CC BY
163
333^^ Аграрный вестник Урала №4 (83), 2011 г.^^ЩЦ^
Овощеводство и садоводство
СТРАТЕГИЯ И перспективы РАЗВИТИЯ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА овощных культур
В. Ф. ПИВОВАРОВ, директор ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур, академик Россельхозакадемии, лауреат Государственной премии РФ, В. П. НИКУЛЬШИН, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий отделом планирования и координации НИР
143080, Московская область, Одинцовский район, поселок ВНИИССОК, ул. Селекционная, д. 14
Ключевые слова: селекция семеноводства овощных культур, перспективы. Keywords: selection of seed crops, the prospects.
Овощеводство в России является главнейшей составляющей растениеводства, развитие которой определяет основу жизнедеятельности и продовольственной безопасности. Здоровье населения и его благосостояние зависит от того, насколько полно удовлетворяются его потребности в овощах как источниках витаминов и биологически активных веществ. Лозунг «Овощи — здоровье нации» полностью отражает тенденцию к обеспечению населения продуктами лечебного и профилактического назначения, что является гарантией его здоровья, работоспособности и долголетия.
Ценность овощей заключается в том, что они содержат основные витамины, эфирные масла, минеральные соли, биологически активные вещества, которые активно участвуют в регулировании обмена веществ и обладают антиканцерогенными свойствами. Содержание, к примеру микроэлемента селена в зубках чеснока значительно повышает иммунитет человека, подавляет развитие раковых клеток, обеспечивает общую устойчивость организма к различным стрессовым воздействиям.
Вопросам повышения эффективности селекционной науки по созданию новых высокопродуктивных сортов и гетерозисных гибридов овощных культур была посвящена II Международная научно-практическая конференция «Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы», которая проходила в августе 2010 года во ВНИИССОК в связи с 90-летием института. В работе конференции приняли участие более 200 ученых-селекционеров и семеноводов России, Украины, Белоруссии, Казахстана, Молдавии, Узбекистана, Индии, Республики Приднестровья и др. стран.
Свои поздравления старейшему в стране научно-исследовательскому учреждению по селекции и семеноводству овощных культур огласили представители Россельхозакадемии, МСХ Московской области, Губернатора Московской области, Государственной Думы РФ, координационного Совета по вопросам семеноводства СНГ, Российской ассоциации «Семена».
В адрес института поступили поздравительные телеграммы и адреса от Правительства Российской Федерации, Администрации Президента РФ, счетной Палаты РФ, Министерства сельского хозяйства РФ. Прозвучали слова поздравлений
и были вручены памятные сувениры от зарубежных коллег из Индии, Республики Беларусь, Украины, Узбекистана, Республики Молдова, а также ведущих научно-исследовательских учреждений России (ВНИИО, МСХА им. Тимирязева, ВНИИ кормов, ВНИИ картофеля, ВНИИР им. Вавилова и др.).
Во ВНИИССОК в настоящее время работают 77 кандидатов наук и 24 доктора, средний возраст сотрудников не превышает 40 лет. За 90 лет коллектив селекционеров и семеноводов внес большой вклад в развитие отечественного овощеводства: создано около 500 сортов и гибридов овощных культур, которые успешно выдерживают серьезную конкуренцию с зарубежными аналогами.
Приоритетным направлением в селекции на современном этапе остается разработка методов создания новых сортов и гибридов, устойчивых к биотическим и абиотическим стрессам. Большое внимание в докладах и выступлениях было уделено сохранению таких важных хозяйственно ценных признаков, как вкусовые качества, пригодность к переработке и консервированию, сохранность, повышенное содержание биологически активных веществ. Кроме того, первоочередной задачей селекционеров является разработка инновационных методов создания доноров и генисточников с параметром хозяйственно полезных признаков, расширение генетического разнообразия форм, вовлечения в селекционный процесс зародышевой плазмы диких сородичей растений.
Во ВНИИССОК разработаны и апробированы методики получения межвидовых гибридов лука, моркови, перца. Созданные межвидовые формы на основе А. cepa х A. fistolosum, А. cepa x А. oschanini, А. cepa х A. vavilovi позволили получить новые сорта лука, отличающиеся высокой устойчивостью к пероноспорозу и продуктивностью (Изумрудный, Сигма, Золотые купола).
