Оценка гибридных комбинаций картофеля на пригодность к переработке

Оригинальная статья / Original article

Впоследние время достигнуты значительные результаты в отечественной селекции картофеля. Успешная реализация комплексных программ научных исследований, создание и развитие селекционно-семеноводческих центров по картофелю, а также активная деятельность частных селекционных компаний позволила за последние пять лет создать более 90 сортов картофеля. Заметно пополнился сортимент сортами столового назначения с высокими потребительскими и органолептическими качествами клубней, и лишь не значительная часть, не более 10 %, характеризуется пригодностью для производства картофелепродуктов и крахмала. [1,2]. Из-за острого дефицита отечественных специализированных сортов картофеля сельскохозяйственные предприятия и перерабатывающие компании вынуждены использовать картофель удовлетворительного качества не всегда отвечающее определенным анатомо-морфологическим параметрам, технологическому и биохимическому качеству клубней, что отрицательно сказывается на рентабельности производства, либо находится в зависимости от иностранных компаний, при использовании их сортов для создания сырьевой базы. [3]. Важным сдерживающим фактором в создании конкурентоспособных сортов для производства картофелепродуктов, среди которых хрустящий картофель и фри занимают лидирующие позиции, является сложность комбинирования в генотипе большого количества желаемых параметров [4].

Сорта картофеля для переработки помимо традиционно контролируемых признаков (урожайность, высокая сохранность клубней, устойчивость к болезням и неблагоприятным условиям среды, восприимчивость к механическим повреждениям и т.д.), должны сочетать в себе ряд компонентов, которые обуславливают высокое качество и большой выход готовой продукции (форму клубня, глубину залегания глазков, высокое содержание сухого вещества (более 20%), низкую массовую долю редуцирующих сахаров (не более 0,4%) при этом незначительно их накапливать в процессе длительного хранения). Определяющим показателем от которого зависит цвет и вкус получаемых картофелепродуктов является содержание редуцирующих сахаров [5,6]. Между потемнением долек хрустящего картофеля и содержанием в клубнях редуцирующих сахаров существует определенная корреляционная зависимость. Однако результаты ряда авторов, в том числе и наши исследования показывают, что эффективность селекционной работы возрастает при отборе пригодных форм к переработке в гибридных потомствах по цвету готового продукта, а определение содержания редуцирующих сахаров используется как дополнительный фактор предварительной оценки при массовом анализе большого количества образцов на раннем этапе селекции [7,8,9].

Согласно ранее проведенным исследованиям о типе наследования признака пригодности основанном на анализе гибридных популяций установлено,что пригодные для переработки гибриды получены,как от скрещивания двух пригодных форм, так и от скрещивания пригодных с непригодными и зависят от исходных родителей и направления использования их при гибридизации. В связи с этим включение в селекционный процесс генотипов с различным происхождением в качестве исходных форм способствует увеличению вероятности сочетания максимального количества признаков пригодных для переработки. [9,10].

Цель настоящей работы: оценить различные по происхождению гибридные комбинации картофеля по частоте встречаемости форм с высокой пригодностью к переработке в условиях Приморского края.

Условия, материалы и методы

Полевые и лабораторные исследования выполнены в отделе картофелеводства и овощеводства ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» в 2024 г. В ходе исследований изучено 589 генотипов, полученных в 7 гибридных комбинациях, созданных с участием родительских форм имеющих разную степень пригодности к переработке. Образцы выращивали в питомнике первого клубневого поколения, гибриды размещали делянками, между популяциями размещали исходные родительские формы. Для анализа характера наследования признаков, определяющих пригодность к переработке в каждой гибридной комбинации отбирали все генотипы покустно без браковки.

Морфологические признаки (форму клубня, количество и глубину залегания глазков, качество поверхности) определяли визуально в соответствии с методическими указаниями по оценке сортов картофеля на пригодность к переработке и хранению [11]. Содержание редуцирующих сахаров определяли экспресс-методом, основанном на использовании тест-полосок Кетоглюк-1 (ООО «Биосенсор АН», Россия). Оценку гибридов по цвету ломтиков хрустящего картофеля проводили в послеуборочный период (октябрь) по 9-балльной шкале, нижняя граница хорошего качества цвета долек соответствовала 6-ти баллам. Статистическую обработку данных осуществляли с использованием программы Microsoft Excel, PAST v.3.17. Показатель степени фенотипического доминирования признака (hp) определяли по формуле:

hp = (F 1 – Mp) / (Pmax – Mp), [12].

где F 1 – среднее значение признака у потомства;

Мр – среднее значение признака у родителей;

Pmax – среднее значение признака у лучшего родителя.

