Потенціал складових національної колекції картоплі у створенні форм, придатних для генеративного розмноження - Автореферат

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК ПОТЕНЦІАЛ СКЛАДОВИХ НАЦІОНАЛЬНОЇ КОЛЕКЦІЇ КАРТОПЛІ У СТВОРЕННІ ФОРМ, ПРИДАТНИХ ДЛЯ ГЕНЕРАТИВНОГО РОЗМНОЖЕННЯВ дисертації викладені результати експериментальних досліджень, за узагальненням яких визначено цінність складових генофонду картоплі для генеративного розмноження культури. Встановлено, що за першим критерієм добору форм, придатних для вирощування картоплі з ботанічного насіння, виділення зразків з добрим та рясним квітуванням - особливу цінність мають дигаплоїди. Нижчий прояв ознаки виявлено у міжвидових гібридів і ще менший у сортів. За масою 1000 насінин порівняно з сортами невелику перевагу мають міжвидові гібриди, чого не можна відмітити стосовно обнасіненості ягід. Як правило, максимальна схожість ботанічного насіння має місце в наступний рік після його виділення з ягід або через рік.Особливо останнє відноситься до сьогодення, коли відпрацьовані принципово нові підходи створення сортів, вихідного передселекційного матеріалу (наприклад, одержання дигаплоїдів, складних міжвидових гібридів, тощо), засобів впливу практично на кожен процес одержання сіянців першого року, бульбових поколінь і т.і. Дослідження виконані впродовж 1994 - 2006 років у відповідності із завданням державної науково-технічної програми: ,,Картоплярство” - „Створити вихідний матеріал та високоврожайні (на 5-10% вище стандартів) сорти картоплі, стійкі до основних хвороб, з високими якісними показниками, придатні для механізованого виробництва” (1996-2000 рр., номер державної реєстрації 0197U005459) та „Створити джерела, донори і вихідний матеріал для селекції та сорти картоплі різних груп стиглості і господарського призначення, з високою продуктивністю, груповою стійкістю проти хвороб, високими якісними показниками, придатністю для механізованого вирощування” (2001-2005 рр., номер державної реєстрації 0101U004746). Для досягнення поставленої мети передбачалося вирішити такі завдання: - встановити особливості складових генофонду картоплі (сорти, міжвидові гібриди, дигаплоїди) за квітуванням, ягодоутворенням, обнасіненістю ягід, масою 1000 насінин; На основі прояву морфологічних ознак серед сіянців першого року виділено форми, які мають однорідне (або близько цього) потомство, що дозволить підвищити частоту добору перспективних форм на першому етапі випробовування матеріалу. Порівняно з сортами, особливість міжвидових гібридів стосовно квітування у меншій частці неквітуючих форм (на 3-28%), іншим модальним класом розподілу матеріалу (у більшості років 5 балів проти балу 1 у сортів), вищою часткою зразків з добрим квітуванням (5-9 балів) та відносно високим середнім балом прояву ознаки.В дисертації наведено теоретичне узагальнення і практичне вирішення важливого наукового завдання, що виявляється в обґрунтуванні можливості і перспективності виділення форм для генеративного розмноження картоплі, включаючи всі етапи цього складного процесу: визначення сортів, міжвидових гібридів, дигаплоїдів з добрим квітуванням, завязуванням ягід, їх обнасіненістю; встановлення оптимальних строків зберігання виділеного насіння без зниження схожості та способів поліпшення цього процесу; визначення втрат на кожному з етапів отримання сіянців першого року; виділення форм, що не мають розщеплення за морфологічними ознаками, перспективних за стійкістю проти хвороб; визначення гібридів, сортів з високим проявом основних агрономічних ознак серед потомства від самозапилення та впровадження цінного матеріалу в селекційні програми, що має важливе значення при створенні сортів картоплі з високими господарсько цінними показниками. Виявлений значний вплив на прояв ознаки зовнішніх умов років проведення експерименту (середній бал квітування у сортів за ними різнився на 3,6, міжвидових гібридів - 3,5, а дигаплоїдів - 4 бали), біологічних особливостей опрацьованих форм (середнім проявом ознаки 7,5 бала і вище характеризуються сорти: Обрій, Assia, Димок, Українська рожева, Західна, 14 міжвидових гібридів і 12 дигаплоїдів). Виділено 21 сорт (2,3% від залучених в дослідження), девять міжвидових гібридів (4,7%) з середнім балом ягодоутворення 3,8 та вище. Виявлено, що в сортів коефіцієнт кореляції між проявом квітування і ягодоутворення змінюється за роками від 0,05 до 0,79, проте, за винятком 2001, 2002 років така залежність середня. Поміж сортів найвищою обнасіненістю ягід характеризується сорт Закарпатська (283 шт./ягоду), а мінімальною - Водограй (88 шт./ягоду).

