Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 8
1.1 Происхождение культуры. Народнохозяйственное значение 8
1.2 Морфологические и биологические особенности 10
1.3 Экологическая селекция 15
1.3.1 Селекция на адаптивность 15
1.3.2 Роль среды как фона для отбора в селекции 17
1.3.3 Изменчивость признаков 21
2. Цель, задачи, условия проведения, материал и методика исследований 27
3. Экспериментальная часть 43
3.1 Индивидуальная изменчивость количественных признаков 43
3.2 Экологическая, эколого-географическая и межсортовая изменчивость 45
3.3 Ступенчатые посевы 51
3.2 Оценка исходного материала в селекции на адаптивность 53
3.2.1 Характеристика адаптивности сортов и гибридов селекции ВНИИССОК 53
3.2.2 Гомеостатичность количественных признаков образцов коллекции ВИР 56
3.3 Использование информативных экологических фонов для оценки исходного и селекционного материала 60
3.3.1 Параметры адаптивности среды при эколого-географическом испытании 60
3.3.2 Репрезентативность оценки среды по параметрам адаптивности урожайности при разном сочетании в испытании факторов год-срок-пункт посева 64
3.4 Использование биологических особенностей моркови столовой для скрининга высокоадаптивных генотипов 68
3.4.1 Интенсивность роста и развития в начале вегетации 68
3.4.2 Корреляции между количественными признаками 73
3.4.3 Фотоассимилирующая поверхность листа 77
3.4.4 Адаптивность биохимического состава моркови столовой. Характеристика среды на стабильно высокое качество продукции 79
3.5 Информативность генетических параметров для ранней диагностики ценных форм 89
3.5.1 Информативность коэффициентов вариации и гомеостатичности
3.5.2 Использование систематизированного вариационного ряда 91
Заключение 96
Рекомендации производству 98
Список использованной литературы
- Морфологические и биологические особенности
- Индивидуальная изменчивость количественных признаков
- Использование информативных экологических фонов для оценки исходного и селекционного материала
- Адаптивность биохимического состава моркови столовой. Характеристика среды на стабильно высокое качество продукции
Введение к работе
Актуальность. Условия современной жизни, экологические проблемы на фоне ухудшения здоровья населения предъявляют новые требования к питанию человека, при этом овощи занимают особое место.
Выращивание овощей отличается большой трудоемкостью, поэтому образуется недостаток свежей продукции, и возникает необходимость увеличения их производства, в связи с этим актуальной задачей является селекция на стабильность урожайности. Это становится непременным требованием, предъявляемым к современным сортам. Научной основой селекции на адаптивность является изменчивость растений и генотип-средовые отношения. Современный подход к решению проблемы стабилизации урожайности требует создания новых способов оценки исходного материала, ускоряющих селекционный процесс и снижающий его затраты.
Исследования были сосредоточены на выявлении разнообразия характера проявления адаптивности, на разработке способов скрининга форм, ценных для селекции на адаптивность, использование высокоинформативных фонов для отбора.
Цель исследований выявить особенности реакции генотипов на ме-
няющиеся условия среды, разнообразие генофонда моркови столовой по адаптивности, разработать способы повышения эффективности и ускорения оценки исходного материала при селекции на стабильную урожайность. Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1. Изучить направление и степень экологической, эколого-
географической и межсортовой изменчивости.
2. Определить адаптивность генофонда моркови столовой по урожай
ности; выявить источники потенциальной продуктивности и экологической
устойчивости.
3. Выявить проявление биологических свойств растений: начальный
рост, фотоассимилирующая площадь листа, биохимический состав корне
плодов, различающихся по адаптивности.
-
Провести корреляционный анализ между количественными признаками.
-
Установить информативность генетических параметров для оценки на адаптивность.
-
Дать комплексную оценку среды различных экологических фонов, выделить наиболее эффективные для работы на разных этапах селекции.
-
Выявить возможность оценки адаптивности способом ступенчатых посевов.
Научная новизна. Впервые охарактеризовано разнообразие генофонда ВИР и ВНИИССОК моркови столовой по адаптивности. Установлена информативность генетических параметров и биологических особенностей, использование которых позволит ускорить и повысить эффективность скрининга высокоадаптивных образцов. Выявлены генотип-средовые отношения при выращивании моркови столовой как научное обоснование способа ступенчатых посевов при оценке адаптивности.
