) Rehd., Malus prunifolia (Криворучко В. П. и др., 2018).
Коллекция яблони Федерального исследовательского центра Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова (ВИР) является наиболее обширной из собранных в Российской Федерации. Отобранные с 1925 г. и сохраняемые в ней образцы в количестве более 3800 сортов и диких видов яблони являются ценными родительскими формами [11]. На Майкопской опытной станции ВИР существует обширная генетическая коллекция яблони из различных эколого-географических регионов представлена более чем 320 образцами дикорастущей яблони из всех центров происхождения, с представителями секций Docyniopsis C.K. Schneid, Sorbomalus Zabel, Chloromeles (Decne) Rehd., Malus Lang. В результате исследования коллекционных образцов путем искусственного заражения сеянцев выделен ряд высокоустойчивых и им-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
мунных к болезням (парша, мучнистая роса и др.) видообразцов яблони выявлено, что самые устойчивые виды находятся в восточноазиатском очаге. Сотрудницей Майкопского опытной станции ВИР О. Н. Барсуковой дана характеристика видообразцов и гибридов, перспективных для использования в селекционном процессе. Полученные на Майкопской станции гибриды Флоркинг и Malus floribunda х Ренет Симиренко, гибриды 15461, 15462 (Malus sieboldii х Спартан) х Роллс) наряду с устойчивостью к парше и мучнистой росе, обладают рядом ценных признаков, в том числе декоративных. По декоративным качествам (белые крупные цветы и красные плоды, длительно сохраняющиеся на дереве) также выделен иммунный к парше и мучнистой росе гибрид Malus sieboldii х Спартан 41289, интродуцированный из Белорусского НИИ плодоводства [1]. По результатам многолетних исследований О. Н. Барсуковой выделены поздноцвету-щие дикорастущие виды, полученные на их основе гибриды, способные переносить весенние заморозки: M. florentina 2345, Malus hupehensis 14945, Maluspumila 2383, Malus asiatica Nakai 2337, формы Malus orientalis Uglitzk [2]. Многолетний период работы специалистов Крымской опытно-селекционной станции ВИР дал возможность обозначить подходы к исследованиям по выделению целевых генотипов, включению дикорастущих предковых форм в генофонд (Г. В. Ерёмин и др., 2015).
Следует отметить, что в научных учреждениях отрасли садоводства практикуется использование сортов, видов, гибридов, подвойных форм с эстетическими характеристиками, которые изначально были задействованы в качестве исходного материала для селекции по хозяйственно-ценным признакам (Куликов И. М., Артюхова А. В., 2008). Вышеописанные исследования сотрудников МичГАУ и Белгородского НИУ [5] подтверждают эту тенденцию.
Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур (ФГБНУ ВНИИСПК, г. Орел) обладает обширным генофондом яблони. В числе более 700 образцов присутствуют перспективные формы с ценными эстетическими качествами и высокой степенью адаптивности в зоне произрастания (Красова Н. Г. и др., 2012). Сотрудниками ФГБНУ ВНИИСПК проведена оценка декоративных качеств у 22 образцов яблони, среди которых, с привлекательным габитусом выделены некоторые под-войные формы (Н-1, 3-4-98) и декоративный образец Яркая. Крупным размером цветков и интенсивным ароматом интересны подвойные формы 3-4-98 и 3-3-72. Выявлены другие образцы с крупным размером цветков (Кульджинка, Пионерочка, 62-396, 57-366, Яркая). Наиболее яркие декоративные плоды отмечены у 3-4-98, 3-3-72, Пионерочка, Н-1 и Яркая. Авторским коллективом предложена модель, рекомендованная для дальнейшей селекции яблони на декоративные качества [3].
