Оценка исходного материала при отдаленной гибридизации земляники в условиях Центральной Якутии

УДК 634.75:631.575 (571.56) 20.02.2012 Татарстан «Нива»

Отдаленная гибридизация при создании адаптивных сортов земляники для Якутии

В.И. Белевцова

ГНУ Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии, E-mail: agronii@mail.ru

Отдаленная гибридизация, имеющая более, чем 250-летнюю историю, не утратила своей актуальности, продолжая привлекать исследователей, как в нашей стране, так и за рубежом. Проблеме отдаленной гибридизации большое значение придавали И.В.Мичурин, Н.И.Вавилов, Н.В.Цицин и другие ученые, предвидевшие в своих работах возможности повышения эффективности этого метода, позволяющего создавать новые хозяйственно-ценные формы и сорта, более полно удовлетворяющие современные запросы производства. У земляники отдаленная гибридизация многих видов затруднена негомологичностью геномов и различным числом хромосом, но учитывая то обстоятельство, что при скрещивании двух видов - земляники садовой с земляникой восточной получается до 10% высокоплодовитых гибридов (Зубов, 1990), селекция с использованием межвидовой гибридизации для Якутии приобретает особую актуальность.

Научные исследования по интродукции и селекции земляники с целью оценки ее важнейших хозяйственно-ценных признаков, при создании высокоадаптивных сортов для Якутии, в Якутском НИИСХ начаты в середине 90-х годов.

Среди видов рода Fragaria, земляника садовая Fragaria × ananassa Duch., занимающая ведущее положение в промышленном ягодоводстве наиболее распространена, но наименее зимостойка, что является главным препятствием ее продвижения в регион суровых климатических условий Якутии.

Испытания свыше 100 сортов и гибридов садовой земляники, как отечественной, так и зарубежной селекции, показали в своём большинстве неспособнобность переносить экстремальный климат Якутии, даже с применением укрытий. Одним из главных условий успешной перезимовки высокозимостойких сортов садовой земляники в условиях Якутии являются ранние сроки установления снежного покрова, который должен обеспечить с ноября по март температуру почвы на глубине корнеобитаемого слоя (0-20 см) не ниже минус 17-18, и лишь непродолжительное время -20^оС.

Многолетние исследования показали, что при интродукции различных видов земляники, наибольшая адаптационная способность отмечена у аборигенного вида Fragaria orientalis Los., земляники восточной. В природной флоре Якутии является единственным видом земляники, произрастающим на обширнейшей территории республики. Изучение внутривидового разнообразия дикорастущих якутских популяций F.orientalis Los. позволило выявить, наиболее перспективные формы, обладающие, наряду с комплексной устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды, высокой урожайностью и пищевой ценностью.

В Якутии, среди обилия дикорастущих ягод, земляника восточная наиболее востребована и является самой дорогостоящей в сезон созревания (2500 руб./кг и более). Главными причинами слабой насыщенности рынка ягодами дикорастущей земляники являются низкая урожайность и труднодоступность районов её естественного произрастания, кроме того, на урожайность существенное влияние оказывают засушливость климата и возвратные заморозки в период цветения.

Садовая земляника не менее востребована в Якутии, хотя и уступает в рыночной стоимости дикорастущей, интерес к культивированию которой из года в год растет. Отсутствие адаптированных сортов земляники местной селекции представляет одну из актуальных проблем развития местного садоводства республики

При создании высокоадаптивных сортов, использовались - метод аналитической селекции с применением отбора и метод межвидовой гибридизации.

Зимостойкому аборигенному виду, землянике восточной F.orientalis, сформированному в условиях сурового естественного отбора и, отличающегося высокой экологической приспособленностью к местным природно-климатическим условиям, при подборе родительских пар уделялось особое внимание. В качестве другой родительской формы использовались зимостойкие сорта садовой земляники F.× ananassa, прошедшие предварительный отбор в условиях Якутии и взаимно дополнивших усиление предусмотренных признаков.

