Биоразнообразие рода Allium L. и его использование в селекции. Результаты и перспективы

В результате многолетней работы с коллекцией луковых культур получены и поддерживаются 47 источников основных хозяйственно ценных признаков: высокая продуктивность, зимостойкость, скороспелость, устойчивость к бактериозу, шейковой гнили, пероноспорозу, ржавчине, вирусной инфекции (6-8).

В условиях резкого нарушения экологического равновесия все более актуальной становится проблема придания сортам широкого диапазона приспособительных свойств; они должны обладать стабильным проявлением основных признаков при любых условиях выращивания.

Основными направлениями в селекции лука репчатого (наряду с селекцией на продуктивность) являются следующие: отбор на пригодность для выращивания в однолетней культуре посевом семян в грунт и в связи с этим отбор на скороспелость; создание образцов, пригодных к механизированной уборке и транспортировке, что определяется комплексом признаков (однолуковичность, округлая форма луковиц, их плотность, прочность прикрепления кроющих сухих чешуй); повышение лежкости луковиц при хранении, для чего следует проводить селекцию на высокое содержание в последних сухого вещества и сахарозы; создание форм, устойчивых к лимитирующим факторам внешней среды, а также наиболее опасным патогенам (ложной мучнистой росе, бактериальной и шейковой гнилям, вирусной мозаике) и комплексу абиотических и биотических стрессов.

В лаборатории селекции луковых культур разработаны и внедрены различные методы: ускоренная оценка и отбор селекционного материала на скороспелость, высокое содержание сухого вещества, лежкость и групповую устойчивость к наиболее вредоносным патогенам; ступенчатая инокуляция луковиц патогенами; оценка селекционного материала по проросткам, отделенным листьям, мясистым чешуям; создание инфекционного фона; схема селекционного процесса; методические указания по селекции луковых культур, с использованием которых был создан ряд сортов лука репчатого, отвечающих современным требованиям и др. (9-13).

В результате интенсивных исследований нами были получены и переданы в государственную комиссию по сортоиспытанию, а затем и в производство следующие сорта лука репчатого:

• -    Ранний розовый — однолетний скороспелый сорт (85-90 сут); луковица округлая, массой 70-90 г, вкус полуострый, окраска сухих чешуй розовая; по урожайности превышает стандартные сорта на 15-20 % (2,2-2,7 кг/м²); характеризуется скороспелостью и хорошей лежкостью.

• -    Золотничок — среднеранний сорт (79-108 сут); луковица округлая, плотная, массой 35-62 г, вкус полуострый, лежкость хорошая, окраска сухих чешуй золотисто-желтая; урожайность до 3,2 кг/м²; среднеустойчив к пероноспорозу; пригоден к механизированной уборке.

• -    Азелрос — среднеспелый сорт (90-105 сут); луковица округлая, плотная, массой 70-120 г, вкус полуострый, лежкость хорошая, окраска сухих чешуй яркожелтая; урожайность 2,5-3,5 кг/м²; характеризуется повышенной устойчивостью к бактериальной и шейковой гнилям.

• -    Бородковский — среднеспелый сорт (90-110 сут); луковица округлоплоская, плотная, массой 55-95 г, вкус острый, лежкость высокая, окраска сухих чешуй желтая; урожайность 2,0-3,0 кг/м²; характеризуется стабильным проявлением основных признаков и повышенной устойчивостью к бактериозу. По основным показателям превышает широко известный сорт Штутгартер ризен.

• -    Спутник — среднеспелый сорт (95-105 сут); луковица плоская, массой 6585 г, вкус полуострый, окраска сухих чешуй желтая; урожайность 2,0-3,5 кг/м²; обладает повышенной устойчивостью к ложной мучнистой росе.

• -    Альвина — среднеспелый сорт (100-110 сут); луковица плоская, массой 50150 г, вкус полуострый, окраска сухих чешуй фиолетовая (сочных — слабофиолетовая); урожайность 2,5-3,5 кг/м²; характеризуется высоким содержанием кверцетина (вещество противоопухолевого действия), оригинальной окраской и высокими вкусовыми качествами.

