CC BY
78
УДК 635.21:63153102
РАЗМНОЖЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГИБРИДОВ И НОВЫХ СОРТОВ В СИСТЕМЕ ОРИГИНАЛЬНОГО СЕМЕНОВОДСТВА КАРТОФЕЛЯ
Е.А. СИМАКОВ, кандидат биологических наук, директор
Б. В. АНИСИМОВ, кандидат биологических наук, зам. директора
А.И. УСКОВ, кандидат биологических наук, зав. отделом
А.В. МИТЮШКИН, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. отделом
А.А. ЖУРАВЛЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Т.А. ВЕСЕЛОВА, агроном ВНИИ картофельного хозяйства Тел.: (495) 5571322
Резюме. Проведены исследования по усовершенствованию схемы размножения перспективных гибридов и новых сортов картофеля с использованием методов клонового отбора и биотехнологии, позволяющей сочетать преимущества предварительной полевой оценки исходного материала по продуктивности, сортовой типичности и скрытой зараженности наиболее вредоносными патогенами с отбором исходных базовых клонов для перевода в стерильную культуру и последующего ускоренного размножения.
Ключевые слова: сорта и гибриды картофеля, клоны, культура in vitro, миниклубни, диагностика, вирусы, бактериозы, вироид.
онный фон в селекционных питомниках картофеля, как правило, достаточно высок, что усложняет не только возможность отбора гибридов с комплексной устойчивостью к патогенам, но и дальнейшее сохранение качества семенного материала.
В этой связи необходимо радикальное решение проблемы деградации качества селекционного материала гибридов, которое возможно при использовании семеноводческих приемов, позволяющих сохранить биологический потенциал перспективных гибридов и обеспечить стабильную продуктивность создаваемых сортов картофеля.
Исходя из этого, в задачу наших исследований входило изучение возможностей отбора в полевых селекционных питомниках высокопродуктивных и типичных растений гибридов и новых перспективных сортов, свободных от латентной инфекции вирусных, бактериальных болезней и вироида версте-новидности клубней картофеля для микроклонирования и депонирования в культуре in vitro.
У картофеля как вегетативно размножаемой культуры вследствие накопления вирусной, бактериальной и грибной инфекции в процессе репродуцирования поколений происходит ухудшение показателей основных хозяйственно-ценных признаков [ 1,3,7,11}. Поэтому селекция на устойчивость к наиболее вредоносным патогенам — одна из актуальных и сложных задач, полное решение которой нереально из-за более прогрессивной эволюции большинства возбудителей [5,6]. В такой ситуации с помощью селекции можно обеспечить достижение лишь определенного уровня относительной устойчивости к основным, наиболее вредоносным и распространенным заболеваниям. При этом инфекци-
Полевое
испытание
Питомник основного испытания гибридов
Полевое
размножение
Питомник конкурсного испытания гидридов 1-го года
............ 1 ~ .............
Конкурсное испытание гидридов 2-го года
і _
Предварительное размножение с визуальным отбором клонов
1
Объединенный кяоновый материал (40-50 кг)______________________
1
Конкурсное испытание гидридов 3-го года
Предгосударственное
испытание
1
Государственное испытание первого года
~ I
Государственное испытание второго года______________
Супер-суперэлита (ОД-0,3 т)
I
Суперэлита (1,0-1,2 т)
J_
Элита (4,0-4.5т)
Отбор клонов на основе визуальной оценки
Объединенный клоновый материал
Государственное испытание третьего года________________
Перспективность сорта Внесение в Госреестр
Супер-суперэлита 1
г
Суперэлита
Производство элиты в специализированных хозяйствах
Рис. 1. Существующая схема размножения новых перспективных гибрвдов картофеля.
Палевое
испытание
Лабораторное и полевое размножение
Питомник основного испытания гибридов
1
Питомник конкурсного испытания гидридов 1-го года
Конкурсное испытание гидридов 2-го года
____________i________I
Конкурсное испытание гидридов 3-го года
Питомник испытания клонов Отбор лучших базовых клонов с применением ИФА и ПЦР-анализов
J,
Введение в культуру in vitro Клональное микроразмножение ______200 микрорастений_______
1
Выращивание миниклубней в защищенном грунте ______1000 миниклубней_____
Предгосуцарственное
испытание
JL
Полевое размножение миниклубней ___________1-го года (0,5 т)_______
Государственное испытание ________первого года________
Размножение 2-го года для передачи ____________в ГСИ (2,0 т)_________
Государственное испытание второго года
1
Введение в культуру in vitro Клональное микроразмножение 250-300 микрорастений
1
Государственное испытание j третьего года
Выращивание миниклубней в защищенном грунте 1300-1500 миниклубней
Рис. 2. Усовершенствованная схема размножения новых перспективных гибридов на основе методов биотехнологии и клоновош отбора.
