Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка и создание исходного материала для селекции гороха овощного в Центральном районе Нечернозёмной зоны России

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Оценка и создание исходного материала для селекции гороха овощного в Центральном районе Нечернозёмной зоны России"

На правах рукописи

005016398

ЗОЛОТАРЁВА

Светлана Викторовна

ОЦЕНКА И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ГОРОХА ОВОЩНОГО В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ НЕЧЕРНОЗЁМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Автореферат на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

3 МАЙ 2012

Москва-2012

005016398

Работа выполнена . в Государственном научном учреждении Всероссийский научно исследовательский институт овощеводства Россельхозакадемии в 2007-2010 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук

Тарасенков Иван Илларионович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева

Защита состоится 24 мая 2012 г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 006.022.01 в ГНУ ВНИИ овощеводства Россельхозакадемии по адресу: 140153, Московская область, Раменский район, д. Верея, стр.500, тел/факс 8(49646)2-43-64

е-таі1:ушіоЬ@уашІех.ги Сайт: www.vniioli.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИ овощеводства Россельхозакадемии.

Автореферат разослан^) апреля 2012 г.

Ученый секретарь .-^тчТ ""X '' диссертационного совета ------ Л. Н.Прянишникова

доктор биологических наук, профессор

Поляков Алексей Васильевич (ВНИИО)

кандидат сельскохозяйственных наук

Пронина Екатерина Павловна (ВНИИССОК)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Горох овощной - одна из важнейших культур в сельском хозяйстве многих стран. Как бобовая культура он играет важную роль в решении проблем пищевого растительного белка.

Горох овощной обладает высокими пищевыми и вкусовыми достоинствами. Он содержит 30-35% сахара, 35-38% белковых веществ, витамины, фосфорсодержащие вещества, минеральные соли и др. Биологическая ценность белка определяется сбалансированностью в нем незаменимых аминокислот и высокой степенью их усвояемости. Высокое содержание лизина приближает его к животным белкам. Кроме того зеленый горошек содержит 20-40 % витамина С, а также витамины В 1,В2,В6,К, Е, РР и др.

Благодаря своим вкусовым качествам зеленый горошек пользуется большим спросом у населения, по биологическим особенностям - может возделываться практически на всей территории нашей страны, в непосредственной близости от перерабатывающих консервных заводов.

За последние годы производство консервированного зеленого горошка в России резко увеличилось, расширились посевы этой культуры (с 9,17 тыс./га в 2005 г. до 16,59 тыс./га в 2010 г). Возрождаются консервные заводы в Краснодарском крае, а также в Центральном районе Нечерноземной зоны (Ярославская область, Смоленская обл.). Однако зачастую сырье для консервирования российские производители привозят из-за рубежа. В результате потребитель получает продукт низкого качества (Пронина, 2009).

В увеличении производства продукции и улучшении качества гороха овощного важная роль принадлежит селекции. Существующие сорта в основном удовлетворяют требованиям производства. Они не уступают зарубежным, а в ряде случаев превосходят их по качеству продукции и пригодности для механизированной уборки, однако к недостаткам существующих сортов следует отнести малую стабильность урожая, слабую их устойчивость к болезням и вредителям. В данной ситуации весьма актуально создание высокопродуктивных сортов гороха овощного с высоким качеством зеленого горошка, устойчивых к неблагоприятным факторам окружающей среды и пригодных для механизированной уборки.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось комплексное исследование исходного материала гороха овощного по основным хозяйственно ценным признакам (скороспелость, продуктивность, высокое качество зеленого горошка, пригодность к

механизированной уборке, устойчивость к болезням), выделение лучших образцов и создание исходного материала, обладающего комплексом признаков, для селекции конкурентноспособных сортов.

В задачи исследований входило:

1. Оценить исходный материал разного эколого-географического происхождения по морфологическим, биологическим и хозяйственно ценным признакам и отобрать из них наиболее ценные образцы для селекционной работы.

2. Оценить параметры адаптивной способности и стабильности по продуктивности сортов гороха овощного.

3. Провести скрещивания отобранных родительских образцов и дать оценку гибридов в Б] и Р2.

4. Установить характер наследования важнейших хозяйственно-биологических признаков.

5. Выделить и изучить гибридные комбинации и полученные на их основе перспективные линии.

Научная новизна и практическая значимость работы. Изучена коллекция гороха овощного из 60 образцов, 27 наиболее перспективным - дана комплексная оценка по хозяйственно ценным признакам. Выделены экологически стабильные и адаптивные сорта гороха овощного. Установлен характер наследования важнейших хозяйственно биологических признаков. Создан перспективный селекционный материал, обладающий спектром хозяйственно ценных признаков: высокая продуктивность (линии Л02, Л05, Л 07, Л08, Л09), устойчивость к полеганию (Л05, Л06, Л07, Л08, Л09), мелкосемянность (Л 01, Л 07), тёмно-зеленая окраска горошка (Л01, Л02, Л09), усатая форма листа (Л 06); а также комплексом признаков (продуктивность, тёмно-зеленая окраска горошка, устойчивость к полеганию): линии Л 02, Л01, Л09.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты комплексной оценки исходного материала овощного гороха по основным хозяйственно ценным признакам (продуктивность, скороспелость, качество зеленого горошка, пригодность к механизированной уборке, устойчивость к болезням);

2. Оценка параметров адаптивной способности и стабильности по продуктивности сортов гороха овощного;

3. Характер наследования биологических и хозяйственно ценных признаков в первом и втором гибридном поколениях;

4. Новый перспективный материал для селекции гороха овощного.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на заседаниях методической комиссии отделов селекции, семеноводства и биотехнологии в ГНУ ВНИИ овощеводства Россельхозакадемии (2007-2010 гг.); на Международной научно-практической конференции, посвященной памяти Б. В. Квасникова (Верея, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работы, в том числе 3 в издании, рекомендованном ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 19 рисунков и 7 приложений, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций к использованию в селекционной практике, списка использованной литературы, включающего 159 источников, из них 22 иностранных.

Условия, материал и методика проведения исследований.

Исследования проводили в ГНУ ВНИИ овощеводства Россельхозакадемии, д. Верея, Раменского района, Московской области, в открытом грунте. Материалом для исследований служили 60 образцов гороха овощного коллекции ВИР, ВНИИССОК, Воронежской ОСС.

В ходе селекционной работы было отобрано и подробно изучено 27 образцов гороха овощного, а так же 30 гибридных комбинации первого и 14 второго поколений. Стандартами являлись: для ультраскороспелых сортов - Глориоза, для скороспелыхспелых сортов — Ранний грибовский 11. Для среднескороспелых - Альфа, среднеспелых - Совершенство 65-3, для среднеспелых мелкосемянных сортов — Фрагмент. Для среднепозднеспелых - Милани. Посев изучаемых образцов проводили по двухстрочной схеме 20+50 см, в ряду между растениями 5-6 см.

Комплексную оценку образцов проводили в течение трех лет в трехкратной повторности согласно Методическим указаниям по изучению коллекции бобовых культур ВИР (1975). При описании количественных признаков использовали средние абсолютные значения, полученные в результате анализа пробных выборок.

В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения и морфологическое описание, в зимний период -структурный анализ признаков. Оценку адаптивных свойств 11 сортов по продуктивности выполняли по методике А. В. Кильчевского и JI. В. Хотылевой (1985).

Показатели степени фенотипического доминирования (hp) количественных признаков определяли по А. Густафссону и Д. Дормлингу (1972).

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов, 1985) на персональном компьютере с помощью пакета прикладных программ Microsoft Excel 7.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1 Оценка исходного материала по морфологическим и хозяйственно ценным признакам

В питомнике исходного материала нами было изучено 60 образцов гороха овощного отечественной и зарубежной селекции, отличающихся различной продуктивностью, периодом вегетации, типом роста, устойчивостью к полеганию, различной формой и окраской семян, 27 наиболее перспективных образцов было отобрано для детального изучения в течение 3-х лет. 1.1 Оценка на скороспелость

Период вегетации - количественный признак, проявление которого в значительной степени зависит от условий внешней среды, что ведет к противоречивым суждениям среди селекционеров о наследовании этого признака. От генетических факторов зависит порядковый узел заложения первого плодущего (фертильного) узла (Пронина, Котляр, Ушаков, 2009). Поэтому именно этот показатель позволяет более объективно судить о скороспелости.