• -    Ботерус и Тэрвин — среднеспелые сорта; лежкость хорошая, вкус острый, обладают групповой устойчивостью к бактериальной и шейковой гнилям.

• –    Глобус — среднеспелый сорт; вкус полуострый, транспортабельный, пригоден для индустриальной технологии.

• –    Розарио — среднеспелый сорт; вкус полуострый, окраска луковиц розовая.

• –    Черный принц — среднеспелый сорт; вкус полуострый, луковицы оригинальной формы и черно-фиолетовой окраски.

• –    Атас — среднеспелый сорт; луковицы высоких вкусовых качеств, оригинальной формы и окраски.

• –    Альба — среднеспелый сорт; луковицы высоких вкусовых качеств, белой окраски.

• –    Кучум — среднеспелый сорт; вкус полуострый; характеризуется высокими показателями по урожайности, лежкости и транспортабельности.

При селекции лука репчатого на устойчивость к пероноспорозу наиболее перспективна межвидовая гибридизация, хотя этот метод более продолжителен и труден. Основной целью нашей работы при межвидовой гибридизации было создание форм, сочетающих лежкость при хранении луковиц, высокую устойчивость к пероноспорозу и фертильность пыльцы для передачи генов, контролирующих признаки устойчивости и высокого содержания ценных веществ, от многолетних видов лука. Поэтому скрещивания проводили между образцами лука репчатого и устойчивыми дудчатолистными формами различных видов ( A . altaicum Pall., A . vavilovii , A . oschaninii , A. schoenoprasum L., A. fistulosum L.), а также иммунными плосколистными формами двух видов ( A. nutans L. и A. odorum L.).

На начальных этапах были решены многие методические вопросы: выявление оптимальных условий скрещиваний; совмещение сроков цветения различных видов лука; определение объема скрещиваний; увеличение сроков сохранности жизнеспособности пыльцы и кратности опыления; выбор материнской и отцовской форм.

Сравнительно легко и в достаточном количестве получали гибридные семена F 1 от скрещиваний образцов лука репчатого с дудчатолистными формами различных видов ( A. fistulosum L., A. altaicum Pall., A. vavilovii, A. oschaninii ). При этом у гибридов F 1 A . cera x A . vavilovii наблюдалась резкая дифференциация по способности формировать в первый год жизни четко выраженную луковицу и устойчивости к пероноспорозу.

При гибридизации лука репчатого с луком-шниттом и плосколистными формами лука (слизун и душистый) отмечена высокая степень несовместимости и как следствие — нежизнеспособность семян. При культивировании зародышей in vitro удалось преодолеть несовместимость видов, получить межвидовые гибриды и создать селекционно ценные формы лука. При оценке образцов на инфекционном фоне наибольшая устойчивость к пероноспорозу отмечена у растений в комбинации скрещивания A. cepa x A. nutans ; однако у этих гибридов не формировалась настоящая луковица.

Гибридные растения характеризовались низкой фертильностью в комбинациях скрещивания с диплоидными видами лука и полной стерильностью при скрещивании с луком-шниттом и слизуном. Стерильность растений удалось преодолеть в гибридных комбинациях A. cepa x A. schoenoprasum и A. cepa x A. nutans посредством полиплоидизации in vitro.

В результате длительных исследований нами был разработан комплексный метод создания межвидовых гибридов лука и получены формы BC_1-2 в комбинациях A. cepa x A. vavilovii , A. cepa x A. fistulosum и A. cepa x x A. oschaninii . В генотипе этих гибридов сочетались ценные признаки: высокая устойчивость к пероноспорозу; способность луковиц к длительному хранению; высокая фертильность пыльцы (14, 15). В 2005 году один из этих гибридов будет передан в Госсортоиспытание.

От скрещивания лука репчатого с дикорастущими видами, имеющими хорошо выраженную луковицу ( A. oschaninii и A. vavilovii ), были получены формы, характеризующиеся стабильно высокой урожайностью, прочностью покровных чешуй, плотностью и лежкостью луковиц, высоким содержанием сухого вещества и сахаров, высокой устойчивостью к пероноспорозу.

