Создание источников и доноров хозяйственно-ценных признаков смородины красной

Смородина черная и красная экономически важные культуры в системе импортозамещения плодово-ягодной продукции. Скороплодность данных культур позволяет получать урожай ягод на 2-3 год после закладки плантации. Возможность механизации всех агротехнических приемов возделывания смородины обеспечивает высокую рентабельность производства ягод [15,16].

В современных условиях роль сорта в садоводстве возросла, и он переместился в центр системы, вокруг которой ранжируются отдельные элементы отрасли: технология возделывания основывается на сортовой агротехнике, переработка сырья осуществляется по сортовым параметрам [13].

Новые сорта являются инновационным продуктом научной деятельности, внедрение которых в производство ведет к увеличению рентабельности выращивания культуры.

Создание новых сортов плодовых культур – это длительный и дорогостоящий селекционный  процесс. На  выведение сорта смородины черной  во ВНИИСПК

Вестник ОрелГАУ, 6(57), Декабрь 2015, http://dx.doi.org/10.15217/issn1990-3618.2015.6.29 потребовалось, в среднем, 15 лет работы до передачи на государственное сортоиспытание [7], сорта смородины красной – 14 лет [3].

Для ускорения селекционного процесса и повышения его эффективности в скрещивания в качестве родительских форм вовлекают источники и доноры хозяйственноценных признаков. Нахождение исходного материала с необходимыми параметрами селектируемых признаков среди сортовых форм является большой удачей. Наиболее успешные селекционные работы почти полностью построены на скрещиваниях специально созданных родительских форм.

Смородина красная – зимостойкая, скороплодная культура, обладающая высокой потенциальной продуктивностью. Биологические особенности смородины красной позволяют возделывать эту культуру во всех регионах РФ. Ягоды смородины красной являются продуктом диетического и лечебного питания, они содержат жизненно необходимые человеку витамины, микроэлементы, фенольные вещества и пектины, выводящие из организма вредные соединения. Смородина красная дает прекрасное сырье для переработки на сок, компот, желе, вино. Растет потребление ягод и в свежем виде.

Селекционная работа по смородине красной во ВНИИСПК ведётся на основе долгосрочной программы по основным приоритетным направлениям:

• -    высокая адаптивность, обеспечивающая стабильно высокую урожайность;

• -    комплексная устойчивость к болезням (мучнистая роса, листовые пятнистости);

• -    оптимальное сочетание компонентов продуктивности (длина кисти, масса ягод, самоплодность);

• -    улучшение вкусовых качеств ягод;

• -    улучшение биохимического состава ягод красной смородины;

• -    создание сортов разных сроков созревания.

Выращивание сортов с разными сроками созревания (от раннеспелых до позднеспелых) позволяет создать беспрерывный конвеер поступления свежих ягод смородины красной на стол потребителя с июня по август, а также снизить напряженность во время уборки урожая и переработки продукции.

В Госреестре селекционных достижений, допущенных к использованию по ЦЧР РФ, к которому относится Орловская область, группа раннеспелых сортов малочисленная: Йонкер ван Тетс, Виксне, Ранняя сладкая и сорт селекции ВНИИСПК – Нива [5]. Государственное испытание проходит еще один сорт селекции ВНИИСПК раннего срока созревания – Ася, который уже внесен в Госреестр по Дальневосточному региону.

В селекции на раннеспелость во ВНИИСПК одним из источников использовался сорт Чулковская. Этот сорт народной селекции обладает высокой адаптивностью, характеризуется высокой зимостойкостью, продуктивностью, повышенной устойчивостью к американской мучнистой росе [9].

Для получения сортов смородины красной с более ранним созреванием, чем у сорта Чулковская и полученных от него сортов, в селекцию был вовлечен ультраранний сорт Скороспелая, потомок смородины Пальчевского [3]. Ягоды этого сорта начинают созревать на неделю раньше раннеспелых сортов Йонкер ван Тетс, Нива, Ася. Для выращивания в нашей зоне сам сорт Скороспелая не представляет интереса, т.к. имеет мелкую ягоду, сильно поражается болезнями и дает низкий урожай.

