Выделение исходных форм для селекции Prunus cerasus L., устойчивых к весенним заморозкам

Автор: Ожерельева З.Е., Ефремов И.Н.

Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau

Статья в выпуске: 5 (86), 2020 года.

Бесплатный доступ

В представленной статье обобщены результаты исследований по устойчивости к весенним заморозкам генотипов вишни в течение 2018-2020 гг. Исследования проведены на базе лаборатории физиологии устойчивости плодовых растений ФГБНУ Всероссийского НИИ селекции плодовых культур. Материал исследований - генотипы вишни селекции института. Цель настоящих исследований - изучить устойчивость к весенним заморозкам генотипов вишни селекции ВНИИСПК методом искусственного промораживания и выделить исходные формы устойчивости для дальнейшей селекции на заданный признак. В результате искусственного промораживания определили высокую устойчивость цветков и бутонов к весеннему заморозку -1,0ºС у генотипов вишни Бусинка, Муза, Ровесница, 84847 и 84854. После действия температуры -2,0ºС установили достаточно высокий уровень устойчивости репродуктивных органов у следующих генотипов вишни - Верея, Капелька, Муза, Новелла, Подарок учителям, Ровесница, Тургеневка, Шоколадница, 84735, 84847 и 84854. После действия температуры -3,0ºС выявили высокоустойчивую гибридную форму 84847 с наименьшим количеством погибших цветков и бутонов - 12,0%. Также были отмечены устойчивые генотипы вишни (Бусинка, Шоколадница, 84735 и 84854), у которых цветки и бутоны в сумме повредились не более 50,0%. На основании результатов исследований проведено распределение опытных генотипов вишни по группам устойчивости к весенним заморозкам. Используя экспериментальные данные, выделили высокоустойчивый генотип вишни 84847, который рекомендуется в качестве исходной формы устойчивости репродуктивных органов к весенним заморозкам для дальнейшей селекции на заданный признак.

Еще

Весенний заморозок, искусственное промораживание, репродуктивные органы, устойчивость

Короткий адрес: https://sciup.org/147230744

IDR: 147230744 | DOI: 10.17238/issn2587-666X.2020.5.59

Текст научной статьи Выделение исходных форм для селекции Prunus cerasus L., устойчивых к весенним заморозкам

Вве^ение. Улучшение стандартного сортимента вишни является обязательным условием сохранения промышленного значения данной культуры, что весьма актуально при постоянном усло^нении экологической ситуации в саду. B связи с этим необходимы сорта, характеризующиеся не только высокой уро^айностью, товарными и потребительскими качествами плодов, но так^е и устойчивостью к абиотическим стрессорам [1].

Устойчивость вишни к неблагоприятным условиям среды является одной из ва^нейших характеристик, определяющих хозяйственную ценность и эффективность их возделывания в конкретной области [2]. Bеличина уро^ая и его качество зависят от устойчивости репродуктивных органов вишни к весенним заморозкам [3]. B период формирования будущего уро^ая весенние заморозки повре^дают бутоны, цветки и завязь плодов вишни и тем самым причиняет большой экономический убыток аграрному хозяйству [4, 5]. Из-за потепления климата в последние годы риск повре^дений от заморозков повысился, поскольку активация ростовых процессов в конце зимы – начале весны усиливается, распускание и цветение почек начинается раньше [6]. Bесенние заморозки могут привести у косточковых культур к потере уро^ая до 90% [7]. Bследствие нестабильности погодных условий в начале вегетации изучение биологических ресурсов устойчивости генотипов вишни к негативному воздействию весенних заморозков является весьма своевременным и актуальным [8-10]. B значительной мере решению данного вопроса мо^ет содействовать целенаправленная селекция с применением устойчивых исходных форм вишни, что приводит к получению гибридного потомства, из которого выделяют новые сорта, отвечающие требованиям современного адаптивного садоводства.

Цель иссле^ований – изучить устойчивость к весенним заморозкам генотипов вишни селекции BНИИСПК методом искусственного промора^ивания и выделить исходные формы устойчивости для дальнейшей селекции на заданный признак.

Услови^, материалы и мето^ы. Исследования провели в 2018-2020 гг. на базе лаборатории физиологии устойчивости плодовых растений Bсероссийского НИИ селекции плодовых культур. Материал исследований – генотипы вишни селекции института. Изучение устойчивости генотипов вишни к весенним заморозкам провели методом моделирования повре^дающих факторов в контролируемых условиях [11].

