Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Оценка исходного материала томата с маркерными признаками и использование его в селекции для открытого грунта

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Оценка исходного материала томата с маркерными признаками и использование его в селекции для открытого грунта"

На правах рукописи

САНИНА Ольга Гарьевна

ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТОМАТА С МАРКЕРНЫМИ ПРИЗНАКАМИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕГО В СЕЛЕКЦИИ ДЛЯ ОТКРЫТОГО ГРУНТА

Специальность: 06.01.05 - Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 5 МАР 20(2

Краснодар-2012

005014377

Работа выполнена на кафедре овощеводства ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» в 2003-2008 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук,

заслуженный работник сельского хозяйства РФ, Беков Рустам Хизриевич

Официальные оппоненты: Зеленский Григорий Леонидович,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», заведующий кафедрой генетики, селекции и семеноводства

Медведев Анатолий Васильевич,

кандидат сельскохозяйственных наук, ГНУ Крымская ОСС СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии, заведующий отделом генетических ресурсов овощных культур

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

«Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений» Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится 28 марта 2012 г. в 11 ч. 00 мин на заседании диссертационного совета Д 220.038.03 созданного на базе ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, гор. Краснодар, ул. им. Калинина, 13, (главный корпус, 1 этаж, конференц-зал), тел./факс (8-861) 221-57-93.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет». С авторефератом на сайтах http://www.vak.ed.gov.ru и http://www.kubsau.ru

Автореферат разослан <«*&£» февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, - А I

доктор биологических наук, профессор .1 Щ Л. В. Цаценко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: Томат является одной из основных овощных культур и выращивается повсеместно в открытом и защищенном грунте в Северо-Кавказском регионе России.

Увеличение производства плодов томата в открытом грунте является важной задачей овощеводов юга нашей страны. Большую роль в решении этой задачи имеет селекция.

Наиболее перспективным и актуальным направлением селекции томата для Северо-Кавказской зоны является создание высокоурожайных сортов и гибридов разных сроков созревания, для свежего потребления и переработки, с высокими вкусовыми и технологическими качествами, относительно устойчивых к комплексу болезней, пригодных для индустриальных технологий выращивания и уборки урожая.

Указанное направление селекции томата входит в научно-технические программы ведущих научно-исследовательских учреждений Северного Кавказа (в том числе и Кубани), а исследования, проводимые в рамках этой программы, безусловно, являются актуальными.

Кроме того, проведенные во Всероссийском НИИ овощеводства исследования, показали, что в настоящее время в селекции томата на гетерозис для открытого грунта одним из наиболее перспективных путей является использование геноносителей маркерных признаков растений, плодов, плодоножки, и, особенно, маркерного признака семян, определяющего коричневую окраску эндосперма.

В связи с этим, исследования по подбору и оценке исходного материала томата, сочетающего хозяйственно ценные признаки с маркерными признаками в селекции высокоурожайных гетерозисных гибридов для открытого грунта, являются также актуальными.

Цель исследований: Основной целью данных исследований являлись подбор и оценка, а также создание нового исходного материала томата, сочетающего хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками растений, плода, плодоножки, окраски семян и использование его в практической селекции для открытого фунта в Краснодарском крае.

В задачи исследований входило:

- изучить в условиях открытого грунта коллекционный и селекционный материал томата с детерминантным типом куста (гены ээр, эр, <1), сочетающий хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками: «коричневая окраска семян» (гены Ьэ, Ьб-2), разная форма (гены О1, е1, о|(2з), оЫ, Ьк, п) и окраска плодов (гены Я, В, Вс, и, 1Ц>, и" и др.), несочлененная плодоножка (ген > 2), различные типы плодовой (цветочной) кисти (Б, Ы) и др.

- выделить по результатам исследований лучшие образцы, сочетающие высокие показатели хозяйственно полезных и морфологических признаков с маркерными признаками;

- вовлечь в селекционный процесс лучшие образцы в качестве родительских форм и ежегодно получать серию гибридов на основе простых, моногибридных и дигибридных скрещиваний;

- провести комплексную оценку по основным хозяйственно полезным признакам лучших образцов, выделенных по результатам исследований, а также мутантных линий и гибридов, созданных в процессе селекционной работы;

- рекомендовать наиболее перспективные образцы, полученные сорта и мутантные линии для использования их в селекционной работе и непосредственно в производстве.

показать экономическую эффективность использования в производстве созданных сортов томата.

Объект исследований - сортообразцы и селекционный материал томата ВНИИ овощеводства, других научных учреждений.

Научная новизна работы. На основе подробного изучения и оценки коллекционного и селекционного материала выделены наиболее перспективные образцы томата, сочетающие хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками плода, плодоножки и окраски семян.

С использованием лучших образцов в качестве исходных родительских форм создано более 50 многомаркерных мутантных линий, представляющих интерес для практической селекции томата.

Впервые в нашей стране использованы многомаркерные линии томата селекции ВНИИО для создания гетерозисных гибридов для открытого фунта.

Практическая значимость работы. Проведенные исследования позволили создать в соавторстве 7 сортов томата: Берег Кубани, Любимец Кубани, Кубанские Казаки, Восход, Награда, Пионер и Солнечная ягода. Указанные сорта включены в Госреесгр ФГУ «Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений».

Обоснование и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями страны. Все выводы и предложения подтверждены результатами исследований, статистической обработкой полученных данных.

Апробация работы. Основные положения диссертации в 2005-2008 гг. доложены на отчетных научных конференциях сотрудников факультета плодоовощеводства и виноградарства ФГБОУ ВПО КубГАУ (гор. Краснодар).

Материалы диссертации были представлены на международных научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы и пути их решения в современном плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве Дона» (пос. Персияновский, 2004); «Проблемы научного обеспечения овощеводства юга России» (Краснодар, 2004); «Эффективное овощеводство в современных условиях» (Минск, 2005).

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 в изданиях рекомендованных ВАК РФ. В соавторстве получены 6 свидетельств и 5 патентов на новые сорта томата.

Декларация личного участия автора. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом исследований кафедры овощеводства ФГБОУ ВПО КубГАУ (тема №13, номер гос. регистрации 01.2.006 06837), который является составной частью госбюджетной тематики КубГАУ. А также договора о совместной научно-исследовательской работе по селекции и семеноводству томата между ГНУ ВНИИО РАСХН и ФГБОУ ВПО КубГАУ от 21.03.08 г. и в соответствии с планом исследований ГНУ Всероссийского НИИ овощеводства (номер гос. регистрации 04.014.02.02.01). Автор принимала личное участие во всех исследованиях и обработке результатов, полученных в ходе работы.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Изучение и оценка исходного материала томата, сочетающего основные хозяйственно ценные признаки с маркерными признаками плода, плодоножки и окраски семян;

2. Наиболее перспективные сортообразцы и линии, сочетающие хозяйственно ценные признаки с маркерными признаками, а также полученные на их основе серии гибридов.

3. Комплексная оценка основных хозяйственно ценных признаков одного из созданных в соавторстве сортов томата Любимец Кубани.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 212 страницах машинописного текста, включает 41таблииу, 1 схему, 10 рисунков, 9 приложений, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений для селекции и производства, списка использованной литературы, содержащего 230 наименований, в том числе 106 иностранных авторов.

Автор приносит искреннюю благодарность коллективу кафедры овощеводства ФГБОУ ВПО КубГАУ и своему руководителю Бекову Р.Х за поддержку и помощь в подготовке диссертационной работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обозначены актуальность работы, цели и задачи исследований, научная новизна и значимость работы.

Глава 1 Состояние изученности вопроса (обзор литературы). В главе приводятся литературные данные о значении исходного материала в селекции томата для открытого грунта, о современных требованиях к сортам и гибридам для интенсивных технологий выращивания, о роли генных мутаций в создании нового исходного материала, об использовании гетерозиса в селекции томата.

Глава 2 Условия, материал и методика проведения исследований. Исследования проводили на базе ГНУ Краснодарского НИИ овощного и картофельного хозяйства в 2003-2008 гг. в полевых и лабораторных условиях с применением основных приемов агротехники, принятых для культуры томата в Краснодарском крае.

Почвенно-климатические условия места проведения исследований вполне пригодны для селекции томата. Температура воздуха и уровень осадков в годы проведения работ были на уровне среднемноголетних значений.

В качестве исходного материала использовали селекционные линии и геноносители маркерных признаков томата, созданные во Всероссийском НИИ овощеводства в количестве более 300 образцов, а также сорта, включенные в Госреестр РФ по Краснодарскому краю.

