Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Ранняя диагностика зимостойкости в селекции яблок

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Ранняя диагностика зимостойкости в селекции яблок"

На правах рукописи

НИКУЛИН Григорий Николаевич

РАННЯЯ ДИАГНОСТИКА ЗИМОСТОЙКОСТИ В СЕЛЕКЦИИ ЯБЛОНИ

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Краснодар, 199?

Работа выполнена в Кубанском государственном аграрном университете.

Научные руководители - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Дорошенко Т.Н. ; кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Кондратенко Н.й.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,старший

научный сотрудник Авакян Э.Р.

доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Семенов Н.И.

Ведущая организация - Ыайкопская опытная станция ВНЖР.

Защита диссертации состоится " /Ь " с'/л&УЛ 19Э6 г. з I* час- на заседании диссертационного совета Д 020.66.01 Всероссийского научно-исследовательского института риса по адресу: ЗиООоЗ, г.Краснодар, п/о Белозерное.

" // " 1997 г.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук /Г! ** Сорочинская Е.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Периодические повторяющиеся суровые зи -мы на юге России являются одним из сдерживающих факторов разви -тия промышленного плодоводства этой зоны. В зиму 1993/1994 г. только в. Краснодарском крае сады вымерзли на площади более II тыс.га ( Кехаев, 1997 ). В наибольшей степени пострадали сорта яблони зимнего срока созревания, при этом сорт Ренет Симиренко вымерз на площади около 8 тыс.га.

Факт гибели садов в ноябре 1993 г. еще раз подтвердил объективность вывода о несовершенстве промышленного сортимента ябло -ни (Сергеев, 1970, Артюх, 1993). Основные сорта этой породы, особенно из группы зимних, не обладают достаточным уровнем морозо -устойчивости в силу генетически обусловленной предрасположенности к затягиванию периода вегетации. В этой ситуации агротехни -ческие приемы повышения зимостойкости часто оказываются неэф -фективными. Поэтому основным способом повышения морозоустойчи -вости плодовых насаждений является оптимизация их сортового состава (Смыков, 1974).

Создание сортов яблони, которые не только бы превосходили по зимостойкости существующие сорта, но и не уступали бы старым по качеству плодов, процесс длительный и кропотливый. Ускорить этот процесс и повысить его эффективность можно применив экспресс-методы оценки различных свойств, в основу которых положены инструментальные способы регистрации показателей основных обмен -ных процессов растительного организма (Седов, 1989).

Имеющиеся в литературе (Кушниренко, 1981 ) сведения , убеждают в возможности диагностирования морозоустойчивости яблони по тем или иным физиолого-биохимическим показателям.

Однако до настоящего времени ати методы не нашли широкого

применения в практической селекциияЗлони , главным образом из-за их несовершенства.

Данное обстоятельство определило необходимое?:, разработки более надежных и точных способов оценки зимостойкости многолетних плодовых растений.

Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований является определение физиолого-биохикических критериев диагностики зимостойкости яблоки, обеспечивавших ускорение и попьшге -ние эффективности селекции этой культуры на юге России.

В связи с этим поставлены следующие задачи:

- изучить повреждающие факторы и особенности подмерзания яблони в холодный период (на примере суровой зимы 1993/1994 г.). Выделить эталонные сорта;

- изучить особенности накопления нуклеиновых кислот б верхушечных почках однолетних приростов разных по зимостойкости сортов-эталонов ;

- изучить особенности гормонального баланса у сортов, ха -растеризующихся разной морозоустойчивостью;

- определить влияние низких отрицательных температур на ' содержание углеводов в органах и тканях растений яблони в течение холодного периода года;

°- подобрать физиолого-биохимические параметры растений яб -лони, сопряженные с зимостойкость»;

- оценить морозоустойчивость новых сортов яблони по предложенным диагностическим критериям.-

Научная новизна исследований. Определены диагностические критерии, позволяющие оценить степень устойчивости растений яблони к ранним морозам осени (первый компонент зимостойкости ) и возвратным морозам весны (третий компонент зимостойкости).

Выявлена связь мевду физиологическими показателями (отношением РНК/ДНК в терминальных почках однолетних приростов , активностью фитогорыонов в тканях), с продолжительностью периода покоя и зимостойкостью эталонных сортов. Проведена оценка устойчивости новых сортов яблони селекции СКЗНИИСиВ к действию возвратных морозов в фазе вынужденного покоя.

