Научная статья на тему 'Селекция сортов винограда, генетически устойчивых к морозу, и метод экспрессной диагностики устойчивости листового аппарата к повреждающему действию низких температур при заморозках'

Селекция сортов винограда, генетически устойчивых к морозу, и метод экспрессной диагностики устойчивости листового аппарата к повреждающему действию низких температур при заморозках Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
212
38
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Олейников Н.П.

Проанализированы проблемы селекции морозоустойчивых сортов винограда и пути их решения. Для экспрессной оценки устойчивости растений винограда к повреждающему действию поздних весенних заморозков разработан показатель, учитывающий холодоустойчивость фотосинтезирующих тканей листьев и время начала распускания почек.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Олейников Н.П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Grape varieties selection genetically resistant to frost and method for express evaluation of leaves resistance to damaging action of low temperatures during spring frosts

Problems of the cold-resistant grape selection and ways of their decision have been analyzed. The index taking into account a cold resistance of photosynthesizing leaves tissues and time of the budbreak beginning has been developed for express evaluation of grape plants resistance to damaging action of late spring frosts.

Текст научной работы на тему «Селекция сортов винограда, генетически устойчивых к морозу, и метод экспрессной диагностики устойчивости листового аппарата к повреждающему действию низких температур при заморозках»

культур на моншюз. У абрикоси та частини гiбридiв P. brigantiaca х A. vulgaris було уражено бшьшють плодiв. Уражеш плоди засохли на гiлках i протрималися на них до нового вегетацшного сезону. Весною 2009 р. слабкий моншальний опiк пагонiв вiдмiчено лише у сорту Аденiс.

22-24 кв^ня 2009 р. стався надзвичайно сильний приморозок, коли температура пов^ря знижувалася, вiдповiдно, до -2,5°; -8,9°; -3,1°С, внаслiдок чого у кюточкових культур загинули маточки i насшш зачатки бутонiв i квiток. Така температура повгтря е критичною i позакритичною для пошкодження генеративних оргашв плодових культур [1], тому щкавим е факт плодоношення сортiв i гiбридiв кiсточкових культур. Серед дослщжуваних зразкiв на 4-5 балiв плодоносили пбриди P. brigantiaca з аличею № 7329 та з абрикосою № 8140 i сорт Обшьна (табл. 1). У iнших зразюв зав'язування плодiв було зменшеним.

Висновки

Таким чином, бшьшють дослщжених гiбридiв P. brigantiaca з аличею та абрикосою е достатньо зимостшкими в умовах швденного сходу Украши, перевершуючи за цим показником сорти абрикоси, абрикососливи та великоплодо! аличi. Частина пбрцщв P. brigantiaca з абрикосою, як i сорти абрикоси, е чутливими до захворювання на моншоз.

Гiбриди рiзняться за термiнами проходження фенофаз. Пбриди P. brigantiaca х A. vulgaris розпочинають вегетувати шзшше, а цвiсти ранiше анiж пбриди P. brigantiaca х P. cerasifera, але дещо пiзнiше за абрикосу.

За розмiрами та смаком плодiв гiбриди сливи бригантсько! значно поступаються найкращим сортам абрикоси, абрикососливи та великоплодо! аличь

В умовах швденного сходу Украши дослiдженi гiбриди рясно плодоносять. 1х можна використовувати в селекци кiсточкових культур з метою передачi ознак, притаманних P. brigantiaca, та слщ випробовувати як насiнневi пiдщепи.

Список лiтератури

1. Белобородова Г.Г. Агрометеорологические основы повышения продуктивности плодоводства. - Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - 166 с.

2. Еремин Г.В. Отдаленная гибридизация косточковых плодовых растений. - М.: Агропромиздат, 1985. - 280 с.

3. Еремин Г.В. Селекция алычи // Программа и методика селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под общ. ред. Е.Н. Седова. - Орел: Изд-во ВНИИСПК, 1995. - С. 282-288.