Практическая значимость работы. Предложены источники потенциальной продуктивности и экологической устойчивости, которые могут быть рекомендованы для использования в селекции на стабильную урожайность. Выявлены оптимальные фоны для отбора на адаптивность, использование которых позволит повысить репрезентативность оценки. Разработан способ ступенчатых посевов, позволяющий дать рекогносцировочную оценку исходного материала по стабильности и общей адаптивной способности в первый год испытания.
Положения, выносимые на защиту:
-
Параметры адаптивности сортов и гибридов моркови столовой по урожайности.
-
Источники потенциальной продуктивности и экологической устойчивости для использования при селекции на адаптивность.
3. Комплексная характеристика среды различных экологических фонов, информативность их для использования на разных этапах селекции.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на отчётных сессиях ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур (2012, 2015 годы), на заседании научно-технического совета и расширенном межлабораторном заседании в 2016 году. Материалы диссертации были представлены на Международной научной конференции «Аграрное образование и наука в 21 веке: вызовы и проблемы развития» 11-13 ноября 2015 года, Москва: РГАУ-МСХА.
Публикация результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 5 статей, в том числе 4 в изданиях, входящих в перечень рекомендованных ВАК РФ.
Личный вклад соискателя в получении научных результатов. Личное участие автора в проведении исследований, обработке и анализе полученных данных, подготовке отчётов и публикаций в печати составляет 80%.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 129 страницах, включает 17 таблиц, 14 рисунков, 11 приложений; состоит из введения, 3 глав, заключения и предложений производству. Список использованной литературы включает 191 источников, в том числе 31 иностранных.
Морфологические и биологические особенности
По определению А.В. Кильчевского (1993) под экологической селекцией понимается совокупность приемов и методов, обеспечивающих получение сортов и гибридов с высокой и устойчивой продуктивностью в условиях предполагаемого региона возделывания при соблюдении экологически безопасной технологии культивирования. Главная особенность селекции на адаптивность – контроль экологической стабильности в селекционном процессе. Необходимость такого контроля обусловлена тем, что среднее значение признака и средовая чувствительность находятся под самостоятельным генетическим контролем и относительно независимы (Connoly, Jinks, 1975; Jinks, Pooni, 1982; Жученко, 1988). Изучение генетического разнообразия моркови столовой имеет большое практическое значение. При выборе направления методов, селекции важно учитывать особенности изменчивости и наследования признаков, с которыми ведется работа. Изучением изменчивости признаков моркови занимались ряд отечественных и зарубежных исследователей (Прохоров, Ракитова, 1975; Dowker, Jackson, Phelpsk, 1978; Сазонова, 1979, 1982; Gray, Steskel, 1985; Квасников,1985; Gray, Steskel, 1986; Тимин, 1989; Старцева, 1990; Квасник, 2007 ). Изучением генофонда моркови столовой занималось ряд исследователей селекционеров и овощеводов России (Терешонок, Надежкин, Калинин, 2010; Гаплаев, 2011; Надежкин, 2012).
Н.И. Вавилов (1987) рассматривал сорт как мощный фактор поднятия урожая и его качества. Но если возделываемый сорт страдал от засухи, заморозков, недостатка тепла и света, болезненно реагирует на изменение химического и механического состава почвы, он не может реализовать свою потенциальную урожайность. Несоответствие условий внешней среды адаптивному потенциалу сорта приводит к тому, что растения большую часть энергии расходуют на преодоление отрицательного воздействия этих факторов, а не на формирование урожая и его качества.
Величина урожая, по мнению Д. Ацци (1959) является результатом компромисса между продуктивностью и устойчивостью. Если в благоприятных условиях преимущество получают сорта с высокой потенциальной продуктивностью, то в неблагоприятных - с устойчивостью к абиотическим стрессам. Селекция на адаптивность направлена на повышение устойчивости генотипов к неблагоприятным биотическим и абиотическим факторам среды (Кильчевский, 1987; Кильчевский, Хотылева, 2008).
При создании сортов и гибридов с высокой адаптивностью следует уделять особое место подбору исходного материала. Необходимо знание статистических параметров количественных признаков у исходного материала, их вариабельность под влиянием факторов внешней среды, их вклад и характер влияния на потенциальную продуктивность и экологическую устойчивость (Неттевич, Моргунов, Максименко, 1985).
