92. Матушкина, О.В., Пронина И.Н. Технология клонального микроразмножения яблони и груши (методические рекомендации). - Мичуринск - наукоград РФ. - 2008 г. - 32 с.
3. Кухарчик, Н.В. Размножение плодовых растений в культуре in vitro./под общей редакцией Н.В. Кухарчик. - Минск; Беларуская навука, 2016. - 208 с.
4. Семенас, С.Э. Методика клонального микроразмножения сортов земляники/С.Э.Семенас, Н. В. Кухарчик// Плодоводство: сборник научных трудов Белорусского НИИП. Том XIII - Самохваловичи, 2000. с. 138-145.
5. Атрощенко, Г. П. Рекомендации по производству оздоровленного посадочного материала земляники/Г.П. Атрощенко, В.В. Костицын, А.А. Неделюев. С - П., 2001,14 с.
6. Мацнева О.В., Ташматова Л.В., Джафарова В.Е. Пролиферативная активность сортов земляники садовой в культуре in vitro. Современное садоводство [Электронный ресурс], 2016, № 1. - Режим доступа: http: // journal. vniispk.ru/pdf / 2016/1/12.pdf.
7. Джигадло, Е.Н. Методические рекомендации по использованию биотехнологических методов в работе с плодовыми, ягодными и декоративными культурами./Е.Н. Джигадло, М.И. Джигадло, А В. Голышкина. - Орел: ВНИИСПК, 2005. - 49 с.
УДК: 582.866.324:631:632.111
Потенциал устойчивости генеративных органов у отдаленных гибридов крыжовника к весенним заморозкам
Ожерельева З. Е., к. с.-х. наук Курашёв О.В., к. с.-х. наук
ФГБНУ ВНИИСПК, Орел, Россия, e-mail: zoya.ozhereleva@mail.ru Аннотация
В статье отражены исследования по устойчивости генеративных органов сортообразцов крыжовника к весенним заморозкам. Исследования проводились на базе лаборатории физиологии устойчивости плодовых растений ФГБНУ ВНИИСПК. Устойчивость к весенним заморозкам определяли методом искусственного промораживания в лабораторных условиях. Отдалённые гибриды 4-281-1, 4-284-1 характеризовались наибольшим потенциалом устойчивости генеративных органов при -6,0°С.
Ключевые слова: крыжовник, искусственное промораживание, весенний заморозок, устойчивость к заморозкам
Resistance potential of generative organs in remote hybrids of gooseberry to spring frosts
Ozherelieva Z.E., candidate of agr. sci., Kurashev O.V., candidate of agr. sci.
FSBSI All Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding, Orel, Russia. Abstract
The resistance of gooseberry generative organs to spring frosts has been studied. The research was conducted on the base of the laboratory of resistance physiology of fruit plants at the FSBSI All Russian Research Institute of Fruit Crop Breeding. The resistance to spring frosts was determined by means of artificial freezing in the laboratory conditions. Remote hybrids 4-281-1 and 4-284-1 were characterized by a high potential of resistance of generative organs under 6°C below zero.
Key words: gooseberry, artificial freezing, spring frost, resistance to frosts
Введение
Риск повреждения генеративных органов плодовых и ягодных растений в начале вегетации заморозками в последние годы повысился в связи с тенденцией потепления климата. Все это приводит к более ранней активизации ростовых процессов в конце зимы - начале весны и к снижению их устойчивости (Ожерельева, Голяева, 2009; Ожерельева, Голяева, 2010). Весенние заморозки губительно воздействуют на бутоны, цветки и на завязи. У многих садовых культур бутоны гибнут при температуре -3,0°С, раскрывшиеся цветы при -2,0°С, завязи при -1,0°С (Красова, Ожерельева, Галашева, 2009; Ожерельева, Гуляева, 2016; Ожерельева, Гуляева, 2016).
