Биологические основы и методы создания исходного материала для селекции садовых хризантем на юге Приморья

Биология

Вестник ДВО РАН. 2004. № 4

А.И.НЕДОЛУЖКО

Биологические основы и методы создания исходного материала для селекции садовых хризантем на юге Приморья

Приведены основные методы получения исходного материала для создания новых сортов хризантем для муссонного климата. Показана возможность привлечения в селекционный процесс диких видов рода Dendranthema. 20 сортов селекции Ботанического сада—института ДВО РАН зарегистрированы в Государственном реестре сортов РФ и имеют авторские свидетельства. В настоящее время в БСИ ДВО РАН создан богатейший гибридный фонд хризантем для дальнейшей селекционной работы.

The biological basics and methods offorming a source material for Chrysanthemum breeding in the south of Primorye. A.I.NEDOLUZHKO (Botanical Garden-Institute, FEB RAS, Vladivostok).

The basic methods of Chrysanthemum breeding in the monsoon climate are given. Adaptability of the wild forms of the genus Dendranthema for breeding has been shown. Twenty new sorts adapted to the local climatic conditions have been nurtured and author's certificates and patents for new sorts have been taken out. To date, a large hybrid fund of chrysanthemums designed for further selection has been formed in the Botanical

Garden of FEB RAS.

Как любое конструирование, селекционный процесс нуждается в исходном разнообразии, наборе элементов, из которых создается конечный продукт —

сорт, гибрид.

В.К.Шумный [8]

Сорт, или, по международной номенклатуре, культивар (cultivar), обозначает совокупность культивируемых растений, которая явственно отличается какими-либо признаками и которая при воспроизведении сохраняет свои отличительные признаки. Сорт представляет собой не только ботаническое, но и хозяйственное понятие: это средство производства, которое отражает уровень развития и потребности общества. У хризантемы сорт — это клон, генетически однородная совокупность особей, воспроизводимая вегетативным путем (черенкование, деление) и первоначально полученная от отобранной единичной особи среди естественных и искусственных гибридов или мутантов.

Селекция цветочно-декоративных растений, в частности хризантем, долгое время оставалась любительским делом, а в XX в., когда стала очевидной высокая

НЕДОЛУЖКО Алевтина Ивановна — кандидат сельскохозяйственных наук (Ботанический сад-институт ДВО РАН, Владивосток).

рентабельность цветоводства, в развитых странах стала достоянием больших и малых частных фирм. В последние годы бизнес, связанный с селекцией цветочных культур, процветает и является предметом конкуренции, видимо поэтому ограничено число публикаций о научных и практических достижениях в этой отрасли.

Садовые хризантемы обладают такими ценными качествами, как обильное и позднее цветение с широкой гаммой окрасок и оттенков, что позволяет создавать многолетние осеннецветущие ландшафтные композиции, оформлять контейнеры и вазы, используя их при сменном сезонном ассортименте, а также в качестве сре-зочной культуры. Интенсивная селекция по созданию новых сортов ведется за рубежом, в странах СНГ, в Европейской России и Сибири. В развитых странах современная селекция достигла больших успехов. За последний десяток лет отечественный рынок и промышленное производство буквально «захлестнул» поток новинок из-за рубежа, предлагающий хризантемы в течение всего года. Однако садовые культивары, созданные в иных климатических условиях, зачастую изнежены, и попытки вырастить их в суровых условиях России требуют специальных мер по уходу. Интенсивная работа отечественных селекционеров позволяет получать сорта, устойчивые в грунте и срезке, к болезням и вредителям.

Для Приморского края садовые хризантемы — относительно новая культура, и период их выращивания здесь насчитывает всего несколько десятков лет. Завезенные из районов с другими климатическими условиями зарубежные и отечественные сорта, как правило, недолговечны: многие сильно повреждаются грибными болезнями, имеют низкий коэффициент размножения и через 2—3 года полностью «выпадают». Селекцией местных сортов хризантем Ботанический сад-институт ДВО РАН (БСИ) стал заниматься только в начале 80-х годов прошлого столетия. Для Приморья является актуальным создание сортов, устойчивых в условиях экологических стрессов: ливневых дождей с сильным ветром в летний период, почвенной засухой весной, морозом без снега при ясной погоде зимой. Кроме высокой устойчивости к стрессам в усложняющихся экологических условиях от новых культиваров требуются высокие качества продукции: они должны быть иммунными, без пестицидной нагрузки на окружающую среду. Поэтому с повышением требований к сорту возрастают и требования к исходному материалу, усложняются методы получения новых форм.