В дисертації наведено теоретичне узагальнення і практичне вирішення важливого наукового завдання, що виявляється в обґрунтуванні можливості і перспективності виділення форм для генеративного розмноження картоплі, включаючи всі етапи цього складного процесу: визначення сортів, міжвидових гібридів, дигаплоїдів з добрим квітуванням, завязуванням ягід, їх обнасіненістю; встановлення оптимальних строків зберігання виділеного насіння без зниження схожості та способів поліпшення цього процесу; визначення втрат на кожному з етапів отримання сіянців першого року; виділення форм, що не мають розщеплення за морфологічними ознаками, перспективних за стійкістю проти хвороб; визначення гібридів, сортів з високим проявом основних агрономічних ознак серед потомства від самозапилення та впровадження цінного матеріалу в селекційні програми, що має важливе значення при створенні сортів картоплі з високими господарсько цінними показниками.

1. Встановлено, що близько половини сортів, які залучені в дослідження, не квітують. Виявлений значний вплив на прояв ознаки зовнішніх умов років проведення експерименту (середній бал квітування у сортів за ними різнився на 3,6, міжвидових гібридів - 3,5, а дигаплоїдів - 4 бали), біологічних особливостей опрацьованих форм (середнім проявом ознаки 7,5 бала і вище характеризуються сорти: Обрій, Assia, Димок, Українська рожева, Західна, 14 міжвидових гібридів і 12 дигаплоїдів).

2. Доведено, що частка сортів, у яких відсутнє ягодоутворення залежно від специфічності умов за роками знаходиться в межах 61,2-96,1%, міжвидових гібридів - 48,9-92,5%, а дигаплоїдів - 73,0-100%. Виділено 21 сорт (2,3% від залучених в дослідження), девять міжвидових гібридів (4,7%) з середнім балом ягодоутворення 3,8 та вище. Встановлена слабка (або близько цього) негативна залежність між кількістю середніх багаторічних даних сортів з рясним ягодоутворення і коефіцієнтом істотності за кількістю опадів, ГТК.

3. Виявлено, що в сортів коефіцієнт кореляції між проявом квітування і ягодоутворення змінюється за роками від 0,05 до 0,79, проте, за винятком 2001, 2002 років така залежність середня. І, навпаки, у міжвидових гібридів крім 2002, 2004 років величина коефіцієнту кореляції слабка і за винятком 1996, 2003 років - відємна. Протилежна залежність виявлена між квітуванням і ягодоутворенням у міжвидових гібридів з високим проявом останнього показника: значення коефіцієнту кореляції за всі роки додатні, і крім цього в 1994, 1995, 2002 роках - середні.

4. Поміж сортів найвищою обнасіненістю ягід характеризується сорт Закарпатська (283 шт./ягоду), а мінімальною - Водограй (88 шт./ягоду). Встановлено, що прояв ознаки залежить від зовнішніх умов. У згаданих сортів коефіцієнт варіації відповідно склав 28,3 і 58,2%. Найнижча середня обнасіненість ягід виявлена в 2000 році (92 шт./ягоду), а найвища - 2004 році (229 шт./ягоду) з лімітами прояву ознаки 15-221 шт./ягоду (2000р.) і 37-395 шт./ягоду (1995 р.). Близькі значення мають міжвидові гібриди.

5. Як правило, максимальна схожість ботанічного насіння спостерігається в наступний рік після його виділення з ягід або через рік. Покращання цього процесу та росту сіянців (до 2,9 разу) можна досягти зволоженням насіння в розчині параамінобензойної кислоти з концентрацією 0,05% і експозицією 6 годин та замочуванням його у воді на 48 годин.

6. Встановлено вплив на проростання ботанічного насіння і одержання сіянців першого року біологічних особливостей вихідних форм, зовнішніх умов, специфічності етапів виконання досліджень. Вищий ступінь гетерозиготності, а отже і гетерозисності міжвидових гібридів обумовив більш успішне, порівняно з сортами, одержання у них сіянців від самозапилення. У виділених гібридів отримано більше 40% сіянців від висіяного насіння, а у сортів лише в межах 30%.

7. Виявлено розщеплення серед потомків від самозапилення сортів, міжвидових гібридів за забарвленням шкірки бульб у 50,3% популяцій. Встановлений генетичний контроль ознаки, який у гібрида 90.666/2 визначається генотипом RR…Dd. Лише незначна (до 5%) частка потомків залучених в дослідження форм, має довгі столони. Аналогічне відноситься до вищеплення сіянців з видовжено-овальною, плоско-округлою, овально-вуглуватою і округло-вуглуватою формою бульб та глибоким заляганням вічок.