Растения выращивали посевом семян в открытом грунте по схеме (90+50)х35 см. В коллекционном питомнике по каждому сортообразцу выращивали по 30 растений, в гибридном питомнике Р1 - от 5 до 10 растений, в Р2- от 70 до 100 растений, а по линиям старших поколений - до 70-100 растений и более в зависимости от их перспективности. Конкурсное сортоиспытание проводили в 4-5 кратной повторности по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» [Картофель, овощные и бахчевые культуры, 1975] на фоне сортов-стандартов, включенных в Госреесгр РФ по Краснодарскому краю.

Изучение морфологических признаков, биометрический анализ растений, фенологические наблюдения проводили в соответствии с «Методическими указаниями по изучению мировой коллекции овощных пасленовых культур» [Брежнев Д.Д., 1977].

Создание сортов томата для одноразовой и многоразовой (периодической) механизированной уборки урожая осуществляли по обычной для самоопылителей схеме селекционной работы. Были использованы «Методические указания по селекции сортов и гибридов томата для открытого и защищенного грунта» [Алпатьев А.В. и др., 1986].

В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения, анализ образцов по скороспелости, устойчивости растений, плодов к различным болезням, дружности созревания и др.

Результаты исследований обработаны методами вариационной статистики по Б.А. Доспехову [1985, 1989]. Степень доминантности признаков в Р1 рассчитывали по формуле Б. Гриффинга [В. Сп£Гт§, 1956].

Глава 3 Результаты исследований

3.1 Подбор, изучение и оценка исходного материала томата по основным хозяйственно полезным и морфологическим признакам. В

2003-2008 гг. в коллекционном питомнике изучено более 300 сортообразцов томата. Выделено 85 сортообразцов с детерминантным типом куста, сочетающие хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками плода (гены Я, В) и плодоножки (ген )-2). Исследованный нами исходный материал отличается между собой большим разнообразием по хозяйственно полезным и морфологическим признакам. Изучение таких признаков имеет существенное практическое значение и это необходимо учесть селекционеру в процессе своей работы. Так, от типа растения и кисти во многом зависит урожайность, дружность созревания; от типа плодоножки зависит осыпаемость, отделяемость плодов от растений. Кроме того, такие признаки,

как форма, масса плода тесно связаны повреждаемостью, растрескиваемостью, осыпаемостью и отделяемостью их от растений при уборке урожая.

3.1.1 Тип куста и его значение в селекции сортов и гибридов томата, пригодных для механизированной уборки урожая. В настоящее время среди селекционеров, работающих по созданию новых сортов и гибридов томата, пригодных для индустриальных технологий выращивания и уборки урожая, нет единого мнения относительно продуктивности и дружности созревания образцов с различным типом куста. В связи с этим, необходимо было уточнить, какой тип является модельным в селекции сортов на пригодность к механизированной уборке урожая. гр,;.

Проведенные исследования показали, что большинство исследованных сортов и линий с обыкновенным детерминантным типом куста существенно превосходили по продуктивности образцы со штамбовым типом растений (таблица 1).

Таблица 1 - Сравнительная оценка сортов и линий томата с различным типом куста по основным хозяйственно полезным признакам, 2003-2005 гт.

Линия*1 Высота растения, см Габитус растения, см Количество плодов на растении, шт. Продуктивность растения, кг

Дегерминантный тип куста (генотип Бр Бр)

Факел 57,0 120,5 32,0 2,450

Горизонт 77,6 105,0 44,3 2,510

№67 55,0 110,3 46,0 3,820

МЛ-329 к-1 53,0 115,0 , 47,0 3,890

Штамбовый тип куста (генотип й сі)

№123 к-1 38,5 65,3 30,3 2,210

№413 43,0 82,2 38,0 2,320

№416 45,0 87,6 40,0 2,400

№223 46,3 90,0 42,3 2,520

НСР05 - 0,040

Примечание: У всех линий, представленных в таблице, плодоножка без сочленения (генотип ]-И'у2).

Штамбовые формы уступают детерминантным по характеру расположения плодов на растении (рисунок 1).

Основное количество плодов у штамбовых образцов расположено на центральном побеге, в то же время у детерминантных образцов более половины плодов расположены на боковых побегах. В селекции сортов для механизированной уборки, образцы, с меньшим количеством плодов на

центральном побеге предпочтительнее, так как при одноразовой уборке первые зрелые плоды находятся на растении в течение 25-35 суток и перезревают, снижая свои качества.

с детерммнантным типом куста со штамбовым типом куста

плодов плодов

100%

75%

50%

25%

0%

0

Рисунок 1 - Расположение плодов на растениях сортов и линий томата с различным типом куста. 2003-2005 гг.

Дружность созревания - одно из главных требований для повышения экономической эффективности механизированной уборки. При одноразовом комбайнировании урожайность сортов частично снижается. У одних образцов это связано со снижением урожая зрелых плодов из-за растянутости периода созревания у других с плохой сохраняемостью.

Штамбовые формы уступают детерминантным по дружности созревания и по длительности сохранения товарных качеств плодов (таблица 2), что сказывается на их продуктивности.

Таблица 2 - Динамика созревания плодов на растении и сохранение их товарных качеств у образцов томата с различным типом куста, 2003-2005 гг.

«ппмп,

Факел Горизонт №67 МЛ-329к-1 №123 к-1 №413 №416 №223

[Я центральном побеге ■ на боковых побегах Ена центральном побеге ■ на боковых побегах

Сорт, линия Количество плодов на растении, шт. Дружность созревания плодов на 35-е сутки, % Сохранение товарных качеств зрелых плодов на 35-е сутки, % Средняя масса плода, г Индекс формы плода

Детеоминантный тип куста (растения)

Факел 32,0 87,0 77,5 80,0 0,98

Горизонт 44,3 88,3 82,3 62,3 0,95

№67 46,0 90,2 89,3 85,0 1,16

МЛ-329 к-1 47,0 90,5 87,2 87,0 1,10

Штамбовый тип куста (растения)

№ 123 к-1 30,3 100,0 80,2 77,0 1,15

№413 38,0 97,7 79,0 80,0 0,95

№416 40,0 99,3 81,2 85,0 0,91

№223 42,3 100,0 72,3 82,0 1,00

Установлено преимущество образцов томата с детерминантами типом куста по основным хозяйственно-полезным признакам в сравнении с образцами со штамбовым типом, что можно объяснить различием между ними по архитектонике, количеству плодоносящих побегов, плодов, плодовых кистей и характеру расположения их на растении.

3.1.2 Плодовая (цветочная) кисть, ее морфологические особенности и значение в селекции сортов и гибридов томата, пригодных для механизированной уборки урожая. Многочисленные исследования отечественных и зарубежных авторов показали, что среди компонентов, из которых складывается урожайность и дружность созревания плодов растений томата, довольно значительная роль принадлежит плодовой кисти, её типу, размеру, компактности и в целом ее архитектонике.

Тем не менее, у селекционеров нет единого мнения относительно типов кисти, которыми должны обладать машинные сорта томата.

Некоторые селекционеры отдают предпочтение простому типу кисти, а другие - промежуточному или сложному типу.

Исследования показали, что от типа кисти во многом зависит завязываемость плодов, количество плодов и расположение их на растении, и в целом продуктивность растения, (таблица 3).

Таблица 3 - Показатели сравнительной оценки сортов и линий томата с различным типом плодовой кисти по основным хозяйственно полезным признакам, 2003-2005 гг.

Сорт, линия Генотип плодовой кисти Высота растения, см Количество плодов на растении, шт. Завязываемость плодов на 1 -й кисти, % Продуктивность растения, кг Индекс формы плода

Факел Простой (S/S) 57 32,0 67,1 2,450 0,99

Горизонт -II- 77 44,3 78,5 2,510 0,95

№67 55 46,0 79,2 3,820 1,16

МЛ-329 к-1 -//- 53 47,0 79,7 3,890 1,10

№368 Промежуточный (bi/bi) 58 51,0 59,8 3,920 0,83

№314 -II- 52 47,0 63,6 4,680 1,08

№330 -II- 52 60,0 60,9 4,090 0,83

MFo-112 Спожный (s/s) 57 58,0 48,0 3,810 1,20

М-15 (199 к-2) -II- 47 67,0 46,2 4,010 1,30

MF-17 (325) -II- 50 95,0 47,1 4,200 1,37

НСРс5 0,090

''Примечание1 У всех линий томата, представленных в таблице, плодоножка без сочленения (генотип ]-2 1у2)

Образцы томата с промежуточной и сложной кистью превосходят образцы с простой кистью как по количеству плодов на растении, так и по его продуктивности.

Образцы томата с простой кистью отличаются более высокой завязывашостью плодов (67,1-79,7%), но они все же уступают образцам с промежуточной и сложной кистью по количеству плодов и продуктивности растения.

Изучение расположения плодовых кистей на растении показали, что у образцов с простой и промежуточной кистью, оно более концентрировано в сравнении с образцами со сложной кистью (таблица 4).

Таблица 4 - Расположение плодовых кистей на растении у сортообразцов томата, различающихся по генотипу кисти, 2003-2005 гг.

