Коллекция ВИР - источник исходного материала для перспективных направлений селекции кабачка и тыквы

Автор: Пискунова Т.М., Мутьева З.Ф.

Журнал: Овощи России @vegetables

Рубрика: Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Статья в выпуске: 3 (32), 2016 года.

Бесплатный доступ

Кабачок и тыква являются ценными овощными культурами благодаря высоким пищевым и диетическим качествам плодов. Россия находится на третьем месте в мире по валовому сбору плодов этих культур, но по урожайности занимает 11 место среди европейских стран. Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации, на 2016 год насчитывает 152 сорта и гибрида кабачка и 138 -тыквы. Но мало сортов широкого ареала, практически отсутствуют ультраранние сорта, недостаточно сортов тыквы с кустовым габитусом растений. Коллекция тыквы и кабачка является источником ценных генотипов для решения актуальных задач селекции, насчитывает 2641 образец из 99 стран мира и занимает первое место по численности образцов среди генбанков мира. Наибольшую часть коллекции (более 1500 образцов) составляют селекционные сорта, вторая по численности часть коллекции (более 1 тыс. образцов) - местные сорта тыквы. Небольшую, но довольно значимую по научной и селекционной ценности часть (около 50 образцов) составляют гибриды, самоопыленные линии и доноры селекционно важных признаков. В результате многолетнего изучения коллекционных образцов создана признаковая коллекция, включающая источники ценных селекционных признаков и генетическая коллекция тыквы, в которой представлены образцы по признакам: устойчивость к вирусной мозаике, голосемянность, кустовой габитус растения, мякоть плода типа спагетти, партенокарпия.

Еще

Тыква, кабачок, коллекция, селекция, исходный материал

Короткий адрес: https://sciup.org/140205157

IDR: 140205157

Текст научной статьи Коллекция ВИР - источник исходного материала для перспективных направлений селекции кабачка и тыквы

Кабачок и тыква являются ценными овощными культурами благодаря высоким пищевым, диетическим, лечебно-профилактическим качествам плодов. Диетические достоинства обусловлены высоким содержанием витаминов С, В1, В2, В6, РР, Е, каротиноидов (α - и β -каротин, лютеин и зеаксантин), благоприятным соотношением калия и натрия, низкой калорийностью. Особое значение имеют содержащиеся в них пектины, которые связывают и удаляют из организма соли тяжелых металлов, свинца, ртути и радиоактивные элементы. Этим культурам отводится большое значение при производстве продуктов детского питания.

По последним данным FAOSTAT (2015 г.), в мире производство плодов тыквы и кабачка составило 246 млн т [3]. Лидерами про производству тыквы являются Китай (7,1 млн т) и Индия (4,9 млн т), Россия производит ежегодно 0,9-1,1 млн т и находится на третьем месте по валовому сбору. Урожайность этих культур в среднем по странам мира составляет около 200 ц/га. Россия, при средней урожайности 200-210 ц/га, в европейском рейтинге, тем не менее, занимает 11 место, значительно уступая Нидерландам (650 ц/га), Испании (более 480 ц/га), Австрии, Финляндии и Польше (более 300 ц/га).

Под кабачками в РФ по данным Росстата (2015 год) занято 27,7 тыс. га, под тыквой – 42,68 тыс.га, в структуре посевных площадей овощных

1. Динамика производства тыквы и кабачка в РФ за 2010-2015 годы

Показатели 2010 2011 Годы 2012           2013 2014 2015 Площадь, тыс.га 53,2 56,6 53,4 53,9 62,85 70,39 Урожайность, ц/га 185,8 207,7 202,4 209,2 205,7 210,1 Валовый сбор, тыс.т 988,6 1175,9 1080,8 1128,2 1232,2 1370,2 культур открытого грунта РФ эти культуры занимают примерно 10% (кабачки 4%, тыква 6%). Основная доля посевных площадей кабачка (70%) находится в частном секторе, 12% – в сельскохозяйственных организациях и 18% – в фермерских хозяйствах. По тыкве на долю частного сектора приходится 57%, с/х предприятий – 13%, фермерских хозяйств – 30%. Валовой сбор кабачка в 2015 составил 6258 тыс. ц, тыквы – 7443 тыс. ц, большая часть продукции (73%) произведена в частном секторе. Урожайность кабачка в 2015 году составила 231 ц/га, тыквы – 189 ц/га [2].

Анализ данных за последние годы показывает тенденцию как увеличения посевных площадей под данными культурами (прирост составил 32%), так и повышение урожайности (13%).