Крыжовник является одной из основных ягодных культур. Ежегодная урожайность и большое содержание витаминов, органических и минеральных веществ являются серьезным аргументом в пользу возделывания данной культуры на промышленных и на приусадебных участках. Однако неблагоприятные условия окружающей среды не позволяют реализовать потенциал крыжовника в полной мере. Весной после таяния снега крыжовник начинает вегетацию раньше, чем другие ягодные культуры. Иногда это приводит к тому, что при наступлении возвратных заморозков часть цветков гибнет и урожай снижается. В Мичуринске в 1970 году снижение температуры до -3,0°С вызвало повреждение цветков, листьев и осыпание завязи до 90,0%. В 1981 году отмечено повреждение завязи при температуре -1,0...-4,0°С (Стрельникова, 1992). В мае 1999 году в Мичуринске от заморозков -1,0...-3,0°С цветки и завязи большинства сортов крыжовника не пострадали. Во время продолжительных заморозков в мае 2000 года, температура воздуха опускалась до -3,5°С. При этом повреждение цветков также отсутствовало. Повреждение завязей варьировало в зависимости от сорта от 0,0 до 55,0% (Ковешникова, 2004). В Орловской области в начале мая 2014 и 2015 гг. наблюдали весенние заморозки (-1,2°С) в период цветения крыжовника, но до критической отметки температура воздуха не снижалась и генеративные почки не повредились. В 2016 году в третьей декаде апреля отметили понижение температуры воздуха до -3,5°С в начале цветения крыжовника, повреждение генеративных органов отсутствовало.
В связи с тем, что климатические условия характеризуются нестабильностью и экстремальностью, существенно влияющих на состояние и продуктивность садовых культур, сортимент крыжовника должен пополняться сортами, характеризующимися не только высокой урожайностью, товарными и потребительскими качествами плодов, устойчивостью к биотическим факторам, но и устойчивостью к весенним стрессорам.
Целью наших исследований являлось изучение потенциала устойчивости генеративных органов к весенним заморозкам отдаленных гибридов крыжовника в период цветения методом искусственного промораживания и выделение высокоустойчивых форм к указанному стрессору для использования их в дальнейшей селекции.
Методика и материалы исследований
Исследования проводили на базе лаборатории физиологии устойчивости плодовых растений ФГБНУ ВНИИСПК в 2014/2016 гг. Для характеристики погодных условий в начале вегетации были использованы данные метеопоста ФГБНУ ВНИИСПК.
Для определения потенциала устойчивости отдаленных гибридов крыжовника моделировали весенние заморозки -2,0°, -3,0°, -4,0°, -5,0°, -6,0°С в климатической камере «Espec» PSL-KPH (Япония). Скорость снижения температуры составила 1°С/час, экспозиция промораживания - 4 часа. Основание веток смазывали садовым варом и обёртывали влажной материей. Искусственному промораживанию подвергались ветки, на которых было по 100 штук цветков и 100 штук бутонов в двух повторностях. После достижения температуры 0,0...-1,0°С ветки опрыскивали водой из пульверизатора для предотвращения переохлаждения и продолжали снижение температуры до заданной. Оттаивание веток проводили при температуре 0,0...+2,0°С, затем постепенно доводили до комнатной. Температуру при этом повышали со скоростью 3,0...4,0°С/час. Перед оценкой опытного материала выдерживали в лабораторных условиях до проявления повреждений (12.24 часа). Степень повреждения цветков и бутонов после промораживания оценивали с помощью лупы (4-х кратное увеличение) по потемнению тканей тычинок, пестиков согласно методическим рекомендациям (Леонченко и др., 2007). Статистическую обработку результатов выполнили методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985), с использованием программы MS Excel.
Объектами исследований послужили отдаленные гибриды крыжовника селекции ФГБНУ ВНИИСПК и их отцовская форма вид крыжовник мощный - Grossularia robusta (Jancz.) Berger [G. nivea (Lindl.) Spach x G. Inermis (Rydb.) Cov. and Britt.] (таблица 1).
Таблица 1 - Происхождение отдаленных гибридов крыжовника селекции ВНИИСПК
Гибриды Происхождение
2-257-1 25-22-2 (Колобок х Казачок) х Grossularia robusta
4-281-1 24-15-21 (Африканец х Гроссуляр) х Grossularia robusta
4-284-1 122-103-10 (Северный капитан х Олави) х Grossularia robusta
4-288-1 151-НС-7 (сеянец неизвестного происхождения) х Grossularia robusta
Результаты исследований и их обсуждение
В период цветения и начала роста молодых побегов растений морозостойкость падает до минимального уровня. Повреждения органов цветка и, прежде всего, пестика у многих культур начинаются при температуре около -2,0°...-3,0°С. Для выявления реакции отдаленных гибридов крыжовника на понижение температуры во время цветения провели промораживание цветков и бутонов. Снижение температуры до -2,0°С позволило выявить высокую устойчивость изучаемых генотипов крыжовника к весенним стрессорам. Бутоны и распустившиеся цветки гибридов крыжовника не подмерзли.
