Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Наследование основных хозяйственно-ценных признаков в гибридных семьях смородины чёрной

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Наследование основных хозяйственно-ценных признаков в гибридных семьях смородины чёрной"

На правах рукописи

ЮХАЧЁВА Елена Яковлевна

НАСЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ В ГИБРИДНЫХ СЕМЬЯХ СМОРОДИНЫ ЧЁРНОЙ

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Брянск 2013

005544934

Диссертационная работа выполнена в отделе плодоводства ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт люпина Россельхозакадемии

Научный руководитель:

Заслуженный работник сельского хозяйства РФ, доктор сельскохозяйственных наук, ст. научный сотрудник Каныиина Майна Владимировна

Официальные оппоненты:

Евдокименко Сергей Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, заведующий Кокинским опорным пунктом ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии; Князев Сергей Дмитриевич доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, директор ГНУ ВНИИСПК Россельхозакадемии, главный научный сотрудник

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский НИИ генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина

Защита состоится 19 декабря 2013 г. в 16.00 на заседании Диссертационного совета Д 220.005.01 при ФГБОУ ВПО «Брянская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу:243365, Брянская область, Вы-гоничский район, с. Кокино, ул. Советская, 2а, корпус 4, конференц-зал.

E-mail: torikov@bgsha.com, факс (8-48341)24721

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Брянская Государственная сельскохозяйственная академия».

Автореферат разослан « 49 » ноября 2013 г. и размещен на сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации: www.vak.ed.gov.ru.

Просим принять участие в работе совета или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью.

—Дьяченко

Владимир Викторович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Смородина черная - одна из ведущих ягодных культур в различных регионах России. Она пользуется большой популярностью благодаря высокой адаптивности, урожайности, скороплодности, богатому биохимическому составу ягод, что позволяет рассматривать ее как ценную питательную и лечебную культуру. Благодаря высокому содержанию витамина С, антоцианов, катехинов и других Р-активных веществ она является биологическим протектором от возникновения инфарктов и инсультов. Пектин ягод обладает хорошей желирующей способностью и в сочетании с витамином С связывает и выводит из организма тяжелые металлы, в том числе радионуклиды, что особенно важно в районах радиоактивного загрязнения.

Несмотря на успехи селекции и значительное обновление сортимента, необходима дальнейшая работа по улучшению биологических и хозяйственных качеств сортов.

В связи с резким изменением климата и массовым распространением грибных болезней необходимо дальнейшее совершенствование и создание исходных форм для селекции на устойчивость. Современный сортимент смородины черной представлен в основном сортами среднего срока созревания.

Для более равномерного поступления продукции необходимо увеличить долю раносозревающих и особенно поздно созревающих сортов. В настоящее время потребителями востребованы крупноплодные и витаминные сорта. Поставленные вопросы требуют своего решения.

Эффективность селекционной работы с учетом современных требований зависит в первую очередь от правильного подбора родительских форм и решение этих задач весьма актуально.

Цель: изучение хозяйственно-ценных признаков гибридов и выделение комплексных источников и доноров.

Задачи исследований:

1. Изучить фенологические фазы развития гибридов.

2. Оценить гибриды по морфо-структурным компонентам продуктивности и выделить лучшие из них для дальнейших испытаний и селекции.

3. Определить самоплодность перспективных гибридов.

4. Выявить наиболее устойчивые к абиотическим и биотическим факторам гибриды.

5. Оценить качество ягод по биохимическим показателям и выделить источники для селекции.

6. Провести отбор ценных генотипов при отрицательно-сопряженных признаках.

7. Выделить комплексные генетические источники и доноры для дальнейшей селекции.

8. Оценить экономическую эффективность возделывания отборных гибридов.

Научная новизна. Впервые в условиях юга Нечерноземья проведена комплексная оценка гибридов нового поколения, полученных путем сложных межвидовых скрещиваний и селекции на гетерозис. Сделан отбор и выделены генотипы, устойчивые к биотическим и абиотическим факторам, с высоким уровнем показателей продуктивности, самоплодности, качества ягод.

Практическая ценность. Отобраны ценные по комплексу признаков генотипы, которые создают основу дальнейшего совершенствования сортов смородины черной на юге Нечерноземья. Показана возможность отбора генетических источников по фенотипам на отрицательно сопряженные признаки масса ягод - содержание витамина С.

Впервые проведена группировка гибридного материала по обобщенному показателю степени сходства и различий, что позволяет отбирать ценные формы для хозяйственного использования и комплексные доноры для селекции.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Адаптивный потенциал гибридов к биотическим и абиотическим факторам и его использование в селекции.

2. Совмещение компонентов продуктивности и отбор ценных генотипов.

3. Создание генотипов с высоким уровнем показателей качества ягод.

4. Комплексные источники и доноры хозяйственно-ценных признаков.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на заседании кафедры плодоовощеводства, технологии хранения и переработки продукции растениеводства Брянской госсельхозакадемии, а также на научных конференциях в 2010-2013 гг.; Международной конференции, посвященной 85-летию института плодоводства «Интенсификация плодоводства Беларуси» (г. Самохваловичи, 2010); Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию образования Брянской ГСХА и 70-летию со дня рождения д-ра с.-х. наук, профессора В.Ф. Мальцева «Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России» (г. Брянск, 2010); научно-практической конференции, посвященной 80-летию образования Самарского НИИ «Жигулевские сады» «Проблемы садоводства в Среднем Поволжье» (г. Самара, 2010); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения ученого-селекционера косточковых культур, канд. с.-х. наук Е.П. Финаева «Современные тенденции развития промышленного садоводства» (г. Самара, 2012); Международной научно-практической конференции, посвященной 275-летию А.Т. Болотова (г. Орел, 2013).

Реализация результатов исследований. Размножены отборные гибриды, доноры и источники для селекции. Выделенные источники и отбор-

ные гибриды для хозяйственного использования высажены для первичного сортоизучения в отделе плодоводства ГНУ ВНИИ люпина

Личное участие автора в получении научных результатов. Научные результаты получены самостоятельно. Участвовала в разработке селекционной программы, в выборе методов их выполнения, в подборе исходного материала, обсуждении результатов исследований. Первичные данные занесены в полевые и лабораторные журналы, а также использованы в ежегодных отчетах.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 9 научных статей, в том числе 4 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена 182 страницах машинописного текста и состоит из Введения, 3 глав, выводов и рекомендаций для практической селекции. Работа содержит 22 таблицы, 25 рисунков и 19 приложений. Список использованной литературы включает 302 наименований, в том числе 35 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Биологические особенности, генетические основы и результаты селекции смородины черной

В обзоре литературы изложены морфо-биологические особенности и требования к условиям произрастания смородины черной. Представлено систематическое положение рода ШЬея Ь., составляющие его виды, распространение и их использование. Дан анализ направлений и достижений в селекции смородины черной отечественных и зарубежных селекционеров по созданию высокопродуктивных сортов, устойчивых к болезням и вредителям и улучшенным качеством ягод.

2. Условия, объекты и методика исследований

Диссертационная работа выполнена во ВНИИ люпина на базе отдела плодоводства в 2009-2012 гг. Исследования проводились на гибридном фонде, созданном д-ром с.-х. наук А.И. Астаховым.

Брянская область расположена в юго-западной части Нечерноземной зоны. Распределение осадков по годам неравномерное. Сумма активных температур 2150°С. Средняя температура января -8,5°С, средняя минимальная температура в январе -12°С. Сумма температур выше +10° достигает +2000°С, а ниже -5° составляет -718°С. Вегетационный период 165 дней.

Почва опытного участка темно-серая лесная, рН почвы 5,9-6,0, содержание гумуса 2,37%, фосфора - 25,1 мг/100 г почвы и калия 18,1 мг/100 г почвы. Почвенные анализы выполнены в лаборатории ФРУ «Брянскагро-химрадиология».

Погодные условия 2009-2010 гг. отмечены своим разнообразием. Зима 2009 г. характеризовалась аномальной погодой, в декабре и январе температура была на 3-6°С ниже нормы. Умеренно теплый 2010 год сменился на жаркий и сухой 2011 год.

В целом, природная зона, в которой расположен г. Брянск, отвечает требованиям возделывания смородины черной и обеспечивает получение высоких урожаев.

