Введение к работе
Актуальность работы. Перец по популярности среди овощных культур занимает одно из ведущих мест, ценится за высокое содержание витамина С и Р-активных веществ, а также каротина, тиамина, никотиновой и фолиевой кислот, белков и минеральных солей (Пышная, 2005). В средней полосе России его выращивают в основном в защищенном грунте, при этом заложенный высокий потенциал многих сортов и гибридов реализуется всего на 20-50%, прежде всего это выражается в нарушении репродуктивных функций: низкой завязываемости плодов и семян, склонности к внешним и внутренним «израстаниям» плодов, образовании партенокарпических плодов. Это приносит ощутимые потери при товарном производстве, но, главное, создает проблемы при семеноводстве таких сортов. Причинами этого могут быть как внешние, так и внутренние факторы, обусловленные особенностями генотипа. Поэтому возникает необходимость в разработке сортовых технологий, способствующих повышению семенной и товарной продуктивности сортов с пониженными репродуктивными функциями при возделывании в нашей зоне.
К настоящему времени имеется много препаратов, способных влиять на рост и развитие растений, среди них выделяются наличием фитогормональной активности и иммуномодулирующих свойств стероидные гликозиды (СГ). Изучение их физиологической активности в регуляции генеративного развития и повышения продуктивности сортов перца сладкого представляет большой интерес.
Перец сладкий (Capsicum annuum L.) является факультативным самоопылителем и относится к самофертильным видам, растения которых, как правило, легко скрещиваются между собой. Обычно у этого вида перца сладкого трудности возникают в основном при получении межвидовых гибридов. Однако у сортов Карлик и Белоснежка из генофонда ВНИИССОК обнаружено редкое явление односторонней внутривидовой (межсортовой) «нескрещиваемости» при их использовании в качестве материнского компонента. Изучение причин этого явления и способов ее преодоления актуально для практической селекции.
Цель работы – разработка элементов технологии повышения семенной продуктивности сортов перца сладкого (Capsicum annuum L.) с нарушениями репродуктивных функций.
Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:
-
Оценить образцы перца сладкого с различными репродуктивными функциями по биометрическим параметрам цветка, морфологическим и функциональным характеристикам макро - и микрогаметофита.
-
Изучить эффективность действия экзогенных стероидных гликозидов при обработке вегетирующих растений и семян образцов перца сладкого с пониженной репродуктивной способностью.
-
Разработать технологию применения стероидных гликозидов на перце сладком с учетом сортовой специфики.
-
Исследовать причины проявления односторонней перекрестной несовместимости в гибридных комбинациях с участием сортов Карлик и Белоснежка в качестве материнской формы.
-
Разработать методику преодоления односторонней межсортовой несовместимости перца сладкого и оценить проявление этого признака в гибридном потомстве.
-
Получить новые селекционные формы на основе сортов Карлик и Белоснежка.
Научная новизна. Впервые показана взаимосвязь завязываемости семян перца сладкого от биометрических параметров цветка, морфологических и функциональных характеристик макро - и микрогаметофита, сортов с пониженными репродуктивными функциями. На основе исследования физиологической активности СГ впервые показана эффективность их применения для повышения семенной и товарной продуктивности перца сладкого, при обработке растений в репродуктивный период развития. Выявлены морфологические особенности проявления односторонней перекрестной несовместимости при межсортовой гибридизации Capsicum annuum L. (на примере двух сортов). Дано научное обоснование элементов методики преодоления нескрещиваемости путем нанесения на рыльце материнского растения собственной криообработанной пыльцы (фертильной, но потерявшей оплодотворяющую способность), позволяющей инициировать необходимые изменения в тканях пестика, что обеспечивает прорастание пыльцевых трубок чужеродной пыльцы и успешное завязывание гибридных семян. Впервые изучена степень проявления этого признака в гибридном потомстве.
Практическая значимость. Предложены пути повышения семенной и товарной продуктивности образцов перца сладкого с пониженными репродуктивными функциями на основе обработок стероидными гликозидами. Разработана методика преодоления односторонней перекрестной несовместимости сортов перца сладкого с помощью холодового стрессирования пыльцы материнской формы в условиях влажной камеры. Получены новые гибридные формы перца сладкого, на основе сортов Карлик и Белоснежка.
Положения, выносимые на защиту:
- причины низкой завязываемости семян отдельных образцов перца сладкого и способы ее повышения с помощью стероидных гликозидов на основе изучения их физиологической активности;
- причины односторонней несовместимости сортов Карлик и Белоснежка, и методика ее преодоления с помощью холодового стресса с целью получения новых селекционных форм.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на Международной конференции «Актуальные проблемы генетики, физиологии и селекции растений» (Кишинев, 2008), Международной конференции «Новые тенденции в исследовании сапонинов (Nancy, France, 2009), Международной научно-практической конференции по овощеводству (Минск, 2010), Международной конференции «Биоресурсы и вирусы» (Киев, 2010), Международной конференции "Физиология растений - фундаментальная основа экологии и инновационных биотехнологий" (Нижний Новгород, 2011), Международной конференции «Биотехнология в растениеводстве: реализация перспективы» (Кишинев, 2013) а также на отчетных сессиях ВНИИССОК (2009, 2010 годы).
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 147страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, практических рекомендаций, включает 23 таблицы, 34 рисунка. Список используемой литературы содержит 177 наименований, в том числе 74 на иностранных языках. В приложении приведено 38 таблиц.
