Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ОСОБЕННОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ И ПРОЯВЛЕНИЯ ПРИЗНАКА ЗИМОСТОЙКОСТИ ГИБРИДАМИ ГРУШИ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ

Бахман В.Ю. 1
1 ФБГОУ ВПО «РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева»
В статье представлены результаты исследований по определению наиболее благоприятных комбинаций скрещивания сортов и гибридов груши с целью получения зимостойкого потомства. У исследуемых гибридов был определён уровень устойчивости к воздействиям температурных режимов второго и четвёртого компонентов зимостойкости. Уровень зимостойкости гибридов был установлен посредством повреждения исследуемых образцов искусственным промораживанием. Промораживание исследуемых образцов проводилось при температурных режимах второго (–38 °С) и четвёртого (–32 °С, после воздействия оттепели +5 °С) компонентов зимостойкости. У промороженных образцов была проведена степень повреждения почек, подпочечных узлов, коры и древесины. Полученные результаты были сопоставлены с уровнем зимостойкости исходных форм. На основании этого рассчитана доля генотипов в гибридных семьях, обладающих равным или превосходящим уровнем зимостойкости по сравнению с родительскими образцами.
селекция
зимостойкость
донор
источник
1. Генетические основы подбора исходных родительских пар в селекции груши. – Мичуринск, 1988. – 67 с.
2. Исачкин А.В., Воробьёв Б.Н. Сортовой каталог плодовых культур России. – М.: ООО «Издательство Астрель», 2003. – 573 с.
3. Кичина В.В. Селекция плодовых и ягодных культур на высокий уровень зимостойкости. – М.: ВСТИСП, 1999. – 126 с.
4. Петров Ю.А. Предварительные данные по селекционной работе с грушей на Московской плодово-ягодной опытной станции // Бюлл. НТИ Моск. плод. – яг. опыт. ст. – 1958. – № 3. – С. 47–56.
5. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. – Орёл, 1999. – 606 с.
6. Седов Е.Н. Селекция груши в средней полосе РСФСР. – Орёл орловское отделение Приокского книжного издательства, 1977. – 256 с.
7. Седов Е.Н. Характеристика сортов груши по зимостойкости / Е.Н. Седов, Н.Г. Краснова/ Селекция, сортоизучение, агротехника плодовых и ягодных культур: Сборник статей. – Тула, 1978. – Т. VIII, ч. 1. – С. 52–62.
8. Седов Е.Н. Сортовой фонд груши и его использование. – Орёл, 1979. – Ч. 2. – 92 с.
9. Тюрина М.М. Рост, покой и морозоустойчивость растений // Физиолого-биохимические и экологические аспекты устойчивости растений к неблагоприятным факторам внешней среды. – Иркутск, 1976. – С. 109–110.
10. Яковлев С.П. Селекция груши // Программа и методика селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур. – Орёл: ВНИИСПК, 1995. – С. 201–224.
11. Яковлева С.С. Донорские способности некоторых сортов груши и их использование в селекции: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. – Мичуринск.

В рамках целенаправленной селекционной работы по получению высокозимостойких сортов груши одним из главных факторов, определяющих успешный результат, является уровень зимостойкости родительских форм [4, 6, 8].

Достаточный для исследуемой зоны уровень зимостойкости скрещиваемых родительских пар представляет собой теоретическое обоснование используемых комбинаций. Раскрывая понятие зимостойкости, необходимо вычленить из него морозостойкость как наиболее существенный показатель резистентности растений к абиотическим условиям зимнего периода в условиях Нечерноземья. Очевидно, что чёткая оценка уровня зимостойкости родительских форм при составлении селекционных программ является одним из важнейших этапов селекции на зимостойкость. Морозостойкость в свою очередь являясь сложным по своей природе признаком, включает в себя четыре компонента. Устойчивость к наиболее низким возможным температурам в середине зимы (второй компонент зимостойкости) представляет собой основу успешной культивации сорта в условиях зоны исследований [2, 3, 5].

