Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка и создание исходного материала моркови столовой с разнообразной окраской корнеплода и повышенным содержанием биологически активных веществ (β-каротина, лютеина, ликопина и антоцианов)

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Оценка и создание исходного материала моркови столовой с разнообразной окраской корнеплода и повышенным содержанием биологически активных веществ (β-каротина, лютеина, ликопина и антоцианов)"

На правах рукописи

КОРПЕВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ

ОЦЕНКА И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА МОРКОВИ СТОЛОВОЙ С РАЗНООБРАЗНОЙ ОКРАСКОЙ

КОРНЕПЛОДА И ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ (0-КАРОТИНА, ЛЮТЕИНА, ЛИКОПИНА И АНТОЦИАНОВ)

Специальность: 06.01.05- Селекция и семеноводство сельскохозяйственных

растений

г и ПАЙ 2015

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва-2015

005569114

Работа выполнена в ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства» в 2012-2014 гг.

Научный руководитель: Леунов Владимир Иванович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты: Старцев Виктор Иванович

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заместитель начальника ФГБУ «Госсорткомиссия»

Монахос Григорий Федорович

кандидат сельскохозяйственных наук, Селекционная станция имени Н. Н. Тимофеева, директор

Ведущая организация: ФГБНУ Всероссийский научно-

исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур

Защита диссертации состоится « /о » ¿//¿v/^ 2015 года в часов на заседании диссертационного Совета Д 006.022.01 при ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт овощеводства» по адресу: 140153, Московская область, Раменский район, д. Верея, строение 500, ВНИИО.

Тел./факс 8 (496) 462-43-64,

E-mail: vniioh@yandex.ru, сайт: www.vniioh.ru.

С диссертационной работой можно ознакомиться в научной библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства по адресу:140153, Московская область, Раменский район, д. Верея, строение 500, ФГБНУ ВНИИО.

Автореферат разослан 2015 года

Ученый секретарь Диссертационного совета Девочкина Наталия Леонидовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Принципы здорового питания человека дали направление селекции овощных культур на изменение их биохимического состава. Например, созданы сорта томатов с высоким содержанием ликопина, гибриды огурца без горечи, сорта и гибриды лука с высоким содержанием сухих веществ, высокобелковые сорта

гороха овощного.

Определенные успехи достигнуты по улучшению биохимического состава моркови столовой. Созданы сорта с высоким содержанием каротина (НИИОХ 336 - более 20 мг/100 г сырой массы). Особая ценность моркови состоит в том, что ее сорта, имеющие оранжевую окраску корнеплода, содержат каротин (провитамин А), который в организме человека и животного переходит в витамин А и выполняет защитные функции.

За последние двадцать лет на мировом рынке представлена морковь с широким спектром окрасок корнеплодов - от белой до фиолетовой. Белая морковь практически не содержит пигменты, но богата клетчаткой, которая улучшает работу кишечника человека. Желтый цвет моркови придает лютеин (ксантофилл), оказывающий благотворное действие на сетчатку глаза. Для красной моркови характерно наличие ликопина, обладающего антиоксидантными свойствами. Морковь с фиолетовой окраской обусловлена пигментом антоцианом, являющимся мощным антиоксидантом.

Цветные образцы моркови начинают занимать определенные позиции на мировом рынке благодаря полезным для здоровья качествам. В основном, ее используют для свежего потребления, но возможно и применение в перерабатывающей промышленности. Антоциан, содержащийся в фиолетовой моркови, является красителем и в качестве пищевой добавки Е 163 улучшает внешний вид продуктов питания -соков, кондитерских и кулинарных изделий, придавая им окраску от малинового до пурпурного.

В Госреестре селекционных достижений Российской Федерации на 2015 год отсутствуют районированные сорта моркови столовой иной окраски корнеплода, кроме оранжевой.

Учитывая значимость моркови столовой как одного из источников каротина и других биологически активных веществ (БАВ) для здорового питания человека и перерабатывающей промышленности, объем его использования на качественно новом уровне должен возрасти. И первостепенное значение в этом принадлежит селекции.

Цель и задачи исследований.

Цель исследований - оценить и создать новый исходный материал моркови столовой с разнообразной окраской корнеплода и повышенным содержанием биологически активных веществ ф-каротина, лютеина, ликопина и антоцианов)

Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить фенологические, морфологические и биометрические показатели растений моркови столовой разнообразной окраски 1-го и 2-го года жизни.

2. Оценить исходный материал моркови столовой на содержание P-каротина, лютеина и ликопина методом жидкостной хроматографии.

3. Оценить исходный материал моркови столовой на содержание антоцианов методом рН-дифференциальной спектрофотометрии.

4. Создать селекционный материал моркови столовой с повышенным содержанием биологически активных веществ.

5. Изучить характер наследования признака окраски корнеплода моркови столовой.

6. Определить устойчивость моркови столовой с разнообразной окраской корнеплода к патогену из рода Alternaría.

7. Создать экспресс-метод определения содержания p-каротина в корнеплодах моркови столовой.

Объектом исследований служили корнеплоды и семенные растения моркови столовой.

Предметом исследований были качественные и количественные признаки корнеплода и семенных растений моркови столовой.

Научная новизна работы Оценен и впервые в России создан новый исходный материал моркови столовой с разнообразной окраской корнеплода и повышенным содержанием биологически активных веществ ф-каротина, лютеина и антоцианов). Выявлены образцы с высокой степенью устойчивости, от 0,5 до 1,1 балла, к альтернариозу моркови столовой белой, желтой и оранжевой окраски корнеплода. Предложен экспресс-метод определения содержания p-каротина в корнеплодах моркови столовой, при котором установлена высокая корреляционная зависимость (г=0,77) между интенсивностью красного цвета (Red) в изображении, полученном при сканировании сока, выделенного из корнеплода моркови, и содержанием p-каротина в данном корнеплоде.

Практическая значимость результатов исследований. Изучена и показана зависимость продолжительности вегетационного периода образцов моркови столовой разнообразной окраски первого и второго года жизни, от их происхождения, сортовых особенностей и воздействия метеорологических факторов. В результате исследовательской работы были получены линии моркови столовой разнообразной окраски второго поколения, сочетающие выравненность корнеплода, долю сердцевины, устойчивость к альтернариозу с повышенным содержанием биологически активных веществ. Получены уточненные данные по характеру наследования признака окраски корнеплода, в результате которых весь исследуемый материал разделен на две группы: выравненные, которые будут вовлечены в дальнейший селекционный процесс, и невыравненные, которые будут исключены из него. Рекомендуемый экспресс-метод позволяет сократить затраты труда в селекционном процессе более, чем в два раза по сравнению с химическим методом при оценке корнеплодов моркови столовой.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации, выводы и предложения были доложены на методических и ученых советах ВНИИО с 2012 по 2015 гг., на XII ежегодной международной молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗы (2012 год), на международной научно-практической конференции «Селекция на адаптивность и создание нового генофонда в современном овощеводстве» (VI Квасниковские чтения, 2013 год).В 2014 году изданы методические рекомендации «Экспресс-метод определения содержания Р-каротина в корнеплодах моркови столовой».

На защиту выносятся следующие основные положения:

• новый исходный материал моркови столовой разнообразной окраски с повышенным содержанием биологически активных веществ (Р-каротина, лютеина и антоцианов);

• характер наследования признака окраски корнеплода моркови столовой у исследованной коллекции образцов;

• устойчивость моркови столовой разнообразной окраски к альтернариозу;

• экспресс-метод определения содержания р-каротина в корнеплодах

моркови столовой.

Объем н структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, рекомендаций селекционным учреждениям, списка использованной литературы, содержащего 103 наименования, в том числе 63 иностранных авторов. Работа изложена на 111 страницах компьютерного текста, включая 55 таблиц и 20 рисунков.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано восемь печатных работ, в том числе три в изданиях, рекомендованных ВАК.

УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в 2012-2014 гг. Полевые опыты закладывали на территории селекционного центра и экспериментальной базе Всероссийского научно-исследовательского института овощеводства (ВНИИО) (деревня Верея Раменского района Московской области). Лабораторные опыты проводили в лаборатории селекции корнеплодов и луков ВНИИО и лаборатории хроматографии Всероссийского научно-исследовательского института консервной и овощесушильной промышленности (ВНИИКОП) (г. Видное, Московской области).

Материалом для исследований служили: сорта, линии, гибриды моркови столовой рода Daucus carota L. отечественной и зарубежной селекции: в питомнике исходного материала была изучена коллекция из 42 образцов: 10 белой, 10 желтой, 16 оранжевой, 2 розовой и 4 фиолетовой окраски корнеплода. В гибридном питомнике проведено 14 парных скрещиваний по выявлению перспективных форм в соответствии с моделью сорта и 42 пары скрещиваний по изучению характера наследования признака окраски корнеплода. В селекционном питомнике изучали и оценивали 32 образца: 11 белой, 11 желтой, 6 оранжевой и 4 фиолетовой окраски корнеплода.

При проведении исследований руководствовались следующими методиками и приборами:

1. Методика опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве (В.Ф. Велик, 1992).

2. Методика изучения растений по морфологическим, селекционным и хозяйственно-ценным признакам (UPOV).

3. Методика оценки на устойчивость растений моркови столовой по листовой пластине (Э.А. Власова, 1986).

4. Методика полевого опыта (Б.А. Доспехов, 1985)

5. Руководство по апробации овощных культур и кормовых корнеплодов (Д.Д. Брежнев, 1982).

6. Методика ускоренной селекции моркови столовой на комплексную устойчивость к грибным заболеваниям (альтернариоз и фузариоз) (В.И. Леунов и другие, 2011)

7. Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии для определения каротиноидов (J. Oliver, 2000)

8. Метод тонкослойной хроматограф™ для определения каротиноидов (P. Delia В. Rodriguez-Amaya, 2001).

ГОСТ Р 53773-2010 «Продукция соковая. Методы определения антоцианинов».

Сканер модели Epson Perfection 4990 Photo. Программа Adobe Photoshop CS 8.0 (B.B. Завгородний, 2008). Соковыжималка бытового назначения фирмы «Scarlett».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Фенологические наблюдения и морфологические, биометрические показатели растений моркови столовой разнообразной окраски 1-го и 2-го года жизни

При изучении растений моркови столовой 1-го года жизни разнообразной окраски корнеплода проведены фенологические наблюдения: появление массовых всходов, образование 3-4 листьев, начало формирования корнеплодов, наступление технической спелости (табл. 1).

Таблица 1 - Продолжительность межфазных периодов развития растений моркови столовой 1-го года жизни (д. Верея, 2012-2014 гг.), сутки

Год Дата посева Межфазные периоды

посев-всходы всходы-образование 3-4 листьев образование 3-4 листьев-начало формирования корнеплодов начало формирования корнеплодов-техническая спелость

Белая морковь

2012 16.05.2012 12-13 16-18 25-27 55-57

2013 20.05.2013 10-12 15-17 26-28 54-56

2014 20.05.2014 16-17 16-17 26-28 55-57

Желтая морковь

2012 16.05.2012 12-13 16-17 25-27 53-56

2013 20.05.2013 10-12 15-17 25-26 54-55

2014 20.05.2014 16-17 16-17 26-27 53-54

Розовая морковь

2012 | 16.05.2012 | 12-14 | 17-18 I 28-29 1 57-ЬУ

Фиолетовая морковь

2012 16.05.2012 12-14 17-19 26-28 53-55

2013 20.05.2013 10-11 15-17 26-28 53-55

2014 20.05.2014 16-17 17-19 27-28 53-55

Оранжевая морковь

2012 16.05.2012 12-14 18-21 29-31 60-63

2013 20.05.2013 10-12 16-19 28-31 58-62 ■

2014 20.05.2014 16-18 17-19 29-31 62-64

10. 11.

12.

В течение трех лет (2012-2014 годы) наименее короткие вегетационные периоды растений 1-го года жизни были у желтой, фиолетовой и белой моркови, наиболее продолжительные — у розовой и оранжевой моркови и составили соответственно 104-113 суток, 104-115 суток, 105-115 суток и 114-120 суток, 112-132 суток. Эти различия обусловлены происхождением, сортовыми особенностями моркови столовой различной окраски и погодными условиями, сложившимися в определенный вегетационный период.

При изучении растений моркови столовой 2-го года жизни разнообразной окраски проведены фенологические наблюдения: отрастание маточников, стеблевание, бутонизация, массовое цветение, массовое созревание семян (табл. 2).

Таблица 2 - Продолжительность межфазных периодов развития растений моркови столовой 2-го года жизни (д. Верея, 2012-2014 гг.), сутки

Год Дата посадки Межфазные периоды

посадка-отрастание отрастание-стеблевание стеблевание-бутонизация Бутонизация-цветение цветение-созревание

Белая мо рковь

2012 18.05.2012 9-11 12-13 14-15 13-15 52-56

2013 23.05.2013 10-11 13-14 14-15 14-15 52-55

2014 29.04.2014 10-11 14-15 13-15 12-14 47-50

Желтая морковь

2012 18.05.2012 9-10 12-13 13-15 13-15 50-53

2013 23.05.2013 10-11 13-14 13-15 13-15 51-54

2014 29.04.2014 10-11 13-14 13-14 12-15 45-50

Фиолетовая морковь

2012 18.05.2012 9-11 12-14 14-16 14-16 50-55

2013 23.05.2013 10-12 13-14 14-16 14-17 50-54

2014 29.04.2014 10-11 13-14 13-15 13-16 45-51

Оранжевая морковь

2012 18.05.2012 9-11 13-15 14-16 14-17 55-60

2013 23.05.2013 10-12 13-15 14-17 14-17 52-57

2014 29.04.2014 10-12 13-14 13-16 14-18 51-57

Семена растений 2-го года жизни белой, желтой и фиолетовой моркови быстрее созревали (на 93-101 сутки после посадки маточников), чем оранжевой моркови (на 101-110 сутки после посадки маточников), что связано с сортовыми различиями и климатическими условиями данных лет.

Морфологическую и биометрическую оценку корнеплодов моркови столовой проводили по показателям: высота листовой розетки, число листьев, длина корнеплода, диаметр корнеплода, форма плечиков, форма кончика, окраска корнеплода, окраска сердцевины, размер сердцевины.

Из образцов коллекционного питомника для дальнейшей селекционной работы были отобраны: Местная (Югославия) и Местная (Афганистан) белой окраски корнеплода сортотипа берликум; Местная (Узбекистан) и Мирзои желтая желтой окраски корнеплода сортотипа шантенэ; Purple haze фиолетовой окраски корнеплода преимущественно нантского сортотипа; Feonia и Местная (Малая Азия) сортотипа шантенэ, имеющие высокую выравнешюсть по форме и размеру корнеплода, средний размер сердцевины (30-35%).

Растения моркови столовой второго года жизни оценивали по биометрическим показателям (высота, тип семенного растения, средний диаметр центрального зонтика и зонтиков первого порядка, число зонтиков первого порядка) и семенной продуктивности (масса 1000 семян и продуктивность семян с одного растения).

У растений 2-го года жизни разнообразной окраски корнеплода высота семенного растения зависит от массы корнеплода, и величина ее в наших опытах составила от 48 до 79 см. Преобладающим тип семенного растения всех групп растений был первый и второй тип, зависит это от массы корнеплода и размера сердцевины. Растения по семенной продуктивности можно разделить на две группы: с большей (семенники от оранжевоокрашенных корнеплодов) и меньшей (семенники от бело-, желто- и фиолетовоокрашенных корнеплодов). Этот показатель зависит от диаметра центрального зонтика, количества зонтиков и типа ветвления. Масса 1000 семян в наших опытах находилась в пределах от 0,6 до 1,2 г и связана с семенной продуктивностью.