Практическая ценность работы. Диагностические критерии , рекомендованные для отбора зимостойких образцов яблони, могут применяться в селекционной работе, на этапе окончательного отбора, а также в системе сортоиспытания и сортоизучения, для ускоренной оценки устойчивости сортообразцов яблони по свойству "зимостойкость".

Апробация работы. Результаты исследований доложены на заседаний Второй краевой школы - семинара молодых ученых "Научное обеспечение сельскохозяйственного производства" (Краснодар , 199?) и на ежегодных научных конференциях Кубанского ГАУ (Краснодар, 1995-1997 гг.).

Публикации. По результатам исследований опубликованы 3 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов и рекомендаций производству. Изложена на страницах машино-

писного текста, содержит таблиц, рисунка. В 'списке

использованной литературы приведено источников, в том

числе на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I. Состояние вопроса и задачи исследований

Вопросу ускорения селекционного процесса яблони и повышения

его эффективности в настоящий момент уделяется много внимания ( Кичина, 1989;' Седов, 1989; Копань, 1992). Одним из приоритетных направлений селекции является выведение сортов с повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам зимнего периода. Оценка селекционного материала по всем компонентам зимостойкости с помощью полевых обследований садов в условиях юга России нереальна.

Имеющиеся в литературе данные (Тюрина, 1978; Туманоа,1979; Леонченко, 1993; Резвякова, 1996 и др.)'убеждают в возможности диагностики уровня устойчивости сортообразцов яблони по отдельным компонентам зимостойкости экспресс-методами. Однако появление того или иного способа оценки вызывает оживленную дискуссию, ставящую под сомнения эффективность предложенных методик и целесообразность их применения в селекционной практике.

В результате всестороннего анализа литературы обоснованы задачи исследований.

2. Объекты, условия и методы исследований

Работа выполнена в Кубанском ГАУ ( № гос.регистрации 0196000Э008) и агрофирме "Сад-Гигант" Славянского района Краснодарского края.

Дм решения поставленных задач использовали полевой и лабораторный методы исследования.

Объектами исследования являлись 6 районированных в крае сортов яблони зимнего срока созревания и 9 новых сортов селекции СКЗНИИСиВ (6 зимних, I осенний, 2 летних). Изучаемые сорта были привиты на районированных клоновых подвоях М9 и ММ106.

Территории, на которых проводили полевые обследования.входят в состав прикубанской зоны садоводства. (Система садовод -

ства Краснодарского края, 1990).

Климат зоны умеренно-континентальный. Средняя годовая тем -пература в зависимости от подзоны составляет 9,9-10,7 °С. Мини -мальная температура в наиболее холодные зимы опускается до -33 °С. Максимальная температура в летний период составляет +40 °С и наблюдается обычно в августе. Среднегодовая сумма активных температур воздуха выше +10 °С составляет 3400-3600 длительность безморозного периода -I9I-I93 дня. Годовая сумма осадков по усредненным показателям за ряд лет составляет 565610 мм (Агроклиматический справочник по Краснодарскому краю , 1961).

Почвенный покров прикубанской зоны садоводства весьма разнообразен. Основной почвенной разностью в учхозе " Кубань" является выщелоченный малогумусный сверхмощный чернозем. В А/5 "Сад-Гигант" преобладают аллювиально-луговые почвы. Агротехнические и физико-химические свойства обоих типов почв благоприятны для культуры яблони ( Симакин, 1988).

В годы проведения исследований погодные условия значитель -но отличались от средних многолетних показателей.

Зимний период 1994/1995 г. в целом был благоприятным для зимовки плодовых культур, минимальная температура составила -17 °С и была зарегистрирована в январе, однако весна 1995 г. началась раньше средних многолетних сроков на 30-45 дней,что спровоцировало раннее цветение яблони, которое началось на 15-20 дней раньше средних многолетних сроков. При этом сорта , рано выходящие из покоя (Боровинка, Корей, Прима и др.), незначительно пострадали в момент резкого похолодания в середине марта. Сорта, обладавшие более продолжительным покоем, повреждений не имели. В летний период 1995 г. особых аномалий не наб-

людалось. Сумма активных температур за этот период составила 3500°.

Осень 1995 г. наступила 18 сентября на 5-10 дней раньше средних многолетних сроков. Условия для вызревания и закаливания плодовых деревьев были удовлетворительными. Осадков в 1995 г. выпало 769-939 мм, что выше нормы на 38-66 %.