В результате оценки образцов гороха овощного на скороспелость по числу непродуктивных узлов до первого цветка согласно Международному классификатору (ВИР, 1986) выделили 5 групп спелости:

1 ультраскороспелые (<8): Allegro (6), Rapid (7), Rurik (7);

2 скороспелые (8-9): Frühe Heinrich (8), Спринтер (8), Premier (9):

3 среднескороспелые (10-11): Линкольн (10), Protene (11), Sofer (11), Maria (11);

4 среднеспелые (12-14): Виола (12), Qlmires (12), Воронежский зеленый (13), Green Arrow (13), Аз-93-1964 (13), Аз-93-637 (13), Big Ben (13), Wi-942 (13), Artura (13), Hja-51326 (14), Юрга (14).

5 среднепозднеспелые (15-16): Приекульский 624-23 (15), Fertigold (15), Multifreezer (15), Wunder Von Köln (16), 98-2 (16), Атлант (16).

Самым ультроскороспелым оказался сорт Allegro (6 непродуктивных узлов до первого фертильного узла). Наиболее позднеспелыми оказались 3 образца: Wunder Won Köln, 98-2, Атлант (16 непродуктивных узлов до первого фертильного узла).

1.2 Морфологическая характеристика растений гороха овощного

Стебель - главный признак, отвечающий за неполегаемость растения и пригодность сорта к механизированной уборке. Наиболее устойчивые к полеганию формы с короткими междоузлиями и более толстым стеблем. В связи с этим, по высоте отбирали среднерослые (61-100 см.) растения, с высоким прикреплением нижнего боба (не ниже 25 см от поверхности почвы).

Всем образцам была дана визуальная оценка полегаемости по 5 балльной шкале. Высокую стойкость массива растений к полеганию (5 баллов) показали образцы с усатой формой листа Maria, Аз-93-1964, Аз-93-637 (табл. 3). Хорошую оценку (4 балла) получили образцы: Атлант, Wunder Won Köln, Multifreezer, Fertigold, Юрга, Artura, Qlmires, Hja-51326, Wi-9412, Green Arrow, Воронежский зеленый, Линкольн, Premier, Спринтер, Глориоза.

Тип листа. Наряду со стеблем, он также влияет на пригодность растения к механизированной уборке. От структуры листа зависит устойчивость растений в общей массе посева, которая достигается наличием хорошо развитых усиков.

За три года исследований нами было изучено 7 образцов гороха овощного с усатым листом, наибольший интерес представляют следующие: Maria, Аз-93-1964, Аз-93-637 (табл. 3). Эти образцы были включены в гибридизацию, в ходе которой получен новый исходный материал с усатой формой листа и листом типа «акация».

Боб - важный признак, определяющий продуктивности. Современные сорта должны иметь минимум по два боба на плодоносе. По данному признаку выделены образцы: Атлант (3,5), Multifeezer (3,0), Юрга (2,2), Аз-93-637 (2,1) (табл. 3). Боб должен быть средним по размеру, со средними (масса 1000 семян 150-250 г) и мелкими (масса 1000 шт. менее 150 г) по величине семенами. Окраска боба и горошка - от зелёной до тёмно-зелёной.

Размер, форма и окраска семян. По размеру горошка отобраны мелкосемянные формы Юрга (масса 1000 семян 95,3 г) Artura (масса 1000 семян 107,8 г). Самыми крупными оказались образцы Allegro (272,0 г), и Big Ben (312,1 г) (табл. 3).

На данном этапе отбирали образцы с высокой степенью морщинистости, поскольку такие семена, как известно, в большей степени отвечают высокому качеству зеленого горошка (Балашов и др, 1989). В нашей коллекции такими оказались образцы: Спринтер, Green Arrow, Глориоза, Линкольн, Воронежский зеленый, Wi-942, Qlmires, Атлант (табл. 3).

Таблица 1 - Характеристика перспективных образцов гороха овощного по морфологическим признакам ___ (2007-2009 гг.) ___

Название образца Высота, см. Число цветков в кисти, шт. Размер боба Окраска семян в тех. спелости Поверхность семян Масса 1000 семян, г Тип листа Устойчивость к полеганию, балл

стебля ДО 1-го боба длина, см. ширина, см.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ультраскороспелые

Глориоза (st) 40-80 20-35 1,2 6,9-7,5 1,2-1,4 св.-зел. морщ. 254,8 обыч. 4,0

Allegro 42-58 20-37 1,0 7,0-7,2 1,4-1,5 т.-зел. морщ. 272,0 обья. 3,0

Rurik 35-75 25-24 2,0 5,5-6,9 1,2-1,4 зелен. морщ. 158,2 обыч. 3,5

скороспелые

Ранний грибовский 11 (st) 40-45 15-28 1,3 7,5-10,0 1,2-1,6 зелен. морщ. 223,0 обыч. 4,5

Frühe Heinrich 60-120 35-50 2,0 6,1-6,5 1,2-1,3 зеленый гладкая 179,0 обыч. 2,0

Спринтер 35-65 21-30 2,0 6,5-7,9 1,1-1,3 зелен. морщ. 193,1 обыч. 4,0

Premier 50-65 25-35 2,0 6,1-6,5 1,3-1,4 т.-зел. морщ. 176,5 обыч. 4,0

среднескороспелые

Альфа (st) 50-80 20-50 1,4 7,0-9,0 1,2-1,4 т.-зел. морщ. 219,3 обыч. 4,0

Линкольн 55-75 40-59 1,4 7,5-9,0 1,4-1,6 зелен. морщ. 230,4 обыч. 4,0

Maria 60-90 40-60 2,0 6,0-6,5 1,2-1,4 зелен. гладкая 206,2 усат. 5,0

среднеспелые

Совершенство 65-3 (й) 60-95 50-75 1,6 6,2-9,0 1,1-1,7 т.-зел. морщ. 182,1 обыч. 3,5

Виола 60-110 48-65 2.0 6,5-8,0 1,2-1,4 т.-зел. морщ. 176,2 обыч. 4,0

Воронежский зеленый 60-80 35-55 1,8 7,0-8,0 1,2-1,4 т.-зел. морщ. 195,3 обыч. 4,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Огееп Агго\у 70-100 45-81 1,5 9,0-12,0 1,3-1,4 зелен. морщ. 195,2 обыч. 4,0

Аз-96-637 70-100 50-75 2,1 5,5-6,5 1,2-1,3 зелен. гладкая 220,4 усат. 5,0

Аз-93-1964 65-110 45-60 2,0 6,0-8,0 1,1-1,3 зелен. гладкая 258,3 усат. 5,0

ВщВеп 55-70 45-50 2,0 6,0-6,6 1,3-1,4 т.-зел. морщ. 312,1 обыч. 3,0

Ніа-51326 70-85 50-60 1,5 6,5-7,2 1,2-1,3 зелен. морщ. 194,9 обыч. 4,0

ОІтігеБ 55-83 і 35-50 2,0 6,0-7,2 1,2-1,3 зелен. морщ. 153,1 обыч. 4,0

среднеспелые мелкоеемянные

Фрагмент (э!) 50-90 27-60 2,0 6,5-10,0 0,7-1,3 т.-зел. морщ. 120,2 обыч. 4,0

Wi-9412 55-70 30-35 1,5 5,7-6,3 1,2-1,3 зелен. морщ. 125,0 обыч. 4,0

Апига 55-65 30-40 1,5 5,1-5,8 0,9-1,1 т.-зел. морщ. 106,5 обыч. 4,0

Юрга 65-95 40-55 2,2 5,6-6,2 0,9-1,0 т.-зел. морщ. 95,4 обыч. 4,0

среднепоздиеспелые

Милаші (бі) 60-80 41-70 2,2 6,3-8,0 1,1-1,3 зелен. морщ. 191,0 обыч. 4,0

Приекульский 624-23 70-90 55-70 2.0 5,2-5,6 1,2-1,3 т.-зел. гладкая 195,2 обыч. 3,5

