Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Особенности селекции и семеноводства картофеля в горной зоне Таджикистана
ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство
Автореферат диссертации по теме "Особенности селекции и семеноводства картофеля в горной зоне Таджикистана"
На правах рукописи
(Яргт
ПАРТОЕВ КУРБОНАЛИ
ОСОБЕННОСТИ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА КАРТОФЕЛЯ В ГОРНОЙ ЗОНЕ ТАДЖИКИСТАНА
06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук
17 окт ж
Казань-2013
005534987
Работа выполнена в Институте садоводства и овощеводства Таджикской академии сельскохозяйственных наук (ТАСХН) (1984-2007 гг.) и в Институте ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан (2008-2012 гг.)
Научный член - корр. АН Республики Таджикистан,
консультант: доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники Республики Таджикистан Алиев Курбон Алиевич
Официальные доктор сельскохозяйственных наук оппоненты: Замалиева Фания Файзрахмановна;
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Авдеев Владимир Иванович доктор сельскохозяйственных наук, профессор Муминджанов Хафиз Абдувахобович
Ведущая Таджикский аграрный университет им. Ш. Шотемур
организация:
Защита состоится « 16 » октября 2013 г. в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.035.01 при ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» по адресу: 420015, г. Казань, ул. К.Маркса, д.65, зал заседаний.
Тел. 8(843) 567-47-17, факс 8(843) 567-47-04
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет».
Автореферат разослан «_»_2013 г. и размещен
на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации и ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» http:/www.kazgau.ru/12 июля 2013 года.
Отзывы на автореферат просим направлять по адресу: 420011, г. Казань, ул. Ферма 2, д. 53, агрономический факультет, e-mail: info@kazgau.com
Ученый секретарь диссертационного совета, /Л^пГі
доктор сельскохозяйственных наук, профессор / дії Кадырова Ф.З.
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. По оценкам ФАО ООН (2010) в настоящее время только 30 сельскохозяйственных культур обеспечивают 95% потребностей человечества в калорийной пище, четыре из них - рис, пшеница, кукуруза и картофель - обеспечивают более 60%, причем картофель считается одной из ведущих и наиболее ценных продовольственных культур в мире (Росс, 1989). В условиях Таджикистана картофель является одной из наиболее важных сельскохозяйственных культур, а картофелеводство играет особую роль в обеспечении продовольственной безопасности населения. В связи с этим в 2012 г. в республике принята Программа по развитию картофелеводства на период с 2012 по 2016 год. Поэтому возникает необходимость в дальнейшей интенсификации картофелеводства, как одного из важных секторов сельского хозяйства, на основе новых достижений биологической науки - современных селекционно-генетических разработках с применением методов биотехнологии. Дальнейшая интенсификация картофелеводства в Таджикистане тесно связана с выведением новых сортов картофеля, организацией семеноводства в горной зоне на основе оздоровленного посадочного материала и налаживанием рынка сертифицированного посадочного материала.
Благодаря агроэкологическим факторам и изолированности массивов от проникновения болезней и вредителей, в горной зоне Таджикистана можно поддерживать биологический потенциал новых сортов картофеля в течение долгого времени. По нашему мнению у культуры картофеля есть ещё много неиспользованных биологических резервов, которые могут быть реализованы путем рационального сочетания методов традиционной селекции с современной биотехнологией.
Исследования, проведенные в условиях Таджикистана (Насыров, 1979; Алиев, 1996, 2012; Каримов, 1988; Партоев, 1989; Давлятназа-рова, 1996; Анварова, 1998: Бобохонов, 1999; Муминджанов, 2003: Назарова, 2006; Салимов, 2007: Бободжанов, 2009), показали возможность улучшения результатов семеноводческой работы путем использования оздоровленного методом биотехнологии семенного материала картофеля. Наша работа посвящена изучению вопросов особенностей роста и развития картофеля, научно-практическому использованию традиционных методов селекции и биотехнологии при создании и ускоренном размножении новых гибридов и сортов картофеля в аг-роэкологических условиях Таджикистана.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось выявление биологических особенностей роста и развития растений, создание и изучение новых перспективных гибридов и сортов картофеля, устойчивых к болезням, адаптированных к условиям возделывания на основе использования методов традиционной селекции и биотехнологических методов оздоровления исходного семенного материала.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучить особенности формирования генеративных органов и фертильности пыльцевых зёрен сортов и гибридов картофеля в горной зоне и подобрать исходный материал для гибридизации.
2. Провести внутривидовую гибридизацию картофеля, определить характер проявления гетерозиса у гибридов Рь расщепление качественных признаков, комбинационную способность при гибридизации, частоту отбора и характер проявления ряда хозяйственно полезных признаков у гибридов РгС1.7 картофеля.
3. Изучить корреляционные связи между признаками у сортооб-разцов, проявление истинного, гипотетического гетерозиса и коэффициента доминирования признаков у гибридов (первое клубневое поколение) картофеля.
4. Разработать способы сочетания методов традиционной селекции с биотехнологией, создать на этой основе новые перспективные гибриды и сорта картофеля, а также обосновать систему получения элитного семенного материала картофеля, оздоровленного методами биотехнологии.
5. Изучить и рекомендовать оптимальные сроки посадки семенного картофеля в горной зоне.
6. Оценить пищевую ценность и экономическую эффективность возделывания новых гибридов и сортов картофеля.
7. Создать банк здоровых сортообразцов картофеля в горной зоне (на высоте 2700 метров над уровнем моря) и обеспечить сохранность коллекционного материала в условиях ¡п-эки и ех-эки.
Научная новизна. В результате проведенных исследований, нами установлены: особенности формирования генеративных органов картофеля в горной зоне, параметры варьирования признаков фертильности пыльцевых зёрен и изменчивости формы цветков и тычиночной колонки у сортообразцов, корреляция между фертильностью пыльцевых зёрен и формированием семян в ягоде, установлено снижение фертильности пыльцевых зёрен при вирусном заболевании растений.
В результате внутривидовых скрещиваний получены перспективные гибриды картофеля. Установлена эффективность отбора, корреляция между полезными признаками у сортообразцов картофеля, уровень истинного (Гист), гипотетического (Ггип) гетерозиса и коэффициента доминирования (Н) у гибридов FiCi картофеля. Доказано, что в горной зоне урожайность оздоровленного семенного картофеля значительно выше, чем у семенного материала, полученного методами клонового отбора. Установлено влияние агроэкологических условий выращивания семенного материала на рост, развитие и продуктивность сортов картофеля. Для повышения эффективности селекционно-семеноводческой работы разработан комплексный способ сочетания традиционных методов селекции (подбор родительских форм, скрещивание и отбор клонов) с методами биотехнологии. Дана оценка биохимическому составу клубней и их вкусовым качествам, экономической эффективности выращивания новых гибридов и сортов картофеля в условиях Таджикистана.
Практическая ценность работы. Создано три новых сорта картофеля, допущенных к возделыванию в Республике Таджикистан (Зарина - патент № 48 от 16 марта 2007, Дусти - патент № 94 от 25 апреля 2013 года, Файзабад - патент № 95 от 25 апреля 2013 года). Сорта Таджикистан и Рашт переданы в 2011 г. на Государственное сортоиспытание для изучения в различных зонах республики. Получено 8 новых перспективных гибридных комбинации (Дусти х Кондор, Файзабад х Пикассо, Клон- 48 х Дусти, Клон -23 х Пикассо, Дусти х Пикассо, Клон 48 х Кондор, Кардинал х Кондор, Клон - 66 х Файзабад), рекомендованных для использования в селекционном процессе. Часть семян гибридов Fj предоставлена и зарегистрирована в отделе генетических ресурсов картофеля ВНИИР, в Национальном центре генетических ресурсов Таджикской Академии сельскохозяйственных наук, Синьцзянском аграрном университете (Китай, Урумчи), Институте цитологии и генетики HAH Республики Беларусь, как источник ценных признаков при выполнении селекционных программ. Рекомендованы эффективные схемы скрещивания картофеля, оптимальные сроки посадки семенного картофеля в горной зоне Таджикистана, ускоренная схема производства элитного семенного картофеля на оздоровленной основе.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Особенности формирования генеративных органов картофеля и фертильности пыльцевых зёрен, расщепления качественных при-
знаков, проявление гетерозиса (истинного и гипотетического) и коэффициента доминирования (Н) у гибридов картофеля в условиях горной зоне Таджикистана.
2. Комплексная методика проведения селекционно-семеноводческой работы на основе использования традиционных методов селекции и оздоровленного методами биотехнологии исходного материала;
3. Система производства суперэлитного и элитного семенного материала, экономическая эффективность возделывания новых сортов картофеля;
4. Результаты реализации селекционно-семеноводческой программы создания и размножения новых высокоурожайных сортов и гибридов картофеля в разных агроэкологических условиях Таджикистана, основанной на биологических особенностях роста и развития растений.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на научных, научно-практических, производственных и международных конференциях Академии наук Республики Таджикистан (Душанбе, 1998, 2007, 2011,
2012); на II Вавиловской международной конференции - «Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2007); на международной конференции - «Год картофеля» (Индия, Дели, 2008)»; на международной конференции «Актуальные направления развития научных исследований по картофелеводству и овощеводству» (Алма-Ата, Кайнар - 2008); на международном семинаре «Сохранение биоразнообразия и народных традиций» (Международный центр картофеля, Перу, Лима, 2010); на III Вавиловской Международной Конференции - «Идеи Н.И. Вавилова в современном мире» (Санкт- Петербург, 2012); на республиканской конференции, посвященный 80-летию образования научно - исследовательского института садоводства и овощеводства ТАСХН (Душанбе, 2012); на четвертой международной научно-практической конференции «Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика» (Оренбург,
2013).
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 66 научных статьях (15 из них в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ), том числе двух монографиях, четырех рекомендациях и четырех методических пособиях.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 340 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа иллюстрирована 55 таблицами и 69 рисунками. Список литературы включает 310 наименований, в том числе 84 - зарубежных авторов.
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились согласно планам НИР Института садоводства и овощеводства ТАСХН (№ ГР 01821024423; № ГР 01890003132) (1984-2007 гг.) и Института ботаники, физиологии генетики растений Академии наук Республики Таджикистан (№ ГР 0106ТД304; № ГР 0102ТД912) в период с 2008 по 2012 годы.
2.1. Агроэкологические условия места проведения исследований. Работа выполнялась в различных агроэкологических условиях республики Таджикистан, благоприятных для роста и развития картофеля. Наши эксперименты в основном проводились в условиях Гиссарской долины (800 метров над уровнем моря) и Раштской горной зоны (2700 метров над уровнем моря) Таджикистана. Основные климатические показатели - среднесуточная температура и сумма эффективных температур воздуха (выше 10°С), сумма осадков в Гиссарской долине в течение 2002-2010 гг. были, соответственно, 15,2°С; 4000°С и 560 мм. Эти показатели по Раштской долине - соответственно составили 7,0°С; 2300°С и 400 мм, что соответствует требованиям объекта исследований.
2.2. Объекты исследований. Объектами исследований служили клубни элитные и 1-П-ой семенной репродукций различных сортов, гибридов и клонов картофеля из коллекций Института садоводства и овощеводства ТАСХН, Института ботаники, физиологии и генетики растений АН Республики Таджикистан, Института биотехнологии ТАУ и Общественной организации «Тухмипарвар». Также, в качестве исходного материала были использованы гибридные семена, семенные клубни, оздоровленные пробирочные растения и микроклубни из Института картофельного хозяйства им. Лорх и ВНИР им. Вавилова Российской Федерации, из Международного центра картофеля (СИП, Перу).
2.3. Методы исследований. Опыты выполнялись с использованием общепринятых методов проведения лабораторно-полевых работ.
Учёт количества образовавшихся бутонов, цветков, ягод и опав-
ших бутонов у сортообразцов картофеля проводили в начале фазы бутонизации, когда растения достигли высоты 20-30 см. В расчётах использованы рекомендации, изложенные в книге «Методика исследований по культуре картофеля» (1967) и рекомендации Е.М. Успенского (1935). Осенью, после сбора образовавшихся ягод у сортообразцов картофеля, их в течение месяца подвергали дозреванию. После этого из них извлекали семена, затем подсчитывали их количество и устанавливали число семян в расчёте на один опыленный цветок и ягоду.
Фертильность пыльцевых зёрен проводили по методике B.C. Шардаковой (1968). Посадку пробирочных растений и микроклубней проводили в грунт по схеме 10x4 см, с последующей пересадкой, а также в грунту теплицы без пересадки по схеме 45x15-20 см. Для снятия периода покоя свежеубранных тепличных клубней использовали регуляторы роста - гиббереллин и тиомочевину, из расчета, соответственно, 15 мг и 200 г на 10 литров воды. Предварительно 15 мг порошка гиббереллина растворяли в 3 мл спирта. Свежеубранные клубни картофеля выдерживали в рабочем растворе этих регуляторов роста в течение 2-3 часов.
2.4. Методика проведения скрещиваний и изучения гибридов картофеля. Для получения гибридов Fi в горной зоне (на экспериментальной станции в Джиргитальском районе на высоте 2700 м над уровнем моря) были проведены прямые и обратные скрещивания различных сортов картофеля. Через 40-50 дней сформировавшиеся гибридные ягоды картофеля собрали и получали гибридные семена (FiCo). Полученные нами гибриды картофеля от внутривидовых скрещиваний (Solanum tuberosum LJ были изучены в 2010 г. в условиях Файзабадского района (2500 м над уровнем моря), в течение 2011-2012 гг. в условиях Джиргитальского района (на высоте 2700 м над уровнем моря) в следующих селекционных питомниках:
а) 2010 г. - гибридные клубни (Fi) - сеянцы (севок), выращенные из гибридных семян (FiC0), с проведением клоновых и массовых отборов;
б) 2011 г. - первое клубневое поколение — гибриды 1-го года с проведением клоновых и массовых отборов (FiCi);
в) 2012 г. - второе клубневое поколение - гибриды 2 года с проведением клоновых и массовых отборов (FiC2).