Зима 1995 г. началась I декабря, на 10-15 дней раньсе средних многолетних значений. Условия для перезимовки з описывав -мый период были хорошими, наиболее низкие температуры воздуха мянус 14-15 °С зарегистрированы в фазе глубокого- покоя в де -кабре - январе и повреждений не вызвали. Среднегодовая температура воздуха в 1995 г. составила 11,0-11,9 °С.

Весна 1996 г. началась 5-18 февраля (на 5-20 дней раньше, чем обычно), цветение прошло в ранее определенные сроки. Пов -реядаших температур в этот период не зарегистрировано.

Сумма активных температур составила 3337 0 , что несколько ниже нормы. В 1996 г. с^ад;сов выпало 793-766 мм ( 30-36 % вылзе нормы). Средняя годовая температура составила 8,4-9,2 °С.

Зимой 1996/1997 г. не отмечено критических температур. Абсолютная минимальная температура в описываемой эоие не опускалась ниже -17 °С и была зарегистрирована в январе. Перезимовка' всех плодовых пород прошла хорошо.

Полевые наблюдения и учеты для выявления степени подмерзания растений яблони проводили в соответствии с общепринятой методикой ВНИИС им.Мичурина (Мичуринск, 1973).

Полевой опыт по изучению эталонных сортов яблони зимнего срока созревания был заложен в учхозе " Кубань" КГАУ, в саду яблони, посаженном в 1987 г. на подвое М9. Схема размещения деревьев 5 х 3 м, сад не оротасгъгй.

Исследовали сорта: Ренет Симиренко - слабозимостойкий, Ко -рей - среднезимостойкий, Кальвиль снежный - зимостойкий.

Повторность опыта трехкратная. Учетная делянка включала 10 деревьев. Агротехника на опытном участке не отличалась от об -щепринятой в хозяйстве.

Лабораторную оценку зимостойкости эталонных сортов проводили на годичных приростах косвенным методом (Дорошенко, Ляшок , 1996).

Привезенные из сада образцы промораживали без предварительного закаливания при температуре минус 10+2 °С в конце ноября и минус 20+2 °С в конце февраля. 0 степени морозоустойчивости судили по накоплению фруктозы в органах и тканях изучавшихся сортов после промораживания.

Содержание углеводов определяли методом Н.В.Воробьева (1985), сухого вещества - путем высушивания изучаемых образцов до пос -тоянной массы при температуре + 105 °С (Басдавская, Трубецкова, 1964).

Нуклеиновые кислоты выделяли из материала, фиксированного кипящим этанолом по методу Шмидта-Таннгаузера. Концентрацию нуклеиновых кислот определяли спектрофотометрическим методом по А.С.Спирину (Георгиев, 1968). Активность фитогормонов изучали по методу Кеффели и Турецкой ( 1973). Повторность анализов двукратная .

3. Результаты исследований

3.1. Основные повреждающие факторы холодного периода года в прикубанской зоне садоводства

В южных регионах России основными неблагоприятными в тече -ние перезимовки плодовых деревьев факторами являются ранние

(осенние) и возвратные морозы во второй половине зимы. Справедливость этого вывода подтверждается результатами изучения ха -рактера изменений температуры воздуха суровой зимой 1993 1 1994 г., представленными на рисЛ. Абсолютная минимальная температура воздуха в ноябре 1993 г. достигла отметки -16 °С, а в феврале 1994 г. -22 °С. Следует учесть, что ранними морозами в наибольшей степени повреждается древесина однолетних приростов, а возвратными кора и почки (Кичина, 1993).

Полевыми обследованиями установлено, что сорта яблони зимнего срока созревания по-разному реагируют на действие низкой отрицательной температуры. В этом убеждают нас данные, приведенные в табл.1 и 2.

Таблица I

Степень подмерзания деревьев яблони на подвое М9 после зимы 1993/1994 г. (сад учхоза " Кубань посадки 1987 г.)

:Количество : Степень под- :Повреядение Сорт гучтенных : мерзвния :почек (генера-

:деревьев, шт. : дерева,балл гтивных +. вегетативных) ,.