Условия, материалы и методы. Для достижения поставленной цели ежегодно на экспериментальной базе ВНИИКХ в ЗАО «Чулков-ское» Раменского района Московской области закладывали питомник испытания клонового материала 15...20 селекционных гибридов и новых перспективных сортов, включающий 20...30 клонов каждого гибрида и сорта. В период буто-низации-цветения растений проводили визуальную оценку клонов по морфологическим признакам и состоянию здоровья (после браковки больного материала), а в фазу цветения — диагностику методом ИФА на пораженность вирусами и черной ножкой. Оставшиеся клоны диагностировали на кольцевую гниль и вироид веретеновидности клубней картофеля, после чего проводили вторую браковку. При уборке учитывали продуктивность, вы-ровненность гнезда и количество клубней.
Результаты и обсуждение. До 2002 г., начиная с питомника конкурсного испытания первого года, предусматривалось проведение поддерживающей селекции перспективных гибридов на основе улучшающего клонового отбора (рис. 1).
Однако, как показал собственный опыт и результаты других исследователей, подобная схема по различным причинам не обеспечивает стабильного оздоровительного эффекта, в зависимости от генетических особенностей гибридов и степени зараженности материала [2,5, 8, 9,10,12].
В этой связи в 2002-2008 гг. была разработана принципиально новая схема производства исходного материала перспективных гибридов, основанная на поиске в процессе полевых испытаний изначально здоровых клонов, пригодных для введения в культуру in vitro и последующего ускоренного размножения (рис. 2).
Для радикального решения проблемы деградации качества семенного материала гибридов в процессе селекционного размножения семеноводческую работу начинали с ранней изоляции перспективных гибридов уже с питомника конкурсного испытания 1-го года. Их выращивали в относительно чистых фитосанитарных условиях, где осуществляли отбор исходных родоначальных растений для перевода в стерильную культуру. При этом в питомнике размножения предусматривался комплекс обязательных аг-
роприемов, ограничивающих распространение вирусных, грибных и бактериальных болезней, обеспечивающих сортовую чистоту и сортотипичность, в соответствии с требованиями действующих стандартов для различных категорий и классов семенного материала. Отбор проводили на основе визуальной оценки индивидуально каждого растения.
В ходе полевых испытаний для отбора высокопродуктивных, типичных и здоровых растений новых перспективных сортов и гибридов картофеля селекции ВНИИКХ было изучено около 600 клонов 19 сортов и гибридов различных групп спелости (см. табл.).
По завершении исследований, включавших все необходимые диагностики и оценки, для перевода в стерильную культуру было иденггифицировано 38 клонов новых перспективных сортов Малиновка, Антонина, Брянский деликатес, Колобок, Жигулевский, Крепыш, Метеор и гибридов 1313-103, 1327-1, 1341-7, 1387-5,
1401-1,1408-4,1432-7,1448-4,1449-2,1452-1. При этом из 24...38 исходных клонов после двухкратной браковки было выделено 1...4 лучших, пригодных для производства исходного материала и дальнейшего его включения в семеноводческий процесс. Различия по доле отбора базовых клонов были достаточно большими. Ее величина изменялась от 2,6 (гибрид 1401-1) до 13,8 %
(сорт Метеор), а у сортов Василек и Фрегат не удалось отобрать ни одного базового клона.
В качестве примера эффективности предложенной схемы можно назвать сорт Метеор (гибрид 95.1080/28). который уже на этапе основного селекционного испытания (1999 г.) отличался, с одной стороны, суперранним формированием урожая, а с другой — сильным заражением вирусной инфекцией (морщинистая мозаика). Благодаря выращиванию отобранных клонов в изоляции в чистых фитосанитарных условиях, удалось выделить базовые клоны и получить исходные родоначальные растения для перевода в культуру in vitro. Ускоренное размножение гибрида методом апикальной меристемы позволило к 2004 г. получить партию клубневого материала класса суперсуперэлита, которая послужила основой для продолжения полевого испытания гибрида по схеме селекционного процесса и передачи на Государственное испытание.
Выводы. Таким образом, на основе проведенных в 2002-2008 гг. исследований экспериментально проработана схема получения и размножения семенного материала перспективных гибридов и новых сор-
Jlumepamypa.
1. Адамов И.И. Семеноводство картофеля в экологических условиях БССР: Автореферат ... дис.канд. с.-х. наук. ~ Жодино, 1972. — 15 с.