В условиях Файзабадского района в начале мая 2005 г. гибридные семена (F]Co) из 40 гибридных комбинаций, полученные из
Международного центра картофеля (CIP, Перу), были высеяны в пластмассовые стаканчики (по 50 семян из каждой гибридной комбинации), затем рассада была пересажена в марлевые теплицы. В последующие годы эти гибриды были изучены в следующих клубневых поколениях и селекционных питомниках:
I. 2005 г. - гибридные клубни (F,) - сеянцы (севок), выращенные
из гибридных семян (F]Co);
И. 2006 г.- первое клубневое поколение - гибриды 1-го года с проведением клоновых и массовых отборов (FjCi);
III. 2007 г. - второе клубневое поколение - гибриды 2 года (FiC2);
IV. 2008 г.- третье клубневое поколение - питомник предварительного испытания (F1C3);
V. 2009 г. - четвертое клубневое поколение - питомник основного испытания (F1C4);
VI. 2010 г. - пятое клубневое поколение - питомник основного
испытания (F^s);
VII. 2011 г. - шестое клубневое поколение - питомник конкурсного испытания I года (F,C6).
VIII. 2012 г. - седьмое клубневое поколение - питомник конкурсного испытания II года (F1C7).
Установлен гипотетический, истинный гетерозис и коэффициент доминирования признаков по методике З.В. Абрамовой (1985):
1. Истинный гетерозис (Гист) - способность гибридов Fi превосходить по данному признаку лучшую из родительских форм (Рл) -определяли по формуле: Гист = ^рхюоч.
2. Гипотетический гетерозис (Ггип) - способность гибридов Ft превосходить по данному признаку средние показатели данного признака у родительских форм (Рср) - определяли по формуле:
1 ГИП р.„
3. Коэффициент доминирования признака продуктивности у гибридов F,Ci картофеля определяли по формуле: Н = •
Учёт урожайности велся по опытным делянкам. Определяли количество клубней, их массу и урожайность сортов.
Полученные данные подвергали дисперсионному и корреляционному анализу по Б.А. Доспехову (1985). Агротехника возделывания картофеля состояла из проведения двукратного рыхления рядов, внесения органоминеральных удобрений (N10oPi5oK8oKr/ra + органическое удобрение -10 т/га) и 8-12-ти разового вегетационного полива.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ГЕНЕРАТИВНОЙ СИСТЕМЫ КАРТОФЕЛЯ В ГОРНОЙ ЗОНЕ
Многолетние исследования показали, что в прохладных горных условиях Таджикистана на высоте более 2000 м над уровнем моря наблюдаются различия в формировании генеративных органов картофеля в зависимости от генотипа сортообразцов. По данным многих исследователей в условиях горной зоны картофель мало подвергается заболеваниям, интенсивно цветет, формирует много ягод, что представляет особый интерес для выполнения селекционно - генетических работ (Перлова, 1939, 1940, 1945,1958; Будин, 1965; Бакиева, 1955; Джонгиров, 1995; Киру, 2007, 2009; Подгаецкий, 2008; Carli, et al., 2008; Симаков, 2010; Ермишин и др., 2010; Партоев., и др. 2009, 2010, 2011). Ряд авторов считают, что степень формирования генеративных органов картофеля зависит как от условий выращивания растений, так и от таких факторов среды, как температура, влажность воздуха, плодородие почвы и высота над уровнем моря (Luthra, 2006; Frankel, 1977; Gopal, 1994; Pandey, 1997; Partoev, 2008).
Нами был изучен процесс формирования генеративных органов и фертильность пыльцевых зёрен различных сортообразцов картофеля в условиях горной зоны на высоте 2700 м над уровнем моря (Джирги-тальский район). Как видно из таблицы 1, сорта и гибриды картофеля по количеству сформировавшихся бутонов и цветков существенно различаются между собой.
В зависимости от сорта картофеля, количество бутонов на одно растение во время вегетации колебалось от 29,7 до 76 шт./растение, а количество цветков - в пределах от 15 до 63 шт./растение. В среднем, наибольшее количество бутонов сформировалось у сорта Дусти (76 шт./растение), а наименьшее - у сорта Кардинал (29,7 шт./растение). Наименьшее количество цветков наблюдалось у сорта Жуковский ранний (15,0 шт./растение), а наибольшее - у сорта Дусти (63,3 шт./растение).
Как показали наши опыты, далеко не все бутоны развивались в цветки. В среднем, по всем сортообразцам, на одном растении сформировалось 45,4 бутонов, из которых у 33,1 или 73% они развивались в цветки.
Таблица 1
Формирование бутонов и цветков у сортообразцов картофеля
(2009-2011 гг.)
Сорта и гибриды картофеля Количество бутонов, шт./растение Среднее Количество цветков, шт./растение Среднее
2009 г. 2010 г. 2011 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г.
Кардинал 23 ±0,6 31 ±0,5 35 ±0,4 29,7 14 ±0,3 17 ±0,7 20 ±0,2 17,0
Жуковский ранний 36 ±0,2 40 ±0,4 39 ±0,6 38,3 13 ±0,6 16 ±0,4 16 ±0,3 15,0
Пикассо 40 ±0,4 51 ±0,3 45 ±0,5 45,3 34 ±0,6 32 ±0,7 36 ±0,7 34,0
Зарина 42 ±0,3 48 ±0,5 51 ±0,6 47,0 36 ±0,4 35 ±0,7 36 ±0,6 35,7
Дусти 70 ±0,6 76 ±0,5 82 ±0,7 76,0 63 ±0,5 65 ±0,6 62 ±0,3 63,3
Таджикистан 44 ±0,6 48 ±0,7 46 ±0,3 45,9 21 ±0,5 23 ±0,6 21 ±0,8 21,7
Рашт 37 ±0,4 42 ±0,7 45 ±0,6 41,4 23 ±0,4 24 ±0,3 23 ±0,2 23,3
Клон 27/5 40 ±0,3 38 ±0,5 42 ±0,6 40,0 33 ±0,5 31 ±0,7 32 ±0,4 32,0
Клон 36/6 46 ±0,6 48 ±0,7 47 ±0,5 47,0 44 ±0,6 47 ±0,8 45 ±0,5 45,3
Клон 52/6 47 ±0,5 43 ±0,3 41 ±0,7 43,5 38 ±0,7 32 ±0,4 34 ±0,5 34,7
У,% 19,3 20,7 20,6 20,3 20,5 20,2 20,3 20,3
НСР05 4,4 4,7 4,6 4,2 4,1 4,3
Таким образом, у растений картофеля в течение вегетации 12,3 бутонов или 27,0% опадали, не сформировав цветков. Эти данные свидетельствует о том, что опадение бутонов, видимо, связано с условиями возделывания и генотипом сортообразцов картофеля.
Среди сортообразцов картофеля наименьшее количество жизнеспособных пыльцевых зёрен формировалось у сорта Кардинал
(25,3%), а наибольшее - у сорта Дусти (95,0%). Установлено, что количество образовавшихся ягод у сортов картофеля мало связано с жизнеспособностью пыльцевых зёрен. Например, если у сорта Кардинал жизнеспособность пыльцевых зёрен составляла всего лишь 25,3% (на одном растении в среднем формировалось 1,3 шт. ягод), тогда как у сорта Жуковский ранний жизнеспособных пыльцевых зёрен было 88%, а на растении также формировалось 1,3 шт. ягод. Сорта картофеля Таджикистан, Зарина, Пикассо, Рашт и Клон 36/6, хотя и имели большое количество жизнеспособных пыльцевых зёрен (от 80,0% до 86,3%), однако ягод у них формировалось мало (от 1,7 до 4,0 шт./растение). Таким образом, можно отметить, что наличие большого количества фертильных пыльцевых зёрен в цветке мало связано с формированием ягод у картофеля.
Количество сформированных ягод у различных сортов и гибридов картофеля колебалось от 7,7 до 20,6 процента. По формированию ягод лучшие показатели имели Клон 36/6 (20.6% от общего количество цветков) и сорта Файзабад и Дусти (12,1%). Меньшее количество образовавшихся плодов наблюдалось у сортов Кардинал, Таджикистан и Клон 27/5 (7,7 % - 8,3% от количества цветков).
Как показали наши исследования, между признаками фертильно-сти пыльцевых зёрен и формированием ягод у картофеля наблюдается слабая положительная корреляционная связь (г = + 0,118±0,007).
Нами было изучено количество семян в ягодах растений. Результаты этих исследований представлены на рисунке1.
Как видно из рисунка 1, количество семян в одной ягоде у разных сортов картофеля варьировало от 51 до 150 шт. Установлено, что количество семян в ягодах зависит от количества фертильных пыльцевых зёрен. Корреляционная связь между количеством семян в ягоде различных сортов и фертильностью пыльцевых зерен картофеля показана на рисунке 2.
Нами установлено, что между фертильностью пыльцевых зёрен и количеством семян в ягоде картофеля, наблюдается положительная корреляционная зависимость (г = 0,663±0,035).
Таким образом, полученные результаты показывают, что формирование и развитие генеративных органов картофеля - бутонов, цветков, ягод, количество семян в ягодах, а также фертильность пыльцевых зёрен в горном поясе (на высоте 2500 - 2700 м над уровнем моря), в основном, обусловлены, генетическими особенностями сорто-образцов картофеля.
160
_ 140
3
I 120
Р"
^ 100
1 хо
150
114
105 Ю6
81
85
65
70
а
60 40 20 О
51
25
«г
'^ л
V Ч-
.■> <>-
с/ *
С
Рис. 1. Количество семян в ягодах у разных сортообразцов картофеля,
шт./ягод
I
3
с а>
о о>
с &
160 140
120 100 80 60 40 20 0
> = 0,978х + 21,2 И- = (У,439 г=0,663±0.035
0
20
40
60
80
100
120
Жизнеспособность пыльцевых зёрен картофеля,"
Рис. 2. Корреляция между признаками фертильности пыльцевых зёрен и количеством семян в ягоде сортов картофеля
4. ФЕРТИЛЬНОСТЬ ПЫЛЬЦЕВЫХ ЗЁРЕН КАРТОФЕЛЯ
4.1. О фертильности пыльцевых зёрен картофеля. Как показали исследования, большинство изученных клонов и сортообразцов картофеля имеют более 80-97% фертильных пыльцевых зерен, а у некоторых сортообразцов картофеля этот показатель составил только от 5 до 10 процентов. Сортообразцы картофеля по фертильности их пыльцевых зёрен распределялись в следующие группы: 19,2% сортообразцов картофеля имеют до 20% жизнеспособных пыльцевых зёрен, 6,5% сортообразцов от 21 до 40 % жизнеспособных пыльцевых зёрен, 3,4% сортообразцов от 41 до 60 % жизнеспособных пыльцевых зёрен, 16,1% сортообразцов от 61 до 80% фертильности пыльцевых зёрен и 54,8% сортообразцов картофеля от 81 до 100 % фертильности пыльцевых зёрен. Следовательно, фертильность пыльцевых зёрен во многом связана с генотипической особенностью сортообразцов картофеля.
4.2. Полиморфизм картофеля по признаку фертильности пыльцевых зерен. Проведенные исследования показали, что растения с измененной формой тычиночной колонки имели более бледную желтую окраску пыльников. Фертильность пыльцевых зёрен у них оказалась более низкой, чем у растений с нормально развитой колонкой (табл. 2).
Таблица 2
Фертильность пыльцевых зерен у растений с разной формой тычиночной колонки, % (2009-2011 гг.)
Клоны Формы тычиночной колонки Количество фертильных пыльцевых зёрен по датам, % Среднее
1-20 июля 21-31 июля 1-10 августа
Клон 43 нормальная 83,5±2,5 84,8±3,4 75,6±3,1 81,3
измененная 45,7±1,5 50,1±2,0 47,5±2,4 47,8
Клон 48 нормальная 11,3±1,8 9,4±2,6 10,1±2,5 10,3
измененная 5,7±1,6 4,8±1,7 5,6±1,6 5,4
Как видно из данных таблицы 2, растения с измененной формой тычиночной колонки имеют существенно меньше фертильных пыльцевых зерен, чем растения с нормальной тычиночной колонкой. Среди гибридов Рь полученных из Международного центра картофеля
(СИП), было выделено 10 клонов картофеля (клоны 2; 3; 7; 15; 48; 50; 58; 64; 65 и 67), которые имели всего лишь от 5,1 до 9,7% фер-тильных пыльцевых зерен.
4.3. Влияние вирусных болезней (мозаичности) на фертиль-ность пыльцевых зерен сортообразцов картофеля. Наши исследования показали, что под влиянием вирусных болезней (мозаичности) у всех сортов и клонов картофеля наблюдается резкое (почти в два -три раза) снижение фертильности пыльцевых зёрен. Эта взаимосвязь показана на рис. 3.
Здоровые растения -й-Больные растения
Рис. 3. Изменение фертильности пыльцевых зёрен у сортообразцов картофеля под влиянием вирусной инфекции (2009-2011 гг.) В частности, фертильность пыльцевых зёрен у больных растений составляла от 13,4% (Клон - 50/9) до 34,3% (сорт Дусти), соответственно против 62,5 и 94,8% у здоровых растений. Таким образом, под влиянием вирусной инфекции (мозаичности) наблюдается снижение фертильности пыльцевых зерен в среднем на 53,3% по сравнению со здоровыми растениями.