Такие данные можно получить только при изучении исходного материала в различных условиях выращивания, что можно создавать посевом изучаемого материала в разных эколого-географических пунктах, в разные сроки, при разных условиях жизнеобеспеченности. В результате таких испытаний можно дать относительно полную характеристику приспособленности сортов к различным условиям выращивания, выделить высокогомеостатичный исходный материал, более целенаправленно подобрать пары и проводить скрещивание (Епихов, Сиротин, 1988; Пивоваров, Мамедов и др., 1989; Добруцкая, Пивоваров, 1992).
В результате многолетних испытаний коллекции сортообразцов гороха в различных эколого-географических зонах при различных сроках посева в одной зоне В.А. Епихов и В.М. Сиротин (1988) пришли к выводу, что испытание генотипов при разных сроках посева в одном пункте может заменить число лет испытания, поскольку испытание генотипов в течение 2-3 лет в одном пункте значительно удлиняет сроки селекции, а испытание в разных эколого-географических пунктах требует больших материальных затрат и связано с организационными сложностями.
Один из эффективных методов по оценке адаптивности генотипов разработан А.В. Кильчевским и Л.В. Хотылевой (1985). Согласно этому методу реакцию сорта характеризуют общая адаптивная способность (ОАС) -среднее значение признака в различных условиях выращивания и специфическая адаптивная способность (САС) - отклонение от ОАС в определенной среде. Ими также введен комплексный показатель селекционной ценности генотипа (СЦГ), позволяющий выделить генотипы, сочетающие высокую продуктивность со средовой устойчивостью. Рекомендуемый метод относительно прост, современен и позволяет эффективно отбирать формы с нужной реакцией на условия внешней среды.
Среда является мощным фактором для отбора, и вопрос о фонах, на которых ведется селекция, имеет первостепенное значение (Вавилов, 1935). Е.Н. Синская (1948) считала, что в благоприятных условиях различия биологического порядка нивелируются за счет равномерно хорошего развития всех растений, а в особо суровых условиях ярко проявляются различия между растениями одной популяции. Экологический фон играет активную роль при необходимости обеспечить ту или иную степень изменчивости в селектируемой популяции. Поэтому способность среды обеспечивать требуемый уровень изменчивости -важнейшее свойство, которое следует принимать во внимание при определении пригодности среды как фона для селекции (Добруцкая, 1997).
Большое значение имеет селекционный фон при селекции на адаптивность. Неправильный выбор среды для проведения отбора экологически устойчивых генотипов может послужить причиной снижения эффективности селекции (Кильчевский, 1993 и др.)
Исследования, проведенные с целью оценки условий различных агроэкологических зон как фона для отбора на адаптивность и другие, хозяйственно полезные признаки показали, что характеристика конкретных зон неадекватна для различных культур. Правильный выбор фона для отбора имеет решающее значения для эффективности работы селекционера (Кузмин и др.,1982). Было установлено, что зоны, характеризующиеся высокой типичностью среды для одних культур производят анализирующее действие на другие овощные растения (Пивоваров, Добруцкая, 1984; Кравчук, Пивоваров и др.,1988; Исхаджиев, 1989; Мамедов, 1989; Пивоваров и др., 1989; Гильфанов, 1993; Кравчук, Бакулина, 1993; Мамедов, Добруцкая, 1994;).
Приспособительная реакция растений определяется генотипом, но одновременно сильно зависит от биотических и абиотических факторов среды. Экологическая приспособляемость – один из элементов урожайности, поэтому изучение защитно-приспособительных свойств и реакций культуры следует рассматривать как основную предпосылку для научного обоснования выбора признаков и направлений при селекции на устойчивость к болезням, урожайность и другие, хозяйственно ценные признаки (Ации, 1959).