Для повышения устойчивости к пероноспорозу проводили насыщающие скрещивания выделенных форм с A. vavilovii , используя образцы последнего в качестве опылителей, а для повышения содержания сухого вещества, урожайности и лежкости луковиц — насыщающие скрещивания с A. cepa . Затем на основе индивидуального отбора и инбридинга выделяли формы по стабильности образования, дружности созревания, урожайности и лежкости луковиц.

Весной индивидуально по каждой луковице проводили рефрактометрический анализ на содержание растворимых веществ и отбирали образцы с содержанием последних более 13 %. Отбор на повышенное содержание растворимых веществ и использование при этом инфекционного фона для отбора на устойчивость к пероноспорозу способствовали сочетанию этих двух признаков в генотипе межвидовых гибридов. Выявлена также прямая связь между содержанием растворимых и сухих веществ и способностью к длительному хранению луковиц.

В результате многолетних исследований был выделен межвидовой гибрид A. cepa x A. oschaninii (сорт Сигма), который с 2005 года включен в Госреестр России и на него получен патент (16, 17). Сигма — среднеспелый сорт, луковица округлая (индекс 0,8-0,9), плотная, с удельной массой 1,18 (у стандартного сорта 0,9), наружные чешуи кожистые с прочным прикреплением, желтой окраски. Сорт Сигма — малогнездный, масса товарной луковицы 50-100 г, вкус острый, превосходит стандартный сорт Одинцовец по устойчивости к пероноспорозу, что способствует гарантированному получению урожая луковиц и семян даже в годы эпифитотий; характеризуется высоким содержанием сухого вещества, что обусловливает высокую (до 98 %) лежкость при хранении.

Одним из основных направлений в работе лаборатории является расширение видового разнообразия за счет интродукции и введения в культуру новых видов многолетних форм лука. С целью более эффективного использования видового многообразия нужно постоянно собирать местные культурные и дикорастущие формы, для чего необходимо снаряжать экспедиции на базе ведущих селекцентров страны. В дальнейшем собранный ценный материал следует репродуцировать на месте сбора и снабжать им заинтересованные организации.

Для наиболее полной оценки исходного материала сотрудники лаборатории проводят совместные исследования по ряду селекционных программ с другими лабораториями института: генетики и цитологии, биохимии и физиологии, иммунитета, биотехнологии, гаметной селекции. Кроме того, осуществляется сотрудничество с 19 научно-исследовательскими учреждениями России, дальнего и ближнего зарубежья по селекции луковых культур. Основной формой этого сотрудничества является участие в работе научно-методической комиссии по селекции и семеноводству луковых культур, обмен литературой, посевным и посадочным материалом для коллекционного и селекционного использования.

Возможность «осеверения» овощеводства за счет многолетних видов лука относится к числу приоритетных задач, которую можно решить на основе использования скороспелости, морозоустойчивости и зимостойкости диких видов. В последнее время введены в культуру такие ценные виды лука, как многоярусный ( A. proliferum Schrad.), шнитт ( A. schoenoprasum L.), слизун ( A. nutans L.), душистый ( A. odorum L.), алтайский ( A. altaicum Pall.), афлатунский ( A. aflatunense B. Fedtsch.), косой ( A. obliguum L.), создан ряд сортов: Ликова, Память, Медонос, Альбион, Лидер, Очарование, Карлик, Априор, Пикантный, Альвес, Самсон, Новичок; разработаны технологии выращивания и производства семян.

Итак, во ВНИИССОК создана серия новых скороспелых, зимостойких, высокопродуктивных, с высоким содержанием витаминов и БАВ, устойчивых к болезням сортов лука, обладающих высокой пластичностью. Это позволяет с успехом выращивать эти сорта в различных географических и почвенно-климатических условиях, а также конвейерным методом в открытом, защищенном грунте и комнатных условиях в течение года.

Учитывая разновременность отрастания, а также короткий период покоя сортов лука разных видов, можно создать конвейер поступления высоковитаминного 109

зеленого лука из открытого и защищенного грунта. И, наконец, что очень важно, созданные сорта, обладая устойчивостью к наиболее вредоносным заболеваниям, не нуждаются в химической обработке и поэтому являются экологически чистыми.