5. ГИБРИДИЗАЦИЯ КАРТОФЕЛЯ 5.1. Гибридизация и семенная продуктивность гибридов Fi картофеля. В прохладных горных условиях Таджикистана растения картофеля интенсивно цветут, формируют много полноценных ягод и семян и слабо поражаются различными заболеваниями. А.Я. Камераз (1973) сообщает, что скрещивание S. tuberosum с триплоидом S. val-lis-mexici длительное время не удавалось. Лишь после того, как в 1937 г. при выращивании на Памире в естественных условиях образовался гексаплоид, были получены фертильные растения этого вида, которые удалось вовлечь в гибридизацию с различными сортами S. tuberosum. Исследования, проведенные в различных поч-
венно-климатических условиях (Перлова, 1958; Балашев, 1968; Лебедева, 1970; Букасов и др. 1972; МепсііЬиги ег аі., 1976; Яшина и др., 1983; йораї, 1994; Мусин и др., 2003; ЬигЬга ег.аі., 2006; Киру, 2007; Парто-ев К.и др.,2007; Салимов, 2007, Сагіі еі аі.,2008;) показали, что для массового цветения и образования плодов главное значение имеет короткий день, прохладный горный климат и степень оздоровленное™ семенного картофеля.
В условиях высокогорья Таджикистана нами проведены скрещивания различных сортов и гибридов картофеля. Удачными скрещиваниями с получением гибридных ягод оказались 23 гибридные комбинации (62,2% от общего количества), а 14 комбинаций (37,8%) оказались неудачными, т.к. по ним нам не удалось получить гибридных ягод.
Как показали наши исследования, количество сформировавшихся гибридных ягод оказалось различным в зависимости от комбинаций скрещиваний (рис. 4).
Как видно из рисунка 4, в 34,8% гибридных комбинаций при скрещивании формировалось от 1 до 20% гибридных ягод, в 34.8% -от 21 до 40%; в 13,0% - от 41до 60% и в 17,4% гибридных комбинаций - от 61 до 80% гибридных ягод.
1-20% 21-40% 41-60% 61-80%
Формирование гибридных ягоду картофеля
Рис.4. Гибридные комбинации и формирование гибридных ягод у
картофеля, % (2009-2010 гг.) Таким образом, ягодообразование у картофеля при гибридизации в условиях горной зоны колебалось в диапазоне от 1 до 80 процентов.
По показателю формирования гибридных ягод наиболее эффективными гибридными комбинациями были следующие: Кардинал х Пикассо; Клон 40/1 х Дусти; Кардинал х Кондор и Дусти х Кондор, по ним формировалось более 60-80% гибридных ягод от общего количества опыленных цветков. При опылении Клона 63 смесью пыльцы (Кондор + Дусти) в 25% случаев образовывались ягоды, а в комбинации Клон 76 х смесь пыльцы (Кондор+Зарина) - в 17,2 процента.
Как показали опыты, количество сформированных семян в гибридных ягодах составляло от 47 до 90 шт. Сравнительно малое количество семян наблюдалось в ягодах гибридных комбинаций: Клон 40/1 х Дусти; Клон 66 х Клон 40/1; Клон 66 х Файзабад и Кардинал х Пикассо, у которых число семян было 47- 57 шт./ягоду, тогда как в гибридных комбинациях Клон 48 х Кондор; Дусти х Пикассо; Кардинал х Дусти и Файзобод х Пикассо в ягодах содержалось 80 - 90 семян. Следовательно, формирование гибридных семян связано с комбинациями проведенных гибридных скрещиваний.
5.2. Семенные качества гибридов (F]C0) картофеля. Как известно, у вегетативно размножаемых растений (картофель, плодовые и ягодные культуры) возможности закрепления гетерозиса в F! и отбора гетерозисных форм в ранних поколениях значительно выше, чем у генеративно размножаемых растений (Яшина и др.1973; Будин, 1986; Росс, 1989; Ермишин, 1998; Gupta К.С. and et al., 2004; Luthra S.K. and et al.,2006; Симаков, 2010; Шанина, 2012). Нами установлено, что масса 1000 семян у сортообразцов картофеля (F,) колеблется в пределах 445-572,5 мг. Самый низкий показатель по этому признаку наблюдался у сортообразца Клон - 48 (445 мг), а самый высокий - у сортов Дусти и Файзабад (572,2 мг). При скрещивании этих сортов установлено изменение данного признака в сторону увеличения в пределах 590-862,5 мг. По этому признаку сравнительно низкий показатель наблюдается у гибридных комбинаций Кардинал х Пикассо; Клон - 40/1 х Дусти и Клон - 40/1 х Дусти (590,0 - 676,3 мг), а наиболее высокий показатель по гибридным комбинациям: Гибрид-23 х Пикассо; Клон- 48 х Кондор и Клон - 48 х Дусти (825,0-862,5 мг).
Таким образом, масса гибридных семян зависит от вида комбинации скрещивания сортов картофеля.
Установлено, что семена сортов и гибридов картофеля, на 15-й день после посева, дали разное количество всходов. Например, семена сорта Зарина и гибридов F) Клон-66 х Файзабад; Клон 48 х Кондор; Кардинал х Кондор и Кардинал х Пикассо в этот период обеспе-
чивали получение от 20 до 32% всходов. Однако, семена сортов Пикассо, Кондор и Клон -36/6 и гибриды Р] Клон- 48 х Дусти и Клон-48 х Дусти в этих же условиях дали всего лишь 2- 4% всходов. Сорт Кардинал и гибриды ВИР-51\90-7-2, ВИР -59X190-4, ВИР -180-1, ВИР-64\90-7-7, ВИР-93-5-30 и ВИР-51\90-7-2 за этот же срок не дали всходов вообще. Такие разные показатели по всходам наблюдались между сортами и гибридами на 20-й, 25-й и 30-й день после посева семян. Среди сортов на 30-й день после посева наиболее низкий показатель по всхожести наблюдался у сорта Кардинал (18%), а самый высокий - у сорта Зарина (62%). Самая высокая всхожесть семян наблюдалась у гибрида Кардинал х Кондор (84%). Таким образом, всхожесть семян сортов и гибридов картофеля при выращивании их в условиях лаборатории и теплицы в пластмассовых сосудах тесно связана с биологическими особенностями сортов и гибридов картофеля.
Нами проведены перспективные клоновые отборы на основе визуальной оценки растений. Частота клоновых отборов среди популяций гибридов Р| картофеля колебалась в пределах от 4,76 до 20% (табл. 3).
Таблица 3
Частота клоновых отборов среди гибридов Б] картофеля (2010 г.)
№ Гибридная комбинация Кол-во растений Кол-во отборов (клоны) Частота отборов из популяции Рь %
1 2 3 4 5
1 Зарина х Клон -23 85 6 7,06
2 Клон -23 х Пикассо 70 9 12,86
3 Клон- 40/1 х Дусти 82 6 7,32
4 Клон- 48 х Дусти 90 10 11,11
5 Файзабад х Пикассо 69 7 10,14
6 Зарина х Дусти 78 6 7,69
7 Дусти х Пикассо 84 10 11,90
8 Кардинал х Кондор 78 11 14,10
9 Кардинал х Пикассо 77 10 12,99
10 Дусти х Кондор 89 15 16,85
11 Клон 48 х Кондор 57 7 12,28
12 ВИР-51/90-7-2 45 4 8,89
13 ВИР-59/190-4 46 3 6,52
1 2 3 4 5
14 ВИР-180-1 40 3 7,50
15 ВИР-64/90-7-7 45 3 6,67
16 ВИР-93-5-30 46 4 8,70
17 ВИР-51/90-7-2 42 2 4,76
18 Катадин х Зарина 45 5 11,11
19 Клон 76 х Смесь пыльцы (Кондор + Зарина) 46 5 10,87
20 Клон 63 х Смесь пыльцы (Кондор + Дусти) 48 5 10,42
21 Клон 75 х Клон 76 56 4 7,14
22 Клон 76 х Клон 75 54 4 7,41
23 Клон - 66 х Файзабад 50 10 20,00
24 Клон 66 х Клон 40/1 46 3 6,52
Всего: 1543 157 10,17
Из таблицы 3 видно, что частота клоновых отборов из популяций гибридов колеблется в диапазоне 4,76-20,0%. По этому признаку особенно выделялись следующие комбинации: Файзабад х Пикассо; Клон- 48 х Дусти; Клон -23 х Пикассо; Дусти х Пикассо; Дусти х Кондор; Клон 48 х Кондор; Катадин х Зарина и Клон - 66 х Файзабад, у которых частота полезных отборов была 10%. В среднем количество полезных клоновых отборов среди Б] картофеля составило 10,17% от общего количества растений в популяции.
Отобранные клоны в зависимости от комбинации скрещивания имели ряд полезных качественных и количественных признаков. По признаку количество клубней на растение особенно отличались такие клоны, как 5у, 613, 813, 9^, 11^, 18у и 27^, у которых насчитывалось более 20 шт. клубней на растение. От 10 до 20 шт. клубней имели такие выделенные клоны, как 7^, 13^ - 17^, 19^- 22^, 24-2513 и 30-421], а остальные клоны имели до 10 шт. клубней на растение. Клоны 1^, 10 13 16-17 13, 21 1з и 23 13 имели более крупные клубни, средняя масса клубня у них составила 100-143 г. У клонов 3 у, 7^,12 13", 14 13, 26-32 ^ и 34 1] средняя масса клубня составила 50 - 90 г, а другие клоны имели массу клубня меньше 50 граммов.
По продуктивности выделялись такие клоны, как 7 (3, 13-14 1618 21 13, 23 27 ^ и 32 у которых продуктивность составила 1000-1800 грамм. У таких клонов, как 1 13, 5-6 13, 9-12 I], 22 25 ^ и 30 13, продуктивность составила 500-900 г, а у остальных продуктив-
ность растения была менее 500 граммов.
Выделенные КЛОНЫ среди популяции гибридов Р]Со (севок) были изучены В Р^! (первое клубневое поколение или питомник изучения гибридов первого года изучения) по расщеплению ряда качественных признаков.
Нами так же был изучен характер наследования таких качественных признаков гибридов картофеля как окраска цветков, окраска клубней и глазков в условиях горной зоны.
Полученные данные по характеру расщепления качественных признаков у гибридов картофеля Р] показали сложную природу этого явления среди популяций гибридов (табл. 4).
Таблица 4
Расщепление гибридов картофеля Рі Сі по качественным признакам
Гибридные комбинации Растений, шт. Растения с окраской цветков: Растения с окраской клубней: Растения с окраской глазков клубней:
фио-лето-то-вая белая отно ноше ше-ние желтая крас ная отно ноше ше-ние неокра шен ная крас ная соот-отно ноше ше-ние
Дусти X Пикассо 84 0 84 0 84 0 0 70 14 4,7:1
Файзабад х Пикассо 69 0 69 0 69 0 0 54 15 3,6:1
Кардинал х Пикассо 77 55 22 2,5:1 53 24 2,2:1 60 17 3,5:1
Зарина х Дусти 78 58 20 2,9:1 78 0 0 78 0 0
Клон 23 х Пикассо 70 49 21 2,3:1 51 19 2,7:1 56 14 4,0:1
Кардинал х Кондор 78 78 0 0 0 78 0 78 0 0
Дусти X Кондор 89 65 24 2,7:1 63 26 2,4:1 89 0 0
Гибриды картофеля в зависимости от гибридной комбинации по признаку окраски венчика цветков, расщеплялись на два класса -растения с фиолетовой и белой окраской цветков. Фиолетовая окрас-
ка цветков по отношению к белой является доминантной, и отношение между этими признаками составляло 2,3- 2,9:1. Гибриды также расщеплялись на два класса в зависимости от признаков родителей по окраске клубней. По данному признаку наблюдалось расщепление гибридов в соотношении 2,2-2,7:1. По признаку окраски глазков у гибридов наблюдалось расщепление на два класса - с неокрашенными глазками и с красными глазками. По данному признаку расщепление наблюдалось в отношении 3,5-4,7:1. На основе полученных данных можно сделать вывод, что такие признаки, как фиолетовая окраска цветков по отношению к белой, желтая окраска клубней по отношению к красной и неокрашенность глазков по отношению к красно-окрашенным, являются у гибридов картофеля Р, доминантными. Особенно высокое отношение доминантного признака неокрашенности глазков по отношению к окрашенным наблюдалось у гибридных комбинаций Дусти х Пикассо и Клон 23 х Пикассо (соответственно 4,7:1 и 4,0:1).
Была установлена сила гетерозиса по количеству клубней, массе одного клубня и по продуктивности гибридов р^! (первое клубневое поколение) по сравнению с родительскими (табл. 5).
Таблица 5
Гипотетический гетерозис у гибридов первого года изучения (Р^О
картофеля, %
Гибридная комбинация Уровень гипотетического гетерозиса, %:
по количеству клубней на растение по массе клубня по продуктивности растения
Дусти х Кондор 47,40 ±1.7 35,25 ±2.7 25,68±4.1
Файзабад х Пикассо 84,57±1.9 20,0±2.6 20,15±3.9
Клон-23 х Пикассо 58,62±2.7 26,62 ±2.3 59,01 ±4.1
Зарина х Дусти 12,5±2.2 29,16±2.5 23,56 ±4.1
Дусти х Пикассо 59,16±2.8 41,15±2.2 73,01±5.1
Кардинал х Пикассо 18,95 ±2.6 40,05±2.5 26,77±4.6
Клон - 48 х Кондор 81,20±2.4 73,57±2.9 49,75±4.8
Кардинал х Кондор 71,53±2.1 36,07±2.3 52,34±4.9
Клон-66 х Файзабад 73,33 ±2.7 42,54±2.9 76,59±5.2
Клон 40/1х Дусти 20,12±3.1 30,04 ±2.8 14,04±4.3
У,% 25,81 18,97 21,45
НСР 05 18,10 13,25 14,37
Анализ данных таблицы 5 показывает, что гипотетический гетерозис у гибридов в первом клубневом поколении (F,C,) по признаку количества клубней на одно растение колеблется от 12,5 до 84,57 процента, по массе одного клубня - от 20 до 73,57 процента, а по признаку продуктивности - от 14,04 до 76,59 процента. По этим признакам, особенно отличались такие гибридные комбинации, как Фай-забад х Пикассо; Клон - 48 х Кондор; Клон-66 х Файзабад (по количеству клубней на растение), Клон - 48 х Кондор; Клон-66 х Файзабад; Дусти х Пикассо (по массе клубней).
