Селекционная работа по выведению новых генотипов картофеля в условиях Приморского края

Forcitations:Voznyuk V.P., Anikina O.V., Kim I.V. Breeding work on new potato genotypes under the conditions of Primorsky Kray. Vegetable crops of Russia. 2023;(3):5-9. (In Russ.)

В современном мире картофель – одна из важнейших по значимости продовольственных культур.В Российской Федерации в общем балансе картофеля среднегодовой объём его потребле- ния на продовольственные цели оценивается на уровне 13-14 млн. т (90 кг на человека в год) [1].

Селекция новых сортов с высоким адаптивным потенциалом обеспечивает реальный прогресс в повышении урожайности и стабильности показателей столовых качеств клубней [2]. Для обеспечения здорового питания в ближайшем будущем, в селекции картофеля уже сейчас необходимо предусматривать работу с исходным материалом и проведение скрещиваний в направлении создания сортов, различающихся биохимическими показателями клубней [3,4].

В селекции широко используются скрещивания, которые входят составной частью в генетический анализ.Поэтому можно считать,что гибридизация в равной мере является как методом генетики,так и методом селекции [5]. Успех селекции прежде всего зависит от наличия разнообразных исходных форм растений, их генетической изученности, методов гибридизации,оценки и отбора перспективных гибридов [6].

Важное значение для селекционной работы имеет использование родительских форм с комплексом хозяйственно ценных признаков. Немаловажной характеристикой сортов является их пригодность в качестве материнских и отцовских форм при получении гибридного потомства. Подбор материнских форм не представляет больших затруднений. Почти все цветущие растения способны к оплодотворению, хотя и существует немало причин, препятствующих ему. Гораздо сложнее обстоит дело с отцовскими формами. Лишь немногие из цветущих генотипов имеют фертильную пыльцу и способны быть активными опылителями [7].

Материал и методика исследований

Селекционная работа по картофелю проводилась в 2015-2022 гг. на селекционно-семеновод-ческом участке ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки», расположенном в Уссурийском районе, Приморского края. Питомник сеянцев картофеля размещали в пленочно-марлевой теплице. Гибридные сеянцы выращивали в стаканах (диаметром 15 см) на грядах. Изучение клубневых репродукций сеянцев и сортоиспытание гибридов проводили в поле по схеме селекционного процесса [8,9 ,10-12]. Объектом исследований являлись гибриды из питомника конкурсного сортоиспыта-ния.В качестве стандарта взят районированный в Дальневосточном регионе сорт Янтарь. Схема посадки 30×90 см.Образцы высаживались в четырехкратной повторности.Площадь делянки в конкурсном сортоиспытании 27 ,0-32,4 м2. Посадку проводили вручную. Фенологические наблюдения и учеты выполняли по методикам [8,13,14]. Полевые испытания сортов и гибридов картофеля на устойчивость к грибным заболеваниям и хозяйственно ценным признакам осуществляли по методикам ФГБНУ «ФИЦ Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова [13] и ФГБНУ «ФИЦ картофеля имени А.Г. Лорха» [14].

Результаты исследований и их обсуждение

Самое важное в гибридизации – это подбор родительских пар для скрещивания.Удачно подобранные формы во многом определяют успех селекционной работы. В 2015 г. в качестве родительских форм для создания гибридных популяций использовали сорта отечественной и зарубежной селекции. В гибридизацию было вовлечено 52 родительские формы,на их основе создана 71 гибридная комбинация, опылено 2272 цветка, получено 640 ягод,эффективность скрещивания составило 28,2% . При анализе их оплодотворяющей способности выделен наиболее эффективный опылитель сорт Манифест и материнские формы: Вализа, Емеля, Тарасов, Невский, Чародей, Purple potato и гибрид Аспия × Qusto. Манифест – белорусский сорт, столового назначения. В результате исследований генотип отнесен к среднеспелой группе созревания. Обладает хорошими вкусовыми качествами, содержанием крахмала – 15,8 %, витамина С – 12,6 мл/100 г. Картофель столового назначения, срок созревания – среднеспелый,

Таблица 1. Результаты скрещиваний по лучшим комбинациям, 2015 год Table 1. Crossing results for the best combinations, 2015

Гибридные комбинации	Опылено цветков, шт.	Получено ягод
		шт.	%
Емеля × Манифест	36	22	61,1
Чародей × Манифест	32	20	62,5
Невский × Манифест	43	27	62,8
Тарасов × Манифест	19	13	68,4
Вализа × Манифест	21	15	71,4
(Аспия × Qusto) × Манифест	31	23	74,2
Purple potato × Манифест	34	26	76,5