Схема посадки на опытном участке 3 х 0,5 м. Агротехника во время проведения исследований общепринятая для насаждений плодово-ягодных культур в средней полосе садоводства.

Объектами исследований явились 864 сеянцев из 14 гибридных семей. Оценка гибридов выполнялась в соответствии с методикой «Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (Орел, 1995).

Проведены следующие учеты и наблюдения: подмерзание ветвей, подмерзание почек, общее состояние, самоплодность, устойчивость к грибным болезням и почковому клещу, продуктивность, качество ягод.

Наступление фенофаз определяли по трем семьям в количестве 30-80 гибридов в каждой семье. Учитывали следующие фенофазы: распускание почек, массовое цветение, полное созревание, листопад.

Оценку устойчивости к почковому клещу проводили весной перед распусканием почек, степень поражения определяли по 5-балльной системе.

Поражение махровостью определяли визуально во время полного цветения.

Продуктивность гибридов черной смородины определяли с каждого куста.

Компоненты продуктивности определяли на 64 гибридных сеянцах различного генетического происхождения, по каждому гибриду - на двух произвольно выбранных скелетных ветках модельных кустов, включающих побеги разного возраста.

Для биохимических анализов пробы отбирали в средней части кисти с некоторым смещением ее к основанию (Астахов, Каньшина, 1975). анализы плодов проводили в момент их потребительской зрелости в лаборатории отдела плодоводства ВНИИ люпина. Содержание Сахаров определяли по Бьери-Зенченко, кислотность - титрованием 0,02 ИаОН с последующим пересчетом на яблочную кислоту, витамин С - йодометрическим методом (Зенченко, 1961; Дорофеева, 1966; Сапожникова, 1966; Ермаков, 1972).

Полученные в результате исследований данные обрабатывались статистическими методами: дисперсионного, корреляционного и кластерного анализов (Плохинский, 1970; Масюкова, 1973; Рокицкий, 1973; Доспехов, 1974; Зубов,1981). Данные, выраженные в процентах, преобразовывали через угол агсьт у[%, в баллах - у/п + 1 (Снедекор, 1961).

3. Наследование основных хозяйственно-ценных признаков 3.1. Генетические основы гибридного фонда

Гибридные семьи получены на основе сложных скрещиваний с участием 8 видов: европейская, сибирская, скандинавская, дикуша, черешчатая, клейкая, Ксагпеге^ крыжовник отклоненный. Это позволило объединить в одном генотипе гены различных хозяйственно-полезных признаков: устойчивости к биотическим и абиотическим факторам, продуктивности, качества ягод и другие. Это позволило увеличить возможность отбора ценных генотипов по комплексу признаков.

3.2. Ритмы прохождения основных фенологических фаз в период вегетации

Одним из факторов адаптации растений является своевременное прохождение фенологических фаз развития в конкретных почвенно-климатических условиях.

Изучение сроков наступления основных фенологических фаз в условиях Брянской области проводилось в 2011-2012 гг. по 3 гибридным семьям, включающим 189 гибридов. Изучали фенофазы: распускание почек, цветение, созревание, листопад. Сумму эффективных температур > +5° С подсчитывали на даты наступления фенофаз (Программа и методика, 1999). Результаты исследований представлены в таблице 1.

Продолжительность вегетации в семьях по годам практически не изменялось и колебалось в пределах 137-148 дней. Отмечена более длительная вегетация гибридов (на 7-10 дней) в семье Ядреная х Изюмная (таблица 1).

Прохождение фенологических фаз у изученных семей соответствует ритмам погоды Брянской области. Гибриды своевременно, до наступления заморозков, заканчивают рост и сбрасывают листья, что обеспечивает им хорошую подготовку к зиме и перезимовку.

При создании ранних сортов необходимо в качестве исходных родительских форм использовать генотипы раннего срока созревания с поздним цветением, чтобы они уходили от весенних заморозков. Из семьи Черешне-ва х 6-12-128 выделено 12 таких генотипов, среди них 7-10-21, 7-10-25, 7-1026, 7-10-27, 7-10-28, 7-10-31, 7-10-45, 7-10-47, 7-10-66, 7-10-70, 7-10-72, 710-71; из семьи Ядреная х 6-12-134 - 7-12-198.

Таблица 1 - Фенофазы развития гибридов смородины чёрной и сумма температур, необходимых для их прохождения, 2012 г.

Показатели Фенофаза

распускание почек цветение созревание листопад

Черешнева х 6-12-128

Дата наступления фенофазы Дней с 1>+-5°С X1 >+5°С 8.04-16.04* 6 2,2-19,2 17.05-20.05 49 396,2-459,1 1.07-7.07 84 793,0-1010,6 17.08-23.08 138 1571,6-1660,9

Ядреная х 6-12-134

Дата наступления фенофазы Дней с 1>+5°С X1 >+5°С 10.04-14.04 4 3,3-7,0 15.05-20.05 45 341,1-430,2 27.06-3.07 81 737,8-873,8 17.08-27.08 140 1533,8-1706,6

Ддреная х Изюмная

Дата наступления фенофазы Дней с 1>+5°С 11 >+5°С 8.04-16.04 6 2,2-37,1 14.05-20.05 48 306,2-494,5 24.06-3.07 91 681,2-1015,7 18.08-23.08 148 1580,1-1735,7

Примечание: *время вступления в данную фазу самой ранней и самой поздней формы.

Создание сортов позднего срока созревания является приоритетным направлением. Однако количество таких гибридов незначительно. В семье Черешнева х 6-12-128 это генотипы - 7-10-3, 7-10-11, 7-10-78, 7-10-89, 7-1014; в семье Ядреная х Изюмная - 7-1-7, 1-1-27, 7-1-42. Именно эти генотипы желательно использовать в селекции на позднеспелость.

3.3. Зимостойкость

Оценка зимостойкости кустов и цветковых почек проведена после зим 2010-2011 и 2011-2012 гг. Условия перезимовки в эти зимы были достаточно благоприятными. Минимальная температура воздуха в 2011 году в первой декаде января опускалась до -18,3°С, а во второй декаде - до -25°С. В 2012 году в конце января отмечались морозы до -19°С, а в первой декаде февраля - до -27,4°С. Они вызвали незначительное подмерзание кустов.

В 2011 г. в среднем в семье Ядреная х 6-12-134 кусты подмерзли на 0,2 балла. Черешнева х 6-12-134 - 0,8 балла, Ядреная х Изюмная -1,1 балла. Различия между семьями достоверные.

Подмерзание цветковых почек в 2011 году было слабым. Из 36 отборных форм 14 не имели признаков подмерзания. У остальных гибридов почки подмерзли на 2-22%.

3.4. Устойчивость к грибным болезням и почковому клещу

Почковый клещ является одним из наиболее опасных вредителей черной смородины и переносчиком микоплазменного заболевания - махровости (реверсии).

Трехлетние данные оценки гибридных семей по поражению почковым клещом показывают значительные различия между ними. Наиболее сильное поражение гибридов отмечено в 2009 году (Рисунок 1).

^ 80

«

а.

о

а

1 4

3 4 5

Гибридная семья

I балл □ 2 балла О выше 3 баллов

Рисунок 1 - Распределение сеянцев в гибридных семьях по степени устойчивости к почковому клещу, 2009 г.

Примечание: 1 - 6-12-230 х Ядреная; 2 - Сеянец №1 х 6-14-228; 3 - 6-19-39 х Сеянец №1; 4 - Черешнева х 6-12-128; 5 - Титания х Добрыня; 6 - Селеченская 2 х Сокровище; 7 - Стор класс х Ядреная.

Источником иммунитета в четырех семьях являются Сеянец №1 с геном Се, полученным от крыжовника, и селекционные номера 6-12-230 и 614-128 с геном Р, полученном от сорта Изюмная. Значительно уступают им по доле устойчивых сеянцев семьи Титания х Добрыня, Селеченская 2 х Сокровище и особенно Стор класс х Ядреная, где выявлено только 17% устойчивых сеянцев. Это объясняется недостаточной устойчивостью исходных форм.

Из 4 гибридных семей выделено 57 отборных форм, которые в течение 3 лет не поражались почковым клещом.