В зависимости от схемы скрещивания наблюдается высокий показатель коэффициента доминирования по признаку продуктивности. Коэффициент доминирования признака продуктивности у гибридов FjC, картофеля колеблется от 0,42 до 28,82. Самый высокий показатель по этому признаку наблюдается у гибридных комбинаций Клон-66 х Файзабад; Дусти х Пикассо и Клон-23 х Пикассо.
5.3 Корреляция между разными признаками картофеля. Как известно, продуктивность растений картофеля в основном зависит от числа и массы клубней. Как утверждают Riedl (1948); Engel (1957); Семенова и др.(1965); Яшина и др.(1973); Альсмик (1979) признаки числа клубней и среднего веса клубня передаются по наследству и имеют невысокую положительную корреляцию с продуктивностью и другими признаками.
По нашим данным между признаками количества клубней и продуктивностью растения наблюдается положительная средняя корреляция у гибридов F,Ci картофеля (рис. 5).
2500,0
| 2000,0
я 1500,0
у = 48,0 Ох + 212,6 К5 = 0,264 г = 0,?14=fc0,Öl8
с
£ 1000,0
0.0
О
о
а 6 a io 12 14 1С
Количество клубней, шт./растение
Рис. 5. Корреляция между количеством клубней и продуктивностью растений гибридов Р:С] картофеля
В среднем коэффициент корреляции между количеством клубней и продуктивностью гибридов составил 0,514±0,018. Коэффициент корреляции (г) этих признаков у родительских форм - 0,912±0,011 и был значительно выше, чем у гибридов Р|С|
Коэффициент корреляции между массой одного клубня и продуктивностью гибридов РА картофеля, составил + 0,468±0,019, а у родительских форм этот показатель был значительно выше (+ 0,881 ±0,017), тогда как между количеством клубней и массой одного клубня корреляция оказалась отрицательной у гибридов Р^- г = -0,335±0,022 и у родителей (г = - 0,251 ±0,024).
2500
| ?(№0 У = 4,444х+ 347,0 = 0,219
V
и
я г=0,46Ш1,О19
а. Ь00 ...............................................
л
у
о
1000 500
I 0
50 100 150 200 250
Вес одного клбуня, г
Рис. 6. Корреляция между признаками массы одного клубня и продуктивности гибридов Р|С1 картофеля
Следовательно, между количеством клубней, массой одного клубня и продуктивностью у гибридов Р|С1 и их родителей, существует положительная корреляция, а между количеством клубней и массой одного клубня - отрицательная.
Полученные гибриды Р,С2 (второе клубневое поколение), как по общей продуктивности (биомассе), так и по массе клубней, значительно превосходили стандартный сорт Кардинал (рис. 7).
Клоны 21}, 23^, ЗЗу, 53 I] по общей биомассе и урожаю клубней
превышали стандарт сорт Кардинал в полтора - два раза. Общая биомасса у гибридов Р,С2 колебалась от 45 до 110 т/га, тогда как у сорта Кардинал этот показатель составлял 37 т/га. Такая картина наблюдалась и по урожаю клубней гибридов Р]С2 У гибридов картофеля урожай клубней (хозяйственно ценный урожай) изменялся в диапазоне от 40 до71 т/га, а у сорта Кардинал он составлял 30 т/га, что на 31-133% меньше по сравнению с гибридами Р]С2.
Общая
биологическая масса,т/га (НСР 05= 10,2) Хозяйственно ценный урожай, т/га (НСР05= 8,0)
Рис.7 Общая биологическая масса и хозяйственно ценный урожай клубней у гибридов Р]С2 картофеля (2011-2012 гг.)
6. ИЗУЧЕНИЕ ГИБРИДОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ МЕЖДУНАРОДНОГО ЦЕНТРА КАРТОФЕЛЯ (С1Р)
6Л. Частота клонового отбора среди гибридов картофеля.
Среди 40 гибридных комбинаций, из общего количества растений, в 2005 г. на основе визуальной оценки кустов в конце вегетации, было выделено 257 перспективных клонов (или 33.5% от общего количества растений) для дальнейшего изучения и размножения.
Из разных гибридных комбинаций на основе полевой оценки их хозяйственно-ценных признаков было выделено разное количество клоновых отборов (рис. 8).
Как видно из рисунка 8, в группе А количество отборов составило от 1 до 20%, в группах Б, В и Д, соответственно 21-40%, 41-60% и 61-80% клоновых отборов от общего количества растений.
.4(1-20%) Б (21-40%) В(41.-60%) Г (61-80%)
Частота полезных клоповых отборов среди гибридов F,C, картофеля (семян получен нз СИП), Фан забад, 2005 г.)
Рис. 8. Количество гибридных комбинаций и клоновых отборов (%)
Из общего количества растений, наибольшее количество выделенных полезных клонов пришлось на группу Б (21- 40%) или в 27 гибридных комбинациях. Другими словами, частота отбора полезных клонов зависит от вида гибридной комбинации.
6.2. Продуктивность гибридов FiCi-7 картофеля. В результате изучения таких хозяйственно полезных признаков, как количество клубней, масса одного клубня, продуктивность кустов и урожайность, среди популяции растений 40 гибридных комбинаций в течение 2006-2009 гг., было выделено восемь наиболее ценных и перспективных гибридных комбинаций, характеристики которых приведены в таблице 6.
Результаты исследования показывают, что новые гибриды картофеля превосходят стандартный сорт Кардинал. В частности, по количеству клубней на одно растение выделялись гибриды 397036.7 х С93.154; С92.140 х 92.187; Kondor х С93.154 и Desiree х 92.187. Масса одного клубня была наибольшей у гибридных комбинаций Titia х С93.154; 397036.7 х С93.154; DesireE х С93.154 и С91.640 х С93.154. Особенно высокопродуктивными оказались растения из гибридных комбинаций 397036.7 х С93.154; С92.140 х 92.187; Titia х С93.154; Desiree х 92.187. Эти гибриды по урожайности на 24,3 - 40,2% превышали показатели стандартного сорта Кардинал.
Таблица 6
Основные показатели продуктивности новых клонов картофеля
(2006-2009 гг.)
Гибридные комбинации Расте тений, шт. Кол-во клубней, шт./раст Масса одного клубня, г Продуктивность, г/раст. Урожайность
т/га (расчётная) отклонение от стандарта, %
Кардинал (стандарт) 306 8,4±0,45 101±4,4 844±89 33,7±3,4 0,0
ВегоНпа х ТХУ.2 307 10,6±0,30 87±4,8 922±81 36,9±3,7 9,5
Дезире х 92.187 300 10,8±0,41 97±5,6 1048±95 41,9±3,2 24,3
Дезире х С93.154 310 9,8±0,37 107±6,5 1048±85 41,9±3,4 24,3
Кондор хС93.154 302 11,6±0,42 86.4±4,9 Ю02±79 40,1±3,9 19,0
ТШа х С93.154 304 9,6±0,75 110±5,7 1056±94 42,1±3,7 24,9
С92.140x92.187 303 13,3±0,56 88±5,7 1168±88 46,7±3,6 38,2
397036.7 хС93.154 307 13,8±0,47 86±5,6 1187±84 47,4±4,1 40,2
C91.640xC93.154 305 9,9±0,51 103±5,8 1020±87 40,1±3,8 19,0
У,% 12,1 15,2 23,1 23,0 -
НСР 05 0,93 11,0 181,0 7.2 -
Продуктивность и урожайность новых сортов картофеля нами изучалась в условиях Джиргитальского и Файзабадского районов.
Таблица 7
Продуктивность сортов картофеля в питомнике
предварительного сортоиспытания (2010 г.)
Название сортов Кол- во расте тений Кол-во клубней, шт./куст Масса 1-го клубня, г. Продуктивность, г/раст. Урожайность (расчётная)
т/га отклонение, %
1 2 3 4 5 6 7
Кардинал (стандарт) 170 7,7±1,3 64,6± 1.9 495,9±4,7 24,8±2,3
Жуковский ранний 150 6,5±1,5 82,3±1.5 534,7±5,3 26,7±3,3 7,7
Зарина 170 10,2±1,2 71,4±1.8 730,3±4,6 36,5±3,3 47,2
Дусти 170 8,4±1,1 79,1±1.7 662,4±6,3 33,1±4,9 33,5
Таджикистан 174 9,3±1,1 77,8±2.3 721,3±6,5 36,1±3,3 45,6
Лахш 163 6,9± 1,2 81,0±3.3 560,1±5,3 28,0±3,7 12,0
1 2 3 4 5 6 7
Рашт 150 7,6±1,1 78,9±4.3 597,3±6,2 29,9±4,3 20,5
19,7 14,2 14,9 13,1
0,5 3,4 27,2 1,4
НСР05 1,7 11,1 89,8 4,5
Из таблицы 7 видно, что новые сорта картофеля, которые были изучены в питомнике предварительного сортоиспытания, имели сравнительно высокий урожай, чем стандартный сорт Кардинал и ранний сорт Жуковский ранний. Наиболее урожайными оказались сорта Зарина, Таджикистан и Дусти. Урожайность этих сортов была на 33,5-47,2 % выше стандартного сорта Кардинал.
В питомнике конкурсного сортоиспытания сорта картофеля также различались между собой по их продуктивности и урожайности (табл. 8).
Таблица 8
Продуктивность и урожайность сортообразцов картофеля в питомнике конкурсного сортоиспытания (Джиргиталь, 2011-2012 гг.)
Сорто-образцы картофеля Количество растений Кол-во клубней, шт./расте ние Масса 1-го клубня, г Продуктивность, г/растение Урожайность (расчётная)
т/га отклонение, %
1 2 3 4 5 6 7
Кардинал (стандарт) 342 8,4±1,4 91,2±3,3 766,0±8,3 38,3±1,3 0,0
Файзабад 343 8,7±2,3 104,9±4,3 912,2±9,2 45,6±1,5 19,1
Дусти 343 10,0±1,4 90,9±3,3 910,0±8,2 45,5±2,2 18,8
Клон 2 343 6,6±1,2 117,4±2,3 776,1±6,1 38,8±2,1 1,3
Клон 22 343 9,0±1,1 89,1 ±4,3 791,2±4,3 39,6±2,3 3,3
Клон 23 342 9,1±1,7 101,5±4,3 921,0±7,0 46,1±1,8 20,2
Клон 27\5 342 11,7±1,2 78,4±5,3 913,5±6,2 45,7±1,9 19,3
Клон 30\9 341 9,0±1,1 90,9±4,4 819,0±4,8 41,1±1,5 7,3
Клон 36\6 344 8,7±1,3 95,6±4,5 831,7±4,3 41,5±1,6 8,4
Клон 37\2 342 7,7±1,1 108,8±3,6 840,0±5,3 42,0±1,2 9,7
Клон 40\1 341 7,5±1,5 110,4±3,2 828,0±5,1 41,4± 1,5 8,1
Клон 47\4 343 14,2±1,6 67,3±5,3 951,1 ±4,6 47,5±1,3 24,2
Клон 47\8 340 13,0±1,5 75,1±4,4 975,0±6,0 48,8±1,6 27,4
Клон 47\11 343 10,0±1,3 83,2±4,3 825,4±4,3 41,3± 1,3 7,8
Клон 50\7 343 8,9±1,2 94,8±4,3 843,7±5,2 41,2±1,4 7,5
1 2 1 3 4 5 6 7
Клон 50\9 342 7,3±1,2 115,4±4,3 842,4±4,8 42,1±1,5 9,9
Клон 52\6 342 8,4±1,1 105,0±5,1 876,7±4,3 43,8±1,6 13,3
У% - 15,7 16,8 23,6 22,2 -
- 1,1 4,3 21,3 2,1 -
НСР 05 - 1,9 12,5 72,8 4,5 -
Например, наибольшее количество клубней на одном растении образовалось у сортообразцов - клонов №№ 27/5; 47/4; 47/8; 47/11 и сорта Дусти, превышая этот показатель стандартного сорта Кардинал на 19,1-69,1 процента. Меньшее - на 8,3-21,4%, чем у стандартного сорта - образовалось клубней на одном растении у клонов №№ 2; 37/2; 40/1; 50/9. Наиболее высокая масса одного клубня отмечалась у клонов №№ 2; 23; 37/2; 40/1; 50/9 и 52/6, превышая стандарт на 11,3 - 28,3 процента. По продуктивности с одного куста почти все сорто-образцы имели лучший показатель (на 10,1 - 209 г/куст или 1,3 -27,3%) по сравнению со стандартным сортом Кардинал. Особенно высокоурожайными были клоны №№ 23; 27/5; 47/4; 47/8, сорта Дусти и Файзабад, урожайность которых превышала стандарта на 7,4-10,5 т/га или на 19,1-27,4 процента.
В итоге, полученные новые гибриды картофеля по многим полезным признакам превышают стандартный сорт Кардинал.
6.3. Клоны картофеля с признаком обильного ягодообразова-ния. В 2009 г. на опытном участке среди популяции растений (Дезире X С93.154) под номером 36/6 -1 был выделен клон, который отличался крупными ярко-зелеными листьями, обильным цветением и массовым образованием ягод. Окраска цветков клона фиолетовая, цветки с длинным рыльцем (пестиком) и ярко - желтыми тычинками (тычиночной колонкой). Этот клон имел много крупных ягод. Почти все его цветки сформировали ягоды осенью. Клубни хранили в условиях лаборатории института при комнатной температуре. Клубни данного клона в количестве 9 шт. были посажены в грунт 20 марта 2010 г. в условиях Гиссарской долины в открытом грунте (г. Душанбе 840 метров над уровнем моря).