Отсутствие четкого перехода от зимы к весне в условиях Нечерноземья и обусловленный этим явлением продолжительный период возможных оттепелей, сопровождаемых возвратными морозами, свидетельствуют о важности наличия у генотипов плодовых культур устойчивости к повреждениям четвёртого компонента зимостойкости, в контексте успешной зимовки. Одной из климатических особенностей зимнего периода Нечернозёмной зоны является возможность раннего наступления температурного режима, характеризующего четвёртый компонент зимостойкости [3, 7, 9, 11].

Опасность повреждения плодовых растений воздействием температур четвёртого компонента зимостойкости особенно ярко проявляется в зимы со слабыми морозами, которые более типичны для условий Московской области. Схематическая близость проявления второго и четвёртого компонентов зимостойкости заключается в прохождении закалки под воздействием снижающегося температурного режима, следующих после положительных температур. Однако существенным различием является отсутствие у растений возможности достичь первоначального уровня закалки в период проявления четвёртого компонента зимостойкости по сравнению с уровнем закалки, проявляемым в середине зимы [1, 3].

Цель исследований ‒ выявление комбинаций скрещивания сортов и гибридов груши, дающих максимальный выход гибридных сеянцев с уровнем зимостойкости не ниже чем у исходных форм.

Задачи:

1. Определить количество гибридных сеянцев по семьям равных или превосходящих родительские формы по морозостойкости при искусственном промораживании в температурном режиме второго компонента зимостойкости.

2. Определить количество гибридных сеянцев по семьям равных или превосходящих родительские формы по морозостойкости при искусственном промораживании в температурном режиме четвёртого компонента зимостойкости.

Объекты исследований: гибридные семьи, полученные в ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии с использованием сортов как рекомендованных для культивирования в зоне Нечерноземья, так и сортов зарубежной селекции. Среди которых Лада×№ 3, Чижовская×№ 3, Велеса×№ 3, Брянский сувенир×№ 3, Брянский сувенир×Велеса, Брянский сувенир×Любимица Яковлева, Чижовская×Лада, Ровесница×Лада, Лада×Чижовская, Williams от свободного опыления, Conference от свободного опыления, 11–47×№ 3. Возраст гибридных сеянцев на момент исследования составлял пять лет.

Результаты исследований и их обсуждение

При изучении уровня определённого признака у генотипа в рамках селекционного процесса важным аспектом является способность передачи этого признака генотипом потомству. Так, донорами признака являются генотипы, в отношении которых установлена эмпирическим путём высокая вероятность передачи признака потомству. Другая категория генотипов – «источники». Эти организмы обладают интересующим нас признаком, однако возможность передачи его потомству не установлена.

При изучении уровня зимостойкости совокупности генотипов, с целью их последующей рекомендации для использования в селекционном процессе по получению высокозимостойких образцов, важным шагом является установление возможности передачи этого признака потомству. С этой целью в 2011 г. были проморожены в температурных режимах второго и четвёртого компонентов зимостойкости образцы гибридных семей, полученных с участием изучаемых генотипов, среди которых сорта – Лада, Чижовская, Велеса, Брянский сувенир, Ровесница, Любимица Яковлева, Williams, Conference, и отборные формы – № 3 и 11 – 47.

Оценка уровня зимостойкости образцов гибридных семей позволила в дальнейшем сопоставить их с исходными формами, выяснив тем самым возможность получения генотипов с желаемым уровнем зимостойкости.

В ходе определения возможности передачи признака зимостойкости исследуемыми генотипами потомству был проведён учёт степени повреждений гибридных сеянцев, полученных при промораживании. В дальнейшем было выявлено процентное отношение промороженных генотипов, проявивших зимостойкость, равную или превосходящую уровень родительских форм, к общему числу образцов промораживаемой гибридной семьи.

При промораживании гибридного потомства при температуре – 38 °С было установлено, что большинство генотипов исследуемых семей обладают устойчивостью почек к повреждениям на уровне или выше исходных форм. Так 100 % образцов гибридных семей: Чижовская×№ 3, Велеса×№ 3, Брянский сувенир×№ 3, Брянский сувенир×Велеса ‒ проявили устойчивость почек не ниже, чем у родительских форм.

Наименьший выход генотипов, обладающих почками равными по степени устойчивости или превосходящие исходные формы, составил 65,6 % у гибридной семьи Брянский сувенир×Любимица Яковлева. Остальные гибридные семьи обеспечили выход гибридных сеянцев с устойчивостью почек не ниже заданного уровня в пределах от 80 до 90 % (табл. 1).