Оценка исходного материала моркови столовой разнообразной окраски корнеплода на содержание

Р-каротина, лютеина и ликопина Исходный материал моркови столовой был разнообразен по окраске корнеплодов (от белой до фиолетовой). Анализ корнеплодов моркови столовой разнообразной окраски на содержание каротиноидов (Р-каротина, лютеина и ликопина) выявил большую дифференциацию по этому признаку.

Данные таблицы 3 свидетельствуют, что образцы моркови столовой белой окраски корнеплода коллекционного питомника

содержали количество ß-каротина от 0,4±0,1 до 1,0±0,2 мг/100 г сырой массы) и лютеина от 0,5±0,1 до 1,0±0,2 мг/100 г сырой массы). Повышенное содержание ß-каротина (1,0±0,2 мг/100 г сырой массы) и лютеина (1,0±0,2 мг/100 г сырой массы) в образцах Местная (Афганистан) и Creame de lite объясняется тем, что флоэма и/или ксилема имели светло-желтую окраску.

Таблица 3 — Содержание р-каротина, лютеина в корнеплодах моркови столовой белой окраски коллекционного питомника (г. Видное,2012 год), мг/100 г сырой массы__

№ п/п Образец ß-каротин Лютеин

1 Местная (Афганистан) 0,9±0,1 1,0±0,2

2 Long white (США) 0,5±0,1 0,7±0.1

3 A.colleit vesthars jette (Франция) 0,4±0,1 0,5±0.1

А Mammoth short white 0,6±0,1 0,5±0,1

(Канада)

5 Местная (Югославия) 0,8±0,2 0,8±0,1

6 Huthinson (США) 0,5±0,1 0,5±0,1

7 Местная (Дагестан) 0,6±0,1 0,6±0,1

8 Large white Belgium (США) 0,7±0,2 0,5±0,1

9 Blanche des vosges (Франция) 0,5±0,1 0,5±0,1

10 Creame de lite (Bejo) 1,0±0,2 1,0±0,2

Таблица 4 — Содержание р-каротина, лютеина в корнеплодах моркови столовой желтой окраски коллекционного питомника (г. Видное, 2012 год), мг/100 г сырой массы

№ п/п Образец ß-каротин Лютеин

I Местная (Иран) 0,9±0,1 1,5±0,2

2 Местная (Узбекистан) 1,4±0,1 2,4±0,2

3 Апшеронская местная 1,0±0,2 l,6=f=0,l

4 Мирзои желтая 1,3±0,1 2,1±0,1

5 Местная (Китай) 0,8±0,1 1,1±0,1

6 Gelbe futter möhre (Швеция) 0,7±0,1 1,4±0,1

7 Местная (Афганистан) 1,1±0,2 1,4±0,1

8 Местная (Азербайджан) 1,0±0,1 1,5±0,1

9 Местная (Фергана) 1,5±0,2 2,1±0,2

10 Yellowstoune (Bejo) 1,1=4=0,1 1,8±0,2

В результате анализа данных таблицы 4 получается, что содержание р-каротина и лютеина в корнеплодах моркови столовой желтой окраски варьирует от 0,7±0,1 до 1,5±0,2 мг/100 г сырой массы и от 1,1±0,1 до 2,4±0,2 мг/100 г сырой массы соответственно, что является следствием белой, светло-желтой и светло-оранжевой окраской ксилемы корнеплода. Перспективными образцами желтой моркови по содержанию лютеина являются Местная (Узбекистан) - 2,4±0,2 мг/100 г сырой массы, Мирзои желтая - 2Д±0,1 мг/100 г сырой массы и Местная

(Фергана) - 2,1±0,2 мг/100 г сырой массы.

Таблица 5 - Содержание р-каротина, лютеина а ликопина в корнеплодах моркови столовой розовой окраски коллекционного питомника (г. Видное, 2012 год), мг/100 г сырой массы

№ п/п

1

Образец

ИиМ-гес! (ФРГ)

Красная (Япония)

Р-каротин

3,6±0,3

3,1±0,2

Лютеин

0,6±0,1

0,5±0,1

Ликопин

6,3±0,3

5,8±0,3

В целом, оба образца моркови столовой розовой окраски корнеплода не различались по содержанию ликопина. Однако, в сорте МиМ-гес1 его накапливалось на 8,6 % больше, чем у сорта Красная (Япония).

Таблица б - Содержание р-каротина, лютеина и ликопина в корнеплодах моркови столовой оранжевой окраски коллекционного питомника (г. Видное, 2012 год), мг/100 г сырой массы

№ п/п

1

10

11

12

13

14

15

16

Образец

Каротинка (Аэлита)

Реоша (Дания)

Soné (Япония)

Иоксун (Япония)

Красавка (Молдова)

Кокубу сэнко (Япония)

Р-каротин

9,8±1,0

16,8±0,4

10,8±0,6

12,5±0,4

9,1±0,6

Sapporo hufo (Япония)

Хулубей (Китай) Ленинаканская (Армения)

Orange gelbe riesen (ФРГ)

Местная (Малая Азия)

Riesen verbesserte eveise (ФРГ)

Местная (Израиль)

Иоконо сандзун (Япония)

10,5±0,6

10,2¿0,2

11,0±0,6

12,1±0,7

Лютеин

Ликопин

1,0±0,1

1,0±0,1

1,0*0,1

0,9±0,1

1,0±0,1

0,9±0,1

1,1±0,1

1,0±0,1

11,2*1,0

17,1*0,8

11,7*0,7

9,1*0,6

Leva F i(Литва)

НИИОХ 336

10,3*0,6

11,1*0,6

20,2*0,6

1,0*0,1

1,0*0,1

1,1±0,1

1,1*0,1

0,5*0,1

0,5*0,1

0,5*0,1

0,5*0,1

0,6*0,1

0,5*0,1

0,4*0,1

0,5*0,1

0,7±0,1

0,5*0,1

0,7*0,1

1,0*0,1

1,0*0,1

1,1*0,1

1,1±0,1

0,6*0,1

0,5*0,1

0,5*0,1

0,5*0,1

0,6*0,1

Из образцов, рассмотренных в таблице 6, интерес для дальнейшей селекционной работы на повышенное содержание ß-каротина представляют Feonia - 1б,8±0,4 мг/100 г сырой массы, Местная (Малая Азия) - 17,1±0,8 мг/100 г сырой массы, НИИОХ 336 - 20,2±0,6 мг/100 г сырой массы.

Сравнительная оценка уровня содержания лютеина в корнеплодах желтой моркови и ликопина в корнеплодах розовой моркови свидетельствует о сортовой (прямо связанной с окраской корнеплода) специфичности в накоплении именно этих каротиноидов и перспективности селекции на данный признак.

Таким образом, лучшие образцы моркови столовой с оранжевой (Feonia, Местная (Малая Азия), НИИОХ 336), желтой (Местная (Узбекистан), Мирзои желтая, Местная (Фергана)), розовой (Nutri-red, Красная) и белой (Местная (Афганистан) и Creame de lite) окраской корнеплода после оценки их по содержанию ß-каротина, лютеина и ликопина были вовлечены в селекционную работу на повышение содержания биологически активных веществ.

Оценка исходного материала моркови столовой на содержание антоцианов

В корнеплодах моркови столовой фиолетовой окраски коллекционного питомника (4 образца) определяли содержание антоцианов.

Таблица 7 — Содержание антоцианов в корнеплодах моркови столовой фиолетовой окраски коллекционного питомника (г. Видное, 2012 год), мг/100 г сырой массы__

№ п/п Образец Антоцианы

1 Purple Ьаге(ФРГ) 112,4±6,1

2 Фиолетовая (Китай) 102,8±3,7

3 Фиолетовая (Литва) 98,1±4,3

4 Местная (Афганистан) 60,5± 2,8

Анализ данных таблицы 7 показывает, что высоким содержанием антоцианов отличился образец Purple haze (112,4±6,1 мг/100 г сырой массы), наименьшим - Местная (Афганистан) (60,5±2,8 мг/100 г сырой массы), что можно объяснить происхождением моркови, интенсивностью окраски коры и сердцевины корнеплода.