Индивидуальная изменчивость количественных признаков
Некоторыми авторами предлагается при разработке методов селекции использовать сравнительную характеристику экологической и межсортовой изменчивости (Синская, 1948). Экологический подход, наряду с чисто генетическими исследованиями Н.И. Вавилов (1935) определял в качестве составной части селекции. В этом плане цель селекции в создании генотипов, обладающих желательной нормой изменчивости. Гомеостатические реакции растений не всегда обнаруживаются достаточно четко. Для оценки изменчивости используются разные генетические параметры, в том числе коэффициенты вариации (Cv,%). Изменчивость, с которой обычно имеет дело селекционер, выражаемая коэффициентом вариации (Cv,%) является фенотипической. Она включает генотипическую (межсортовую) изменчивость, обусловленную различиями в генотипах особей и модификационную, обусловленную влиянием внешней среды. При эколого-географическом испытании по схеме: 3 срока посева в течение трех лет в пункте Москва и одном срок посева в пункте Брянск, вариабельность урожайности значительна меняется в пределах 55,4-61,2%. Высокий уровень экологической изменчивости, такая дифференциация сортов достаточна для определения разнообразия по гомеостатическим реакциям, однако, по мнению А.В. Кильчевского (1986) более благоприятны для отбора среды со средней вариабельностью урожайности (табл.2).
Более информативны показатели при сравнении межсортовой изменчивости при разных сроках посева для каждого года отдельно. Она проявилась на незначительном, среднем и значительном уровне в 2011 году, на значительном и среднем в 2014 году и на среднем уровне в 2015 году. Это показывает возможность выбора фона для отбора, который обеспечивает среднюю изменчивость, наиболее пригодную для оценки реакции генотипов.
Наибольшая вероятность формирования такого фона отмечена для условий второго срока посева (середина мая). С перенесением посева на более поздние сроки сортовая дифференциация урожайности моркови столовой в основном усиливается.
В итоге установлено, что при смене условий среды испытания в одном географическом пункте, (год, срок посева) индуцируется фенотипическая изменчивость, характеризующая разнообразие моркови столовой по урожайности.
Информация, полученная при экологическом испытании, пригодна для проведения комплексной оценки среды по параметрам адаптивности. Она может быть использована для разработки методов экологической селекции на адаптивность.
Однако, оценку исходного селекционного материала следует вести на заранее выявленных информативных фонах с параметром среды Sek не более 30%.
Ранее на разных культурах изучали генотип - средовые отношения овощных растений, используя показатели изменчивости, индуцируемой сменой срока посева, сезона, года выращивания (Сиротин, 1989; Салаев, 1995; Видякина, 1997; Жаркова, 2009), в ряде случаев получены положительные результаты.
Однако известно, что крайне опасно знания, полученные при изучении какого либо одного вида, переносить на другой. Это определяет необходимость знания специфики фенотипической изменчивости для каждой производимой культуры (Синская, Борковская, 1960).
Нашей задачей было провести сравнительную оценку экологической и межсортовой изменчивости урожайности моркови столовой для выбора более эффективного способа отбора экологически устойчивых форм.
Межсортовая изменчивость означает степень вариабельность между сортами. Наличие такой изменчивости – основа для отбора селекционного материала при селекции на адаптивность. При этом необходимо знание специфики реакции сортов для обоснования схем экологического испытания (табл.2).
Межсортовая, Cvg, % 16,7 17,2 17,0 15,3 10,9 15,5 14,7 13,9 14,6 18,8 Экологическая, Cve, % 23,6 19,2 30,3 21,6 17,5 32,8 23,2 25,7 22,4 24,0 Выявлена зависимость межсортовой изменчивости от года от срока и пункта испытания. За три года исследований в пункте Москва межсортовая изменчивость меняется в пределах по срокам: 1 срок - от 8,1% (2011 год) до 44,9% (2014 год), 2 срок - от 10,6% (2011 год) до 16,0% (2014 год), 3 срок - от 16,8% (2015 год) до 42,9% (2014 год). Межсортовую изменчивость (генотип-пункт посева) рассматривали при 2 сроке посева в пункте Москва и одном срок посева в пункте Брянск. В пункте Москва изменчивость колеблется с пределах от 10,6% (2011 год) до 16,0% (2014 год). В пункте Брянск менялась от 3,9% (2011 год) до 18,8% (2014 год).
Степень варьирования количественных признаков моркови столовой за 2011, 2014, 2015 годы, произведенный нами, показал, что уровень экологической изменчивости (Cve) выше, чем межсортовой (Cvg) по всем десяти изученным признакам (табл.3).
Дифференциация по коэффициенту Cvg у исследуемых сортов незначительна. Она меняется в убывающем порядке от 18,8 до 10,9%: "диаметр головки корнеплода" "число листьев" "высота розетки листа" "диаметр розетки листа" "толщина черешка" "диаметр пластинки листа" "длина корнеплода" "масса корнеплода" "диаметр корнеплода" "длина черешка".
