Введение к работе
Актуальность темы. Вызванные антропогенным воздействием гло-бальные изменения климата негативпо сказались на плодовых культурах. В условиях центральной части России более других пострадала вишня [С. vulgaris Mill. 2n = 4х = 32] (Колесникова, 1975; Каньшина, 1994). Причина этого
— бедный генофонд культуры. Генетической основой всего мирового разно
образия сортов (около 1000 штук) послужили лишь два вида: вишня степная
[С. fruticosa Pall. 2п = 4х = 32] и черешня [С. avium (L.) Moench. 2n = 2х = 16].
Многовековая селекция с использованием этих родоначальных видов привела
к генетическому выравниванию признаков сортимента вишни.
Создалась критическая ситуация с подбором исходных форм в селекции на устойчивость к опасным болезням и адаптивность сортов и подвоев. Отдалённая гибридизация заняла приоритетное положение в методах селекции. Возникла необходимость радикальной реконструкции генома вишни обыкновенной, за счёт пнтрогрессии в него генов иммунитета к опасным болезням и адаптивности к условиям среды.
В последние 30 лет в селекцию вишни был вовлечён отдалённый вид
— вишня Маака [Cerasus maackii (Rupr.) Ercm. et Simag.]. Ha его основе
созданы устойчивые к коккомикозу, адаптивные доноры, подвои и сорта
(Колесникова, Джпгадло, 1995, 1998; Жуков, 1995, 1999; Михеев, 1998).
Учитывая, что устойчивость, обусловленная генами вишни Маака, с годами
может быть преодолена патогеном, в селекцию необходимо вовлекать дру
гие устойчивых к этой болезни виды. Внимание учёных привлекли дальне
восточные диплоидные виды и разновидности (Царенко, 1980,1982; Чебота
рева 1985,1986; Колесникова, Федотова, 1993; Колесникова, Джигадло,
Федотова, 1998). Они обладают иммунитетом к опасным болезням, морозо-
стойкостью и отдельными компонентами адаптивности. Однако никем не
установлено, какие сорта вишни обыкновенной, видовые формы диплоид
ных видов, комбинации, методы лучше использовать в селекции вишни при
отдалённой гибридизации данного типа. Диссертационные исследования
направлены на решение этих вопросов.
Цель н задачи исследований. Цель исследований — выявить генетический потенциал дальневосточных видов рода Cerasus Mill, подрода Pseudoccrasus в селекции вишни на устойчивость к коккомикозу и адаптивность к условиям среды.
Задачи исследований:
изучить хозяйственно-биологические признаки отборных сеянцев гибридов вишни обыкновенной (2п = 4х =32) и вишни Маака (2п = 4х = =32), выделить лучшие из них в элитные;
изучить совместимость тетраплоидных сортов вишни обыкновенной (2п = 4х = 32) с диплоидными видами подрода Pseudocerasus (2п = 2х = = 16) в различных комбинациях;
изучить зависимость совместимости сортов вишни обыкновенной и диплоидных видов от видовых форм;
изучить зависимость эффективности скрещиваемости сортов и отдалённых диплоидных видов от абиотических и биотических факторов;
выявить методы интенсификации продуктивности отдалённой гибридизации тетраплоидных и диплоидных видов;
выявить наиболее продуктивные комбинации сортов и диплоидных видов в создании устойчивых к коккомикозу и адаптивных к условиям среды гибридов;
отобрать устойчивые к коккомикозу и адаптивные отдалённые гибриды сортов и диплоидных видов для испытания в качестве клоповых подвоев и доноров;
совместно с другими селекционерами выделить для производственного испытания кленовые подвои, и для использования в селекции - носители устойчивости к коккомикозу и адаптивности.
Научная новизна и практическая ценность работы. Впервые выявлен генетический потенциал видов подрода Pseudocerasus в селекции вишни на устойчивость к коккомикозу и адаптивность к условиям окружающей среды Центрального региона России. Впервые изучена совместимость тетраплоидпого вида вишни обыкновенной (Любская, Шоколадница, Ровесница, Тургеневка, Россошанская чёрная. Антрацитовая) с видовыми формами диплоидных видов (С. sachalincnsis, С. kurilensis, С. serrulata, С. incisa). Выделены конкретные комбинации сортов и диплоидных видов, обеспечивающие лучшие результаты каждого из этапов селекционного процесса, направленного на выведение устойчивых к коккомикозу и адаптивных гибридов вишни.
Показана прямая зависимость эффективности скрещиваемости сортов и отдалённых видов вишни от погодных условий весенне-летнего периода. Впервые предложены приёмы стимуляции скрещиваемости сортов и диплоидных видов вишни: лазерным излучением на установке ЛГН - 208, экспозиция 34 сек. и гиббереллином FAj концентрации 100 мг/л в 10% сахарозе. Получены положительные результаты применения метода доращи-вання изолированных зародышей отдалённых гибридов (2п = 4х = 32 х 2п = = 2х = 16) в культуре in vitro.
Из гибридов вишни обыкновенной и отдалённых видов подрода Pseudocerasus совместно с другими селекционерами отобраны элитные сеянцы, клоповые подвои, устойчивые к коккомикозу, адаптированные к условиям среды и новые источники устойчивости к коккомикозу и монилио-зу, которые рекомендованы для использования в производстве и в дальнейшей селекции.