Ренет Шампанский 10 3,9 -

Ренет Симиренно 30 4,4 16

Делишес 30 1,6 II

Кальвиль снежный 30 0,0 30

Корей 30 2,7 82

Айдаред 30 1,4 36

Учеты, проведенные в садах учхоза " Кубань" и агрофирмы "Сад-Гигант" после зимы 1993/1994 г., показывают, что в наибольшей степени от ранних морозов пострадали сорта яблони Ренет Симирен-

Таблица 2

Степень подмерзания деревьев яблони на подвое ММ106 после зимы 1993/1994 г.(сады агрофирмы "Сад-Гигант")

: Год : Количество : Степень подмер -

Сорт •.посадки : учтенных : зания дерева ,

: деревьев,шт. : балл

Ренет Шампанский 1977 50 5,0

Ренет Симиренко 1978 50 5,0

Делишес 1978 50 2,2

Кальвиль снежный 1978 50 0,0

Корей 1986 50 3,1

Айдаред 1986 50 2,7

ко и Ренет Шампанский, характеризующиеся наиболее продолжитель -ной фенофазой роста побегов. Без видимых визуальных повреждений эту зиму перенес сорт Кальвиль снежный. Из сортов зарубежной селекции в наименьшей степени пострадали сорта Делишес и Айда -ред, общее подмерзание которых не превысило 1,5-2,7 баллов.Сорт Корей оказался менее устойчивым. Деревья этого сорта подмерзли на 2,7-3,1 балла.

Изучение состояния почек деревьев яблони после перезимовки позволило выявить следующие сортовые особенности. В большей степени (до 82 %) повреждались морозами почки у сорта-Корей. В то же время у сортов Ренет Симиренко и Делишес гибель почек была минимальной ( Н-16 %), Сорта Айдаред и Кальвиль снежный по этому показателю занимали промежуточное положение (количество погибших почек составило 30-36 %).

По результатам проведенных обследований выявлены различные по устойчивости к ранним морозам (по первому компоненту зимо -

s

тэ

5

* чз

S

>4

T3

a g i-j

^ s

ta В

•в* S

S *»

* Ш

3 я

5

I

g

M ta

I

-ö

» §

0

1

»

a

a м

и p

tía Ü

П U> «

"Я «

S 40

■ s

■P Я

to п

Sö "Ö

p> в

О

й

сЛ

¥

I £

а. й и

I *

!

VÖ

40

0 'S

s

1

20/09 31/09 10/Î0 20/10 31/10 10/11 20/11 30/11 .10/12 20/12 31/12 10/01 20/01 31/01 10/02 20/02 28/02 10/03 20/03 31/03 10/04 20/04

/

y ». V

--* / ?

✓ f / /

s 4 У y

»•4 ^ г/

i f \ > s

/ / /

4 f i

/ >

/ j/ /

A

"Ч. ■ "S.

V ?

ч\

стойкости ) сорта яблони: Ренет Симиренко - неустойчивый, Ко -рей - относительно устойчивый, Кальвиль снежный - устойчивый.

По устойчивости к возвратным морозам во второй половине зи-ш (по третьему компоненту зимостойкости) изучаемые сорта яб -лони располагаются в следующем порядке (по убывающей): Ренет Сшяренко, Кальвиль снежный, Корей. Выделенные сорта использовались в качестве эталонных при проведении физколого-биохими -ческих исследований.

3.2. Определение критериев ускоренной оценки основных компонентов зимостойкости яблони

3.2.1. Содержание нуклеиновых кислот в

терминальных почках годичных побегов в течение холодного периода

Как показал эксперимент, сорта, имеюиие разную устойчивость к раннии морозам, характеризуются различным содержанием нуклеиновых кислот в верхушечных почках. Так, у неустойчивого сорта Ренет Сиыиренко в конце октября содержанке ДНК (в среднем за два года) составило 0,86 мг/г сырого вещества, а РКК - 4,30 кг/г сырого вещества. У устойчивого сорта Кальвиль снежный в эти же сроки содержание ДНК достигло только 0,72 мг/г, а РНК -2,29 кг/г. Сорт Корей по данным показателям занимал промежуточное положение ( ДНК - 0,81 мг/г; РНК - 3,49 мг/г). Полученные результаты свидетельствуют о повышенном содержании обеих нуклеиновых кислот в почках неустойчивого сорта, по сравнению с более устойчивым.