Моделировали в период цветения вишни (начало мая) весенние заморозки (-1º, 2º, -3ºС) в климатической камере PSL-2KPH (Espec, Япония). Температуру сни^али со скоростью 1ºС в час. Длительность воздействия отрицательной температуры – три часа. Для искусственного промора^ивания брали ветки с соцветиями, так как это в большей степени соответствует природным условиям. Bетки генотипов вишни связывали в один пучок, часть листьев удаляли для того, чтобы соцветия были не скрыты. Срезы веток мазали садовым варом и обертывали мокрой марлей [12, 13]. ^нализировали у ка^дого генотипа не менее 100 цветков и 100 бутонов в двух повторностях. При пони^ении температуры до 0…-1ºС ветки спрыскивали водой ручным опрыскивателем, чтобы предотвратить переохла^дение. Далее продол^али пони^ение температуры до заданной [6, 12, 13]. После промора^ивания ветки устанавливали на оттаивание при 0-2ºС в холодильный шкаф CV 114-S (Polair, Россия), затем повышали температуру до 22ºС со скоростью 3ºС/час и помещали в сосуды с водой. Bетки выдер^ивали в лабораторных условиях в сосудах с водой 24 ч до проявления повре^дения генеративных органов. Степень повре^дения бутонов и цветков определяли визуально по побурению тканей тычинок и пестиков. Потом вычисляли количество ^ивых и повре^денных цветков и бутонов [6, 12, 13].

^нализ результатов провели общепринятым методом математической статистики [14] (ANOVA) с использованием программы MS Excel. При расчете НСР данные по искусственному промо р а^иванию генеративных органов (%) преобразовывали через угол-арксинус V% . Различия между вариантами считали достоверными при p≤0,05.

Результаты и обсуждение. Оценка повреждений репродуктивных органов показала, что в первую очередь повре^дались пестики, тычинки оставались не повре^дёнными. Повре^дение пестика означает, что завязывания плодов не будет [5, 6, 15, 16].

После воздействия температуры -1,0ºС отметили высокую устойчивость бутонов у изученных генотипов вишни. Наряду с тем у сорта Конкурентка отметили максимальное количество погибших бутонов 19,4%. Количество погибших цветков у большинства генотипов вишни не превысило – 17,0%. При этом установили высокую устойчивость репродуктивных органов к весеннему заморозку -1,0ºС у отдельных генотипов вишни (Бусинка, Музa, Ровесница, 84847, 84854). У раноцветущего сорта Конкурентка зафиксировали при этом наибольшее количество погибших цветков (табл. 1). Статистическая обработка результатов искусственного промора^ивания при t= -1,0ºС выявила достоверные различия ме^ду генотипами вишни (F ф =4,5>F т =1,9) по повре^дению цветков.

Таблица 1 – Оценка повре^дений репродуктивных органов вишни отрицательной температурой в период цветения

Генотип	Промора^ивание при t= -1,0°С
Генотип	% погибших цветков	угол-арксинус V%
Быстринка	0,8	5,1
Бусинка	0,0	0,0
Bерея	0,6	4,4
Гриот Остгемский	3,9	11,4
Капелька	5,7	13,8
Конкурентка	55,5	48,1
Муза	0,0	0,0
Новелла	1,6	7,3
Орлица	13,6	21,6
Превосходная Bеньяминова	16,3	23,8
Путинка	3,1	10,1
Подарок учителям	3,3	10,5
Ровесница	0,0	0,0
Тургеневка	0,8	5,1
Уманская скороспелка	3,3	10,5
Шоколадница	1,2	6,3
84595	1,8	7,7
84735	0,0	0,0
84847	7,4	15,8
84854	0,0	0,0
НСР 0,05		16,6

B результате проведенного эксперимента установили высокий уровень устойчивости репродуктивных органов после воздействия температуры -2,0ºС у генотипов вишни: Bерея, Капелька, Муза, Новелла, Подарок учителям, Ровесница, Тургеневка, Шоколадница, 84735, 84847, 84854. При этом следует отметить сорт Муза, у которого цветки и бутоны выдер^ивали промора^ивание при температурном ре^име -2,0ºС без повре^дений. Были отмечены устойчивые генотипы (Бусинка, Путинка, Уманская скороспелкa, 84595), у которых суммарное количество погибших репродуктивных органов варьировало в пределах от 10,8 до 21,7%. Максимальное количество погибших цветков (72,4%) и бутонов (33,6%) зарегистрировали у сорта Конкурентка (табл. 2). Дисперсионный анализ показал достоверные различия по подмерзанию цветков (F ф =3,5>F т =1,9) и недостоверные различия по подмерзанию бутонов генотипов вишни (F ф =1,3>F т =1,9) при воздействии t= -2,0ºС.

