Создание исходного материала для селекции F1 гибридов вишневидного томата с высоким содержанием сухого растворимого вещества

Культура томата повсеместно представляет высокую ценность в хозяйственно-пищевом отношении, что обуславливает ежегодно возрастающий спрос. Расширение потребительских предпочтений и развитие рынка вишневидного томата обусловлено морфологическими и биохимическими особенностями плодов данной группы. В настоящий момент возникзапрос на расширение ассортимента вишневидного томата, путем внедрения F1 гибридов, сочетающих высокие вкусовые качества с необычной окраской плода.

Селекция на улучшение биохимического состава плода традиционно является ключевым направлением для вишневидного томата. Среди представленных в литературе методов определения вкусовых характеристик плода, на первоначальных этапах селекционной программы наиболее эффективен рефрактометрический метод определения сухих растворимых веществ, что обусловлено высокой скоростью проведения анализа, низкой стоимостью и незначительными расхождениями с результатами, полученными весовым методом.

Как и большинство признаков, отражающих общийхими-ческий состав культуры, концентрация сухого растворимого вещества в плодах томата контролируется действием нескольких генов и в значительной степени подвержена модифицирующему влиянию условий выращивания [1]. Доля этого воздействия варьирует в различных исследованиях, что в условиях неоднозначности вопроса, подталкивает селекционеров к дальнейшей работе с генетическими особенностями сорта, как более контролируемой средой.

Вопрос о характере наследования сухого растворимого вещества в плодах томата активно поднимался в работах различных исследовательских групп. Обобщая совокупный результат этих исследований, А.В. Алпатьев (1981) отметил сложную природу наследования признака и возможность проявления, в зависимости от гибрида, полного доминирования, сверхдоминирования и промежуточного наследования. Немного позже Ch. Daskaloff, M. Konstantinova (1981) сделали вывод, что признак наследуется частично доминантно.

Во многих исследованиях была обнаружена тесная корреляция между содержанием сахаров и сухих растворимых веществ. По этой причине экспрессия признака содержания сухих веществ имеет сильную связь с генами, ответственными за метаболизм сахарозы, интенсивность фотосинтеза, накопление и распределение хлоропластов. К данной группе генов можно отнести: ген TAI, экспрессирующийся в плодах томата и регулирующий синтез и работу кислой вакуолярной инвертазы [2], фермента, отвечающего за процесс запасания сахаров и транспорт сахарозы в клетку [3]; паралогичные гены LIN5, LIN6, LIN7 и LIN8 , которые регулируют работу апопластических инвертаз [4], фермент контролирует транспорт сахарозы в клетки через апопласт [5]; ген SISUS1 , отвечающий за синтез и работу фермента сахарозосинтазы, который регулирует процессы синтеза и распада сахарозы [6]; ген RIN участвует в процессе созревания плодов, регулируя биосинтез этилена, углеводов и ароматических соединений [7], а также экспрессию генов инвертазы (TAI) и ингибитора инвертазы (VIF) [68]; ген U ответственен за накопление и распределение хлорофилла в процессе созревания плодов; ген HP контролирует цитокинновый клеточный цикл, определяет размер клеток и число хлоропластов [9, 10].

Взаимосвязь между окраской томата и качественным составом плода обусловлена биохимической природой ее формирования.Та или иная пигментация в процессе созревания формируется путем сложного взаимодействия между фитогормонами, условиями окружающей среды и генетически предопределёнными факторами: пигментным составом кожицы, особенностями биосинтеза каротиноидов и деградации хлорофилла [11].

Закономерности наследования и пути формирования различных типов окраски плодов томата активно изучались различными исследовательскими группами. Так в своей работе Hunt и Baker (1980) отмечали, что ген Y приводил к накоплению флавоноида нарингенин халкона в кожице томата, что обуславливало ее желтоватую окраску. Мутантный аллель данного гена приводил к формированию бесцветной кожицы.

Доминантный аллель R локуса обуславливает синтез и накопление каротиноидного пигмента – ликопина, определяющего характерную красную окраску мякоти. Рецессивное состояние гена приводит к ингибированию активности фитоенсинтазы и формированию бледно желтой окраски [12]. Накопление проликопена контролируется действием гена t и приводит к формированию оранжевой окраски [13]. Формирование фиолетовой окраски у томата обусловлено синтезом антоцианов в кожице плода в ответ на воздействие стрессовых факторов [14].

Условия, материалы и методы исследования

Научно-исследовательскую работу проводили в 2020 году на базе Слободского селекционного центра «Гавриш» в климатических условиях Московской области. В работе нами была изучена коллекция, состоящая из 46 расщепляющихся F 2 популяций вишневидного томата с различной окраской плодов, на предмет содержания в них сухого растворимого вещества.

Агротехника – общепринятая для культуры томата. Рассада была выращена в условиях пленочной теплицы с дополнительным обогревом. Посев на рассаду проводили 7 апреля в кассеты, начало всходов – 21 апреля. Подросшая рассада 11 мая была высажена в грунтовые пленочные необогреваемые теплицы с капельным поливом. Схема посадки двухстрочная 70х50х35.

Весь полученный растительный материал был визуально оценен и распределен на 5 цветовых групп: красноплодные, желтоплодные, розовоплодные, коричневоплодные, фиолетовоплодные.

Для определения средней концентрации сухого растворимого вещества в плодах применялся ручной рефрактометр ATAGO-Pal1 с автоматической температурной компенсацией, принцип действия которого основан на измерении угла преломления света на границе двух сред. Для проведения измерений каждого из растений были отобраны по три полностью вызревших плода в основании первой кисти, после чего на датчик прибора наносили 2-3 капли клеточного сока.

Обработка данных и расчет статистических показателей проводились с использованием пакета программ Microsoft Excel. Для расчета последних применялись следующие формулы: дисперсия (8²)=Цх-х ср )²/п-1 ; стандартное отклонение (S) = ^S ² ; коэффициент вариации (V, %) = (S /х ср ) * 100 ; ошибка выборочной средней (S x ) = S / ^п ; относительная ошибка выборочной средней (Sx, %) = S x /x *100.