2. Адамова АЖ, Родькин О.И. Эффективность оценки и отбора оздоровленных линий для семеноводства новых и перспективных сортов картофеля // Картофелеводапво: Сб. научн. тр. БелНИИК. — Минск, 2000. — Вып. 10. — С. 208-213.
3. Анисимов Б.В., Сергачева А.П., Акатьев В.Н. Схемы выращивания суперсуперэлиты картофеля при использовании оздоровленного исходного материала в первичном семеноводстве // Защита картофеля от вирусных болезней в семеноводстве: Научн.тр. НИИКХ. — М., 1977. - В. 30. - 35-41.
4. Анисимов Б.В., Усков А.И., Юрлова Н.М., Варицев ЮЛ. Семеноводство картофеля в России: состояние, проблемы и перспективные направления.//Достижения науки и техники АПК. - 2007. — №7. - С. 15-19.
5. Букасов С.М., Камераз А.Я. Основы селекции картофеля. — А\.П.:Сельхозгиз, 1959. — 294 с.
6. Камераз А.Я., Яшина И.М., Сыярова Н.П. Генетика устойчивости картофеля к патогенам// Генетика картофеля. — М.: Наука, 1973. - С. 175-т
7. Писарев Б.А., Трофимец Л.Н., Анисимов Б.В. Методы оценки оздоровленных сортов и меристемных линий в элитном семеноводстве картофеля // ВНИИКХ. — М., 1991. — 39 с.
8. Сергачева А.П., Анисимов Б.В. Оздоровление гибридов картофеля // Селекция и семеноводство картофеля: Научн. тр. НИИКХ. — М., 1975. - Вып. 21. - С. 108-111.
9. Симаков Е.А. Проблемы и перспективы развития семеноводства картофеля // Вопросы картофелеводства: Научн. тр. ВНИИКХ. — М., 1998. - С. 31-43.
10. Симаков Е.А., Усков А.И., Варицев Ю.П., Бойко В.В. Новые технологии производства оздоровленного исходного материала в элитном семеноводстве картофеля: Рекомендации//ВНИИКХ. ~ М., 2000. — С. 8-12.
11. ТрофимецЛ.Н., Князев В.А., Князева В.П., Бойко В. В. Применение метода верхушечной меристемы в сочетании с термообработкой кчубней и ускоренное размножение безвирусных растений в пробирочной культуре // Научн. тр. НИИКХ. — 1977. — Вып. 30. — С. 11-18.
12. Brown С. Present and future strategies for potato breeding and improvement //Report of the XXVI Planning Conference. December 12-14. Lima.Peru. ~ 1983. - P. 24-29.
REPRODUCTION OF PERSPECTIVE HYBRIDS AND NEW VARIETIES IN SESTEM OF ORIGINAL
SEED-GROWING OF A POTATO
E.A. Simakov, B.V. Anisimov, A.I. Uskov, A.V. Mityushkin, A.A. Zhuravlev, T.A. Veselova Summary. Researches on improvement of the scheme of reproduction of perspective hybrids and new varieties of a potato with use of methods of clonal selection and the biotechnology are conducted, allowing to combine advantages of a preliminary field estimation of an initial material on efficiency, high-quality typicalness and the latent contamination the most harmful pathogens with selection of initial base clones for transfer in sterile culture and the subsequent accelerated reproduction. Keywords: potato hybrids and varieties, clones, in vitro culture, minitubers, diagnostics, viruses, bacterial diseases, viroid.
Таблица. Оценка и отбор клонов гибридов конкурсного испытания и новых перспективных сортов в полевых условиях (2002-2007 гг.)
Селекционный номер гибрида Оценено клонов Отобрано клонов % отбора
4-9 (с.Малиновка) 32 1 3,1
299-89 (с.Антонина) 34 3 8,8
338р-40 (с. Василёк) 27 0 0
658/2 (с.Брянский
деликатес) 29 2 6,9
792-7 (с.Колобок) 30 4 13,3
1092-7 (с.Крепыш) 28 1 3,6
1162-3 (с.Фрегат) 34 0 0
2008-120 (с.Жигулевский) 36 1 2,8
95.1080/28 (с.Метеор) 29 4 13,8
1313-103 26 2 7,7
1327-1 29 3 10,3
1341-7 32 2 6,3
1387-5 36 3 8,3
1401-1 38 1 2,6
1408-4 32 2 6,3
1432-7 29 2 6,9
1448-4 32 3 9,4
1449-2 31 2 6,5
1452-1 24 2 8,3
Среднее: 31 2 6,9
тов картофеля свободного от вирусной, вироидной, бактериальной и грибной инфекции при использовании методов клонового отбора и биотехнологии, соответствующего по своим качественным характеристикам нормативным требованиям для категории оригинального семенного материала.