Полученные данные интерпретировали в соответствие с типом наследования следующим образом: hp > +1,0 – положительное сверхдоминирование (положительный гетерозис); +0,5 < hp < +1,0 – положительное доминирование; -1,0 < hp < -0,5 – отрицательное доминирование; -0,5 < hp < +0,5 – промежуточное наследование; hp < -1,0 – отрицательное сверхдоминирование (отрицательный гетерозис или депрессия).

Почва опытного участка – пойменная с содержанием в пахотном слое: N л.г. – 42,0 мг/100 г почвы, P 2 O 5 – 137,0 мг/100 г, K 2 O – 113,0 мг/100 г, органическое вещество – 1,69%, рН солевой вытяжки – 5,0. Погодные условия складывались относительно благоприятно для развития растений картофеля. На протяжении всего вегетационного периода температурный режим превышал среднемноголетние значения на 0,2-1,9^оС. Распределение атмосферных осадков носило неравномерный характер, типично для муссонного климата Приморского края, условия произрастания менялись от очень засушливых – ГТК=0,2 до избыточно влажных – ГТК=3,6.

Результаты исследований и их обсуждение

Комплекс морфологических признаков клубней имеет важное значение при выборе направления использования

Таблица 1. Распределение гибридов 1-го клубневого поколения по форме и окраски клубня Table 1. Sorting the hybrids of the first tuber generation by the shape and color of tubers

Гибридная комбинация Число гибридов Форма клубня, % Окраска клубня, % Число гибридов округлая/ округлоовальная овальная/ удлиненноовальная удлиненная/ очень длинная желтая розовая (красная) фиолетовая (синяя) Ibis × BP 808 36 25,0 41,7 33,3 100,0 0,0 0,0 ВР 808 × Кармен 62 46,8 40,3 12,9 17,7 45,2 37,1 ВР 808 × Бриз 92 42,3 46,8 10,9 100,0 0,0 0,0 ВР 808 × Ricarda 127 50,4 41,7 7,9 32,3 30,7 37,0 ВР 808 × Вымпел 102 52,9 46,1 1,0 100,0 0,0 0,0 Innovator × Вымпел 106 19,8 47,2 33,0 100,0 0,0 0,0 Innovator × Мираж 64 15,7 40,6 43,7 45,3 54,7 0,0 сорта. Он определяет внешний вид продукта, количество отходов при механической очистке поверхности клубней, а также оказывает существенное влияние на выход стандартной продукции.

Известно, что признак «форма клубня» контролируется полигенно. По данным ряда исследований между индексами формы клубня родительских форм и потомством установлена слабая корреляционная связь. Характер наследования данного признака определяется параметрами формы клубня родительских форм, а также их сочетанием при гибридизации [13,14,15].

В результате исследований установлено, что наследование формы клубня в изучаемых гибридных комбинациях не носило четко выраженного характера. При сравнении результатов отбора потомства округлая и округло-овальная форма преобладает у потомства в популяциях ВР 808 × Вымпел (52,9%), ВР 808 × Ricarda (50,4%) и ВР 808 × Кармен (46,8%). Значительное количество гибридов с удлиненной и очень длинной формой (33,0-43,7%) наблюдалось как в комбинациях где один из родителей (Innovator) имеет удлиненную форму, так и при расщеплении в потомстве двух родителей (Ibis × BP 808) с округло-овальной формой клубней (таблица 1).

Анализ наследования окраса кожуры клубней потомства первого клубневого поколения показал, что расщепление в комбинациях наблюдалось при включении в скрещивание красноклубневых родителей. Высокая частота встречаемости гибридов в потомстве с розовой (красной) кожурой выявлено в комбинациях Innovator x Мираж (54,7%), ВР 808 × Кармен (45,2%) и ВР 808 × Ricarda (30,7%). Среди гибридных комбинаций ВР 808 × Кармен и ВР 808 × Ricarda – отмечен высокий процент генотипов с фиолетовой (синей) окраской (37,0-37,1%). Доминирование в потомстве желтоклубневых гибридов характерно для комбинаций где обе исходные формы имели соответственно желтую окраску кожуры (Ibis × BP 808, ВР 808 × Бриз, ВР 808 × Вымпел, Innovator × Вымпел).

Распределение гибридов в потомстве по глубине залегания глазков показывает, что среди генотипов доминируют формы с поверхностными глазками (52,884,4%). Высокий выход форм со средними глазками характеризуется комбинация Ibis × B P 808 (47,2%). Наибольшая встречаемость гибридов с глубокими глазками отмечена в потомстве полученных от исходных форм ВР 808 × Вымпел (8,8%) и ВР 808 × Ricarda (7,1%) (таблица 2).