Сорт, линия '' Высота растения, см Габитус растения, см Генотип ПЛОДОВОЙ кисти Количество кистей на растении, шт. Расположение кистей на растении по ярусам, %

I 11 III

37 с/к пл. окр. 35,0 83,3 Простой (S/S) 30,0 35,5 64,3 0,2

Факел 57,3 123,3 -II- 20,0 31,7 60,3 8,0

MFo-129 пл. окр 33,0 91,6 Промежуточный (bi/bi) 24,0 25,0 60,8 14,2

MFo-117 к-5 к-1 38,6 80,0 -II- 32,0 26,0 62,5 11,5

MFq -123 к-1 к-2 пл. окр. ов. 58,3 118,3 Сложный (S/S) 29,3 6,8 36,4 56,8

MFo-112 к-5 к-6 пл. окр. 61,6 100,0 -II- 25,0 6,8 45,2 48,0

-> Примечание: у всех образцов, представленных в таблице, плодоножка без сочленения (ген >2)

Концентрированное расположение плодовых кистей на растении связано с более высокой дружностью созревания плодов на растении и имеет существенное значение, характеризующее пригодность образцов для механизированной уборки урожая.

По дружности созревания плодов и сохранению их товарных качеств на растении у низкорослых сортообразцов как с простой, так и промежуточной плодовой кистью существенной разницы между собой не обнаружено. С увеличением высоты и габитуса растений сортообразцы с простой кистью уступают образцам с промежуточной кистью как по дружности созревания плодов, так и по сохранению их товарных качеств на растении (таблица 5).

Таблица 5 -Дружность созревания плодов и сохранение их товарных качеств на растении у сортообразцов томата с различным генотипом кисти, 2003-2005 гг.

Сорт, линия Высота растения, см Габитус растения, см Количество плодов на растении, шт Дружность созревания плодов, % Сохранение товарных качеств плодов на растении, % Средняя масса плода, г Индекс формы плода

Простой тип кисти ^/Б)

МКо-37 к-1 к-2 23,3 60,0 41,3 91,5 90,1 61,2 1,03

223 с/к к-5 пл.окр. 32,0 60,0 52,0 92,2 93,7 47,0 1,14

37 с/к пл.окр. 35,0 83,3 85,3 92,5 90,5 39,0 0,98

223 с/к к-5 пл.окр.ов. 38,6 90,0 88,6 92,7 93,1 49,0 1,12

Факел 62,3 112,0 38,6 90,6 70,0 81,0 0,99

Горизонт 79,0 110,0 45,6 84,0 80,0 60,0 0,87

Промежуточный тип кисти (Ьі/Ьі)

МРо-37 к-1 к-1 25,3 63,3 55,6 92,0 95,2 45,0 1,38

МРо-129 пл, ок. 32,0 80,0 52,3 89,3 90,2 47,0 0,97

МРо-117к-5к-1 38,6 90,0 80,0 89,0 91,1 52,6 1,01

223 с/к к-3 ок. ов. 40,0 95,0 90,6 90,2 90,3 58,0 1,13

МРо-87 к-1 54,6 103,3 77,3 92,0 90,0 64,0 1,09

Исключение составляют образцы со сливовидной формой плодов с хорошей сохраняемостью товарных качеств на растении.

3.1.3 Плодоножка, ее морфологические особенности и значение в селекции сортов и гибридов томата, пригодных для механизированной уборки урожая. Обычная плодоножка томата имеет разделительный слой на месте ее соединения с плодовой кистью (ген в то время как мутантные формы, контролируемые генами ]-2 не имеют разделительного слоя на плодоножке, то есть имеют «несочлененную плодоножку». От наличия или отсутствия данного признака у сортообразцов в значительной степени зависит осыпаемость плодов, производительность труда сборщиков и, главным образом, эффективность работы томатоуборочного комбайна и качество убранной продукции.

Сравнительная оценка сортов и линий томата с различным генотипом плодоножки показала, что наибольшую ценность для селекции машинных сортов представляют геноносители признака, контролируемого геном }-2, как формы, обеспечивающие дружное созревание урожая наряду с высокими показателями других хозяйственно полезных признаков (таблица 6).

її

Таблица 6 - Показатели для сравнительной оценки сортов и линий томата с различным генотипом плодоножки по основным хозяйственно полезным признакам, 2004-2006 гг.

Сорт, линия*' Генотип плодоножки Высота растения, см Количество плодов на 1-й кисти, шт. Количество на растении, шт. Продуктивность растения, кг Дружность созревания плодов, %

плодовых кистей плодов

Кросс 525 г 52,0 5,0 25,0 78,0 2,520 90,0

Ventura Ґ 50,1 5,3 27,0 80 2,610 91,2

Chico III •+ J 53,3 5,5 26,0 82 2,750 90,5

1220 j 67,0 3,4 41,0 60,2 2,320 79,0

1175 j 61,2 3,3 39,2 65,1 2,610 80,1

Машинный 1 j 73,5 3,4 62,3 96,3 3,100 81,3

Факел j-2 57 5,0 12,0 32,0 2,450 87,0

Горизонт j-2 77 5,1 15,0 44,3 2,510 88,3

№67 j-2 55 5,7 23,0 46,0 3,820 90,5

MJI-329 к-1 j-2 53 5,5 23,0 47,0 3,890 91,3

HCPos - 0,050 -

) Примечание: У сортов и линий, представленных в таблице, плодовая кисть простая

(генотип S/S)

Дружность формирования и созревания плодов на растении является одним из основных требований, предъявляемых к сортам и гибридам томата, пригодным для одноразовой механизированной уборки урожая. Поэтому основное внимание в селекционной работе при подборе и создании исходного материала и будущих сортов мы уделяли использованию геноносителей j-2 в качестве родительских форм.

Исследования по использованию в селекции томата геноносителей j, j-2, и обычных форм (j+) выполненные совместно с научным руководителем показали, что в создании нового исходного материала наиболее эффективным и результативным является вариант использования в комбинациях скрещиваний геноносителей j-2 между собой, при условии наличия у селекционера таких генотипов в достаточном количестве.

В результате проведенных исследований по изучению и оценке морфологических признаков исходного материала выделены наиболее ценные линии, которые были успешно использованы при создании новых сортов и линий томата для открытого грунта.

12

3.2 Изучение и оценка наиболее ценных образцов томата по основным хозяйственно полезным и морфологическим признакам, подготавливаемых для передачи в Госсортиспытание. Наиболее ценные образцы (линии) для подробного изучения и оценки их по хозяйственно полезным и морфологическим признакам были объединены в группы в зависимости от направления селекционной работы:

- образцы для одноразовой механизированной уборки урожая;

- образцы для полумеханизированной уборки урожая;

- образцы салатного типа для ручной уборки урожая.

Проведенные исследования позволили выделить лучшие из них,

сочетающие хозяйственно ценные признаки с хорошим качеством и оптимальными показателями морфологических признаков плодов, с учетом некоторых различий в требованиях, предъявляемых к образцам томата в зависимости от их назначения (таблица 7).

Таблица 7 - Показатели основных хозяйственно полезных признаков некоторых лучших линий томата, 2004-2008 гг.

Сорт, линия ' Количество плодов на растении, шт. Масса плода, г. Индекс формы плода Содержание в плодах сухого вещества, % Продуктивность растения, кг Дружность созревания плодов, % Сохранение товарных качеств плодов на растении, %

Пригодных для механизированной уборки урожая

Венета (50 40 66 1,52 5,95 2,480 90,0 92,5

М-16 (212) 56 54 1,35 6,10 2,970 93,2 95,8

М-23 (416) 55 65 1,48 5,90 3,360 92,3 93,0

М-17 (325) 95 47 1,37 5,92 4,200 90,1 96,5

НСРо, - 0,100 -

Пригодных для полумеханизированной уборки урожая

Факел (эй | 32 80 0,99 5,15 2,450 87,0 77,5

В-139 40 72 1,05 6,05 2,750 90,2 83,1

В-97 41 80 1,07 5,93 3,070 89,5 85,6

№368 38 86 1,10 6,03 3,260 89,2 83,2

№75 45 85 1,12 5,79 3,650 91,0 82,3

№ 67 к-1 46 85 1,16 5,62 3,820 90,5 85,2

НСР„5 - 0,130 -

' Примечание: у всех линий и сортов, представленных в таблице, детерминангный тип растения (ген яр), высота главного стебля - от 39 до 57 см и плодоножка без сочленения (ген >2).

В настоящее время в связи с развитием фермерского, любительского овощеводства возникла необходимость создания сортов салатного типа, разных сроков созревания с высокой урожайностью и качеством плодов. Например, большим спросом у населения пользуются плоды розовой, малиновой окраски, такие плоды обладают рыночной привлекательностью, повышенным содержанием сухого вещества и каротиноидов.