Таблица 2. Селекционный отбор гибридов картофеля по питомникам Table 2. Breeding selection of potato hybrids by nurseries

Питомники Purple potato × Манифест (Аспия × Qusto) × Манифест Количество опыленных цветков, шт. 34 31 Количество полученных ягод шт. 26 19 % 76,5 61,3 Общее число семян, шт. 1100 986 Количество распикированных растений, шт. 595 448 Питомник первой клубневой репродукции, шт. 263 239 Питомник второй клубневой репродукции, шт. 24 23 Предварительное сортоиспытание, шт. 4 8 Основное сортоиспытание, шт. 3 4 Конкурсное сортоиспытание 1-го года, шт. 1 2 Конкурсное сортоиспытание 2-го года, шт. 1 1 Конкурсное сортоиспытание 3-го года, шт. 1 1 клубни овальные,кожура розовая,глазки мелкие, цвет мякоти светло желтый, хорошие вкусовые качества, содержание крахмала – 15,8%, витамина С – 12,6 мл/100 г. Урожайность сорта составляет 37,0 т/га, товарность – 88,1% . С участием выделенных генотипов получено 7 комбинаций, из которых по хозяйственно ценным признакам выделились гибриды При-15-12-23 Purple potato × Манифест, При-15-15-7 (Аспия × Qusto) × Манифест.

Исследованиями отмечены наилучшие результативные гибридные комбинации, обеспечившие максимальное ягодообразование, свыше 60,0% . Процент ягодообразования в проведенных скрещиваниях составил 61,1-76,5%. Наибольшее количество опыленных цветков (43 шт.) и завязавшихся ягод (27 шт.) было отмечено у сортообразца Невский × Манифест.Высокий процент ягодообра-зования (более 70,0% ) имели гибриды Вализа × Манифест, (Аспия × Qusto) × Манифест, Purple potato × Манифест (табл. 1)

В питомниках конкурсного сортоиспытания в результате исследований выделено два гибрида (Аспия × Qusto) × Манифест, Purple potato × Манифест (табл. 2).

Ценность сорта определяется не только результатом скрещивания,но и способностью проявлять свои положительные качества в гибридном потомстве. Гибриды, начиная с питомника испытания клонов проходили более детальную оценку и в питомник конкурсного сортоиспытания были отобраны лишь те,у которых ценные признаки родителей были наиболее выражены. Сорт Манифест послужил источником важных показателей. Генотипы унаследовали от отцовской формы хороший вкус,привлекательную овальную форму клуб- ня, мелкие глазки, розовый пигмент кожуры. В настоящее время гибриды При-15-12-23 Purple potato × Манифест и При-15-15-7 (Аспия×Qusto) × Манифест находятся в конкурсном сортоиспытании третьего.

По срокам созревания селекционные образцы При-15-12-23 и При-15-15-7 характеризовались среднепоздней группой спелости,так как продолжительность вегетационного периода (от посадки до уборки) составляла 114-118 дней.

Основным признаком хозяйственной ценности сортов картофеля является урожайность клубней и ее стабильность [15]. После четырех лет изучения гибридные образцы При-15-12-23 и При-15-15-7 показали высокие показатели (51,0 и 48,7 т/га соответственно), что выше стандарта Янтарь на 11,2 и 8,9 т/га. Максимальная урожайность отмечена у образца При-15-12-23 – 65,9 т/га. Гибрид При-15-15-7 характеризовался высокой массой клубня 126,2 г (табл. 3).

Питательная ценность и вкусовые качества картофеля во многом зависят от биохимических свойств (содержание крахмала, сухого вещества, витамина С, редуцирующих сахаров). Химический состав клубней варьирует в довольно широких пределах и зависит от факторов: сорта, степени зрелости, почвенных и климатических условий, количества и качества удобрений и т.д. [16].

Успешная селекция в направлении повышения крахмалистости клубней сортообразцов картофеля во многом определяется степенью генетической изменчивости этого количественного признака [17]. Крахмал – это главный и сложный по своему составу высокополимерный полисахарид, содержащийся в клубнях картофеля. Его среднее

Таблица 3. Морфологические и хозяйственно ценные признаки сортообразцов картофеля за (2019-2022 годы) Table 3. Morphological and economically valuable traits of potato varieties for (2019-2022)