Можно сделать заключение, что селекционная работа среди данного набора генотипов на потенциал признака будет меньше, у тех из них, которые характеризуются наивысшей межсортовой изменчивостью: "диаметр головки корнеплода", "число листьев", "высота розетки листа". 3.3 Ступенчатые посевы Проблема минимизации затрат на скрининг селекционно-ценных по адаптивности и экологической пластичности генотипов актуальна для сельскохозяйственных культур, в том числе овощных (Леунов, Ховрин и др., 2014). В связи с вышесказанным нами выполнено исследование, целью которого явилась разработка метода ступенчатых посевов для отбора и оценки исходного материала при селекции на адаптивность и экологическую пластичность моркови столовой.
Проявились сортовые особенности реакции на изменение срока посева. Различия между урожайностью при первом и втором срокам посева незначительны. Снижение урожайности при перенесении посева на 20-26 мая (3 срок) более значимо. За три года исследований наименее продуктивен третий срок посева у всех сортов, а в 2014 году гибрид Марс F1 явился исключением, у которого при третьем сроке посева урожайность была наивысшей (рис.8).
Использование информативных экологических фонов для оценки исходного и селекционного материала
Среда играет активную роль в селекционном процессе, способствуя выявлению изменчивости в популяциях. От правильного выбора фона во многом зависит эффективность селекционного процесса. Селекционный фон должен обеспечить эффективность отбора по данным признакам.
Анализ результатов оценки среды как фона для отбора овощных культур при селекции их на адаптивность показывает, что выбор селекционного фона с планируемым воздействием на генотипы возможен при использовании различных типов изменчивости: экологической (годы, сроки в одном географическом пункте), эколого-географической (различные пункты), а также при сочетании их в одном серии испытаний (Пивоваров, Добруцкая, 2000).
Проблема сочетания в одном генотипе высокой потенциальной продуктивности и экологической устойчивости, придание им способности положительно реагировать на улучшение условий среды и максимально сохранять генетически заданный уровень продуктивности и качества при ухудшении агроэкологических условий может быть решена за счет преобразования исходных генотипических систем. Это означает необходимость усиления селекции в сторону повышения не только верхнего, но и нижнего порога урожайности (Гончаренко, 2005).
Метод генетического анализа разработанный А.В. Кильчевским и Л.В. Хотылевом (1985), основанный на испытании генотипов в различных средах, позволяет дать комплексную среду как фона для отбора и ведения селекции и семеноводства. В селекции на адаптивность, где основным критерием является сочетание высокой продуктивности с экологической устойчивостью, вопросы фона занимают ведущее место. Ошибки в выборе фона на ранних этапах селекционного процесса могут привести к выбраковке ценного материала.
Основными параметрами, характеризующие пригодность среды как фона, являются: типичность (tk), дифференцирующая способность среды (Sek), продуктивность среды (dk), коэффициент предсказуемости (Pk).
Е.Н. Синская (1963) считала, что экологические фоны по их способности выявлять изменчивость, можно подразделить на три группы. Обнаружению изменчивости в популяции способствует анализирующий фон. В нашем исследовании это фон, характеризирующейся величиной параметра Sek 20%. Полиморфизм не проявляется на стабилизирующем фоне (10 Sek 20%). Нивелирующий фон (Sek 10%) учитывает жизнеспособность биотипов и не проявляется различий между ними (Кильчевский, Хотылева, 1985).
Данные относительно того, какой фон оптимален для селекции, благоприятный или лимитирующий, противоречивы (Драгавцев, 1979; Кильчевский, Хотылева, 1997). При оценке эффективности отбора в различных природных средах А.В. Кильчевский определил лучший фон для отбора - среднюю среду по продуктивности как обеспечивающую максимальную эффективность селекции на общую адаптивную способность.
При изучении шести генотипов в 12 природных средах сформировавшихся при смене год, срок и пункт посева нами рассчитаны параметры среды в целом и при различном сочетании сред испытания.
Продуктивность среды (dk) по годам менялась от низкой (2014) до высокой (2011). Показатели параметра dk Брянской области стабильно ниже по сравнению с таковыми в Московской области (табл. 8). Сравнительная оценка продуктивности среды разных сроков посева показала, что наименьшее значения этого параметра проявляются при посеве в третий срок.