4. Костина К.Ф. Альпийская слива (Prunus brigantiaca Vill.), впервые интродуцированная в СССР // Бюл. Гл. ботан. сада. - 1971. - Вып. 82. - С. 24-27.

5. Костина К.Ф. Гибриды альпийской сливы с алычой и абрикосом // Тр. Гос. Никит. ботан. сада. - 1978. - Т. 76. - С. 111-121.

6. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под общ. ред. Г.А. Лобанова. - Мичуринск: ВНИИС, 1973. - 492 с.

7. Krüssmann G. Handbuch der Laubgehölze. - Berlin - НатЬш^: P. Parey, 1978. - Bd. 3. - 496 s.

Рекомендовано к печати к.с.-х.н. Гориной В.М.

СЕЛЕКЦИЯ СОРТОВ ВИНОГРАДА, ГЕНЕТИЧЕСКИ УСТОЙЧИВЫХ К МОРОЗУ, И МЕТОД ЭКСПРЕССНОЙ ДИАГНОСТИКИ УСТОЙЧИВОСТИ ЛИСТОВОГО АППАРАТА К

ПОВРЕЖДАЮЩЕМУ ДЕЙСТВИЮ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР ПРИ ЗАМОРОЗКАХ

Н.П. ОЛЕЙНИКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, Национальный институт винограда и вина «Магарач», Ялта

Введение

Проблема устойчивости виноградного растения к низким температурам является актуальной для всех виноградарских регионов Украины, значительная часть площадей которой относится к зоне рискованного виноградарства. Возделывание в зонах рискованного земледелия стандартных европейско-азиатских сортов винограда затруднено из-за их невысокой зимо- и морозостойкости. В зимний и весенний период на растение винограда воздействуют более низкие температуры, чем допускает биологическая приспособленность этого вида. В последние десятилетия отмечается

значительное возрастание частоты повреждения виноградных насаждений весенними и осенними заморозками. Весенние заморозки от минус 4 до минус 10оС, наступающие после продолжительного периода теплой погоды, наносят глубокие повреждения интенсивно растущим побегам, соцветиям и листовому аппарату. Из-за повреждений центральных почек распускающихся глазков, которые трогаются в рост в первую очередь, страдают не только виноградные кусты, но и значительно снижается их урожайность. [5]. Так 7 мая 1999 года, когда виноградные побеги уже достигли в длину 10-20 см, температура воздуха в ночное время резко упала до минус 2,5оС, а в апреле 2004 года, в период распускания почек, температура воздуха опустилась до отметки минус 9,6оС. На некоторых сортах (Страшенский, Чауш Белый, формы Vitis amurensis Яирг.) гибель глазков достигла 70%. В более благоприятной ситуации оказались сорта с поздним распусканием почек и сорта, листья и побеги которых в меньшей степени теряли физиологическую активность при воздействии отрицательных повреждающих температур.

Выведение морозостойких сортов винограда методом межвидовой гибридизации началось около 80 лет назад. Многочисленными исследованиями было установлено, что наилучшие результаты получаются при скрещиваниях географически отдаленных европейско-амурских форм с формами западноевропейского происхождения, несущих в наследственной основе геномы разных видов винограда. Основным методом получения морозоустойчивых сортов была и остается межвидовая гибридизация европейского (V. vinifera) и амурского (V amurensis) винограда. На основе таких межвидовых гибридов выведен ряд морозостойких сортов: Альфа, Буйтур, Фиолетовый Ранний, Саперави Северный, Мускат Устойчивый, Северный, Заря Севера, Казачка-1, Мичуринец, Степной, Фестивальный, Скиф, Металлический, Русский Конкорд. Эти сорта значительно превосходят по морозостойкости европейско-азиатский виноград, но имеют невысокое качество продукции.