Основной задачей в селекции кабачка и тыквы в настоящее время является создание высокоурожайных гибридов с высокой насыщенностью женскими цветками, устойчивых к болезням (мучнистая роса, пероноспороз, бактериоз, вирусная мозаика). Важным аспектом является холодостойкость, т.к. тыквенные культуры теплолюбивы и очень чувствительны к продолжительному воздействию пониженных температур, которые вызывают различные негативные изменения в ходе метаболических процессов, обуславливают торможение роста растений и задержку их развития, снижают урожайность и качество плодов. В условиях Северо-Запада РФ, наряду с холодостой- костью, определяющим фактором, который способствует получению высоких урожаев тыквы и кабачка, является раннеспелость. У кабачка особенно важным с точки зрения экономической и хозяйственной ценности является не только формирование раннего урожая, но и дружная его отдача в первый период плодоношения. Признак партенокарпии (завязывание плодов без оплодотворения) очень важен для кабачка в условиях недостаточного опыления (выращивание под пленочными укрытиями, использование сортов преимущественно женского типа цветения, уменьшение популяций насекомых-опылителей или их неактивность при дождливой пасмурной погоде и пониженных температурах).

Важной предпосылкой для увеличения производства тыквы и одновременного снижения затрат на ее выращивание является использование сортов кустового типа, позволяющих более длительный период проводить механизированную обработку посевов. Кустовость особенно актуальна для Северо-Запада Нечерноземной зоны РФ, так как в условиях короткого вегетационного периода плетистые сорта не успевают реализовать свой урожайный потенциал. За счет уменьшения площади питания и увеличения густоты стояния растений кустовые тыквы дают больший урожай с единицы площади по сравнению с длинноплетистыми; зачастую они и более скороспелые, так как образуют плоды у основания главного стебля.

Одним из актуальных направлений современной селекции является создание многоплодных сортов тыквы с некрупными (порционными) плодами, которые формируют на растении 6-10 плодов массой 1-2 кг и являются наиболее технологичными при уборке, транспортировке и переработке. В связи со значительным увеличением цен на мировом рынке на семена тыквы для использования в пищу у селекционеров возник интерес к образцам тыквы с крупными семенами.

В настоящее время тыква приобретает все большее значение как источник сырья для производства лекарственных препаратов, пищевых добавок и косметических средств. Стоит задача повышения семенной продуктивности, увеличения масличности семян, улучшения жирнокислотного состава масла. Ценным признаком, особенно важным для масличной тыквы является также голосемян-ность.

Одним из признаков, которому уделяется внимание в современных селекционных программах, является отсутствие грубого опушения стебля и черешка. Этому признаку уделяется внимание в связи с тем, что в настоящее время создается много сортов для использования в частном секторе и наличие мягкого опушения стеблей и черешков листьев позволяет избежать повреждения кожных покровов при уходе за растениями и уборке урожая. Важное значение имеет также создание сортов и гибридов с высокими товарными качествами, транс- портабельных, имеющих хорошую лежкость.

Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию на территории Российской Федерации, на 2016 год насчитывает 152 сорта и гибрида кабачка, из них 106 – отечественной селекции и 46 – от зарубежных компаний [1]. Примерно половину всего сортимента (75) составляют гибриды F1. За последние годы (201 1 -2016 годы) в Госреестр включено 69 новых сортов и гибридов кабачка, из них селекции отечественных селекцентров (ВНИИС-СОК, ВНИИО и ВНИИОБ) только шесть. Российские частные селекционно-семеноводческие компании (Гавриш, Поиск, Евросемена, Сембиотек, Седек, Аэлита) включили 46 новых сортов и гибридов. Зарубежные селекционно-семеноводческие компании – 21. Сорта и гибриды российской селекции последних включений в Госреестр по количеству представлены при- мерно поровну, зарубежный сортимент представлен только гибридами. Положительным моментом является наличие большого количества (почти 60%) сортов для товарного производства, но мало сортов широкого ареала, только 21 разрешен для выращивания в 4-х и более регионах. Практически отсутствуют ультраранние сорта, эта категория представлена только одним сортом Ролик, который был создан более 25 лет назад.

По тыкве Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию в РФ, насчитывает 138 сортов, из них наибольшее количество (89 сортов и гибридов) относится к виду крупноплодной тыквы, в меньших количествах представлены твердокорая и мускатная тыквы. Следует отметить, что в последние годы активизировалась работа по созданию новых сортов тыквы: почти 50% сортимента включены в Реестр за последние 5 лет. Однако есть ряд отрицатель- ных моментов. В первую очередь, это малое количество гибридов – около 10% от общего числа включенных в Реестр. Сортов и гибридов для товарного производства недостаточно (30% от общего количества). Отсутствуют сорта 1-й и 2-й группы спелости (от очень ранних до ранних). Мало сортов широкого ареала – только 8 сортов разрешены к использованию в 4-х и более регионах. Недостаточно сортов с кустовым габитусом растений.