Проведенные исследования показали, что большинство отобранных линий с розовой и малиновой окраской плодов превосходят известный сорт Финиш не только по качественным показателям плодов, но и по продуктивности растений (таблица 8).

Таблица 8 - Показатели основных хозяйственно полезных признаков некоторых лучших линий томата салатного типа, 2004-2008 гг.

Сорт, линия'* Высота главного стебля, см Количество плодов на растении, шт. Масса плода, г. Индекс формы плода Содержание в плодах сухого вещества, % Продуктивность растения, кг

С красной окраской плодов

Финиш (Д.) 61 30 ~ 100 0,94 6,05 2,690

В-83 45 38 100 1,00 5,99 2,800

№47 47 48 110 0,95 5,83 3,390

№416 45 53 100 0,87 5,91 3,800

N5368 58 51 100 0,83 5,98 3,920

№330 52 60 110 0,83 6,07 4,380

С малиновой, розовой окраской плодов

МЛ-29/30 к-2 62,5 28 93 0,84 6,92 2,510

МЛ-40/41 62,3 21 130 0,78 7,10 2,690

МЛ-98 62,7 35 98 0,92 6,87 3,330

МЛ-299 к-2 57,4 49 80 0,89 6,90 3,900

НСР05 - 0,110

В результате поэтапного изучения и оценки, лучших образцов томата по основным хозяйственно полезным и морфологическим признакам, выделены наиболее перспективные образцы для дальнейшего использования их в качестве исходного материала в практической селекции по созданию новых сортов и гибридов в следующих направлениях:

- для одноразовой механизированной уборки урожая - 12 образцов (линий) с генотипом: ер, ээр, Я, О1, о1'24, г1, Ьс, Ь§, п, и, и§, и', Б, Ы, }-2;

- для полумеханизированной уборки урожая - 16 образцов (линий) с генотипом Бр, Бэр, Я, о'^, г1, п, и, и", Ь§,8, Ы,)-2;

- для редких ручных сборов урожая - 25 образцов (линий) салатного типа с генотипом Бр, ББр, Я, В, Вс,оЫ, и, ия, и",Б, Ы, }-2.

3.3 Результаты практической селекции. Наряду с изучением и оценкой перспективных линий по хозяйственно полезным признакам параллельно проводили селекционную работу по созданию новых сортов томата различного срока созревания, пригодных для механизированной и полумеханизированной уборки урожая, а также сортов салатного типа.

В результате проведенной работы были созданы следующие сорта:

- среднеспелые, пригодные для механизированной уборки урожая -Кубанские Казаки, Восход, Награда, Солнечная ягода;

- пригодные для полумеханизированной уборки урожая и редких сборов - Берег Кубани, Пионер;

- среднеспелый, салатного типа для редких сборов урожая - Любимец Кубани (таблица 9).

Вышеуказанные сорта включены в Госреестр ФГУ «Гос. комиссия РФ».

Таблица 9 - Хозяйственные и биологические признаки сорта томата Любимец Кубани

Наименование показателя Сорт Любимец Кубани Сорт Факел (31)

2004 г. 2005 г. 2006 г. среднее Среднее за 2004-2006 гг.

Количество суток от полных всходов до начала созревания плодов (10-15% зрелых плодов сорта) 108 106 107 107 102

Период плодоношения, суток (начало - конец плодоношения) 46-63 48-65 47-67 47-65 43-65

Общая урожайность, ц/га 700 730 730 720 600

Товарная урожайность, ц/га 610 630 620 620 500

Зрелых товарных плодов от общего урожая, % 81,0 82,0 80,0 81,0 75,0

Товарных плодов от общего урожая, % 87,3 89,0 85,0 87,1 86,0

Средняя масса товарного плода, г. 120,5 115,0 125,5 120,3 79,0

Зеленых товарных плодов от общего урожая, % 17,6 18,7 16,5 16,6 16,5

Треснувших плодов от общего урожая, % 7,8 7,9 7,7 7,8 9,6

Больных плодов, % 3,5 4,1 4,4 4,0 6,7

Дегустационная оценка свежих плодов (из 5-ти баллов) 4,7-5,0 4,8-5,0 4,9-5,0 4,7-5,0 4,1-4,3

Содержание в плодах: сухое вещество, % 7,45 7,55 7,50 7,50 5,90

общий сахар, % 3,60 3,75 3,75 3,70 2.45

аскорбиновая кислота, мг% 22,15 22,17 22,13 22,15 18,25

общая кислотность, % 0,42 0,42 0,45 0,43 0,40

Глава 4 Изучение, оценка и создание исходного материала томата с маркерными признаками и использование его в селекции гетерозисных гибридов для открытого грунта. Несмотря на очевидные преимущества гетерозисных гибридов томата перед сортами, объем занятых ими посевных площадей, особенно в открытом грунте, еще недостаточен и, главным образом, из-за трудоемкости и дороговизны производства гибридных семян.

Поэтому основной тенденцией в исследованиях, проводимых по гетерозису томата, является максимальное удешевление и упрощение производства гибридных семян.

В настоящее время в селекции томата на гетерозис для открытого и защищенного грунта с целью удешевления производства гибридных семян наибольший интерес представляет использование мутангных форм томата с маркерными признаками растений и окраски семян в сочетании с опылением цветков пчелами и шмелями.

Учитывая важность данного вопроса для овощеводства открытого грунта, были начаты исследования по изучению и оценке исходного материала томата с маркерными признаками для использования его в гетерозисной селекции.

В качестве исходного материала были использованы селекционные линии Всероссийского НИИ овощеводства (более 100 образцов) детерминантного типа роста растений, сочетающие хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками.

4.1 Отбор наиболее перспективных линий с маркерными признаками для использования их в селекции на гетерозис. Исходный материал томата, сочетающий маркерные признаки окраски семян и плодоножки был объединен в отдельные группы с учетом формы плодов, примерно по следующему принципу: образцы со сливовидной и овальной формой плодов с индексом 1,30-1,55 (для одноразовой механизированной уборки урожая); образцы с округлоовальной формой - с индексом 1,10-1,29 (для полумеханизированной уборки урожая) и образцы с округлой формой - с индексом 0,95-1,09 (для ручной уборки урожая) для последующего изучения и оценки их по основным хозяйственно полезным признакам.

Изучение и оценка отобранных линий (со сливовидной и овальной формой плодов) показали, что наиболее перспективные из них были на уровне или превосходили стандарт по продуктивности растений и качеству плодов (таблица 10).

Среди перспективных линий по комплексу хозяйственно ценных признаков были выделены генотипы вр/Бр Ьб/Ьб \-2Гу2\ эр/ер Ь5-2/Ьб-2 у21]-2, неаллельные между собой по маркерному признаку семян, что является основным и весьма важным фактором, облегчающим подбор пар для скрещиваний в селекции на гетерозис.

Учитывая, что в Краснодарском крае большинство площадей томата заняты сортами салатного типа, изучение и оценка мутантных линий по хозяйственно полезным признакам нами были проведены на фоне известного сорта томата - Финиш, который отличается высокой урожайностью и качеством плодов.

Таблица 10 - Показатели основных хозяйственно полезных признаков мутантных линий томата, наиболее перспективных в селекции гетерозисных гибридов, 20052008 гг.

Сорт, мутантная линия Генотип растений, плодов, плодоножки, семян Продуктивность растения, кг Средняя масса плода, г Индекс формы плода Содержание в плодах сухого вещества, % Период от всходов до начала созревания плодов, сутки