Беї^оМ 50-65 30-40 1,5 5,3-5,5 1,0-1,1 зелен. морщ. 125,2 обыч. 4,0

МиІШгеегег 60-85 50-65 3,0 6,2-6,5 1,2-1,4 т.-зел. морщ. 198,9 обыч. 4,0

\Vimder Уоп Коїп 70-85 45-60 1,3 7,0-8,0 1,3-1,4 т.-зел. морщ. 218,1 обыч. 4,0

Атлант 60-70 40-45 3,5 7,0-9,0 1,3-1,4 т.-зел. морщ. 159,1 обыч. 3,5

Дегустационная оценка. Приоритетом при выборе сорта той или иной культуры, наряду с другими признаками являются и пищевые достоинства получаемой продукции (Пиров, 2001). Согласно технологическим требованиям, которые предъявляют к сортам гороха овощного, предназначенным для консервирования и замораживания, овощной горошек должен быть нежной консистенции, на вкус приятный сладковатый, не крахмалистый, без неприятного вяжущего горького привкуса, с выраженным ароматом. Зёрна должны быть выровненные, среднего размера, диаметром до 9 мм, иметь однородный интенсивно-зеленый цвет. Для выявления образцов, имеющих лучшие вкусовые качества, дегустационную оценку свежего зеленого горошка проводили в фазе технической спелости по 5-ти балльной шкале.

Таблица 2 - Дегустационная оценка гороха овощного

Название образца Характеристика Балл

Rapid, Глориоза, Ранний грибовский 11, Спринтер, Виола, Воронежский зеленый, Green Arrow Отличный вкус, нежная консистенция 5,0

Allegro, Rurik, Premier, Альфа, Линкольн, Protene, Sofer, Совершенство 65-3, Big Ben, Wi-9412, Hji-51326, Qlmeris, Фрагмент, Artura, Юрга, Милани, Multifreezer, Wunder Won Köln, 98-2, Атлант Хороший вкус, нежная консистенция 4,0-4,9

Frühe Heinrich, Maria, Аз-96-1964, Приекульский 624-23, Аз-93-1964, Аз-93-1964, Fertigold Вкус удовлетворительный, чувствуется крахмалистый привкус 3,9

Как видно из таблицы 2, отличный вкус и нежную консистенцию (дегустационная оценка 5,0) зеленого горошка имеют образцы Rapid, Глориоза, Ранний Грибовский, Спринтер, Виола, Воронежский зеленый, Green Arrow. Хорошим вкусом и нежной консистенцией (дегустационная оценка 4,0-4,9) зеленого горошка обладали образцы Allegro, Rurik, Premier, Альфа, Линкольн, Protene, Sofer, Совершенство 65-3, Big Ben, Wi-9412, Hji-51326, Qlmeris, Фрагмент, Artura, Юрга, Милани, Multifruzer, Wunder Won, 98-2, Атлант. Обазцы Frühe Heinrich, Maria, Аз-93-1964, Приекульский 62423, Аз-93-1964, Аз-93-1964, Fertigold не отвечали технологическим

требованиям, имели удовлетворительный вкус с крахмальным привкусом (дегустационная оценка 3,1-3,9), что недопустимо для сортов, предназначенных для консервирования и замораживания.

1.3 Поражаемость сортов овощного гороха болезнями на естественном инфекционном фоне

Наиболее вредоносным заболеванием овощного гороха является аскохитоз. При поражение этим заболеванием снижается не только урожай, но и качество консервов «зеленый горошек». Аскохитоз (Mycosphaerella pinodes Vest.) выражается в появлении на надземных частях растения круглых или удлиненных шелковидных пятен с бурой каймой, светло-серым центром и черными точками -пикнидиями. Это заболевание развивается в сырое лето, особенно когда высокая влажность воздуха сочетается с высокой температурой. Данное заболевание было отмечено у образца Воронежский зеленый (балл поражения 3) при 3-ем сроке посева (конец июля - начало августа) 2007 г. Кроме того, наряду с аскохитозом, растения были сильно поражены мучнистой росой (Erysiphe communis) при балле поражения 1. В этот же период поражение мучнистой росой было отмечено у сорта Ранний грибовский 11 (балл поражения 1). Этим заболеваниям способствовала сырая, тёплая погода в начале августа. В последующие годы исследований развитие данных заболеваний отмечено не было.

Жаркая погода и достаточное количество осадков в мае-июне 2007 года способствовали развитию ржавчины практически на всех образцах гороха овощного. Заболевание проявлялось на листьях, стеблях и бобах в виде светло-бурых подушечек. К концу лета появлялись подушечки темно-бурой или почти черной окраски. При сильном поражении листья засыхали и опадали, бобы были недоразвиты. Устойчивыми и высокоустойчивыми к данному заболеванию оказались образцы Premier, Rapid, Альфа, Спринтер, Премиум, Green Arrow, Sugar Snap, Аз-93-1964, Zulia, Maria, Мультик' Линкольн, Юрга, Vlasta, Rurik, Приекульский, Osi-423, Hja-51326, Аз-26, МС-2Д, Mantika, Ранний грибовский 11, Виола.

1.4 Оценка сортов гороха овощного по продуктивности

Продуктивность - это сложный признак, контролируемый

многими наследственными факторами и, в значительной степени, зависящий от условий внешней среды. Основными элементами продуктивности гороха овощного являются: число бобов на плодоносе, число семян в бобе и на растении, масса семян с растения и масса 1000 семян.

По мнению ряда ученых (Балашов, Матюшевский, 1976; Родин, 1971; Дрозд, 1971; Хангильдин, 1974; Амелин и др., 1991) в селекции на продуктивность следует учитывать количество семян на растении. В наших исследованиях отбор проводили по числу семян на растении, продуктивность учитывали по показателю «количество семян с растения».

По этому показателю среди скороспелых образцов на фоне стандарта Ранний грибовский 11 (62,9 шт.) выделились сорта Frühe Heinrich (101,8 шт.) и Спринтер (87,7 шт.). В среднескороспелой группе, стандартом которой является сорт Альфа (40,9 шт.) выделились образцы Линкольн (59,5 шт.), Protene (61,5 шт.) и Sofer (51,5 шт.). Среди среднеспелых образцов (стандарт Совершенство 65-3 (74,1) по продуктивности лучшим был только один образец Hja-51326 (117,5 шт.). Среди среднеспелых мелкосемянных образцов на фоне стандарта Фрагмент (75,6 шт.), выделились образцы Artura (86,2 шт.) и Юрга (84,6 шт.). В группе среднепозднеспелых сортов, образцов превышающих стандарт Милани (86,9 шт.) по продуктивности не обнаружено.

Признак «количество семян на растении» комплексный и зависит от количества бобов на растении и семян в бобе. Число бобов на растении у гороха определяется количеством фертильных узлов и числом бобов на узле. Возможность существенного повышения урожайности гороха многие авторы связывают с увеличением числа бобов на плодоносе, созданием многоплодных сортов (Макашева, 1964, 1985; Киричек, 1964, 1978, 1987; Хангильдин, 1980; Лобанов, 1978; Евдокимов и др., 1984, 1985, 1991). Модель современного сорта гороха овощного, которую предлагают селекционеры (Епихов, 1998; Цыганок, 2006; Котляр, Пронина, 2009) должна иметь 2-3 боба на плодоносе. В изучаемой нами коллекции таким признаком обладали несколько образцов: Аз-93-637 (2,1), Юрга (2,2), Милани (2,2), Multifreezer (2,6) и Атлант (3,4).