Сложность выведения высококачественных морозоустойчивых сортов объясняется тем, что этот признак обусловлен не специфическими генами, а определяется генотипом растения в целом. По признанию ряда авторов, расчет на повышение морозо- и зимостойкости при взаимных скрещиваниях беккроссов не оправдался. При возвратных скрещиваниях с сортами вида V. vinifera блоки генов амурского винограда постепенно замещались блоками генов этого вида, благодаря чему качество плодов улучшалось, а морозоустойчивость снижалась до уровня европейско-азиатских сортов. Н.И. Гузун [2, 3] показал, что при скрещивании двух устойчивых сортов винограда признаки морозо- и зимостойкости носят полигенный, количественный характер наследования, дающий асимметричные вариационные кривые распределения с отклонением большинства сеянцев в сторону слабоморозостойких и незимостойких форм. Наследственные свойства в гибридах комбинировались в соответствии с долевым участием геномов V. vinifera и V. amurensis. Поэтому при межсортовой гибридизации в пределах слабоморозостойкого вида V. vinifera (критическая температура минус 18-20°С) невозможно получить морозостойкие формы, а при гибридизации с V. amurensis превзойти морозоустойчивость этого вида (критическая температура минус 40°С). Учитывая изложенные выше закономерности, выбирают компромиссное решение: за счет межвидовой гибридизации без заметного ухудшения качества плодов повышают морозоустойчивость столовых сортов до минус 26-27°С, а технических - до минус 27-28°С. Работами селекционеров НИВиВ «Магарач» доказано, что селекция высококачественных морозостойких сортов винограда возможна, хотя совмещение этих признаков в гибридном потомстве затруднено. В институте «Магарач» выведены сорта с групповой устойчивостью, сочетающие в своем геноме устойчивость к милдью, оидиуму, серой гнили и низким температурам: Рислинг Магарача, Альминский, Памяти Голодриги, Данко, Красень, Геркулес, Антей Магарачский, Первенец Магарача, Подарок Магарача, Спартанец Магарача.

Для оценки морозоустойчивости генофонда, с которым работают селекционеры, используют полевые, лабораторные и косвенные методы. Косвенные методы экспрессной диагностики морозоустойчивости дают возможность проводить предварительную оценку сортов и селекционных форм. Как правило, они основываются на количественном определении низкомолекулярных сахаров; соотношении форм связанной и свободной воды; определении активности некоторых ферментов; электропроводности тканей; интенсивности выхода электролитов из поврежденных тканей; вязкости цитоплазмы клеток; особенностях сверхслабого и длительного послесвечения тканей. Тем не менее, наиболее полные и достоверные сведения о морозоустойчивости сортов винограда можно получить только в результате полевых и лабораторных испытаний.

Проблема оценки интегральной устойчивости растений винограда к повреждающему действию поздних весенних заморозков экспрессными методами разработана недостаточно полно, так как биофизические критерии не учитывают такой важный фактор, как время распускания почек конкретного сорта, и не дают оценку заморозкоустойчивости в баллах.

Объекты и методы исследования

В данной работе объектом исследования служила устойчивость листового аппарата растений винограда к повреждающему воздействию отрицательных температур во время поздних весенних заморозков. Исследования проведены на 17 индикаторных по морозоустойчивости сортах винограда.

Тестирование устойчивости тканей листьев изучаемых сортов к повреждающему действию отрицательных температур производили путем измерения интенсивности длительного послесвечения в ответ на воздействие холодовым термоимпульсом [1]. Термоимпульс формируется при перепаде температуры термостолика от большего значению к меньшему, а затем в обратную сторону до исходного уровня. Высечку из листа винограда помещали в темновую камеру гладкой стороной к термостолику с температурой 0°С и освещали через фосфороскоп вспышками света частотой 150 Гц от проекционной лампы накаливания мощностью 170 Вт. В темновом промежутке фосфороскопа между вспышками возбуждающего света производили регистрацию длительного послесвечения (рис.).