Пригодные для механизированной уборки урожая

Станичник (Я) БрБр, яя, .І-2.І-2, ++ 2,800 48 1,52 5,90 107

Мо Л-ЗЗО ББр Бїр, ЯК, j-2 )-2, ЬБ ЬБ 2,950 53 1,37 6,05 95

Мо Л-181 к-4 Бр Бр, К Я, j-2 ^2, ЬЇ ЬБ 3,120 45 1,45 5,90 107

Мо Л-мех21 3,120 42 1,53 5,95 107

Мо Л-179 к-2 Бр Бр, шг, ¡-2у2, ЬБ-2 ЬБ-2 2,920 51 1,35 5,85 105

Мо Л-336 к-2 2,750 42 1,47 5,95 95

Мо Л-325 ББр ББр, ЯЛ, ]'-2 >2, ЬБ-2 ЬБ-2 3,220 43 1,50 5,85 103

НСР05 - 0,110

Пригодные для полумеханизированной уборки урожая

Факел (Б0 Бр Бр, Ю*, j-2.j-2.-H- 2,280 66 0,97 5,85 105

Мо Л-79 к-2 Бр Бр, Ю1, }-2]-2, ЬБ ЬБ 2,700 62 1,22 5,97 98

Мо Л-310 к-2 2,950 76 1,18 5,90 105

Мо Л-315 к-2 3,310 79 1,22 6,00 107

Мо Л-188 Бр Бр, ЯК, І-2 >2, ЬБ-2 ЬБ-2 2,710 63 1,25 5,90 105

Мо Л-319 2,830 78 1,20 5,88 103

Мо Л-347 3,200 71 1,28 5,83 105

НСР05 - 0,115

Салатного типа

Финиш (Б^ Бр Бр, Ю1, І-2>2,++ 2,630 106 1,03 6,05 110

Мо Л-38 к-1 Бр Бр, ВВ, І-2 ]-2, ЬБ ЬБ 2,820 87 1,00 6,28 105

Мо Л-38 к-2 2,950 92 0,99 6,30 107

МоЛ-58 Бр Бр, ЯК, }-2 )-2, ЬБ ЬБ 3,100 95 0,97 5,97 105

МоЛ-263 3,320 85 1,00 5,93 105

Мо Л-18 к-4 Бр Бр, ВВ, )-2у2, ЬБ-2 ЬБ-2 2,450 73 1,05 6,30 107

Мо Л-40 3,210 120 0,99 6,25 112

МоЛ-322 Бр Бр, ИЯ, І-2І-2, ЬБ-2 ЬБ-2 3,210 110 1,05 5,97 105

НСР05 - 0,110 -

Исследования показали, что большинство отобранных мутантных линий по продуктивности растений превосходят стандартные сорта, а по содержанию сухих веществ линии с красными плодами (генотип ЯЯ)

немного уступают стандарту. В то же время отдельные линии с малиновой и розовой окраской плодов (генотип ВВ) наряду с хорошей продуктивностью растений превосходят стандарт по содержанию в плодах сухого вещества.

По результатам изучения и оценки мутантных линий томата выделены наиболее перспективные образцы, сочетающие хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками растений, плодов, плодоножек и окраски семян для использования их в селекции гетерозисных гибридов для открытого грунта в следующих направлениях:

- для механизированной уборки урожая с генотипом - ер, Б или Ы, Я, О1, и1 или и, г1, Ъс,у2, Ьб или Ь$-2 -12 образцов;

- для полумеханизированной уборки урожая с генотипом - Бр, Б или Ы, Я, о|(й>, и или и', гУ-2, Ьг или Ьб-2 -14 образцов;

- для создания гетерозисных гибридов салатного типа с генотипом - Бр, Б или Ы, И или В, оЫ, и или и^,\-2, Ьб или Ьз-2 - 25 образцов.

4.2 Создание нового исходного материала томата, сочетающего маркерные признаки растений и использование его в гетерозисной селекции для открытого грунта. Для создания нового исходного материала томата в селекционный процесс были вовлечены высокоурожайные мутантные линии с хорошим качеством плодов, сочетающие маркерные признаки «коричневая окраска семян» (серия генов Ьэ, Ьб-2) и «несочлененная плодоножка» (ген }-2).

Имея в виду, что в скрещиваниях участвовали линии разной генетической природой, точнее неаллельные между собой рецессивные геноносители, проявлению маркерных признаков семян и плодоножки в Р1 придавали большое значение, так как скрещивание между собой линий со сложными рецессивными генами совершенно отличается от классической схемы.

При прямом или обратном скрещивании двух линий томата с коричневыми семенами с генотипом Ьб/Ьэ и Ь5-2/Ьз-2 в Р1 мы получим растения с нормальной (светлой) окраской семян в плодах с генотипом Ь5/++/Ь5-2, то есть при скрещивании между собой неаллельных рецессивных геноносителей коричневой окраски семян (Ьб и Ьз-2) и соединение их в гетерозиготе (Р1), приводит к возникновению нормальных светлых семян, которые не проявляют рецессивных признаков исходных родительских форм.

Учитывая вышесказанное, в целях экономии времени и объема работ для создания новых линий с маркерными признаками скрещивания проводили со следующими сочетаниями комбинаций родительских форм (схема 1).

Схема 1 -Схема подбора родительских пар для скрещиваний при создании новых линий томата, сочетающие маркерные признака плодоножки и окраски семян, 2004-2008 гг.

Фенотип растения, генотип семян и плодоножки материнских И ОТЦОВСКИХ (Ьопм

Супердетерминантный (ебр) bs^s,j-2/j-2 X Супердетерминантный (вБр) ЬяЛи, І-2/І-2

Супердетерминантный (ЭБр) Ъ$-21Ъъ-2,\-21\-2 X Супердетерминантный (^р) Ьэ^э-г, І-2/І-2

Детерминангный (єр) ІК/ЬЇ, ¿2,5-2 X Детерминантный (Бр) ЬБ/ІК, І-2/І-2

Детерминантный (¡р) Ь5-2/Ь5-2, Ї-2/І-2 X Детерминантный (ер) Ьб-2/Ь5-2,\-H\-2

Такой подход к подбору пар для скрещиваний способствует значительному ускорению процесса создания новых, более перспективных линий томата.

Кроме того, при такой схеме подбора родительских пар для скрещиваний мы смогли заранее учесть наличие у исходных форм не только основных маркерных признаков, но и запланировать наличие других желательных признаков растений, плодов, кисти и др.

Такая схема подбора пар для скрещиваний, возможна только при условии, что селекционер уже обладает определенным количеством предварительно созданных линий с маркерными признаками окраски семян и плодоножки, как в нашем случае.

С использованием наиболее эффективной схемы скрещиваний между собой исходных линий ежегодно получали серию гибридов Р1 (от 50 до 100 комбинаций) и в расщепляющих поколениях отбирали наиболее перспективные линии с ясно выраженным маркерным признаком Ьб или Ьб-2 в сочетании с признаком плодоножки}-2.

Большинство созданных нами новых линий томата, сочетающие маркерные признаки семян и плодоножки, представляющих определенный интерес для создания гетерозисных гибридов для открытого грунта, прошли основные этапы селекционного процесса.

В результате проведенной работы в соавторстве созданы новые многомаркерные линии томата, пригодные в качестве исходного материала в селекции гетерозисных гибридов в следующих направлениях:

- для механизированной уборки урожая с генотипом - эр, Б или Ы, Я, О1, и* или и, г1, Ьс, .¡-2, Ьб или Ьз-2-10 образцов;

- для полумеханизированной уборки урожая с генотипом - Бр, Б или Ы, Я, о|(25), и или и1, г1, >2, Ьб или Ьб-2 - 10 образцов;

- для ручной уборки урожая салатного типа с красными, розовыми или малиновыми плодами с генотипом - Бр, 8 или Ы, Я или В, оЫ, и или ]-2, Ьэ или Ьб-2 -10 образцов.

4.3 Создание серии гибридов томата И для открытого грунта с использованием лучших линий томата, сочетающие хозяйственно ценные признаки с маркерными признаками плода, плодоножки и окраски семян. С учетом основных требований, предъявляемых к гетерозисным гибридам томата, пригодных для выращивания в открытом грунте, а также в зависимости от целевого их назначения, в селекционный процесс были вовлечены высокоурожайные линии с хорошим качеством плодов, сочетающие маркерные признаки растений, плода, плодоножки и окраски семян (гены взр, йр, Я, В, Вс, Ьэ, Ь$-2 и]-2), с другими характерными для современных промышленных сортов признаками. При подборе мутантных линий в качестве родительских форм для создания гибридов Р1 основное внимание уделяли линиям с одинаковым по морфологическим признакам, характеру, динамике, срокам созревания плодов и др., но с различным генотипом семян Ьб/Ьб и Ьв-2/Ь5-2.

В результате селекционной работы в 2004-2008 гг. созданы и отобраны наиболее перспективные гибриды томата Р1, обладающие основными хозяйственно-полезными признаками, для дальнейшего их изучения в следующих направлениях:

- на пригодность для механизированной уборки урожая с генотипом -Бр, Б или Ы, Я, О1, и' или и, г1, Ьс, ]-2, +Ь5, +Ъз-2 -10 образцов;

- на пригодность для полумеханизированной уборки урожая с генотипом - ер, Б или Ы, Я, от, и или и1. х\,]-2, +Ьб, +Ьэ-2 - б образцов;

- на пригодность для редких ручных сборов урожая с генотипом - эр, Б или Ы, Я или В, Вс, оЫ, и или и', )-2, +Ьб, +Ьб-2 - 8 образцов.

Предварительная оценка лучших гибридов Р1 по основным хозяйственно полезным признакам показала, что с использованием линий томата, сочетающих маркерные признаки плодоножки и окраски семян возможно создавать высокоурожайные гибриды томата для открытого грунта с хорошим качеством плодов.

ВЫВОДЫ

1. Сравнительная оценка сортов и линий томата с различным типом роста растений (детерминантный - гены эр, эзр и штамбовый - ген с1) установила, что большинство сортов и линий с обыкновенным детерминатным типом куста существенно превосходят по урожаю образцы со штамбовым типом. Кроме того, штамбовые формы уступают детерминантным по характеру расположения плодов на растении, побегообразующей способности растений, что в целом сказывается на их продуктивности.

