Введение к работе
з І.
Актуальность проблемы. Еще в 30-е годы XX столетия Н И Вавиловым был поднят вопрос о необходимости изучения дискретности наследственности в сочетании с изучением генотипа как целостной системы
В процессе филогенеза у растений выработана определенная взаимосвязь между признаками, которая характеризует растительный организм как целостную, сбалансированную систему Отклонения в развитии одних признаков обычно влекут за собой изменение других Поэтому для успешной селекционной работы важны знания о взаимосвязи между основными морфолого-биологическими и хозяйственно ценными признаками, что позволяет вести отборы на сложные физиологические, биохимические и другие свойства, которые во многом определяют ценность сорта
Исследования по поиску новых типов ЦМС необходимы для решения разнообразных фундаментальных и прикладных задач селекции и сельскохозяйственного производства, таких, как выведение новых стерильных линий, используемых для производства гибридов Fb создание полиморфизма типов ЦМС и преодоление цитоплазматического единообразия возделываемых гибридов, несущего потенциальную угрозу эпифитотий Цитоплазматические гены некоторых типов стерильных цитоплазм участвуют в генетическом контроле многих важных признаков, таких, как устойчивость к патогенам и абиотическим факторам окружающей среды, продуктивность, комбинационная способность, му-табильность, партеногенез и др (Эльконин, Тырнов, 2000)
Совершенно очевидно, что в селекции и семеноводстве необходимо максимально использовать механизмы адаптации овощных культур к всевозможным стрессорам, что позволяет получать новые сорта и гетерозисные гибриды с принципиально новыми хозяйственно ценными признаками
Степень разработанности проблемы Проблема разработки системы направленного, эффективного селекционного процесса рассматривается в трудах видных отечественных и зарубежных исследователей Это работы Б В Квасни-
кова, А В Крючкова, В Г Конарева, В Ф Пивоварова, Г Б Бооса, Ю Л Гужова, Э А Гончаровой, В А Драгавцева, В И Буренина, Л X Бейли, Р X Эллиса, А А Поуэла и С Маттьюза Развивая теорию селекционной идентификации генотипов по фенотипам на ранних этапах селекции В А Драгавцев определил пути направленного селекционного процесса Существенный вклад в развитие отечественной селекции внес А В Крючков, разработавший стройную методику получения четырехлинейных гетерозисных гибридов капусты на основе самонесовместимости В настоящее время возникла необходимость в интегрированном подходе к селекционному процессу, учитывающему максимально возможное количество факторов, влияющих на конечный результат
Как известно, инновационный процесс - это единый и непрерывный поток превращения конкретных биологических, технических, экологических, экономических идей, воплощенных на основе научных разработок в новые технологии или отдельные ее составные части (методы) и доведение их до использования непосредственно в производстве с целью получения качественно новой продукции В селекции овощных культур - это сорта и гетерозисные Fi гибриды, являющиеся так же нововведением
В этой связи существует насущная потребность в обосновании и развитии методологии разработки и использования инновационных методов в селекции и семеноводстве овощных культур
Цель и задачи исследований. Основная цель исследований заключается в научном обосновании, разработке и практической реализации инновационных методов создания исходного материала для селекции и семеноводства овощных культур с максимально высоким потенциалом продуктивности и вкусовых качеств, сбалансированного по биохимическому составу, устойчивого к биотическим и абиотическим факторам окружающей среды
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи
- разработаны экспресс-методы определения долговечности, селекционной ценности семян овощных культур и повышения их посевных качеств,
созданы селекционные формы свеклы столовой с признаками односе-мянности, ЦМС, длинноплодности, устойчивости к болезням на основании изучения их биологических особенностей и свойств,
разработаны способы оценки исходного материала к биотическим и абиотическим стрессорам на ранних стадиях роста и развития растений,
введен в селекционный процесс новый генофонд и расширен ассортимент возделываемых культур за счет интродукции овощных растений из Восточно-Азиатского центра происхождения,
на основании изучения пределов варьирования основных количественных и качественных признаков разработаны интегрированные модели сортов свеклы столовой, капусты цветной и китайской,
разработаны способы ускорения селекционно-семеноводческого процесса с помощью биотехнологических методов,
- усовершенствованы методы семеноводства овощных культур с целью
снижения затрат и повышения их эффективности
Научная новизна. В результате многолетних исследований доказана схожесть филогенетических процессов у географически отдаленных сортов из родов Raphanus L, Brassica L и Beta L , что позволило не только осуществлять успешную интродукцию растений, но и прогнозировать возможности потенциального развития культуры на территории Российской Федерации с учетом ее эколого-географического разнообразия
установлена возможность преодоления преждевременного стеблевания дайкона без потери продуктивности в результате синтетической селекции и адаптации к условиям Нечерноземной зоны РФ,
в результате инбридинга выявлен широкий полиморфизм генотипа свёклы столовой сорта «Одноростковая» по форме корнеплода раздельноплодности и наличию ЦМС,
- получена селекционная форма свеклы столовой с цитоплазматической
мужской стерильностью оригинального типа, маркерным признаком которого
