совершенствование генетического разнообразия плодовых и

УДК 634.1:631.527
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО РАЗНООБРАЗИЯ
ПЛОДОВЫХ И ЯГОДНЫХ КУЛЬТУР ВО ВСТИСП
Гиричев В.С., Данилова А.А., Казаков О.Г., Сашко Е.К.
ГНУ Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и
питомниководства Российской академии сельскохозяйственных наук
115598, Россия, г. Москва, ул. Загорьевская, 4
e-mail: [email protected]
РЕФЕРАТ
В статье представлены данные о генетическом совершенствовании различных видов
плодовых и ягодных культур во ВСТИСП. Указывается, что особая роль в расширении
возможностей получения новых сортов и видов принадлежит традиционной селекции на
широкой генетической основе и использованию мутагенов.
Ключевые слова: генофонд, земклуника, йошта, генетика крупноплодности малины,
генетика карликовости груши, колонновидные яблони.
Коллекции плодовых и ягодных культур являются важнейшим источником признаков и
свойств для селекции, служат банком сохранения генетического разнообразия и страховым
фондом на фоне нестабильности проявления климата последних лет.
Созданный в ГНУ ВСТИСП Россельхозакадемии генофонд плодовых и ягодных
культур отличает большое генетическое разнообразие форм, доноров и сортов его
составляющих. Коллекция насчитывает свыше 690 сортов (яблони - 86 сортов, груши – 63,
вишни – 55, черешни – 21, сливы – 63, сливы русской – 46, абрикоса – 10, крыжовника – 80,
смородины черной – 133, смородины красной – 38, земляники – 42, малины – 55). Основная
часть генетических ресурсов представлена сортами и формами отечественного
происхождения, которые сочетают высокий уровень комплекса хозяйственно-ценных
свойств и признаков с высокой экологической устойчивостью, наглядно демонстрирующих
адаптивный потенциал каждой культуры в природно-климатических условиях Нечерноземья.
В коллекции имеются адаптированные зарубежные сорта, используемые в селекции, как
источники качественных показателей плодов.
Основным принципом при создании и пополнении селекционно-генетической
коллекции является наличие у сортообразцов ценных хозяйственно-биологических
признаков или суммы признаков, используя которые возможно дальнейшее
совершенствование сортимента.
Генетическое обновление сортимента садовых культур приводит к качественно новым
сортам, формам и даже типам растений. Немногочисленные, но яркие примеры таких
селекционных удач, были использованы в работе наших селекционеров.
Первый плодовитый землянично-клубничный гибрид был получен во ВСТИСП в 30-е
годы прошлого столетия Н. Я. Смольяниновой. Однако лишь в 70-х гг. Т.С. Кантор,
используя метод химического мутагенеза в потомстве сортов земляники садовой
Комсомолка, Мице Шиндлер и Урожайная с клубникой Миланской, отобрала полностью
фертильные сорта: Диана, Клубничная, Мускатная
Бирюлевская, Надежда Загорья,
Пенелопа, Раиса, Рапорт, Цукат мускатный. Почти все они унаследовали от клубники
мощный, высокий куст с прочными многоцветковыми неполегающими цветоносами. От
земляники – зимостойкость.
Другим примером является получение межвидового гибрида чёрной смородины и
крыжовника. В России Т.С. Кантор из семьи Память Мичурина х Смена выделила
бесшипный с фенотипическим проявлением признаков крыжовника высокопродуктивный,
устойчивый к патогенам сеянец (названный впоследствии гибрид Кантор), который из-за
некрупного размера ягод не получил широкого распространения, в частности в селекционной
практике, однако начал широко использоваться как подвой для получения штамбовых
саженцев крыжовника.
Пример создания новых типов растений – положительный момент в теоретической и
практической селекции, поскольку данное направление является фундаментальным для
последующих работ селекционеров по совершенствованию сортимента и породного состава.
Кроме того, появление нового типа растений (ремонтантные малины, штамбовый тип кроны
у яблони, черной смородины, крыжовника, малины, карликовость груши и др.) способствует
совершенствованию технологии возделывания и как следствие – улучшению качества
продукции.
Практика показывает, что основные работы по идентификации генов плодовых и
ягодных культур выполнены за рубежом, тем не менее, эффективное использование этих
теоретических результатов в селекционных программах наших селекционеров позволило
достигнуть определённых успехов.
Отобранная среди растений сорта Моллинг Джуел в Англии селекционером Дэреком
Дженнингсом мутантная форма малины оказалась носителем доминантного аллеля гена L1.
Анализ потомства от скрещивания мутанта с различными сортами показал, что мутация
вызвана переходом единичного гена L1 из рецессивного состояния в доминантное.
Доминантная аллель гена L1 оказывает плейотропный эффект на удлинение чашелистиков,
на размер ягод и на усиление ветвления латералов. На этой генетической основе были
созданы такие крупноплодные и высокоурожайные сорта как: Глен Эск, Глен Эмпл, Глен
Мой, Глен Проссен.
В России первые сорта малины с геном L1 созданы во ВСТИСП профессором В.В.
Кичиной в 80-е гг.: Маросейка, Таганка, Желтый Гигант, Арбат, Патриция, Таруса.