Коллекция тыквы и кабачка является источником ценных генотипов для решения актуальных задач, стоящих перед отечественными селекционерами.

Коллекцию тыквы начали формировать в 1920-е годы под руководством и при непосредственном участии Н.И. Вавилова. Сбор коллекционного материала производился путем мобилизации селекционных сортов Западной Европы и США и привлечения местных сортов России и зарубежных стран, осо-

2. Мировой рейтинг коллекции тыквы (Cucurbita ssp.) ВИР среди коллекций генбанков мира

№ п/п Страна Генбанк Число образцов в коллекции 1 Россия ВИР 2641 2 Коста-Рика CATIE 2612 3 Бразилия CENARGEN 1897 4 Китай ICGR-CAAS 1767 5 Мексика INIFAR 1580 6 Япония NIAS 1295 7 США S9 1276 8 Испания COMAV 925 BGNZ 349 9 Германия IPK 1042 10 Чехия RISP 753 11 Венгрия Institute for Agrobotany 645 бенно стран древней земледельческой культуры. Первые образцы в коллекцию поступили в 1922 году из ведущих селекционных фирм США, Франции, Англии, Германии. В период 1922-1934 годов разнообразный материал местных форм тыквы был привезен из зарубежных экспедиций Н.И. Вавиловым, П.М. Жуковским, С.М. Букасовым, Е.Н. Синской. Важным резервом пополнения коллекций явились экспедиционные сборы в 1950-80-е годы на территории России, Белоруссии, Украины, Молдавии, Закавказских и Среднеазиатских республик. В последние годы идет активная страны, где эти культуры очень популярны среди населения. Вторая по численности группа коллекционных образцов – из Северной Америки (преобладают селекционные сорта из США). Достаточно полно представлены в коллекции местные образцы из стран Центральноамериканского и Южноамериканского центров происхождения тыквы (Мексика, Боливия, Перу и др.). Третье место занимают российские образцы, которые представлены поровну местными и селекционными сортами. Достаточно значимый объем и почти равное по численности

Рис.1. Состав коллекции по регионам

мобилизация местных образцов и форм за счет международных экспедиций, организуемых ВИРом совместно с зарубежными селекционными компаниями и генбанка-ми.

Коллекция тыквы ВИР занимает первое место по численности образцов среди генбанков мира, ей нет равных и по уровню генетического разнообразия рода Cucurbita, представленного генотипами из 99 стран мира.

Наибольшую часть коллекции составляют образцы, поступившие из европейских стран (540 обр.). Среди них выделяются Франция, Испания, Венгрия и Болгария – поступлений место в коллекции занимают образцы из Средней и Центральной Азии, Ближнего и Среднего Востока и Восточной и Юго-Восточной Азии. Среди них выделяются Узбекистан, Индия, Китай и Япония.

В коллекции тыквы имеются все пять культурных видов, которые объединяет род Cucurbita L.: тыква крупноплодная – C. maxima Duch., тыква твердокорая – C. pepo L., тыква мускатная C. moschata Duch. ex. Poir., тыква фиголистная – С. ficifolia Bouche, тыква серебросе-мянная C. mixta Pang.

В нашей стране возделываются три вида: тыква крупноплодная, тыква твердокорая и тыква мускатная. Все разнообразие форм тыквы крупноплодной отнесено к четырем подвидам, тыква мускатная включает шесть подвидов, тыква твердокорая объединяет четыре подвида. Кабачки и патиссоны относятся к кустовому подвиду твердокорой тыквы как разновидности: var. girau-monas Duch. и var. melopepo (L.) Fil. В составе коллекции 2641 образец, из них кабачок – 486 и тыква – 2077 образцов, патиссон – 104 и крукнек – 41 обр.

Наибольшую часть коллекции (более 1500 образцов) составляют селекционные сорта (как старые, так и современные). Они являются ценным исходным материалом для таких приоритетных задач современной селекции тыквы как создание высокоурожайных, раннеспелых, холодостойких сортов, с кустовым габитусом растения, пригодных для механизированного возделывания, с высокой масличностью и большим выходом семян, с плодами округлой формы, ровной поверхностью и тонкой кожицей, что важно для механизированной технологии переработки плодов.