Высокопродуктивная среда, формируется редко: на двух фонах из 12-ти. Следовательно, для выявления с высоким потенциалом продуктивности генотипов испытание должно длиться не менее двух лет при первом и втором сроке или дополняться испытаниями в более продуктивных средах.
Дифференцирующая способность среды (Sek), в зонах исследования на семи фонах из 12-ти изученных, уровень её соответствует стабилизирующему фону, меняясь от 10 до 20%. Только в один из трех лет испытания (2011 год) проявился нивелирующий фон, скрывающий различия между популяциями. Он сформировался при первом сроке посева и в Московской и в Брянской областях.
Считается, что наиболее благоприятен для оценки по адаптивности стабилизирующий фон. Именно такая среда в основном присуща изучаемым нами фонам испытания.
Типичность среды (tk). По данному параметру пригодность среды для оценки на адаптивность урожайности в основном средняя и высокая. Обязательно включение в схему испытания варианта "второй и первый срок посева". Таблица 9 - Информативные пункты для проведения оценки на разных этапах селекции на адаптивность урожайности моркови столовой
При оценке среды как фона для отбора на адаптивность возникает проблема минимизации набора сред, включаемых в экологическое испытание. За счет использования различных типов изменчивости (экологической, эколого-географической) можно индуцировать генотип -средовые отношения в нужном направлении, например усилить дестабилизирующий эффект среды. Для ускорения оценки можно использовать ступенчатые посевы, выращивание ряда последовательных поколений и другие способы. Информации по отдельным культурам о том, сколько поколений необходимо испытывать для репрезентативной оценки параметров среды, на каких фонах вести испытание, на каких этапах селекции использовать конкретный природный фон, как правило, в распоряжении селекционеров нет. Исследований, выполненных по этой проблеме, недостаточно. В то же время принятие решений при составлении программы селекции на адаптивность во избежание получения недостоверных данных должно основываться на знании реакции растений на среду. Так, например, сообщают, что сокращение срока экологического испытания до одного года даже при нескольких сроках посева не обеспечивает высокой предсказуемости по признаку продуктивности (Кильчевский, 1993). Имеет значение не только число лет испытания, но порядок его размещения. Для томатов, например рациональны кратковременные серии испытания. Вариант «2 года х 3 района» эффективнее, чем «1 год х 6 районов» или «6 лет х 1 район» (Гаркавенко, Лудилов, Столпникова, 1989).
Адаптивность биохимического состава моркови столовой. Характеристика среды на стабильно высокое качество продукции
По данным за три года испытания при втором сроке посева, среди изученных образцов по высокому потенциалу признака "содержание суммы каротиноидов" были выделены сорта Московская Зимняя А-515, Нантская 4 и Минор. Они отличаются наибольшими значениями Х и параметра ОАСi.
Установлено, что по признаку "сумма каротиноидов" проявляется значительная экологическая изменчивость, у большинства образцов (Sgi 20%). Наиболее экологически устойчивы среди испытанных образцов по данному показателю - сорта Нантская 4 (стандарт) (Sgi=10,87%) и Минор (Sgi=19,09%). Это следует учитывать при скрининге стабильных генотипов, источников устойчивости содержания каротиноидов. По "содержанию суммы каротиноидов" образцы Марлинка, Марс F1, Грибовчанин F1, Московская Зимняя А-515 относятся к интенсивному типу: их реакция на улучшение условий выращивания проявляется в повышении значения признака "сумма каротиноидов" в продукции (bi 1) (табл.14).
Относительно адаптивного потенциала по показателю "сумма каротиноидов" показано, что сорт Нантская 4 (стандарт) существенно превосходит изученные сорта и гибриды, имеет максимальное значение СЦГi. Это связано в основном с относительно высокой экологической устойчивостью данного признака (табл. 14).
Сахара. Пищевые продукты содержат главным образом дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) и моносахара (глюкоза, галактоза, фруктоза). Для большинства продуктов нормируется суммарное содержание сахаров (общий сахар), выраженное в процентах сахарозы. По "сумме сахаров" дифференциация между изученными образцами незначительна, соответствует среднему уровню изменчивости (10 Sgi 20%). Незначительное превышение "суммы сахаров" по Х и ОАСi проявилось у сорта Марлинка и Марс F1, а по САСi у сорта Нантская 4 (стандарт) и Марс F1.