2. Образцы томата с промежуточной плодовой кистью отличаются более высокой урожайностью, дружностью созревания на растении по сравнению с образцами с простой и сложной кистью.

3. Сравнение сортов и линий томата с различным генотипом плодоножек (гены .), ]-2) показала, что образцы-носители гена )-2 имеют определенные преимущества перед образцами с геном и ] по продуктивности и дружности созревания плодов.

4. В результате изучения и оценки более 250 сортообразцов томата, сочетающих маркерные признаки растений (гены 5Бр), плода (гены Я, В, Вс) и плодоножки (ген ,¡-2) по комплексу хозяйственно полезных признаков, выделены наиболее перспективные образцы для использования их в селекции сортов и гибридов в качестве исходного материала в следующих направлениях:

- для одноразовой механизированной уборки урожая - 12 образцов (линий) с генотипом: Бр, ББр, Я, О1, о1'24, г1,Ьс, bg, п, и, и§, и', Б, Ы,]-2;

- для полумеханизированной уборки урожая - 16 образцов (линий) с генотипом Бр, ББр, Я, о1(23), г1, п, и, и', bg,S, ЬУ-2;

- для редких ручных сборов урожая - 25 образцов (линий) салатного типа с генотипом эр, ББр, Я, В, Вс,оЫ, и, ug, и1,Б, Ы,\-2.

5. С использованием лучших образцов, сочетающих комплекс хозяйственно полезных признаков с маркерными признаками растения, плода и плодоножки создано в соавторстве 7 сортов томата: Кубанские Казаки, Награда, Солнечная ягода, Восход, Берег Кубани, Пионер - пригодные для механизированной и полумеханизированной уборки урожая; Любимец Кубани - сорт салатного типа с малиновыми (розовыми) плодами высокого качества.

Все указанные сорта включены в Госреестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию по Северо-Кавказскому региону.

6. Изучением и оценкой более 100 линий томата, сочетающих хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками растений (гены зр, Бэр), кисти плодов (гены Я, В, Вс, О1, о1(2з), оЫ, е1,1с, Ье, п, и или и]), плодоножки (ген }-2) и окраски семян (гены Ьб, Ьб-2), выделено наиболее перспективные мутантные линии для использования их в селекции гетерозисных гибридов для открытого грунта в следующих направлениях:

- для механизированной и полумеханизированной уборки урожая выделено 26 линий с генотипом Бр, ББр, Я, О1, о1(2!;), е1,1с, bg, П, и или и1, Б, Ы, ¡-2, Ьб, Ьв-2;

- для ручных сборов урожая - 25 линий салатного типа с генотипом Бр, И, В, Вс, оЫ, и или и1, 8, Ь\,]-2, Ьэ, Ьб-2.

7. В ходе создания нового исходного материала, сочетающего комплекс хозяйственно полезных признаков с маркерными признаками, установлены наиболее эффективные комбинации скрещиваний родительских форм с различным генотипом окраски семян (Ьб, Ьз-2) и плодоножек (¡+, ], ]-2) для ускорения селекционного процесса.

В результате этой работы в соавторстве созданы новые многомаркерные линии томата, пригодные в качестве исходного материала в селекции гетерозисных гибридов в следующих направлениях:

- для механизированной уборки урожая с генотипом - Бр, 5 или Ы, Я, О1, и' или и, г1, Ьс, ¡-2, Ьэ или Ьз-2 -10 образцов;

- для полумеханизированной уборки урожая с генотипом - sp, S или bi, R, ol(2s), и или u1, rl, j-2, bs или bs-2 -10 образцов;

- для ручной уборки урожая салатного типа с красными, розовыми или малиновыми плодами с генотипом - sp, S или bi, R или В, obi, и или u", j-2, bs или bs-2 -10 образцов.

8. Получена серия гибридов F1 (более 100 комбинаций) для открытого грунта с использованием лучших линий томата, сочетающих хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками. Проведена комплексная оценка созданных гибридов и выделены наиболее перспективные из них для дальнейшего изучения в следующих направлениях: на пригодность для механизированной и полумеханизированной уборки урожая - 16 образцов; на пригодность для редких сборов урожая - 8 образцов.

9. Экономические расчеты показали, что внедрение и выращивание новых сортов томата Берег Кубани (для редких сборов урожая), Кубанские Казаки (для механизированной уборки урожая) и Любимец Кубани (салатного типа с высоким качеством плодов, для ручных сборов урожая), включенных в Госреестр селекционных достижений и допущенных к использованию в РФ по Северо-Кавказскому региону экономически выгодно, так как они по общему и товарному урожаю превосходят стандартные сорта Факел, Венета и Финиш. Выращивание указанных сортов обеспечивает получение чистого дохода с 1 га от 199 до 317 тыс. рублей при уровне рентабельности 47-74%.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

1. В селекции сортов томата, пригодных для механизированной уборки урожая использовать следующие линии: М-23 (416), М-14 (154), М-17 (325).

2. В селекции сортов, пригодных для полумеханизированной уборки урожая с помощью платформ использовать линии: MJI - 215, №75, MJ1-67 к-1, №314.

3. В селекции сортов салатного типа для свежего потребления с высоким качеством плодов (красной, розовой, малиновой окраски) использовать линии: №368, №442, №330 к-2, MJI-98, МЛ-229 к-2, MJI-115.

4. В селекции гетерозисных гибридов томата для открытого грунта необходимо использовать линии, сочетающие маркерные признаки окраски семян (гены bs, bs-2), плодоножки (ген j-2) и др. признаки по согласованию с автором

5. Для выращивания в условиях открытого грунта в Северо-Кавказском регионе использовать следующие сорта томата: Кубанские Казаки, Восход, Солнечная ягода, Награда (для одноразовой механизированной уборки урожая, цельноплодного консервирования и маринадов); Берег Кубани, Пионер (для полумеханизированной уборки урожая с помощью платформ, переработки на томатопродукты и свежего потребления); Любимец Кубани (для ручных сборов урожая и свежего потребления).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях рекомендуемых ВАК

1. Беков Р.Х. Перспективные гетерозисные гибриды томата Fl для открытого грунта / Р.Х. Беков, А.Н. Костенко, О.Г. Санина, H.H. Любина // Картофель и овощи, 2007. - №7. - С. 21-22.

2. Беков Р.Х. Изучение возможности использования гибридных семян томата второго поколения в открытом грунте / Р.Х. Беков, И.И. Тарасенков, А.Н. Костенко, P.A. Гиш, О.Г. Санина, H.H. Любина // Селекция и семеноводство, 2006. - №3-4. - С. 35-37.

Публикации в других изданиях

3. Беков Р.Х. Влияние дружности созревания плодов и сохранение их товарных качеств на растении в селекции томата для механизированной уборки урожая / Р.Х. Беков, И.И. Тарасенков, P.A. Гиш, О.Г. Санина, H.H. Любина // Сб. науч. тр. по овощеводству и бахчеводству ВИИИО к 110-летию со дня рождения Б.В. Квасникова. - Москва, 2009. - С. 62-65.

4. Беков Р.Х. Тип куста и его значение в селекции сортов и гибридов томата, пригодных для механизированной уборки урожая / Р.Х. Беков, И.И. Тарасенков, А.Н. Костенко, P.A. Гиш, О.Г. Санина, H.H. Любина // Сб. науч. тр. по овощеводству и бахчеводству ВНИИО к 110-летию со дня рождения Б.В. Квасникова. - Москва, 2009. - С.66-71

5. Беков Р.Х. Сохраняемость товарных качеств плодов на растениях томата в зависимости от соприкасаемости их с поверхностью почвы / Р.Х. Беков, А.Н. Костенко, О.Г. Санина, H.H. Любина // Сб. науч. тр. по овощеводству и бахчеводству ВНИИО к 110-летию со дня рождения Б.В. Квасникова. - Москва, 2009. - С. 71-73.

6. Санина О.Г. Сравнительная оценка перспективных сортов томата в условиях Краснодарского края / Санина О.Г. // Актуальные проблемы и пути их решения в современном плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве Дона. Материалы международной научно-практической конференции. - пос. Персиановский, 2004. - С. 133-134.

7. Санина О.Г. Сортоизучение томата в условиях Центральной зоны Краснодарского края ! О.Г. Санина, Р.Х. Беков // Проблемы научного обеспечения овощеводства Юга России. Материалы международной научно-практической конференции. - Краснодар, 2004. - С. 30-31.

8. Санина О.Г. Оценка исходного материала томата на пригодность для селекции новых сортов и гибридов / О.Г. Санина, Р.Х. Беков // Эффективное овощеводство в современных условиях. Материалы международной научно-практической конференции. - Минск, 2005. - С. 25-28.

