Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекционная оценка исходного материала жимолости синей (LONICERA SUBSECT. CAERULEA REHD. )

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекционная оценка исходного материала жимолости синей (LONICERA SUBSECT. CAERULEA REHD. )"

Р Г Б С Л

- 1 ь:

На правах рукописи

ХАЙРОВА Леннара Наримановна

УДК: 635.939.73:631.527.

СЕЛЕКЦИОННАЯ ОЦЕНКА ИСХОДНОГО

МАТЕРИАЛА ЖИМОЛОСТИ СИНЕЯ (LONICERA SUBSECT. CAERULEAE REHD.)

Специальность: 06.01.05 — Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1996

Диссертационная работа выполнена в отделе плодовых, ягодных, орехоплодных, субтропических, декоративных культур и винограда Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова в 1993—1995 гг.

Научный руководитель — доктор биологических наук М. Н. Плеханова.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук Б. Н. Агеев; кандидат сельскохозяйственных наук Е. В. Володина.

Ведущее учреждение: Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства им. И. В. Мичурина, г. Мичуринск.

Защита диссертации состоится « » 1996 года в У*' час.

на заседании диссертационного совета К.020.18.01. по присуждению ученой степени кандидата наук во Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан « » 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор с.-х. наук

Е. В. Мажоров

Общая характеристика темы

Актуальность темы. В настоящее время культура жимолости начинает завоёвывать всё большую популярность у населения, что обусловлено сверхранним сроком созревания ягод, а также ценными лечебными' и профилактическими свойствами, в первую очередь, совместным действием витамина С и комплекса Р-активных соединений. К достоинствам жимолости следует отнести высокую морозостойкость и устойчивость цветков к весенним заморозкам, а также то, что она почти не страдает от грибных болезней. В научно-исследовательских институтах России ведётся интенсивная селекция жимолости синей, более 60 сортов проходят Государственное сортоиспытание. Для дальнейшей успешной селекции необходимо знание особенностей наследования признаков новой ягодной культуры.

Цель и задачи исследования; - изучить характер передачи потомству следующих биологических особенностей и- хозяйственно ценных признаков плодов жимолости синей: - сроков созревания плодов, осыпаемости, величины, формы, вкусовых достоинств; выявить возможные корреляционные связи признаков для ранней диагностики хозяйственно-ценных свойств жимолости; определить донорские свойства изученных сортов и элнтных форм; выделить из селекционного фонда, изучить и размножить перспективные сеянцы - кандидаты в сорта.

Научная новизна результатов исследования. Впервые установлен характер передачи потомству признаков - срок созревания, форма, величина, наличие горечи, степень осыпаемости плодов при свободном опылении и при гибридизации. Выявлены наиболее результативные комбинации при гибридизации жимолости на раннеспелость, неосыпаемость и десертный вкус плодов. Выделены новые доноры для селекции жимолости на улучшение признаков плода. Применение новых информационных технологий для построения функциональных моделей сложных признаков (наличие горечи, величина, осыпаемость плодов) позволило выявить ведущую роль материнского растения в проявлении этих признаков у сеянцев, и рекомендовать направления отбора исходного материала для селекции.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях молодых учёных ВИР (С. Петербург, 1993, 1995).

Публикации результатов исследований. Основные результаты исследований изложены в трёх публикациях.

Струстура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций производству, 25 таблиц, 11 приложений. Список использованной литературы содержит 125 наименований, в том числе 7 иностранных. Объём работы составляет 157 страниц.