8. Потомство міжвидового гібрида 90.676/52 і сорту Гранат характеризується високою (7,4 і 7,3 бала) стійкістю проти фітофторозу, що забезпечує їм особливу цінність для практичного використання в цьому відношенні. На прояв симптомів вірусних хвороб серед сіянців впливають біологічні особливості вихідних форм, умови їх вирощування та спосіб одержання. Прямий висів в грунт дозволяє значно (майже у 7 разу) знизити прояв вірусних хвороб серед сіянців.

9. Встановлено, що продуктивність потомства міжвидових гібридів, сортів залежить від генетичних особливостей вихідних форм і зовнішніх умов. Доведено, що вираження показника в матеріалі другого бульбового покоління вище ніж першого. Це пояснюється меншою масою садивних бульб при закладанні останнього. Середньопопуляційне значення продуктивності більшості гібридів переважає рівень прояву ознаки умовного стандарту, а у зразків 90.35с448, 90.662/15, 85.511с12 це перевищення відповідно склало 1,2; 1,6; 1,6 разу. Безперспективним для генеративного розмноження є потомство сортів, особливо Gitte, Granola, у яких середнє багаторічне значення у 1,3 разу нижче, ніж в умовного стандарту.

10. Залежно від генетичного контролю ознаки у вихідних форм, зовнішніх умов і бульбових поколінь виявлено специфічність міжвидових гібридів за проявом кількості бульб під кущем. Ефективним генетичним контролем ознаки характеризуються гібриди 83.58с52, 90.35с448, 90.662/15 і, особливо, 86.748с22 з середньопопуляційним значенням показника 12 шт./кущ і більше, а у останнього - 13,6 шт./кущ. Поряд із стабільністю прояву ознаки за роками (коефіцієнт варіації у гібрида 86.39с14 склав 1,4%) встановлено значний вплив на вираження показника зовнішніх умов (прояв показника у гібрида 90.690/61 сягнув 42%). Серед матеріалу другого бульбового покоління прояв ознаки значно вищий. Дані статистичної обробки результатів експерименту свідчать про додатну величину критерію істотності між середньопопуляційним значенням у всіх гібридів, за винятком трьох, і умовного стандарту. Водночас, вона нижча від табличного навіть на рівні значущості 0,05.

11. Порівняно з іншими агрономічними ознаками, встановлено нижчий потенціал опрацьованого матеріалу, за середньою масою товарної бульби. Доведений менший прояв ознаки в матеріалі першого бульбового покоління порівняно з другим. Водночас, за багаторічними даними встановлено можливість виділення гібридів, що мають невелику частку потомства з масою бульб 50г і менше і відносно високу з величиною більше 90г, наприклад, гібрид 90.35с448. Особливістю окремих гібридів (83.47ф7, 90.676/52, 90.690/61) є відємна різниця між середньопопуляційною масою товарних бульб потомства і умовного стандарту на рівні значущості 0,05. Близькі дані виявлені у сортів.

12. Доведено високу цінність окремих гібридів за проявом умісту крохмалю у потомства, наприклад, у гібридів 90.676/52, 83.58с52, що обумовлено малою часткою низькокрохмалистих сіянців (4,6; 4,7%), наявністю у більшої половини опрацьованих форм (58%) потомства з високим (більше 24%) умістом крохмалю, а у шести гібридів вищим середньопопуляційним проявом ознаки ніж в умовного стандарту. Лише у одного гібрида ця різниця була істотною і відємною (90.35с448). Водночас, додатне та суттєве її значення мають гібриди 90.662/15, 90.676/52. Встановлений неоднаковий контроль адаптивного потенціалу вихідних форм за ознакою: відмінність середнього значення вмісту крохмалю за роками у гібрида 86.39с14 склала 0,2%, 85.511с12 - 5,2%. У всіх залучених в дослідження сортів середньопопуляційний прояв ознаки нижчий ніж в умовного стандарту.

13. Виявлено високий потенціал більшості гібридів і сортів за стійкістю потомства проти мозаїчного закручування листків і зморшкуватої мозаїки, що проявляється у малій частці потомків з низькою резистентністю і великій з дуже високою; значному (часто більше 8 балів) середньопопуляційному прояву ознак та за рідким винятком, перевищення його над умовним стандартом.