В селекции на устойчивость к почковому клещу рекомендуем сеянцы 7-3-28, 7-3-38, 7-3-48 и 7-3-58 из семьи Сеянец №1 х 6-14-228; сеянцы 7-2238 и 7-2-246 из семьи 6-19-39 х Сеянец №1; сеянец 7-13-209 из семьи Селеченская 2 х Сокровище.

3.5. Самоплодность

В отдельные годы в период цветения смородины черной наблюдается дождливая прохладная погода, что препятствует лету насекомых, нормальному опылению и приводит к снижению урожая.

Проведена оценка 11 гибридов различного генетического происхождения на самоплодность. Практически все гибриды за годы исследований показали высокую степень самоплодности. Наиболее высокую самоплодность (54-60%) имеют гибриды 7-2-89, 7-13-17, 7-13-19 и 7-13-60, которые могут быть использованы в качестве доноров этого признака.

3.6. Оценка продуктивности гибридов

Несмотря на значительные успехи в селекции смородины черной далеко не реализован потенциал продуктивности этой культуры.

Продуктивность растений зависит от ряда компонентов, каждый из которых по-разному влияет на величину урожая в зависимости от генотипа и факторов внешней среды.

3.6.1. Компоненты продуктивности

Исследования проводились на 62 гибридных сеянцах из 4 семей различного генетического происхождения. Из слагаемых потенциальной продуктивности изучали 14 компонентов.

Наибольшие междоузлия имеют гибриды из семьи Черешнева х 6-12128, их длина в среднем составляет 2,7 см. В трех других семьях эта величина меньше - 2,1 - 2,3 см. Большая плотность обрастания и более короткие междоузлия создают предпосылки для формирования более компактных кустов в семьях Сеянец №1 х Ядреная, Селеченская 2 х Сокровище, Ядреная х 6-12-134.

Количество плодоносящих узлов по семьям довольно близкое и колеблется в пределах 28-31 шт./п.м. Среди них превалируют однокистные узлы (21-27 шт./п.м), количество многокистных узлов составило 4-9 шт./п.м.

По количеству цветков в плодовой кисти, как одному из основных компонентов продуктивности, отмечены значительные различия. В целом по гибридам этот показатель колеблется в широких пределах — 77-626 шт./п.м. Лучшие показатели в семьях - Черешнева х 6-12-128 (297 шт./п.м) и Сеянец №1 х Ядреная (234 шт./п.м). Из этих семей выделены генотипы с наибольшим количеством цветков: из первой семьи - 7-13-103 (626 шт./п.м) и из второй семьи-7-13-71 (515 шт./п.м).

Количество ягод в кисти у изученных гибридов колеблется от 4 до 10 ягод. Лучшей по этому показателю является семья Черешнева х 6-12-128 (в

среднем 5,5 шт. на 1 кисть), а генотипы 7-13-69 и 7-13-53 имеют 10 ягод и 9 ягод на кисть соответственно.

Создание крупноплодных сортов является одной из приоритетных задач в селекции смородины черной, так как величина ягод входит в число важных показателей, определяющих качество продукции. В трех семьях влияние массы ягод на продуктивность не прослеживается. В группу крупноплодных за период исследований из разных семей выделены генотипы 7-1371 (2,2г), 7-3-21 (2,1 г), 7-13-108 (2,0г), 7-13-225 (2,0г), 7-12-202 (1,9г).

По результатам исследований в группу наиболее продуктивных включены семьи Черешнева х 6-12-128 (520 г/п.м) и Сеянец №1 х Ядреная (372 г/п.м). Среди них выделены генотипы с самой высокой потенциальной продуктивностью: 7-13-71 (1133 г/п.м) - из первой и 7-13-103 (1002 г/п.м) - из второй семьи.

Таким образом, проведенный анализ основных компонентов продуктивности межвидовых гибридов смородины черной свидетельствует о сложном характере формирования этих признаков, о возможности совмещения их в одном генотипе и создании сортов с высокой продуктивностью. Подтверждением этому служат созданные высокопродуктивные генотипы 713-71, 7-13-103 и др.

3.6.2. Генотипические корреляции компонентов продуктивности

При одновременном изучении нескольких признаков возникает необходимость установить взаимосвязь между ними. Для установления всей системы связей уместно и более наглядно использовать корреляционные плеяды. Это, как правило, группы наиболее сильно коррелирующих между собой признаков.

На рисунке 2 (а, б, в, г) на примере двух семей представлены корреляционные плеяды элементов продуктивности: а) Черешнева х 6-12-128; б) Селеченская 2 х Сокровище; в) Ядреная х 6-12-134; г) Сеянец №1 х Ядреная. Наглядно видны различия семей по мощности плеяд, особенно в семье Черешнева х 6-12-128 (а). Этот материал для удобства анализа представлен в таблице 2.

Все рассматриваемые признаки «работают» на увеличение продуктивности. Непосредственно на продуктивность влияют количество ягод (г=0,95...0,98), по количеству цветков коэффициент корреляции несколько ниже (г=0,71...0,93).

Другие структурные элементы плодоношения также значительно влияют на продуктивность. Например, четко прослеживается взаимозависимость признаков плотность обрастания - количество узлов - узлов плодоносящих, как однокистных, так и многокистных и т.д.

Рисунок 2 - Корреляционные связи элементов продуктивности в гибридных семьях смородины черной Примечание: 1 - потенциальная продуктивность, г на 1 п.м; 2 - фактическая продуктивность, г на 1 п.м; 3 — средняя масса ягоды, г; 4 — плотность обрастания,

всего, шт. на 1 п.м; 5 - плотность обрастания, смешанные побеги, шт. на 1 п.м; 6 - длина междоузлий, см; 7 - узлов, всего, шт. на 1 п.м; 8 - узлов плодоносящих, шт. на 1 п.м; 9 - узлов однокистных, шт. на 1 п.м; 10 - узлов многокистных, шт. на 1 п.м; 11 - кистей в многокистных узлах, шт. на 1 п.м; 12 - кистей в многокист-ной почке, шт.; 13 - кистей на узел, шт.; 14 - ягод в кисти, шт.; 15 - цветков, шт. на 1 п.м; 16 - ягод, шт. на 1 п.м.

Поэтому селекция на многокистность может стать одним из направлений увеличения продуктивности сортов черной смородины.

Сильные отрицательные зависимости отмечены по двум парам признаков во всех исследуемых семьях: плотность обрастания - длина междоузлий (г = -0,90...-0,96) и длина междоузлий - узлов всего (г = -0,71...-0,85).

Поэтому уменьшение длины междоузлий будет способствовать созданию компактных кустов с плотным размещением урожая и увеличивать количество узлов, большая часть которых - плодоносящая.

Таблица 2 - Коэффициенты корреляции главных компонентов продуктивности

Коррелирующие признаки Гибриды

Черешнева х 6-12-128 Селеченская 2 х Сокровище Ядреная х 6-12134 (762-5-82 х Доб-рыня) х Ядреная

Продуктивность — цветки 0,93 0,91 0,71 0,80

Продуктивность — ягоды 0,95 0,98 0,98 0,97

Продуктивность — узлов всего 0,94

Продуктивность — узлов многокистных 0,80 0,70

Продуктивность — узлов однокистных 0,69 0,60 0,74

Продуктивность — узлов плодоносящих 0,70 0,82 0,80 0,80

Продуктивность — кистей в многокистных узлах 0,83 0,68

Плотность обрастания — длина междоузлий -0,98 -0,94 -0,90 -0,96

Плотность обрастания — узлов всего 0,83 0,71 0,65 0,81

Плотность обрастания — узлов плодоносящих 0,72

Длина междоузлия - узлов всего -0,85 -0,71 -0,61 -0,76

Длина междоузлия — узлы плодоносящие -0,72

Узлов всего — узлов плодоносящих 0,91 0,74 0,89 0,84

Узлов всего — узлов однокистных 0,70 0,81 0,75 0,89

Узлов всего — цветков 0,62 0,75 0,67

Узлов всего - ягод 0,92 0,65

Узлов плодоносящих — ягод 0,65 0,86 0,83 0,80

Узлов плодоносящих - цветков 0,77 0,86 0,74 0,89

Узлов плодоносящих - кистей в многокистных узлах 0,60 0,62

Узлов плодоносящих — узлов многокистных 0,62 0,65 0,64

Узлов плодоносящих—узлов однокистных 0,69 0,93 0,89 0,96

Узлов многокистных — кистей в многокистном узле 0,99 0,99 0,97 0,99

Узлов многокистных — кистей на узел 0,93 0,84 0,72 0,83

Узлов многокистных - цветков 0,74 0,86 0,65

Узлов многокистных — ягод 0,73 0,78

Кистей в многокистных узлах — цветков 0,77 0,87 0,62

Кистей в многокистных узлах — кистей на узел 0,94 0,85 0,69 0,88

3.6.3. Оценка степени сходства и различия гибридов по компонентам продуктивности

Результативность селекционной работы в значительной степени связана с правильным выбором исходного материала. Продуктивность является интегральным показателем многих взаимосвязанных друг с другом компонентов. Использование обобщенного показателя - степени сходства и различия изучаемых сортов, который рассчитывается с помощью кластерного анализа, позволяет сгруппировать сорта по комплексу признаков, обусловливающих определенный уровень продуктивности. Это облегчает работу по подбору исходных форм в селекции на этот признак.

