Вариабельность и наследуемость реакции перспективных линий томата к высоким температурам

Оригинальные статьи / Original articles УДК 635.64:581.1

В последнее время всё большее значение приобретает воздействие высоких температур на рост и развитие сельскохозяйственных растений, включая и овощные культуры. Поэтому устойчивость их генотипов к жаре стала актуальной темой фундаментальных и прикладных исследований [6, 7, 8, 9, 13].

Большинство сельскохозяйственных культур подвер- гаются высокотемпературному стрессу на определенных стадиях развития, и в последнее время это явление становится более частым [14]. Благоприятные температуры для выращивания томата (Solanum lycopersicum L.) составляют от 25 до 30°C днем и 20°C ночью. Средние глобальные температуры увеличиваются примерно на 0,3°C за десятилетие. Повышение на 2…4°C по сравнению с оптимальной (25°C) температурой отрицательно влияет на рост растений, цветение, развитие гамет, развитие эмбрионов и прорастание семян; подавляет способность опыленных цветов развиваться в плодах; препятствует созреванию плодов и снижает урожайность. Засуха, вызванная недостаточным количеством осадков и/или изменением структуры осадков, является еще одним важным фактором климатического стресса для томатов, часто сопровождаемым относительно высокой температурой, при которой нарушается суммарное испарение и снижается кинетика фотосинтеза и продуктивность сельскохозяйственных культур [15]. Температура выше оптимальной может вызвать серьезные физиологические нарушения у растений томата, что приведет к сокращению вегетационного периода, ускорению цветения и созревания плодов [4] или неравномерному протеканию этих процессов [3, 12].

Селекция на устойчивость к высоким температурам становится приоритетом для Республики Молдова, так как в период цветения томатов часто поддерживаются высокие температуры воздуха (35-42°C), что значительно снижает завязывание плодов и урожайность. Поэтому создание генотипов томатов, устойчивых к экстремальным факторам окружающей среды, наряду с высокими показателями продуктивности и качества плодов, является серьезной проблемой в наших условиях [10, 11].

Известно, что генетические методы во многом ускоряют селекционный процесс. Исследованием генетической изменчивости признаков урожайности и качества у 20 генотипов томата выявлена высокая наследственность данных признаков. Это наблюдалось в характере роста растений, соотношения размеров корней и побегов, количества первичных ветвей на растение, количества цветков на кисть, количества плодов на растение, длины и ширины плода, продуктивности одного растения, содержания аскорбиновой кислоты, ликопина, хлорофилла и др. в сочетании с высоким генетическим прогрессом. Всё это указывает на аддитивное действие генов при формировании признаков. На основании полученных данных сделан вывод о том, что направленный отбор для указанных признаков может быть эффективным для их желаемого генетического улучшения [16].

Целью наших исследований было определить влияние стрессовых температур на органы роста и развития растений томата на раннем этапе онтогенеза, cтепень генетической, фенотипической изменчивости и наследуемости признаков.

Материалы и методы

Материалом для исследований служили 6 генотипов томата с высокими хозяйственно ценными признаками: линии L 302, L 303, L 304, L 305 и L 306, которые были получены из следующих гибридных комбинаций: F 14 Поток x F 1 (Грунтовый грибовский x L. chilense ), F 7 (Маестро x Иришка), F 12 (Новичок x Юлиана), F 7 (Маестро x Иришка) x

Маестро, F 8 (Mihaela x Dwarf Moneymaker), F 4 (Katerina x Дикая роза). В качестве стандарта использовали районированный сорт Mary Gratefully. Опыты проводились в лабораторных условиях. Трехдневные растения подвергали воздействию высоких температур в течение 6 часов. Измеряли длину зародышевого корня, стебелька и проростка у 7-дневных растений [1]. Были использованы четыре уровня температур: оптимальная – 25°С и стрессовые: 38, 40 и 42°С.

Для анализа наследуемости, вариабельности и генетического прогресса количественных признаков роста томата при взаимодействии разных температур применяли следующие формулы:

• σ ²g = (MSS – MSE)/r;

• σ ²ph = σ ²e + σ ²G;

• h²= σ ² g / σ ² ph x 100%;

PCV = 100 x √ σ ² ph / X;

GCV = 100 x √σ ² g / X;

• GA = K x ( σ P) x h²;

GA,% = 100 x K x h² x σ ph / X, в которых:

σ ² g – генетическая варианса ( genetic variance ); σ ² ph – фенотипическая варианса ( рhenotypic variance ); σ ²e – ошибка дисперсии (error variance), или VE = MSE; MSS – средняя сумма квадратов ( average sum of the squares ); h² – коэффициент наследуемости в широком смысле слова ( heritability in broad sense ); PCV,% – фенотипический коэффициент вариации ( рhenotypic coefficients of variation ); GCV,% – генотипический коэффициент вариации ( genotypic coefficients of variation ); GA,% – генетический прогресс ( genetic advance ) [2, 5].

Полученные данные обрабатывали в пакете программ STATISTICA 7.