Был проведен большой объем скрещиваний на основе генотипа сорта Скороспелая. В 47 комбинациях скрещивания сорт использовался в качестве материнской формы, в 19 – в качестве отцовской. В потомстве от опыления сорта Скороспелая пыльцой сорта Йонкер ван Тетс был отобран сеянец 1097-25-118 с созреванием одновременно с материнской формой, но более устойчивый к мучнистой росе и антракнозу, с крупными ягодами по массе на уровне отцовского сорта. В дальнейшем в целенаправленных скрещиваниях на раннеспелость использовался ОС 1097-25-118, представляющий наиболее высокую ценность для селекции, созревающий одновременно с ультраранним сортом Скороспелая и превосходящий его по ряду показателей.

Высокая продуктивность сортов смородины красной обеспечивается оптимальным сочетанием основных компонентов продуктивности - самоплодности, длины кисти, массы ягоды. Самоплодные сорта способны формировать урожай при неблагоприятных погодных условиях в период цветения при отсутствии или недостаточном перекрестном опылении. Основная часть сортов, созданных в институте, характеризуется хорошей и высокой 30

самоплодностью, что обеспечивает ежегодное плодоношение [1]. В создании длиннокистных сортов существенные достижения получены с включением в гибридизацию сорта Роте Шпетлезе, потомка смородины многоцветковой. Сорт широко использовался в селекционных программах ряда стран Европы. На его основе получены промышленные сорта Примус, Розетта, Ровада, Детван и др. Во ВНИИСПК впервые в России сорт Роте Шпетлезе был вовлечен в селекционный процесс. В качестве отцовской или материнской формы он использовался почти в 155 комбинациях скрещивания. С его участием во ВНИИСПК получено 13 сортов, из которых 4 районированы, 20 элитных форм первого и 3 – второго поколения и ряд ценных отборных форм. В настоящее время в селекции используются сорта и формы, полученные на основе генотипа сорта Роте Шпетлезе [4].

Продуктивность растений зависит от состояния их водного режима в период вегетации. Изменения в оводненности тканей, их водном балансе под воздействием неблагоприятных условий среды отражается на уровне, направленности и взаимосвязи физиологических процессов, определяющих формирование урожая и его качество. Способность удерживать и экономно расходовать воду в засушливых условиях является защитно-присобительной реакцией растений, которая обусловлена целым рядом морфо-физиологических факторов. Рядом ученых изучалось влияние засухи на показатели водоудерживающей способности и водного дефицита листьев смородины красной. В условиях Адыгеи Л.Г. Семеновой, Н.Р. Бжецевой (2003) [8]. установлено, что повышение водоудерживающей способности листьев в экстремальных условиях водообеспечения позволяет растениям смородины регулировать водообмен. Высокие значения водоудерживающей способности на фоне низкой оводненности (61-67%) отмечались у сортов Йонкер ван Тетс, Голландская белая, Английская белая. В исследованиях Т.С. Коробковой, С.М. Сабарайкиной, В.Н. Сорокопудова (2008) [14] проведена оценка устойчивости к засухе видов и интродуцированных сортов смородины красной в Якутии. Высокая устойчивость отмечена у интродуцированных видов Ribes atropurpureum (1 балл) и у Ribes glabellum (0,9 балла), низкая засухоустойчивость – у местных видов красной смородины Ribes palczewskii и Ribes triste (до 2 баллов).

В условиях Орловской области лабораторным методом завядания была проведена оценка устойчивости сортов смородины красной к засушливым условиям региона [2]. По потере воды в процессе завядания (до 10%) большая часть сортов вошла в группу устойчивых, а по возрастанию водного дефицита (20-30%) – среднеустойчивых к засухе. К засухоустойчивым отнесены генотипы Коралл, Альфа, Голландская красная и Йонкер ван Тетс. Наименьшую засухоустойчивость проявили сорта Красная Виксне, Валентиновка, Роза, Дана, повышение водного дефицита у которых составило 35, 20-38, 43%.

Начато изучение новых отборных форм по адаптации к засушливым условиям вегетационного периода для выделения источников для селекции на засухоустойчивость.

Целью исследований, отбор из генетического материала и конструирование новых доноров и источников для создания конкурентоспособных высокотехнологичных сортов смородины красной.

Для создания генетически нового исходного материала применяли метод комбинативной селекции с использованием межсортовых скрещиваний сортообразцов различного генетического и географического происхождения. Изучение гибридов, отбор ценных сеянцев и их оценка по хозяйственно-полезным признакам проводили по "Программе и методике селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур" [10] и "Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур [11].

Физиологические показатели, характеризующие засухоустойчивость, изучали лабораторными методами:

• –    водоудерживающая способность листьев по методике Арлонда [12];

• –    оводненность тканей, водный дефицит по методическим указаниям «Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям» [6].