По числу семян в бобе среди скороспелых образцов наибольшее значение имеет сорт Спринтер (8,2 шт.), такой же показатель у среднеспелого образца Воронежский зеленый. На уровне позднеспелого стандарта Милани (7,2 шт.) по данному признаку выделился ряд образцов: 98-2 (8,0 шт.), Multifreezer (7,6 шт.), Wunder Won koln (8,3 шт.), Атлант (9,2 шт.). Масса тысячи семян - наименее изменчивый элемент продуктивности (Котляр, Ушаков, 2009). Самыми крупными семенами в коллекции отличался сорт Big Ben (масса 1000 семян 312,1 г.), самыми мелкими - сорт Юрга (масса 1000 семян 95,4 г).

Таблида 3- Характеристика выделившихся образцов гороха овощного до продуктивности (2007-2009 гг.)

Название образца Спелость

техническая биологическая

число бобов, шт. продуктивность бобов, г число зе эен, шт. продуктивность зел. горошка, г выход зелёного горошка % продуктивность семян, г масса 1000 семян, г

на растении на плодоносе на растении в бобе

скороспелые сорта

Ранний грибовский 11 (st) 8,5 1,3 46,5 62,9 7,4 25,4 53,0 12,0 223,0

Frühe Heinrich 16,7 1,9 72,5 101,8 6,1 42,7 59,0 18,2 179,0

Спринтер 10,7 2,0 54,5 87,7 8,2 25.0 44,3 13,9 193,1

среднескороспелые сорта

Альфа (st) 6,3 1,4 35,8 40,9 6,5 11,9 42,1 9,2 219,3

Линкольн 8,5 1,5 48,0 59,5 7,7 36,4 47,5 15,1 230,4

Protene 8,1 1,9 76,7 61,5 7,6 38,0 50,1 10,5 202,9

Sofer 9,2 1,8 41,1 51,5 5,6 21,4 51,8 9,2 189,6

среднеспелые сорта

Совершенство 65-3 (st) 9,5 1,6 61,9 74,1 7,8 26,6 41,8 13,5 182,1

Воронежский зеленый 7,9 1,8 55,2 62,4 7,9 24,7 43,2 10,6 195,3

Green Arrow 6,8 1,7 52,2 60,5 8,9 24,7 43,8 11,1 192,5

Аз-93-637 9,1 2,1 73,1 56,4 6,2 41,1 46,5 12,4 220,4

Big Ben 8,1 2,0 72,5 56,7 7,0 35,2 48,5 17,6 312,1

Hja-51326 16,1 1,6 200,8 117,5 7,3 77,8 37,1 28,2 194,9

среднеспелые мелкосемянные сорта

Фрагмент 8,9 2,0 52,5 75.6 8,5 26,1 49,8 8,6 120,2

Artura 11,2 1,9 45,3 86,2 7,7 20,6 44,2 7,5 106,5

Юрга 10,2 2,2 48,3 84,6 8,3 28,3 60,3 7,5 95,4

позднеспелые сорта

Милани (st) 12,2 2,2 60,3 86,6 7,1 33,1 55,0 16,6 191,0

Multifreezer 8,9 2,3 58,7 67,6 7,6 24,8 42,9 13,4 198,9

Wunder Won koln 5,3 1,3 - 44,0 8,3 25,5 42,5 9,9 218,1

Атлант 9,2 3,4 - 84,6 9,2 - - 13,5 159,1

HCP „.5 . 1,2-3,4 1,5-2,1

2. Оценка параметров адаптивной способности и стабильности по продуктивности сортов гороха овощного

По результатам трехлетних испытаний (2007-2009 гг.) нами были определены параметры стабильности и адаптивной способности по продуктивности 11 сортов гороха овощного по двум группам спелости - раннеспелой и среднеспелой (табл. 4).

Таблица 4 - Параметры стабильности признака «количество семян с растения» у гороха овощного (2007-2009 гг.)

Образец Среднее значение^, шт./раст. OACi CACi s&. % b; сцг.

раннеспелые образцы

Ранний грибовский 11 46,23 -5,65 227,55 32,39 1,16 18,58

Альфа 36,20 -16,03 24,85 13,77 0,32 26,95

Спринтер 64,86 12,62 282,39 15,91 0,96 33,67

Rurik 37,07 -15,16 88,28 25,35 0,57 19,63

среднеспелые образцы

Виола 49,47 -2,76 218,08 29,85 0,97 22,06

Green Arrow 46,21 -6,02 164,70 27,77 0,94 22,39

Multifreezer 55,61 3,38 201,60 25,53 1,14 29,26

Воронежский зеленый 47,13 -3,22 283,26 34,34 1,15 17,78

мелкосемянные сорта

Фрагмент 61,71 9,48 237,80 24,99 0,99 33,09

Artura 52,71 5,61 432,79 35,96 1,65 19,24

Юрга 69,99 17,76 205,58 20,49 0,90 43,38

Анализ полученных данных показал, что исследуемые сорта разнообразны по адаптивной способности. В группе раннеспелых сортов наиболее экологически устойчивыми (максимальный уровень параметра «селекционная ценность генотипа» (СЦП), минимальный уровень параметра относительной стабильности оказались сорта Альфа и

Спринтер. Сорт Спринтер также отличался высокой урожайностью в меняющихся условиях и может служить источником потенциальной продуктивности для селекции раннеспелых сортов. Сорт Ранний грибовский 11 является отзывчивым на улучшение условий выращивания (Ы>1) и представляет интерес для селекции энергетически

эффективных сортов.

В группе среднеспелых образцов наиболее экологически устойчивым образцом является сорт МиШй-еегег. Образец Воронежский

зеленый оказался отзывчивым на улучшение условий выращивания (bi>l), т. е. относится к сортам интенсивного типа.

Среди мелкосемянных образцов по параметру «селекционная ценность генотипа» (СЦП) выделились сорта Фрагмент и Юрга, их можно использовать в качестве источников по признаку «высокая продуктивность» при селекции гороха овощного на стабильную продуктивность. Образец Artura является отзывчивым на улучшение условий выращивания (Ы>1).

При селекции на адаптивность большое значение имеет селекционный фон. Параметры сред (сроков посева) как фона для отбора рассчитывали по методике А. В. Кильчевского и JI. В. Хотылёвой (1985).

Таблица 5 - Параметры среды как фона для отбора гороха овощного на _семенную продуктивность (2007-2009 гг.) _

Год Среда X ср., шт./раст. 4 ■ Sek tk

2007 1срок 68,10 15,87 26,21 0,85

2срок 59,63 7,40 25,50 .0,82

Зсрок 51,30 -0,93 32,65 0,69

2008 1срок 66,40 14,17 22,29 0,74

2срок 50,16 -2,07 18,29 0,65

Зсрок 36,15 -16,09 27,95 0,34

2009 1срок 54,35 2,12 29,80 0,86

2срок 46,13 -6,10 26,24 0,84

Зсрок 37,86 -14,37 36,42 0,75

Как видно из таблицы 5, наибольшая продуктивность среды (с)к) наблюдалась при первом сроке посева (30 апреля - 4 мая) во все годы исследований. Этот срок следует использовать при оценке и отборе на потенциальную продуктивность. По параметру относительной дифференцирующей способности среды 2 срок посева в 2008 г. относится к стабилизирующему (8ек<20%) фону, остальные - к анализирующему (8ек>20%).

По типичности среды на протяжении 3-х летних изучений (2007-2009 гг.) наиболее типичными (1к>0,7) в 2007 году оказались условия первого и второго сроков посева. В 2008 году - условия первого срока посева. В 2009 г высокотипичными показали себя все три срока посева.

Из этого следует, что изменение срока посева ведет к изменению отношений генотип-среда. Использование разных сроков

посева способствует повышению эффективности оценки при селекции на адаптивность гороха овощного.

3 Создание нового исходного материала

3.1 Наследование признаков у гибридов Р] и Г3

При селекции сортов гороха овощного, кроме наличия ценных генов усатости листа, детерминантного типа стебля, неосыпаемости семян необходимо также уделять внимание таким признакам, как «высота стебля» и «семенная продуктивность», которая складывается из количества бобов, числа и массы семян с 1 растения. Поэтому в нашей работе мы проводили анализ гибридов Р,-Р2 и их родительских форм с целью изучения наследования вышеперечисленных признаков и определяли коэффициент доминирования.