Материал и методика работы. Исследования проводились в 1993-1995 годах на Павловской опытной станции ВИР. Объектами настоящего исследования служили гибридные сеянцы жимолости в количестве 572 растений 19 семей, сеянцы от свободного опыления сортов и отборных форм в количестве 731 растения 20 семей, исходные родительские формы в количестве 21 образца в коллекции ВИР.Сеянцы были получены в 1989-1990 гг. М.Н.Плехановой и А.В.Кондриковой и высажены на селекционный участок в 1991 г. без предварительного отбора. В наших исследованиях представлены 3 подвида жимолости синей - L. caerulea L: subsp. altaica Pall (L. altaica Pall.); subsp. kamtschatica (Pojark.), Plekli. (L. kamtschatica Pojark.) и subsp. venulosa Worosh.. (L. turczaninowii Pojark). Исходные родительские формы, гибридные сеянцы и сеянцы от свободного опыления изучали по общепринятым методикам. Признаки плодов Жимолости оценивали в соответствии с "Классификатором рода Lonicera L. подсекции Caeruleae Rehd" (1988). Анализы химического состава плодов выполнены в лаборатории биохимии Павловской опытной станции ВИР по общепринятым методикам (Ермаков А.И., и др., 1985). Источники для селекции жимолости выделяли в соответствии с "Программой и методикой селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур" (1980, 1995).

Математическую обработку данных проводили в отделе автоматизированных информационных систем ВИР по программам, разработанным под руководством д.т.н. Г.И. Разорёнова (Разорёнов Г.И., Поддубский Г.А., 1985). Климатические условия в годы исследований были близки к средним многолетним для Ленинградской области.

Результаты работы.

Гл. 3. Оценка исходного материала для селекции жимолости синен.

Срок созревания плодов. Выяснено влияние материнских и отцовских компонентов на сроки созревания плодов. Сделалан вывод о том, что по сроку созревания материнского растения можно прогнозировать выход в потомстве сеянцев того же срока созревания с вероятностью 22-57%. Наибольший интерес представляет селекция жимолости на ранний срок созревания. Установлено, что в селекции на раннеспелость эффективно использовать прямые и обратные скрещивания сортов раннего и среднего сроков созревания, что даёт выход 31.232.5% сеянцев с селектируемым признаком. Наибольший выход

раносозревающих сеянцев (42.3%) получен при прямой и обратной гибридизации сортов Павловская и Васюганская (44.1-80.8%), а также в комбинации № 49 й Томичка (49.6%). Отмечено, что в каждой семье встречались растения с различными сроками созревания плодов: ранним, средним и поздним. Это предполагает полигенный характер наследования признака "срок созревания плодов".

Величина плодов. Ангшпз распределения гибридных сеянцев и сеянцев от свободного опыления сортов и отборных форм жимолости по признаку крупноплодности показал, что во всех селекционных семьях встречаются растения с различной величиной плодов (крупные, средние, мелкие). Это позволяет предположить полнгенный контроль признака величина (масса) плода. При свободном опылении в потомстве крупноплодных сортов и элитных форм жимолости преобладали растения со средней величиной плодов (41-81%). При гибридизации крупноплодных исходных форм - 60—71% сеянцев имели крупные плоды. В комбинациях родительских форм крупные х средние выход крупноплодных сеянцев составил 50-72%, в обратной комбинации - 47-76%. Доля сеянцев среднего размера в перечисленных комбинациях составляла 19-60%, мелких - 0-25%. Рекомендованы доноры крупноплодности: сорта - Павловская, Ленинградский великан, Томичка и элиты - Саянская - 327, № 260-111.

Форма плодов. Предшествующими исследованиями установлено, что жимолость обладает высоким полиморфизмом по многим признакам, в том числе и по форме плодов. В нашей работе в гибридном и в потомстве от свободного опыления сортов и элит жимолости синей наблюдалось от I до 9 градаций формы плодов. Установлено, что потомству при свободном опылении с большей вероятностью передаётся кувшиновидная (77-79%) и широковеретеновидная (44-67%) формы плодов. Рекомендованы источники привлекательной кувшиновидной формы плодов: элитные форма № 17-86 и сорт Капель, а широковеретеновидной - элитная форма № 2-57-32. При свободном опылении проявление материнского признака "форма плода" сильнее (12-77%), чем в контролируемых скрещиваниях (0-56%), что вероятно связано с влиянием отцовского компонента. Поверхность плодов жимолости синей во многом определяет привлекательность их внешнего вида. Она может быть гладкой, бугристой и складчатой. Установлено, что при свободном опыленаи признак характер поверхности плода наследуется в значительной степени (20-100%). При гибридизации в потомстве преобладает отцовский тип наследования этого признака (62-94%). Выделены источники привлекательной гладкой поверхности плодов - сорт Павловская (как в качестве материнского 94%, так и в качестве

отцовского компонента 85%); - сорт Десертная (в качестве отцовского компонента - 89%).