Рассмотрим кластеризацию гибридов по обобщенному показателю продуктивности в семье Селеченская 2 х Сокровище (Рисунок 3).

7-13-225 7-13-233 7-13-223 7-13-229 7-13-220 7-13-2Э6 7-13-226 7-13-230

7-13-222 7-13-213 7-13-217 7-13-206 7-13-247 7-13-210 7-13-238 7-13-216

Гибриды

Рисунок 3 - Кластеризация гибридов семьи Селеченская 2 х Сокровище по обобщенному показателю продуктивности

Отмечаются значительные различия гибридов по степени сходства и различия компонентов продуктивности.

Выделено два кластера, взаимно связанные друг с другом. В первый кластер вошли гибриды 7-13-216...7-13-208, во второй- 7-13-229...7-13-225.

В первом кластере обособленно стоит гибрид 7-13-216. Он характеризуется самой высокой фактической (427 г) и потенциальной (837 г) продуктивностью. Этот гибрид имеет самые высокие показатели по 6 компонентам: количеству узлов (83 шт.), в том числе плодоносящих (61 шт.), однокистных

(53 шт.), количеству цветков (558 шт.), количеству ягод (285 шт.), количеству ягод в кисти (5 шт.), что обеспечивает ему хорошую фактическую и потенциальную продуктивность.

Гибриды 7-13-230, 7-13-238, 7-13-226, 7-13-210 по степени сходства стоят ближе к гибриду 7-13-216, чем остальные гибриды, но имеют высокие показатели только по 1-2 компонентам, которые не обеспечивают им хорошую продуктивность (фактическая - 182-264 г, потенциальная -421-445 г).

В семье Черешнева х 6-12-128 по фактической (647г) и потенциальной (1333г) продуктивности значительно выделяется гибрид 7-13-71. Он обладает 8 максимальными компонентами продуктивности.

Гибрид 7-13-69, который характеризуется большим количеством кистей в многокистных почках (2,8 шт.) и длиннокистностью (10 ягод на кисть) представляет интерес для селекции. Остальные гибриды по уровню компонентов не обеспечивают хорошей фактической и потенциальной продуктивности.

В семье Ядреная х 6-12-134 выделен гибрид 7-12-198, который в данной семье имеет самые высокие показатели отдельных компонентов продуктивности.

В семье Сеянец №1 х Ядреная наиболее продуктивным гибридом был 713-103.

Таким образом, результаты исследований показали значительные различия в формировании компонентов продуктивности как между семьями, так и между гибридами внутри семьи. Наибольшая трудность заключается в поиске оптимально сбалансированной структуры урожая. Использование кластерного анализа позволило выделить ряд гибридов с высоким уровнем

6-8 компонентов, которые обеспечивают им высокую фактическую и потенциальную продуктивность. Среди них гибриды 7-13-216, 7-13-71, 7-13-198,

7-13-103, которые могут быть использованы как комплексные доноры продуктивности. Донорами отдельных компонентов продуктивности могут быть: на многокистность (2,4-3,2 шт.) - 7-13-238, 7-13-208, 7-13-69, 7-12196, 7-12-195; крупноплодность (1,9-2,2 г) - 7-13-230, 7-13-236, 7-13-271, 713-202, 7-13-225, 7-13-105, 7-13-108. На длиннокистность (6-10 ягод/кисть) основными донорами являются гибриды из семьи Черешнева х 6-12-128: 713-71, 7-13-69, 7-13-53, 7-13-27, 7-13-15; из других семей: 7-12-196, 7-12-73 и 7-12-77.

3.6.4. Продуктивность отборных гибридов

Установлено, что самым продуктивным является гибрид 7-2-161 (3,7 кг/куст). Несколько уступают гибриды 7-1-110 (3,4 кг), 7-2-90 (3 кг), 7-2-118 (2,9 кг), 7-1-243 (2,9 кг) и др.

Отмечен очень высокий уровень варьирования продуктивности по годам, коэффициент вариации составил 33-102% и только у гибрида 7-1-110 он был наименьшим (27%).

Таким образом, эти гибриды можно использовать как источники высокой продуктивности в селекции и для производства.

3.7. Качество ягод 3.7.1. Масса ягод

Важнейшим показателем качества ягод является их масса. Увеличение массы ягод является одним из резервов повышения производительности труда при уборке урожая.

Изучение массы ягод проводилось по 30 отборным гибридам в течение 2009-2012 годов.

Гибриды значительно различаются по массе ягод. Самые крупные ягоды (2,5г) имеет гибрид 7-3-230. Крупные (свыше 2 г) имеют 20 гибридов. Среди них 7-3-199, 7-3-185, 7-3-231, 7-3-176 и др. Более мелкие ягоды (1,11,5 г) имеют 8 гибридов: 7-2-233,7-2-24, 7-1-110 и др.

Исходя из биологических особенностей смородины черной, самая крупная ягода формируется у основания кисти и является важной характеристикой генотипа. В отдельные годы наибольшую максимальную массу ягод имели гибриды 7-2-230 - 5,1 г, 7-3-176 - 5 г, 7-3-199 - 4,3 г, 7-3-180 -4,5 г, 7-3-231 - 4,3 г, 7-3-194 - 4,3 г и др.

Из 30 изученных гибридов у 12 средняя масса ягод за 4 года составила 2 г и выше.

Представленные гибриды получены в семьях с участием доноров крупноплодности: 37-5, 6-1-99 и 42-7.

Результаты исследований подтвердили высокую эффективность селекции с использованием генетико-статистических методов. Эти доноры, отобранные с помощью графо-аналитического метода, сохраняли эффективность даже в третьем поколении.

3.7.2. Содержание витамина С

Несомненную ценность смородина черная представляет из-за высокого содержания в ягодах аскорбиновой кислоты (АК).

Содержание аскорбиновой кислоты по годам сравнительно стабильное, и у большинства генотипов коэффициент вариации не превышает 10%.

Оценка 30 отборных гибридов показала, что все гибриды за исключением 7-2-90, 7-3-230 относятся к группе высоковитаминных (> 150 мг/100 г), однако следует отметить дифференциацию их по накоплению АК. Наибольшее содержание АК (257 мг/100 г) отмечено у гибрида 7-1-157. От 223 до 238 мг/100 г АК имеют гибриды 7-1-158, 7-1-169, 7-3-204 и др. В группу с содержанием 177-215 мг/100 г АК вошли гибриды 7-3-180, 7-1-240, 7-3-198, 7-3-201 и др. Наименьшее накопление АК (147-173 мг/100г) имеют гибриды 7-1-110, 7-2-118, 7-2-155 и др.

Таким образом, изучение гибридного фонда показало значительные успехи в селекции на повышение витаминности ягод. Многие из представленных сортообразцов с учетом других показателей могут быть использованы в селекции и в производстве.

3.7.3. Содержание Сахаров

В последние годы особой популярностью у садоводов пользуются слад-коплодные сорта Селеченская, Селеченская 2, Изюмная и др. Выведение сладкоплодных сортов стало возможным благодаря программе селекции на улучшение качества ягод, разработанной во ВНИИ люпина. В течение четырех лет проведена оценка 30 отборных гибридов последнего цикла скрещиваний по содержанию Сахаров.