В последнее время за рубежом интенсивно выводятся сорта яблони с редкими декоративными признаками. К примеру, в Китае получен сорт Hongyi, отобранный из сеянцев свободного опыления сорта Red Splendor (ev. Malus niedzwetskyana, питомник Bergeson, 1948) в дендрарии Шаньдунского сельскохозяйственного университета (Shandong Agricultural University) обладает колонновидным типом роста (рисунок 1) [22]. C учетом устойчивости к вредителям, эстетических качеств в 2011 году были отобраны пять выдающихся образцов, включая Hongyi, который отличался своей колонно-видной формой кроны. Цветки имеют яркую розово-фиолетовую окраску, плоды фиолетового цвета. Hongyi подходит для небольших садов и использования в живых изгородях [22]. После селекционной работы на китайский рынок было выведено несколько ценных сортов. К ним относятся Yangzhi Yu, Zi Dieer, Fenghong Nichang (cv. Malus hal-liana), Fen balei (cv. Malus х micromalus [16]), Hongxia и Meizhen Haitang. Обширные исследования и полевые работы по выращиванию и селекции декоративных яблонь позволили расширить цвет их листьев с зеленого до широкого спектра красных и фиолетовых оттенков [13, 15], что повышает их привлекательность. Новый сорт Malus
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА, НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
spectabilis с желтыми листьями Duojiao, был получен от естественного мутанта Riversii вида Malus spectabilis, и его привлекательная листва отличает его от других сортов. Листья вначале имеют красновато-желтую окраску, затем постепенно светлеют до желтого цвета (рисунок 1). Желтая окраска впоследствии сменяется желтовато-зеленой. Высота дерева достигает 2,8 м. Цветки обладают розовой окраской на стадии бутона, при распускании розово-фиолетовые изнутри и пурпурно-красные с обратной стороны; лепестки располагаются в два слоя. Плоды желто-зеленого цвета, продолговатой формы. Duojiao является редким сортом с желтыми листьями, идеально подходящим для изучения фотосинтеза растений, метаболизма хлорофилла и развития хлоропластов [24].
Менее 5% сортов яблони обладают полумахровыми или махровыми цветками. За последние 20 лет на рынок США было выпущено только 2 сорта яблок с махровым цветком, Spring Bride (Spongberg, 1996) и Jarmin (Jarmin, 2003). В Китае есть только два махровых сорта: Fenghong Nichang и Fen Balei [18], которые были выпущены недавно. В 2011 году было собрано 1800 плодов от свободного опыления, затем 8000 саженцев были оценены в Национальном генетическом центре зародышевой плазмы в Янчжоу, провинция Цзянсу. Весной 2014 года был отобран и оценен в 2015 и 2016 годах один саженец; впоследствии он был назван Yangzhi Yu. После 5 лет работы растения не было обнаружено серьезных вредителей или болезней. У Yangzhi Yu махровые белые цветки с глубокой чашечкой. Этот сорт больше всего напоминает Van Eseltine, который является потомком Malus х arnoldiana и Malus spectabilis. Нераскрывшийся цветок светло-розовый (рисунок 1), цвет лепестков средней зоны внешней стороны красно-фиолетовый. Листья эллиптические, зеленые, тонкие, кожистые, осенняя окраска желто-зеленая. У дерева серо-зеленые ветви и вертикальная форма кроны, достигающей 3 м в высоту за 6 лет. Цветение средних сроков. Цветки махровые, диаметром 4,5 см. Лепестки широкие, эллиптические, накладывающиеся друг на друга, без заметных жилкований. Желто-зеленые плоды мелкие, шаровидные, с опадающей чашечкой, сохраняются на дереве около 5 месяцев [29]. Отмечено, что на махровость цветка оказывает непосредственное влияние наличие родительской формы Malus spectabilis и Malus micromalus (Malus spectabilis х Malus baccata) [18, 24, 29].