В итоге, образцы моркови столовой фиолетовой окраски корнеплода Purple haze, Фиолетовая (Китай) и Фиолетовая (Литва) были вовлечены в селекционную работу на повышение содержания антоцианов.

Создание исходного материала моркови столовой оранжевой окраски корнеплода с повышенным содержанием Р-каротина

При создании исходного материала моркови столовой разнообразной окраски корнеплода с повышенным содержанием биологически активных веществ использовали методы инцухта (самоопыление перспективных образцов из коллекционного питомника) и гибридизации (простые парные скрещивания между перспективными образцами коллекционного питомника) с последующим индивидуально-семейственным отбором.

В гибридном питомнике проводили парные скрещивания между образцами:

1. $ Реоша х 3 Местная (Малая Азия)

2. $ Местная (Малая Азия) х 3 Реоша

3. $ Реоша х $ НИИОХ 336

4. $ НИИОХ 336 х с? Реоша

5. $ НИИОХ 336 х Местная (Малая Азия)

6. ^ Местная (Малая Азия) х НИИОХ 336

Таблица 8 — Содержание р-каротина, лютеина и ликопина в корнеплодах гибридных потомств моркови столовой оранжевой окраски (г. Видное, 2013-2014 гг.), мг/100 г сырой массы ___

№ п/п Гибридные комбинации / родительские формы Р- каротин Лютеин Ликопин

1 9 Реоша х ¿Местная (Малая Азия) 17,1±0,4 1,0±0,1 0,5±0,1

2 5 Местная (Малая Азия) х ¿Реоша 17,0±0,4 1,0±0,1 0,5±0,1

3 ?Реоша х ¿'НИИОХ 336 17,0±0,2 1,0±0,1 0,6±0,1

4 9 НИИОХ ЗЗбх ¿^еоша 18,2±0,3 1,0±0,1 0,5±0,1

5 ^Местная (Малая Азия) НИИОХ 336 18,5±0,3 1,0±0,1 0,5±0,1

6 $ НИИОХ ЗЗбх ¿'Местная (Малая Азия) 18,0±0,2 1,0±0,1 0,5±0,1

7 Реоша (Дания) 16,8±0,4 1,0±0,1 0,5±0,1

8 Местная (Малая Азия) 17,1±0,8 1,1±0,1 0,7±0,1

9 НИИОХ 336 20,2±0,6 1,1±0,1 0,6±0,1

Полученные данные таблицы 8 показывают, что гибридные комбинации: $ НИИОХ 336 х <$ Реоша - 18,2±0,3 мг р-каротина /100 г сырой массы, $ Местная (Малая Азия) х $ НИИОХ 336 -18,5±0,3 мг Р-каротина /100 г сырой массы, $ НИИОХ 336 х ¿'Местная (Малая Азия) превышают одну из родительских форм по содержанию Р-каротина.

В селекционном питомнике проводили самоопыление 6 образцов коллекционного питомника.

Таблица 9 - Содержание Р-каротина, лютеина и ликопина в корнеплодах инбредных потомств моркови столовой оранжевой окраски (г. Видное, 2013-2014 гг.), мг/100 г сырой массы_

№ п/п Селекционный номер р-каротин Лютеин Ликопин

1 Feonia Ii 16,4±0,1 1,0±0,1 0,5±0,1

2 Иоксун Ii 11,2±0,2 1,0±0,1 0,5±0,1

3 Ленинаканская I, 11,9±0,2 1,0±0,1 0,6±0,1

4 Orange gelbe riesen Ii 10,4±0,4 1,0±0,1 0,6±0,1

5 Местная (Малая Азия) Ii 16,9±0,2 1,0±0,1 0,5±0,1

6 Местная (Малая Азия) Ь 16,3±0,1 1,0±0,1 0,5±0,1

Проведенный анализ инбредных линий на содержание Р-каротина показал, что лучшими являются Местная (Малая Азия) Ь -16,9±0,2 мг р-каротина /100 г сырой массы и Местная (Малая Азия) 12 - 16,3±0,2 мг Р-каротина/100 г сырой массы.

Из работы Н.И. Жидковой (1968) известно, что по содержанию каротина линии различаются между собой: часть линий остается близкой к уровню исходных образцов. Наряду с этим, имеются линии как с пониженным (явление инбредной депрессии), так и с повышенным содержанием каротина.

Следовательно, возможно использование инцухт-линий первого и второго поколений Местная (Малая Азия) Ь и Местная (Малая Азия) 12 для создания селекционного материала с повышенным содержанием Р-каротина.

Создание исходного материала моркови столовой желтой окраски корнеплода с повышенным содержанием лютеина

В гибридном питомнике проводили парные скрещивания между образцами:

1. ? Местная (Узбекистан) х $ Мирзои желтая

2. £ Мирзои желтая х $ Местная (Узбекистан)

3. ? Местная (Узбекистан) х $ Местная (Фергана)

4. $ Местная (Фергана) х в Местная (Узбекистан)

По содержанию лютеина и Р-каротина у гибридных потомств и родительских форм в корнеплодах желтой моркови различий отмечено не было. Наибольшее количество было отмечено в корнеплодах гибридной комбинации $ Местная (Узбекистан) х $ Мирзои желтая -2,2±0,2 мг лютеина /100 г сырой массы.

Таблица 10 - Содержание р-каротина, лютеина в корнеплодах гибридных потомств моркови столовой желтой окраски (г. Видное, 2013-2014 гг.), мг/100 г сырой массы____

№ п/п Гибридные комбинации / родительские формы ß-каротин Лютеин

1 $ Местная (Узбекистан) х ¿'Мирзои желтая 1,5±0,2 2,2±0,2

2 ЗМирзои желтаях ¿Местная (Узбекистан) 1,5±0,2 2,0±0,2

3 ^Местная (Узбекистан) х ¿Местная (Фергана) 1,4±0,1 1,9±0,2

4 9 Местная (Фергана) * ¿Местная (Узбекистан) 1,2±0,1 1,8±0,1

5 Местная (Узбекистан) 1,4±0,1 2,4±0,2

6 Мирзои желтая 1,3±0,1 2,1 ±0,1

7 Местная (Фергана) 1,5±0,2 2,1±0,2

В селекционном питомнике проводили самоопыление 11 образцов из коллекционного питомника.

Таблица 11 - Содержание р-каротина, лютеина в корнеплодах инбредных потомств моркови столовой желтой окраски (г. Видное, 2013-2014 гг.), мг/100 г сырой массы_ _____

№ п/п Селекционный номер ß-каротин Лютеин

1 Местная(Иран) Ii 1,1±0,1 1,7±0,2

2 Местная(Узбекистан) Ii 1,3±0,1 2,0±0,2

3 Апшеронская местная11 0,8±0,2 1,2±0,2

4 Мирзои желтая11 1,1 ±0,2 1,8±0,1

5 Местная (Китай) Ii 0,8±0,2 1,1±0,2

6 Gelbe futter möhre Ii 0,8±0,2 1,3±0,2

7 Местная (Фергана) Ii 1,2±0,1 1,9±0,1

8 Yellowstoune Ii 1,1±0,2 1,5±0,2

9 Местная (Иран) h 1,0±0,1 1,7±0,2

10 Местная (Узбекистан) h 1,3±0,1 2,0±0,2

11 Gelbe futter möhre h 0,7±0,2 1,2±0,2

Основываясь на данных таблицы 11, следует, что наибольшим содержанием лютеиНа отличились инцухт-линии 1-го и 2-го поколений: Местная (Узбекистан) II -2,0±0,2 мг лютеина /100 г сырой массы и Местная (Узбекистан) Ь -2,0±0,2 мг лютеина /100 г сырой массы.