Во время уборки урожая было отмечено, что в условиях жаркого климата Гиссарской долины, у всех растений сформировались ягоды, в то время как у других сортов и клонов картофеля, ягоды не сформировались. Можно предположить, что этот признак у данного клона наследственно обусловлен и проявляется даже в условиях жаркого
климата Гиссарской долины. Было установлено, что ягоды клона 36/6 по размеру сравнительно крупные, их диаметр составлял 2,5-3,5 см и в ягодах содержалось по 200-300 семян.
Также в 2012 году был выделен Клон 34 tj ( FiC2 (Клон - 48 х Кондор), на одном растении у которого насчитали 130 ягод, с общим их весом 1200 г, а количество клубней составило 21 шт. с общим их весом 1500 граммов. Установлено, что количество семян у этого клона на одну ягоду составило 162 шт., а всего - 21058 шт. Таким образом, новые клоны картофеля с обильным цветением, ягодообразова-нием, коротким периодом покоя клубней, хорошей лёжкостью клубней при хранении могут быть использованы в селекционно-генетических работах в будущем.
6.4. Характеристика новых сортов картофеля. На основе сочетания традиционных методов селекции (изучение исходного материала, позитивные клоновые отборы, скрещивание, изучение гибридов и т.д.) с биотехнологическими методами оздоровления исходного материала, в течение 1997-2012 гг. нами получены новые гибриды и сорта картофеля, которые изучаются в селекционно-семеноводческом процессе.
Новый сорт картофеля Зарина районирован в республике с 2007 г.(патент № 48 от 16 марта 2007 года), а сорта Дусти и Файзабад районированы с 2013 г. (патенты №№ 94 и 95 от 25 апреля 2013 года). Сорта Таджикистан и Рашт проходят государственное сортоиспытание с 2011 г.
Биохимический анализ и дегустация вкусовых качеств новых сортов картофеля показали, что по этим признакам они имеют преимущества по сравнению с районированным сортом Кардинал, а также сортами Пикассо и Жуковский ранний (табл. 9).
Так по количеству сухих веществ отличаются такие сорта картофеля, как Таджикистан, Рашт, Зарина, Дусти и Файзабад, у которых этот показатель изменяется от 21,0 до 22,7 процента. По содержанию крахмала лучшие показатели имеют также сорта Зарина, Файзабад и Дусти - 17,5-18,5%, что на 1,0-2,2% больше, чем у сортов Кардинал и Жуковский ранний. По содержанию витамина «С» высокий показатель наблюдается у сортов Дусти, Таджикистан, Рашт и Файзабад.
На основе проведенной дегустации удалось установить, что наилучшими вкусовыми качествами обладают сорта Таджикистан и Файзабад, имеющие 8,7-8,9 баллов, что превышает показатель у сортов Кардинал, Жуковский ранний и Пикассо с оценкой 7,5-8,1 баллов.
Таблица 9
Биохимический состав и вкусовые качества сортов картофеля
(2009-2011 гг.)
Сорта Сухое вещество, % Крахмал, % Витамин "С", мг/% Вкусовые качества, (бал)
Кардинал (ст.) 18,8±0,2 16,3±0,3 18,7±0,1 7,5±0,2
Пикассо 19,1±0,1 17,1±0,2 18,8±0,3 8,1 ±0,2
Жуковский ранний 18,4±0,3 16,6±0,1 19,5±0,2 8,1±0,1
Зарина 21,0±0,2 18,5±0,1 18,2±0,2 8,5±0,2
Дусти 22,3±0,2 17,3±0,2 31,3±0,3 8,2±0,1
Файзабад 22,1±0,2 17,5±0,3 33,1±0,1 8,9±0,2
Таджикистан 22,7±0,1 16,5±0,3 32,6±0,2 8,7±0,2
Рашт 21,4±0,2 16,5±0,3 32,7±0,2 8,6±0,1
НСР 05 0,81 0,72 2,52 0,11
Таким образом, по биохимическому составу клубней и их вкусовым качествам сорта картофеля существенно отличаются друг от друга.
Новые сорта картофеля значительно превышали стандартный сорт Кардинал по урожайности (табл. 10).
Таблица 10
Урожайность сортов картофеля, т/га (Данные Государственной комиссии по испытанию новых сортов сельскохозяйственных культур при МСХ Республики Таджикистан)
Сорта картофеля Годы Среднее Отклонение от БІ.
2009 2010 2011 2012 т/га %
Кардинал -б! 31,8 25,7 33,9 33,2 31,1 0,0 0,0
Зарина 36,5 30,8 35,7 37,3 35,1 3,9 12,6
Дусти 39,5 36,0 39,2 38,5 38,3 7,2 22,9
Файзабад 39,8 35,0 40,8 38,5 38,5 7,4 23,7
Таджикистан - - 40,7 40,3 40,5 9,4 30,2
Рашт - - 39,6 39,8 39,7 8,6 27,5
У,% 13,2 13,7 12,5 15,0 13,6
НСР 05 1,85 1,98 1,47 1,70 1,75
Данные Государственной комиссии по испытанию новых сортов сельскохозяйственных культур при МСХ Республики Таджикистан подтвердили результаты наших исследований. Сорт Зарина в среднем за годы испытания по урожайности превышал стандартный сорт Кардинал на 3,93 т/га (на 12,60%). Сорта Дусти и Файзабад по урожайности в среднем за 4 года также превысили районированный сорт Кардинал (соответственно на 7,15 и 7,38 т/га или на 22,95 и 23,68%). Новые сорта Рашт и Таджикистан, превзошли сорт Кардинал по урожайности, соответственно, на 8,55 и 9,49 т/га или на 27,45 и 30,18 процентов.
Экономический эффект от выращивания новых сортов был выше, чем стандартный сорт Кардинал (табл. 11).
Таблица 11
Эффективность возделывания новых сортов картофеля
Сорта картофеля Урожайность, т/га * Стоимость валовой продукции, тыс. сомо-ни/га * Себестоимость продук дук-ции, тыс. сомони Прибыль от реализации продукции, тыс. сомони Прибавка чистой прибыли к st.
тыс. сомони %
Кардинал, бі:. 31,15 77,88 49,16 28,72 0,00 0,00
Зарина 35,08 87,50 55,37 32,13 3,41 11,87
Дусти 38,30 95,75 60,45 35,30 6,58 22,91
Файзабад 38,53 96,33 60,81 35,52 6,80 23,68
Таджикистан 40,55 101,38 64,00 37,38 8,66 30,15
1 Рашт | 39,70 99,25 | 62,66 36,59 7,87 27,40
*Примечание: при реализационной цене 1т = 2500 и себестоимости 1т =1578,3 сомони.
Как видно из таблицы 11, новые сорта картофеля, полученные на основе использования традиционных методов селекции и биотехнологии, по урожайности и чистой прибыли значительно превышают
стандартный сорт Кардинал. Это различие по чистой прибыли с га составляет 3,41-8,66 тыс. сомони или на 11,87-30,15% выше.
7. СЕМЕНОВОДСТВО КАРТОФЕЛЯ НА ОСНОВЕ ОЗДОРОВЛЕННОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА
7.1. Изучение оздоровленного материала в условиях теплицы и в открытом грунте. В условиях горной зоны (хозяйства «Чил-дара» Нурабадского района, 1800 м над уровнем моря) супер-суперэлитный оздоровленный семенной материал разных сортов картофеля в среднем превышал по высоте растений на 3,4 см (6,7%), по количеству стеблей на растении на 0,18 шт. (3,37%), по массе одного клубня - на 7,6 г. (13,87%), по количеству клубней на одно растение -на 4,74 шт. (59,55%), по продуктивности - на 359 г (83,68%) и по урожайности — на 14,0 т/га (80,1%) аналогичные показатели семенного материала, полученного методом клонового отбора.
В 1990 г. в хозяйстве им. Хамзы Файзабадского района, посадку тепличных миниклубней и супер-суперэлиты сортов Лорх, Кардинал, Невский, Жуковский ранний и Зарина проводили в июне. Вегетация растений проходила под марлевым изолятором, что сводило к минимуму повторное заражение растений вирусными болезнями. Серологические анализы показали зараженность части растений вирусами Х,8,М,У (2-4% растений от общего количества растений). Самую низкую степень зараженности наблюдали у сорта Невский (1,3 -3,0%), а самую высокую - у сорта Жуковский ранний (4-7%).
В конце 1990 г. было собрано более 1000 кг безвирусного семенного материала сортов Лорх, Кардинал, Невский, Жуковский ранний и Зарина. Свежеубранные клубни горной репродукции, полученные от посадки супер-суперэлиты, были посажены в отапливаемую теплицу в декабре в Гиссарской долине. Для снятия периода покоя, использовали ростоактивирующие вещества - гиббереллин и тиомоче-вину. Урожай клубней, который был собран в середине мая, снова обработали ростоактивирующими препаратами гиббереллином и тиомочевинной. Через 15 дней после обработки клубней, на них появились ростки, и в начале июня они были высажены в хозяйстве «Хамза» Файзабадского р-на и Опорном пункте НПО «Богпарвар» Джиргитальского р-на на высоте 1800-2000 м над уровнем моря. Урожай был собран в конце сентября 1991 года.
Оздоровленный элитный материал имел преимущество по сравнению с семенным материалом, полученным традиционным методом
по массе одного клубня (на 40,22%), по количеству клубней на растение (на 13,49%), по продуктивности растений (на 29,02%).
Следует отметить, что при посадке оздоровленных клубней методом биотехнологии элитного семенного материала мы получили на 5,1 т/га (21,8%) больше урожая, чем от использования при посадке элитного семенного материала, полученного методом клонового отбора (контроль) (рис. 9).
28,5
23,4
А А- >.
5,1
"1
13 ¿3.
Ра шица между Б н А
2.3
: С']
НС'Р 05
лита, контроль; Б-члита, полученная на основе биотехнологии
Рис. 9. Урожайность картофеля в зависимости от вида посадочного материала (Файзабадский район, 1991 г.)
Как показали наши исследования, оздоровленный семенной материал картофеля в процессе размножения также подвергается повторному заражению вирусными заболеваниями (табл. 12).
Следует отметить, что количество больных растений в зависимости от высоты над уровнем моря и по районам разное. В Джиргиталь-ском районе больных растений по сравнению с Файзабадским районом было меньше на 2,23 процента. Это связано с более прохладным климатом и с большой высотой местности над уровнем моря. В среднем, оздоровленный семенной материал картофеля на четвертом году репродуцирования поражается вирусами в количестве - 3,4 -10,5 процента. Наименьшее количество больных растений наблюда-
лось по сорту Кардинал (4,5%), а наибольшее по сорту Жуковский ранний (10,5%).
Таблица 12
Количество больных растений при повторном заражении оздоровленного материала картофеля вирусной инфекцией (1990-1992 гг.)
Сорт Число осмотренных растений Растения с признаками вирусных заболеваний: Всего больных растений, %
X, Б Г,У
количество % количество %
Файзабадский район (1800 м над уровнем моря)
Лорх 98 3±0,2 3,1±0,3 5±0,2 5,1 ±0,1 8,2
Кардинал 110 3±0,1 2,7±0,4 2±0,3 1,8±0,3 4,5
Ранняя роза 100 2±0,2 2,0±0,5 3±0,2 | 3,0±0,3 5,0
Жуковский ранний 105 6±0,3 6,3±0,2 4±0,3 4,2±0,2 10,5
Невский 95 5±0,3 4,8±0,5 3±0,2 2,9±0,2 7,7
Джиргитальский район (2000 м над уровнем моря)
Лорх 105 4±0,1 3,8±0,2 2±0,2 1,9±0,2 5,7
Кардинал 107 2±0,2 1,7±0,3 2±0,2 1,7±0,2 3,4
Ранняя роза 109 2±0,2 1,8±0,1 3±0,3 2,8±0,2 4,6
Жуковский ранний 110 3±0,4 2,7±0,3 3±0,1 2,7±0,3 5,4
Невский 104 2±0,3 1,9±0,2 3±0,1 2,9±0,2 4,8
У% 5,3 5,3 5,5 6,0
0,2 0,6 0,3 0,3
НСР05 0,6 1,1 0,9 0,9
Следовательно, с учётом таких агроэкологических факторов, как тепло и фотопериода в Республике Таджикистан и использованием ростоактивирующих средств (тиомочевины и гиббереллина) рекомендуется одногодичная, двухгодичная и трехгодичная схемы выращивания элиты и организации семеноводства с использованием методов биотехнологии. Рекомендуемые схемы выращивания элитного семенного материала картофеля способствуют сокращению сроков выращивания элиты на два-три года по сравнению с традиционными методами выращивания элиты, что также ведет к сокращению производственных затрат и сроков сортообновления в республике. Путем
использования этих схем нами в течение 1989-1991 гг. было выращено более 500 т элитного семенного материала сортов Лорх, Кардинал, Невский, Жуковский ранний и Зарина. Этот материал был передан семеноводческим хозяйствам и фермерам Джиргитальского, Файза-бадского и Ганчинского районов для проведения сортообновления.