Вкус плодов. У жимолости предпочтение отдаётся плодам со сладким и кисло-сладким вкусом, без горечи или со слабой горчинкой и сильным ароматом. Подтверждено высказанное ранее мнение о полигенном характере наследования вкуса плодов жимолости как при гибридизации, так и при свободном опылении, так как во всех семьях встречаются растения с самым разнообразным вкусом плодов. В потомстве от свободного опыления жимолости камчатской отмечено практически полное отсутствие горечи (0-4%), а у горькоплодных форм жимолости материнский вкус плодов составил 46-94%, встречаемость же сеянцев с горечью у них была 100%. В потомстве кисло-сладких сортов Томичка и Капель наблюдалось выщепление горькоплодных сеянцев (26-28%). Это связано с их происхождением от горькоплодных форм жимолости с Дальнего Востока. С большой вероятностью потомству передаётся кисло-сладкий вкус плодов как при свободном опылении (17-72%), так и при гибридизации (50-54%), причём влияние отцовских и материнских компонентов на проявление кисло-сладкого вкуса в потомстве было примерно одинаково (65 и 54%). Выделены источники кисло-сладкого вкуса плодов: по материнской линии- сорт Томичка (54% растений с материн-ским вкусом); по отцовской - сорт Павловская (65%). Лучшие комбинации скрещиваний: № 110 х Томичка; № 111 х Томичка; Томичка х Ленин-градский великан; Васюганская х Павловская; Томичка х Павловская.

Осыпаемость зрелых плодов. Установлено, что среди сеянцев от свободного опыления слабоосыпающихся сортов преобладали слабоосыпающиеся (34-63%), а у сильноосыпающихся - сильноосыпающйеся (17-48%) растения. Среднюю степень' осыпаемости плодов можно было наблюдать у ряда сеянцев практически в каждой семье. При гибридизации использование слабоосыпающихся форм эффективнее в качестве материнского растения. Это подтверждено использованием сильно- и среднеосыпающихся сортов Томичка и Васюганская в контролируемых скрещиваниях со слабоосыпающнмися материнскими и отцовскими компонентами. Если эти сорта использовать как материнские, то среди гибридных сеянцев преобладают среднеосыпающиеся (35 - 83%), а доля сильноосыпающихся доходила до 20 - 31%. Выход сеянцев со слабой осыпаемостью увеличивался при использовании в качестве материнского растения слабоосыпающихся сортов. Выделены доноры слабой осыпаемости зрелых плодов: элитные формы Саянская - 317, -327, №№ 49, 110, 260-111.

Гл. 4. Математическое моделирование некоторых хозяйственно-ценных приисков жимолости синей. Результаты исследования сеянцев и их родительских

форм за 1993-1995 гг. были введены в компьютер и создана база данных, включающая 194 поля (число признаков) и 1303 записи "(количество наблюдений). Объёмы селекционных семей и характер распределения сеянцев по градациям признаков позволили построить статусметрические модели сложных признаков таких, как крупноплодность, неосыпаемость, горькоплодность.

Модель горькоплодности жимолости синей. Установлено, что в селекции на отсутствие горечи и десертный кисло-сладкий вкус плодов нужно выбирать растения со сладковато-кислым и кисло-сладким вкусом плодов.

Модель крупноплодности жимолости синей.- .¡?1993=-5.48+17.57Х 112 +9.38Хц5+ 7.9Х[20 -15.6X121-16-2X142.. Выявлено, что в селекции на крупноплодность предпочтение следует отдавать крупноплодным, удлинённым исходным формам. При сборе крупноплодных сеянцев особое внимание следует обращать на растення с удинённо-овальными, широковеретеновидными и цилиндрическими плодами.