Таким образом, по содержанию лютеина выделили:

перспективную гибридную комбинацию: $ Местная (Узбекистан) х с? Мирзои желтая - 2,2 мг±0,2 мг лютеина/100г сырой массы; из полученных инцухт-линий перспективными являются: Местная (Узбекистан) Ii - 2,0 мг±0,2 мг лютеина/ЮОг сырой массы и Местная (Узбекистан) Ь - 2,0 мг±0,2 мг лютеина/ЮОг сырой массы. Создание исходного материала моркови столовой фиолетовой окраски корнеплода с повышенным содержанием антоцианов

В гибридном питомнике проводили парные скрещивания между образцами:

1. $ Purple haze х S Фиолетовая (Китай)

2. $ Фиолетовая (Китай) х $ Purple haze

Таблица 12 — Содержание антоцианов в корнеплодах гибридных потомств моркови столовой фиолетовой окраски (г. Видное, 2013-2014 гг.), мг/100 г сырой массы__

№ п/п Гибридные комбинации / родительские формы Антоцианы

1 $ Purple haze х $ Фиолетовая (Китай) 94,3±2,7

2 9 Фиолетовая (Китай) х ¿f Purple haze 93,9±3,2

3 Purple haze (ФРГ) 112,4±6,1

4 Фиолетовая (Китай) 102,8±3,7

Данные таблицы 12 показывают, что содержание антоцианов в корнеплодах гибридных потомств ниже, чем в родительских формах.

В селекционном питомнике проводили самоопыление 4 образцов из коллекционного питомника.

Таблица 13 — Содержание антоцианов в корнеплодах инбредных потомств моркови столовой фиолетовой окраски (г. Видное, 2013-2014 гг.), мг/100 г сырой массы_

№ п/п Селекционный номер Антоцианы

1 Purple haze Ii 99,1±0,9

2 Фиолетовая (Китай) Ii 90,9±1,9

3 Фиолетовая (Литва) Ii 90,0±2,1

4 Purple haze h 88,2±3,0

В селекционном питомнике после проведения самоопылений в инцухт-линиях 1-го и 2-го поколений содержание антоцианов уменьшилось с 99,1±0,9до 88,2±3,0 мг/100 г сырой массы, что возможно объясняется инбредной депрессией синтеза антоцианов в корнеплодах моркови столовой фиолетовой окраски.

В целом, инцухт-линии Purple haze Ii (99,1±0,9 мг антоцианов /

100 г сырой массы) и Purple haze I2 (88,2±3,0 мг антоцианов /100 г сырой массы) перспективно использовать для создания сортов и гибридов моркови столовой фиолетовой окраски корнеплода с повышенным содержанием антоцианов.

Создание исходного материала моркови столовой белой окраски корнеплода Так как в корнеплодах моркови столовой белой окраски пигменты практически отсутствуют, то отбор перспективных образцов вели по форме и размеру сердцевины

В гибридном питомнике проводили парные скрещивания менаду образцами:

1. 2 Местная (Афганистан) х ¿Л Местная (Югославия)

2. $ Местная (Югославия) х Местная (Афганистан)

Таблица 14 — Характеристика морфологических и биометрических показателен гибридных потомств моркови столовой белой окраски корнеплода (д. Верея, 2013-2014 гг.)__

№ п/п Гибридные комбинации /родительские формы Листовая розетка Корнеплод Сердцевина

высота, см число листьев, шт длина, см диаметр, см форма плечиков форма кончика окраска Размер, %

1 ^ Местная (Афганистан)* ¿^Местная (Югославия) 33 ±1,1 13 ±1 18 ±0,5 3,4 ±0,2 плоские острый белая 32 ±0,7

2 ^Местная (Югославия)х ^'Местная (Афганистан) 32 ±1,9 14 ±1 18 ±0,5 3,3 ±0,3 плоские острый белая 32 ±0,6

3 Местная (Афганистан) 33 ±2,1 11 ±2 16 ±1,3 2,7 ±0,3 плоские острый белая 31 ±1,4

4 Местная (Югославия) 29 ±0,5 16 ±1 16 ±0,8 3,0 ±0,2 плоские острый белая 31 ±0,6

Гибридные потомства моркови столовой белой окраски корнеплода по форме корнеплода, размеру сердцевины не отличаются от исходных родительских форм: 5 Местная (Афганистан) * $ Местная (Югославия) - сортотип берликум, 32±0,7% размер сердцевины.

Таблица 15 - Структура признака урожайности гибридных потомств моркови столовой белой окраски корнеплода (д. Верея, 2013-2014 гг.)_

№ п/п Гибридные комбинации / родительские формы Урожайность, кг/м2 Выход товарных корнеплодов, % Корнеплод

средняя масса, г доля от общей массы растения, %

1 ^Местная (Афганистан^ (^Местная (Югославия) 5,0 91,0 98,0 75,8

2 $ Местная (Югославия)х ¿¡Местная (Афганистан) 5,3 90,6 104,4 75,9

3 Местная (Афганистан) 4,9 90,1 98,8 75,6

4 Местная (Югославия)* 5,6 95,2 108,9 74,8

HCPos 0,2 - 7,5 -

Примечание: * - здесь и далее в качестве стандарта выбран образец моркови столовой белой окраски корнеплода с наибольшей урожайностью, потому что в Госреестре селекционных достижений РФ отсутствуют сорта моркови белого цвета, допущенные для выращивания в России.

Таблица 15 показывает, что по признакам урожайности и средней массе корнеплода в гибридных комбинациях Ç Местная (Афганистан)х с? Местная (Югославия) и $ Местная (Югославия)х $ Местная (Афганистан) наблюдались отклонения в сторону соответствующих признаков материнской исходной формы.

В селекционном питомнике проводили самоопыление 11 образцов из коллекционного питомника

В селекционном питомнике в результате проведения самоопылений выделены инцухт-линии 2-го поколения: Long white 12 (сортотип берликум, 32±0,9% размер сердцевины) и Местная (Афганистан) Ъ (сортотип берликум, 31±0,8% размер сердцевины).

Анализ урожайных признаков инбредных линий белой моркови показал, что наибольшей урожайностью обладали инцухт-линии Blanche des vosges I], A.colleit vesthars jette Ii, Местная (Югославия) Ii, Large white Belgium Ii.

Таким образом, выделены инцухт-линии 2-го поколения: Long white h (сортотип берликум, 32±0,9 % размер сердцевины, урожайность 5,0 кг/м2) и Местная (Афганистан) 12 (сортотип берликум, 31 ±0,8% размер сердцевины, 4,5 кг/м2).

Таблица 16 — Характеристика морфологических и биометрических показателей инбредных потомств моркови столовой белой окраски корнеплода (д. Верея, 2013-2014 гг.)___

Листовая розетка Корнеплод Сердцевина

№ п/п Селекционный номер вы- число Дли- Диа- форма форма раз-

сота, листь- на, метр, плечи- кон- окраска мер,

см ев,шт см см ков чика %

1 Местная (Афганистан) Ii 32 ±0,9 13 ±1 17 ±0,3 2,9 ±0,2 плоские острый белая 30 ±0,2

2 Long white Ii 32 ±0,4 13 ±1 19 ±0,3 3,0 ±0,1 плоские острый белая 33 ±0,5

3 A.colleit vesthars jette I. 37 ±1,9 16 ±1 22 ±0,5 3,6 ±0,3 выпуклые острый белая 33 ±0,6

4 Mammoth short white Ii 30 ±0,9 12 ±1 15 ±0,7 3,0 ±0,4 плоские острый белая 29 ±0,9

5 Местная (Югославия) I. 29 ±0,7 15 ±1 18 ±0,6 3,4 ±0,2 плоские острый белая 32 ±0,5

6 Местная (Дагестан) Ii 30 ±0,4 14 ±1 17 ±0,5 3,0 ±0,5 выпуклые острый белая 31 ±0,5

7 Large white Belgiumli 37 ±0,9 19 ±2 21 ±0,8 4,3 ±0,4 плоские острый белая 29 ±0,9

8 Blanche des vosgesli 37 ±0,8 21 ±2 22 ±0,9 3,7 ±0,5 плоские острый белая 32 ±0,9

9 Creame de lite Ii 31 ±0,4 13 ±3 н- 5 5 3,2 ±0,2 плоские острый светло-желтая 32 ±0,8

10 Long white h 32 ±0,4 15 ±2 20 ±0,7 3,3 ±0,3 плоские острый белая 32 ±0,9

11 Местная (Афганистан) h 31 ±0,5 13 ±1 18 ±0,5 3,1 ±0,2 плоские острый белая 31 ±0,8

Таблица 17 — Структура признака урожайности инбредных потомств моркови столовой белой окраски корнеплода (д. Верея, 2013-2014 гг.)