Целью исследований, осуществляемых в БСИ, является создание низкорослых, не полегающих, влагоустойчивых, зимостойких сортов, с контрастной окраской соцветий, ажурной листвой, со сроками цветения, укладывающимися в вегетационный период Приморья, — сортов, предназначенных в большей степени для оформления мест отдыха, коттеджей, садовых участков. В связи с этим перед нами стоят следующие задачи:

1) подобрать источники ценных признаков для создания исходного материала среди интродуцированных культурных сортов хризантем и природных видов ден-дрантем,

2) изучить биологические особенности родительских пар, привлекаемых в селекционный процесс,

3) усовершенствовать методику селекционного процесса,

4) на основе разработанных схем скрещивания создать исходный материал, обладающий богатой наследственностью и с ценными свойствами,

5) дать оценку лучшим формам на разных этапах селекционного процесса;

6) провести отбор и размножение элитных форм,

7) зарегистрировать новые сорта в Госкомиссии РФ по охране селекционных достижений.

Основой изучения и селекции новых форм садовых хризантем является созданная нами за 20-летний период в БСИ ДВО РАН коллекция, включающая интроду-цированные отечественные и зарубежные сорта, восточно-азиатские виды рода Dendranthema.

Родительские пары для скрещивания подбирали в соответствии с поставленными селекционными задачами с учетом их биологии развития, цветения и опыления в местных климатических условиях. При выборе исходных форм критериями служили высокая декоративность, оригинальность формы и окраски соцветий, устойчивость к болезням — у культурных садовых форм и выносливость в условиях местного климата, интенсивность вегетативного размножения, хорошая облиствен-ность — у природных видов.

Среди интродуцированных сортов в качестве носителей полезных признаков были использованы сорта молдавской, украинской и прибалтийской селекции, завезенные нами из ботанических садов Молдовы и Украины.

Основным методом мировой селекции хризантем на протяжении уже многих лет и по настоящее время является внутривидовая гибридизация, которая основывается на скрещивании различных ценных сортов между разными садовыми группами или внутри них. Благодаря полиплоидной природе (2n = 54 и более) [9], высокой гетерозиготности сортов и форм хризантем поддерживаются хорошая жизнеспособность и полиморфизм. С использованием этого метода создан весь мировой сортимент хризантем, и его улучшение и совершенствование продолжаются.

Исходя из селекционного задания и сопоставив методы гибридизации на других растениях и опыт отечественных и зарубежных исследователей по культуре хризантем, мы использовали межсортовую, отдаленную гибридизации, радиационный мутагенез. Межсортовую гибридизацию проводили для получения форм с новыми признаками и новыми сочетаниями признаков, которые либо возникают за счет межгенных взаимодействий, либо являются результатом комбинации генов исходных родительских форм [7]. При отдаленной гибридизации, когда происходит сочетание нескольких различных геномов и возможны комбинации признаков, выходящие за пределы вида и даже рода, использовали восточно-азиатские виды дендрантем. Привлекая в селекционный процесс дикие виды с нужными нам признаками, применяли метод рекуррентной селекции с последующими близкородственными скрещиваниями для выявления рецессивных признаков. Использовали также радиационный мутагенез — гамма-облучение укоренившихся черенков дозой 1,5 кР и семян дозами 3—5 кР [2].

На основе теоретических и экспериментальных проработок нами усовершенствованы приемы создания исходного материала для селекции садовых хризантем на юге Приморья. Проанализирован селекционно-биологический потенциал ряда видов рода Dendranthema. Изучена биология развития, цветения и опыления [1, 5, 6]. Проведена сравнительная оценка по устойчивости к климатическим факторам южного Приморья интродуцированных садовых культиваров и природных видов ден-дрантем. Создан богатый селекционный материал, находящийся на разных этапах селекционного процесса — от гибридного и селекционного питомников до конкурсного испытания. Показана возможность использования отдельных видов ден-дрантем (Dendranthema naktongense, D. shanetii, D. coreanum) в отдаленной гибридизации с интродуцированными сортами [3, 4].