Межвидовые скрещивания проводились на разнохромосомном уровне, как при искусственном, так и свободном опылении. В различных комбинациях скрещиваний получены различные результаты. Плодовитые продуктивные сеянцы были получены только в том случае, если отборные формы F.orientalis использовались в качестве опылителя и только при свободном опылении. Реципрокные скрещивания не удаются: после кастрации цветков земляники восточной и опыления их пыльцой земляники садовой, плоды не завязываются.

При искусственном опылении садовой земляники восточной, плодовитые гибриды составили от 1,5 до 3,0%. При низкой плодовитости у них доминировали: низкая зимостойкость, небольшой габитус куста, мелкоплодность, посредственный вкус плодов.

Анализ гибридного потомства, полученного от свободного опыления F.× ananassa × F.orientalis показал, что в генотипах некоторых сеянцев удалось не только объединить, но и превзойти F.× ananassa по таким важнейшим признакам, как: зимостойкость, продуктивность, крупноплодность, вкус и аромат плодов.

В Якутском НИИСХ созданы сорта земляники, которые успешно прошли конкурсные испытания в плодово-ягодном питомнике Селекционной станции г. Покровска. В период испытаний (2003-2011гг.) экстремальные значения температуры воздуха и почвы на глубине 20 см, с учетом высоты снежного покрова, соответственно составили: в январе 2006 г. – -55 ^оС; -18,5 ^оС; 47 см; в январе 2010 г. - -52 ^оС; -25,6 ^оС; 22см.

Форма 1-99 .Тетраплоид (2п =28). Получен методом многократного отбора с последующим выделением перспективных форм из якутских популяций земляники восточной ( F.orientalis).Зимостойкость очень высокая. Куст среднерослый, цветоносы выше листьев, цветки обоеполые. Соцветие с первым наиболее крупным раноцветущим цветком и последующими, меньшими по величине, позднее цветущими цветками. Ягоды массой 1,5 г (первые 3,5), сердцевидные, без шейки красные, со слабым блеском. Семянки желтые и желто-красные, на поверхности, слабопогруженные. Мякоть желто- розовая, сочная, нежная, кисло-сладкого вкуса, с сильным мускатным ароматом. Содержание витамина С 81,9 мг%. Сорт среднего срока созревания. Урожайность 56,6 ц/га.Транспортабельность низкая.

Форма 2-99. Тетраплоид (2п =28). Метод получения, зимостойкость, морфологическое описание, вкусовые качества идентичны форме 1-99. Основные различия: ягоды массой 1,0 г (первые 2,5), удлиненно-овальные, без шейки, красные, со слабым блеском. Содержание витамина С 77,9 мг%. Более раннего срока созревания (3-5дней). Урожайность 61,4 ц/га. Транспортабельность низкая.

Форма 7-03 Танюша × F.orientalis. Тетраплоид (2п=28).Зимостойкость высокая. Куст сильнорослый, цветоносы ниже листьев, цветки обоеполые. Ягоды от первых сборов тупоконические выровненные , при массовом - ребристые, массой 7-8 , в первых сборах более 10 , максимальная величина 26,7 г, без шейки, красные, блестящие. Семянки желтые. Мякоть красная, сочная, нежная, кисло-сладкого вкуса с ярко выраженным мускатным ароматом, средней плотности. Содержание витамина С 110,9 мг%. Сахаро-кислотный индекс – 8,5. Сорт среднего срока созревания. Средняя урожайность 95, потенциальная 150 ц/ га.

Форма 16-03 Найдёна добрая× F.orientalis. Гексаплоид (2п=42). Куст среднерослый, компактный, цветоносы ниже листьев, цветки обоеполые. Форма первых ягод сердцевидная, масса 4-5, в первых сборах 8-10, максимальная – 11,2 г, без шейки, красные, блестящие. Семянки желтые. Мякоть красная, сочная, очень нежная, высоких вкусовых качеств, с мускатным ароматом. Содержание витамина С 80,8 мг%. Сахаро-кислотный индекс – 8,2. Сорт раннего срока созревания. Средняя урожайность 71,7 ц/га.

