Создание функционально стерильных крупноплодных линий томата и оценка их комбинационной способности

Селекционная работа по созданию гибридов F1 томата на основе материнских форм с функ- циональной мужской стерильностью (ФМС) типа Врбычанский низкий (ps-2) в Приднестровском НИИ сельского хозяйства проводится с 1975 года, когда был заключен договор о творческом сотрудничестве с Институтом генетики Болгарской Академии наук. За это время была создана серия ранних гибридов детерми- нантного и полудетерминантного типов, из которых наиболее широкое распространение в производстве получили детерминантные гибриды F1 Союз 8, F1 Андромеда, F1 Нептун, F1 Семко 98, F1 Семко 100, полуде-терминантные гибриды F1 Крона, F1 Фламенко, которые возделывались в открытом грунте и в пленочных теплицах, характеризовались высокой урожайностью и среднекрупными (100-120 г) плодами (Стрельникова и др., 1984, 1987, 1988).

В конце 90-х годов прошлого столетия перед селекционерами института была поставлена задача создания новых высокорослых гибридов F1, которые наряду с высокой урожайностью и раннеспелостью, обладали бы крупными (120-150 г) плодами с оптимальным содержанием биологически активных веществ.

Материал и методика исследований

В качестве геноносителей ФМС использовали три линии с высокой комбинационной способностью, которые являются материнскими формами гибридов F1 Союз 8, F1 Андромеда, F1 Нептун и F1 Крона. Источниками круп-ноплодности служили четыре образца полудетерминантного и индетер-минантного типа роста с массой плода 200-300 г.

1. Расщепление гибридов F2 при гибридизации ФМС-линий с фертильными образцами (2004 год)

Гибрид F2		Исследовано растений, шт.	Количество растений, шт.		Лимиты изменчивости по массе плода, г
			ps	1\2 ps	всего образца	ps и 1\2 ps растений
		24			60-160	70-160
№ 2		24	1	4	60-150	100-140
№ 3		20	0	0	70-150	-
№ 4		24	0	3	80-150	100-130
№ 5		20	2	1	70-140	70-140
№ 6		20	0	3	40-180	50-120
№ 7		20	0	0	40-120	-
№ 8		5	0	0	80-150	-
Всего	шт.	157	3	20
	%	100	1,9	12,7

Опыты проводили в 2003-2005 годах в открытом грунте на шпалере, с 2006 года – в пленочной теплице.

Селекционный материал на стерильность оценивали по двум критериям: 1) растрескиваемость пыльников при их подсушивании в лабораторных условиях при температуре 20-25oС; 2) завязываемость и осеменен-ность при свободном опылении (Узун, Блинова, 2009). К функционально стерильным (ps) относили растения, у которых не отмечалось высыпания пыльцы при принудительном ее «выбивании» и к концу вегетации завязывалось не более 1-2 малоосеменных плодов. К полустерильным (1/2 ps) относили растения, у которых пыльца не

«выбивалась» или «выбивалась» в очень малом количестве, при этом растения к концу вегетации завязывали 3-5 осемененных плодов.

Оценку комбинационной способности проводили по системе топкрос-сных скрещиваний (Савченко, 1973).

Результаты и их обсуждение

Во втором гибридном поколении у трех комбинаций все растения были фертильными, у трех – выделялись только полустерильные растения, у двух – выделялись стерильные и полу-стерильные растения. Количество стерильных растений составило 1,9%, полустерильных – 12,7% (табл.1). Масса плода у отдельных индивиду- альных отборов составляла 120-160 г.

В третьем гибридном поколении у трех индивидуальных стерильных отборов все растения были стерильны. Потомство полустерильных растений в F3 представляло популяцию фертильных (57,2%), полустерильных (33,3%) и стерильных (9,5%) растений (табл.2).

Таким образом, характер расщепления в F3 потомства полустерильных растений незначительно отличается от характера расщепления гибридов F2, полученных при гибридизации стерильной и фертильной линий. Поэтому проводить отборы из популяций полустерильных форм целесообразно при наличии у них признаков и

2. Результаты оценки гибридов F3 на проявление признака ФМС (2005 год)

Гибрид F3		Степень проявления ФМС	Изучено растений, шт.	Количество растений, шт. ps                      1/2 ps		Масса плода, г
№ 2		ps	5	5	0	80-110
№ 5		ps	10	10	0	100-140
Всего	шт.		15	15	0
	%		100	100	0
№ 1		1/2 ps	45	4	21	100-200
№ 2		1/2 ps	12	0	0	-
№ 5		1/2 ps	11	3	5	100-110
№ 6		1/2 ps	16	1	2	80-100
Всего	шт.		84	8	28
	%		100	9,5	33,3

3. Характеристика новых функционально стерильных линий в сравнении с исходными функционально стерильными линиями (2007-2009 годы)

Линия	Период всходы-созревание первого плода, дни	Длина главного побега, см	Порядковый номер листа заложения первого соцветия	Количество листьев между соцветиями, шт.	Завязываемость плодов в первых трех соцветиях, %	Количество плодов в первых трех соцветиях, шт.	Масса плода в первых трех соцветиях, г
458*	94	88	5,0	2,0	55	4,1	66
957	95	169	6,0	2,9	57	4,1	64
441**	99	194	5,4	2,2	41	3,9	80
1235	98	163	8,1	3,6	50	1,8	269

*- исходная линия, использованная при создании линии 957

**- исходная линия, использованная при создании линии 1235

свойств, не имеющихся у стерильных растений.

Начиная с F4, селекционную работу по созданию новых функционально стерильных форм проводили с потомством стерильных растений гибрида № 5 и полустерильных растений гибрида № 1, который характеризовался более крупными плодами.