В среднем за четыре года содержание Сахаров в гибридах колеблется от 5,7% до 9%. Наибольшее количество Сахаров содержится в ягодах гибрида 7-3-239 (9%). Несколько уступают гибриды 7-3-231, 7-2-24, 7-3-230, 7-3-183 (8-8,3%). Основную группу составляют гибриды с содержанием Сахаров 6,87,7%. Это 7-3-194, 7-3-198, 7-3-192, 7-3-204, 7-3-199 и др. Меньше всего (5,7-5,9%) содержат гибриды 7-1-158, 7-1-169, 7-1-110.

Таким образом, накопление Сахаров в ягодах смородины черной обусловлено не только генотипическими особенностями синтеза Сахаров, но и погодными условиями в период их формирования.

3.7.4. Содержание органических кислот

Важным показателем биохимического состава ягод является содержание в них органических кислот, которые придают ягодам специфический вкус и способствуют их лучшему усвоению. Однако значительно накопление кислот нежелательно. В последние годы внимание уделяется созданию десертных, сладкоплодных сортов, которые характеризуются высоким содержанием Сахаров и кислотностью, не превышающей 2,4%.

В течение 4 лет проведена оценка накопления органических кислот у 30 отборных генотипов смородины черной. Среди них малокислотные (1,72,0%): 7-3-231, 7-3-199, 7-3-194, 7-3-204 и др.

3.7.5. Сахаро-кислотный индекс

За последние годы в связи с расширением любительского садоводства большое значение стали приобретать сорта с десертным вкусом ягод. Основным показателем, характеризующем этот признак, является сахаро-кислотный индекс (СКИ).

По результатам анализа СКИ из 30 гибридов выделено 14 сладкоплодных форм - 7-3-231, 7-3-199, 7-3-194, 7-3-239, 7-2-24, 7-3-204, 7-3-176, 7-3230, 7-3-192, 7-3-185, 7-3-183, 7-3-180, 7-2-90, 7-3-202. Показатель СКИ у них колеблется в пределах 3,6-5,3.

По результатам исследований отборных гибридов следует отметить значительные успехи в селекции на качество ягод, это позволяет выделить ценные гибриды для последующего их изучения и внедрения в производственные и любительские сады, а также как источники отдельных и комплекса признаков для селекции.

3.7.6. Отбор ценных генотипов на отрицательно сопряженные признаки

Одной из основных задач селекции черной смородины является создание сортов, сочетающих крупноплодность с высоким уровнем содержания витамина С в ягодах. Отрицательная сопряженность этих признаков, связанная с концентрацией витамина С в ягодах под кожицей, создает большие трудности на одновременное увеличение массы и витаминности ягод.

Известно, что любой признак организма (фенотип - Б) представляет собой взаимодействие генотипа (в) и условий среды (Е): Б = в + Е. Для селекции важно выявить тот генотип, где превышение уровня признака обусловлено генетическими причинами.

Разработанный ранее на инбредных сеянцах графо-аналитический метод идентификации генотипов по фенотипам использован нами на гибридных сеянцах. Сущность метода сводится к следующему. На участке, где планируется испытывать гибридные семьи, в качестве эталонов высаживают клоны исходных родительских форм. У особей клонов и гибридных семей определяют массу ягод и содержание в них витамина С. По результатам анализов строят график, где по оси абсцисс откладывают содержание витамина С в ягодах, по оси ординат - массу ягод.

В начале на график наносят точки среднего выражения признаков клонов родителей и их потомства, соединяют линией регрессии (АА). Затем на график наносят точки клонов-родителей, образуется поле рассеяния, которое отражает влияние различных условий роста, то есть колебания признаков, обусловленные ненаследственными факторами. Проведенная через крайнюю верхнюю точку параллельно линии регрессии линия А1А1 будет ограничивать верхний предел паратипического колебания клонов в данных условиях эксперимента. Аналогично проводим линию А2А2 в нижней точке. После этого наносим на график значения гибридных сеянцев.

Фенотипы, заключенные в пределах границ линий А1А1 и А2А2, в основном будут давать потомство, сходное с родительскими формами. Фенотипы с отклонениями выше границы несут плюс-аллели, а ниже - минус-аллели. Их отклонения обусловлены только генетическими причинами. Для селекции на увеличение сопряженных признаков ценность имеют те генотипы, которые отклоняются выше верхней границы, особенно в верхнем правом углу поля рассеяния.

Такая работа проведена в течение 2 лет в трех семьях, включающих 110 гибридных сеянцев. Результаты исследований представлены на рисунке 4. В семье Черешнева х 6-12-128 выявлен ряд гибридов, у которых более высокое содержание витамина С и массы ягод обусловлено генетическими причинами. Особую ценность для селекции на сопряженные признаки представляют гибриды 7-10-33 (38) и 7-10-114 (44).

Рисунок 4 - Распределение гибридов семьи Черешнева х 6-12-128 и родительских форм по сопряженным признакам

По мере расширения и углубления селекционных работ с использованием разнообразного селекционного материала отрицательная сопряженная связь признаков может нарушаться, и их взаимозависимость становится положительной. Это отчетливо видно на примере семьи Сеянец №1 х 6-12-134, где связи между сопряженными признаками положительные (Рисунок 5).

Витамин С. мг%

Рисунок 5 - Распределение гибридов Сеянец №1 х 6-12-134 и родительских форм по сопряженным признакам

В 2010 году выделены гибриды 7-2-275 (9), 7-2-293 (21) и 7-2-298 (24). Донорами витаминности могут служить гибриды 7-2-302 (27) и 7-2-304 (28).

В таблице 3 представлена характеристика отборных гибридов по сопряженным признакам.

Таблица 3 - Характеристика доноров на сопряженные и отдельные признаки, среднее за 2010-2011 гг.

Гибридная семья Селекционный номер Номер по порядку Масса 100 ягод, г Содержание витамина С, мг/100 г Донор признаков

Черешнева х 6-12-128 7-10-33 38,43 215 194 Крупноплодность, витаминность

7-10-114 44,42 191 270 Крупноплодность, витаминность

Сеянец №1 х 6-12-134 7-2-275* 9 190 190 Крупноплодность, витаминность

* однолетние данные

Как видно из таблицы 3, из 110 изученных гибридов только 3 могут служить донорами на сопряженные признаки - крупноплодность и вита-минность. Это 7-10-33, 7-10-14 и 7-2-275.

Представленные доноры можно использовать в зависимости от поставленных целей.

3.8. Характеристика источников и доноров хозяйственно-ценных признаков

В результате оценки гибридного фонда выделено 30 отборных форм. Большинство изученных отборных гибридов соответствуют требованиям Госкомиссии по испытаниям сельскохозяйственных культур, предъявляемым к новым сортам. Наиболее крупноплодными были 7-3-230 (2,5 г), 7-3199 (2,3 г), 7-3-194 (2,2 г); высоковитаминными - 7-1-157 (27 мг/100 г), 7-2157 (233/100 г); с высоким содержанием Сахаров - 7-3-239 (9%), 7-3-183 (8%), 7-3-238 (8%); низкокислотными - 7-3-199 (1,7%), 7-3-194 (1,8%). Эти гибриды будут размножены, высажены на участок сортоизучения.

Характеристика комплекса источников хозяйственно-ценных признаков представлена ниже.

Гибрид 7-2-161 (Ядреная х (6-12-127 + 6-12-128)) является комплексным источником, в котором сочетаются высокая продуктивность, зимостойкость, устойчивость к почковому клещу, крупноплодность, богатый биохимический состав, десертный вкус ягод, поздне-средний срок созревания. Ги-

брид имеет полураскидистый куст.

Гибрид 7-1-110 (Сеянец № 1 х Ядреная) отличается высокой продуктивностью, пряморослостью и мощностью куста, устойчивостью к почковому клещу, витаминностью, поздним сроком созревания.

Из семьи 6-12-224 х 6-26-207 выделено 3 гибрида 7-3-185, 7-3-230 и 7-3239. Они уступают вышеназванным гибридам по продуктивности, но превосходят по другим признакам и свойствам.

Гибрид 7-3-185 - высокоустойчивый к болезням, устойчив к почковому клещу, крупноплодный, высоковитаминный, малокислотный, сладкоплодный.

Гибрид 7-3-230 - один из самых крупноплодных отборов с десертным вкусом ягод, высокой зимостойкостью и устойчивостью к почковому клещу.

