Методологические основы селекции и семеноводства овощных корнеплодных растений

Л ук порей – очень древняя культура, которая широко применялась в кулинарии и как лечебное средство еще древними египтянами, греками и римлянами. В настоящее время порей широко распространен в странах Западной Европы и Северной Африки, в США, Канаде, Австралии.

По химическому составу это один из наиболее ценных луков, представляющий, по сути «живую таблицу Менделеева». В его ложных отбеленных стеблях содержится 83-85% воды, 1,8-2,2% белков, 0,2% жиров,

11,2% углеводов, 15-30 мг% аскорбиновой кислоты, до 40 мг% каротина, а также содержатся витамины В1, В2, В6, В9, РР. Энергетическая ценность лука порея 52-65 ккал на 100 г, в то время как лука репчатого – всего 2328 ккал. Среди микроэлементов в порее преобладают калий, железо и цинк. Кроме того, содержатся никель, хром, кобальт, ванадий, магний, фосфор, кальций, молибден, титан. Благодаря высокому содержанию калия этот овощ способствует активизации обмена веществ, выведению из организма избытка холестерина, что предупреждает атеросклероз, а также усилению

Сорт Сегун

Сорт Премьер

Гибрид Пикколо F1

защитных реакций организма и улучшению функционирования сердечно-сосудистой деятельности. Невысокое содержание эфирных масел позволяет применять порей в диетическом питании, а высокое содержание сахара в усвояемой форме позволяет употреблять его больным диабетом. Лук порей улучшает аппетит и пищеварение, благотворно влияет на деятельность желчного пузыря и печени, обладает мочегонным свойством, рекомендуется при подагре, ревматизме.

В таких странах, как Бельгия, Голландия и Франция лук порей является одной из основных овощных культур, а годовое производство его на душу населения составляет от 4 до 10 кг (Benoit F., Censtermans N., 1990).

В России, к сожалению, это пока еще малораспространенная культура, хотя относится к наиболее ценным видам лука по биохимическому составу, урожайности, устойчивости к вредителям и болезням (Борисенкова Л.С., 1986; Орлова К.Б., Кирносова Т.И., 1986; Иванова Г.С., 1988; Тараканов Г.И. и др., 1992; Кокорева В.А., Костыркина О.А., 1993; Добровольская А., Кокорева В., 1994; Осина Н.И., 1995; Салаев Т.Я., 1995; Прокопенко Г.Т., 1997).

Широкое внедрение порея в производство сдерживается рядом факторов, в числе которых отсутствие скороспелых сортов с повышенной устойчивостью к экстремальным условиям внешней среды, а в связи с этим – трудностью получения высококачественных семян порея в средней полосе России севернее Ростова-на-Дону.

Поэтому насущной необходимостью является на основе изучения в различных условиях взаимодействия «генотип – среда» и выделения из мировой коллекции источников хозяйственно ценных признаков создание урожайных сортов и гибридов с хорошей зимостойкостью, обладающих в условиях Подмосковья наряду с высокой продуктивностью и качеством продукции высокой адаптивностью к различным условиям роста и перезимовки.

Исследования по селекции лука порея были начаты в лаборатории селекции луковых культур ВНИИССОК в семидесятые годы прошлого века. Используя индивидуальный и семейный отбор, инбридинг, межсортовые скрещивания, был создан сорт Асгеос для выращивания продукции через рассаду.

В дальнейшем (1993-2014 годы), используя межсортовую гибридизацию сортов, отличающихся по продуктивности, пищевому достоинству, устойчивости к болезням, зимостойкости, были получены гибридные комбинации и линии с целью создания сортов и гибридов для выращивания в Нечерноземной зоне России в безрассадной культуре.

Цель, материал и методы исследований

В селекции лука порея, как и любой сельскохозяйственной культуры, большое значение имеет наличие хорошо изученного исходного материала, обладающего комплексом ценных признаков, выделение генетических источников необходимых признаков. Поэтому изучение генофонда лука порея по основным хозяйственным признакам с целью подбора исходных форм для селекции на зимостойкость, качество продукции, высокую овощную и семенную продуктивность имеет большую практическую ценность, так как позволит создать сорта и гибриды для средней полосы России и расширить производство этой ценной овощной культуры.