По мнению некоторых исследователей (Хмелёв, Развадовский, 1984; Лукашевич, 1994; Дмитриева, 1996), при межсортовых скрещиваниях гороха доминирует высокорослость. В изученных нами гибридных комбинациях по высоте растений были отмечены все типы наследования от отрицательного сверхдоминирования (31,8%) до положительного сверхдоминирования (24,7%) (табл. 6).

Семенная продуктивность. По данным ряда ученых в первом поколении наблюдается гетерозис по продуктивности (Наумкина, 1987; Лукашевич, 1994; Дмитриева, 1995; Бабайцева, Калинина, 1995; Брежнева, 2006). В нашей работе гетерозис по признаку «количество бобов на растении» проявился у 18,2 % комбинаций, у 45,4 % наблюдалось промежуточное наследование.

По признаку «количество семян в бобе» гетерозис проявился более чем у 54,5 комбинаций (табл. 6).

Масса семян с растения является наиболее сложным признаком, так как он слагается из многих элементов. В наших исследованиях по этому признаку положительное сверхдоминирование проявилось у 36,3 % гибридов. У 27,3 % комбинаций отмечен отрицательный гетерозис (табл. 6).

Коэффициент доминирования (Ир) - это ценный генетический показатель, который указывает на величину наследования признака. У тех гибридов, у которых обнаружилось сверхдоминирование по элементам семенной продуктивности, в Т2 возможно проявление эффекта положительной трансгрессии. У этих гибридов в Р2-Р5 возможен отбор растений, значительно превосходящий родительские формы по продуктивности (Брежнев А. В, 2009).

Таблица 6 - Наследование признаков у гибридов Г1 гороха овощного.

Степень феиотипического доминирования

Признак

Высота растения

Кол-во комбинаций

22

- 00 < Ьр < -1

31,8

-1 <Ьр <-0,5

4,5

-0,5< Ир< +0,5

27,2

+0,5 < Іір <+1

9Д

Количество бобов на растении_

22

Количество семян в бобе

22

Количество

семян

растения

22

Масса семян с одного растений

22

18,2

18,2

45,4

27,3

9Д

18,2

9Д

45,4

27,3

9,1

27,3

9,1

У гибрида 1-! (2 Юрга х 6 Аз-96-637) было отмечено сверхдоминирование по признакам «количество бобов на растении» (Ьр = +25,42), «количество семян с растения» (Ьр=+9,8), в дальнейшей работе из этой гибридной комбинации было отобрано 3 высокопродуктивные линии: Л07, Л08, Л09.

У гибридов Р2 наблюдался широкий спектр гибридологической изменчивости по основным хозяйстенно ценным признакам (высота растения, количество семян с одного растения, масса семян с одного растения). В результате были отобраны образцы, представляющие наибольший интерес для использования в селекции.

4. Оценка полученных перспективных образцов гороха овощного по хозяйственно ценным признакам

Полученные в результате проведенной работы девять перспективных линии гороха овощного, из которых восемь относятся к среднеспелой группе (число непродуктивных узлов до первого фертильного узла 12-14) и одна к среднепозднеспелой (15-16), имеют ряд хозяйственно ценных признаков: высокую продуктивность (Л02, Л05, Л 07, Л08, Л09) (табл. 7), усатую форму листьев (Л06), темно-зеленую окраску горошка (Л01, Л02, Л09), низкорослый стебель (Л01, Л02, ЛОЗ, Л05, Л06, Л07, Л09) (табл. 9).

Таблица 7 - Продуктивность лучших линий (Бз) гороха овощного 2010 г.

Название образца Число бобов, шт. Число зерен, шт. Продуктив- Масса 1000

№ на растении на плодоносе на растении в бобе ность, г семян, г

среднеспелые

1 Совершенство 65-3 (в!) 9,5 1,7 74,6 7,8 13,5 181,5

9Альфа 8,0 1,8 44,0 5,5 10,9 200,3

с?АгШга 10,4 2,0 63,4 6,1 7,8 95,6

Л 02 (?Альфа х с^А^ига) 10,0 2,0 96,0 9,6 21,0 218,7

2 Совершенство 65-3 9,5 1,7 74,6 7,8 13,5 181,5

$ Юрга 10,2 2,2 74,4 7,3 10,1 98,1

в Аз-93-1964 10,0 2,0 61,0 6,1 11,5 220,9

Л 05 (9 Юрга х в Аз-93-1964) 12,0 2,0 102,0 9,6 22,1 216,6

3 Совершенство 65-3 9,5 1,7 74,6 7,8 13,5 181,5

$ Юрга 10,2 2,2 74,4 7,3 10,1 98,1

$ Аз-96-637 9,1 2,2 61,8 6,8 14,2 215,4

Л 08 Юрга х 8 Аз-96-637) 15,0 3,0 112,5 7,5 20,7 184,0

среднеспелые мелкосемянные

4 Фрагмент ф) 8,9 2,2 78,2 8,5 9,3 119,9

? Юрга 10,2 2,2 74,4 7,3 10,1 98,1

в Аз-96-637 9,1 2,2 61,8 6,8 14,2 215,4

Л 07 (? Юрга х с? Аз-96-637) 16,5 3,0 118,8 7,2 11,6 99,6

среднепозднеспелые

5 Милани 12,2 3,0 86,9 7,1 16,6 191,6

$ Юрга 10,2 2,2 74,4 7,3 10,1 98,1

в Аз-96-637 9,1 2,2 61,8 6,8 14,2 215,4

Л 09 (? Юрга х в Аз-96-637) 12,0 3,0 98,4 8,2 19,8 201,2

По комплексу хозяйственно ценных признаков (продуктивность, окраска зеленого горошка, устойчивость к полеганию) выделились линии Л 02, ЛОЇ, Л09 (табл. 8).

Таблица 8 - Лучшие линии (р3) гороха овощного, выделившиеся по комплексу хозяйственно ценных признаков (2010 г.)_

Название образца Высота, см. Поверхность семян Окраска семян в тех. спелости Устойчивость к полеганию, балл Число зерен на растении, шт. Продуктивность семян с растения, г Размер семян

стебля до 1-го боба

среднеспелые

Совершенств о 65-3 (51) 79,3 55,0 морщ. зел. 3,5 66,0 11,5 средние

$Альфа 52,3 25,6 морщ. зел. 4,0 43,9 10,9 средние

с?АПига 55,9 30,2 морщ. т.зел. 4,0 63,4 7,8

Л 2 (Альфа х Агіига) 61,5 43,2 морщ. Т.зел. ї 4,0 96,ОТ 21,ОТ средине

бі Фрагмент 56,1 30,3 морщ. т.зел. 4,0 75,9 9,1

$ Альфа 52,3 25,6 морщ. зел. 4,0 43,9 10,9

(?АЛига 55,9 30,2 морщ. т.зел. 4,0 63,4 7,8

Л 1(Альфа х ■Аг(ага) 61,5 43,2 морщ. т.зел. І 4,0 95,ОТ 10,71 мелкие

Милани (51) 72,6 55,8 морщ. т.зел. 3,5 84,5 16,8

? Юрга 63,9 42,6 морщ. т.зел. 4,5 74,4 ЮД мелкие

в Аз-96-637 78,5 61,2 гладкая зел. 5,0 61,8 14,2

Л 9 (Юрга х Аз-96-637) 61,1 45,0 морщ. т.зел. 1 4,5 98,4Т 19.8Т средние

Полученные линии гороха овощного, так же различаются по спектру хозяйственно ценных признаков (табл. 9):

- количеству бобов на плодоносе (более 2-х): Л 03, Л Об, Л 07, Л 08, Л 09;

- мелкосемянности (масса 1000<150 г): Л 01, Л 07;

- темно-зеленой окраске горошка: Л01, Л02, Л09;

- усатой форме листа: Л 06;

- устойчивостью к полеганию (4-5 баллов): Л05, Л06, Л07 Л08 Л09.