Через 2 минуты после включения света для завершения переходных процессов температуру скачком понижали до минус 5°С и регистрировали в течение 2 минут среднюю интенсивность длительного послесвечения 12 в ответ на это воздействие. Затем скачком повышали температуру до исходного уровня и вновь регистрировали среднюю

интенсивность длительного послесвечения I за такой же период времени. При увеличении степени промораживания листьев обратимость кривых послесвечения при оттаивании уменьшается. Безразмерный коэффициент К характеризует обратимость физиологических процессов после воздействия отрицательных повреждающих температур и служит косвенным критерием морозоустойчивости ткани листа:

Рис. Реакция длительного послесвечения листьев винограда на воздействие холодового термоимпульса (т -длительность термоимпульса; 1х и 12 -интенсивность длительного послесвечения после окончания и при воздействии холодового термоимпульса)

А

Чем более морозоустойчивы ткани листа, тем обратимость физиолого-биохимических процессов выше и показатель К имеет меньшее значение.

Результаты и обсуждение

В плане совершенствования биофизических методов диагностики генотипической специфичности в качестве критерия устойчивости к заморозкам предлагается использовать показатель F (Frost - заморозок), учитывающий время распускания почек и показатель холодоустойчивости листьев K, определяемый биофизическим методом длительного послесвечения при воздействии холодового термоимпульса на высечку из листовой пластинки:

5 хК

где T - время распускания почек, баллы шкалы МОВВ; K - показатель устойчивости листового аппарата к повреждающему действию отрицательных температур при воздействии

холодового термоимпульса; множитель 5 трансформирует результат в 9-балльную шкалу МОВВ

[4].

Показатель Б дает обобщенную оценку заморозкоустойчивости сортов винограда с учетом времени распускания почек и генетически обусловленной холодоустойчивости фотосинтезирующих тканей. Чтобы получить оценку в баллах шкалы МОВВ, показатель Б округляют до ближайшего целого нечетного числа.

В таблице приведены результаты сравнительного тестирования индикаторных сортов винограда биофизическим методом и методом полевых наблюдений. Показатель Б имеет высокую корреляцию с сохранностью глазков при повреждении кустов заморозками. Высокие баллы показателя Б характеризуют сорт винограда как устойчивый к негативному воздействию заморозков и наоборот, низкие значения свидетельствуют о высокой вероятности повреждения растений поздними весенними заморозками.

Таблица

Устойчивость сортов-индикаторов к повреждающему действию заморозков (апрель 2004 г.)

Начало Показатель Сохранность

Сорт распускания к, Б, основных

почек, балл отн. ед. балл почек, %

Хусайне Люнда 5 0,40 3 5

Тайфи Розовый 5 0,40 3 6

Нимранг 5 0,38 3 4

Мускат Белый 5 0,35 3 7

Шасла Белая 5 0,35 3 9

Ркацители 5 0,31 5 14

Тербаш 5 0,30 5 13

Рислинг Рейнский 5 0,28 5 16

Саперави 5 0,29 5 15

Антей Магарачский 5 0,27 5 14

Изабелла 5 0,27 5 20

Подарок Магарача 5 0,25 5 25

Русский Ранний 3 0,25 3 5

Фиолетовый Ранний 3 0,25 3 6

Буйтур 3 0,24 3 4

Саперави Северный 1 0,22 1 3

Арктик 1 0,22 1 2

Альфа 1 0,20 1 2

Коэффициент корреляции 0,87

Выводы

Таким образом, в результате исследований разработан способ экспрессного тестирования устойчивости растений винограда к повреждающему действию поздних весенних заморозков. Между оценочным критерием F и сохранностью основных глазков, распускающихся после воздействия на них повреждающих температур, установлена корреляция на уровне 0,87. Критерий F учитывает холодоустойчивость фотосинтезирующих тканей, сроки распускания почек и дает оценку заморозкоустойчивости по 9-балльной шкале МОВВ.

Список литературы

1. А.с. 1450787 СССР, МКИ3 А 01 О 7/00, А 01 Н 1/04. Способ диагностики морозоустойчивости растений винограда / П.Я. Голодрига, Н.П. Олейников (СССР). -№4138638/30-13; заяв. 17.10.86; опуб. 15.01.89, Бюл. № 2. - С. 6-7.