В результате проведенных исследований отобраны хозяйственно-ценные рекомбинанты, мутантные формы по окраске листьев и соцветий, выявлены родительские формы и комбинации скрещивания, имеющие высокую эффективность в передаче потомству интересующих нас признаков и свойств. Анализ межсортовой

гибридизации показал, что в селекции на высокий выход декоративных и относительно устойчивых форм нами отмечена семья Плывущие Облака x Линда как в прямом, так и в обратном скрещивании. Из этой семьи были выделены перспективные формы, которые впоследствии дали начало новым сортам, превосходящим по своей пластичности и декоративности интродуцированные и характеризующимся широким спектром цветения, от сверхранних: Незнакомка, Розовый Фламинго, Тайфун, Золотой Рой, Полет Шмеля, Царица Тамара — до очень поздних: Академик Жирмунский, Бабье Лето, Солнечное Приморье (см. цветную вклейку). Новые сорта отличаются разнообразием окрасок и форм соцветий, относительной устойчивостью к высокой летней влажности воздуха и почвы. Методом радиационного мутагенеза получен новый сорт Мазурка. Новые сорта садовых хризантем (в количестве 20), выведенные в БСИ ДВО РАН, имеют авторские свидетельства и зарегистрированы в Государственном реестре РФ.

Однако в генотипе новых высокодекоративных в местных условиях сортов, полученных методами межсортовой гибридизации и радиационного мутагенеза, не всегда присутствуют качества и свойства, присущие их диким родичам. Основными лимитирующими факторами для выращивания садовых культиваров являются зимние низкие температуры с неустойчивым снежным покровом и интенсивной солнечной инсоляцией, а также периоды с зимними оттепелями, которые в отдельные годы вызывают либо вымерзание, либо выпревание, либо грибные болезни. Суровые условия зимы ежегодно подтверждают, что более зимостойкими и устойчивыми к выпреванию оказываются межвидовые гибриды F1, полученные нами на основе культурных сортов и природных видов дендрантем: Шанэ (Dendranthema chanetii), нактонгенской (D. naktongensei), корейской (D. coreanum). Кроме того, они характеризуются красивой гибридной формой «кустов» и листьев в сочетании с высокой облиственностью побегов (что очень важно для клумбовых сортов хризантем), интенсивным вегетативным размножением и могут использоваться непосредственно в озеленении и дальнейшей селекционной работе.

ЛИТЕРАТУРА

1. Недолужко А.И., Недолужко В.А. Жизненный цикл дендрантемы Шанэ (Dendranthema shanetii) в условиях культуры // Тр. VI междунар. конф. по морфологии растений памяти И.Г. и Т.И. Серебряковых. М.: МПГУ, 1999. С. 150—152.

2. Недолужко А.И. Изменчивость мелкоцветковых хризантем, индуцированная гамма-излучением // Бюл. Гл. ботан. сада. 1997. Вып. 171. С. 127—130.

3. Недолужко А.И., Недолужко В.А. Использование дендрантемы нактонгенской в селекции новых сортов мелкоцветковых хризантем // Цветоводство сегодня и завтра: Тез. докл. 3-й междунар. конф. М., 1998. С. 192—194.

4. Недолужко А.И. Использование межвидовой гибридизации в селекции мелкоцветковых хризантем на юге Приморья // Актуальные проблемы современной генетики: Тез. докл. РОГИС. М., 2003.

5. Недолужко А.И. Особенности роста и развития дендрантемы нактонгенской в

культуре на Дальнем Востоке // Бюл. Гл. ботан. сада. 2003. Вып. 185. С. 95—100.

6. Недолужко А.И., Дудкин РВ., Фадеев К.Е. Цветение и опыление природных видов дендрантем в культуре // Роль ботанических садов в сохранении биоразнообразия: Материалы междунар. конф. «Сохранение и воспроизводство растительного компонента биоразнообразия». Ростов н/Д.: РГУ, 2002. С. 17—218.

7. Фадеева Т.С., Соснихина С.П., Иркаева Н.М. Сравнительная генетика растений. Л.: ЛГУ, 1980. 248 с.

8. Шумный В.К. Предисловие // Генетические методы в селекции растений. Новосибирск: Наука, 1992. С. 3.

9. Dowrick G.I. The chromosomes of chrysanthemum. II Garden varieties // Heredity. 1953. N 7.

P 59—72.