При оценке количества сеянцев гибридных семей, обладающих устойчивостью подпочечного узла не ниже, чем исходные формы, было установлено, что все образцы семей Велеса×№ 3 и Брянский сувенир×Велеса отличаются уровнем зимостойкости не ниже, чем родительские формы. Наименьшее количество выхода гибридных сеянцев с желаемым уровнем устойчивости подпочечного узла составил 21,7 % у семьи Лада×№ 3. Процент гибридных сеянцев с уровнем зимостойкости подпочечного узла равным или превосходящим исходные формы колебался в пределах от 51,1 до 92,2 %.

При анализе зимостойкости гибридных сеянцев на предмет количества генотипов, превосходящих или равных исходным формам по степени устойчивости к повреждениям коры, было отмечено, что все гибриды, полученные при скрещивании Велеса×№ 3, обладают необходимым уровнем признака. Также высокий процент выхода генотипов, отличающихся успешным наследованием признака устойчивости коры, был отмечен у гибридов следующих семей: Чижовская×№ 3(88,9 %) и Ровесница×Лада(87,8 %). Наиболее низкий процент выхода гибридных сеянцев с желаемым уровнем устойчивости коры был отмечен у семей: Лада×№ 3(12,5 %), Williams от свободного опыления(27,8 %), Лада×Чижовская(35,6 %).

Таблица 1

Процент выхода гибридных сеянцев с уровнем зимостойкости по второму компоненту выше или равными исходным формам, %. Москва, 2011 г.

Комбинация

Почки

Подпочечный узел

Кора

Древесина

Лада×№ 3

90,0

21,7

12,5

5,8

Чижовская×№ 3

100,0

67,8

88,9

84,4

Велеса×№ 3

100,0

100,0

100,0

100,0

Брянский сувенир×№ 3

100,0

92,2

72,2

61,1

Брянский сувенир×Велеса

100,0

100,0

45,6

92,2

Брянский сувенир×Любимица Яковлева

65,6

78,6

75,6

68,9

Чижовская×Лада

86,7

51,1

37,8

5,6

Ровесница×Лада

95,6

92,2

87,8

96,7

Лада×Чижовская

95,6

77,8

35,6

36,7

Williams от свободного опыления

80,0

52,2

27,8

32,2

Conference от свободного опыления

83,2

66,7

51,1

37,6

11–47×№ 3

90,0

55,6

70,0

40,0

Промораживание гибридных сеянцев в температурном режиме второго компонента зимостойкости показало, что все гибриды, полученные при использовании комбинации скрещивания Велеса×№ 3, обладают устойчивостью древесины к повреждениям не ниже чем исходные генотипы. Также высокий выход гибридного потомства, обладающего высоким выходом образцов с заданным уровнем зимостойкости древесины, был отмечен у гибридных семей: Ровесница×Лада (96,7 %), Брянский сувенир×Велеса (92,2 %), Чижовская×№ 3 (84,4 %). В то же время среди генотипов гибридных семей Лада×№ 3 и Чижовская×Лада, количество сеянцев с заданным уровнем зимостойкости древесины было очень мало и равнялось 5,8 и 5,6 % соответственно. Выход генотипов с желаемым уровнем зимостойкости древесины остальных семей варьировал в пределах от 32,2 до 68,9 %.

Следующим шагом в изучении передачи признака зимостойкости исследуемыми генотипами гибридному потомству было промораживание гибридных сеянцев при температурном режиме четвёртого компонента зимостойкости. В ходе промораживания гибридных сеянцев при температуре – 32 °С на фоне оттепели было установлено, что все генотипы семей Чижовская×№ 3, Брянский сувенир×Велеса, Ровесница×Лада не уступают родительским формам по степени зимостойкости почек. Выход сеянцев, полученных в результате гибридизации исследуемых генотипов, с зимостойкостью почек равной или превышающей исходные формы, в остальных оценённых комбинациях скрещивания варьировал в пределах от 78,9 % у семьи Чижовская×Лада до 97,8 % у семей Брянский сувенир×Любимица Яковлева и Williams от свободного опыления (табл. 2).