Для выполнения исследований было проведено изучение 27 отборных форм, полученных на основе геномов 2-3 видов смородины (табл.1), и 294 гибридных сеянцев от комбинаций скрещивания: 77-1-56 х 271-56-53; Нива х 1097-25-118; Ася х 1097-25-118; Тамбовская ранняя х 1097-25-118; 82-4-11(Роте Шпетлезе х Чулковская) х 78-2-118 (Роте Шпетлезе× Маарсес Проминент).

Таблица 1. Генетическое происхождение отборных форм смородины красной

Сортообразец	Происхождение
44-5-10, 44-5-79, 44-5-30, 44-5-2	Чулковская × Миннесота
77-1-47, 77-1-56	Роте Шпетлезе × Йонкер ван Тетс
78-2-100, 78-2-115	Роте Шпетлезе× Маарсес Проминент
79-1-89	Роте Шпетлезе × Миннесота
80-4-11	Роте Шпетлезе× Ред Лейк
111-19-81	Аутбредный сеянец сорта Йонкер ван Тетс
115-43-35, 176-39-40	Аутбредный сеянец сорта Чулковская
129-21-61	Йонкер ван Тетс × Голландская красная
143-23-25	Чулковская ×Йонкер ван Тетс
261-65-19	Йонкер ван Тетс × с. темно-пурпуровая
271-56-54, 271-58-24	с. Мейера ×Йонкер ван Тетс
518-12-73	Аутбредный сеянец сорта Осиповская
618-32-16	Ред Лейк х Роте Шпетлезе
816-84-33	(Роте Шпетлезе х Маарсес Проминент) х (Роте Шпетлезе х Чулковская)
1097-25-118	Скороспелая х Йонкер ван Тетс
1432-29-98	Валентиновка × 44-5-78
1439-23-135	(Роте Шпетлезе х Ред Лейк) х (Роте Шпетлезе х Маарсес Проминент)
1518-37-47	150-21-13×143-23-25
1708-30-157	Инбредный сеянец сорта Баяна
2003-39-49	Ася × 1368-12-57 (I 2 Йонкер ван Тетс)

Исходными материнскими формами в целенаправленных скрещиваниях на раннеспелость были взяты раннеспелые сорта и отборные сеянцы, в качестве отцовской формы – ОС 1097-25-118 (табл.2).

Таблица 2. Результативность комбинаций скрещивания на раннеспелость

Номер семьи	Комбинация скрещивания	Выход раннеспелых сеянцев, %	Выход отборных сеянцев, шт
1662	Нива х 1097-25-118	30,4	5
1664	Ася х 1097-25-118	38,3	3
1667	Тамбовская ранняя х 1097-25-118	75,8	5
1676	143-23-25 х1097-25-118.	65,5	1

От скрещивания сортов Ася и Нива с данной отборной формой получено 38,3 и 30,4% сеянцев с ранним сроком созревания ягод. По выходу раннеспелых сеянцев (75,8%) ценной оказалась комбинация Тамбовская ранняя х 1097-25-118. Селекционную ценность по отбору сеянцев, сочетающих раннеспелость с другими хозяйственно-ценными признаками, представляют комбинации Нива х 1097-25-118, Тамбовская ранняя х 1097-25-118, Ася х 1097-25-118. Гибридологический анализ свидетельствуют о ценности ОС1097-25-118 как источника в селекции на раннеспелость.

По результатам изучения отборных форм данных комбинаций скрещивания в элиту выделен ОС 1664-30-119 [Ася х 1097-25-118 (Скороспелая х Йонкер ван Тетс)] очень раннего срока созревания – начало созревания ягод 10.06-14.06 (контрольный сорт Йонкер ван Тетс 16.06-20.06). Проявляет хорошую урожайность, устойчивость к болезням, высокие товарные (максимальная. масса ягоды до 1 г) и вкусовые качества ягод (кислотность 1,9%, сумма сахаров 8,0%) (рис.).

Современные сорта должны сочетать высокую урожайность со стабильным плодоношением. Стабильность плодоношения зависит от уровня адаптивности сортов к биотическим и абиотическим факторам зоны выращивания и от самоплодности сорта, которая способствует формированию урожая при неблагоприятных погодных условиях в период цветения при отсутствии или недостаточном перекрестном опылении.