Форма 24-08 Богема × F.orientalis.Гексаплоид (п=42) .Куст среднерослый, малооблиственный . Форма ягод репчатая, масса - 12,9, в первых сборах 30-40, максимальная 46,4 г. Мякоть красная, очень сочная, с мускатным ароматом, очень высоких вкусовых качеств. Сорт раннего срока созревания, длительным периодом плодоношения (втечение месяца). Содержание витамина С 86,5 мг%.Урожайность однолетних посадок очень высокая, средняя с куста - 261,8, максимальная 351,1 г. В первый год плодоношения средняя урожайность составила 143,9 ц/га. По зимостойкости и транспортабельности уступает предыдущим межвидовым гибридам.

У всех сортов и гибридов поражение серой гнилью, в значительной степени, зависит от погодных условий в период плодоношения, возраста и схемы посадки (2,8-9,5%). Якутские популяции F.orientalis крайне редко поражаются пятнистостями, у гибридов - отмечается слабое поражение. Поражений другими болезнями не наблюдалось.

В государственную комиссию РФ по испытанию и охране селекционных достижений для оценки на сортоиспытательных участках Восточной Сибири в 2007 г. переданы сорта: Покровская (1-99) и Богдалена (2-99); в 2009 г.- Берсеневская (16-03) и Садово-Спасская(7-03).

Литература

1. Зубов А.А. Отдаленные гибриды земляники F.orientalis Los. × F.grandiflora Ehrh./А.А.Зубов, Б.Х.Турдыкулов //Бюл. науч. информ. ЦГЛ им. И.В.Мичурина. –Мичуринск, 1972.-Вып.19. – С.55-58.

2. Зубов А.А. Генетические особенности и селекция земляники: Методические указания /А.А.Зубов.- Мичуринск, 1990.- .

УДК 634.75:631.575 (571.56)

Интродукция и селекция земляники в условиях Центральной Якутии

В.И.Белевцова, А.П.Мандарова

В Якутии, среди обилия дикорастущих ягод, земляника восточная Fragaria orientalis Los., наболее востребована и является самой дорогостоящей, как в сежем виде, так и продуктах перереботки. В природной флоре Якутии является единственным видом земляники, произрастающим на обширнейшей территории республики. Главными причинами слабой насыщенности рынка ягодами дикорастущей земляники являются низкая урожайность и труднодоступность районов её естественного произрастания, кроме того, на урожайность существенное влияние оказывают засушливость климата и возвратные заморозки в период цветения.

Садовая земляника Fragaria ananassa Los. не менее востребована в Якутии, хотя и уступает в рыночной стоимости дикорастущей, интерес к культивированию которой из года в год растет. Главным препятствием продвижения её в регион суровых климатических условий Якутии является низкая зимостойкость

Решить проблему расширения ареала этой очень ценной ягодной культуры для Якутии, возможно путем создания высокоадаптивных сортов со сложной генетической наследственностью, объеденяющих и взаимно дополняющих усиление признаков зимостойкости. Межвидовая гибридизация земляники садовой и земляники восточной затруднена негомологичностью геномов, в виду различия числа хромосом (2n =56 и 2n =28), но учитывая, что при скрещивании этих двух видов до 10% возможно образование высокоплодовитых гибридов, создание сортов, с использованием отдаденной гибридизации, является одной из важнейших задач селекции.

Проблеме отдаленной гибридизации большое значение придавали И.В.Мичурин, Н.И.Вавилов, Н.В.Цицин и другие ученые, предвидевшие в своих работах возможности повышения эффективности этого метода, позволяющего создавать новые хозяйственно-ценные формы и сорта, более полно удовлетворяющие современные запросы производства.

.Испытания свыше 100 сортов и гибридов садовой земляники, как отечественной, так и зарубежной селекции, показали в своём большинстве неспособность переносить экстремальный климат Якутии, даже с применением укрытий. Одним из главных условий успешной перезимовки высокозимостойких сортов садовой земляники в условиях Якутии являются ранние сроки установления снежного покрова, который должен обеспечить с ноября по март температуру почвы на глубине корнеобитаемого слоя (0-20 см) не ниже минус 17-18, и лишь непродолжительное время -20^оС.