Таблица 2 – Оценка повре^дений репродуктивных органов вишни отрицательной температурой в период цветения

Генотип	Промора^ивание при t= -2,0° С
Генотип	% погибших цветков	угол-арксинус J%	% погибших бутонов	угол-арксинус 4%
Быстринка	25,5	30,3	1,3	6,6
Бусинка	10,8	19,2	0,0	0,0
Bерея	1,8	7,7	0,0	0,0
Гриот Остгемский	25,8	30,5	0,0	0,0
Капелька	8,8	17,3	0,0	0,0
Конкурентка	72,4	58,3	33,6	35,4
Муза	0,0	0,0	0,0	0,0
Новелла	8,1	16,5	0,0	0,0
Орлица	26,5	31,0	0,0	0,0
Превосходная Bеньяминова	28,2	32,1	5,8	13,9
Путинка	21,4	27,6	0,0	0,0
Подарок учителям	3,1	10,1	0,7	4,8
Ровесница	3,2	10,3	0,0	0,0
Тургеневка	1,8	7,7	0,0	0,0
Уманская скороспелка	19,2	26,0	0,6	4,4
Шоколадница	7,0	15,3	0,0	0,0
84595	16,4	23,9	5,3	13,3
84735	1,7	7,5	0,0	0,0
84847	7,3	15,7	0,0	0,0
84854	6,1	14,3	0,0	0,0
НСР 0,05		25,1		F ф т

После воздействия на генеративные органы температурой -3,0ºС выявили гибридную форму 84847 с суммарным количеством погибших цветков и бутонов – 12,0%. При этом выделили устойчивые генотипы вишни (Бусинка, Шоколадница, 84735, 84854) с количеством повре^денных генеративных органов не более 50,0%. У некоторых сортов вишни (Быстринка, Муза, Путинка, Ровесница, Тургеневка, Уманская скороспелка) отметили среднее повре^дение цветков и бутонов (от 50,7% до 75,0%) при температурном ре^име -3,0ºС. Для остальных генотипов вишни характерно сильное подмерзание репродуктивных органов (более 75,0%) (табл. 3). ^нализ полученных результатов искусственного промора^ивания показал достоверные различия (F ф =2,5>F т =1,9) ме^ду генотипами вишни по повре^дения цветков и бутонов при t= -3,0ºС.

Таблица 3 – Оценка повре^дений репродуктивных органов вишни отрицательной температурой в период цветения

Генотип	Промора^ивание при t= -3,0°С
Генотип	% погибших цветков	угол-арксинус v%	% погибших бутонов	угол-арксинус v%
Быстринка	52,3	46,3	22,2	28,1
Бусинка	36,3	37,0	6,8	15,1
Bерея	78,1	62,1	28,3	32,1
Гриот Остгемский	79,0	62,7	31,2	34,0
Капелька	67,8	55,4	26,9	31,2
Конкурентка	81,4	64,4	48,7	44,3
Муза	35,2	36,4	15,5	23,3
Новелла	72,6	58,4	21,5	27,6
Орлица	59,5	50,5	32,5	34,8
Превосходная Bеньяминова	87,0	68,9	61,3	51,5
Путинка	56,9	50,5	5,4	13,4
Подарок учителям	80,9	64,1	6,4	14,6
Ровесница	55,2	48,0	11,5	19,8
Тургеневка	50,2	45,1	16,9	24,3
Уманская скороспелка	47,9	43,8	8,8	17,3
Шоколадница	30,1	33,3	12,7	20,9
84595	56,2	48,6	23,6	29,1
84735	36,9	37,4	5,1	13,0
84847	12,0	20,3	0,0	0,0
84854	34,7	36,1	1,0	5,7
НСР 0,05		36,5		28,2

Выводы. B результате проведенного эксперимента установили, что в бутонах и распустившихся цветках после заморозков в первую очередь повре^дался пестик, тычинки оставались не повре^дённые.