С этой целью в 1993-2002 годах на опытном участке лаборатории селекции и семеноводства луковых культур ВНИИССОК были проведены исследования по изучению и оценке коллекционных образцов лука порея отечественной и зарубежной селекции.

Выращивание растений проводили при прямом посеве в грунт и через рассаду. Посев на рассаду проводили в кассеты 40 х 40 мм в 3-ей декаде марта. Высадку рассады в грунт проводили во 2-ой декаде мая на грядах по двухстрочной схеме 80+60 см, расстояние между растениями в ряду – 10-15 см. Посев семян проводили во второй декаде мая на грядах по схеме 80+60 см (норма высева 3 г/м2). Площадь учетной делянки в коллекционном и гибридном питомнике 1-10 м2 в зависимости от наличия семян, без повторений, в конкурсном испытании – 5 м2, повторность 4-х кратная. Контролем служил сорт Карантанский. В период вегетации проводили 2 окучивания растений. Агротехника – общепринятая во ВНИИС-СОК.

Все учеты и наблюдения проводили согласно Методики ВИР по изучению коллекционного материала многолетних луков (1968), Методики Госсортоиспытания (1975), Методических указаний по математической обработке результатов, учетов и наблюдений в селекционных и генетических исследованиях (1979) и Методических указаний по селекции луковых культур (1989, 1997). Полученные данные обрабатывались статистическими методами (Доспехов Б.А., 1985).

На первом этапе было изучено 246 сортообразцов из мировой коллекции ВНИИР им. Н.И. Вавилова и других научно-исследовательских учреждений происхождением из 27 стран мира. Для оценки образцов в первый год жизни проводили биометрический и биохимический анализы и учет хозяйственно ценных признаков (число, длина и ширина листьев; высота и диаметр ложного стебля и отбеленной его части; масса растения и его продуктовой части), для чего в начале октября убирали половину растений каждого образца. После этого вторую половину растений каждого из выделенных по комплексу признаков образцов оставляли в поле для перезимовки. На следующий год проводили их оценку по зимостойкости, стрелкованию, биометрический анализ семенного растения и учет его семенной продуктивности.

После массового стрелкования проводили подвязывание цветоносов, чтобы не допустить их полегания и гибели семян. Перед началом цветения соцветия каждого образца помещали под пергаментные изоляторы во избежание их переопыления. Опыление проводили вручную с помощью перьевых кисточек и мух.

По результатам изучения выделяли образцы, у которых высокая овощная продуктивность, товарность и содержание биологически ценных веществ в продуктовом органе (отбеленной «ножке») сочетались с высокой перезимовкой и высокой семенной продуктивностью.

Скрещивание отобранных для дальнейшей работы растений с целью получения гибридов проводили под изоляторами при искусственном опылении согласно Методике скрещивания луков (род Allium L.), 1982.

Результаты исследований

В связи с насущной необходимостью создания урожайных сортов и гибридов с хорошей зимостойкостью и

Таблица 1. Характеристика сортов лука порея Table 1. Characteristics of vvarieties of leeks

Показатели	Премьер	Сегун	Карантанский – контроль
Вегетационный период, суток	120-140	120-140	147
Урожайность товарная, т/га	47,0	45,0	25,7
НСР 05 , т/га	5,2
Масса товарного растения, г	392	337	285
Высота растения, см	76-92	76-98	70-79
Число листьев, шт.	9-12	10-12	8-10
Ширина листа, см	6,6	4,8	4,2
Длина отбеленной части («ножки»), см	19-23	18-25	11-14
Диаметр «ножки». см	4,0-5,3	4,0-4,5	3,4-3,7
Сухое вещество, %	21,4	21,5	18,9
Сахар общий, %	13,2	13,3	9,8
Аскорбиновая кислота мг%	21,1	21,2	17,4
Зимостойкость, %	80	83	10
Вкус	Слабоострый	Слабоострый	полуострый

высокой овощной и семенной продуктивностью в лаборатории селекции луковых культур ВНИИССОК (ФНЦО) была проведена оценка коллекции сортообразцов лука порея отечественной и зарубежной селекции по комплексу хозяйственно ценных признаков: продолжительности вегетационного периода, мощности листового аппарата (число, длина и ширина листьев), параметрам ложного стебля (длина, диаметр, масса), биохимическому составу, овощной и семенной продуктивности, зимостойкости (Агафонов А.Ф., 1998).