Дальнейшее снижение температуры до -3,0°С незначительно повредило распустившиеся цветки у отцовской формы Grossularia robusta до 12,5%, у его потомства цветки не подмерзли. В распустившихся цветках Grossularia robusta подмерзли при этом пестики. Бутоны у изученных образцов не повредились.
При последующем снижение температуры до -4,0°С в мае наблюдали повреждение пестиков в раскрытых цветках отдаленных гибридов крыжовника. Следует отметить, что у опытных образцов бутоны также сохранились без повреждений. В результате проведенного эксперимента высокую устойчивость цветков к весеннему заморозку -4,0°С проявили отдаленные гибриды 2-257-1, 4-281-1, 4-284-1. У них отметили не более 10% погибших цветков в пределах от 2,3 до 7,7%. Подмерзание цветков до 16,2% выявили у Grossularia robusta.
Некоторое усиление подмерзания пестиков в раскрытых цветках наблюдали после снижения температуры до -5,0°С. Отдаленные гибриды крыжовника 2-257-1, 4-281-1, 4-284-1 характеризовались высокой устойчивостью к весеннему заморозку -5,0°С, у которых поврежденных цветков было менее 10,0%. Хорошую устойчивость проявил гибрид 4-288-1. У данной формы количество поврежденных цветков после промораживания при -5°С выявили - 12,3%. При этом у отцовской формы Grossularia robusta отметили среднюю степень повреждения цветков - 30,6%. Исследуемые образцы крыжовника проявили высокую устойчивость генеративных почек в стадии бутонов. Установили, что в бутонах пестики при снижении температуры -5,0°С не повредились (таблица 2).
Усиление подмерзания пестиков в раскрытых цветках изученных гибридов крыжовника наблюдали при снижении температуры до -6,0°С. Степень подмерзания цветков варьировало от 17,4 до 41,0%. Слабое подмерзание пестиков в раскрытых цветках (17,4%) наблюдали у отдаленных гибридов крыжовника 4-281-1 и 4-284-1. Средняя степень подмерзания цветков выявили у гибридов 2-257-1 и 4-288-1, соответственно 41,0 и 31,7%. При этом у отцовской формы Grossularia robusta также отметили среднюю степень повреждения цветков - 33,7%. Пестики в бутонах не повредились и при снижении температуры до -6,0°С у всех опытных образцов (таблица 2). Наши результаты согласуются с данными З.А. Метлицкого (1956) о максимальной устойчивости бутонов, выдерживающих заморозки до -6,6°С.
Таблица 2 - Повреждение цветков отдаленных гибридов крыжовника весенними заморозками в контролируемых условиях (2014/1бгг.), %
Гибрид Процент гибели цветков от весенних заморозков, %
-4,0 Арксинус А -5,0 Арксинус А -6,0 Арксинус А
2-257-1 2,4 8,9 8,6 17,1 41,0 39,8
4-281-1 4,3 12,0 5,7 13,8 17,4 24,6
4-284-1 7,7 16,1 8,3 16,7 17,4 24,6
4-288-1 12,0 20,3 12,3 20,5 31,7 34,3
Grossularia robusta 12,6 20,6 30,6 33,6 33,7 35,5
НСР05 6,8 9,1 8,7
Дисперсионный анализ полученных экспериментальных данных показал существенные различия между отдаленными гибридами крыжовника по степени повреждения цветков отрицательной температурой.