Гибрид 7-3-239 характеризуется крупными ягодами с высоким содержанием витамина С и наибольшей сахаристостью, низкой кислотностью, зимостойкостью и высокой устойчивостью к почковому клещу.

3.9. Экономическая эффективность

Как показали расчеты технологических карт, основные производственные затраты на возделывание гибридов оказались выше, чем у сорта Нара, на 465-617 тыс. руб., что связано с уборкой урожая вручную. Благодаря высокой урожайности гибридов себестоимость 1 т полученной продукции у них оказывается ниже на 2851-3062 рубля.

Таким образом, анализ полученных данных показывает, что производство продукции гибридов 7-2-161, 7-1-110, 7-2-90 рентабельно (49-51%) и превышает контроль на 11-13%. Учитывая высокой качество ягод представленных гибридов, и ценность в производстве будет также выше.

Выводы

1. Прохождение основных фенологических фаз развития гибридов смородины черной соответствует климатическим условиям Брянской области. Из 3 гибридных семей, включающих 189 гибридов, выделено 13 генотипов, сочетающих позднее цветение и раннее созревание ягод: 7-10-21, 710-25, 7-10-26, 7-10-27, 7-10-28, 7-10-31, 7-10-45, 7-10-47, 7-10-66, 7-10-70, 7-10-72, 7-10-71,7-12-28.

2. Зимостойкость гибридов высокая. Средняя степень подмерзания в семьях составила: в семье Ядреная х 6-12-134 - 0,2 балла, Черешнева х 6-12128 - 0,8 балла, Ядреная х изюмная - 1,05 балла. Гибель цветковых почек наблюдалась у отдельных гибридов и не превышала 14%.

3. Селекционный материал ежегодно проявляет высокую устойчивость к грибным болезням.

4. Выявлены донорские свойства устойчивости к почковому клещу у исходных форм: Сеянец №1, Изюмная, 6-12-230, 6-14-228. В семьях Сеянец №1 х 6-14-128 и 6-19-39 х Сеянец №1 совмещены оба гена устойчивости - Р и Се. Выделено 57 отборных гибридов, которые за годы наблюдений не поражались почковым клещом.

5. Высокую самоплодность (54-60%) имеют гибриды 7-2-89, 7-13-17,

7-13-19, 7-13-60, которые могут быть использованы в селекции на этот признак.

6. Выявлен сложный характер взаимодействий компонентов продуктивности в одном генотипе. Непосредственное влияние на продуктивность во всех семьях оказывают количество цветков (г = 0,71-0,93), количество ягод (г = 0,95-0,98), а также количество однокистных (г = 0,60-0,74), многодетных (г = 0,70-0,80) и плодоносящих узлов (г = 0,70-0,82) на 1 п.м.

7. Кластерный анализ подтвердил возможность совмещения компонентов продуктивности в одном генотипе. Из семьи Селеченская 2 х Сокровище отобран генотип 7-13-216, который совмещает 5 компонентов продуктивности; в семье Черешнева х 6-12-128 — генотип 7-13-71 совмещает 6 компонентов; в семье Ядреная х 6-12-13 - генотип 7-12-198 совмещает 6 компонентов, в семье Сеянец №1 х Ядреная - генотип 7-13-103 совмещает 7 компонентов продуктивности. У этих гибридов нагрузка урожая составила: фактическая - 405-647 г, потенциальная - 426-1333 г на 1 п.м.

8. Выделены ценные гибриды по показателям качества ягод:

- масса ягод (средняя 2,3-2,5 г, максимальная 3,5-4,4 г) - 7-3-230, 7-3199, 3-3-185, 7-3-85, 7-3-231, 7-3-176;

- содержание аскорбиновой кислоты (223-257 мг/100г) - 7-1-157, 7-1158, 7-1-169, 7-3-204, 7-2-157, 7-3-176, 7-2-161, 7-1-243, 7-3-183;

- содержание Сахаров (8-9%) - 7-3-239,7-3-231,7-2-24,7-3-230,7-3-183;

- низкая кислотность (1,7-2,0%) - 7-3-231, 7-3-199, 7-3-194, 7-3-204, 7-3176, 7-3-185, 7-2-24, 7-1-240, 7-2-90, 7-3-192;

- сладкоплодность (4-5,3 СКИ) - 7-3-231, 7-3-2939,7-3-24,7-3-204,7-3-230;

9. Выделены ценные доноры на отрицательно сопряженные признаки: 7-10-33, 7-10-114, 7-2-275, 7-2-293;

Ю.Высокую самоплодность (54-60%) имеют гибриды 7-2-89, 7-13-17, 713-19, 7-13-60;

П.Выделены комплексные источники - 7-1-110, 7-2-161, 7-3-185, 7-3230, 7-3-239;

12.По комплексу хозяйственно ценных признаков выделено 30 отборных гибридов для дальнейшего их изучения;

13.Показана высокая экономическая эффективность гибридов 7-2-161, 7-1110,7-2-90. Их рентабельность составила 49-51%, сорта Нара (к) - 38%.

Рекомендации для практической селекции

В селекции на хозяйственно-ценные признаки целесообразно использовать следующие гибриды:

- комплексные источники - 7-1-110, 7-2-161, 7-3-185, 7-3-230, 7-3-239;

- на раннее созревание плодов и позднее цветение - 7-10-21, 7-10-25, 710-26, 7-10-27, 7-10-31, 7-10-45, 7-10-47, 7-10-66, 7-10-70, 7-10-72, 7-10-71, 6-12-134, 7-12-198;

- на устойчивость к почковому клещу (совмещены гены Р и Се) - 7-328, 7-3-38, 7-3-48, 7-3-58, 7-3-238, 7-2-246, 7-13-239;

- на самоплодность - 7-2-89, 7-13-17, 7-13-19, 7-13-60;

- на продуктивность-7-13-71, 7-12-198, 7-13-103, 7-13-216;

- на увеличение массы ягод - 7-3-230,7-3-199,7-3-185,7-3-231,7-3-196;

- на витамин С - 7-1-157, 7-1-158, 7-1-169, 7-3-204, 7-2-157, 7-3-176, 7-1243,7-3-183;

-насахара-7-3-239, 7-3-231, 7-2-24, 7-3-230, 7-3-183;

- на низкую кислотность - 7-3-231, 7-3-199, 7-3-194, 7-3-204;

- на массу и витамин С - 7-10-33, 7-10-114, 7-2-275, 7-2-293.

Работы опубликованные по теме диссертации

1. Акуленко, Е.Г. Изучение устойчивости к почковому клещу сортооб-разцов и гибридов смородины чёрной в условиях Брянской области / Акуленко Е.Г., Юхачёва Е.Я. // Плодоводство и ягодоводство России: Сборник научных работ / М., 2012. Т.ХХХ1. 4.1.-С. 12-17

2. Юхачёва ЕЯ. Биологическая оценка сортообразцов и гибридов смородины чёрной селекции ВНИИ люпина / Акуленко Е.Г, Зуева Л.И. Юхачёва Е.Я.// Плодоводство и ягодоводство России: Сборник научных работ / М„ 2012 Т.ХХХП. 4.1.-С. 13-18

3. Канъшина, М.В. Корреляционные связи компонентов продуктивности сортов и гибридов чёрной смородины /Канъшина М.В., Мисникова Н.В., Акуленко Е.Г., Юхачёва Е.Я. // Плодоводство и ягодоводство России: Сборник научных работ / М., 2012. Т. XXXI. Ч.-С. 225-264

4. Канъшина, М.В. Оценка степени сходства сортообразцов гибридов смородины чёрной по продуктивности, с использованием кластерного анализа / Канъшина М.В., Мисникова Н.В., Акуленко Е.Г., Юхачёва Е.Я. // Плодоводство и ягодоводство России: Сборник научных работ / М., 2012. — Т. XXXII. 4.1.-С. 187-195

5. Каньшина, М.В. Генетические основы селекции смородины чёрной на крупноплодность и С-витаминность / Каньшина М.В., Зуева Л.И., Акуленко Е.Г. Юхачёва Е.Я. // Интенсификация плодоводства Беларуси: традиции, достижения, перспективы: Материалы международной научной конференции посвященной 85-летию Института плодоводства / Самохваловичи, 2010.-С. 84-87