Потомство восьми индивидуальных отборов в F4 было стерильным. По комплексу признаков для изучения комбинационной способности (КС) были отобраны два образца F4, в дальнейшем именуемые линии 957 и 1235 (табл.3).

Новая линия 957 имеет простую кисть с округлыми среднекрупными плодами (у исходной линии 458 соцветие промежуточное), не уступает исходной линии по раннеспелости, несмотря на более высокое заложение первого соцветия, и характеризуется сильнорослым и длинным главным побегом, на котором формируется 10-12 соцветий (у исходной линии – 6-8 соцветий). Отличительным признаком новой линии является приподнятое расположение листа относительно главного побега. По ряду морфологических признаков линия сходна с отцовским компонентом скрещивания, отселектирован-ным из гибрида F1 Красная стрела.

Новая линия 1235 характеризуется очень крупными плодами (250-280 г) плоскоокруглой формы, приближаясь по этому показателю к фертиль- ному компоненту скрещивания – сорту Японское солнце. Линия низкорослая, с высоким заложением первого соцветия и редким (через 34 листа) заложением последующих соцветий. На растении формируется 4-5 кистей, в которых завязывается по 1-3 плода.

Изучение КС новых линий начали проводить с F4, включив в гибридизацию ранние детерминантные материнские и отцовские формы с высокой общей комбинационной способностью (ОКС) по раннеспелости и урожайности.

Было установлено, что при гибридизации с новыми линиями гибриды F1 имеют полудетерминантный или индетерминантный тип роста в зависимости от отцовского компонента скрещивания.

Двухлетнее изучение КС новых линий в системе топкроссных скрещиваний 8 х 6 показало, что они обладают самой высокой и стабильной ОКС по массе плода и высокой ОКС по общей урожайности. КС по продолжительности периода всходы-созрева-ние первого плода и урожайности за первую декаду сборов у обоих линий была низкой, а по ранней урожайности за месяц плодоношения – средней, причем у линии 957 – нестабильной: низкая ОКС – в 2008 году и высокая ОКС – в 2009 году (табл.4)

Высокая специфическая комбинационная способность (СКС) по раннеспелости, урожайности и массе плода была выявлена при гибридизации этих линий с двумя детерми-нантными скороспелыми линиями 158 и 1319. Гибридная комбинация F1 линия 957 х линия 1319 успешно прошла государственное испытание в Молдове и внесена в Реестр сортов и гибридов, допущенных к использованию на территории Молдовы с 2011 года под названием F1 Атос.

F1 Атос – ранний (от массовых всходов до начала плодоношения в пленочных теплицах составляет 9295 суток), полудетерминантного типа роста. Длина главного стебля 180220 см, первая кисть закладывается над 5-7 листом, последующие – через 2,6-3,1 листа. На растении образуется 7-9 соцветий, в которых формируется 4-7 плодов массой 110-140 г плоскоокруглой формы (индекс формы 0,90). Плоды без зеленого пятна у плодоножки, красного цвета, вкусные, с высоким содержанием биологически активных веществ (сухие вещества – до 6,9%, общий сахар – до 4,0%, витамин С – до 18,2 мг/100г сырого вещества). Высокое значение сахарокислотного индекса (около 7 единиц) свидетельствует о сбалансированном содержании в плодах сахаров и кислот. Гибрид устойчив к вирусу табачной мозаики, вынослив к альтернариозу.

Выводы

• 1.    Для ускорения селекционного процесса по созданию новых функ-

• 4. Эффекты ОКС функционально стерильных линий томата по основным хозяйственно ценным признакам

  Линия	Год исследования	Эффекты ОКС (gi) по признакам
  		длительность периода "массовые всходы-созревание первого плода"	урожайность			средняя масса плода
  			за первую декаду сборов	за первый месяц сборов	общая
  458*	2008	0,01	0,61	0,42	-0,10	10,62
  	2009	0,50	-0,51	-1,53	-1,41	-6,02
  2479**	2008	0,02	0,00	0,00	-0,11	2,41
  	2009	-2,12	0,50	0,83	-1,22	-3,84
  900	2008	-0,11	-0,10	0,96	0,12	3,82
  	2009	-0,42	0,00	-0,14	-0,43	1,90
  902	2008	-0,23	0,10	0,28	-0,31	-2,00
  	2009	1,12	0,13	0,10	-0,24	3,85
  928	2008	1,00	0,00	0,31	0,33	-2,02
  	2009	-1,43	0,44	0,00	-0,32	-6,34
  957	2008	0,10	-0,11	-0,42	0,22	13,46
  	2009	1,41	-0,23	0,71	1,14	13,74
  1235	2008	0,01	0,00	0,01	0,11	11,87
  	2009	2,54	-0,21	0,11	0,01	10,04
  2099	2008	0,22	-0,53	-0,94	-0,12	-15,64
  	2009	1,02	-0,51	-0,26	0,24	-4,81

• 2.    Созданы две линии с ФМС (ps-2) полудетерминантного и индетерми-

• нантного типа роста с высокой КС по массе плода и общей урожайности.

• 3.    Выделена полудетерминантная гибридная комбинация F₁ Атос с высокой СКС по раннеспелости и урожайности.

*- стандарт высокой ОКС по ранней и общей урожайности

**- стандарт высокой ОКС по раннеспелости.

циональных стерильных линий при гибридизации с фертильными образцами необходимо в F2 проводить отбор только функционально стерильных растений. Отбор полусте-рильных растений целесообразен в случае отсутствия у стерильных растений признаков и свойств, необходимых для решения поставленных задач.