Модель осыпаемости зрелых плодов жимолости синей. Отмечено, что в селекции на неосыпаемость зрелых плодов предпочтение следует отдавать материнским формам неосыпающимся, крупноплодным, с высокими показателями массы, длины и диаметра плода. При сборе сеянцев на признак неосыпаемости целесообразно отбирать растения с крупными, широковеретеновидными плодами кисло-сладкого вкуса. ,

Гл. 5. Корреляции некоторых морфологических признаков и хозяйственно-ценных свойств жимолости. Выявлены положительные корреляции между сроками начала вегетации и начала созревания плодов (г=0.56), а также сроками начала цветения и начала созревания плодов (г=0.48). На основании установленных корреляций раносозревакицие сеянцы жимолости синей можно отобрать до вступления их в плодоношение, по сроку наступления фенофазы начало вегетации. Исследована связь десяти морфометрических признаков сеянцев жимолости с массой плода. Заслуживают внимания корреляции средней силы между массой плода и длиной венчика (г=0.49), массой плода и длиной прицветников (г=0.36). Следовательно, при первом цветении следует обращать внимание на растения жимолости с крупными цветками и длинными прицветниками, так как у них выше вероятность получения крупных плодов. Изучены парные корреляции между показателями биохимического состава плодов и чх массой у 106 сеянцев из 10 селекционных семей. Выявлены тесные корреляции между содержанием сухого вещества и суммой Сахаров (г=0.65), между суммой Сахаров и титруемой кислотностыо(г=-0.67) Не установлено существенной зависимости между селекционно ценными признаками: суммой Сахаров- содержанием аскорбиновой кислоты, содержанием АК и массой плода.

Следовательно, можно вести селекцию жимолости одновременно на увеличение содержания витамина С в плодах, увеличение их массы и повышение содержания сахара.

Гл. 6. Характеристика перспективных сеянцев жимолости, выделенных в ходе исследования. На фоне контрольных сортов 'Гомичка, Голубое веретено и Уоксана выделено 20 элитных форм-кандидатов в сорта. Выход элит в семьях от свободного опыления составил 0.4% от общего числа сеянцев, а в гибридных соответственно 3.1%. Это свидетельствует о том, что направ-ленная гибридизация - более эффективный метод селекции жимолости, чем посев семян от свободного опыления. Установлено, что в условиях Ленин-градской области наиболее эффективно использовать жимолость камчатскую (БиЬвр. капНзсИаиса) в качестве материнского компонента скрещиваний, а жимолость Турчанинова (виЬзр. уепи1оза) - в качестве отцовского. Лучшими по комплексу хозяйственно-ценных признаков являются гибриды: Ша 838-12, 840-5, 963-5, 974-12, 1041-14, 1047-64.

Выводы.

1. Характер распределения 1303 сеянцев в 19 комбинациях прямых и обратных скрещиваний и в потомстве от свободного опыления 10 сортов жимолости синей позволяет предполагать полигенный контроль признаков срок созревания, величина и вкус плодов у этой ягодной культуры.

2. Подтверждено фактическим материалом высказанное ранее предположение о доминировании горького вкуса плодов в потомстве тетраплоидных представителей подсекции голубых жимолостей, за исключением жимолости камчатской. •

5. Для ранней диагностики срока созревания у сеянцев жимолости синей могут служить выявленные положительные корреляции между сроками начала вегетации и начала созревания плодов (г = 0.56), сроками начала цветения п начала созревания плодов (г = 0.48).

4. ' Маркерными признаками при отборе сеянцев жимолости на крупноплодность являются длина венчика (г - 0.49) и длина прицветников (г = 0.36). Возможна селекция на одновременное увеличение массы плодов и повышение содержания в них аскорбиновой кислоты.

5. С помощью современных математических методов получены модели сложных признаков: горькоплодности, крупноплодности и неосыпаемости зрелых плодов жимолости синей, позволившие выявить ведущую роль материнского растения в моделировании этих признаков. В селекции на отсутствие горечи нужно выбирать материнские растения со сладковато-

кислым и кисло-сладким вкусом плодов. В селекции на крупиоплодпостч предпочтение следует отдавать исходным формам с крупными и удлинёнными плодами. В селекции на неосыпаемость зрелых плодов жимолости предпочтение следует отдавать материнским формам неосыпающимся, крупноплодным, с высокими показателями массы, длины и диаметра плода.