В фазе вынужденного покоя( февраль) по содержанию нуклеиновых кислот изученные сорта четких различий не имели. Примеча -тельно, что наиболее информативным показателем активности метаболических процессов в растительном организме,по мнению не -

которых авторов (Е.П.Алешин, Н.Е.Алеиин, Э.Р.Авакян, 1980), является не содержание нуклеиновых кислот, а их отношение (РНК/ДНК), определяемое в регуляторном центре побега - верху -шечной почке.

В связи с этим мы изучили изменение отмеченного показате -ля в терминальных почках различных по зимостойкости сортов яблони в течение холодного периода года. Результаты исследований представлены на рис.2.

Полученные показатели убеждают в том, что при переходе растений от вегетации к покою ( октябрь ) обнаруживаются су -щественные разлччия между сортами яблони по отношению нуклеиновых кислот РНК/ДНК в верхушечных почках годичных приростов. В отмеченный срок этот показатель наиболее низок у сорта Кальвиль снежный и наиболее высок у сорта Ренет Симиренко. Однако в фазе вынужденного покоя ( февраль) мы отмечаем иную после -довательность расположения сортов по величине отношения РНК/ДНК. Минимальные в опыте значения показателя зафиксированы у сорта яблони Ренет Симиренко, а максимальные у сорта Корей. Сорт Кальвиль снежный занимает промежуточное положение.

3.2.2. Особенности баланса фитогормонов в тканях различных по зимостойкости сортов яблони

Учитывая существующую связь между активностью фитогормонов и функционированием системы ДНК - РНК (Полевой, 1982 ), осо -бый интерес представляет выявление связи между активностью фитогормонов е тканях растений яблони и их зимостойкостью. Полученные данные представлены в табл.3.

Результаты исследования показывают, что в осенний период в коре годичных приростов эталонных сортов активность фитогор-

Рис. 2. Отношение РНК/ДНК в верхушечных почках годичных приростов в течение холодного периода года (сад учхоза "Кубань" в среднем за 1994-1996 гг.)

Изменение активности фитогормонов в коре годичных приростов яблони в течение холодного периода года (сад учхоза " Кубань",1994/95 г.)

Сорт

_0ктяб]эь_______

суммарная биологическая ак -тивность

стимуля-:ингиби-торов :торов

стимуляторы: суммарная био-ингиоиторы логическая активность * :стиму-:ингиби-:лято -:торов

_______¡_р05__:____

оидяягоры ингибиторы

Ренет

Симиренко 141

Кальвиль снежный

25

226 270

0,18 0,09

33

58

168 143

0,20 0,40

В % прироста колеоптелей пшеницы к контролю.

монов (отношение " стимуляторы/ингибиторы") закономерно различ -на. У неустойчивого к ранним морозам сорта Ренет Симиренко этот показатель в два раза выше, чем у устойчивого сорта Кальвиль снежный. Последнее указывает на неполное прекращение ростовых процессов у неустойчивого сорта яблони при переходе от вегетацию к покою.

Однако,к концу периода покоя ( февраль) , ш видим обратную картину. У сорта Ренет Симиренко ростовая активность (отноше -ние " стимуляторы/ингибиторы") в два раза ниже, чем у сорта Кальвиль снежный. Следовательно, сорт Ренет Симиренко обладает спо -собностью к длительному сохранению состояния покоя во второй половине зимы.

3.2.3. Влияние низких отрицательных температур на содержание фруктозы в органах растений яблони

Возможность диагностирования морозоустойчивости яблони по некоторым показателям углеводного обмена показана довольно давно (Дурнаноз, 1962; Сергеев, 1964 и др.). В своей работе мы опирались на известный из литературы (Е.П.Алешин, Н.Е.Алешин , 1993) факт о том, что накопление фруктозы в органах и тканях растений сопряжено со степенью стресса, вызванного низкотем -пературным шоком. Использованная методика оценки морозоустойчивости плодовых культур (Дорошенко, Ляшок, 1996) предусматривает определение содержания фруктозы в изучаемых образцах двадяы: до и после промораживания в морозильной камере с последующим расчетом так называемого " фруктозного коэффициен -та" устойчивости, который является результатом деления пока -зателя содержания фруктозы после промораживания (&}) на ана -логичный показатель до промораживания (С^ ). Промораживание проводили по разработанной нами программе, которая учитывает основные повреждающие факторы холодного периода года, харак -терные для зоны исследований.

В табл.4 представлены данные о накоплении фруктозы в почках эталонных сортов после промораживания годичных пр!гростов в осенний период.

