Введение к работе
Актуальность темы. Селекционный процесс косточковых плодовых растений отличается длительностью, зачастую непредсказуемостью и низкой результативностью. Длительность селекции плодовых культур объясняется продолжительным периодом (3...7 лет) от момента создания исходного материала для отбора путём гибридизации или мутагенеза и самим отбором ценных растений по проявлению у них хозяйственно-ценных признаков и свойств. Низкая результативность селекции плодовых культур связана с тем, что, во-первых, к моменту основного отбора в потомствах оказывается мало ценных для дальнейшего использования растений, главным образом, из-за ошибок при подборе исходных родительских пар для скрещиваний и, во-вторых, при оценке гибридных сеянцев или мутантов совершается также достаточно много ошибок, основанных на наблюдениях за фенотипами отдельных растений. Корректировка подбора исходных родительских форм происходит, в лучшем случае, через 5...8 лет после проведения скрещивания. Просчёты, связанные с неточной оценкой растений при их отборе, выявляются также через 5...8 лет при первичном сортоиспытании, либо при государственном сортоиспытании. Таким образом, ошибки, связанные с неверным подбором родительских пар или с неточной оценкой сеянцев, неизбежно приводят и к снижению эффективности селекционного процесса и к увеличению его продолжительности.
Решать проблемы ускорения и повышения эффективности селекции плодовых культур, иными словами, её оптимизации, можно различными путями: технологическими, организационными и аналитическими. В данной работе обсуждаются пути оптимизации селекции на основе использования аналитических методов, главным образом, связанных с применением многомерного статистического анализа комплекса признаков.
Проблема анализа результатов наблюдений за плодовыми растениями заключается в том, что помологи, селекционеры и сортоиспытатели ежегодно собирают огромный объём эмпирических данных о морфологических, биологических и хозяйственных особенностях изучаемых объектов, но большая часть информации, заключающаяся в этих данных, оказывается в дальнейшем невостребованной и нереализованной, поскольку исследователи чаще всего ограничиваются вычислением и сравнением лишь средних величин по отдельным показателям.
Современный уровень селекции требует создания сортов с заданным комплексом хозяйственных свойств. В связи с этим, необходимы новые, более адекватные задачам селекции, подходы к анализу
результатов наблюдений за коллекционными образцами, гибридными потомствами и элитными формами плодовых растений, основанные на анализе изменчивости и взаимосвязи всего комплекса оцениваемых признаков.
Цель н задачи исследований. Цель работы, заключается в разработке путей и методов повышения эффективности селекции плодовых растений на основе использования методов многомерного статистического анализа на различных этапах селекционного процесса: при изучении коллекций, подборе исходных форм для скрещивания, оценке растений в селекционном саду и при проведении сортоиспытания.
Задачи исследования:
1. Найти оптимальные способы оценки нормы реакции коллек
ционных образцов косточковых плодовых культур по некоторым
.признакам.
-
Провести генеалогический анализ мирового сортимента сливы домашней для уточнения критериев подбора сортов при проведении скрещиваний.
-
Классифицировать сорта диплоидных видов слив, полученных в результате межвидовых и межродовых скрещиваний, по их происхождению.
-
Уточнить методику выявления информативных признаков и классификации образцов в коллекциях косточковых растений и область приложения полученных результатов.
-
Разработать методику оценки хозяйственно-ценных показателей плодовых растений по косвенным признакам на примере анализа взаимосвязи степени поражаемости сортов персика и нектарина мучнистой росой и клястероспориозом с проявлением тех или иных морфологических признаков листа и цветка.
-
Изучить степень филогенетической близости некоторых родов и видов косточковых на основе оценки их скрещиваемости, а также жизнеспособности и фертильносте отдалённых гибридов.
-
Установить закономерности формообразовательного процесса при межродовой гибридизации косточковых культур на основе оцен- , ки сходства отдалённых гибридов между собой и с исходными родительскими формами.
-
Выявить морфологические признаки основных видов косточковых, по которым можно достоверно идентифицировать отдаленные гибриды различных межродовых комбинаций скрещивания..
-
Создать комплексно устойчивые сорта абрикоса, на основе его гибридизации с различными родами косточковых, провести акклиматизацию гибридов алычи и сливы китайской в Московской области и создать их новые комплексно устойчивые сорта
Научная іюшізна. Предложен новый способ количественного описания формы листа косточковых культур, рекомендуемый для изучения коллекций сортов и отдалённых гибридов.