Комплексное изучение с использованием морфобиологических и физиолого-биохимических методов позволило выделить источники высокой продуктивности, адаптивности, питательной ценности и зимостойкости. У выделенных по комплексу хозяйственно ценных признаков образцов: К 2243 – Colonna early – Нидерланды, К 2370 – Vitan – Дания, К 5041 – Ginka – Нидерланды, К 2265 – Piket – Нидерланды, К 2239 – Timperley Light – Англия, К 2236 – Monstrueux de Elbeuf – Франция, К 2365 – Olifart of surprise – Бельгия, К 2334 – Mimer – Швеция, K 2399 – Selandia – Дания, K 2253 – Musselburg – Англия, Поликросс и 52х56 (гибриды ВНИИССОК), была отмечена внутрипопуляционная гетерогенность, которая дала возможность практической селекционной работы с ними.

С использованием инбридинга нами было заложено 88 линий, которые после проверки их на комбинационную способность были включены в скрещивания, и получено 75 реципрокных комбинаций с использованием парных скрещиваний и поликросса.

Оценка гибридов по комплексу признаков и двухтрехкратный отбор по зимостойкости позволили выделить 10 комбинаций. После предварительного и конкурсного сортоиспытания лучшими были две комбинации: первая, полученная от скрещивания линий, созданных на базе образцов Ekkehard и Selandia, а вторая – от скрещивания линий из образцов Autumn giant, Duradel и Columbus (Агафонов А.Ф., Дубова М.В., 2003).

Под названием Премьер и Сегун (табл. 1), эти гибридные комбинации включены в Госреестр Российской Федерации и получены патенты.

Сорт Премьер – среднепоздний, урожайность 47,0 т/га, растение высотой 76-92 см с плотным расположением листьев, длина отбеленной части («ножки») – 19-23 см, диаметр – 4,0-5,3 см, масса – 392 г. Высокая его овощная продуктивность сочетается с высокой зимостойкостью (80%) и высоким качеством овощной продукции.

Сорт Сегун – среднепоздний, урожайность 45 т/га. Высота растений составляет 76-98 см, число листьев на растении – 10-12, ширина листа – 4,8 см, окраска листа сине-зеленая со средним восковым налетом. Длина отбеленной части («ножки») – 18-25 см, ее диаметр – 4,04,5 см, масса – 337 г. Вкус слабоострый. Высокая его овощная продуктивность сочетается с высокой зимостойкостью (83%) и высоким качеством овощной продукции: содержание сухого вещества – 21,5%, сахаров – 13,3%, витамина С – 21,2 мг%.

По этим сортам, наряду с безрассадным выращиванием овощной продукции возможно семеноводство в средней полосе России, семенная продуктивность составляет 350-470 кг/га.

Были проведены исследования по разработке элементов сортовой технологии производства при безрассад-ном выращивании овощной продукции и семян, в результате которых установлены оптимальные сроки, нормы и схемы посева, уровни минерального питания, сроки и способы уборки и дозаривания семенников лука порея (Агафонов А.Ф., Солдатов Ю.И., 2009).

В дальнейшем совместно с центром «Биоинженерия» РАН было проведено молекулярное маркирование 16 образцов лука порея коллекции ВНИИССОК и получено 265 полиморфных AFLP фрагментов, из которых 19 были специфичны для A. porrum и два характеризовали индивидуальные образцы A. porrum (Филюшин М.А., Холда О.А., Агафонов А.Ф., Рыжова Н.Н., 2010; Филюшин М.А., Агафонов А.Ф., 2015).

Полученные данные об уровнях генетических различий исследованных образцов лука порея были использованы нами для планирования скрещиваний с целью получения генетически гетерогенных гибридных популяций, содержащих потенциально селекционно-значимые генотипы.

После проверки комбинационной способности выделенных в предыдущие годы линий лука порея, были отобраны линии с высокой комбинационной способностью и на их основе получено 156 гибридных комбинаций скрещиваний, проведенных по диаллельной схеме, которые

Таблица 2. Характеристика гибрида лука порея Пикколо F 1 Table 2. Characteristics of the leek hybrid F 1 Pikkolo

Название	Урожайность, т/га	Высота растения, см	Число листьев, шт.	Ширина листа, см	Отбеленная часть «ножка»
					длина, см	диаметр, см	масса, г
Пикколо F 1	54,0	75-77	12-15	3,5-3,7	18-20	3,8-4,0	400
Премьер - St	47,0	66-72	10-12	3,5-3,6	17-19	3,6-3,8	335
НСР 05	5,5

использовались нами в качестве материала для практической селекции – получения зимостойкого с высокой продуктивностью и качеством продукции гибрида лука порея для безрассадного выращивания.