Установлено, что наследование гена L1 соответствует моногенной схеме. Тем не менее,
количество очень крупноплодных форм в потомстве находится в диапазоне 1-3 %, тогда как
при использовании сортов с полигенным типом наследования этого признака выход сеянцев
соответствует 2-4 %.
Отрицательной особенностью форм с геном L1 является их генетическая
нестабильность, то есть этот ген переходит из доминантного состояния в рецессивное.
Опытным путем установлено, что сорта Арбат, Маросейка образуют таких мутантов меньше,
чем сорта Патриция и Столешник.
Другим важным хозяйственным признаком малины является штамбовость ветвей.
Данный признак ведет свое начало от исходного сорта Кэнби – донора штамбовости.
В нашей стране история создания штамбовых форм малины начинается с оценки
гибридного потомства от скрещивания Оттава х Ньюбург, проведенной профессором В.В.
Кичиной. Полученные гибриды имели укороченные междоузлия, прямые, но не жесткие
шиповатые побеги и являлись полукарликами. От гибридизации Штамбовый 1 х Столичная
был получен первый в России штамбовый сорт малины Таруса с пряморослыми, твёрдыми,
жёсткими побегами, во многом непохожими на традиционный тип побегов малины.
Ценность данного сорта заключается в том, что его растения не деформируются под
тяжестью урожая и не требуется устройство шпалеры, что дает возможность перехода к
почти полной механизации ухода и уборки.
Во ВСТИСП проф. Кичина В.В. также получил высокоурожайные сорта малины
Маросейка, Патриция, Арбат с геном А10 - иммунитета к малинной тле - переносчику
четырех основных вирусов (крапчатости, листовой пятнистости, некроза черной малины,
желтой сетчатости).
Новое направление в селекции яблони на слаборослость и компактность на моногенном
уровне, стало возможным после обнаружения в 1964 г. спонтанной мутации сорта
Мекинтош. Многочисленные скрещивания, выполненные исследователями в разных странах,
убедительно доказали, что колонновидная форма кроны контролируется одним
доминантным геном “Со”.
Исследования в данном направлении почти одновременно начали за рубежом и в
России. В результате привлечения в селекцию яблони доноров колонновидности (ген “Со”)
путем традиционных селекционных скрещиваний были получены сорта с компактной
(колонновидной) кроной и спуровым типом плодоношения: Лукомор, Червонец, Валюта,
Малюха, Сенатор, Триумф и другие.
В качестве доноров, сочетающих колонновидность, иммунитет к парше, хорошее
качество плодов и высокую урожайность можно выделить сорта Сенатор, Лукомор, Валюта,
Триумф.
Одним из наиболее ценных доноров, созданных во ВСТИСП является форма КВ22
(КВ45 х Кандик) сочетающая ген Со, Vf, два гена карликовости dw1 и dw2, мощную энергию
развития. Среди довольно многочисленных колонновидных форм немногие сочетают ген Со
с Vf, а среди иммунных почти нет суперкарликов такого типа.
Большую ценность для селекции имеет и форма КВ45, в которой на максимально
возможном уровне сочетаются колонновидность, иммунитет к парше (ген Vf),
скороплодность, карликовый тип роста, спуровый тип плодоношения, мощная энергия
развития, сверхутолщенность и необычно твердая, жесткая древесина. Этот донор
заслуживает широкого распространения и массового использования в скрещиваниях.
Стремление селекционеров усилить генетический контроль тех признаков, которые в
большей или меньшей степени обеспечивались приемами агротехники наглядно видно в
создании естественных карликов и полукарликов, формирующих генетически
обусловленный заданный тип кроны с минимальным вмешательством при формировке.
Так, в частности по груше удалось идентифицировать ген карликовости - D, который в
настоящее время широко используется ведущими селекционными центрами России при
построении программ, с 2008 г. работа в данном направлении ведется и во ВСТИСП.
Скрещивания обычных сортов с сортами – носителями гена D дают около половины
потомства в виде сеянцев карликового типа, что свидетельствует о моногенном
наследовании признака.
Сортов груши с моногенным контролем признака карликовости пока нет, однако
имеются формы, полученные на основе гена D, в частности отдельные формы имеют плоды
высоких товарных качеств, но характеризуются очень низкой зимостойкостью. Как
показывает предварительная оценка гибридного потомства семьи Лада х форма (носитель
гена D) у сеянцев с фенотипическим проявлением карликовости отмечается слабая
устойчивость к действию мороза в полевых условиях.
Успешное решение задач по созданию новых высокопродуктивных сортов плодовых и
ягодных культур с заданными биологическими параметрами неразрывно связано с
всесторонней оценкой генофонда в генетико-селекционном аспекте.
Накопление, изучение, и использование генетического разнообразия плодовых культур
позволяет опираясь на биологический потенциал самого растения конструировать сорта
будущего.
Литература:
1. Кичина В.В. Яблони колонновидного типа. – М.: ВСТИСП, 2006 – 162 с.
2. Кичина В.В. Крупноплодные малины России. – М., 2005 – 208 с.
3. Куликов И.М., Гиричев В.С., Марченко Л.А., Сашко Е.К. Генофонд плодовых и ягодных
культур Всероссийского селекционно-технологического института садоводства и
питомниководства и использование его в селекции.- Доклады Российской академии
сельскохозяйственных наук, 2009.- №1.- С.21-22.