Признак Стандарт Янтарь При-15-12-23 Purple potato × Манифест При-15-15-7 (Аспия × Qusto) × Манифест V, % Х lim Х lim Х lim Вегетационный период, дней 115 108-121 114 104-119 118 108-127 10,2 Урожайность, т/га 39,8 36,5-41,6 51,0 41,4-65,9 48,7 40,8-56,1 14,3 Масса товарного клубня, г 121,1 101,7-140,7 114,2 96,3-137,7 126,2 117,3-142,2 15,1 Товарность, % 91,4 85,5-92,5 83,6 77,8-89,4 87,5 84,3-91,6 13,4 Содержание: крахмала, % аскорбиновой кислоты, мг/100г редуцирующих сахаров, % 12,0 15,9 0,48 9,8-13,6 14,3-18,4 0,41-0,56 13,9 15,0 0,34 12,5-16,7 13,8-16,1 0,28-0,45 16,3 15,4 0,72 14,8-19,1 13,8-18,4 0,53-1,04 20,8 18,3 16,4 Вкус, балл 6,4 5,7-7,0 7,2 7,0-7,5 7,5 7,0-8,5 10,4 Устойчивость к: Фитофторозу, балл Альтернариозу, балл Ризоктониозу, балл 7,5 6,8 7,5 5,0-9,0 5,0-8,0 7,0-8,0 7,0 6,3 7,5 5,0-9,0 5,0-8,0 7,0-8,0 8,0 6,3 7,8 7,0-9,0 5,0-8,0 7,0-9,0 11,4 10,6 12,1 Форма клубня округло-овальная овально-удлиненная округло-овальная - Глубина залегания глазков на клубне средне-глубокие мелкие мелкие - Цвет кожуры желтая розовая светло-розовый - Цвет мякоти желтаяжелтая желтая желтая - содержание в свежих клубнях составляет 17 ,5% (диапазон варьирования 8,0-29,0% ) или 75-80% в сухом веществе [18].

Изученные сортообразцы характеризовались невысокой крахмалистостью в клубнях. Средний показатель этого вещества изменялся в пределах от 12,0 до 16,3%. Содержание крахмала у гибрида При-15-15-7 составило 16,3% , При-15-12-23 – 13,9%. При этом установлено превышение показателей над стандартным сортом – 4,3 и 1,9% соответственно.

Картофель содержит целый набор полезных для человека витаминов. Особое значение имеет содержание витамина С (10-20 мг/100 г сырой массы). При ежедневном употреблении 300 г картофеля можно удовлетворить суточную потребность в витамине С на 70 % [18]. В наших исследованиях содержание витамина С в клубнях изменялось от 13,8 до 18,4 мг/100 г. Гибриды При-15-12-23 и При-15-15-7 имели среднее количество аскорбиновой кислоты 15,0 и 15,4 мг/100 г соответственно.

При переработке картофеля на картофелепро-дукты их качество во многом зависит от содержания редуцирующих сахаров в сырье,уровень которых не должен превышать 0,4 % [19]. При оценке уровня сахаров в сортообразцах При-15-12-23 и При-15-15-7 обнаружено этих веществ в пределах 0,28-1,04%. По средним показателям выделился генотип При-15-12-23 (0,34%).

Среди многочисленных патогенов, поражающих картофель,сегодня самым вредоносным для картофелеводов в мире является фитофтора ( Phytophthora infestans (Mont) de Bary ) [20,21]. Обследуемые образцы При-15-12-23 и При-15-15-7 обладают полевой устойчивостью к фитофторозу (7,0-8,0 баллов) и ризоктониозу (7,5-7,8 баллов) и средней резистентностью (6,3 балла) к альтерна-риозу.

При оценке столовых качеств было выявлено, что оба генотипа обладают хорошим и отличным вкусом – 7 ,0-8,5 баллов. Установлено, что кулинарный тип образцов При-15-12-23 и При-15-15-7 отнесен к промежуточной характеристике ВА (первая буква указывает на преобладающий кулинарный тип) [22].

Заключение

В результате многолетних исследований отобраны два гибрида: При-15-12-23 и При-15-15-7. Образцы обладают высокой стабильной урожайностью 48,7-51,0 т/га, хорошими потребительскими и кулинарными качествами.В настоящее время выделенные генотипы проходят Государственное испытание на устойчивость к раку картофеля ( S. Endobioticum, Далемский патотип ). Данные комбинации представляют большой интерес для селекции и могут стать новыми высокоурожайными сортами.

Об авторах:

Aboutthe Authors:

Valentina P. Voznyuk – Junior Researcher,

Department of Potato and Vegetable Growing,

Oksana V. Anikina – Junior Researcher,

Department of Potato and Vegetable Growing,

Irina V. Kim – Leading Researcher,

Department of Potato and Vegetable Growing, Correspondence Author, , , автор для переписки