6 является пурпурная окраска пыльников Выявлены специфические цитологические особенности протекания микроспорогенеза в андростерильных цветках,
разработаны новые экспресс - методы прогнозирования биологической и хозяйственной долговечности, повышения всхожести семян овощных культур, в том числе и многолетних, имеющих в своем цикле развития состояние глубокого органического покоя (изобретение SU №1738117А1),
разработан метод досушивания семян овощных культур до критической влажности, обеспечивающей длительное хранение семенных партий и селекционных форм, без создания специальных условий с контролем температуры и влажности,
разработаны биотехнологические методы репродуцирования в селекции овощных культур родов Beta L. и Brassica L ,
разработаны элементы ресурсосберегающих технологий семеноводства дайкона, капусты кочанной, китайской и цветной
Практическая и научно-методологическая значимость работы. В результате двадцатилетних исследований разработана система непрерывного отбора селекционного материала с прогнозированием конечного результата на ранних этапах селекции Определены основные параметры (фотопериодическая реакция, скороспелость, продуктивность) для интродуцируемых овощных культур и создаваемых сортов С помощью интегрированных методов анализа морфологических признаков и биологических свойств растений, созданы высокопродуктивные сорта и гетерозисные гибриды овощных культур интенсивного типа капусты белокочанной среднепозднего срока созревания сорт - Парус, районированный в 2004 году, являющийся основным элементом ресурсосберегающей безрассадной технологии, продукция которого обладает универсальностью использования (по данным Госкомиссии по сортоиспытанию РФ, в 2005 году он был наиболее продуктивным в своей группе спелости - при урожайности 88,6 т/га), два гетерозисных гибрида Fj Аврора (раннеспелый) и Снежинка (среднепоздний) районированные в 2007 году, сорт свеклы столовой с генети-
ческим контролем односемянности - Бордо односемянная, высокопродуктивные сорта капусты декоративной, имеющие овощное значение - Пальмира, Малиновка и Эстафета
Из стран Юго-Восточной Азии интродуцированы дайкон, редька масличная, перилла овощная, капуста китайская, декоративная Включены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации сорта дайкона - Саша, Дубинушка, Фаворит, редьки масличной - Восточный экспресс, капусты китайской - Ласточка, Веснянка, капусты декоративной - Искорка, Осенний вальс, Краски Востока, периллы овощной - Росинка,
В селекционную работу в качестве исходного материала включено более 20 перспективных сортообразцов и линий овощных культур
Результаты исследований по разработке сортовых технологий реализованы в четырёх методических рекомендациях по семеноводству дайкона, капусты цветной и китайской В результате интродукции и создания новых сортов в ассортимент возделываемых и используемых культур в РФ впервые вошли дайкон, капуста китайская, перилла овощная, редька масличная
На защиту выносятся следующие основные положения: методология и инновационные методы для получения исходного материала и селекции выделенных генисточников односемянности и цито-плазматической мужской стерильности у свеклы столовой, сортообразцов с устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессорам и качеством продукции у капустных культур,
экспресс-методы и ресурсосберегающие элементы технологии семеноводства овощных культур для повышения эффективности отбора и размножения исходного материала, для ведения первичного и товарного семеноводства в определенных эколого-географических условиях,
научные и практические результаты, полученные на основании использования разработанных методов оценки и отбора, принципиально новые
сорта и исходные линии для создания гетерозисных гибридов овощных
культур Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на I, II, III, IV, V, VI Международных симпозиумах «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 1995, 1997, 1999, 2001, 2003, 2005), научной конференции Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева (Москва, 1998), Всероссийской научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур» (Пенза, 1998), III Международной научно-производственной конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (Пенза, 2000), Международном курсе «Выращивание овощей и сбыт в свежем виде» (Шфаим, Израиль, 2000), научной конференции МСХА (Москва, 2002), Международной конференции «Приоритетные направления в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных растений в XXI веке» (Москва, 2003), Совещании специалистов и руководителей Министерства сельского хозяйства Турции (Анкара, Турция, 2005), Международном симпозиуме «Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства овощных культур» (Москва, 2005), Научно-практической конференции «Селекция и семеноводство основных сельскохозяйственных культур на Северо-Западе РФ» (Белогорка, 2006), Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур», (Москва, 2006), Научно-практическом семинаре «Перспективы развития овощеводства и семеноводства овощных культур в Белгородской области на основе использования селекционных достижений ВНИИССОК», (Белгород, 2007)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 123 печатные работы (методические указания, рекомендации и статьи), издана монография «Капуста, ее виды и разновидности (разнообразие и способы выращивания)» общим объемом 191 стр
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и практических рекомендаций Работа изложена на 397 страницах машинописного текста, включает 70 таблиц, 33 рисунка и 37 приложений