9. Санина О.Г. Оценка исходного материала томата на пригодность для селекции новых сортов и гибридов / О.Г. Санина // Сб. науч. тр. в честь 75-летия со дня образования Краснодарского научно-исследовательского института овощного и картофельного хозяйства. — Краснодар, 2006. -С. 103-107.

10. Авторское свидетельство №43396 по заявке №9465471 от 26.10.2005г. на сорт томата Берег Кубани, (в соавторстве: Беков Р.Х.,Гиш P.A., Санина О.Г.).

11. Авторское свидетельство №47891 по заявке №9252615 от 05.07.2007 г. на сорт томата Кубанские Казаки, (в соавторстве: Беков Р.Х., Гиш P.A., Кругов A.C., Тарасенков И.И., Санина О.Г.).

12. Авторское свидетельство №47889 по заявке №9252614 от 05.07.2007 г. на сорт томата Любимец Кубани, (в соавторстве: Беков Р.Х., Гиш P.A., Крутов A.C., Санина О.Г.).

13. Авторское свидетельство №56310 по заявке №9154785 от 04.12.2008 г. на сорт томата Награда, (в соавторстве: Беков Р.Х., Гиш P.A., Санина О.Г.).

14. Авторское свидетельство №56309 по заявке №9154788 от 04.12.2008 г. на сорт томата Пионер, (в соавторстве: Беков Р.Х., Гиш P.A., Санина О.Г.).

15. Авторское свидетельство №56308 по заявке №9154786 от 04.12.2008 г. на сорт томата Восход, (в соавторстве: Беков Р.Х., Гиш P.A., Крутов A.C., Тарасенков И.И., Санина О.Г.).

16. Беков Р.Х., Гиш P.A., Крутов A.C., Санина О.Г. Селекционное достижение сорт томата Кубанские Казаки // Патент России №5218 -№9252615.2007. Бюл. №153.

17. Беков Р.Х., Гиш P.A., Крутов A.C., Санина О.Г. Селекционное достижение сорт томата Любимец Кубани // Патент России №5219 -№9252614.2007. Бюл. №153.

18. Беков Р.Х., Гиш P.A., Санина О.Г. Селекционное достижение сорт томата Пионер // Патент России №6322-№9154788.2008. Бюл. №165.

19. Беков Р.Х., Гиш P.A., Санина О.Г., Тарасенков И.И. Селекционное достижение сорт томата Восход // Патент России №6320-№9154786. 2008. Бюл. №165.

20. Беков Р.Х., Гиш P.A., Санина О.Г. Селекционное достижение сорт томата Награда // Патент России №6321-№915485.2008. Бюл. №165.

Подписано о печать 21.02. 2012 г Бумага офсетная Пен. л,- 1,0 Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Офсетная печать Заказ Кч 155

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044. г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Санина, Ольга Гарьевна, Краснодар

61 12-6/365

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТОМАТА С МАРКЕРНЫМИ ПРИЗНАКАМИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕГО В СЕЛЕКЦИИ ДЛЯ

ОТКРЫТОГО ГРУНТА

Специальность: 06.01.05 - Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

САНИНА ОЛЬГА ГАРЬЕВНА

Краснодар - 2012

Содержание С.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ) 10

1.1 Значение исходного материала в селекции томата для

открытого грунта 10

1.2 Современные требования к сортам и гибридам томата, пригодным для интенсивных технологий выращивания,

включая механизированную уборку урожая 1 ^

1.3 Роль генных мутаций в создании нового исходного материала

для практической селекции томата 15

1.4 Использование гетерозиса в селекции томата 34

1.5 Некоторые пути удешевления и упрощения методов создания гетерозисных гибридов и получения гибиридных семян томата 38

1.5.1 Использование различных форм стерильности цветков 38

1.5.2 Использование естественного перекрестного опыления 41

1.5.3 Использование мутантов с маркерными признаками

растений и семян 44

1.5.4 Использование пчел и шмелей для опыления цветков

томата с маркерными признаками растений и семян ^

ГЛАВА 2 УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ 51

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 63

3.1 Подбор, изучение и оценка исходного материала томата по

основным хозяйственно полезным и морфологическим признакам ^

3.1.1 Тип куста и его значение в селекции сортов и гибридов

томата, пригодных для механизированной уборки урожая ^

3.1.2 Плодовая (цветочная) кисть, ее морфологические особенности и значение в селекции сортов и гибридов томата, пригодных для механизированной уборки урожая

3.1.3 Плодоножка, ее морфологические особенности и значение в селекции сортов и гибридов томата, пригодных для механизированной уборки урожая

71

3.1.4 Изучение растрескиваемости плодов на растениях томата в связи с селекцией на пригодность для механизированной уборки урожая

3.2 Подробное изучение и оценка перспективных образцов томата по основным хозяйственно полезным признакам и морфологическим признакам, подготавливаемых для передачи в Госсортоиспытание

98

3.3 Результаты практической селекции томата для открытого грунта 112

ГЛАВА 4 ИЗУЧЕНИЕ, ОЦЕНКА, СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТОМАТА С МАРКЕРНЫМИ ПРИЗНАКАМИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЕГО В СЕЛЕКЦИИ ГЕТЕРОЗИСНЫХ ГИБРИДОВ ДЛЯ ОТКРЫТОГО ГРУНТА 124

4.1 Отличительные особенности изучения и оценки исходного материала томата в селекции гетерозисных гибридов для открытого грунта 125

4.2 Отбор наиболее перспективных линий для использования их в селекции на гетерозис 129

4.3 Создание нового исходного материала томата, сочетающего маркерные признаки растений, плода, плодоножки, семян с целью использования его в гетерозисной селекции для

открытого грунта 141

4.4 Получение серии гибридов томата F1 для открытого грунта с использованием лучших линий, сочетающих хозяйственно

ценные признаки с маркерными признаками растений 151

ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИССЛЕДОВАНИЙ 158

ВЫВОДЫ

Предложения для селекции и производства Список использованной литературы

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Томат является одной из основных овощных культур и выращивается повсеместно в открытом и защищенном грунте в Северо-Кавказском регионе России. Широкому распространению данной культуры способствовали его ценные пищевые свойства: свежие плоды содержат сахара, кислоты, белки, витамины, минеральные и пектиновые вещества и др. Кроме того, продукты переработки (томат-пюре, томат-паста соки, консервированные плоды и др.) также являются весьма полезными для питания человека, так как они сохраняют основные пищевые свойства, присущие свежим плодам.

Поэтому увеличение производства плодов томата в открытом грунте является важной задачей овощеводов юга нашей страны.

Большую роль в решении этой задачи приобретает селекция томата в основных зонах овощеводства России и, в частности, в Краснодарском крае.

В настоящее время среди множества сортов томата, включенных в Госреестр по Северо-Кавказскому региону России, лишь некоторые полностью отвечают основным требованиям овощеводов. Кроме того, в данной основной зоне промышленного томатоводства РФ очень мало сортов универсального типа по использованию плодов, а гибриды, кроме иностранных, для открытого грунта вообще отсутствуют.

В связи с этим, наиболее перспективными являются следующие направления селекции данной культуры для Северо-Кавказской зоны:

- селекция высокоурожайных сортов и гибридов разных сроков созревания, для свежего потребления и переработки, с высокими вкусовыми и технологическими качествами, относительно устойчивых к комплексу болезней, пригодных для индустриальных технологий и транспортировки;

- селекция скороспелых сортов и гибридов салатного типа с высокой урожайностью и хорошим качеством плодов, устойчивых к болезням, для фермерского и любительского (дачного) овощеводства.

Указанные направления селекции томата входят в научно-технические программы ведущих научно-исследовательских учреждений Северного Кавказа (в том числе и Кубани), а исследования, проводимые в рамках этих программ, безусловно, являются весьма актуальными.

При этом особо следует выделить направление селекции томата по созданию сортов и гибридов, пригодных как для одноразовой, так и многоразовой (периодической) механизированной уборки урожая; сортов и гибридов салатного типа разных сроков созревания с высоким качеством и транспортабельностью плодов для южных регионов России; сортов и линий с маркерными признаками (растений, плодов, плодоножки) для создания гетерозисных гибридов с высоким качеством плодов для открытого грунта с использованием недорогих гибридных семян, производимых за счет применения новых, более современных методов гибридного семеноводства таких как: использование в качестве опылителей цветков шмелей, пчел, различных форм мужской стерильности цветков и других приемов, способствующих упрощению и удешевлению производства гибридных семян.

Исследования в данных направлениях селекции томата весьма актуальны, особенно в последние годы, из-за дефицита рабочей силы для уборки урожая, интенсивного развития фермерского и любительского огородничества, дороговизны производства гибридных семян.