Вторую по численности часть коллекции (более 1 тыс. образцов) формируют местные сорта тыквы, которые служат источником многих

Рис.2. Состав коллекции тыквы

3. Структура коллекции тыквы

Местные сорта

1072

Селекционные сорта

1514

Гибриды

25

Самоопыленные линии

30

ценных генов. Они характеризуются большим разнообразием по морфологическим, биологическим и хозяйственно ценным признакам и, как правило, представляют собой сложные популяции. Высокая приспособленность к не всегда благоприятным агроэкологическим условиям определяет их значительную селекционную ценность как источников устойчивости к различным биотическим и абиотическим факторам.

Небольшую, но довольно значимую по научной и селекционной ценности часть (около 50 образцов) составляют гибриды, самоопылен-ные линии и доноры селекционноважных признаков.

Эффективное сохранение и рациональное использование генетических ресурсов тыквы возможно только на основании их всестороннего изучения. Для этого проводятся комплексные исследования, которые включают морфологическое описание образцов по 65 признакам и оценку по 35 биологическим и хозяйственно ценным признакам, а также изучение биохимического состава плодов.

Изучение коллекционных образцов тыквы и кабачка проводится в годы с различными условиями, что позволяет наиболее полно выявить диапазон изменчивости признаков, которые лимитируются метеорологическими параметрами и оценить адаптивность образцов. По результатам трехлетнего изучения выделяются образцы, дающие стабильно высокий урожай в течение трех лет.

В Пушкинском филиале ВИР условиях естественной эпифитотии проводится скрининг коллекции тыквы на устойчивость к мучнистой росе (возбудитель Sphaerotheca fuliginea Poll.), пероноспорозу, или ложной мучнистой росе (возбудитель Pseudoperonospora cubensis Rostowz.), вирусной мозаике (возбудитель Zucchini yellow mosaic virus ).

Поскольку тыква является ценным диетическим и лечебным продуктом, используемым зачастую в сыром виде, очень важным аспектом являются вкусовые качества мякоти и ее биохимический состав. В отделе биохимии ВИР ежегодно проводится оценка образцов тыквы по содержанию ценных питательных веществ. Определено содержание в плодах сухого вещества, сахаров, аскорбиновой кислоты, каротина и каротиноидов, пектинов и протопектинов, органических кислот, аминокислот, жирных кислот, спиртов, фенольных соединений.

В результате многолетнего изучения коллекционных образцов по комплексу признаков создана признаковая коллекция, которая включает образцы по признакам: раннеспелость, высокая урожайность, холодостойкость, устойчивость к мучнистой росе, пероноспорозу, вирусной мозаике, галловой нематоде, много-плодность, женский тип цветения, мягкое опушение листьев и черешков, высокие вкусовые качества, ценный биохимический состав.

В результате углубленного изучения и расчленения популяций, отбора стабильных линий, различающихся по комплексу признаков, идентификации генов, контролирующих определенные признаки, сформирована генетическая коллекция тыквы, в которой представлены образцы по следующим признакам: устойчивость к вирусной мозаике арбуза – ген Wmv (1 обр.), голосемянность (отсутствие лигнифи-кации семенной оболочки) – ген n (22 образца); кустовой габитус растения – ген Bu (40 образцов), мякоть плода типа спагетти – ген sp (6 обр.), партенокарпия – (16 образцов и 14 линий). Генетическая коллекция маркерных признаков включает следующие признаки: желто-зеленые молодые листья (виресценс) – ген v (2 образца), розеточный лист – ген ro (1 обр.).

Коллекция кабачка и тыквы ВИР им. Н.И. Вавилова является источником ценного исходного материала, использование которого позволяет ускорить селекционный процесс и сократить затраты при выведении новых сортов и гибридов.

THE VIR COLLECTION – A SOURCE OF INITIAL BREEDING MATERIAL FOR THE PERSPECTIVE DIRECTIONS OF BREEDING OF A VEGETABLE MARROW AND PUMPKIN

Piskunova T.M., Muteva Z.F.

Federal Research Center the N.I.

Список литературы Коллекция ВИР - источник исходного материала для перспективных направлений селекции кабачка и тыквы

  • Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т.1. «Сорта растений» (официальное издание). М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2016. -504 с.
  • РОССТАТ. Официальная статистика. Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство. Бюллетени о состоянии сельского хозяйства (электронные версии). Информация 2015 г. http://www.gks.ru
  • FAOSTAT (2015). FAOSTAT Statistics Database. FAO, Rome, Italy. http://www.fao.org.
Статья научная