6. Полученные статусметрические модели позволили выявить косвенные признаки неосыпаемости и крупноплодности, которые можно с успехом использовать при отборе гибридных сеянцев жимолости синей. При отборе крупноплодных сеянцев особое внимание следует обращать на растения с удлинённо-овальными, широковеретеновидными и цилиндрическими плодами. При отборе сеянцев на признак неосыпаемости предпочтение следует отдавать крупным плодам, широковеретеновидной формы с кисло-сладким вкусом.

7. На основании изучения селекционного фонда жимолости синей выявлены доноры следующих хозяйственно-ценных признаков: раннеспелости - сорта Капель, Томичка, а также элитные формы Саянская - 317, № 9-86; крупно/годности - сорта Павловская, Томичка, Ленинградский великан, элитные формы Саянская - 327, № 260-111; десертного кисло-сладкого вкуса: сорта -Томичка, Павловская, Ленинградский великан; привлекательной куаишнопидной формы плодов: сорт Капель и элитная форма № 17-86; привлекательной гладкой поверхности плодов - сорта Павловская, Десертная и элитная форма № 2-57-32; слабой осыпаемости зрелых плодов - Саянская 317, Саянская 327, №№ 260-111, 49,110.

8. Выделены лучшие гибридные комбинации: на раннеспелость - прямые и обратные скрещивания сортов Васюганская и Павловская, а также комбинация № 49 х Томичка; на десертный кисло-сладкий вкус плодов № 110 х Томичка; № 111 х Томичка; Томичка х Ленинградский великан; Васюганская х Павловская; на неосыпаемость - № 110 х Томичка; № 49 х Васюганская; № 49 х Васюганская.

9. В условиях Нечерноземной зоны наиболее эффективным методом селекции является направленная гибридизация подвидов жимолости синей. Выход элит в семьях от свободного опыления составил 0.4% от общего числа сеянцев, а в гибридных - 3.1%. При использовании жимолости камчатской (L. caerulea subsp. kamtschatica) в качестве материнского компонента скрещиваний выход элит составил 4% от числа анализируемых сеянцев, а жимолости Турчанинова (L. caerulea subsp. venulosa) - 2.8%.

10. При сборе в природных популяциях нового исходного материала для селекции жимолости синей следует учитывать, что сеянцам от свобод-ного опыления с вероятностью более 50% передаются следующие признаки материнского растения: срок созревания, наличие горечи во вкусе плодов,

широковеретеновидная и кувшиновидная формы плодов, характер поверх-ности плодов, а также степень осыпаемости зрелых плодов; с вероятностью более 30% -величина и удлинённо-овальная форма плодов.

Рекомендации по использованию результатов исследований

Широко испытать в государственном и производственном сортоиспытании сеянцы жимолости синей: №№ 838-12, 840-5, 963-5, 974-12, 1041-14, 1047-64, выделенные из гнбридного фонда Павловской опытной станции ВИР по комплексу хозяйственно-ценных признаков.

При подборе родительских пар в селекции fia раннеспелость исполь-зовать следующие сочетания срока созревания родительских форм: ранний х ранний, ранний х средний, средний х ранний; на крупноплодность- крупный х крупный, крупный х средний; на неосыпаемость - слабая х сильная, слабая х средняя.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Хайрова Л.Н. Коррелятивные связи признаков химического состава плодов жимолости синей Lonicera Caeruleae Ь.//Бюлл. ВИР, вып. 233, - 1994, -С.60-61.

2. Плеханова М.Н., Кондрикова A.B., Хайрова Л.Н. Сорта и виды жимолости (Lonicera subsest.Caeruleae) - источники и доноры хозяйственно-ценных признаков для селекции. Каталог мировой коллекции ВИР. Вып. 665. -СПб.,- 1995.-62 с.

3. Хайрова Л.Н. Наследование признаков плода в потомстве от свободного опыления некоторых сортов и форм жимолости синей//Бюлл. ВИР. - 1995 (в печати).

РШ.Тип.ВИР.Зак.Зб.Тир.ЮО. I4.02.S6.