С использованием различных типов генотипической изменчивости разработаны методы и созданы линии моркови с высокой комбинационной способностью по важным хозяйственно ценным признакам: продуктивность, устойчивость к альтернари-озу, высокое содержание каротина, раннеспелость, на основе которых получены гнетерозисные гибриды — Грибовчанин, Дарунок, РИФ.
С использованием межвидовой гибридизации в институте разработана методика получения линий перца с устойчивостью к вирусу бронзовости томата (TSWV): Л — (Здоровье х C. frutescens), Л — Здоровье х C. chínense), Л — [Чаймс х (С. annuum x C. frutescens)].
При скрещивании различных видов физалиса овощного Ph. ixocarpa x Ph. angulata получен сорт физалиса овощного Десертный, который характеризуется высокой продуктивностью, устойчивостью к болезням, повышенным содержанием пектина и сахаров, отсутствием горечи, что дает возможность использовать плоды в свежем виде.
Большая методическая работа в институте проводится по частной генетике и цитологии овощных культур, начало которой положено в 30-40 годы на Грибовской овощной селекционной опытной станции. Разработаны критерии оценки межвидовых гибридов репчатого лука по морфологическим и фитопатологическим показателям. В комбинациях скрещиваний видов (А. cepa A. vavilovi) и (А. cepa х A. fistolosum) выведены константные инбредные потомства как генетические источники высокой устойчивости к пероноспорозу и образующие товарную луковицу с белой и красной окраской сухих чешуй. Анализ инбредных потомств показал, что желто-коричневая окраска сухих чешуй проявляется при комплементарном взаимодействии доминантных генов G и В. Установлены разные типы наследования признаков белой окраски кроющих чешуй луковицы, что открывает возможность отбора по этому признаку.
Во ВНИИССОК ведутся исследования по оптимизации условий индукции гиногенеза в культуре неопыленных семяпочек огурца с целью получения гомозиготных линий. Получены положительные результаты, которые по эффективности превышают зарубежные аналоги и позволяют создать отечественную технологию получения дигаплоидов огурца.
Клональное микроразмножение является основой для получения межвидовых гибридов, клонирования ценных генотипов. В лаборатории биотехнологии разработаны методики клонального размножения баклажана, укропа, якона, чеснока, капусты и др. культур. Применение тидиазурона в сочетании с брассиностероидом позволяет значительно увеличить коэффициент
335^»- Аграрный вестник Урала №4 (83), 2011 г.~<^ЦЩ£
Овощеводство и садоводство
размножения укропа, при этом отмечается интенсивное образование каллусных тканей, что способствует сомаклональной изменчивости.
В последние годы в большинстве стран мира активно ведутся исследования по созданию и изучению генетически модифицированных овощных растений — томата, капусты, гороха, перца, салата, моркови и др., устойчивых к вирусам, пониженным температурам, повышенной концентрации солей в почвенном растворе. ВНИИССОК совместно с учеными ФИТХ РАН (Пущино) получили трансгенные растения моркови с генами GUS, дефензина Rs и тауматина II. Проростки из семян, полученных от самоопыления трансгенных растений на инфекционном фоне in vitro, обладали устойчивостью к грибам рода Alternaria, а также к грибному патогену Fusarium avenaceum.
Большие перспективы селекции открываются в области молекулярной генетики, особенно в технологии молекулярного маркирования, это направление призвано значительно ускорить селекционный процесс. Результаты ДНК-технологий позволяет проводить маркирование линий для картирования признаков растений и выявления локу-сов ДНК, сцепленных с генами устойчивости, дают возможность ускорить подбор пар для скрещиваний и последующую оценку полученных гибридов F1. В итоге решается задача защиты прав селекционера на созданные сорта и гибриды, а использование молекулярных маркерных систем имеет большое значение для будущего маркер-ассоциированной селекции и селекционной стратегии.
В институте проводится работа по использованию молекулярных маркеров для сравнительного изучения геномов растений овощных культур, идентификации аллелей и подбора родительских пар при скрещивании, анализа гибридного потомства. Использование разработанных SCAR маркеров митохондриальных генов, контролирующих признак цитоплазматической мужской стерильности у перца, позволил определить тип мужской стерильности гибридов перца, полученных при межвидовом скрещивании, а затем провести скрининг коллекции перца и выявить среди них образцы, несущие митохондриальные гены.