№ п/п Селекционный номер Урожайность, кт/и2 Выход товарных корнеплодов, % Корнеплод

средняя масса, г доля от общей массы растения, %

1 Местная (Афганистан) Ii 4,7 89,3 99,9 73,2

2 Long white Ii 4,9 88,9 108,0 74,7

3 A.colleit vesthars jette Ii 5,1 89,2 108,8 74,9

4 Mammoth short white Ii 4,0 81,7 80,0 75,1

5 Местная (Югославия) Ii 5,2 90,1 107,1 75,3

6 Местная (Дагестан) Ii 4,0 84,1 98,0 77,0

7 Large white Belgium Ii 5,1 90,6 109,9 73,0

8 Blanche des vosges Ii * 5,5 88,9 113,8 74,7

9 Creame de lite Ii 4,9 91,3 100,8 75,7

10 Long white Ь 5,0 91,0 109,2 75,1

11 Местная (Афганистан) h 4,5 90,3 99,3 73,9

HCPos 0,4 - 12,7 -

Создание исходного материала моркови столовой розовой окраски корнеплода с повышенным содержанием ликопина.

Образцы коллекционного питомника моркови столовой розовой окраски корнеплода Nutrí-red и Красная (Япония) погибли в фазу отрастания маточников весной 2013 года. Поэтому, селекционную работу по созданию исходного материала моркови столовой с повышенным содержанием ликопина не проводили.

Изучение характера наследования признака окраски

корнеплода моркови столовой Для изучения признака окраски корнеплода моркови столовой была создана коллекция образцов, различающихся по этому признаку, которая включала:

- селекционные сорта, полученные из коллекции ВИРа (белая окраска корнеплода: Местная (Афганистан), Местная (Югославия), Long white, желтая окраска корнеплода: Местная (Узбекистан), Мирзои желтая, Местная (Иран), фиолетовая окраска корнеплода: Фиолетовая (Китай), зарубежных селекционных компаний (белая окраска корнеплода: Creame de lite, желтая окраска корнеплода: Yellowstoune,

фиолетовая окраска корнеплода: Purple haze);

- стерильные линии, имеющие ЦМС типа петалоид селекции ВНИИО (690 П, 1238 П) оранжевой окраски корнеплода;

- инбредные фертильные линии селекции ВНИИО (690 В, 1238 В) оранжевой окраски корнеплода.

Обзор составленной нами коллекции показывает, что она неоднородна. Она представляет собой сорта-популяции и линии. Нам необходимо было выяснить насколько данные сорта-популяции выравнены по признаку окраски корнеплода.

Таблица 18 - Результаты анализа гибридов р1 по наследованию признака окраски корнеплода моркови столовой__

в 9 Белая Желтая Фиолетовая Оранжевая

Белая белая белая* белая* белая

Желтая белая* желтая желтая желтая*.' * ;

Фиолетовая . белая*: желтая фиолетовая фиолетовая*,

Оранжевая белая желтая* - фиолетовая*. оранжевая

Примечание: * - признак окраски корнеплода, несоответствующий закону о единообразии гибридов первого поколения.

Анализ гибридов Fi, полученных от скрещивания линий и сортов, различающихся по окраске корнеплодов (белая х желтая, белая х оранжевая, белая х фиолетовая, желтая х оранжевая, желтая х фиолетовая), показал преобладание белой окраски над другими, желтой над оранжевой и фиолетовой в соответствии с законом о единообразии гибридов первого поколения. Подробные генетические исследования по признаку окраски корнеплода моркови столовой проводились следующими учеными J. Buishand, W. Gabelman, A. Kust, N. Umeil в 60-70-х гг. прошлого столетия, которые выявили закономерности наследования.

Однако, у нас при скрещиваниях: желтая Местная (Узбекистан) х оранжевая 690 В; оранжевая 690 В х фиолетовая Purple haze; оранжевая 1238 В х фиолетовая Purple haze; оранжевая 690 П х фиолетовая Фиолетовая (Китай); оранжевая 690 В х фиолетовая Фиолетовая (Китай) в потомствах первого поколения Fi наблюдалось преобладание оранжевой окраски над желтой или промежуточное наследование окраски корнеплода. У гибридных потомств: белая Long white х желтая Местная (Узбекистан); белая Местная (Югославия) х фиолетовая Purple haze; белая Long white х фиолетовая Фиолетовая (Китай); белая Creame de lite х фиолетовая Purple haze нами отмечено расщепление по признаку окраски корнеплода. Похожие результаты были отмечены в работах ученых ВИРа еще в середине 50-х гг. прошлого века. Что возможно

объяснить невьгравненностью одного или обоих членов родительских пар по признаку окраски корнеплода.

Родительские формы гибридов Fi (9 из 42), несоответствующие закону о единообразии гибридов первого поколения, исключены нами из селекционного процесса как невыравненные по признаку окраски корнеплода, а родительские формы, соответствующие данному закону включены нами в дальнейшее изучение наследования признака окраски корнеплода моркови столовой.

Оценка устойчивости моркови столовой с разнообразной окраской корнеплода к патогену из рода Alternaría В питомнике исходного материала была изучена коллекция из 36 образцов: 10 белой, 10 желтой, 16 оранжевой окраски корнеплода.

С 2012 по 2014 гГ. во время вегетационного периода проводили оценку устойчивости по листовой пластине исследуемых образцов к патогену из рода Alternaría.

Таблица 19 - Поражаемость растений моркови столовой с белой окраской корнеплода бурой пятнистостью листьев (д. Верея, 2012-2014 гг.), баллы

№ образца Название образца Происхождение образца Средневзвешенный балл поражения Среднее за 3 года

2012 2013 2014

1 Blanche des vosges (Франция) ВИР 1,5 1 0,9

4 Местная (Афганистан) ВИР 1 1 1 1

8 Large white Belgium (США) ВИР 0,5 0,5 0,7 0,6

11 Местная (Дагестан) ВИР 2 2 2,1 2

13 Long white (США) ВИР 1 1,5 1,5 1,4

14 Местная (Югославия) ВИР 0,8 1,5 1,3 1,2

16 Белая Югославия ВИР 0,5 0,5 0,7 0,6

23 Mamnorth short white (Канада) ВИР 0,5 0,5 0,5 0,5

27 A.colleit vesthars jette (Франция) ВИР 0,8 1 1 0,9

28 Creame de lite ЗАО «Ве]о» 0,8 1,2 1 1

Средний балл поражения листовой пластины по группе корнеплодов с белой окраской -1 балл. Наиболее устойчивые образцы-Large white Belgium (США), Белая (Югославия), Mammoth short white (Канада).

Таблица 20 - Поражаемость растений моркови столовой с оранжевой

окраской корнеплода бурой пятнистостью листьев (д. Верея, 2012-2014 гг.), баллы

№ образца Название образца Происхождение образца Средневзвешенный балл поражения Среднее за 3 года

2012 2013 2014

2 Riesen verbesserte eveise ВИР 0,5 2 1 1Д

5 Местная (Израиль) ВИР 1,5 2 1,5 1,7

6 Местная (Местная Азия) ВИР 0,8 1 1 0,9

7 Orange gelbe risen ВИР 0,8 1 1 0,9

17 Апшеронская ВИР 1 2 1,5 1,5

21 Ленинаканская ВИР 0,8 1 0,9 0,9

22 Хулубей ВИР 0,5 0,5 0,5 0,5

24 Иоконо сандзун ВИР 2 2 2 2

25 Sapporo hufo ВИР 1 1,5 1 1Л

26 Кокубу сэнко ВИР 0,5 1 1,1 0,9

30 Soné ВИР 1 1 1,2 1

42 Feonia ВИР 1 1 1 1

Средний балл поражения листовой пластины по группе корнеплодов с оранжевой окраской - 1,1 балл. Лучшие в этой группе по устойчивости к патогену: образец №22 (Хулубей) устойчивый, и 4 образца - слабовосприимчивые - Местная (Малая Азия), Orangegelberisen, Ленинаканская, Кокубу сэнко.