2. Использование сложных гибридов в селекции винограда на групповую устойчивость / Гузун Н.И., Цыпко М.Б., Оларь Ф.А., Гришина М.Н. // Селекция и генетика плодовых и винограда в Молдавии. - Кишинев: Штиинца, 1975. - С. 123-132.

3. Гузун Н.И. Методы выведения винограда с групповой устойчивостью // Сортоизучение и селекция винограда. - Кишинев: Штиинца, 1976. - С. 3-15.

4. Мелконян М.В., Волынкин В.А., Методика ампелографического описания и агробиологической оценки винограда. - Ялта: НИВиВ «Магарач», 2002. - 27 с.

5. Черноморец М.В. Устойчивость виноградного растения к низким температурам. -Кишинев: Картя Молдовеняскэ, 1985. - 190 с.

Рекомендовано к печати к.б.н. Губановой Т.Б.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ СЕЛЕКЦИОННЫХ ПРИЗНАКОВ ТАБАКА

Л.Н. КАРГИНА Национальный институт винограда и вина «Магарач», Ялта

Введение

Для улучшения технических показателей и продуктивности табачного сырья в селекционной практике большое значение имеет изучение изменчивости и наследования ценных хозяйственных признаков при гибридизации. При этом большинство хозяйственно ценных признаков культурных растений обусловлено полигенами. Поэтому они проявляют количественную изменчивость, и для аутогамных популяций формируются по нескольку типов гомозиготных генотипов по каждому признаку.

При создании культурных сортов с определенным набором селектируемых признаков успех гибридизации в значительной мере зависит от подбора родительских форм и от наличия достаточного количества селекционного материала, обладающего значительным генетическим разнообразием исследуемых признаков.

Для увеличения генетического разнообразия родительских форм в селекционной практике часто используют мутагенез.

Объекты и методы исследования

Мутационная изменчивость играет существенную роль в эволюции. Среди многих культурных растений выявлено множество как полезных в хозяйственном отношении, так и не имеющих практической ценности мутаций. Ввиду случайного характера и низкой частоты мутационного процесса для получения полезных мутаций в селекционной практике часто применяются различного рода мутагенные факторы [4, 10].

В середине прошлого века методы индуцированного мутагенеза с применением ионизирующих излучений и некоторых химических веществ нашли широкое применение на табаке [4, 6, 7, 10].

М.Ф. Терновский и М.Т. Миссюра выявили целый ряд рентгено-мутантов табака с многочисленными отклонениями по целому ряду признаков, включая габитус растения, величину и форму цветка, продолжительность вегетационного периода, величину и форму листьев, наличие сильного ветвления, варьирование окраски листьев и прочее. Однако данные исследователи не рекомендовали получение искусственных мутаций при помощи рентгенизации как метод селекции для генеративно размножаемых культур. При этом не было выявлено мощных и густолистных растений, имевшиеся в этом отношении отклонения не выходили за пределы колебаний контрольного сорта [10].

В.Н. Космодемьянский, Э.В. Рубан, Т.З. Иванова и Ю.Ф. Сарычев методом химического мутагенеза получили целый ряд индуцированных мутантов табака [5]. В качестве мутагенных факторов были использованы нитрозоэтилмочевина и этиленимид, а также использовалось облучение гамма лучами высокой дозы (15000 и 20000 рентген). Были обнаружены следующие типы мутаций: стерильные, с осыпающимися соцветиями, желтолистные, пестролистные (бело-зеленые и желто-зеленые), узколистые, красноцветковые, с укороченными междоузлиями, ветвистым стеблем, кожистыми листьями, а также с курчавыми листьями и многолистные высокорослые. Авторами были выделены две мутации для использования в качестве генетических маркеров при изучении наследования признаков: красноцветковая и с осыпающимся соцветием. Наиболее ценной рассматривалась светлолистная мутация, выделенная из сорта Американ 341 [2, 3, 5, 7].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.