Результаты опыта свидетельствуют о том, что, по мере по -вышения устойчивости изучаемых сортов к действию ранних морозов, накопление фруктозы под влиянием стресс-фактора в почках годичных однолетних приростов уменьшается.

Так, у устойчивого к действию ранних морозов сорта Кальвиль снежный после воздействия отрицательными температурами,

Изменение содержания фруктозы в почках годичных приростов яблони после промораживания к в период перехода от вегетации к покою (сад учхоза "Кубань", в среднем за 1994-1995 гг.)

: Содержание фруктозы, % сухого :

Сорт : вещества :

Л

:до промораживания :посл-з проморажи-:

: Ст :ван;:ч : : С? :

Ренет Симиренко 0,67 I,Ь4 2,33

Корей 0,75 1,35 1,60

Кальвиль снежный 0,97 0,94 0,97

* Приросты проомораживали в ноябре при температуре -10°+ 2 °С.

содержание фруктозы в почках осталось практически неизменным.' У сорта Ренет Симиренко, который является немсрозостойким в дан -ный период года, содержание фруктозы в почках годичных прирос -тов выросло более, чем в 2 раза. У относительно устойчивого сорта Корей данный показатель увеличился в 1,8 раза.

При изучении ответной реакции сортов на промораживание в о второй половине зимы выявлена аналогичная закономерность (табл.5).

"Экспериментальные данные показывают, что при действии отрицательных • температур у устойчивого к возвратным морозам сорта Ренат Симиренко , содержание фруктозы в почках увеличивается только на 20 %, у сорта Кальвиль снежный на 34 %, а у неустойчивого сорта Корей - на 70 %.

Таким образом, результаты опыта указывают на то, что по -вишенная морозоустойчивость сортов в тот или иной период года сопряжена с относительным постоянством содержания фруктозы в

почках при действии экстремального фактора.

Изменение содержания фруктозы в почках годичных приростов после промораживания в фазе вынужденного покоя (сад учхоза " Кубань", в среднем за 1995-1996 гг.)

Сорт : Содержание фруктозы, % сухого : вещества С2

:до промораживания после промораживания С^ С1

Ренет Симиренко 0,83 1,00 1,21

Кальвиль снежный 0,87 1,16 1,34

Корей 0,93 1*58 1,70

х Приросты промораживали в феврале при температуре -20+2 °С.

3.2.4. Оценка точности предложенных критериев ранней диагностики зимостойкости

Проведенные исследования показали, что сорта с различной морозоустойчивостью имеют существенные отличия по физиолого-биохимическим показателям, характеризующим функциональное со -стояние растений в холодный период года. Возможность использования этих показателей в качестве диагностических критериев определяется степенью соответствия прогнозируемого уровня ус -тойчивости и фактического подмерзания дерезьев после суровых зим. В таблице 6 представлены результаты такого сопоставления.

Как свидетельствуют данные табл.6, неустойчивый к дейст -ви;о осенних морозов сорт яблони Ренет Симиренко (балл подмер -зания 4,4) имеет самые высокие показатели: отношение РНК/ДНК, "стимуляторы/ингибиторы", что свидетельствует о неполном за -

Результаты оценки морозоустойчивости сортов яблони на подвое М9 в период перехода от вегетации к потао (сад учхоза " Кубань")

Диагностические критерии : Прогнози-:Подмерзание

-----: руемая :деревьев в

РКК .стимуляторы: С? : морозоус-:зиму 1993/

ДНК ¡ингибиторы :„ ¡г ■■ : тоичи - "1994 г..балл

: : : вость :

Ренет

Симиренко 5,00 . 0,18 2,33 не морозо- 4,4

устойчив

Корей 4,29 - 1,80 сткоситель- 2,7

но морозо -устойчив

Кальвиль

снежный 3,18 0,09 0,97 мопозоус - 0,0

тойчив

к Представлены данные в среднем за 1994-1995 гг.

вершении ростовых процессов и несвоевременном вхождении в сое -тояние глубокого покоя. В результате низкотемпературного воз -действия (искусственное промораживание) в почках этого сорта значительно увеличивается содержание фруктозы, которая являет -ся индикатором стрессового состояния растения. Сорт яблони Кальвиль снежный наиболее морозоустойчивый в данный период ( балл подмерзания 0 ), имеет наименьшие значения показателей РНК/ДНК, "стимуляторы/ингибиторы" и, следовательно, находится в состоянии покоя. Увеличение содержания фруктозы в почках этого сорта при промораживании не отмечено, что указывает на отсутствие деструктивных изменений в тканях после действия отрицательной температуры. Сорт яблони Корей по выделенным критериям занимает промежуточное положение. Последнее обуслов-

ливает среднюю степень его подмерзания.