Широкое внедрение лука-порея в производство сдерживается рядом факторов, в числе которых отсутствие сортов, обладающих повышенной устойчивостью к экстремальным условиям внешней среды. Нами разработан ускоренный метод оценки и отбора на зимостойкость и семенную продуктивность лука-порея по содержанию сахарозы в растениях, уходящих в зиму. Это позволяет уже в октябре, не дожидаясь результатов перезимовки, отбраковывать ненужные растения, что повышает эффективность работы и снижает объем выборок (18). На основе этого метода, используя гибридизацию и индивидуальный отбор по содержанию сахарозы и зимостойкости, нами был создан сорт Премьер, который с 2003 года включен в Госреестр Российской Федерации, и получен патент. Премьер — среднепоздний сорт, урожайность 48,9-54,4 т/га, высота растений 76-92 см, расположение листьев плотное, длина и диаметр «ножки» соответственно 19-23 и 4,0-5,3 см; содержание сахаров 14,5 %, зимостойкость 80 %, семенная продуктивность 35-47 г/м2. Это единственный сорт в Госрее-стре РФ, семеноводство которого можно осуществлять в средней полосе России.

В сложившейся в настоящее время ситуации, когда основные объемы посевных площадей и производства продукции луковых культур (более 80 %) сосредоточены в мелких фермерских, садово-огородных и личных подсобных хозяйствах, необходимо увеличить для индивидуального сектора количество сортов лука репчатого, чеснока и лука-шалота, обладающих рядом оригинальных признаков (размер и форма луковицы, окраска сухих наружных чешуй, вкус и др.).

Селекцию сортов чеснока озимого проводили, наряду с высокой продуктивностью, на зимостойкость, лежкость, число, размер и выравненность зубков в луковице. В результате этой работы были получены сорта чеснока Лосевский, Репликант, Заокский и Поднебесный, характеризующиеся высокой урожайностью, зимостойкостью и крупными зубками. Задача номер один — поиск цветущих форм озимого стрелкующегося чеснока и создание на их основе сортов, размножающихся семенами, тем более что такая работа полным ходом ведется в Нидерландах, Японии и Германии. При селекции чеснока ярового отбирали высокопродуктивные скороспелые формы, с лежкостью луковиц не менее одного года, а также большим количеством посадочных зубков. Были созданы сорта Абрек и Поречье — высокоурожайные, устойчивые к фузариозу, с хорошей лежкостью луковиц.

На основе лука-шалота, который обладает более высокой по сравнению с репчатым луком скороспелостью, что является немаловажным фактором при выращивании в северных районах и Сибири, создан посредством межвидовой гибридизации ультраскороспелый, характеризующийся высокой лежкостью луковиц сорт Каскад, у которого выход высококачественной зеленой продукции выше, чем у лука репчатого (особенно при выращивании в феврале-марте), при значительно меньшем по сравнению с последним расходе посадочного материала. Кроме того, создан уникальный и единственный в России сорт лука-шалота Межсезонье, характеризующийся способностью давать высокий урожай зеленого лука в октябре-ноябре (наиболее «глухой» сезон).

Сорта луковых культур селекции ВНИИССОК, допущенные к использованию

Культура, вид Общее количество, шт. сорта гибриды F1 образцы иностранной селекции сорта селекции ВНИИССОК (%) Чеснок: озимый 22 – – 8 (36,4) яровой 6 – – 3 (50) Лук: репчатый 80 24 37 15 (18,7) порей 14 – 10 2 (14,3) шалот 9 1 1 2 (22,2) батун 8 – 1 3 (37,5) душистый 6 – – 2 (33,3) шнитт 6 – – 2 (33,3) слизун                        2              –                      –                       1(50)

многоярусный                1             –                    –                      1(100)

черемша                   2            –                   –– алтайский                     1              –                      –                       1(100)

афлатунский                   1              –                      –                       1(100)

косой                          1              –                      –                       1(100)

Итого, шт. (%)                 159 (100)        25 (15,7)                49 (30,8)                    42 (26,4)

Количество патентов             19                                                               8 (42,1)

Таким образом, результатом многолетней работы явилось создание 57 сортов луковых культур (13 видов), из которых 42 уже включено в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию (табл.), а 15 проходят госсортоиспыта-ние. Внедрение этих сортов в производство позволит получать высокие урожаи вы-соковитаминной, экологически чистой продукции и будет способствовать укреплению здоровья нации.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    К а з а к о в а А.А. Использование мирового многообразия лука репчатого в селекции сортов интенсивного типа. Науч.-техн. бюл. ВИР, 1987, 167: 15-17.