Установлено, что передача признака самоплодности потомству у смородины красной контролируется полигенным типом с наличием положительных и отрицательных трансгрессий. В связи с этим, у отборных форм, даже если они получены от самоплодных родителей, необходимо изучать данный признак. В исследования были взяты 12 отборных форм, представляющие селекционную ценность. Низкая самоплодность выявлена у ОС 1439-23-135. Данный сеянец ежегодно обильно цветет (высоко декоративен в данный период), затем наблюдается сильное осыпание завязи. Основная часть изучаемых отборных сеянцев показала высокую и хорошую самоплодность. Наиболее высокой самоплодностью обладает ОС 44-5-2 – 64,3% (табл. 3), который рекомендуется в качестве источника в селекции на данный признак.

ОС 44-5-2 (Чулковская х Миннесота) раннего срока созревания, характеризуется зимостойкостью цветковых почек, высокой урожайностью - 14-21 т/га, в кисти 10 и более ягод, отрыв ягод сухой. Ягоды массой 0,5 - 0,8 г, максимальная масса более 1г. Ягоды темно-красные, вкус сладко-кислый приятный. Кислотность ягод по данным биохимической лаборатории ВНИИСПК 2,66-2,41%, сахаров 8,32-8,78%, сахарокислотный индекс составляет 3,4 единиц. Характеризуется повышенным содержанием P-активных веществ -629 ±30,7 мг/100 г (у контрольного сорта Йонкер ван Тетс – 492 ± 22,1 мг/100 г). ЭЛС 44-5-2 проявляет полевую устойчивость к мучнистой росе и листовым пятнистостям. Изучение водного режима листьев показало, что эта форма обладает высоким уровнем засухоустойчивости.

Таблица 3. Самоплодность отборных форм смородины красной

Отборная форма	Происхождение	Завязываемость ягод от самоопыления, %	Самоплодность
44-5-2	Чулковская х Миннесота	64,3	высокая
77-1-56	Роте Шпетлезе х Йонкер ван Тетс	57,0
80-4-11	Роте Шпетлезе х Ред Лейк	56,0
78-2-115	Роте   Шпетлезе  х   Маарсес Проминент	53,2
618-32-16	Ред Лейк х Роте Шпетлезе	52,0
518-12-73	Аутбредный    сеянец    сорта Осиповская	51,5
78-2-100	Роте   Шпетлезе  х   Маарсес Проминент	34,0	хорошая
44-5-79	Чулковская х Миннесота	33,5
816-84-33	(Роте Шпетлезе х Маарсес Проминент) х (Роте Шпетлезе х Чулковская)	31,8
1097-25-118	Скороспелая х Йонкер ван Тетс	30,5	средняя
1708-30-157	Инбредный сеянец сорта Баяна	24,1
1439-23-135	(Роте Шпетлезе х Ред Лейк) х (Роте  Шпетлезе  х  Маарсес Проминент)	17,2	низкая

Существенные достижения в селекции смородины красной на длиннокистность и высокую продуктивность получены с включением в гибридизацию сорта Роте Шпетлезе, потомка смородины многоцветковой. На основе генотипа этого сорта созданы новые сорта, элитные и отборные формы, которые по ряду показателей превосходят родительский сорт и являются новым исходным материалом для селекции.

В элиту выделен ОС 77-1-56 (Роте Шпетлезе х Йонкер ван Тетс), позднего срока созревания, характеризуется длинной кистью (до 12 см), ягодами темно-красного цвета (средняя масса 0,5г) сладко-кислого приятного вкуса (кислотность - 2,2%, сахара 8,1%) с хорошими желирующими свойствами, высокой урожайностью (140-180 ц/га) и самоплодностью. В комбинациях с его участием выщепляется до половины длиннокистных сеянцев. Например, в семье 1017(77-1-56 х 271-56-53) из 78 сеянцев выделилось 49,2% длиннокистных сеянцев. Данные гибридологического анализа позволяют ОС 77-1-56 рекомендовать в качестве донора длиннокистности.

Отборный сеянец 1426-21-80 [82-4-11 (Роте Шпетлезе х Чулковская) х 78-2-118 (Роте Шпетлезе х Маарсес Проминент)] предлагаем для использования в селекции как источник длиннокистности (длина кисти составляет 11-13 см, в кисти до 20 ягод) и высокой продуктивности (до 190 ц/га).

Изучение засухоустойчивости смородины красной и выделение источников с высоким уровнем данного признака.

В 2015 г. было проведено изучение показателей водного режима листьев (оводненности тканей листа, водоудерживающей способности, водного дефицита) 21 отборной формы смородины красной.