№ СортОшния Высота, см. Число непродуктивных узлов до первого боба, шт. Число плодов на плодоносе, шт. Размер боба Форма итип кончика боба Окраска семян в тех. спелости Поверх-ІЮСТЬ семян Тил листа Устойчивость к полеганию, балл

стебля до 1-го боба длина, см. ширина, см.

st Совершенство 65-3 79,3 55,0 13 1,9 6,0-8,0 1,1-1,3 прямой/ тупой зеленая морщ. обьгч. 3,5

1 Л 1 (Альфа х Altura) 61,5 43,2 13 2,0 6,0-6,4 1,1-1,2 слабою./ заост. тёмно-зел. морщ. обыч. 4,0

2 Л 2 (Альф а х Aitiua) 65,7 46,8 14 2,0 7,1-7,5 1,2-1,3 слабоиз./ ■ заост. тёмно-зел. морщ. обыч. 4,0

3 Л 3 (Maria х Воронежский зеленый) 74,8 49,5 14 2,2 6,1-6,5 1,2-1,3 слабою./ заост. зеленая морщ. обьгч. 4,0

4 Л 4 (Maria х Воронежский зеленый) 80,4 45,0 14 2,0 7,0-7,8 1,3-1,4 прямой/ заост. зеленая морщ. обыч. 4,0

5 Л 5 (Юрга х Аз-93-1964) 78,9 36,5 14 2,0 6,9-7,3 1,1-1,2 слабого./ заост. зеленая морщ. обыч. 4,5

б Л 6 (Юрга х Аз-93-1964) 75,1 30,3 13 3,0 6,0-6,5 1,1-1,2 1130Г./ заост. зеленая морщ. усат. 5,0

7 Л 7 (Юрга х Аз-96-637) 70,3 35,1 14 3,0 6,0-6,8 0,9-1,0 изог./ заост. . зеленая морщ. обыч. 4,5

8 Л 8 (Юрга х Аз-96-637) 90,0 55,0 14 3,0 5-5,1 1,0-1,1 изог./ заост. зеленая морщ. обыч. 4,5

- stMiwaHM 75,5 60,2 15 2,8 6,0-8,0 1,1-1,2 прямой/ заост. темно-зел. морщ. обыч. ' 3,5

9 Л 9 (Юрга х Аз-96-637) 61,1 45,0 16 3,0 6,0-6,5 1,2-1,3 прямой/ заост. темно-зел. морщ. обыч. 4,5

выводы

1. В результате исследований и комплексной оценки морфологических, биологических и хозяйственно ценных признаков 60 образцов гороха овощного в условиях Центрального района Нечерноземной зоны выделены ген источники по признакам:

- скороспелости (число непродуктивных узлов до первого боба от 6 до 8): Allegro, Rurik, Rapid, Глориоза, Frühe Heinrich, Спринтер;

- продуктивности: Frühe Heinrich, Спринтер, Линкольн, Protene, Sofer, Hja- 51326;

- количеству бобов на плодоносе (более 2-х): Атлант, Multifreezer, Юрга, Аз-93-637;

- высоким вкусовым качествам: Rapid, Глориоза, Ранний грибовский 11, Спринтер, Виола, Воронежский зеленый, Green Arrow;

- тёмно-зеленой окраске горошка: Allegro, Premier, Protene, Воронежский зеленый, Big Ben, Artura, Юрга, Приекульский 624-23, Multifreezer, Wunder Won Köln, 98-2, Атлант;

- мелкосемянности (масса 1000 семян < 150 г): Юрга (95,4 г), Artura (106,5 г);

- крупносемянности (масса 1000 семян >260 г): Big Ben (312,1 г), Allegro (272,0 г);

- усатой форме листа: Maria, Аз-93-1964, Аз-93-637

- устойчивости к полеганию (4-5 баллов): Maria, Аз-93-1964, Аз-93-637, Атлант, Wunder Won Köln, Multifreezer, Fertigold, Юрга, Artura, Qlmires, Hja 51326, Wi-9412, Green Arrow, Воронежский зеленый, Линкольн, Premier, Спринтер, Глориоза.

2. В качестве источников по комплексу биологических и хозяйственно ценных признаков выделены образцы:

- Спринтер (скороспелость, продуктивность, адаптивность, темно-зеленая окраска горошка, высокие вкусовые качества, устойчивость к полеганию);

- Линкольн (продуктивность, высокие вкусовые качества, устойчивость к полеганию);

- Юрга (продуктивность, мелкосемянность, темно-зеленая окраска горошка, высокие вкусовые качества, устойчивость к полеганию);

- Green Arrow (продуктивность, высокие вкусовые качества, адаптивность);

3. При оценке образцов на адаптивность к разным условиям среды, наиболее экологически устойчивыми (Sgi<30%) оказались сорта Альфа и Спринтер, Виола, Multifreezer, Фрагмент. Образцы Ранний грибовский 11, Виола, Green Arrow, Воронежский зеленый являются

отзывчивыми на улучшение условий выращивания (bi>l) и представляет интерес для селекции энергетически эффективных сортов.

4. При оценке, отборе и селекции на потенциальную урожайность, посев гороха овощного следует проводить в благоприятные сроки (в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России - конец апреля - первая декада мая).

5. Благодаря широкому спектру гибридологической изменчивости в F2 были отобраны перспективные образцы по основным хозяйственно ценным признакам (высоте стебля, числу семян с одного растения, массе семян с одного растения, окраске зеленого горошка, морщинистой форме семян), которые представляют наибольший интерес для использования в селекции.

6. Получено 9 перспективных линий гороха овощного, характеризующихся рядом хозяйственно ценных признаков:

- высокая продуктивность: JI02, JI05, Л07, JI08, Л09;

- количество бобов на плодоносе (более 2-х): Л 03, Л 06, Л 07, Л 08, Л 09;

- мелкосемянность (масса 1000 семян < 150 г): Л 01, Л 07;

- тёмно-зеленая окраска горошка: Л01, Л02, Л09;

- усатая форма листа: Л 06;

- устойчивость к полеганию (4-5 баллов): Л05, Л06, Л07, Л08, Л09.

По комплексу хозяйственно ценных признаков (продуктивность,

тёмно-зеленая окраска горошка, устойчивость к полеганию) выделены линии Л 02, Л01, Л09.

Рекомендации для использования в селекции

1. При создании высокопродуктивных сортов гороха овощного, рекомендуем использовать линии: Л01, Л02, Л04, Л05, Л06, Л 07, Л08, Л09.

2. В целях повышения эффективности селекционного процесса при создании нового исходного материала гороха овощного целесообразно использовать в качестве источников ценных признаков выделившиеся образцы: Спринтер, Линкольн, Юрга, Green Arrow, Hja-51326.

3. При селекции на адаптивность в качестве экологически устойчивых образцов использовать сорта Альфа, Спринтер, Виола, Multifreezer, Фрагмент.

4. Для получения продуктивных мелкосемянных линий с интенсивной темно-зеленой окраской горошка рекомендуется при гибридизации использовать сорт Юрга.

Публикации результатов исследований

По результатам исследований по теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе три в журнале «Картофель и овощи», рекомендованном ВАК РФ.

1. Золотарёва С. В. Роль селекции овощного гороха в развитии отрасли консервной промышленности / С. В. Золотарёва // Сборник научных трудов по овощеводству и бахчеводству (к 110-летию со дня рождения Квасникова Бориса Васильевича). М.: ВНИИО. 2009. - С.514-516.

2. Золотарёва С. В. Исходный материал для селекции овощного гороха/ С. В. Золотарёва, И. И. Тарасенков//Картофель и овощи. -№8 -2010. С-23.

3. Золотарёва С. В. Направления селекции овощного гороха / C.B. Золотарёва // Картофель и овощи. - 2011. -№6. С-28.