Многолетние исследования показали, что при интродукции различных видов земляники, наибольшая адаптационная способность отмечена у аборигенного вида Fragaria orientalis Los., земляники восточной. Изучение внутривидового разнообразия дикорастущих якутских популяций F.orientalis Los. позволило выявить, наиболее перспективные формы, обладающие, наряду с комплексной устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды, высокой урожайностью и пищевой ценностью.

.При создании высокоадаптивных сортов, использовались - метод аналитической селекции с применением отбора и метод межвидовой гибридизации.

Форма 1-99 .Тетраплоид (2п =28). Получен методом многократного отбора с последующим выделением перспективных форм из якутских популяций земляники восточной ( F.orientalis). Зимостойкость очень высокая. Куст среднерослый, цветоносы выше листьев, цветки обоеполые. Соцветие с первым наиболее крупным раноцветущим цветком и последующими, меньшими по величине, позднее цветущими цветками. Ягоды массой 1,5 г (первые 3,5), сердцевидные, без шейки красные, со слабым блеском. Семянки желтые и желто-красные, на поверхности, слабопогруженные. Мякоть желто- розовая, сочная, нежная, кисло-сладкого вкуса, с сильным мускатным ароматом. Содержание витамина С 81,9 мг%. Сорт среднего срока созревания. Урожайность 56,6 ц/га.Транспортабельность низкая.

Успешное конкурсное испытание прошел сорт Памяти Михаила Григорьевича Сафронова (форма 6-03 Танюша × F.orientalis.), идентичный сорту Садово-Спасская, стабильно превышающий по годам.. все испытуемые сорта по содержанию витамина С.

Литература

2. Зубов А.А. Генетические особенности и селекция земляники: Методические указания /А.А.Зубов.- Мичуринск, 1990.- С.3-81.

3.Зубов А.А. Отдаленная гибридизация в селекции земляники. А.А.Зубов, И.В.Лукьянчук //Труды Всероссийского НИИ генетики и селекции плодовых растений им. И.В.Мичурина. Генетика и селекция плодовых растений: Сб. научн. Трудов. – Воронеж.:Кварта, 2005. – С.117-121.

Отдаленная гибридизация в селекции земляники

Белевцова В.И.

Неоценимый вклад в развитие и становление отечественной селекции, как науки, внес И.В.Мичурин. Практическое использование И.В.Мичуриным отдаленной гибридизации в селекции плодово-ягодных культур, получившее дальнейшее развитие в работах его последователей, высоко оценивал Н.И.Вавилов . Отдаленная гибридизация в селекции садовой земляники, и до настоящего времени, остается одним из эффективнейших методов повышения её зимостойкости, главной и основной причине, ограничивающей ареал возделывания этой высокоценной ягодной культуры в суровых условиях Якутии. Большинство дикорастущих видов рода Fragaria, значительно превосходят по зимостойкости землянику садовую, занимающую ведущее положение в промышленном ягодоводстве, но ввиду различий числа хромосом и не соответствия геномов, скрещивание между ними весьма затруднено. Вовлечение в селекионный прцесс дикорастущих популяций земляники восточной, у которой при срещивании с земляникой садовой образуется до 10% высокоплодовитых гибридов, представляет как научный , так и практический интерес, для развития местного садоводства.

Испытания показали, что в своем большинстве, в зимний период земляника садовая Fragaria ananassa Duch. не способна переносить экстремальный климат Якутии. Одним из главных условий успешной перезимовки высокозимостойких сортов садовой земляники в условиях Якутии, являются ранние сроки установления снежного покрова, который должен обеспечить с ноября по март температуру почвы на глубине корнеобитаемого слоя (0-20 см) не ниже -17,-18, и лишь непродолжительное время -20^оС.