Рекомендації для селекційної практики

1. Для проведення схрещування використовувати виділені добрим квітуванням (з середнім багаторічним балом прояву ознаки 6,1 і вище) 36 сортів, з яких 2 ранні (Marta, Бородянська рожева), 4 середньоранні (Обрій, Світанок київський, Говерла, Selma), 20 середньостиглих, 9 середньопізніх і один пізній, 30 складних міжвидових гібридів і 12 дигаплоїдів.

2. Сорти Alma, Gitte, Granola, Kufri joti, Magura, Oreb, Берегиня, Гроно, Либідь, Шурмінська та деякі інші, міжвидові гібриди - 81.459с18, 85.119с2, 87.791с4, 88.1425с1, 90.35с394, 90.676/52, які характеризуються рясним ягодоутворенням, використовувати в практичній селекції з метою підвищення ягодоутворення.

3. Для забезпечення максимальної схожості ботанічного насіння його слід використовувати для висіву наступного року або через рік. Із способів покращання його проростання та росту сіянців найбільш ефективним є зволоження насіння в розчині параамінобензойної кислоти з концентрацією 0,05% і експозицією 6 годин. Високий ефект можна досягти, замочуючи насіння у воді на 48 годин.

4. Зважаючи на втрати матеріалу при вирощуванні сіянців першого року збільшувати кількість висіяного насіння від запланованого обсягу популяцій як мінімум у пять разів.

5. Для зниження прояву вірусних хвороб серед сіянців першого року доцільно використовувати прямий висів насіння у грунт, а не розсадний метод.

1. Ряба В.В. Деякі аспекти визначення форм картоплі, придатних для вирощування з використанням ботанічного насіння // Картоплярство. - Вип.28. - Київ. - 1998. - С.86-90.

2. Подгаєцький А.А., Гордієнко В.В. Аналіз складових генофонду картоплі за придатністю для вирощування з використанням ботанічного насіння. // Картоплярство. - Вип.30. - Київ. - 2000. - С. 113 - 117117 (авторство 75%, отримання даних, їх аналіз, формулювання висновків).

3. Гордиенко В.В. Расщепление форм картофеля по некоторым хозяйственным признакам генеративного потомства // Овочівництво і баштанництво. - Харків, 2003. - С. 87 - 90.

4. Подгаецкий А.А., Гордиенко В.В. Эффективность способов подготовки ботанических семян картофеля к посеву // Картофелеводство: Сб. науч. тр. - Минск, 2007. - Т.12, - С. 320 - 327 (авторство 75%, отримання даних, їх аналіз ).

5. Подгаецкий А.А., Гайдук В.С., Ряба В.В. Характеристика мирового сортимента сортов картофеля пополевой устойчивости к фитофторозу// Селекция картофеля на устойчивость к фитофторозу в комплексе с другими признаками. Тезисы докладов международного совещания 13 - 15 июля 1994 г. - Немешаево - Оброшино. - 1994.- С. 43 (авторство 65%, отримання даних, написання тез).

6. Гордієнко В.В. Розвиток генеративних органів у деяких складових генофонду картоплі // Наукові основи ведення картоплярства України в ринкових умовах. Матеріали конференції молодих вчених та спеціалістів. -Немішаєво. - 1996. - С. 8.

7. Подгаецкий А.А., Ряба В.В. Пригодность сложных межвидовых гибридов для выращивания картофеля из ботанических семян // Актуальные проблемы современного картофелеводства. Матер. межд. конференции, посвященной 90 - летию со дня рождения академика П.И. Альсмика. - Бел. НИИК, Минск-Самохваловичи. - 1997. - С. 3636 (авторство 80%, отримання даних, їх аналіз).

8. Подгаецкий А.А., Гордиенко В.В. К вопросу о возможности выращивания картофеля с использованием ботанических семян // Новое в семеноводстве картофеля. Мат-лы науч. практ. конференции посвященной 90-летию ученого - семеновода И.И.Адамова. - Минск. - 2000. - С. 69 (авторство 75%, отримання даних, їх аналіз).

9. Гордієнко В.В. Характеристика складових генофонду картоплі за квітуванням та ягодоутворенням // Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений. Сб. тезисов 2-й международной конференции молодых ученых. - Харьков. - 2003. - С. 140 - 141.

10. Подгаєцький А.А., Гордієнко В.В. Втрати матеріалу на різних етапах вирощування сіянців першого року картоплі // Аграрний форум - 2007: Матер. наук.-практ. конференції молодих вчених, присвяченої 30-ї річниці Сумського національного аграрного університету. - Суми.: ВТД „Університетська книга”, 2007. - Ч.1. - С. 113 - 114 (авторство 80%, отримання даних, їх аналіз).

Размещено на .ru