Поэтому, в настоящее время усилия ученых направлены на поиск путей по упрощению и удешевлению производства гибридных семян. Для этого ведутся интенсивные исследования по использованию мутантов томата, обладающих маркерными признаками растений, семян, а также сортообразцов с различными типами стерильности цветков.

Исследования, проведенные во ВНИИ овощеводства, показали, что в настоящее время при селекции томата на гетерозис для открытого грунта одним из наиболее перспективных путей по удешевлению производства гибридных семян является использование геноносителей маркерных признаков, определяющих коричневую окраску эндосперма семян (brown seed - гены bs, bs-2 и другие).

Существенная роль в решение этой весьма важной задачи принадлежит мутантному генофонду томата и эффективному его использованию в практической селекции.

В связи с этим, исследования по подбору и оценке исходного материала томата, сочетающего хозяйственно ценные признаки с маркерными признаками для получения высокоурожайных гетерозисных гибридов с хорошим качеством плодов, являются также весьма актуальными и имеют существенное научное и практическое значение.

Учитывая вышеизложенное, данные исследования посвящены одной из проблем современной селекции томата, связанной с усовершенствованием методов подбора и оценки исходного материала с целью ускорения селекционного процесса по созданию новых, более совершенных сортов и гибридов томата интенсивного типа для СевероКавказского региона, в том числе и для Краснодарского края.

Цель исследований: Основной целью данных исследований являлись подбор и оценка, а также создание нового исходного материала томата, сочетающего хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками растений, плода, плодоножки, окраски семян и использование его в практической селекции для открытого грунта в Краснодарском крае.

В задачи исследований входило:

- изучить в условиях открытого грунта коллекционный и селекционный материал томата с детерминантным типом куста (гены ssp, sp, d), сочетающий хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками: «коричневая

окраска семян» (гены Ьв, Ьз-2), разная форма (гены О1, е1, о1(28), оЫ, Ьк, п) и окраска плодов (гены Ы, В, В°, и, и] и др.), несочлененная плодоножка (ген \-2\ различные типы плодовой (цветочной) кисти (8, Ы) и др.

- выделить по результатам исследований лучшие образцы, сочетающие высокие показатели хозяйственно полезных и морфологических признаков с маркерными признаками;

- вовлечь в селекционный процесс лучшие образцы в качестве родительских форм и ежегодно получать серию гибридов на основе простых, моногибридных и дигибридных скрещиваний;

- провести комплексную оценку по основным хозяйственно полезным признакам лучших образцов, выделенных по результатам исследований, а также мутантных линий и гибридов, созданных в процессе селекционной работы;

- рекомендовать наиболее перспективные образцы, полученные сорта и мутантные линии для использования их в селекционной работе и непосредственно в производстве.

показать экономическую эффективность использования в производстве созданных сортов томата.

Объект исследований - сортообразцы и селекционный материал томата Всероссийского НИИ овощеводства, других научных учреждений.

Научная новизна работы. На основе подробного изучения и оценки коллекционного и селекционного материала выделены наиболее перспективные образцы томата, сочетающие хозяйственно полезные признаки с маркерными признаками плода, плодоножки и окраски семян.

С использованием лучших образцов в качестве исходных родительских форм создано более 50 многомаркерных мутантных линий, представляющих интерес для практической селекции томата.

Впервые в нашей стране использованы многомаркерные линии томата селекции ВНИИО для создания гетерозисных гибридов для открытого грунта.

Практическая значимость работы. Проведенные исследования позволили создать в соавторстве 7 сортов томата (Берег Кубани, Любимец Кубани, Кубанские Казаки, Восход, Награда, Пионер и Солнечная ягода). Указанные сорта включены в Госреестр ФГУ «Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений».

Обоснование и достоверность научных положений. Исследования выполнены по методикам, рекомендованным научными учреждениями страны. Все выводы и предложения подтверждены результатами исследований, статистической обработкой полученных данных.

Апробация работы. Основные положения диссертации в 2005-2008 гг. доложены на ежегодных отчетных научных конференциях сотрудников факультета плодоовощеводства и виноградарства ФГБОУ ВПО КубГАУ (гор. Краснодар).

Материалы диссертации были представлены на международных научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы и пути их решения в современном плодоводстве, овощеводстве и виноградарстве Дона» (пос. Персияновский, 2004); «Проблемы научного обеспечения овощеводства юга России» (Краснодар, 2004); «Эффективное овощеводство в современных условиях» (Минск, 2005).

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 в изданиях рекомендованных ВАК РФ. В соавторстве получены 6 свидетельств и 5 патентов на новые сорта томата.

Декларация личного участия автора. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом исследований кафедры овощеводства ФГБОУ ВПО КубГАУ (тема №13, номер гос. регистрации 01.2.006 06837), который является составной частью госбюджетной тематики КубГАУ. А также договора о совместной научно-исследовательской работе по селекции и семеноводству томата между ГНУ ВНИИО РАСХН и ФГБОУ ВПО КубГАУ от 21.03.08 г. и в соответствии с планом исследований ГНУ

Всероссийского НИИ овощеводства (номер гос. регистрации 04.014.02.02.01). Автор принимала личное участие во всех исследованиях и обработке результатов, полученных в ходе работы.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Изучение и оценка исходного материала томата, сочетающего основные хозяйственно ценные признаки с маркерными признаками плода, плодоножки и окраски семян;

2. Наиболее перспективные сортообразцы и линии, сочетающие хозяйственно ценные признаки с маркерными признаками, а также полученные на их основе серии гибридов.

3. Комплексная оценка основных хозяйственно ценных признаков одного из созданных сортов томата Любимец Кубани.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 212 страницах машинописного текста, включает 41 таблицу, 1 схему, 10 рисунков, 9 приложений, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений для селекции и производства, списка использованной литературы, содержащего 230 наименований, в том числе 106 иностранных авторов.

Приношу искреннюю благодарность коллективу кафедры овощеводства ФГБОУ ВПО КубГАУ и своему руководителю Бекову Р.Х за поддержку и помощь в подготовке диссертационной работы.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ВОПРОСА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Значение исходного материала в селекции томата для открытого грунта

Успех в селекции любой сельскохозяйственной культуры в значительной мере определяется исходным материалом, а именно его разнообразием и степенью изученности [25, 26].

Учение об исходном материале академик Н.И. Вавилов рассматривал в качестве центрального вопроса генетических основ селекции растений. Он разработал программу создания коллекций мировых растительных ресурсов, которая ознаменовала новую эру в научном ведении растениеводства. Проблема исходного материала стала особенно актуальной в связи с возникновением задач значительного увеличения адаптивного потенциала культивируемых растений за счет вовлечения генофонда диких видов и полукультурных разновидностей.

Известно, что приспособляемость культурных растений к окружающим условиям произрастания весьма ограничена, тогда как дикие и многие полукультурные формы, особенно сорные растения, характеризуются исключительно широкой адаптивностью и высокой пластичностью в большом диапазоне факторов внешней среды. Опираясь на учения Н.И. Вавилова, A.A. Жученко (1973) в известной монографии «Селекция томатов» впервые в СССР сделал довольно удачную попытку привести в единую научную систему возможности и методы использования диких видов, полукультурных разновидностей рода Lycopersicon Tourn в качестве новых источников зародышевой плазмы. В данной монографии A.A. Жученко обобщил исследования зарубежных и отечественных авторов, касающиеся наследования основных хозяйственно-ценных признаков в расщепляющихся

поколениях, биохимических основ устойчивости томата к основным болезням и вредителям, взаимодействия системы генотип-среда, вопросов сортовой агротехники томата и т.д.

Значительная работа по изучению и оценке мировой коллекции томата проведена во ВНИИ растениеводства под руководством академика Д.Д. Брежнева, который являлся директором данного института. Многочисленные публикации сотрудников ВИРа и его опытной станции по вопросам использования мировой коллекции томата подтверждают огромную роль исходного материала по конкретным направлениям селекции данной культуры [20,21,32,43,44,74,76,104,105,120].

Известные селекционеры и специалисты научных учреждений, работавшие с культурой томата, придавали большое значение коллекционным образцам, получаемым из ВИРа, использовали их в качестве исходного материала для решения актуальных задач селекции [2,4,6,9,10,28,39,40,47,51].

Анализ истории селекции томата показывает, что требования к созданию сортов меняются в соответствии с изменяющимися заказами производства. В настоящее время селекционеры имеют в своем распоряжении огромный генофонд, представляющий собой богатый источник генетического биоразнообразия хозяйственно ценных признаков, для использования его в практической селекции.

В этом отношении культура томата имеет наиболее богатый генофонд, полученный разными путями и методами; он используется в селекционных исследованиях в качестве генетических источников в создании новых сортов и гибридов, отвечающих требованиям сельскохозяйственного производства.

Современное овощеводство постоянно совершенствуется, прогрессируе