Ео второй половине зимы в фазе вынуаденного покоя последо -вательность распределения изученных сортов по степени морозоустойчивости изменяется (табл.7).

Таблица 7

Результаты оценки морозоустойчивости сортов яблони на подвое М9 в фаза вынужденного покоя ( сад учхоза "Кубань" )

> •• ТПТ1 ностическле крит ерии

Сорт РНК стимуляторы : 9гя

дш : ингиоиторы :

Ренет Симкренгес 2,45 0,20 1,20

Кальвиль смежный 3,77 0,40 1,34

Корей 4,01 1,70

Прогнози-:Поврежде-руемая :ние почек морозо - :(геиера -устойчи- :тившх и зссть :вегетатив-:кнх) в зи-:му 1993/ : 1994 г.,%

морозо- 16 устойчив

относи - 30 тельно морозоустойчив

не морозо- 82 устойчив

к Представлены данные в среднем за 1995-1996 гг.

Данные табл.7 убеждают в том, что морозоустойчивость изученных сортов во второй чэлозине зимы зависит от функционального состояния растений. Чем выше уровень метаболизма растительного организма, тем ниже его устойчивость к действию отрицательной температуры. Так, у наименее морозостойкого в этот период сорта Корей ( повреждение почек 82 %) отношение РНК/ДНК достигает наибольшего значения. Последнее свидетельствует о более раннем вы -ходе этого сорта из состояния покоя. Минимальное количество повъеяденных почек ( 16 %) зарегистрировано у сорта Река* Сими -

ренко. При этом показатели: РНК/ДНК, "стимуляторы/ингибиторы", £¡2^1 имеют наименьшее значение, что характерно для растений,находящихся в состоянии покоя. Сорт Кальвиль снежный является от -носительно морозоустойчивым в этот период. Соответствие прогнозируемого и фактического уровня морозоустойчивости изучаемых сортов свидетельствует о возможности использования определенных .нами физиологических показателей для диагностики отмеченного свойства. При этом следует отметить, что наибольшей экспрессивностью от - . личается способ диагностики морозоустойчивости растений, основанный на учете накопления фруктозы в почках годичных приростов при действии неблагоприятного фактора . Кроме того,надежным

показателем морозоустойчивости сортов (гибридных сеянцев) яблони к действию ранних и возвратных морозов является отношение РНК/ДНК в верхушечных почках однолетних приростов, характеризующее функциональное состояние растений.

Показатель " стимуляторы/ингибиторы" не может рекомендоваться для массовой оценки морозоустойчивости растений из-за длительности и сложности выполнения, анализа.

3.3. Оценка морозоустойчивости новых сортов яблони

Основываясь на выявленной связи между "фруктозным коэффициентом" ^/С -¡О и степенью морозоустойчивости растений, нами была проведена оценка отмеченного (свойства новых сортов яблони селекции СКЗНИИСиВ в период перехода от покоя к весенней жизнедеятельности (третий компонент зимостойкости). Результаты такой -оценки представлены в табл.8.

Результаты исследования показывает, что сорта: Аленушкино , Кубань спур, Кубанское багряное, Прикубанское, Память Сергееву, Ренет кубанский в фазе вынужденного покоя обладают морозоустойчивостью на уровне устойчивого сорта Ренет Сиииренко. В почках ,

Результаты .оценки устойчивости новых сортов яблони к возвратным морозам

Сорт

Прогнозируемая морозоустойчивость

Повреждение почек (генеративных и вегетативных) в зиму 1993/94 г.,

дленушкино (Джонатан х Пармен зимний золотой)

Д;уч (шелба х 1{убань 14-62С)

;«аяк станичный (Кубань 16-39 х Аленушкино)

Казачка (Кубань спурх (Айдаред х йе-кинтош в сре- ' де мутагена)

Кубань спур (радиомутант сорта Кубань)

Кубанское багряное (Ред Доли -шее х Джона-ред)

Прикубанское (Ред Делитес х Опале;сект

Память Сергеева (Анис кубанский х Ддонатан)