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на: Международной конференции "Генетические основы селекции сельскохозяйственных растений" (Москва, 1995); Междунрродной научно-методической конференции "Состояние сортимента плодовых и ягодных культур и задачи селекции" (Орёл, 1996); XVII Мичуринских чтениях "Ге-нетико-селекционные проблемы устойчивости плодовых растений к небла-
гоприятным биотическим и абиотическим факторам" (Мичуринск, 1996); Международном симпозиуме "Новые и нетрадиционные растения и перспективы их практического использования" (Пущине, 1997); Международной конференции "Проблемы интродукции растений и отдалённой гибридизации" (Москва, 1998); Всероссийской научно-практической конференции "Достижения аграрной науки в решении экологических проблем Центральной России" (Орёл 1999) Международной конференции "Физиология растений - наука III тысячелетия" (Моста 1999) II съезде Вавилонского общества генетиков и селекционеров (Санкт-Петербург 2000V Международно]^ научно-методГескГконференцш^
типа" (Оре^ 2000) У
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 20 научных статей.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, основных выводов и рекомендаций для селекции и производства, приложениЙ. В основном тексте содержится 33 таблицы, 20 рисунков, в приложении — 4 таблицы. Список использованной литературы включает 352 источника, в том числе 65 и}остранных авторов.
Материал н методика псследованнй. Исследования проводили с 1990 по 1999 год в Орловском государственном университете на кафедре основ сельского хозяйства в соответствии с планом НИР лаборатории "Биология и селекция вишни".
Объектами исследования послужили: выведенные во ВНИИСПК от
скрещивания вишни обыкновенной и вишни Маака (2п = 4х = 32) второго
(F;) и третьего (F,) поколений отборные сеянцы (сорто-образцы), всего 141
сеянец, размноженный по 6 штук каждый; сорта вишни обыкновенной (2п =
^ 4х = 32, подрод Cerasus) — Любская, Шоколадница, Ровесница, Россо
шанская чёрная. Антрацитовая Владимирская, Золушка Тургеневу дикие
дальневосточные виды (2п = 2х = 16 подрод Pseudocera us) - вишня саха
линская (С sachalinensis) вишня курильская (С kurilensis) вишня мелко
пильчатая (С scrrulata) вишня инциза (С incisaV 1400 селекционных сеян
цев полученных^ам,; ,отг^бпЦ^и т^ныТ^вТш^о^х
видов око
кусственноГпит^е12Гсреде OT^eHHb>x гибридов
Гибридизацию, подготовку семян к посеву, выращивание гибридных сеянцев, нзуч1ние признаков отборных сеянцев проводили в условиях агро-биостанции ОГУ, пыльцу отдалённых диплоидных видов заготавливали на опытно-селекционной станции овощных и плодовых культур ВИР (г. Крымск, Краснодарского края). В исследованиях руководствовались "Программой и методикой селекции плодовых ягодных и орехоплодных культур" (Мичуринск 1980; Орел 1995 г ) "Программой и методикой сортоизу-чени плодовых ягодных,и орехоплодных культур" (Орёл 1999)
Показатель продуктивности отдалённой гибридизации вычисляли по формуле К = m п/100 (Остапенко, 1972).
Изучение устойчивости гибридных сеянцев к коккомикозу проводили, руководствуясь методическими рекомендациями "Изучение генетики иммунитета плодовых, ягодных культур и винограда" (Ищепко, Прохорова, 1984), методическими указаниями "Изучение устойчивости черешни и вишни к коккомикозу" (Чеботарева, 1985). Выращивание изолированных зародышей отдаленных гибридов вишни на искусственной питательной среде проводили в соответствии с "Методическими рекомендациями по применению искусственной культуры тканей н органов в генетико-селекционных работах с плодовыми" (Курсаков, Зоточкина, 1987).
Содержание растворимых сухих веществ в плодах гибридных сеянцев вишни определяли рефрактометрическим методом (Ермаков, 1972). Укоренение зелёных черенков проводили, руководствуясь принятой в производстве методикой (Поликарпова, Пилюгина, 1991; Тарасенко, 1991).
Морфологические признаки пыльцы диплоидных видов изучали иод электронным микроскопом HITACHI S - 405А при увеличении от х750 до хЗООО. Функциональные параметры пыльцы определяли методом ацетокар-мннового окрашивания под микроскопом "Биолар" (объектив х20, окуляр х15) пользуясь стандартной методикой (Паушева, 1980). При изучении воздействий физических факторов на пыльцу руководствовались "Программой и методикой отдалённой гибридизации плодовых и ягодных культур" (ред. Нестеров, Мичуринск, 1972), а также "Программой и методикой биофизических исследований плодовых растений" (ред. Рыжков, Мичуринск, 1977). Рост пыльцевых трубок в тканях пестика изучали на давленых препаратах под люминесцентным микроскопом по модифицированному методу А.С. Татаринцева (Правдюк, Голышкин, 1981).
При статистической обработке экспериментальных данных использовали описательную статистику, дисперсионный анализ, коэффициент наследуемости (Вольф, 1966; Плохииский, 1970; Остапенко, 1972; Доспехов, 1985; Блинова, Огольцова, 1999; Огольцова, 1999; Огольцова, Красова, 1999).