Таблица 2. Оценка гибридных популяций по глубине залегания глазков и окраски мякоти Table 2. Evaluating hybrid populations for the depth of eyes and the color of potato flesh

Гибридная комбинация	Глубина залегания глазков, %			Окраска мякоти, %
	глубокие	средние	мелкие	белая	кремовая	светло-желтая	желтая
Ibis × BP 808	0,0	47,2	52,8	8,3	2,8	8,3	80,6
ВР 808 × Кармен	1,6	22,6	75,8	1,7	0,0	17,7	80,6
ВР 808 × Бриз	6,5	10,9	82,6	0,0	0,0	7,6	92,4
ВР 808 × Ricarda	7,1	32,3	60,6	1,6	4,7	11,0	82,7
ВР 808 × Вымпел	8,8	31,4	59,8	0,0	0,0	11,8	88,2
Innovator × Вымпел	5,7	25,5	68,8	1,9	11,3	25,5	61,3
Innovator × Мираж	0,0	15,6	84,4	10,9	12,5	29,7	46,9

Таблица 3. Характеристика гибридных комбинаций по содержанию редуцирующих сахаров Table 3. Characterizing hybrid combinations by the content of reduced sugars

Гибридная комбинация	Значение признака, %		Распределение потомства (%) по содержанию редуцирующих сахаров,%
	♀	♂	до 0,25	0,25-0,50	0,5-0,75	0,75 и более
Ibis♀ × BP 808♂	0,40	0,25	61,1	22,2	13,9	2,8
ВР 808♀ × Кармен♂	0,25	0,66	83,9	11,3	4,8	0
ВР 808♀ × Бриз♂	0,25	0,50	30,4	16,4	48,9	4,3
ВР 808♀ × Ricarda♂	0,25	0,47	63,8	15,7	18,9	1,6
ВР 808♀× Вымпел	0,25	0,40	52,9	27,5	17,6	2,0
Innovator♀× Вымпел♂	0,49	0,40	26,4	29,2	39,7	4,7
Innovator♀× Мираж♂	0,49	0,48	39,1	21,9	32,7	6,3

Во всех изучаемых комбинациях преобладают гибриды с желтой окраской мякоти. Значительное доминирование данного признака (более 80%) отмечено во всех гибридных комбинациях с использованием в качестве родительской формы сорт ВР 808. Доля гибридов со светло-желтой окраской мякоти в анализируемом потомстве составило от 7,6 (ВР 808 × Бриз) до 29,7% (Innovator × Мираж). Белую и кремовую мякоть имеет незначительное количество форм (012,5%).

Результаты оценки гибридных популяций по содержанию редуцирующих сахаров сразу после уборки показывают, что формы с низким накоплением данного признака выявлены во всех популяциях. Наибольшее количество гибридов с уровнем редуцирующих сахаров менее 0,25% (52,9-83,9%) отмечено в комбинациях, полученных с участием сортов Вымпел, Кармен, BP 808, Ibis, Ricarda. Следует отметить, что лучшая частота встречаемости форм с минимальным содержанием данного признака отмечена в скрещивании с участием сортов ВР 808 и Кармен имеющих самым низкий и высокий показатель селектируемого признака, 0,25 % и 0,66 % соответственно (таблица 3.).

Анализ расщепления потомства по показателям цвета хрустящего картофеля, происходящего от скрещивания исходных форм с разной степенью пригодности к переработке показал, что высокопригодные гибриды по цвету ломтиков хрустящего картофеля выделены во всех комбинациях кроме Innovator x Вымпел, при чем частота встречаемости таких форм в популяциях значительно отличалась. Наибольшее количество гибридов с золотистым цветом ломтиков хрустящего картофеля (8,0-9,0 баллов) – 14,5-19,5 %, выделено в гибридных комбинациях с участием высокопригодного сорта ВР 808 и непригодных сортов Кармен и Ibis. В популяции ВР 808 × Кармен количество образцов имеющих высокую и среднюю степень пригодности хрустящего картофеля по цвету составило 96,8%, при этом отмечен минимальный коэффициент вариации данного признака (12,39 %) (таблица 4.). В скрещивании пригодного сорта Innovator (материнская форма) с опылителем среднепригодного сорта Вымпел отмечено наибольшее количество генотипов (51,9%) характеризуются не приемлемым цветом готового продукта. Результаты оценки потомства по содержанию

Таблица 4. Качество хрустящего картофеля по цвету ломтиков у гибридного потомства в зависимости от родительских форм Table 4. Quality of potato chips evaluated by the color of potato slices from the hybrid progeny depending on the parental forms

Значение                       Доля гибридов признака,                    хрустящпеогцовкеатрутофеля         Коэффициент балл                                   (балл), %