Рисунок 1 - Новые декоративные сорта яблони: 1 - Hongyi [22]; 2 - Duojiao [24];
3 - Внешний вид дерева (А), цветки (В) и плоды (С) Yangzhi Yu [29]
Figure 1 - New ornamental apple varieties: 1 - Hongyi [22]; 2 - Duojiao [24];
3 - Tree gabitus (A), flowers (B) and fruits (C) of Yangzhi Yu variety [29]
Чтобы изучить закономерности наследования декоративных признаков, повысить эффективность выведения новых сортов при гибридизации декоративных представителей яблони, за рубежом широко применяются молекулярно-генетические методы [25]. В Индии научный коллектив, включающий сотрудников Индийского научно-исследовательского института сельского хозяйства (Indian Agricultural Research Institute)
1
2
3
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Национального бюро генетических ресурсов растений, (National Bureau of Plant Genetic Resources), Центрального института садоводства умеренного климата (Central Institute of Temperate Horticulture), Центральныого института лекарственных и ароматических растений (Central Institute of Medicinal and Aromatic Plants), провел исследование аборигенных гималайских видов Malus baccata (L.) Borkh. и Malus sikkimensis (Wenzig) Koehne ex C. Schneider. Был использован набор из маркеров для 31 SSR-локуса, который выявил 8 уникальных и 11 редких аллелей среди изучаемых генотипов. Существующая высокая степень генетического разнообразия среди изученных генотипов дикорастущих видов яблони представляет ценный генетический ресурс для селекционных программ [21].
В Нанкинском университете лесного хозяйства (Nanjing Forestry Univeristy) на основе материалов национального хранилища зародышевой плазмы яблони были проанализированы 384 гибридных образца. Генетический анализ признаков в 7 реконтруиро-ванных семьях с 14 парами SSR-маркеров для анализа отцовства показал, что белая окраска цветка является доминантным качественным признаком, в то время как интенсивность антоциановой окраски цветка, кожицы плодов и листьев является количественным признаком. Плакучая форма кроны у представителей семейства Розоцветные регулируется одиночными рецессивными генами, однако было выдвинуто предположение, что существует несколько генов, участвующих в контроле признака плакучести [25]. После проведения генетического картирования гибридов от скрещивания сортов Cheal's Weeping и Evereste сотрудники Корнельского университета (Horticulture Section, School of Integrative Plant Science, Cornell University, USA ) и научно-исследовательской станции Аппалачи (USDA-ARS Appalachian Fruit Research Station, USA) выявили четыре области генома, W (основной локус), W2, W3 и W4, которые были связаны с возникновением плакучей кроны, что также подтверждало полигенный характер наследования.
Выводы. Многочисленные виды и формы яблони являются неотъемлемой частью селекционного процесса, поскольку дикорастущим представителям рода Malus присущ межвидовой и внутривидовой полиморфизм ценных признаков. Работа в направлении усиления адаптивных и декоративных качеств гибридного потомства, как и продолжение изучения дикорастущих видов и форм являются актуальными процессами в современной науке. В ряде научных организаций проводятся исследования дикорастущих видов яблони, а также отбора перспективных форм и разновидностей для применения в селекционном процессе. Существуют тенденции применения определенных дикорастущих видов яблони в качестве источников высокой зимостойкости (Malus baccata), устойчивости к основным болезням (Malus floribunda, Malus sieboldii, Malus sargentii), антоциановой окраски вегетативных и генеративных органов (Malus niedzwetzkyana), махровости венчиков цветка (Malus spectrabilis, Malus х micromalus). В качестве родительских форм для селекции яблони с декоративными качествами применяются не только дикорастущие виды, но и полученные на их основе формы, гибриды, подвои. Зарубежные молекулярно-генетические исследования позволили выявить и подтвердить характер наследования основных селектируемых декоративных признаков яблони (окраска венчика, листьев, форма кроны).
Библиографический список
1. Барсукова О. Н. Восточноазиатские виды яблони и их селекционное использование // Современное садоводство. 2013. № 2. С. 9-19.
2. Барсукова О. Н. Поздноцветущие сорта и виды яблони в коллекции ВИР, поддерживаемой на Майкопском филиале // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2016. Т. 177. № 3. С. 74-81.
3. Корнилов Б. Б., Долматов Е. А., Хрыкина Т. А. Эстетические характеристики некоторых декоративных сортообразцов яблони генофонда ФГБНУ ВНИИСПК и модель идеального сорта этой культуры для средней полосы России // Современное садоводство. 2021. № 4. С. 45-56.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
4. Котов Л. А. Селекционная работа по яблоне на среднем Урале // Современное садоводство. 2019. C. 13-21.