В течение 3 лет изучения оводненность листьев отборных сеянцев была на среднем и низком уровне (67,7 - 57,9%), что свидетельствует о недостаточной водообеспеченности растений в данный период (рис.1).

В июле у большинства изучаемых генотипов наблюдается снижение оводнености тканей листа. Общая оводненность листьев в указанный период колебалась от 64,9 до 57,1%, большинство исследуемых образцов имело низкий уровень содержания воды. У сортообразцов 77-1-47; 1518-12-73 эти значения, практически, не изменялись по месяцам. Значительное снижение оводненности, в сравнении с маем, было у сеянцев 143-23-25 (7,1%), 44-5-2 (6,4%), 44-5-30 (6,3%).

Важная роль в регуляции процесса водообмена принадлежит водоудерживающей способности клеток, связанной с содержанием в них осмотически активных и коллоидных веществ. Водоудерживающая способность зависит от реакции устьичного аппарата на воздействие экстремальных факторов среды. Известно, что листья более устойчивых к засухе растений отдают в процессе завядания меньше воды, чем листья малоустойчивых.

Лабораторным методом после четырехчасового завядания листьев была проведена оценка водоудерживающей способности изучаемых сортообразцов. Минимальная потеря воды отмечена у ОС 143-23-25 (19,7%), 176-39-40 (21,8%), 2003-39-49 (22,3%), (табл.4).

68.00

66.00

64.00

62,00

S 60,00

Рисунок 1-Оводненность листьев отборных сеянцев смородины красной, %

Таблица 4. Потеря воды листьев отборных сеянцев смородины красной, %

Отборная форма	Потеря воды, %	Отборная форма	Потеря воды, %
1432-29-98	35,4	44-5-10	27,4
115-43-35	32,9	44-5-30	27,0
1708-30-157	31,1	1518-37-14	26,3
78-2-115	30,8	44-5-2	26,2
78-2-100	30,7	518-12-73	25,0
111-19-81	29,9	77-1-47	24,2
44-5-79	29,4	164-22-25	24,1
1426-21-80	28,4	2003-39-49	22,3
261-65-19	28,2	176-39-40	21,8
271-58-24	28,0	143-23-25	19,7
129-21-61	28,0	Йонкер ван Тетс (к)	25,0
НСР 05			5,3

Согласно методическим указаниям сорта, теряющие при завядании до 25% воды, относятся в группу засухоустойчивых.

Дефицит воды до 10% не наносит растениям существенного вреда, если водный дефицит выше, то уже влияет на протекание метаболических процессов.

Существенный водный дефицит у ОС 11-19-81 – 17,8% (табл.5). Незначительный дефицит воды отмечен у отборных сеянцев 78-2-115, 164-22-25, 44-5-2, 77-1-47 (8,9–9,25%).

Таблица 5. Водный дефицит отборных форм смородины красной (%)

Отборная форма	Водный дефицит, %	Отборная форма	Водный дефицит, %
111-19-81	17,80	44-5-79	10,60
129-21-61	12,60	78-2-100	10,50
115-43-35	11,40	261-65-19	10,40
44-5-30	11,40	1432-29-98	9,40
271-58-24	11,20	518-12-73	9,40
44-5-10	11,40	1426-21-80	9,30
1518-37-14	11,10	77-1-47	9,20
1708-30-157	11,00	44-5-2	9,20
2003-39-49	10,90	164-22-25	9,10
176-39-49	10,80	78-2-115	8,90
143-23-25	10,70	Йонкер ван Тетс (к)	10,30
НСР 05			2,00

По результатам изучения показателей водного режима выделены образцы с высоким уровнем адаптации к засушливым условиям вегетационного периода: ОС 78-2-115, 164-2225, 44-5-2, 77-1-47, 1426-21-80. В качестве источников в селекции рекомендуем использовать ОС 44-5-2, 1426-21-80, сочетающих в генотипе засухоустойчивость с другими хозяйственно-ценными признаками.

В результате селекционной работы получены источники хозяйственно-ценных признаков смородины красной: раннеспелости – ОС 1097-25-118; высокой самоплодности и засухоустойчивости – ОС 44-5-2; длиннокистности, высокой продуктивности и засухоустойчивости – ОС 1426-21-80 и донор длиннокистности 77-1-56. Выделены элитные сеянцы раннего – 1664-30-119 и позднего – 77-1-56 сроков созревания. Использование генетически неродственных источников и доноров хозяйственно-ценных признаков смородины красной позволит ускорить селекционный процесс и повысить его эффективность.