Как показали исследования, аборигенный вид Fragaria orientalis Los, являясь единственным видом земляники, произрастающим на обширнейшей территории республики, имеет самый высокий генетический потенциал по адаптации к местным условиям. Изучение внутривидового разнообразия якутских популяций F.orientalis, позволило выявить, наиболее перспективные формы, обладающие, наряду с комплексной устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды, высокой урожайностью и пищевой ценностью, и определить выбор, наиболее отвечающий поставленным задачам При подборе родительских пар, зимостойкому аборигенному виду, F.orientalis, сформированному в условиях сурового естественного отбора и, отличающегося высокой экологической приспособленностью к местным природно-климатическим условиям, уделялось особое внимание. В качестве другой родительской формы использовались зимостойкие сорта садовой земляники F.× ananassa, прошедшие предварительный отбор в условиях Якутии, и взаимно дополнивших усиление предусмотренных признаков.

При создании селекционного материала, использовался метод межвидовой гибридизации, главный критерий отбора – зимостойкостойкость.

Межвидовые скрещивания проводились на разнохромосомном уровне (2 =56 × при искусственном, так и свободном опылении. В различных комбинациях скрещиваний получены различные результаты. Плодовитые продуктивные сеянцы были получены только в том случае, если отборные формы F.orientalis использовались в качестве опылителя и только при свободном опылении. Реципрокные скрещивания не удаются: после кастрации цветков земляники восточной и опыления их пыльцой земляники садовой, плоды не завязываются.

Эффективность свободного опыления достигалась при условии: сплошного окружения садовой земляники земляникой восточной (при соотношении кустов 1:30), совпадения сроков цветения обоих видов, наличия благоприятных погодных условий, присутствия значительного числа наиболее активных насекомых-опылителей: шмелей, диких пчел и ос, мух-серфид. Продолжительность солнечного сияния в Центральной Якутии в июне (период массового цветения) составляет не менее 19 часов в сутки; температура воздуха в утренние часы (начиная с 6-7 час.) выше20^оС, не может не способствовать активной работе насекомых и успешному оплодотворению плодово-ягодных культур в питомнике.

В результате исследований установлено: земляника восточная обладает ценным комплексом важнейших признаков, использование которых значительно повышает эффективность селекции садовой земляники при гибридизации. В результате с 1999 по 2012 гг. получено многообразие .форм с различными типами и сроками плодоношения, различной урожайностью и массой плодов, разнообразных по форме и вкусовым качествам, усообразующих и безусых, неизменным признаком отбора которых, остается зимостойкость.

Форма 7-03 Танюша × F.orientalis. Тетраплоид (2п=28).Зимостойкость высокая. Масса ягод от первых сборов более 10, при массовом - 7-8, максимальная 26,7 г, без шейки, красные, блестящие. Семянки желтые. Мякоть красная, сочная, нежная, кисло-сладкого вкуса с ярко выраженным мускатным ароматом, средней плотности. Содержание витамина С 110,9 мг%. Сахаро-кислотный индекс – 8,5. Сорт среднего срока созревания. Средняя урожайность 95, потенциальная 150 ц/ га.

Форма 16-03 Найдёна добрая× F.orientalis. Гексаплоид (п=42) Масса ягод от первых сборов 8-10, при массовом 4-5, максимальная – 11,2 г, без шейки, красные, блестящие. Семянки желтые. Мякоть красная, сочная, очень нежная, высоких вкусовых качеств, с мускатным ароматом. Содержание витамина С 80,8 мг%. Сахаро-кислотный индекс – 8,2. Сорт раннего срока созревания. Средняя урожайность 71,7 ц/га.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНОФОНДА FRAGARIA ORIENTALIS LOS.ПРИ СОЗДАНИИИ АДАПТИВНЫХ СОРТОВ ЗЕМЛЯНИКИ ДЛЯ ЯКУТИ.

В. И. Белевцова

ГНУ Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии, Якутск, Россия E-mail: agronii@mail.ru

THE USE OF FRAGARIA ORIENTALIS LOS GENEFUND.TO CREATE AN ADAPTIVE VARIETIES OF STRAWBERRY IN YAKUTIA.