Изученные генотипы вишни распределили на 4 группы устойчивости к весенним заморозкам [12, 13]:

1. Bысокоустойчивые (84847) – количество повре^денных цветков и бутонов после промора^ивания при t= -3,0ºС не превысило 25,0%.
2. Устойчивые (Бусинка, Шоколадница, 84735, 84854) – количество повре^денных цветков и бутонов после промора^ивания при t= -3,0ºС от 25,1 до 50,0%.
3. Среднеустойчивые (Быстринка, Муза, Путинка, Ровесница, Тургеневка, Уманская скороспелка) – количество повре^денных цветков и бутонов при t= -3,0ºС от 50,1 до 75,0%.
4. Неустойчивые (Bерея, Гриот Остгеймский, Капелька, Конкурентка, Новелла, Орлица, Превосходная Bеньяминова, Подарок учителям, 84595) – количество повре^денных цветков и бутонов после промора^ивания при t= -3,0ºС более 75,0%.

Таким образом, высокоустойчивый генотип 84847 рекомендуется в качестве исходной формы устойчивости репродуктивных органов к весенним заморозкам для селекции.

Список литературы Выделение исходных форм для селекции Prunus cerasus L., устойчивых к весенним заморозкам

Ожерельева З.Е., Гуляева A.A. Влияние заморозков на устойчивость генеративных органов вишни в период цветения // Современное садоводство. 2015. № 3 (15). С. 45-51.
Szalay L. Comparison of flower bud development in almond, apricot and peach genotypes // International Journal of Horticultural Science. 2006. № 12 (2). P. 93-98.
Earlier leaf-out rather than difference in freezing resistance puts juvenile trees at greater risk of damage than adult trees / Y. Vitasse, A. Lenz, G. Hoch, C. Körner // J Ecol. 2014. № 102. P. 981-988.
Rodrigo J. Spring frosts in deciduous fruit trees - morphological damage and flower hardiness // Scientia Horticulturae. 2000. № 85. P. 155-173. http://dx.doi.org/10.1016/S0304-4238(99)00150-8.
Ожерельева 3.E., Голяева О. Д. Устойчивость цветков и бутонов смородины красной к весенним заморозкам // Селекция, генетика и сортовая агротехника плодовых культур. Орел, 2015. С. 99-101.
Ожерельева З.Е., Гуляева A.A. Устойчивость сортов черешни к весенним заморозкам // Современное садоводство - Contemporary horticulture. 2018. №1. С. 38-43. DOI: 10.24411/2218-5275-2018-10106.
Proebsting E.L. Cold resistance of stone fruit flower buds. Cooperative Extension of Washington State University, Washington, 1982.
Development dynamics of generative organs of black currants and their resistance to spring frosts / P. Duchovskis, J. B. Siksnianiené, T. Siksnianas, G. Bandaraviciené // Sodininkysté ir darzininkysté. 2000. № 19 (1). P. 3-14.
Leinonen I., Hänninen H. Adaptation of the timing of bud burst of Norway spruce to temperate and boreal climates // Silva Fennica. 2002. № 36 (3). P. 695-701.
Evaluation of genetic resources of fruit crops as donors of cold and disease resistance in Lithuania / R. Rugienius, T. Siksnianas, D. Gelvonauskiene, G. Staniene, A. Sasnauskas, I. Zalunskaite, V. Stanys // Acta Horticulturae. 2009. № 825. P. 117-123.
Предварительный отбор перспективных генотипов плодовых растений на экологическую устойчивость и биохимическую ценность плодов (метод. реком.) / В.Г. Леонченко, Р.П. Евсеева, Е.В. Жбанова, Т.А. Черенкова. Мичуринск, 2007. 72 с.
Ожерельева З.Е., Ефремов И.Н. Изучение устойчивости вишни к весенним заморозкам // Селекция и сорторазведение садовых культур. 2019. Т. 6. № 1. С. 80-82.
Ожерельева З.Е., Ефремов И.Н. Оценка устойчивости генеративных органов вишни к весенним заморозкам // Современное садоводство - Contemporary horticulture. 2018. № 3. С. 63-68. DOI: 10.24411/2312-6701-2018-10309.
Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
Variation in cold hardiness of sweet cherry flower buds through different phenological stages / M.R. Salazar-Gutiérrez, B. Chaves, J. Anothai, M. Whiting, G. Hoogenboom // Science Horticultural. 2014. № 172 (9). P. 161-167.
Matzneller P., Götz K.P., Chmielewski F.M. Spring frost vulnerability of sweet cherries under controlled conditions // International Journal Biometeorology. 2016. № 60. P. 123-130.

Еще

Статья научная