7.2. Сроки посадки семенного материала в горной зоне. Проведенные исследования в течение длительного время в условиях Джиргитальского района показали, что по мере удлинения периода хранения и при поздних сроках посадки, в условиях нарастания температуры до 12-15°С, клубни прорастают, что приводит к после - посадочному загниванию части таких клубней и, как следствие, к снижению всхожести. Например, посадка картофеля 15 июня приводит к уменьшению всхожести растений у сорта Воротынский ранний на 20,7%, а у сортов Берлихенген и Варена на 16,7% и 15,8%, соответственно, по сравнению с посадками этих сортов в начале мая. При посадке картофеля в середине мая, в начале и середине июня, уменьшается всхожесть растений на 3,86%; 9,43% и 17,73% по сравнению с посадкой в начале мая. Это приводит к уменьшению количества растений, на один га, соответственно, на 1,64; 4,87 и 9,74 тыс. растений. При посадке картофеля в начале мая, наблюдается увеличение площади листовой поверхности одного растения по сравнению с растениями, посаженными в середине мая, в начале и середине июня, соответственно, на 4,9; 12,2; 37%, а площади листовой поверхности на 1 га соответственно на 2,1; 20,6 и 45,5 процента. При проведении посадки картофеля в течение первой половины мая можно получить в среднем до 31 т/га урожая. Этот показатель будет значительно ниже при посадке во второй половине июня (на 12 т/га или на 61,7%). В среднем при проведении посадки картофеля в начале и в середине мая, урожайность выше на 65,6% и 42,4%, чем при посадке в начале и в средине июня. Таким образом, при посадке в первой половине мая можно до 61,7% увеличить урожайность по сравнению с посадкой в первой половине июня.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для дальнейшей интенсификации картофелеводства в Республике Таджикистан необходимо усилить научно-исследовательскую работу по выведению новых высокопродуктивных сортов картофеля, укрепить семеноводческую работу на основе методов классической селекции и современной биотехнологии, подготовить опытных фер-
меров - производителей качественного семенного материала картофеля и развивать рынок по обеспечению сертифицированным семенным материалом. По нашему мнению, для повышения эффективности селекционно-семеноводческой работы в будущем особая роль принадлежит знанию биологических особенностей роста и развития растений картофеля в различных экологических условиях горной зоны республики, комплексному сочетанию традиционных методов селекции картофеля с методами биотехнологии, которая схематически приводится на рис. 10.
Рис. 10. Схема сочетания традиционных методов селекции картофеля с методами биотехнологии.
Благодаря сочетанию методов традиционной селекции и биотехнологии значительно ускоряется процесс получения новых гибридов и сортов картофеля на основе оздоровленного исходного материала картофеля, который включает следующие этапы работы:
1. Выделенные клоны в горной зоне в условиях лаборатории подвергаются тщательному тестированию на отсутствие вирусов в скрытом виде на основе ELISA- тестирования.
II. После этого клоны подвергаются процессу оздоровления в ла-
боратории и с использованием метода клонального размножения меристемы получают здоровые клоны.
III. Оздоровленный материал в виде пробирочных растений или микроклубней в последующие годы выращивается в горных условиях на изолированных участках, в марлевых домиках или в открытом грунте.
IV.В питомнике по гибридизации на основе оздоровленного исходного материала проводится скрещивание различных генотипов картофеля. Гибридизацию можно проводить либо в марлевых домиках, либо в открытом грунте.
V. В питомниках изучаются гибриды первого поколения - сеянцы (Р,С0) и первого - третьего клубневого поколения и (Р^.з) с родительскими сортами и стандартным сортом, а также отборы для второго цикла оздоровления и ускоренного размножения селекционного материала методом биотехнологии.
Таким образом, в результате проведения клонового отбора, оздоровления их методом биотехнологии, проведения скрещиваний, выделением перспективных клонов среди популяции гибридов Б^ю и ускоренного размножения в будущем можно значительно ускорить процесс получения новых гибридов, линий и сортов картофеля.
выводы
1. В агроэкологических условиях Таджикистана (на высоте более 2700 м над уровнем моря) в зависимости от генотипа сортообразцов, на одном растении картофеля формируется от 30 до 76 бутонов и от 15 до 63 цветков. Ягоды формируются у 13,7% от общего количества цветков, а в одной ягоде в среднем образуется 96 штук семян.
2. Среди изученных сортообразцов картофеля 16% имеют до 10% фертильных пыльцевых зёрен, 29% сортообразцов - от 11 до 80%, 37% - от 81 до 90% и около 18% сортообразцов имеют более 91% фертильных пыльцевых зёрен. Под влиянием вирусной инфекции (мозаичность) наблюдается снижение фертильности пыльцевых зерен картофеля в среднем на 53,3% в сравнении со здоровыми растениями.
3. Формирование гибридных ягод при скрещивании картофеля варьирует в диапазоне от 1 до 80%, что свидетельствует о благоприятных агроэкологических условиях для проведения гибридизации картофеля в горной зоне республики.
4. Частота клоновых отборов среди гибридов Р,С| картофеля в зависимости от вида гибридной комбинации составляет от 1,0 до
28,0%. Высокая частота отбора установлена у внутривидовых гибридных комбинаций: Дусти х Кондор (28,0%), Кардинал х Кондор (23,4%), а низкая частота отбора в комбинациях - Клон 48 х Кондор (1,0%), Кардинал х Пикассо (1,5%), Клон- 40\1х Дусти (2,3%).
5. У сортообразцов картофеля наблюдается высокая положительная корреляция между признаками: фертильность пыльцевых зёрен и формирование семян в ягодах картофеля, количества клубней на растении и продуктивность, масса одного клубня и продуктивность.
6. У гибридов картофеля фиолетовая окраска цветков по отношению к белой, желтая окраска клубней по отношению к красной и неокрашенность глазков по отношению к красной окраске глазков проявляются как доминантные.
7. Истинный гетерозис (Гист), гипотетический гетерозис (Ггип) и коэффициент доминирования (Н) - по продуктивности составляют соответственно 28%, 42,08% и 8,13, что свидетельствует о высоком уровне гетерозиса по этим признакам.
8. Общая биомасса у новых линий картофеля, полученных на основе сочетания традиционных методов селекции и способов биотехнологии (клоны: 21з; 23^; 33^; ^ 53) изменяется от 45 до 110 т/га, против показателя стандартного сорта Кардинал - 37 т/га, а хозяйственно ценный урожай, соответственно от 40 до 71 т/га против ЗОт/га у стандарта.
9. Выделено восемь перспективных комбинаций, полученных из Международного центра картофеля (СИП), которые в течение 20052012 гг. имели лучшие показатели по количеству клубней на одном растении, массе одного клубня, продуктивности и урожайности, по сравнению со стандартным сортом Кардинал. Наиболее высокопродуктивными были растения из гибридных комбинаций 397036.7 х С93.154; С92.140 х 92.187; ТШа х С93.154; Дезире х 92.187 (950-1200г/растение).
10. Оздоровленный методом биотехнологии семенной материал картофеля (супер-супереэлита), в зависимости от сортовых особенностей, способствует увеличению урожайности на 65,5-90,5% по сравнению с контролем. Элитный семенной материал превосходит элиту, полученную клоновым отбором: по массе одного клубня на 40,22%, по количеству клубней на растении на 13,49% и по урожайности на 29,0%.
11. В горной зоне при проведении посадки картофеля в начале и в середине мая урожайность на 65,6% и на 42,4% выше, а содержание
крахмала в клубнях на 1,1-2,0% больше, чем при посадке в начале и в средине июня.
12. На основе комплексного использования методов традиционной селекции и современной биотехнологии получены новые сорта картофеля-Зарина, Дусти, Файзабад, Таджикистан и Рашт, которые по урожайности и чистой прибыли значительно превосходят стандартный сорт Кардинал. Возделывание этих сортов обеспечивает получение чистой прибыли с 1 га на 2910-7710 сомони (или 600-1600 долл. США) выше, чем при возделывании сорта Кардинал.
13. В горной зоне на высоте более 2700 м над уровнем моря на основе использования методов традиционной селекции и современной биотехнологии создан генбанк здорового коллекционного материала картофеля (более 200 сортообразцов - in situ) для использования в селекционно-семеноводческом процессе, а также хранения в условиях ex-situ.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
1. В условиях горной зоны Таджикистана рекомендуется возделывать районированные новые сорта картофеля - Зарина, Дусти и Файзабад, а также перспективные сорта Таджикистан и Рашт, которые по урожайности значительно (на 21-30%) превышают стандартный районированный сорт Кардинал.
2. Для ускорения селекционно-семеноводческого процесса рекомендуется новая схема комплексного использования традиционных методов селекции на основе оздоровленного исходного семенного материала методом биотехнологии (рис.10). В селекционном процессе на высокую продуктивность и адаптивность к условиям возделы-вания-использовать следующие гибридные комбинации: Дусти х Кондор, Файзабад х Пикассо, Клон- 48 х Дусти, Клон -23 х Пикассо, Дусти х Пикассо, Клон 48 х Кондор, Кардинал х Кондор и Клон - 66 х Файзабад.
3. В семеноводческом процессе в условиях горной зоны Таджикистана рекомендуются сокращенная схема получения суперэлитного и элитного материала на основе использования методов биотехнологии и ранние сроки посадки семенного картофеля.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендуемых ВАК Российской Федерации:
1. Партоев К. Рациональные схемы посадки картофеля / К. Пар-тоев // Картофель и овощи. - М., 1990. - №2. - С. 12-13.
2. Партоев К. Определение жизнеспособности пыльцевых зерен и гибридизация сортов картофеля (Solanum tuberosum 1.) в условиях Таджикистана / К. Партоев, С. Наймов, К. Меликов, А. Чумахмадов, С. Абдурахимов // Кишоварз (Земледелец). - Таджикский аграрный университет. - Душанбе, 2009. - Т. 2. - С. 17-21.
3. Партоев К. Новый сорт картофеля - Дусти / К. Партоев, С. Наймов, М. Сулангов, К. Меликов, К. Карли, К.А. Алиев // Доклады Академии наук Республики Таджикистан. - Душанбе, 2009. - Т. 52, № 10.-С. 802-805.
4. Партоев К. Фертильность пыльцевых зерен картофеля (Solanum tuberosum L.) в условиях Таджикистана / К. Партоев, С. Наймов, К. Меликов, А. Джумахмадов, С. Абдурахимов // Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отд. биол. и мед. наук. - Душанбе, 2009,- № 3 (168). - С. 58-63.
5. Партоев К. Использование ботанических гибридных семян в селекции картофеля (Solanum tuberosum L.) / К. Партоев, С. Наймов, К. Меликов, А. Джумахмадов // Доклады Академии наук Республики Таджикистан,- Душанбе,- 2010,- Т. 53, № 9.- С. 718- 723.
6. Партоев К. Хосилнокии киёсии навъхои нави селексияи вата-нии картошка дар шароити нохияи Джиргатоли Чумхурии Точики-стон (Средняя урожайность новых сортов картофеля в условиях Джиргитальского района Республики Таджикистан) / К. Партоев, И. Каримов, М. Сардоров // Кишоварз (Земледелец). Таджикский аграрный университет. - Душанбе, 2011. - Т. 4 (52). - С. 15-17.
7. Партоев К. Формирование генеративных органов картофеля (Solanum tuberosum L.) в горных условиях Таджикистана / К. Партоев, К. Меликов, А. Наймов, И. Каримов, К. Алиев // Известия Академии наук Республики Таджикистан. Отд. биол. и мед. наук. - Душанбе, 2012. - № 2 (179). - С. 44-50.
8. Партоев К. Продуктивность и гетерозис у гибридов картофеля (Solanum tuberosum L.) / К. Партоев, А. Наймов, К. Алиев // Доклады Академии наук РТ . - Душанбе, 2012. - Т. 55, № 11. - С. 907-912.
9. Партоев К. Продуктивность гибридов Р^ картофеля / К. Партоев, А. Наймов, К. Алиев // Известия Академии наук Республики Таджикистан,- Душанбе, 2012. - № 4 (181). - С. 62- 66.
10. Партоев К. Гибриды Р| картофеля: доминирование и гетерозис в условиях горной зоны Таджикистана / К. Партоев / Вестник Таджикского национального университета. Серия естественных наук. -Душанбе, 2013. - №1/1(102). - С. 200-205.
11. Партоев К. Корреляционные связи между признаками генеративных органов и продуктивностью картофеля в условиях горной зоны Таджикистана / К. Партоев // Доклады Таджикской академии сельскохозяйственных наук. - Душанбе, 2013.-№ 1(35).- С. 8-11.
12. Партоев К. Селекция картофеля в Таджикистане/ К. Партоев / Вестник педагогического университета.- Душанбе, 2013.-№3(52). - С. 230-233.
13. Партоев К. Гибриды Р1 картофеля: Расщепление качественных признаков / К. Партоев / Вестник педагогического университета. -Душанбе, 2013.- №3(52). - С. 245-247.
14. Партоев К. О расщеплении качественных признаков у гибридов картофеля / К. Партоев // Кишоварз (Земледелец). Таджикский аграрный университет. - Душанбе, 2013. - № 1 (57). - С. 11-12.
15. Партоев К. О биохимическом свойстве сортов картофеля / К. Партоев // Кишоварз (Земледелец). Таджикский аграрный университет. - Душанбе,- 2013.- № 2 (58). - С. 24-27.
Статьи, опубликованные в других научных журналах и сборниках материалов международных и всероссийских съездов и конференций:
16. Партоев К. Семеноводство - основа получения высокого урожая картофеля / К. Партоев // Тезисы докл. научно-практич. семинара. - Душанбе, 1985. - С. 45-46.
17. Партоев К. Улучшить семеноводство картофеля / К. Партоев // Сельское хозяйство Таджикистана.- Душанбе, 1987,- №7. - С.23-24.
18. Партоев К. Семеноводство картофеля в горной зоне Таджикистана / К. Партоев // Информ. листок Тадж.НИИНТИ.- Душанбе, 1987.-4 с.
19. Партоев К. Влияние массы клубней и густоты посадки на урожайность картофеля / К. Партоев // Информ. листок Тадж. НИИНТИ,- Душанбе, 1987. -4 с.