6. Юхачёва Е.Я. Селекция черной смородины на устойчивость к почковому клещу // Сб. науч. тр. Междунрод. науч.-практ. конф.: Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России, посвященной 30-летию образования Брянской ГСХА и 70-летию со дня рождения д. с.-х. наук профессора В.Ф. Мальцева. Брянск, Изд-во Брянской ГСХА.2010. - С.330-333

7. Каньшина, М.В. Селекция чёрной смородины в Брянской области / Каньшина М.В., Зуева Л.И., Акуленко Е.Г., Юхачёва Е.Я. // Проблемы садоводства в Среднем Поволжье: Сборник трудов научно-практической конференции, посвященной 80-летию образования Самарского НИИ « Жигулёвские сады» / Самара ООО «Изд-во Ас Гард», 2011. - С. 124-129

8. Юхачёва Е.Я., Мисникова Н.В. Анализ компонентов продуктивности гибридов смородины черной / Юхачёва Е.Я., Мисникова Н.В. // Современные тенденции развития промышленного садоводства: сб. тр. Всероссийской науч. практ. конф., посвященной 125-летию со дня рождения ученого, селекционера косточковых культур, канд. с.-х. наук Е.П. Финаева. / Самара, ООО «Изд-во Ас Гард», 2012. С. 363-371

9. Юхачёва Е.Я. Ритмы прохождения основных фенологических фаз в период вегетации смородины черной // Материалы междунар. научн.-практ. конф., посвящ. 275-летию А.Т. Болотова / Орел: ВНИИСПК, 2013. С. - 283-284.

Подписано в печать 15.11.2013 г. Формат 60x84 */1б Бумага типографская офсетная. Усл. печ. л. 1,00. Тираж 100 экз. Изд. № 2456. Издательство Брянской ГСХА 243365 Брянская обл., Выгоничский р-он, с. Кокино, Брянская ГСХА

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Юхачёва, Елена Яковлевна, Брянск

БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

На правах рукописи 04201455706 ,

ЧЛуиг^ -

Юхачёва Елена Яковлевна А

Наследование основных хозяйственно-ценных признаков в гибридных семьях смородины чёрной

Специальность 06.01.05 - Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

М.В. Каныиина

Брянск - 2013

Содержание

Стр.

Введение......................................................................................................................................................4

Глава 1. Биологические особенности, генетические основы и результаты селекции смородины черной..........................................................................................9

1.1. Морфо-биологические особенности и требования к условиям произрастания....................................................................................................................................9

1.2. Генетические основы селекции смородины черной на хозяйственно-ценные признаки................................................................................................................12

1.3. Основные направления и достижения в селекции смородины

черной................................................................................................................................................................19

Глава 2. Условия, объекты и методика исследований..........................................43

Глава 3. Наследование основных хозяйственно-ценных признаков .... 52

3.1. Генетические основы гибридного фонда....................................................52

3.2. Ритмы прохождения основных фенологических фаз в период вегетации........................................................................................................................................................55

3.3. Зимостойкость......................................................................................................................59

3.4. Устойчивость к грибным болезням и почковому клещу..............62

3.5. Самоплодность....................................................................................................................67

3.6. Оценка продуктивности гибридов....................................................................68

3.6.1 Компоненты продуктивности....................................................................69

3.6.2. Генотипические корреляции компонентов

продуктивности......................................................................................................................73

3.6.3. Оценка степени сходства и различия гибридов

по компонентам продуктивности................................................................................78

3.6.4. Продуктивность отборных гибридов..................................................88

3.7. Качество ягод........................................................................................................................91

3.7.1. Масса ягод..................................................................................................................91

3.7.2. Содержание витамина С..............................................................................96

3.7.3. Содержание Сахаров..........................................................................................99

3.7.4. Содержание органических кислот......................................................101

3.7.5. Сахаро-кислотный индекс..........................................................................104

3.7.6. Отбор ценных генотипов на отрицательно сопряженные признаки................................................................................................................................................106

3.8. Характеристика источников и доноров хозяйственно-ценных признаков........................................................................................................................................................112

3.9. Экономическая эффективность............................................................................119

Заключение....................................................................................................................................................121

Рекомендации для практической селекции ....................................................................123

Литература ....................................................................................................................................................125

Приложения ................................................................................................................................................159

Введение

Черная смородина - одна из ведущих ягодных культур с большими потенциальными возможностями. Высокое содержание витамина С, антоциа-нов, катехинов и других Р-активных веществ способствует нормальному функционированию кровеносных сосудов и являются биологическими протекторами от возникновения инфарктов и инсультов. Пектины ягод обладают хорошей желирующей способностью. Кроме того, они связывают ионы тяжелых металлов, в том числе и радионуклидов и выводят их из организма, что особенно важно в районах радиоактивного загрязнения.

Ягоды содержат от 80 до 400 мг/100 г витамина С, от 320 до 1500 мг/100 г витамина Р, от 0,5 до 3% пектинов. Вкус ягод (от кислых, горьковато-кислых до сладких, со слабым или сильным ароматом) обусловлен большим диапазоном содержания в них Сахаров, органических кислот, гликозидов и ароматических соединений. В ягодах содержится от 3,5 до 11% Сахаров, от 1,7 до 3,9% кислот. У низкосахаристых биотипов сахара представлены в основном глюкозой, а у высокосахаристых наряду с глюкозой содержится сахароза и фруктоза. Из органических кислот преобладает лимонная, кроме того, содержится яблочная, янтарная, салициловая и некоторые другие кислоты (Франчук, 1961; Смольянинова, 1968; Самородова-Бианки, Ягунова, Баскакова, 1972; Бурмистров, 1985; Астахов, 2007).

В биологическом плане смородина черная обладает высокой адаптивностью, что способствует ее распространению в различных регионах РФ. Это одна из самых зимостойких ягодных культур. Она хорошо растет даже в горных условиях Сибири, Алтая, Средней Азии. Скороплодность, урожайность (8-12 т/га), высокая потенциальная продуктивность (до 60 т/га) ставят ее в разряд быстро окупаемых и рентабельных культур (Куминов, Жидехина, 2003; Князев, Адрианова, 2010).

В технологическом плане черная смородина стоит впереди других ягодных культур. Самый трудоемкий процесс - сбор ягод - в настоящее время механизирован, и комбайны типа «Йонас» хорошо справляются с этой работой.

Актуальность темы исследований. Смородина черная - одна из ведущих ягодных культур в различных регионах России. Она пользуется большой популярностью благодаря высокой адаптивности, урожайности, скороплод-ности, богатому биохимическому составу ягод, что позволяет рассматривать ее как ценную питательную и лечебную культуру. Благодаря высокому содержанию витамина С, антоцианов, катехинов и других Р-активных веществ она является биологическим протектором от возникновения инфарктов и инсультов. Пектин ягод обладает хорошей желирующей способностью и в сочетании с витамином С связывает и выводит из организма тяжелые металлы, в том числе радионуклиды, что особенно важно в районах радиоактивного загрязнения.

Несмотря на успехи селекции и значительное обновление сортимента, необходима дальнейшая работа по улучшению биологических и хозяйственных качеств сортов.

В связи с резким изменением климата и массовым распространением грибных болезней необходимо дальнейшее совершенствование и создание исходных форм для селекции на устойчивость. Современный сортимент смородины черной представлен в основном сортами среднего срока созревания.

Для более равномерного поступления продукции необходимо увеличить долю раносозревающих и особенно поздно созревающих сортов. В настоящее время потребителями востребованы крупноплодные и витаминные сорта. Поставленные вопросы требуют своего решения.

Эффективность селекционной работы с учетом современных требований зависит в первую очередь от правильного подбора родительских форм и решение этих задач весьма актуально.

Цель: изучение хозяйственно-ценных признаков гибридов и выделение комплексных источников и доноров.

Задачи исследований:

1. Изучить фенологические фазы развития гибридов.

2. Оценить гибриды по морфо-структурным компонентам продуктивности и выделить лучшие из них для дальнейших испытаний и селекции.

3. Определить самоплодность перспективных гибридов.

4. Выявить наиболее устойчивые к абиотическим и биотическим факторам гибриды.

5. Оценить качество ягод по биохимическим показателям и выделить источники для селекции.

6. Провести отбор ценных генотипов при отрицательно-сопряженных признаках.

7. Выделить комплексные генетические источники и доноры для дальнейшей селекции.