V.I. Belevtsova

The Yakut State Research Institute of Agriculture, Yakutsk, Russia, E-mail: agronii@mail.ru

Среди видов рода Fragaria, земляника ананасная Fragaria × ananassa Duch., занимающая ведущее положение в промышленном ягодоводстве наиболее распространена, но наименее зимостойка, что является главной причиной, ограничивающей ареал её возделывания в экстремальных условиях Якутии. Вовлечение в селекционный процесс дикорастущих видов земляники, один из возможных способов повысить зимостойкость F. × ananassa Duch (2п=56), учитывая, что климат Якутии, является уникальной лабораторией для исследовательской работы естествоиспытателей.

Единственным дикорастущим видом земляники, произрастающим в природной флоре Якутии, является аборигенный вид Fragaria orientalis Los. (2п =28), земляника восточная, сформированный в условиях сурового естественного отбора и, отличающийся высокой экологической приспособленностью к местным природно-климатическим условиям произрастания. Исследованиями установлено: по адаптации к местным условиям F. orientalis Los. имеет самый высокий генетический потенциал и обладает комплексом важнейших признаков, соответствующих заданной селекционной программе, благодаря использованию которых, удалось значительно повысить эффективность селекции садовой земляники при межвидовой гибридизации. Оценка семей гибридного потомства, полученного от межвидового скрещивания F. × ananassa × F. orientalis показала, что у гибридных сеянцев повысилась зимостойкость, иммунность, биохимический состав плодов, вкусовые качества; урожайность и масса плодов у некоторых, превысила показатели исходных форм. В результате с 1999 по 2011 гг., среди плодовитых сеянцев было получено многообразие .форм с различными типами и сроками плодоношения, различной урожайностью и массой плодов (10-30 г), разнообразных по форме и вкусовым качествам, усообразующих и безусых, неизменным признаком отбора, которых, остается высокая зимостойкость.

При создании сортов, традиционный способ искусственного опыления F. × ananassa × F. orientalis не привел к желаемым результатам. Как и у большинства исследователей, доминировала мелкоплодность, кроме того, невысокая зимостойкость, небольшой габитус куста, посредственный вкус плодов. При реципрокных скрещиваниях, плоды не образуются. Корректировку в процесс опыления внесли насекомые-опылители: шмели, дикие пчелы и осы, мухи-серфиды, при испытании перспективных отборов якутских популяций земляники восточной на площади более 500 кв.м и небольшой коллекции земляники ананасной (не более 40 растений, состоящих из 1-3 сортов), при одновременном сроке цветения. Целенаправленное свободное опыление обоих видов, с помощью насекомых, превзошло ожидаемые результаты.Таким образом, в Якутском НИИСХ созданы уникальные межвидовые гибриды крупноплодной земляники, очень высоких вкусовых качеств, с тетраплоидным (2п =28), и гексаплоидным (2п=42) набором хромосом, не имеющие аналогов в мировой практике, успешно прошедшие конкурсные испытания в Республике Саха, среди которых, 2 гибрида в 2009 г. переданы. в ГСИ РФ.

gutzaluk olga @ Email.ru

Оля, друг мой, привет! Почитай и оцени тезисы доклада, больше некому. Старалась, как у Чехова, чтоб словам было тесно, а мыслям просторно, понятно ли? Вавиловская международная конференция., ноябрь, Санке-Питербург. Как живете, как здоровье, как Даня? Лизка уже закончила,сдала 22 февраля госэкзамен, защита диплома в мае. Хочет и приглашают в аспирантуру. Скажи Михаю : я ледве-ледве, он поймет. Работы невпроворот, а сил уже не прибавляется. Оля, от тебя впервые узнала: земляника это клубника, а клубника это земляника. С этим приходится воевать теперь! А то, что у меня получилось, пожалуй не поспоришь крупноплодная клубника - 42 хромосомы, столько же ск-ко у земляники (синоним клубника) мускатной!!!!!!!!!Мамонов Е.В. подтвердил!

Привет всем, целую, обнимаю, жду встречи!

13.03.2012 г.

Электронный адрес тот же, с которого получила мое письмо. В И.