5. Криворучко В. П. Горбунов Ю. Н., Крючкова В. А. Интродукция и селекция яблони в Главном ботаническом саду им. Н. В. Цицина РАН // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 9. С. 48-51.
6. Макаренко С. А., Котов Л. А. Декоративная яблоня на Урале и в Сибири // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2018. № 179 (4). С. 17-27.
7. Савельева Н. Н. Биологические и генетические особенности яблони и селекция иммунных к парше и колонновидных сортов. Мичуринк: ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений им. И. В. Мичурина», 2016. 278 с.
8. Соломатин Н. М. Соломатина Е. А., Иванова Е. В. Селекция яблони на декоративные качества в условиях Центрально-черноземной зоны // Научные ведомости. Серия Естественные науки. 2012. № 21 (140). Вып. 21/1 68. С. 68-72.
9. Сорта растений // Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. (официальное издание). М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2022. Т. 1. 646 с.
10. Чурикова О. А., Мурашев В. В. Сохранение видов яблони в коллекции in vitro // Селекция и сорторазведение садовых культур. 2019. T. 63. № 2. C. 97-99.
11. Шлявас А. В. Коллекция генетических ресурсов яблони (Malus Mill.) ФГБНУ ФИЦ Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова // Биология растений и садоводство: теория, инновации. 2017. Т. 144-1. С. 79-83.
12. A binary-based matrix model for Malus corolla symmetry and its variational significance / T. Zhou [et al.] // Frontiers in Plant Science. 2020. No 11. P. 416.
13. A new cultivar of Malus spectabilis 'Hongfen Haitang'/ L. Z. Zhang [et al.] // Acta Horticulturae Sin. 2018. No 45 S2. P. 1155-1158.
14. Analysis of the genetic diversity and structure of the Spanish apple genetic resources suggests the existence of an Iberian genepool / S. Pereira-Lorenzo [et al.] // Annals of Applied Biology. 2017. No 171 (3). P. 424-440.
15. Breeding of a new ornamental crabapple cultivar 'Ziyan'/ J. L. He [et al.] // Journal China Fruits. 2017. No 1. P. 82-83.
16. Cronin D., Kron P., Husband B. C. The origins and evolutionary history of feral apples in southern Canada // Molecular Ecology. 2020. No 29. 10. P. 1776-1790.
17. Exploring DNA variant segregation types in pooled genome sequencing enables effective mapping of weeping trait in Malus / L. Dougherty [et al.] // Journal of Experimental Botany. 2018. No 69. P. 1499-1516.
18. 'Fen balei' crabapple / T. Zhou [et al.] // HortScience. 2019. No 54. P. 1433-1434.
19. Genetic characterization of the apple Germplasm collection in Central Italy: the value of local varieties/ G. Marconi [et al.] // Frontiers in Plant Science. 2018. No 9. P. 1460.
20. Genetic diversity, population structure, and linkage disequilibrium of elite and local apple accessions from Belgium using the IRSC array / S. Vanderzande [et al.] // Tree Genetics & Genomes. 2017. No 13 (6). P. 125.
21. Genetic diversity and population structure analysis of wild Malus genotypes including the crabapples (M. baccata (L.) Borkh. & M. sikkimensis (Wenzig) Koehne ex C. Schneider) collected from the Indian Himalayan region using microsatellite markers / C. Kumar [et al.] // Genetic Resources and Crop Evolution. 2019. No 66. P. 1311-1326.
22. 'Hongyi': A New Columnar Ornamental Crabapple / L. Zhang [et al.] // HortScience. 2021. No 56 (11). P. 1456-1458.
23. Investigation of wild species potential to increase genetic diversity useful for apple breeding / C. Dan., A. F. Sestras, C. Bozdog, R. E. Sestras // Genetika. 2015. № 47(3). P. 993-1011.
24. Malus spectabilis 'Duojiao': A new yellow-leaf cultivar / L. L. Zhang [et al.] // HortScience. 2020. No 55. P. 1155-1158.