Наиболее других соответствует сортам интенсивного типа по "сумме сахаров" сорт Нантская 4 (стандарт) и несколько менее сорт Минор и Грибовчанин F1, у которых коэффициент регрессии (bi 1). Сорт Марлинка обладает высокой селекционной ценностью генотипа (СЦГi) по "содержанию суммы сахаров" в связи с превышением по потенциальной продуктивности данного признака (табл. 14).
По потенциалу продуктивности (ПП) наивысшие значения Х и ОАСi по "содержанию моносахаров" проявляется у Грибовчанин F1. Он же обладает высокой селекционной ценностью генотипа по данному показателю, что связано с наиболее благоприятным сочетанием в генотипе повышенного "содержания моносахаров" по сравнению с другими образцами. Относительная стабильность по "содержанию моносахаров" соответствует значительному уровню изменчивости ( 30%). При этом у Марс F1 и Грибовчанин F1 она несколько ниже, чем у сортов. Сухое вещество. Питательная ценность корнеплодов обусловлена в первую очередь углеводами, главными продуктами фотосинтеза, на них приходится от 50 до 70% сухого вещества. Содержание сухого вещества в моркови составляет от 7,7 до 17%. Для овощных растений характерно высокое по массе содержание воды в клубнеплодах - 75-80%. Эта особенность овощей обусловливает высокую активность их ферментов, интенсивность биохимических процессов. По своей калорийности и усвояемости пищевых веществ морковь стоит выше других овощей (кроме картофеля).
Наименьшей величиной параметра Sgi,% характеризуется показатель "содержание сухого вещества" у большинства образцов, изменчивость его незначительна (Sgi 10%). В этих условиях скрининг форм перспективных для использования в селекции на стабильно высокое "содержание сухого вещества" не эффективен. Требуется или расширить полигон для отбора за счет увеличения числа изучаемых генотипов или использовать более эффективные фоны для отбора. Такие фоны следует выделять в различные условия среды или создавать искусственно. Возможно, решить эту задачу можно, только генетическим путем.
Нитраты. Одним из наиболее опасных загрязнителей продукции являются остатки азотистых веществ (нитраты, нитриты, нитрозамины). В России установлены самые жесткие в мире ПДК на нитраты. Содержание ПДК в моркови столовой составляет 250 мг/кг (Wistinghausen, 1975; Борисов, Литвинов, Романова, 2003).
При эколого-географическом испытании определено, что уровень накопления нитратов в нашем эксперименте не превышает ПДК. Тем не менее проявляется и межсортовая, и экологическая изменчивость показателя. Наивысшим качеством продукции по данному показателю характеризуются Марс F1 и Грибовчанин F1 (кроме пункта Брянск).
В целом, оценка адаптивности признаков, характеризующих качество продукции показала, что сорта и гибриды моркови столовой генофонда ВНИИССОК различаются между собой по содержанию питательных веществ, в большей степени по "содержанию суммы сахаров", "содержанию моносахаров", "содержанию суммы каротиноидов", в меньшей по "содержанию сухого вещества" и "нитратов". Из этого следует, что скрининг ценных форм по адаптивности показателей качества продукции возможен. Для проведения его необходимы научные данные о характеристике среды испытания, выявление и использование информативных фонов для оценки и отбора, разработке способов и схем испытания, обеспечивающих репрезентативность оценки генотипов. Вывод: Среди шести изученных сортов и гибридов высокими показателями параметров адаптивности характеризуются по потенциальной продуктивности признака (ПП - максимальное значение параметра ОАСi) по "содержанию суммы каротиноидов" - сорта Московская Зимняя А-515, Нантская 4 (стандарт) и Минор; по "содержанию суммы сахаров" - сорт Марлинка и Марс F1; по "содержанию моносахаров" - Грибовчанин F1. Источниками высокой стабильностью (ЭУ - минимальное значение параметра Sgi,%) по "содержанию суммы каротиноидов" являются сорта Нантская 4 (стандарт) и Минор; по "содержанию суммы сахаров" - сорта Марлинка и Московская Зимняя А-515; по "содержанию моносахаров" -Марс F1 и Грибовчанин F1.