Ренет Кубанский (хемо-мутант . сорта Ренет Симиренко)

Ренет Симиренко контроль

летнии

1,0 устойчив

летний 1,49. неустойчив

осенний 2,50 неустойчив

раннезимний

ранне-з имний

I,34 относительно устойчив

I,07 устойчив

зимний 1,20 устойчив зимний 1,20 устойчив

зимний

1,21 устойчив

зимний 1,06 устойчив зимний 1,20 устойчив

0,0

32,5 14,5

16,5 13,5

15,0

12,0 14,0

сортов Луч, Маяк станичный, Казачка при действии неблагоприятного фактора содержание фруктозы увеличивается. Последнее ука -зывает на стрессовое состояние растений и, следовательно, на недостаточный уровень устойчивости по третьей компоненту зимостойкости.

Сопоставление прогнозируемого уровня морозоустойчивости изучаемых сортов с показателем повреждение почек после февральского похолодания ( -22 °С) 1994 г. наглядно демонстрирует надеж -ность предложенной методики.

вывода

1. Основными повреждающими факторами холодного периода года, ограничивающими получение стабильных урожаев яблони на юге России, являются ранние морозы осени (первый компонент зимостойкости) и отрицательные температуры во второй половине зимы в период оттепели (третий компонент зимостойкости).

2. Установлено, что сорта яблони зимнего срока созревания имеют различную устойчивость к действию ранних (осенних) моро -зов. Сорт Кальвиль снежный является наиболее морозоустойчивым, относительно морозоустойчивы в данный период года сорта Айда -ред, Делишес, Корей. Сорта Ренет Симиренко и Ренет Шампанский неустойчивы к действию ранних морозов.

3. В течение холодного периода года морозоустойчивость сортов яблони изменяется. Во второй половине зимы наибольшей ус -тойчивостыо к возвратным морозам характеризуются сорта Делишес и Ренет Симиренко. Наименее устойчив к действию неблагоприят -ного фактора в данный период года сорт Корей.

4. Сорта с различной морозоустойчивостью в холодный период года имеют четкие физиолого-биохимические различия. Повышенная

устойчивость растений к действию низких отрицательных темпера -тур в период перехода от вегетации к покою и при выходе из не -го сопряжена с уменьшением показателей (РНК/ДНК, " стимуляторы/ ингибиторы", фруктозного коэффициента "2/0^) .характеризующих функциональное состояние растительного организма.

5. Доказано полное совпадение прогнозируемого уровня ус -тойчивости и фактического подмерзания деревьев изученных сор -тов яблони, свидетельствующее о высокой эффективности предложенных диагностических критериев.

6. Наибольшее значение для практической селекции имеют следующие критерии экспресс-оценки морозоустойчивости яблони: от -ношение РНК/ДНК з верхушечных почках годичных приростов и "фруктозшй коэффициент" ^>■¿^1' определяемый в почках однолетних приростов.

7. Необходимым уровнем морозоустойчивости во второй половине зимы обладают новые сорта яблони селекции СКЗНИИСиВ: Аденуш-кино, Кубань спур, Кубанское багряное, Прикубанское, Память Сергееву, Ренет Кубанский.

Предложения к внедрению

1. Селекционным учреждениям юга России оценивать зимостойкость выводимых сортов яблони по отдельным компонентам, используя разработанную нами программу промораживания растительных образцов.

2. Для оценки степени морозоустойчивости яблони применять совокупность физиолого-биохимичзских критериев растений: РНК/ДНК,

с2/сг

3. В процессе выведения новых сортов яблони предусмотреть возможность сочетания в генотипе одного сорта положительных

свойств сортов Кальвиль снежный (раннее вхождбние в.состояние покоя) и Ренет Симиренко (поздний выход из этого состояния), что позволит добиться приемлемого уровня морозоустойчивости по первому и третьему компонентам зимостойкости.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

I. Ускоренный подбор зимостойких сорто-подвойных комбина -ций плодовых культур Ц Садоводство и виноградарство. - 1995. -№ 5. - С.5-6 (в соавторстве).

2-. Прогнозирование зимостойкости яблони в условиях Север -ного Кавказа // Рис России.- 1997. - Т.5,6. - С.46 (в соавторстве) .

3. Особенности подмерзания зимних сортов яблони в прикубан-ской.зоне садоводства в зиму 1993/1994 г. 7/ Труды КГАУ. - Вып. (в печати).