При анализе повреждений подпочечного узла у гибридных сеянцев, полученных при промораживании при температуре – 32 °С, было выявлено две семьи, все сеянцы которых не уступали по зимостойкости исследуемого органа родительским формам, это Брянский сувенир×№ 3 и Брянский сувенир×Любимица Яковлева. Наименьший выход гибридных сеянцев с желаемым уровнем зимостойкости подпочечного узла был отмечен на уровне 30 % у семьи Чижевская×№ 3. У остальной исследуемой совокупности семей количество гибридных сеянцев с необходимым уровнем зимостойкости подпочечного узла был отмечен в пределах от 67,8 % (Лада×Чижовская) до 96,7 % (Williams от свободного опыления).

Исследования степени повреждения коры у гибридных сеянцев, промороженных в температурном режиме четвёртого компонента зимостойкости, выявило две семьи – Брянский сувенир×Любимица Яковлева и Ровесница×Лада, все генотипы которых не уступали исходным формам в уровне этого признака. Наименьший выход сеянцев с желаемым уровнем зимостойкости коры на уровне 35,6 % был отмечен у семьи Williams от свободного опыления. Процентный выход сеянцев, не уступающих по степени устойчивости коры родительским формам, у остальных изучаемых семей был отмечен в пределах от 40,0 (Лада×Чижовская) до 62,2 % (Брянский сувенир×Велеса).

Таблица 2

Процент выхода гибридных сеянцев с уровнем зимостойкости по четвёртому компоненту выше или равным исходным формам, %. Москва, 2011 г.

Комбинация

Почки

Подпочечный узел

Кора

Древесина

Лада×№ 3

86,7

70,8

44,2

57,5

Чижовская×№ 3

100,0

30,0

47,8

38,9

Велеса×№ 3

80,0

86,7

42,2

88,9

Брянский сувенир×№ 3

70,0

100,0

53,3

53,3

Брянский сувенир×Велеса

100,0

87,8

62,2

87,8

Брянский сувенир×Любимица Яковлева

97,8

100,0

100,0

100,0

Чижовская×Лада

78,9

77,8

58,9

81,1

Ровесница×Лада

100,0

95,6

100,0

100,0

Лада×Чижовская

91,1

67,8

40,0

91,1

Williams от свободного опыления

97,8

96,7

35,6

92,2

Conference от свободного опыления

81,0

76,1

38,7

52,1

11–47×№ 3

100,0

88,9

51,1

80,0

При оценке степени повреждения древесины наилучший результат выхода гибридных сеянцев с устойчивой древесиной составил 100 % у семей Брянский сувенир×Любимица Яковлева и Ровесница×Лада. Наименьший выход сеянцев с необходимым уровнем зимостойкости древесины был отмечен у семьи Чижовская×№ 3 и составил 38,9 %. Остальные представленные семьи были охарактеризованы успешной передачей признака зимостойкости коры от 53,3 % (Брянский сувенир×№ 3) до 92,2 % (Williams от свободного опыления).

Выводы

1. При селекции на устойчивость к температурному режиму второго компонента зимостойкости наиболее благоприятными являются следующие комбинации скрещивания – Брянский сувенир х Любимица Яколева, Ровесница×Лада.

2. При селекции на устойчивость к температурному режиму четвёртого компонента зимостойкости наиболее благоприятными являются следующие комбинации скрещивания – Чижовская×№ 3, Брянский сувенир×Велеса, Ровесница×Лада, 11–47×№ 3.

Рецензенты:

Исачкин А.В., д.с-х.н., профессор кафедры селекции и семеноводства садовых культур РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, г. Москва;

Мамонов Е.В., д.с-х.н., профессор кафедры селекции и семеноводства садовых культур РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, г. Москва.

Работа поступила в редакцию 06.03.2014.


Библиографическая ссылка

Бахман В.Ю. ОСОБЕННОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ И ПРОЯВЛЕНИЯ ПРИЗНАКА ЗИМОСТОЙКОСТИ ГИБРИДАМИ ГРУШИ В УСЛОВИЯХ НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 3-4. – С. 759-762;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33750 (дата обращения: 09.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074