Затем проводили их оценку по овощной (растения первого года жизни) и семенной (растения второго года жизни) продуктивности, а также по зимостойкости. По результатам этой оценки были выделены 11 гибридных комбинаций с комплексом признаков: высокая овощная и семенная продуктивность, которая взаимосвязана с высокой зимостойкостью растений.

По результатам конкурсного испытания 11 лучших гибридных комбинаций выделена комбинация 2243 х

2265, которая под названием Пикколо передана в Госсортоиспытание (табл. 2).

Гибрид лука порея Пикколо F1 отличается высокой зимостойкостью, высокой овощной и семенной продуктивностью, а также высокими вкусовыми качествами.

По результатам ГСИ с 2015 года гибрид лука порея Пикколо F 1 внесен в Госреестр РФ и получен патент. По этому гибриду наряду с безрассадным выращиванием овощной продукции возможно семеноводство в средней полосе России.

Созданные во ВНИИССОК сорта лука порея Премьер, Сегун и гибрид Пикколо F1 предназначены для посева в открытый грунт, тем самым отпадает необходимость в выращивании рассады, а также резко сокращаются затраты на выращивание продукции.

• • Литература

  • 1.    Агафонов А.Ф. Создание исходного материала для селекции лука порея в Нечерноземной зоне России. // Селекция и семеноводство овощных и бахчевых культур (ВНИИО). М., 1998. – С. 119-120.

  • 2.    Агафонов А.Ф., Дубова М.В. Селекция лука порея на зимостойкость для средней полосы России. // Селекция и семеноводство овощных культур (ВНИИС-СОК). М., 2003. – С.25-31.

  • 3.    Агафонов А.Ф., Солдатов Ю.И. Влияние густоты стояния, сроков и схем посева на рост, развитие и урожайность лука порея. // Гавриш, 2009. – №1. – С.3941.

  • 4.    Борисенкова Л.С. Особенности европейского сортимента лука-порея в связи с использованием его в селекции. – Сб. науч. тр. по прикл. бот., ген. и селекции - ВИР, 1986. – Т.102. – С.116-119.

  • 5.    Добровольская А., Кокорева В. Живая «таблица Менделеева». //Приусадебное хозяйство, 1994. – №5. – С.9-11.

  • 6.    Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М. Агропромиздат, 1985. – 351 с.

  • 7.    Иванова Г.С. Особенности семеноводства лука порея. //Селекция и семеноводство. – 1988. – №5. – С.48-49.

  • 8.    Методика Государственного сортоиспытания с/х культур. М., 1985. – 275 с.

  • 9.    Методика скрещивания луков (род Allium L.). М., 1982. – 21 с.

  • 10.    Методические рекомендации по оценке и выделению исходного материала лука порея для селекции на зимостойкость. М., 2007. – 21 с.

  • 11.    Методические указания по изучению коллекционного материала лука (ВИР). Л.:1968. – 11 с.

  • 12.    Методические указания по математической обработке результатов учетов и наблюдений в селекционных и генетических исследованиях. М., Колос, 1978. – 31 с.

  • 13.    Методические указания по селекции луковых культур. Под ред. Ершова И.И., Агафонова А.Ф., ВНИИССОК, М., 1997. – 122 с.

  • 14.    Орлова К.Б., Кирносова Т.И. Исходный материал для селекции лука порея в условиях орошения Нижнего Поволжья. – Науч.-техн. бюлл. ВИР, 1986. – Вып. 166. – С.57-60.

  • 15.    Осина Н.И. Лук-порей. //Картофель и овощи. – 1995. – №2. – С.19-20.

  • 16.    Прокопенко Г.Т. Адаптивность лука порея к различным условиям вегетации и особенности его зимнего хранения. Автореф. дис. канд. с/х наук, С.-Петербург, 1997. – 20 с.

  • 17.    Салаев Т.Я. Эколого-географическое обоснование методов селекции лука-порея на стабилизацию урожайности. Автореф. дис. канд. с-х наук. М., 1995. – 19 с.