4. Тарасенков И. И. Селекция гороха овощного на адаптивность / И. И. Тарасенков, С. В. Золотарёва // Сборник научных трудов по овощеводству и бахчеводству (к 80-летию со дня основания ГНУ ВНИИ овощеводства). М., 2011. - С.527-531.

5. Золотарёва С. В. Селекции овощного гороха нужен комплексный подход / C.B. Золотарёва // Картофель и овощи. - 2012. -№2. С-31-32.

Подписано в печать19.04.2012 г. Формат 60х84'/16. Усл. печ. л. 1. Кол-во символов 38 880. Тираж 100 экз. Заказ 39.

Отпечатано в типографии ООО «Петит» 140180, г. Жуковский, ул. Энергетическая, 7а. (495) 556-17-30 petit@trancom.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Золотарёва, Светлана Викторовна, Москва

61 12-6/395

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГНУ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОВОЩЕВОДСТВА

ОЦЕНКА И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ГОРОХА ОВОЩНОГО В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ НЕЧЕРНОЗЁМНОЙ ЗОНЫ РОССИИ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

F иси

ЗОЛОТАРЁВА

Светлана Викторовна

Научный руководитель: к. с.-х. наук И. И. Тарасенков

Москва-2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................4

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................9

1.1 Народно-хозяйственное значение и история развития селекции гороха овощного в России....................................................................9

1.2 Морфологическая и биологическая характеристика гороха овощного 14

1.3 Современное состояние и перспективы развития селекции гороха овощного..........................................................................................................18

1.4 Направления селекции гороха овощного............................................23

1.5 Методы селекции гороха овощного..................................................31

1.6 Генетические признаки и их наследование у гибридов Б] гороха овощного.....................................................................................33

2 МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНЙ...................43

2.1 Цели и задачи исследований...........................................................43

2.2 Объекты исследований, методика и схема опытов...............................44

2.3 Почвенно-климатические условия........................................................50

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................................56

3.1 Оценка исходного материала по морфологическим и хозяйственно ценным признакам.............................................................................56

3.1.1 Оценка на скороспелость.............................................................................58

3.1.2 Морфологическая характеристика растений гороха овощного...............60

3.1.3 Поражаемость сортов гороха овощного болезнями на естественном инфекционном фоне..............................................................................................72

3.1.4 Оценка сортов гороха овощного по продуктивности...............................77

3.2 Оценка параметров адаптивной способности и стабильности по продуктивности сортов гороха овощного...........................................................82

3.3 Создание нового исходного материала..............................................88

3.3.1 Наследование признаков у гибридов Б].....................................................89

3.3.2 Наследование признаков у гибридов ¥2...................................................101

4 Оценка полученных перспективных образцов гороха овощного по

хозяйственно ценным признакам............................................................109

ВЫВОДЫ.....................................................................................119

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИИ.................122

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................123

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................140

ВВЕДЕНИЕ

Горох овощной - одна из важнейших культур в сельском хозяйстве многих стран. Как бобовая культура он играет важную роль в решении проблем пищевого растительного белка.

Горох овощной обладает высокими пищевыми и вкусовыми достоинствами. Он содержит 30-35% сахара, 35-38% белковых веществ, витамины, фосфорсодержащие вещества, минеральные соли и др. Благодаря своим вкусовым качествам зеленый горошек пользуется большим спросом у населения. Из молодого горошка приготавливают сушеный зеленый горошек и консервы. Побочная продукция (стебли, листья, створки бобов, недозрелые лопаточки и мелкое зерно), богатая белком, углеводами, витаминами, минеральными веществами, идёт на приготовление брикетов кормовой муки и силоса (Полунин, 1979). Ценен горох овощной также тем, что он относится к ранним грунтовым овощам (Соловьёва, 1955).

По содержанию сухого вещества горох овощной занимает одно из первых мест среди овощных культур, конкурировать с ним м-ожет только сахарная кукуруза. В нем содержится большое количество азотистых веществ. Усвояемость белковых веществ у гороха овощного выше, чем у зернового.

Как отмечает Р. Биелка (1969), наряду с высокой калорийностью, основная ценность гороха заключается в содержании жизненно необходимых биокатализаторов и минеральных солей, которыми богат зеленый горошек. В нем содержится лизин - аминокислота, отсутствующая во многих других растительных белках. По наличию незаменимых аминокислот - лизина, треонина, лейцина, гистидина, - необходимых для развития живого организма, белки гороха сходны с белками животного происхождения (Марх, Юрченко, 1965). Вместе с тем, по данным А. М. Дрозда (1974), зеленый горошек содержит большое количество таких биологически активных

компонентов, как холин (260 мг%), изоцин (160мг%), тиамин (0,50 мг%), фолиевая кислота (0,13мг%). Он является хорошим источником пополнения пищевого рациона этими веществами.

Горох овощной пользуется большим спросом населения нашей страны, который удовлетворяется за счет собственного производства лишь на 25%.

Благодаря своим биологическим особенностям горох овощной может возделываться практически на всей территории нашей страны, в непосредственной близости от перерабатывающих консервных заводов.

За последние годы производство консервированного зеленого горошка в России резко увеличилось, расширились посевы этой культуры (с 9,17 тыс./га в 2005 г. до 16,59 тыс./га в 2010 г.). Возрождаются консервные заводы в Краснодарском крае, а также в Центральном районе Нечерноземной зоны (Ярославская область, Смоленская обл.). Однако зачастую сырье для консервирования российские производители привозят из-за рубежа. В результате потребитель получает продукт низкого качества (Пронина, 2009).

В увеличении производства продукции и улучшении качества гороха овощного важная роль принадлежит селекции. Существующие сорта в основном удовлетворяют требованиям производства. Они не уступают зарубежным, а в ряде случаев превосходят их по качеству продукции и пригодности для механизированной уборки, однако к недостаткам существующих сортов следует отнести малую стабильность урожая, слабую их устойчивость к болезням и вредителям.

В связи с этим важной задачей селекции является повышение потенциальной продуктивности сортов гороха овощного (до 6,5 - 7,0 т/га зерна зеленого горошка), особенно ранних и поздних сроков созревания с одновременным повышением экологической стабильности (уменьшение варьирования урожайности по годам и срокам посева) и относительной устойчивости к болезням (поражение аскохитозом не более 30%, корневыми гнилями, в том числе фузариозом - не более 40%). Целесообразно также усилить селекционную работу в плане создания сортов гороха, пригодных

для замораживания, для производства сушеного зеленого горошка, для свежего потребления, обратив особое внимание на создание ультроранних сортов.

Предлагаемая диссертационная работа посвящена оценке и созданию исходного материала гороха овощного с комплексом хозяйственно-ценных признаков для условий Центрального района Нечернозёмной зоны РФ. Исследования проводили в соответствии с планом научно-исследовательских работ в ГНУ Всероссийский НИИ овощеводства Россельхозакадемии в период 2007-2010 гг.

Актуальность. Получившие всестороннюю хозяйственно биологическую оценку сортообразцы, а так же гибридные комбинации и линии гороха овощного, являются перспективным материалом для создания новых высокопродуктивных сортов гороха овощного.

Основная цель исследований - комплексное исследование исходного материала гороха овощного по основным хозяйственно ценным признакам (скороспелость, продуктивность, высокое качество зеленого горошка, пригодность к механизированной уборке, устойчивость к болезням), выделение лучших образцов и создание исходного материала, обладающего комплексом признаков, для селекции конкурентноспособных сортов.

В задачи исследований входило:

1. Оценить исходный материал разного эколого-географического происхождения по морфологическим, биологическим и хозяйственно ценным признакам и отобрать из них наиболее ценные образцы для селекционной работы.

2. Оценить параметры адаптивной способности и стабильности по продуктивности сортов гороха овощного.

3. Провести скрещивания отобранных родительских образцов и дать оценку гибридов в р! и ¥2.

4. Установить характер наследования важнейших хозяйственно биологических признаков.

5. Выделить и изучить гибридные комбинации и полученные на их основе перспективные линии.