Таблица 21 - Поражаемость растений моркови столовой с желтой окрас-кон корнеплода бурой пятнистостью листьев (д. Верея, 2012-2014 гг.), баллы

№ образца Название образца Происхождение образца Средневзвешенный балл поражения Среднее за 3 года

2012 2013 2014

3 Местная (Азербайджан) ВИР 1 0,5 1 0,9

10 Местная (Китай) ВИР 2,5 1 1,8 1,7

12 Gelbe futter mohre Швеция 0,8 0,5 0,5 0,6

18 Мирзои желтая ВИР 0,5 2 1,5 1,3

20 Long yellow США 0,8 0,5 0,9 0,7

29 Местная (Узбекистан) ВИР 1,5 2 2 1,9

31 Местная (Фергана) Таджикистан 2,5 3 3 2,9

44 Местная (Иран) ВИР 1,5 1 1,5 1,4

Средний балл поражения листовой пластины по группе корнеплодов с желтой окраской - 1,4 балл. Из этой группы 2 образца устойчивые Gelbe futter möhre, Long yellow и 1 образец - Местная (Азербайджан) - слабовосприимчивый.

В заключении следует сказать, что корнеплоды с белой окраской в эволюционном и в селекционном плане являются самыми древними, а, значит, самыми устойчивыми, что подкрепляется нашими исследованиями. На устойчивость корнеплодов с желтой и оранжевой окраской в значительной степени влияет селекционная работа и география места создания данных сортов. Корнеплоды с жёлтой окраской имеют среднеазиатское происхождение, где практически отсутствует патоген из рода Alternaria, распространенный в Европейской России. Корнеплоды с оранжевой окраской в селекционном плане самые современные и наиболее удалены от центра происхождения культуры, поэтому, возможно, они оказались и самыми не устойчивыми, в тоже время в этой группе встречаются и самые устойчивые образцы.

Экспресс-метод определения содержания ß-каротина в корнеплодах моркови столовой

Материалом для исследований служили сорта (Витаминная 6, Лосиноостровская 13, НИИОХ 336, Шантенэ королевская), линии (690В, 690П, 1585В, 1585П) моркови столовой вида Daucus carota L.

С помощью соковыжималки из корнеплодов моркови был выделен сок и определено содержание ß-каротина методом тонкослойной хроматографии.

Для оценки каждого образца использовали выборку, включающую 10 корнеплодов, из которых выделяли сок. Далее сок наливали в стеклянную чашку Петри, которую помещали на стекло сканера. Нами была выбрана толщина слоя сока 1 см. Полученное изображение обрабатывали в системе RGB и Lab. Между показателями сканирования и содержанием ß-каротина было определен коэффициент корреляции (табл.22).

Таблица 22 - Коэффициенты корреляции между показателями цветов в полученном изображении и содержанием р—каротина в зависимости от варианта сканирования_._

Вариант сканирования RGB R G В L а b

Половинка корнеплода 0,68 0,69 0,67 0,65 0,59 0,66 0,60

Мезга 0,70 0,73 0,71 0,70 0,64 0,68 0,64

Сок 0,75 0,77 0,75 0,73 0,66 0,73 0,66

Таким образом, экспресс-метод с вариантом сканирования «сок моркови столовой» позволяет выявить образцы с повышенным содержанием ß-каротина на первых этапах селекционного процесса, увеличивает количество оцениваемого материала и ускоряет отбор новых линий с улучшенным биохимическим составом и хозяйственно-ценными признаками, при достаточно высоком коэффициенте корреляции (г=0,77).

Полученные данные были обработаны с помощью программ Microsoft Office Excel 2007, Statistica 7.0 и получен график и соответствующее ему уравнение.

18

14

12

s ю

о О

у =-15,274+0,2159х.

! ............................"1............................. ! S ^ г'/

/ / У ✓ / s

-УС ....... y^r ^ -r с / *

V» Г * S Л S i/ / ......, г ✓ '..............-.......

✓ 5

110

150

160

120 130 140

показатель R, ед

Рисунок 1 - График зависимости показателя Red (ось X) и содержания fi-каротина (ось Y) в соке моркови столовой

Представленный на рисунке 1 график свидетельствует о том, что при подстановке данных в уравнение, полученное при соотнесении показателя Red и содержания Р-каротина в соке из половины корнеплода с использованием стеклянной чашки Петри будет наблюдаться относительно небольшая погрешность с корреляцией 0,77 (г).

В целом, получено уравнение линейной зависимости между показателем Red (х) цветовой системы RGB, полученных при анализе

изображения сока толщиной 1,0 см в стеклянной чашке Петри, и содержанием Р-каротина (у) в корнеплоде моркови столовой: у = -15,274+0,2159х.

Пример расчета содержания p-каротина: значение Red (допустим, равное 130,43) цветовой системы RGB, полученное при анализе изображения сока через сканер, подставляем в уравнение у = -15,274+0,2159х вместо х. В итоге, решая это уравнение (у = 15,274+0,2159 * 130,43), получим содержание p-каротина (у), равное 12,88 мг/100 г сырой массы в корнеплодах моркови столовой.

Сравнительная характеристика двух методов определения Р-каротина показала, что получаемые результаты оценки содержания Р-каротина двумя методами расходятся незначительно, в среднем не превышая 10% (табл. 23).

Таблица 23 — Сравнительное содержание Р-каротина в образцах моркови при проведении анализа разными методами, мг/100 г сырой массы

Метод анализа Номер образца

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Тонкослойная хроматография 10,3 14,8 10,9 8,1 8,8 13,1 11,6 10,7 12,9 13,7

Предлагаемый экспресс-метод 11,7 13,9 12,1 8,9 9,8 11,9 ид 11,6 14,3 12,8

Относительная погрешность, % 13,5 6,5 10,0 9,0 10,3 10,0 4,5 7,0 9,8 7,0

На основании проведенных исследований для селекционных целей был предложен экспресс-метод определения содержания Р-каротина в корнеплодах моркови, повысивший производительность труда в 2-3 раза и позволивший проводить покорнеплодную оценку большого количества селекционного материала.

Сравнительный хронометраж методов определения Р-каротина показывает, что продолжительность проведения анализа по предлагаемому методу значительно сокращается в результате снятия операций по химической экстракции р-каротина, кроме того, имеющее большое значение для здоровья человека, определяющего содержание Р-каротина в большом объеме селекционного материала (табл. 24).

Таблица 24-Хронометраж определения содержания ¡5-каротина в моркови столовой__

Тонкослойная хроматография (ТСХ) Предлагаемый экспресс-метод

№ п/п название операции время выполнения операции, Mira. № п/п название операции время выполнения операции, мин.

1 подготовка для взятия пробы 5 1 подготовка для выделения сока моркови 3

2 взяггие навески 1 2 наливание сока в чашку Петри толщиной 1 см 1

3 экстракция Р-каротина 2 3 сканирование сока 1

4 разделение Р-каротина на пластине 10 4 анализ полученного изображения 5

5 оценка раствора на спектрофотометре 4 Итого 4 операции 10 минут

Итого 5 операций 22 минуты

Примечание: следует заметить, что при проведении исследований нами были выделены возможные погрешности (ошибки) экспресс -метода, которые могут повлиять на конечный итог работы пользователя данным экспресс-методом: использование сканеров различных марок, отличающихся конструкцией, низкая чувствительность химических реактивов при методе ТСХ, световое преломление чашки Петри, взвеси в соке, применение других программ по анализу изображений разных версий (программное обеспечение).