Проведен генеалогический анализ мирового сортимента слив, включающий изучение сведений о родословных 2629 сортов. Предложена методика определения ядерно-цитоплазматических формул сортов - межвидовых и межродовых гибридов косточковых по их родословным, в результате чего проведена классификация 425 сортов диплоидных видов слив, определены 88 групп сортов, в зависимости от доли генетической информации исходных видов в ядре и видовой принадлежности цитоплазмы.
Апробирована методика выявления информативных признаков при описании коллекций и классификации образцов на основе факторного и кластерного анализов. Выявлены морфологические признаки листа и цветка, сопряженные со степенью поражения микозами у персика.
Проведена классификация свыше 40 межродовых отдаленных скрещиваний с участием 6 основных родов подсемейства Prunoideae Focke на конгруэнтные и инконгруэнтные типы на основе анализа за-вязываемости плодов при проведении скрещиваний, жизнеспособности и проявлениям стерильности у отдаленных гибридов.
Предложен способ классификации отдаленных гибридов по степени их сходства с родительскими формами по комплексу признаков, позволяющий объективно анализировать формообразовательный процесс при отдаленной гибридизации.
Предложена принципиальная схема повышения эффективности селекции косточковых плодовых культур, определены основные пути и методы по её реализации.
Практическая значимость работы. Разработаны рекомендации для селекции, касающиеся методики описания образцов коллекций косточковых культур; подбора родительских форм для скрещиваний, учитывая коэффициенты родства и степень сходства по комплексу информативных признаков; оценки хозяйственно-ценных признаков по косвенным показателям.
Разработаны перспективные схемы межвидовых и межродовых скрещиваний с участием слипы, абрикоса, персика и микровишни на диплоидном и тетраплоидном уровнях.
Сфера приложений рекомендаций выходит за рамки селекции косточковых плодовых растений и может быть использована и для друпіх многолетних вегетативно размножаемых растений. В частности, при классификации любых растительных объектов по комплексу признаков, при изучении закономерностей формообразования при отдалённой гибридизации.
В процессе исследований созданы на Крымской ОСС ВНИИР в соавторстве с Г.В.Ереминым: 2 сорта абрикоса черного (гибридов алычи с абрикосом обыкновенным): Кубанский черный и Черный бархат и сорт алычи гибридной (гибрид алычи с китайской сливой и с абрикосом обыкновенным) Глобус; в ТСХА в соавторстве с Н.В.Агафоновым, В.И.Сусовым, Б.Н.Воробьёвым, И.И.Ханжияном, Е.Г.Самошенковым и А.В.Рубеко - 8 сортов алычи гибридной (гибридов сливы китайской с алычей): Клеопатра, Злато Скифов, Зарница, Тимирязевская, Несмеяна, Ярило, Ариадна, Анастасия. Сорта абрикоса черного и алыча гибридная Глобус переданы в государственное сортоиспытание в 1991 году, 8 сортов алычи гибридной - в 1997 году.
Апробация работы к публикации. Результаты работы обсуждали на Всесоюзном совещании по отдалённой гибридизации растений и животных (Москва, 1980), Всесоюзном научно-методическом семинаре по селекции косточковых культур (Крымск, 1979), съездах ВО-ГИС (1982, 1987), Всесоюзном совещании по экологической генетике (Кишинёв, 1981), научных конференциях Крымской опытно-селекционной станции (1978, 1982, 1983, 1985), Кубанского государственного университета (1980, 1981), Московской сельскохозяйственной академии им. К.А.Тимирязева (1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996).По теме диссертации опубликовано 26 печатных работ.
Автор выражает глубокую благодарность за помощь и поддержку в выполнении данной работы профессорам Г.В.Еремину, Ю.А.Волчкову, Н.В.Агафо.чову, канд.с.-х.наук В.И.Сусову, Б.Н.Воробьеву, аспиранту А.В.Рубеко. Автор искренне признателен профессору А.В.Крючкову за ценные замечания и советы при работе с рукописью диссертации.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 296 страницах, состоит из введения, 9 разделов, выводов, рекомендаций для селекции, 2 приложений, содержит 35 рисунков и 42 таблицы. Список использованной литературы включает 368 печатных работ, в том числе 102 на иностранных языках.