Важно отметить, что в конце апреля и в мае 2017 года сложились экстремальные погодные условия, что позволило выявить реакцию растений крыжовника на весенние заморозки в полевых условиях. В III декаде апреля 2017 года наблюдали снижение температуры воздуха до -6,2°С и на поверхности почвы до -10,0°С. В этот период генеративные органы крыжовника были в фазе бутонов и не пострадали от отрицательной температуры, что согласуется с нашими результатами искусственного промораживания. В начале цветения сортообразцов крыжовника 24 апреля в ночные часы температура воздуха снижалась до отметки -2,3°С и -6,0°С на поверхности почвы. Тоже самого наблюдали 25 апреля, температура воздуха снижалась до отметки -2,4°С и на поверхности почвы до -6,1 °С. Однако во время гибридизации (28, 29 апреля) поврежденных бутонов и цветков не наблюдали. Температура на поверхности почвы понижалась до -4,0°С и в начале мая. Во II декаде мая (11 мая) температура воздуха понижалась до -1,6°С и на почве до -3,7°С. Заморозок повторился 13 мая, отметили отрицательную температуру воздуха -1,5°С и -3,5°С на поверхности почвы. В этот период у большинства сортообразцов крыжовника образовалась молодая завязь, которая и повредилась поздневесенними заморозками (-1,6°С и 1,5°С) в разной степени от 0 до 50%. Молодая завязь крыжовника наиболее чувствительна к заморозкам, которая повреждается при отрицательной температуре 0...-2,7°С (Метлицкий, 1956). Сильно повредилась завязь (около 50,0%) у отборной формы 121 -х31-2. У отдаленного гибрида 4-281-1 не отметили поврежденную завязь. Незначительно повредились завязи у формы 4-284-1 не более 10,0%. Их отцовская форма Grossularia robusta имела единичные поврежденные завязи.
Выводы
Проведенный эксперимент позволил выявить высокий потенциал устойчивости генеративных органов при снижении температуры до -2°С, -3°С у отдаленных гибридов крыжовника. При дальнейшем снижении температуры до -4°С и -5°С наблюдали незначительное повреждение распустившихся цветков гибридов 2257-1, 4-281-1, 4-284-1. В распустившихся цветках погибал пестик, тычинки оставались не повреждённые. Усиление подмерзания пестиков в раскрытых цветках гибридов крыжовника наблюдали при снижении температуры до -6°С. Слабое подмерзание цветков после снижения температуры до -6°С отметили у отдаленных гибридов 4-281-1 и 4-284-1. Необходимо отметить, что пестики в бутонах не повредились и при температуре -6°С у всех образцов.
Таким образом, в результате искусственного промораживания генеративных органов отдаленных гибридов крыжовника установили наибольший потенциал устойчивости к весенним заморозкам у форм 4-2811 и 4-284-1. Отдаленный гибрид 4-281-1 в полевых условиях проявил высокую устойчивость завязи. Выделенные образцы можно рекомендовать в дальнейшей селекции как источники исследуемого признака.
Литература
1. Доспехов Б.А. Методика опытного опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
2. Ковешникова Е.Ю. Устойчивость сортов крыжовника к абиотическим стрессам зимне-весеннего периода в Черноземье // Мобилизация адаптационного потенциала садовых растений в динамичных условиях внешней среды»: материалы междунар. научно-практ. конф. 24-26 августа 2004 г. М.: ВСТИСП, 2004. С. 409-417.
3. Красова Н.Г., Ожерельева З.Е., Галашева А.М. Устойчивость цветков яблони к весенним заморозкам / Н.Г. Красова, З.Е. Ожерельева, А.М. Галашева // Вестник ОрёлГАУ. №6. 2009. С.50-53.
4. Леонченко В.Г. и др. Предварительный отбор перспективных генотипов плодовых растений на экологическую устойчивость и биохимическую ценность плодов (метод. реком.). Мичуринск, 2007. 72 с.
5. Метлицкий З.А. Зимнее повреждение плодовых деревьев. М., 1956. 91 с.
6. Ожерельева З.Е., Голяева О.Д. Устойчивость цветков и бутонов смородины красной к весенним заморозкам // Селекция, генетика и сортовая агротехника плодовых растений: сб. научн. статей. Орел: ВНИИСПК, 2009. С. 99-101.
7. Ожерельева З.Е., Голяева О.Д. Устойчивость к весенним заморозкам сортов смородины красной селекции ВНИИСПК // Развитие научного наследия И.В. Мичурина по генетике и селекции плодовых культур. Мичуринск-Наукоград РФ, 2010. С.253-256.
8. Ожерельева З.Е., Гуляева А.А. Изучение устойчивости вишни к весенним заморозкам / Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2016. Т. 26. URL: http://e-koncept.ru/2016/46412.htm.
9. Ожерельева З.Е., Гуляева А.А. Устойчивость генеративных органов черешни к весенним заморозкам // Селекция и сорторазведение садовых культур. «Инновации в селекции плодовых и ягодных культур»: матер. междунар. научно-практ. конференции. Т. 3. Орел: ВНИИСПК, 2016. С.104-107.