20. Партоев К. О преимуществе местного семенного картофеля
перед завозным / К. Партоев // Сборник научных трудов ТНИИСВО.-Душанбе,1987,-T.V. - С.78-81.
21. Партоев К. Дастури картошкапарвар (Справочник картофелевода) / К. Партоев, Б. Каримов, М.Н. Назаров. - Душанбе, 1988. -161 с.
22. Партоев К. Ещё раз о семеноводстве картофеля / К. Партоев, М.К. Касимов, В.В. Триппель // Агропромышленный комплекс Таджикистана. - Душанбе, 1988. - №1. - С. 24-27.
23. Партоев К. Ранний картофель / К. Партоев // Агропромышленный комплекс Таджикистана. - Душанбе. - 1988, № 12. - С.45-48.
24. Партоев К. Агротехника возделывания раннего картофеля / К. Партоев // Агропромышленный комплекс Таджикистана. - Душанбе, 1989.- №2. - С.34-36.
25. Алиев К.А. Безвирусный картофель/ К.А. Алиев, К. Партоев // Агропромышленный комплекс Таджикистана. - Душанбе, 1989.-№7. - С.25-29. .
26. Партоев К. Хранение картофеля / К. Партоев // Агропромышленный комплекс Таджикистана. - Душанбе, 1989. - №10. - С. 33-37.
27. Партоев К. Семеноводство — основа интенсификации картофелеводства / К. Партоев // Сборник научных трудов ТНИИСВО. -Душанбе, 1990.- Т. VIII. - С.89-90.
28. Партоев К. О норме посадки картофеля/ К. Партоев // Сельская жизнь. - Душанбе, 1990.- №4. - С. 45-47.
29. Партоев К. Эффективность горного семеноводства / К. Партоев // Сельская жизнь. -Душанбе, 1991. - №3.- С.31-33.
30. Партоев К. Семеноводство картофеля в Джиргатальском районе / К. Партоев, Х.С. Сафарбеков // Информ. листок Тадж. НИИНТИ,- Душанбе, 1993. - 5 с.
31. Партоев К. Генеративное размножение картофеля / К. Партоев, Б.К. Каримов // Информ. листок Тадж.НИИНТИ. - Душанбе, 1993.-5 с.
32. Партоев К. Новый сорт картофеля Зарина / К. Партоев // Информ. листок Тадж.НИИНТИ. - Душанбе, 1994. - 5 с.
33. Партоев К. Справочник картофелевода (на тадж.яз.) / К. Партоев, Б.К. Каримов, М.А. Орипов //- Душанбе, 1997. - 112 с.
34. Партоев К. Столбурное увядание картофеля в условиях Фай-забадского района / К. Партоев // Информ. листок Тадж.НИИНТИ.-Душанбе, 1994. - 5 с.
35. Партоев К. Рекомендации по возделыванию и семеноводству овощных, бахчевых и картофеля в Кулябской зоне Хатлонской области / К. Партоев, М.С. Сулангов, У. Рахматчонов, Р. Эсанов // -Душанбе, 2005. - 115 с.
36. Партоев К. Семеноводство картофеля требует улучшению / К. Партоев, С. Наймов, Б. Каримов // Фермер. - Душанбе, 2005. -
№10(19).-С. 25-30.
37. Партоев К. О безвирусной системе семеноводства картофеля в Таджикистане / К. Партоев, С. Наймов, К. Алиев, Б. Каримов, М. Анварова, Т. Мукимов, М. Сулангов, К. Меликов // Вклад физиологии, генетики, селекции и биотехнологии растений в решение проблем сельского хозяйства Таджикистана,- Душанбе, 2006. - С. 58-74.
38. Партоев К. Почвообытаюшие вредители картофеля в Таджикистане / К. Партоев, Б. Каримов, К. Алиев, Т. Мукимов, К. Меликов, М. Сулангов, М. Давлатов // Вклад физиологии, генетики, селекции и биотехнологии растений в решение проблем сельского хозяйства Таджикистана,- Душанбе, 2006. - С. 75-85.
39. Партоев К. Изучение образцов картофеля в разных экологических условиях Таджикистана / К. Партоев, Б. Каримов, К. Меликов, М. Сулангов // Тезисы докладов II Вавиловской Международной Конференции - Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке. - Санкт- Петербург, 2007. - С. 329- 331.
40. Партоев К. Технология производства семенного картофеля (на тадж. языке) / К. Партоев, Б. Каримов, Т. Ахмедов, Т. Набиев, Т. Мукимов, К. Меликов // - Душанбе, 2007. - 28 с.
41. Carli, С. One the potato seed (TPS) family with potential for variety release identified in Tajikistan / C. Carli, B. Karimov, K. Partoev, K. Melikov, S. Naimov // Актуальные направления развития научных исследований по картофелеводству и овощеводству.- Алма- Ата, Кай-
нар, 2008. - Р. 22-23.
42. Партоев К. Об оздоровлении семенного картофеля в Таджикистане / К. Партоев, Б. Каримов, М. Сулангов, К. Меликов, С. Наймов, К. Алиев, М. Анварова, Т. Мукимов // Актуальные направления развития научных исследований по картофелеводству и овощеводству. - Алма- Ата, Кайнар, 2008,- С.242-246.
43. Partoev К. Potato research and development in Tajikistan / К Partoev, M. Sulangov, K. Melikov, S. Naimov, K. Aliev, Z. Davlatnaza-rova, B. Karimov, T. Mukimov // Abstracts Global Potato Conference.-Delhi, 2008.- P.34.
44. Carli С. Resent advances in potato research and development in Central Asia / C. Carli, D. Khalikov, F. Yuldashev, K. Partoev, K. Me-likov, S. Naimov // Abstracts Global Potato Conference.- Delhi, 2008. - P.
45. Партоев К. Новые сорта картофеля (Навъхои нави картошка) / Илм ва Хаёт. - Душанбе, 2009. - № 10-12. - С. 42-43.
46. Партоев К. Новый сорт картофеля - Дуста / К. Партоев, С. Наймов, М. Сулангов, К. Алиев, Б. Каримов, К. Меликов, К. Карли //Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции,- Санкт - Петербург, 2009.-Т. 166.-С. 186-192.
47. Партоев К. Фертильность пыльцевых зерен и гибридизация картофеля (Solanum tuberosum 1.) в условиях Таджикистана / К. Партоев, С. Наймов, К. Меликов, А. Джумахмадов, С. Абдурахимов // Факторы экспериментальной эволюции организмов. - Киев, 2010. - Т. 8. - С. 203-206.
48. Партоев К. Клоновые отборы среди гибридов Fj картофеля (Solanum tuberosum L.) в условиях Таджикистана / К. Партоев, С. Наймов, К. Меликов, А. Джумахмадов // Факторы экспериментальной эволюции организмов. -Киев- Логос, 2011.- Т. 10. - С. 500-504.
49. Алиев К. Использование методов селекции и биотехнологии в картофелеводстве Таджикистана / К. Алиев, К. Партоев // Физиология растений и проблемы развития растениеводства в Таджикистане.
Душанбе, 2011.-С. 27-30.
50. Партоев К. О гибридизации картофеля (Solanum tuberosum L.) в условиях Таджикистана / К. Партоев, К. Меликов, А. Наймов, А. Джумахмадов // Физиология растений и проблемы развития растениеводства в Таджикистане,- Душанбе, 2011. - С. 96-100.
51. Партоев К. Клон картофеля с признаком обильного ягодооб-разования / К. Партоев, К. Меликов, А. Джумахмадов, К. Карло, Ф. Юлдашев // Стратегические вопросы мировой науки. Przemysl, Nauka I studia, 2012. - С. 28-32. http://www.ukrnauka.ru/SWMN/2012-02-08-A4 tom-27.pdf
52. Партоев К. О гибридах картофеля (Solanum tuberosum 1.), полученных в условиях Таджикистана/ К. Партоев, К. Меликов, А. Наймов, И. Каримов // Вклад биологии и химии в обеспечение продовольственной безопасности и развитие инновационных технологий в Таджикистане,- Худжанд, 2012. - С. 180-181.
53. Партоев К. Цветение, жизнеспособность пыльцевых зёрен и ягодообразование картофеля (Solanum tuberosum L.) в условиях Та-
джикистана / К. Партоев, К. Меликов, А. Наймов, И. Каримов // Актуальные проблемы, перспективы развития сельского хозяйства для обеспечения продовольственной безопасности Таджикистана. - Душанбе, 2012. - Т. VII. - С. 21-25.
54. Партоев К. Об урожайности новых сортов картофеля в условиях Джиргитальского района / К. Партоев, И. Каримов // Фотосинтез и проблемы повышения продуктивности растений. -Душанбе,
2012.-С. 93-100.
55. Партоев К. Сочетание методов селекции и биотехнологии для ускорения селекционного процесса / К. Партоев, К. Алиев, К. Меликов, А. Наймов // Идеи Н.И. Вавилова в современном мире. -Санкт- Петербург, 2012. - С. 319-320.
56. Партоев К. О прививке картофеля (Solanum tuberosum L.) на баклажан (Solanum melongena L.) / К. Партоев, К. Меликов // Идеи Н.И. Вавилова в современном мире. - Санкт- Петербург, 2012. - С. 320.
57. Партоев К. Биологическая и хозяйственная продуктивность гибридов F,C3 картофеля / К. Партоев, К. Меликов, А. Наймов, И. Каримов // Образованието и науката на XXI век. - София,- «БелГРАД-БГ» ООД 202, 2012. - С. 78-82.
58. Партоев К. Гибридизация картофеля (Solanum tuberosum 1.) в условиях Таджикистана / К. Партоев, С. Наймов, К. Меликов, А. Джумахмадов, А. Абдурахимов // Website:(http://grow.clicr.ru/news): Раздел «Публикации» (http://grow.cIicr.ru/publications): от 30 января 2012 г.
59. Партоев К. Ягодообразование - важный признак для сохранения биоразнообразия картофеля/ К. Партоев, А. Наймов, К. Алиев// Материалы пятой Международной конференции «Экологические особенности биологического разнообразия». Таджикистан, Худжанд,
2013.- С. 151-152.
60. Партоев К. Изучение сортообразцов картофеля в условиях Таджикистана / К. Партоев, К. Меликов, И. Каримов / Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика. Материалы IV международной научно-практической конференции / Оренбург, 2103. - С. 194-197.
Учебные пособия и методические рекомендации
61. Partoev К. The hybridization of potato (Solanum tuberosum L.) in Tajikistan / K. Partoev, S. Naimov, K. Melikov, A. Jumahmadov, S. Abdurahimov //- Dushanbe, 2010. -38p.
62. Партоев К. Выращивание картофеля в горной зоне Таджикистана / К. Партоев, К. Меликов, Ч. Саидова, М. Сулангов, Б. Каримов, Т. Ахмедов //- Душанбе,2010. - 35 с.
63. Партоев К. Путеводитель для сельскохозяйственных работников / К. Партоев, М. Сулангов, X. Намозов, А. Абдурахмонов // -Душанбе, 2010.-66 с.
64. Партоев К. Выращивание семенного картофеля / К. Партоев, С. Наймов, Б. Каримов, М. Сулангов, К. Меликов, К. Алиев // - Душанбе, 2011. - 60 с.
65. Партоев К. Словарь по картофелеводству / К. Партоев, Ли Чунг Сик, К. Алиев, А. Ф. Салимо. - Душанбе, 2011. -43 с.
66. Партоев К. Селекция и семеноводство картофеля в условиях Таджикистана / Партоев К. - Душанбе, Дониш, 2013. - 190 с.
Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 2Л, оф. 022
Тел: 295-30-36, 564-77-41, 564-77-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 12.07.2013 г. Печл. 3,0 Заказ № К-7280. Тираж 150 экз. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать - ризография.
Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Партоев Курбонали, Казань
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
ВВЕДЕНИЕ.......................................................................5
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ...................................................11
1.1. Краткая история происхождения картофеля и введения
его в культуру...............................................................11
1.2. Краткое морфологическое описание и питательная ценность картофеля.....................................................................17
1.3. Производство картофеля в мире и в Таджикистане.................23
1.4. История и современное состояние селекции картофеля............29
1.5. О роли биотехнологии в селекционно-семеноводческом процессе........................................................................35
1.6. Болезни и вредители картофеля в Таджикистане....................43
1.7. Грибные болезни............................................................44
1.8. Бактериальные болезни....................................................46
1.9. Вирусные болезни...........................................................47
1.10. Вироиды картофеля......................................................52
1.11. Вредители картофеля.....................................................60
1.12. Создание банка здоровых сортов картофеля ( БЗСК)............64
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ......70
2.1. Географическое расположение и почвенно-климатические условия местности проведения исследований.........................70
2.2. Местность проведения исследований....................................79
2.2.1. Почвенно-климатическая характеристика Ляхшского массива Джиргатальского района...............................79
2.2.2. Почвенно-климатическая характеристика Гиссарской долины..................................................................83
2.3. Объект исследований.......................................................86
2.4. Методика проведения исследований....................................88
2.5. Методика получения и изучения оздоровленного материала....90
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. По оценкам ФАО ООН (2010), в настоящее время 30 сельскохозяйственных культур обеспечивают 95% потребностей человечества в калорийной пище, четыре из них - рис, пшеница, кукуруза и картофель - обеспечивают более 60%, причем картофель считается одной из ведущих и наиболее ценных продовольственных культур в мире (Росс, 1989). Картофель является важной сельскохозяйственной культурой в условиях Таджикистана, а отрасль картофелеводства играет особую роль в обеспечении продовольственной безопасности страны. В связи с этим, правительство республики уделяет особое внимание дальнейшему развитию данной отрасли. В 2012 году в республике принята Государственная Программа по развитию картофелеводства (2012-2016 гг.), которая выдвигает новые задачи перед специалистами сельского хозяйства, а также генетиками, селекционерами, фитопотологами по созданию новых перспективных сортов картофеля. Лимитирующими факторами развития картофелеводства в республике являются ограниченность земельных ресурсов, отсутствие в производстве урожайных и адаптированных сортов этой культуры. Поэтому возникает необходимость в дальнейшей интенсификации картофелеводства, как одной из важных отраслей сельского хозяйства, что требует комплексного научно-обоснованного подхода с использованием достижений селекции, генетики и биотехнологии. Комплексный подход к картофелеводству связан с выведением новых урожайных и устойчивых к болезням сортов картофеля, организацией первичного семеноводства на безвирусной основе, разработкой технологии возделывания перспективных сортов, налаживанием рынка сертифицированного посадочного материала. Для синтеза новых перспективных сортов картофеля большое значение имеет создание генетического банка оздоровленного методами биотехнологии материала и вовлечение его в селекционно — семеноводческий процесс.