  • 18.    Тараканов Г.И., Кокорева В.А., Костыркина О.А. Особенности репродуктивного развития лука-порея в беспересадочной культуре. – Изв. ТСХА, 1992. – Вып. 4. – С.84-90.

  • 19.    Филюшин М.А., Холда О.Н., Агафонов А.Ф., Рыжова Н.Н. Молекулярный анализ генетического разнообразия лука порея A. porrum. // Материалы международной конференции «Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур». М., 2010. – Т.2. – С.587-589.

  • 20.    Филюшин М.А., Агафонов А.Ф. Анализ внутрисортового полиморфизма сор-тообразцов лука порея Allium porrum методами RAPD и ISSR анализов. // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. – 2015. – №5. – С.53-56.

  • 21.    Benoit F., Centermans N. Belgische Untersuchungen zu Porree. // Gemuse, 1990. N2. P.70-72.

• • References

  • 1.    Agafonov A.F. Creation of feedstock for the selection of leek in the Non-black zone of Russia. //Selection and seed farming of vegetable and melon cultures (VNIIO). 1998. P.119-120.

  • 2.    Agafonov A.F., Dubova M.V. Selection of leek on winter hardiness for a midland of Russia.//Selection and seed farming of vegetable cultures (VNIISSOK). 2003. P.25-31.

  • 3.    Agafonov A.F., Soldatov U.I. Influence of standing density, terms and charts of sowing on a height, development and productivity of leek.// Gavrish. 2009. №1. P.39-41.

  • 4.    Borisenkova M.S. Features of the European assortment of leek in connection with its use in selection. - The collection of scientific treatises on applied botany, genetics and selection - VIR, 1986. T.102. P.116-119.

  • 5.    Dobrovolskaya A., Kokoreva V. Alive "Mendeleyev's table". Homestead economy, 1994. №5. P.9-11.

  • 6.    Dospekhov D.A. Technique of field experiment. Publ. Agropromizdat, 1985. 351 p.

  • 7.    Ivanova G.S. Features of seed farming of leek. Selection and seed farming. 1988. №5. P.48-49.

  • 8.    Methodology of the State test of sorts of agricultural cultures. 1985. 275 p.

  • 9.    Methodology of crossing of onions (Allium L.). 1982. 21 p.

  • 10.    Methodical recommendations by estimation and selection of feedstock of leek for a selection on resistance to cold. 2007. 21 p.

  • 11.    Methodical guide on studying of collection material of onions (VIR). Lit.:1968. 11 p.

  • 12.    Methodical guide on mathematical processing of results of accounts and observations in selection and genetic researches. Publ, Kolos, 1978. 31 p.

  • 13.    Methodical guide on selection of onions cultures. Edition by Yershov I.I., Agafonov A.F., VNIISSOK, 1997. 122 p.

  • 14.    Orlova K.B., Kirnosova T.I. Starting material for selection of leek in the conditions of an irrigation of Low Volga area. – scientific and technical bull. VIR, 1986.iss. 166. P.57-60.

  • 15.    Osina N.I. Leek. Potatoes and vegetables.1995. №2. P.19-20.

  • 16.    Prokopenko G.T. Adaptability of leek to various conditions of vegetation and feature of its winter storage. – Abs. of dissertation agricultural sciences, St. Petersburg, 1997. 20 p.

  • 17.    Salaev T.Y. The ecologist geographical justification methods selection of leek on stabilization of productivity. Abs. of dissertation agricultural sciences. 1995. 19 p.

  • 18.    Tarakanov G.I., Kokoreva V.A., Kostyrkina O.A. Features of reproductive development of leek in a direct culture. – Notif. ТSHА, 1992. iss. 4. P.84-90.

  • 19.    Filushin M.A., Holda O.N., Agafonov A.F., Ryzhova N.N. Molecular analysis of a genetic variety of A. porrum leek. // Materials of the international conference "The Current Trends in Selection and Seed Farming of Vegetable Cultures". 2010. Т.2. P. 587-589.

  • 20.    Filushin M.A., Agafonov A.F. Analysis of intravarietal polymorphism standards sort of leek of Allium porrum by methods of RAPD and ISSR analyses. // Announcer of Russian agricultural science. 2015. №5. P.53-56.

  • 21.    Benoit F., Centermans N. Belgische Untersuchungen zu Porree. // Gemuse, 1990. N2. P.70-72.