8. Оценить экономическую эффективность возделывания отборных гибридов.

Научная новизна. Впервые в условиях юга Нечерноземья проведена комплексная оценка гибридов нового поколения, полученных путем сложных межвидовых скрещиваний и селекции на гетерозис. Сделан отбор и выделены генотипы, устойчивые к биотическим и абиотическим факторам, с высоким уровнем показателей продуктивности, самоплодности, качества ягод.

Практическая ценность. Отобраны ценные по комплексу признаков генотипы, которые создают основу дальнейшего совершенствования сортов смородины черной на юге Нечерноземья. Показана возможность отбора генетических источников по фенотипам на отрицательно сопряженные признаки масса ягод - содержание витамина С.

Впервые проведена группировка гибридного материала по обобщенному показателю степени сходства и различий, что позволяет отбирать ценные

формы для хозяйственного использования и комплексные доноры для селекции.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Адаптивный потенциал гибридов к биотическим и абиотическим факторам и его использование в селекции.

2. Совмещение компонентов продуктивности и отбор ценных генотипов.

3. Создание генотипов с высоким уровнем показателей качества ягод.

4. Комплексные источники и доноры хозяйственно-ценных признаков.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались

на заседании кафедры плодоовощеводства, технологии хранения и переработки продукции растениеводства Брянской госсельхозакадемии, а также на научных конференциях в 2010-2013 гг.; Международной конференции, посвященной 85-летию института плодоводства «Интенсификация плодоводства Беларуси» (г. Самохваловичи, 2010); Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию образования Брянской ГСХА и 70-летию со дня рождения д-ра с.-х. наук, профессора В.Ф. Мальцева «Биологизация земледелия в Нечерноземной зоне России» (г. Брянск, 2010); научно-практической конференции, посвященной 80-летию образования Самарского НИИ «Жигулевские сады» «Проблемы садоводства в Среднем Поволжье» (г. Самара, 2010); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения ученого-селекционера косточковых культур, канд. с.-х. наук Е.П. Финаева «Современные тенденции развития промышленного садоводства» (г. Самара, 2012); Международной научно-практической конференции, посвященной 275-летию А.Т. Болотова (г. Орел, 2013).

Реализация результатов исследований. Размножены отборные гибриды, доноры и источники для селекции. Выделенные источники и отборные гибриды для хозяйственного использования высажены для первичного сортоизучения в отделе плодоводства ГНУ ВНИИ люпина

Личное участие автора в получении научных результатов. Научные результаты получены самостоятельно. Участвовала в разработке селекционной программы, в выборе методов их выполнения, в подборе исходного материала, обсуждении результатов исследований. Первичные данные занесены в полевые и лабораторные журналы, а также использованы в ежегодных отчетах.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 9 научных статей, в том числе 4 в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена 182 страницах машинописного текста и состоит из Введения, 3 глав, выводов и рекомендаций для практической селекции. Работа содержит 22 таблицы, 25 рисунков и 19 приложений. Список использованной литературы включает 302 наименования, в том числе 35 на иностранных языках.

Глава 1. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ, ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ СМОРОДИНЫ ЧЕРНОЙ

(Обзор литературы) 1.1. Морфо-биологические особенности и требования к условиям

произрастания

Смородина - типичный многолетний кустарник высотой до 1,5-2 м от стелющихся до пряморослых форм. Правильно сформированная и регулярно обновляемая надземная часть взрослого куста состоит из 15-25 ветвей разного порядка.

Характерной особенностью черной смородины является отсутствие почек на корнях. При ее посадке на корневую шейку (место, где начинаются корни) формируются только штамбовые кусты. Они недолговечны и малопродуктивны, поэтому корневую шейку надо заглублять до 10 см и более, чтобы в почве оказался большой запас прикорневых почек. Из этих почек развиваются прикорневые побеги, за счет которых формируется куст. Прикорневые побеги в пазухах своих листьев несут боковые почки, которые отклонены от побега. Почки сидят на каждом узле по одной и расположены по побегу спирально. Из почек весной развиваются различные по силе роста побеги. В нижней части стебля образуются сильные ростовые побеги, будущие скелетные ответвления. В средней части почки дают цветковые кисти и ростовые побеги. На верхушке стебля из почек образуются укороченные побеги (кольчатки), несущие цветковые кисти и листья. Они недолговечны и живут не более 2-3 лет, после чего усыхают или конечная почка дает побег ростового типа. Такая закономерность зонального размещения почек свойственна всем сортам. Таким образом, к осени из корневого побега формируется двухлетняя ветка, через год - трехлетняя и т.д. Как только приросты на ветвях станут меньше 15 см, их надо вырезать, так как урожайность у них снижается. Поэтому необходимо, чтобы куст ежегодно пополнялся прикорневыми

побегами, которые являются основой будущего урожая. Благодаря им возможна замена старых и слабых ветвей. Трех- и четырехлетние ветки - самые урожайные, так как основной урожай несут сильные однолетние приросты первого и второго порядка. С возрастом способность куста давать прикорневые побеги ослабевает, падает его урожайность, достигнув предела к 6 годам и удерживая его на том же уровне еще в течение ряда лет.

Корни горизонтально направлены. Занимают площадь в 1,5-2 раза большую, чем площадь надземной части, а в засушливые годы в 2-5 раз. У молодых кустов более 80% корней находится на глубине 20-25 см, у плодоносящих - 40-50 см. Лишь отдельные корни проникают на глубину до 1,5 м. Наблюдаются две волны роста: в начале лета (май - июнь) и осенью - сентябрь, октябрь. Весной корни сначала активно растут в верхних горизонтах, а затем этот процесс переходит в более глубокие слои почвы. Осенний рост корней может идти до момента замерзания почвы.

Рост начинается при температуре почвы от 1,5°С до 3,5°С. Большое количество порядков формируемых корней, увеличивая общую поглощающую поверхность корневой системы, повышают продуктивность растений, определяет закладку урожая следующего года, обеспечивает лучшую подготовку к зиме. Выявлено значительное влияние температуры на рост корней (Осипов, 1982).

Цветет смородина рано. Цветки раскрываются от основания к вершине. Оплодотворение происходит при попадании пыльцы от лопнувших пыльников на рыльце пестика. Процесс опыления облегчается, когда тычинки превышают пестик. Рыльце становится восприимчивым уже в бутоне, что улучшает самоопыление. Многие сорта самоплодны, но при перекрестном опылении завязываемость плодов выше. Завязь одногнездная, плод - ложная мно-госемянная ягода. Ягоды имеют черную окраску с различными оттенками, встречаются сорта с зелеными ягодами. Ягоды в кисти могут быть более или менее выравненными или сильно уменьшаться к вершине кисти.

Смородина черная по праву считается наиболее зимостойкой ягодной культурой. Зимостойкость и морозостойкость растений зависит происхождения, районов произрастания, агротехники и других факторов. Сорта европейского происхождения, перемещенные в северные районы, подмерзают. Сибирские формы выдерживают до -40°С мороза. Во время цветения, когда еще возможны возвратные холода, понижение температуры до -3°С также вызывает повреждение генеративных органов.

Высокие урожаи смородина дает в районах с умеренными зимами, теплым нежарким летом, с ежегодным количеством осадков 500-600 мм. Смородина трогается в рост рано - в 1 -2 декадах апреля при температуре около 6°С, а некоторые сорта - при 2°С. Оптимальная температура для роста смородины в средней полосе 18-20°С. При более высокой температуре рост замедляется (Родюкова, 2008; Иванова, 2008). Продолжительность цветения составляет 12-14 дней. В этот период возможны возвратные холода и повреждение генеративных органов. Созревает смородина через 36-51 день после начала цветения при сумме положительных температур 880-1220°С для ранних сортов и до 1700°С для поздних.

Смородина - влаголюбивая культура и более других реагирует на влажность почвы. Она хорошо растет на достаточно увлажненных, но не заболоченных участках. Это связано с тем, что, во-первых, смородина исторически формировалась по берегам рек, вдоль ручьев, на пониженных местах; во-вторых, она имеет поверхностное залегание корневой системы. Смородине необходима и достаточная влажность воздуха, так как сухость воздуха она переносит болезненно, почему и не получила распространения на юге (Волу-знев, 1970; Володина, 1981).

Смородина довольно требовательна к плодородию почвы. На тяжелых глини