• 2.   А р т а м о н о в В.И. Редкие и исчезающие растения. М., 1989: 23-31.

• 3.   К а з а к о в а А.А., Г р и ц е н к о П.П., Б о р и с е н к о в а Л.С. Дикорастущие виды лука и воз

  можности их хозяйственного и селекционного использования. Тр. по прикл. бот., ген. и сел. Л., 1982, 72, 3: 13-22.

• 4.    Ц е л и щ е в а Э.П. Опыт введения в культуру некоторых сибирских видов дикорастущего лука. В сб.: Новые пищевые растения для Сибири. Новосибирск, 1978: 118-129.

• 5.   Б р е ж н е в Д.Д., К о р о в и н а О.Н. Дикие сородичи культурных растений. Л., 1981: 92-105.

• 6.   А г а ф о н о в А.Ф. Создание исходного материала для селекции лука-порея в Нечерноземной зоне

  России. В сб.: Селекция и семеноводство овощных и бахчевых культур (ВНИИО). М., 1998: 119-120.

• 7.    А г а ф о н о в А.Ф. Создание исходного материала лука репчатого для селекции на скороспелость. Мат. Междунар. симп. по селекции и семеноводству овощных культур. М., 1999: 46-49.

• 8.    А г а ф о н о в А.Ф. Селекция многолетних луков на высокую декоративность и качество продукции.

• 9.   П и в о в а р о в В.Ф., Е р ш о в И.И., А г а ф о н о в А.Ф. Луковые культуры. М., 2001.

• 10.  Е р ш о в И.И., А г а ф о н о в А.Ф. Методические указания по селекции луковых культур. М., 1997.

• 11.  А г а ф о н о в А.Ф., Ш к л я р С.Н. Влияние предшествующих культур на развитие бактериальных и

  грибных гнилей репчатого лука. В сб.: Селекция овощных культур (ВНИИССОК). М., 1989: 112-115.

• 12.    А г а ф о н о в А.Ф., Ш к л я р С.Н. Экспресс-метод оценки репчатого лука на групповую устойчивость к возбудителям бактериальных гнилей. В сб.: Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса. СПб, 1995: 273-274.

• 13.    А г а ф о н о в А.Ф., Д у б о в а М.В., К а н д о б а А.В. Схема оценки лука репчатого на устойчивость к бактериальным и грибным заболеваниям. В сб.: Селекция и семеноводство овощных культур в XXI веке. М., 2000, 1: 87-89.

• 14.    Т и т о в а И.В., Т и м и н Н.И., Ю р ь е в а Н.А. Межвидовая гибридизация лука. Науч. тр. по селекции и семеноводству (ВНИИССОК). М., 1995, 1: 91-101.

• 15.    Т и м и н Н.И. Селекционно-генетические методы создания исходных форм овощных растений. Междунар. симп. по селекции и семеноводству овощных культур. М., 1999: 329-342.

• 16.    А г а ф о н о в А.Ф., Л о г у н о в а В.В. Селекция лука репчатого с использованием межвидовой гибридизации. В сб.: Селекция овощных культур (ВНИИССОК). М., 2003, 39: 15-24.

• 17.    А г а ф о н о в А.Ф., Л о г у н о в а В.В. Использование межвидовой гибридизации в селекции лука репчатого. В сб.: Отдаленная гибридизация. Современное состояние и перспективы развития. М., 2003: 3-7.

• 18.    А г а ф о н о в А.Ф., Д у б о в а М.В. Селекция лука-порея на зимостойкость для средней полосы России. В сб.: Селекция и семеноводство овощных культур (ВНИИССОК). М., 2003: 25-31.

В сб.: Селекция и семеноводство овощных культур (ВНИИССОК). М., 2003: 32-39.

Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур , 143080, Московская обл., Одинцовский р-н, п/о Лесной городок