Гибридная комбинация	♀	♂	среднее >S                 си ф         о о          о О.           Е		9-8	7-6	5-1	о4 S си S о. си m	си о о. S S о ЕЕ
Ibis♀ × BP 808♂	5,3	8,4	6,9	6,4	19,5	55,5	25,0	18,47	-0,33
ВР 808♀ × Кармен♂	8,4	3,0	5,7	6,7	14,5	82,3	3,2	12,39	0,37
ВР 808♀ × Бриз♂	8,4	3,8	6,1	5,5	1,1	66,3	32,6	19,03	-0,26
ВР 808♀ × Ricarda♂	8,4	6,4	7,4	5,9	6,3	68,5	25,2	18,55	-1,50
ВР 808♀× Вымпел	8,4	6,6	7,5	5,8	3,9	63,7	32,4	17,24	-1,89
Innovator♀× Вымпел♂	7,6	6,6	7,1	5,2	0	48,1	51,9	21,97	-3,80
Innovator♀× Мираж♂	7,6	5,3	6,5	6,0	6,3	76,6	17,1	13,64	-0,45

редуцирующих сахаров и цвету долек хрустящего картофеля показали, что высокопригодных (8,0-9,0 баллов) по цвету долек хрустящего картофеля гибридов значительно меньше чем с низким содержанием редуцирующих саха-ров,так образцов с незначительным накоплением биохимического компонента (до 0,25%) отмечено не только у всех высокопригодных по цвету форм, но и в группе пригодных и среднепригодных.

В результате анализа гибридных популяций, полученных в различных комбинациях скрещиваний исходных форм, по частоте встречаемости генотипов с различной степенью пригодности к переработке по цвету хрустящего картофеля установлены различные типы наследования данного признака. В комбинациях Ibis × BP 808, ВР 808 × Кармен, ВР 808 × Бриз и Innovator × Мираж показатель среднего балла по цвету хрустящего картофеля у потомства не значительно отличался от аналогичного показателя у родителей. Значение коэффициентов доминирования располагалось близко к нулю, что подтверждает четко выраженный промежуточный характер наследования и аддитивное действие генов. Гибридная депрессия выявлена в комбинациях ВР 808 × Ricarda, ВР 808 × Вымпел, Innovator × Вымпел, величина степени доминирования составила от -1,50 до -3,80.

Промежуточный характер наследования был свойственен для тех скрещиваний, в которых родительские формы отличались высокой и низкой пригодностью по цвету, а депрессия отмечена в гибридизации, где исходные формы имеют высокий и средний балл по цвету готового продукта.

Проведенный корреляционный анализ показал, что между средним показателем цвета родителей и потомства наблюдается отрицательная зависимость средней степени (r=-0,407). Слабая отрицательная корреляция (r=-0,249) прослеживается между средним баллом цвета хрустящего картофеля родительских форм и процентом отбора высокопригодных гибридов. Высокая положительная сопряженность выявлена между средним баллом цвета у потомства и процентом отбора высокопригодных форм (r=0,881).

Заключение

Таким образом проведенный анализ потомства по наследованию морфологических признаков показал, что розовая (красная) и фиолетовая (синяя) окраска кожуры доминирует над желтой. Поверхностное залегание глазков преобладает во всех изученных популяциях. Желтая окраска мякоти доминирует над белой, кремовой и светло-желтой. Расщепление по форме клубня не имело четко выраженного характера наследования.

Оценка гибридных комбинаций показала возможность повышения эффективности отбора высокопригодных гибридов по цвету хрустящего картофеля от скрещиваний типа пригодный х среднепригодный, так и пригодный х непригодный. Важным критерием прогнозирования отбора высокопригодных гибридов по цвету может являться средний показатель цвета потомства в комбинации.

Наибольшее количество высокопригодных форм отмечено в популяциях ВР 808 × Кармен, Ibis × BP 808 (14,519,5% соответственно). Отобранные гибриды представляют ценный селекционный материал как перспективные сортообразцы сорта для производства хрустящего картофеля, а также рекомендуются для использования в скрещиваниях в качестве новых генетических источников.

(In Russ.)

2022;23(1):98-109. (In Russ.)

(In Russ.)

(In Russ.)

Об авторах:

Dmitry I. Volkov – Head of the Department of Potato Breeding and Horticulture. ,

Oksana V. Anikina – Junior Researcher, Department of Potato Breeding and Horticulture.

Irina V. Kim – Dr. Sci. (Agriculture), Head Researcher,

Department of Potato Breeding and Horticulture, ,

Aleksei G. Klykov – Dr. Sci. (Biology),

Academician of RAS, Scientific Supervisor, , SPIN-code: 2857-8546

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №4 2025

[ 57 ]

Vegetable crops of Russia №4 2025 ISSN 2072-9146 (Print)