Положительные результаты получены по использованию молекулярных маркеров и локусов, сцепленных с такими хозяйственно ценными признаками, как окраска и острота плодов перца, окраска луковиц
лука репчатого, ЦМС у моркови, лука репчатого, редиса и др.
С использованием с DNA-AFLP во ВНИИССОК было установлено, что признак холодостойкости у томата контролируется полигенно. Экспрессия генов устойчивости этого признака у резистентного образца при воздействии холодового стресса выше, чем у восприимчивого.
В результате генетической классификации сортопопуляций сельдерея в коллекции ВНИИССОК был выделен и передан в ГСИ сорт сельдерея черешкового Атлант
Большое внимание в институте уделяется перспективному направлению — методам гаметной селекции, которые имеют ряд преимуществ перед традиционной споро-фитной селекцией. С помощью методов гаметной селекции появляется возможность создания новых сортов и гибридов, устойчивых к температурным стрессам, засолению, токсичному воздействию тяжелых металлов, а также поражению грибными, бактериальными болезнями и вредителями. Разработанны методы экспресс-оценки на уровне микрогаметофита и гаметного отбора, во ВНИИССОК из сортопопуляции репы сорта Гейша была выделена холодостойкая форма, из которой был создан новый сорт репы Снегурочка.
Разработанная на основе гаметной селекции методология отбора перца сладкого на холодостойкость позволила выделить и создать новый сорт перца Памяти Жегалова для открытого грунта с урожайностью 5,6 кг/м2.
Провозглашенная во ВНИИССОК концепция «Овощные растения с высокоэффективной антиоксидантной системой — пища и лекарство» предусматривает селекцию на высокое содержание биологически активных соединений, антиоксидантную активность. Разработанные методы оценки и отбора овощных культур с высокоэффективной антиоксидантной системой, предусматривающие использование инновационных технологий, имеют важное социальноэкономическое значение. Впервые установлены физиолого-биохимические закономерности формирования антиоксидантной системы в овощных растениях, определены состав и содержание антиоксидантов-биофлавоноидов, бетацианинов, аскорбиновой кислоты, их активность и молекулярные механизмы протекторного действия. Определены овощные культуры и сорта с высоким содержанием кверцетина, рутина,
кемпферола, которые представляют собой как готовые функциональные продукты питания, так и сырье для создания продуктов функционального назначения (капустные, луковые культуры, амарант, якон, дайкон и др.).
Эти фундаментальные комплексные работы, проведенные совместно с другими научно-исследовательскими учреждениями (ВНИИО), были высоко оценены Правительством РФ, а группа ученых ВНИИССОК (В. Ф. Пивоваров, П. Ф. Кононков, В. К. Гинс, М. С. Гинс) удостоены звания Лауреатов Государственной премии РФ.
Созданные в последние годы сорта чеснока озимого селекции ВНИИССОК нового поколения (Петровский, Зубренок, Цезарь, Антонник, Памяти Алексеевой и др.) с продолжительным периодом хранения характеризуются антиоксидантной активностью, высоким содержанием биологически активных веществ, в т. ч. аллицина.
Повышенным содержанием флованои-дов отличается новый сорт лука репчатого Юбиляр фиолетовой окраски, включенный в Госреестр с 2010 года. Он характеризуется хорошими вкусовыми качествами, продолжительным периодом хранения, продуктивностью. По основным хозяйственно полезным признакам этот сорт на порядок превышает аналогичные сорта зарубежной селекции фиолетовой окраски — Ред Барон, Кармен и др. Как известно, луки с фиолетовой окраской сухих кроющих чешуй обладают антиканцерогенными свойствами и в последнее время оказались весьма востребованными населением.
Считаем, что для преодоления продовольственной зависимости от импорта российское овощеводство, как ни одна другая отрасль, остро нуждается в государственной поддержке. В проект Закона о семеноводстве ученые ВНИИССОК внесли целый ряд существенных предложений, которые направлены на защиту отечественного овощеводства и юридических прав ученых-селекционеров. Наши достижения в виде сортов и гибридов, теоретических и методических разработок, технологий и практических рекомендаций являются основой успешного развития овощеводства, поэтому особенно актуальным стоит вопрос о принятии национальной Программы по развитию овощеводства в России как основы Доктрины по продовольственной безопасности страны.