ВЫВОДЫ

1. Вегетационные периоды у растений 1-го года жизни составили: у желтой, фиолетовой и белой моркови наименее короткие — 104-113 суток, 104-115 суток, 105-115 суток; у розовой и оранжевой моркови наиболее продолжительные - 114-120 суток, 112-132 суток соответственно.

2. У растений 2-го года жизни белой, желтой и фиолетовой моркови вегетационный период был короче, и составил 93-101 суток; у оранжевой моркови длиннее - 101-110 суток. Растения по семенной продуктивности разделены нами на две группы: с большей (семенники от оранжевоокрашенных корнеплодов — до 2,4 г / растение) и меньшей (семенники от бело-, желто- и фиолетовоокрашенных корнеплодов — до 1,9 г / растение). Этот показатель зависит от диаметра центрального зонтика, количества зонтиков и типа ветвления

3. Новый исходный материал моркови столовой оранжевой окраски корнеплода, созданный методами гибридизации и инцухтирования: имел содержание Р-каротина ниже, чем у одного из родителей, но был оставлен из-за формы корнеплода — гибридные комбинации: $ Местная (Малая Азия) х 3 НИИОХ 336 -18,5±0,3 мг Р-каротина/100г сырой массы, $ НИИОХ 336 х $ Feonia - 18,2±0,3 мг р-каротина/100г сырой массы; инцухт-линии: Местная (Малая Азия) Ii - 16,9±0,2 мг Р-каротина/100г сырой массы, Местная (Малая Азия) Ь -16,3±0,1 мг Р-каротина/100г сырой массы.

4. Оценен и создан новый исходный материал моркови столовой желтой окраски корнеплода с повышенным содержанием лютеина методами гибридизации и инцухтирования: гибридная комбинация: $ Местная (Узбекистан) х $ Мирзои желтая -2,2 мг±0,2 мг лютеина/ЮОг сырой массы; инцухт-линии: Местная (Узбекистан) Ii -2,0 мг±0,2 мг лютеина/ЮОг сырой массы и Местная (Узбекистан) Ь -2,0 мг±0,2 мг лютеина/ЮОг сырой массы.

5. Новый исходный материал моркови столовой фиолетовой окраски корнеплода с повышенным содержанием антоцианов создан методом инцухтирования - инцухт-линии: Purple haze Ii (99,1±0,9 мг антоцианов /100 г сырой массы) и Purple haze h (88,2±3,0 мг антоцианов /100 г сырой массы)

6. Оценен и создан новый исходный материал моркови столовой белой окраски корнеплода по форме и размеру сердцевины методом инцухтирования - инцухт-линии 2-го поколения: Long white h (сортотип берликум, 32±0,9 % размер сердцевины) и Местная (Афганистан) h (сортотип берликум, 31±0,8 % размер сердцевины)

7. Результаты исследований по характеру наследования признака окраски корнеплода позволили нам на уровне гибридов 1-го поколения Fi исключить из селекционного процесса те родительские формы, гибридные поколения (9 из 42) которых оказались невыравненными по этому признаку.

8. Установлено, что образцы моркови столовой с белой окраской корнеплода Large white Belgium (США), Белая (Югославия), Mammoth short white (Канада) со средним баллом поражения листовой пластины в 1 балл являются самыми устойчивыми. Корнеплоды с жёлтой окраской менее устойчивы (средний балл поражения листовой пластины - 1,4 балл), чем белые. В неустойчивой группе с оранжевой окраской корнеплода выделился самый устойчивый образец Хулубей со средним баллом поражения листовой пластины - 1,1 балл.

9. Созданный экспресс-метод позволяет выявить образцы с повышенным содержанием ß-каротина на первых этапах селекционного процесса, увеличить оцениваемый объем выборки и ускорить отбор новых линий с улучшенным биохимическим составом и получить данные с высокой достоверностью (г=0,77). Он основан на уравнении линейной зависимости между параметром Red цветовой системы RGB и содержанием ß-каротина в корнеплоде: у = -15,274+0,2159х.

РЕКОМЕНДАЦИИ СЕЛЕКЦИОННЫМ УЧРЕЖДЕНИЯМ

1. В селекционные программы по созданию моркови с разнообразной окраской и повышенным содержанием биологически активных веществ (ß-каротина, лютеина, антоцианов) рекомендуется включать следующие инцухт-линии: Местная (Малая Азия) Ii -16,9+0,2 мг ß-каротина/ЮОг сырой массы; Местная (Узбекистан) Ii -2,0 мг+0,2 мг лютеина/ЮОг сырой массы; Purple haze Ii - 99,1+0,9 мг антоцианов /100 г сырой массы; белой окраски корнеплода: Long white h, Местная (Афганистан) Ь.

2. Экспресс-метод определения содержания ß-каротина в селекционном материале моркови столовой на основе применения сканера предлагаем использовать учреждениям, ведущим селекцию культуры, в результате чего обеспечивается возможность получать данные с высокой достоверностью (г=0,77). Этот метод сокращает время оценки корнеплодов на содержание ß-каротина в сравнении с существующими химическими методами более чем вдвое.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Корнев, A.B. Производство, селекция и семеноводство моркови / В.И. Леунов, А.Н. Ховрин, A.B. Корнев, Ю.Г. Михеев // Картофель и овощи. - 2014. - №3. - С. 34-35.

2. Корнев, A.B. Сравнительная характеристика сортов столовой

моркови по содержанию каротиноидов и антоцианов / A.B. Корнев, В.И. Леунов, А.Н. Ховрин, С.Р. Цимбалаев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2014. - №19. - С. 48-50. 3. Корнев, A.B. Иммунитет моркови зависит от окраски корнеплода / A.B. Корнев, Л.М. Соколова, Т.А. Терешонкова, В.И. Леунов, А.Н. Ховрин // Картофель и овощи. - 2015. - №2. - С. 37-39 Статьи в прочих изданиях:

1. Корнев, A.B. Метод количественного анализа каротина и ксантофилла при оценке корнеплодов столовой моркови для использования в селекции / A.B. Корнев, В.И. Леунов, А.Н. Ховрин, Т.Э. Клыгина,

A.B. Калачева // Труды XII Ежегодной Международной молодежной конференции ИБХФ РАН-ВУЗы,- М.: РУДН, 2012. - С. 87-90.

2. Корнев, A.B. Использование учения В.И. Вавилова об исходном материале в селекции морокви столовой в настоящее время /

B.И. Леунов, А.Н. Ховрин, A.B. Корнев // Плодоводство и ягодоводство России, 2012. -Т.34. - №1. - С. 380-385.

3. Корнев, A.B. Оценка корнеплодов моркови столовой различной окраски по биохимическим и биометрическим показателям при использовании в селекции / A.B. Корнев, В.И. Леунов, А.Н. Ховрин // Селекция на адаптивность и создание нового генофонда в современном овощеводстве (VI Квасниковские чтения). Международная научно-практическая конференция (8 августа 2013 г.). Материалы докладов, сообщений / ВНИИО - М.: Изд-во ООО «Полиграф-Бизнес», 2013. - С. 179-182.

4. Корнев, A.B. Морковь столовая разнообразной окраски как источник биологически активных веществ / A.B. Корнев, В.И. Леунов,

A.Н. Ховрин // Овощи — качество - здоровье. Материалы Международной научной конференции (17-18 сентября 2014 года) / ВНИИО - М.: Изд-во ООО «Полиграф-Бизнес», 2014. - С. 87-90

5. Корнев, A.B. Экспресс-метод определения содержания ß-каротина в корнеплодах моркови столовой (методические рекомендации) /

B.И. Леунов, А.Н. Ховрин, A.B. Корнев и другие. - М.: ФГБНУ ВНИИО, 2014.-74 с.

Подписано в печать 21.04.2015 г. Формат 60x84'/,,;. Усл. печ. л. 2. Тираж 100 экз. Заказ 42.

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