Благодаря агроэкологическим факторам и изолированности массивов
от проникновения болезней и вредителей, в горной зоне Таджикистана можно долго поддерживать биологический потенциал новых сортов картофеля, которые могут быть реализованы путем рационального сочетания методов традиционной селекции с современной биотехнологией. Проведенные исследования в условиях Таджикистана (Насыров , 1975, 1986; Насыров и др., 1995; Алиев и др., 1989; 1996; 1997; 1999; 2006; Каримов, 1995; Давлятназа-рова, 1996; Муминджанов,1997; 2000; 2003; Каримов, 1988; Партоев, 1987; Анварова, 1988; Бобохонов, 1999; Назарова, 2006; Каримов и др., 2006; Партоев и др., 2007; 2008; Салимов, 2007; Бободжанов, 2009; Алиев, 2012) показали возможность усиления семеноводческой работы путем использования оздоровленного семенного материала картофеля. Однако, научно - практического использования традиционных методов селекции и способов биотехнологии для создания новых гибридов и сортов картофеля в разных агроэколо-гических условиях Таджикистана не были изучены и слабо проработаны, что является главной целью нашей работы.
Исследования выполнялись нами согласно планам НИР Института садоводства и овощеводства Таджикской академии сельскохозяйственных наук (ТАСХН) (№ ГР 01821024423; (№ ГР 01890003132) в течение 1984-2007 гг. и Института ботаники, физиологии генетики растений Академии наук Республики Таджикистан № ГР 0106ТД304; № ГР 0102ТД912) в период с 2008 по 2012 гг.
Цель и задачи исследований. Целью работы являлось выявление биологических особенностей роста и развития растений, создание и изучение новых перспективных гибридов и сортов картофеля, устойчивых к болезням, адаптированных к условиям возделывания на основе использования методов традиционной селекции и биотехнологических методов оздоровления исходного семенного материала.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Изучить особенности формирования генеративных органов и фер-
тильности пыльцевых зёрен сортов и гибридов картофеля в горной зоне и подобрать исходный материал для гибридизации.
2. Провести внутривидовую гибридизацию картофеля, определить характер проявления гетерозиса у гибридов Бь расщепление качественных признаков, комбинационную способность при гибридизации, частоту отбора и характер проявления ряда хозяйственно полезных признаков у гибридов Б^ьт картофеля.
3. Изучить корреляционные связи между признаками у сортообразцов, проявление истинного, гипотетического гетерозиса и коэффициента доминирования признаков у гибридов (первое клубневое поколение) картофеля.
4. Разработать способы сочетания методов традиционной селекции с биотехнологией, создать на этой основе новые перспективные гибриды и сорта картофеля, а также обосновать систему получения элитного семенного материала картофеля, оздоровленного методами биотехнологии.
5. Изучить и рекомендовать оптимальные сроки посадки семенного картофеля в горной зоне.
6. Оценить пищевую ценность и экономическую эффективность возделывания новых гибридов и сортов картофеля.
7. Создать банк здоровых сортообразцов картофеля в горной зоне (на высоте 2700 метров над уровнем моря) и обеспечить сохранность коллекционного материала в условиях т-БЙи и ех-эки.
Научная новизна. В результате проведенных исследований, нами установлены: особенности формирования генеративных органов картофеля в горной зоне, параметры варьирования признаков фертильности пыльцевых зёрен и изменчивости формы цветков и тычиночной колонки у сортообразцов, корреляция между фертильностью пыльцевых зёрен и формированием семян в ягоде, снижение фертильности пыльцевых зёрен при вирусном заболевании растений.
В результате внутривидовых скрещиваний получены новые перспек-
(, ч 1
К'1
тивные гибриды и клоны картофеля. Установлена эффективность отбора, корреляция между полезными признаками у сортообразцов картофеля, уровень истинного (Гист), гипотетического (Ггип) гетерозиса и коэффициента доминирования (Н) у гибридов Б^! картофеля. Доказано, что в горной зоне урожайность оздоровленного методами биотехнологии семенного картофеля значительно выше, чем у семенного материала, полученного методами традиционного клонового отбора. Установлено влияние агроэкологических условий и зоны выращивания семенного материала на рост, развитие и продуктивность сортов и гибридов картофеля. Для повышения эффективности селекционно-семеноводческой работы разработан комплексный способ сочетания традиционных методов селекции (оценка и подбор родительских форм, скрещивание и отбор клонов) с методами биотехнологии. Дана оценка биохимическому составу клубней, их вкусовым и пищевым качествам. Обосновано экономической эффективности выращивания новых гибридов и сортов картофеля в условиях горной зоны Таджикистана. Разработаны новые ускоренные и эффективные схемы получения элитного семенного материала картофеля на основе использования методов биотехнологии, ростоактивирую-щих препаратов и агроклиматических факторов место выращивания семенного материала в республике.
Практическая ценность работы. Создано три новых сорта картофеля, допущенных к возделыванию в Республике Таджикистан (Зарина - патент № 48 от 16 марта 2007, приложение 1, Дусти - патент № 94 от 25 апреля 2013 года, приложение 2, Файзабад - патент № 95 от 25 апреля 2013 года, приложение 3). Сорта Таджикистан и Рашт переданы в 2011 г. на Государственное сортоиспытание для изучения в различных зонах республики (приложение 4). Впервые в условиях горной зоны республики разработано восемь новых перспективных гибридных комбинации (Дусти х Кондор, Файзабад х Пикассо, Клон- 48 х Дусти, Клон -23 х Пикассо, Дусти х Пикассо, Клон 48 х Кондор, Кардинал х Кондор, Клон - 66 х Файзабад), рекомендованных для использо-
вания в селекционном процессе. Часть семян гибридов предоставлена и зарегистрирована в Национальном центре генетических ресурсов Таджикской Академии сельскохозяйственных наук (ТАСХН) (приложение 5), в отделе генетических ресурсов картофеля ВНИИР (приложение 6), Институте цитологии и генетики НАН Республики Беларусь (приложение 7), Синьцзянском аграрном университете (Китай, Урумчи) (приложение 8, 8а), как источник ценных и полезных признаков при выполнении селекционных программ. Рекомендованы эффективные схемы скрещивания картофеля, оптимальные сроки посадки семенного картофеля в горной зоне Таджикистана, ускоренная схема производства элитного семенного материала и инновационной технологии выращивания картофеля на оздоровленной основе (справки: МСХ Республики Таджикистан (приложение 9), департамента сельского хозяйства Джиргитальского (приложение 10) и Рогунского (приложение 11) районов).
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Особенности формирования генеративных органов картофеля и фер-тильности пыльцевых зёрен, расщепления качественных признаков, проявление истинного (Гисх)и гипотетического (Ггип) гетерозиса, а также коэффициента доминирования (Н) у гибридов картофеля в условиях горной зоне Таджикистана.
2. Комплексная методика проведения селекционно-семеновод-ческой работы на основе использования традиционных методов селекции и оздоровленного методами биотехнологии исходного семенного материала;
3. Система производства суперэлитного и элитного семенного материала, экономическая эффективность возделывания новых сортов и оптимальные сроки посадки семенного картофеля в горной зоне республики;
4. Результаты реализации селекционно-семеноводческой программы создания и размножения новых высокоурожайных сортов и гибридов картофеля в разных агроэкологических условиях Таджикистана, основанной на биологических особенностях роста и развития генеративной системы исход-
ного селекционного материала.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на научных, научно-практических, производственных и международных конференциях Академии наук Республики Таджикистан (Душанбе, 1998, 2007, 2011, 2012); на II Вавиловской международной конференции - «Генетические ресурсы культурных растений в XXI веке» (Санкт-Петербург, 2007); на международной конференции - «Год картофеля» (Индия, Дели, 2008)»; на международной конференции «Актуальные направления развития научных исследований по картофелеводству и овощеводству» (Алма-Ата, Кайнар - 2008); на международном семинаре «Сохранение биоразнообразия и народных традиций» (Международный центр картофеля, Перу, Лима, 2010); на III Вавиловской Международной Конференции -«Идеи Н.И. Вавилова в современном мире» (Санкт- Петербург, 2012); на республиканской конференции, посвященный 80-летию образования научно - исследовательского института садоводства и овощеводства ТАСХН (Душанбе, 2012); на четвертой международной научно-практической конференции «Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика» (Оренбург, 2013).
Публикация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 66 научных статьях (15 из них в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ), в том числе двух монографиях, четырех рекомендациях и четырех методических пособиях.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 330 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 7 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа иллюстрирована 55 таблицами и 69 рисунками. Список литературы включает 310 наименований, в том числе 84 - зарубежных авторов.
Доля личного участия автора в получении результатов исследований составляет 80%.
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Краткая история происхождения картофеля и введения его в культуру
Клубнеобразующие виды секции Petota Dumort. относятся к роду Solarium L., семейство Solanaceae, порядок Solanales, надпорядок Solananae, подкласс Lamiidae класс Magnoliopsida (Dicotylédones) (Тахтаджян,1987). Это преимущественно травянистые однолетние растения с прямостоячим стеблем и подземными столонами, на которых формируются клубни.
По мнению многих специалистов, происхождение картофеля, как и других представителей флоры горной цепи Анд, связано со становлением неотропической флоры Южной Америки (Юзепчук и др., 1929; Дарвин,1935; Ильинский, 1937; Вульф, 1944; Вавилов, 1930; 1962; 1987; Ochoa, 1962; Син-ская, 1969; Тахтаджян ,1978; Горбатенко, 1986; 1989; 2006.). Согласно сообщениям Е.В. Вульфа (1944) до поднятия Анд, неотропическая флора господствовала в тропической Южной Америке, и в связи с этим, флора Анд является более молодой. Образование горных хребтов здесь началось в конце мела (меловидного периода) (около 100 млн. лет назад) и продолжалось в третичном периоде, к концу которого горы почти достигли своей современной высоты. С поднятием Анд, на американском континенте проявились элементы умеренной флоры, тропические и субтропические леса. Климат стал более засушливым, что привело к ксерофилизации, и появления рода Solanum в тропиках Нового Света, где он получил особенно сильное развитие. Секция Petota Dumotr. (Tuberarium Dun.), к которой относятся клубненосные виды, подразделяется на несколько групп, ярко иллюстрирующих возникновение ксерофитных клубненосных форм из лесных гигрофитных исходных типов. Установлено, что дикорастущие, образующие клубни диплоидные виды, сохранившиеся до наших дней, представляют собой первый этап эволюции клубненосных форм рода Solanum (Юзепчук, 1929; Вульф, 1944; Будин, 1971; Горбатенко, 1980; 1981; 1982).
г
История выведения картофеля, как культуры, тесно связана с появлением на территории Нового Света человека и возникновением там земледелия. Согласно сообщению B.C. Лехновича (1956; 1971; 1978), использование в пищу местного и дикорастущего картофеля связано с распространением человека с севера на юг. По его данным, жители Чили собирали и использовали картофель S.maglia 13000 лет назад. Находки керамических изделий и рисунки древних доинкских культур - Наска и Чиму (200-1000 лет до н.э.) -отображают различные формы общего вида, растений, цветков и клубней картофеля. В раскопках могил эпохи инков (1000-1500 лет до н.э.), прибрежной зоны Перу, до сих пор встречаются остатки «чуньо», приготовленного поселенцами этих районов из клубней картофеля.
Спонтанные скрещивания разных форм между собой, интрогрессии, мутации и гетерозис привели к возникновению первых культурных диплоидных видов (Будин,1986). Дальнейшая гибридизация культурных растений с дикорастущими видами, привела к возникновению три- тетра- и пентаплоид-ных видов, сочетающих большой набор хозяйственно - ценных признаков. Эти гибридные формы были пригодными и для непосредственного потребления, и для использования в селекционной работе. Л.Е. Горбатенко (2006) отмечает, что в природе встречается большое разнообразие дикорастущих видов и форм картофеля, многие из которых употреблялись и употребляются в пищу местным населением. Это позволяет предположить, что человек постепенно культивировал не один, а многие виды картофеля. Подтверждением полифилетического происхождения современного культурного картофеля от многих дикорастущих форм, является большое число видов, культивируемых туземным населением Южной Америки.
На основе обобщения многих исторических документов и источников, Л.Е. Горбатенко (2006) сообщает, что первые письменные упоминания о подземных клубнях, используемых в пищу населением Нового Света, содержатся в письмах конкистадоров на
-
Партоев Курбонали
-
доктора сельскохозяйственных наук
-
Казань, 2013
-
ВАК 06.01.05
- Продуктивность сортов картофеля в предгорных и горных районах бассейна реки Зеравшан
- Продуктивность и качество семенного картофеля в различных экологических условиях РСО-Алания
- Фотосинтетическая активность и донорно-акцепторные отношения в связи с продуктивностью оздоровленных растений картофеля
- Селекция и семеноводство картофеля на основе физиологических тестов и методов клеточной биотехнологии
- Особенности формирования урожая и качество клубней различных сортов картофеля в горной зоне КБР