25. Pedigree reconstruction and genetic analysis of major ornamental characters of ornamental crabapple (Malus spp.) based on paternity analysis / H. Rong, B. Huang, X. Han, K. Wu [et al.] // Scientific Reports. 2022. No 12 (1). № 14093.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
26. Possibilities to improve apple scab (Venturia inaequalis (Cke.) Wint.) and powdery mildew [Podosphaera leucotricha (Ell. et Everh.) Salm.] resistance on apple by increasing geneticdiversity using potentials of wild species / A. F. Sestras [et al.] // Australian journal of crop science. 2011. № 5 (6). P. 748-755.
27. Unravelling genetic diversity and cultivar parentage in the Danish apple gene bank collection / B. Larsen, T. B. Toldam-Andersen, C. Pedersen, M. 0rgaard // Tree Genetics & Genomes. 2017. No 13 (1). P. 14.
28. Volk G. M., Bramel P. A strategy to conserve worldwide apple genetic resources: survey results // Acta Horticulturae. 2017. No 1172. P. 99-106.
29. 'Yangzhi Yu': A Double-flowered Ornamental Crabapple / H. Jiang [et. al.] // HortScience horts. 2020. No 55 (4). P. 589-590.
Информация об авторе
Фещенко Екатерина Михайловна, младший научный сотрудник ФГБНУ «Федеральный научный селекционно-технологический центр садоводства и питомниководства» (ФГБНУ ФНЦ Садоводства) (115598, Москва, Загорьевская, 4), ORCID: 0000-0003-4237-2059, e-mail: spiritinnocence@mail.ru.
DOI: 10.32786/2071-9485-2023-01-31 RESEARCH AND MATHEMATICAL MODELING OF THE EFFECT OF BIOLOGICAL PRODUCTS ON THE YIELD OF SPRING CROPS IN ARID CONDITIONS OF THE VOLGOGRAD REGION
A. Yu. Guzenko
Federal State Budget Scientific Institution Federal Scientific Center of Agroecology, Complex Melioration and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences
Received 12.11.2022 Submitted 28.02.2023
The work was carried out in 2020-2021 within the framework of the state task of the Scientific Research Center of Agroecology of the Russian Academy of Sciences No. 0713-2019-0009 "Theoretical foundations, creation of new competitive biotypes of agricultural crops with high productivity, quality, sustainability and varietal technologies based on the latest methods and technological solutions in a changing climate"
Summary
The article presents the results of the introduction of various preparations for spring barley variety Novonikolaevsky 200-2021 g, stimulating the development of plants taking into account the soil and climatic conditions of the region. Also, obtaining data on practical application, as well as analyzing and identifying the dependence of various yield coefficients and preparations on climatic conditions characteristic of the region.
Abstract
Introduction. Within two years, on the basis of theoretical data and studies by other scientists in the arid conditions of the Volgograd region, an experiment was laid on the basis of the Federal Scientific Center of Agroecology of the Russian Academy of Sciences in the Kamyshinsky district in the village of Gosselekstantsii on the effect of modern microfertilizers on spring barley. Our goal is to obtain data on practical application, as well as to analyze and identify the dependence of various yield factors and preparations with climatic conditions characteristic of the region. An Object: Spring barley variety Novonikolaevsky, modern biological products. Materials and methods. Research with spring barley of the Novonikolaevsky variety has been carried out since 2018 after registration in the State Register. During the study in 2020-2021, we took into account the climatic conditions and adaptive properties of spring barley in the arid zone. Observations were carried out according to the methods of B. A. Dospekhov and state variety testing. Processing and analysis of mathematical data was carried out in the Excel version. Results and conclusions. Based on the processed data for 2020-2021, it can be concluded that there are direct correlations between the spring barley yield and traits. The yield of spring barley variety Novonikolaevsky can be affected not only by the introduction of various preparations stimulating the development of plants, but also by the soil and climatic conditions of the region.
Key words: spring barley, germination, yield, humidity, biopreparations, fertilizers.