Научная новизна и практическая значимость работы. Изучена коллекция гороха овощного, состоящая из 60 образцов, 27 наиболее перспективным - дана комплексная оценка по хозяйственно ценным признакам. Выделены экологически стабильные и адаптивные сорта гороха овощного. Установлен характер наследования важнейших хозяйственно биологических признаков. Создан перспективный селекционный материал, обладающий спектром хозяйственно ценных признаков: высокая продуктивность (линии JI02, JI05, JI 07, JI08, JI09), устойчивость к полеганию (JI05, JI06, JI07, JI08, JI09), мелкосемянность (JI 01, JI 07), тёмно-зеленая окраска горошка (JI01, JI02, JI09), усатая форма листа (JI 06); а также комплексом признаков (продуктивность, тёмно-зеленая окраска горошка, устойчивость к полеганию): линии JI 02, JI01, JT09.

Обоснованность и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями страны. Все выводы и предложения подтверждены экспериментальными исследованиями, статистической обработкой полученных данных.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на заседаниях методической комиссии отдела селекции, семеноводства и биотехнологии в ГНУ Всероссийский НИИ овощеводства Россельхозакадемии (2007-2010 гг.); на Международной научно-практической конференции, посвященной памяти Б. В. Квасникова (Верея, 2009). По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 3 в издании, рекомендованном ВАК.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 25 таблиц, 19 рисунков и 7 приложений, состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций к использованию в селекционной практике, списка использованной литературы, включающего 159 источников, из них 22 иностранных.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Результаты комплексной оценки исходного материала гороха овощного по основным хозяйственно ценным признакам (продуктивность, скороспелость, качество зеленого горошка, пригодность к механизированной уборке, устойчивость к болезням);

2. Оценка параметров адаптивной способности и стабильности по продуктивности сортов гороха овощного;

3. Характер наследования биологических и хозяйственно ценных признаков в первом и втором гибридном поколениях;

4. Новый перспективный материал для селекции гороха овощного.

Публикации результатов исследований

По результатам исследований по теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе три в журнале «Картофель и овощи», рекомендованном ВАК РФ.

1. Золотарёва С. В. Роль селекции овощного гороха в развитии отрасли консервной промышленности / С. В. Золотарёва // Сборник научных трудов по овощеводству и бахчеводству (к 110-летию со дня рождения Квасникова Бориса Васильевича). - 2009. - с.514-516.

2. Золотарёва С. В. Исходный материал для селекции овощного гороха/ С. В. Золотарёва, И. И. Тарасенков//Картофель и овощи. -№8 -2010. с-23.

3. Золотарёва С. В. Направления селекции овощного гороха / C.B. Золотарёва // Картофель и овощи. -№6 - 2011. с-28.

4. Тарасенков И. И. Селекция гороха овощного на адаптивность / И. И. Тарасенков, С. В. Золотарёва // Сборник научных трудов по овощеводству и бахчеводству (к 80-летию со дня основания ГНУ ВНИИ овощеводства). -2011. -с.527-531.

5. Золотарёва С. В. Селекции овощного гороха нужен комплексный подход / C.B. Золотарёва // Картофель и овощи. -№2 - 2012. с-31-32.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Народно-хозяйственное значение и история развития селекции гороха овощного в России

В пищевом рационе человека горох овощной имеет особую ценность благодаря высокому содержанию белка (до 30%), Сахаров (до 20 %), витаминов и наличием щелочных солей, что позволяет считать горох овощной диетическим продуктом и использовать его в лечебных целях для предупреждения авитаминозов. По калорийности он в 1,5-2 раза превосходит другие овощи. Зеленый горошек рекомендуется в качестве необходимого компонента пищевых рационов при болезнях эндокринной системы и нарушенном обмене веществ.

За счет питательной ценности зернобобовые, в том числе и горох овощной признаны частью «здорового питания» и стоят на одном из ведущих мест в развитии пищевых технологий третьего поколения, которые обеспечивают более полную и глубинную переработку сырья и регулируют химический состав по критериям пищевой и биологической ценности. Сейчас уже неоспоримо, что в ближайшем будущем рацион человечества будет совершенствоваться за счет более широкого использования продуктов, богатых растительным белком. Все большее привлечение зерновых бобовых в рацион может происходить за счет создания текстуратов белка, тепловой обработки под давлением с целью получения новых продуктов питания. С учетом этих веяний на одно из первых мест в селекции гороха овощного в настоящее время ставят вопрос качества зерна: высокое содержание белка, улучшение его качественного состава, улучшенный вкус, хорошие технологические качества.

Бобовые привлекают все большее внимание фармацевтов, поскольку являются источниками витаминов, в частности, А, Е, Д, алкалоидов, лектинов, фитостероидов, минеральных веществ. Доказана их неоценимая роль для профилактики диабета и в питании диабетиков,

антихолестериновая, антиканцерогенная и иммуномодулирующая функции некоторых веществ семян зернобобовых (Вишнякова, 2007).

Применение в медицине и фармацевтике могут найти и ингибиторы протеиназ гороха, которые действуют угнетающе на пролиферацию раковых клеток в культуре in vitro. Предполагается, что эти белки предотвращают или сдерживают канцерогенезис в пищеварительном тракте (Bogracheva, Topliff, Meares, 2004).

Из зернобобовых видов крахмалосодержащих культур наиболее распространен горох. В последние годы интерес к крахмалу гороха, особенно генотипам с морщинистыми семенами, объясняется высоким содержанием в нем линейного полимера - амилозы. Возможность образования энзимрезистентных крахмалов зависит от содержания амилозы в нативных (натуральных) крахмалах. Другими словами, можно прогнозировать, что чем больше содержание амилозы в нативных крахмалах, тем выше будет доля резистентных крахмалов, содержащихся в них, или полученных при обработке. Резистентный крахмал определяется как «крахмал и продукты его деградации, не абсорбируемые в тонком кишечнике здоровых людей». Из самого определения резистентного крахмала следует, что такой крахмал недоступен для ферментации в тонком кишечнике. Однако, попадая в толстый кишечник и прямую кишку, он становится доступным для ферментации присутствующих здесь бактериями и переваривается с образованием короткоцепных жирных кислот, углекислоты, водорода и метана. Таким образом, его физическая функциональность подобна функциональности пищевых волокон из различных источников. Кроме того, резистентные крахмалы оказывают влияние на липидный и глюкозный метаболизмы, снижая уровень глюкозы в крови и, соответственно, понижая глюкемическую нагрузку на организм и способствуют снижению веса. В целом резистентные крахмалы относятся к классу пребиотиков, являясь субстратом для микрофлоры желудочно-кишечного тракта (Юрьев и др., 2005).

Горох овощной является одной из ведущих культур для консервной промышленности. Его можно также использовать в свежем, замороженном и сушеном видах.

Он является один из самых лучших предшественников для большинства овощных культур и входит в состав многих севооборотов. Благодаря короткому вегетационному периоду, полной механизации процессов возделывания и уборки горох овощной хорошо влияет на структуру почвы, создает благоприятные условия для накопления в ее верхних слоях легкодоступных форм элементов питания (Запша, 1987). Обладая азотфиксирующей способностью, он является ценной культурой в севообороте. У ряда бобовых культур уже установлено по нескольку симбиотических генов, контролирующих нодуляцию и азотфиксацию. Наибольшее число таких генов известно у гороха Pisum sativum L. - более 30 (LaRue, Weeden, 1992).

В результате симбиоза с клубеньковыми бактериями растения способны усваивать из атмосферы свободный азот и накапливать в почве за период вегетации 50-100 кг/га азота, что равноценно внесению 10-20 т/га навоза или 1,5- 3 ц/га аммиачной селитры (Запша, 1987; Симаров, Аронштам, 1987), а по данным некоторых учёных, в зависимости от биологических особенностей культуры от 100 до 600 кг/га связанного азота в год (Хайлова, Жизневская, 1980). Как известно биологический азот в агроэкосистемах является самым дешевым и экологически безопасн