Направления и результаты селекционных исследований по картофелю в лесостепи Приобья

УДК 631.523.4.53.

НАПРАВЛЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО КАРТОФЕЛЮ В ЛЕСОСТЕПИ ПРИОБЬЯ

А.Д. САФОНОВА, старший научный сотрудник

Н.И. ПОЛУХИН, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник

Г.В. АРТЁМОВА, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник

Сибирский научно-исследовательский институт растениеводства и селекции - филиал Федерального исследовательского центра «Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», ул. С-100,21, а/я 375, пос. Краснообск, Новосибирский р-он, Новосибирская обл., 630501, Российская Федерация

Резюме. Селекционные исследования по картофелю в Сибирском НИИ растениеводства и селекции направлены на создание сортов разных сроков спелости, пригодных для промышленной переработки, с высоким потенциалом урожайности, хорошими вкусовыми качествами, устойчивых к основным видам болезней. Для возделывания в северной лесостепи Сибири наиболее востребованы раннеспелые и среднеранние сорта картофеля. Проведено изучение эффективных схем гибридизации, оценки и отбора селекционного материала картофеля, обеспечивающих в создаваемых сортах сочетание необходимых хозяйственно-полезных признаков и свойств. Результаты анализа различных типов скрещиваний с участием родительских форм разных групп спелости показывают, что при скрещивании сортов с ранним периодом развития отмечен высокий выход скороспелых гибридов, в среднем до 66,3%, однако выход высокопродуктивных сеянцев был при этом незначительным. Самое продуктивное потомство получено от скрещивания средне-ранних и среднеспелых родителей с позднеспелыми сортами. Актуальное направление работ - поиск новых источников устойчивости к вирусным заболеваниям, фитофторозу, золотистой картофельной нематоде. За последние 10 лет в СибНИИРС проведена комплексная оценка коллекции картофеля, включающей 250 селекционных сортов и межвидовых гибридов, в том числе более 80 нематодоустойчивых сортов. Выделены ценные генетические источники для селекции на скороспелость, высокую продуктивность, повышенное содержание крахмала, устойчивость к фитофторозу, золотистой картофельной нематоде. В результате использования в гибридизации сортов - доноров хозяйственно-ценных признаков получен перспективный селекционный материал. За годы исследований создано 3 сорта картофеля, внесённых в Госреестр РФ, - это Лина (1998), Сафо (2009), Юна (2013). На Государственном испытании находится перспективный сортообразец Златка. Перечисленные сорта раннего и среднераннего периода созревания характеризуются стабильной урожайностью по годам (35-40 т/га), высокими столовыми и товарными качествами продукции, устойчивы к раку. Сафо и Юна обладают устойчивостью к золотистой цистообразующей картофельной нематоде. Ключевые слова: картофель, продуктивность, раннеспелость, адаптивная селекция, устойчивость к болезням и вредителям.

Для цитирования: Сафонова А.Д., Полухин Н.И., Артёмова Г.В. Направления и результаты селекционных исследований по картофелю в лесостепи Приобья // Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №10. С. 32-34.

Один из определяющих факторов эффективности современного растениеводства - сорт. Сорта, созданные в конкретных почвенно-климатических условиях и отвечающие современным требованиям, способствуют значительному увеличению производства картофеля.

Селекционная ценность местных сортов заключается в их высоком адаптационном потенциале. Для условий северной лесостепи Западной Сибири с коротким периодом вегетации, резкими перепадами температурного и водного режима, ранним наступлениям осенних заморозков, необходимы сорта картофеля, способные за сравнительно короткий срок сформировать высокий урожай хорошего качества, сочетающие устойчивость к фитофторозу, ризоктониозу и фомозу с высоким уровнем товарности и сохранности продукции. На сегодняшний день в Государственный реестр сортов, допущенных к использованию в Западно-Сибирском регионе и рекомендованных для выращивания в Новосибирской области, включено 18 сортов картофеля, из них 10 сортов созданы сибирскими селекционерами. Из 18 сортов 8 (44%) относятся к группе раннеспелых и только 3 (16%) среднеспелые сорта.

Актуальная задача - дальнейшее развитие селекционных исследований, что связано не только с требованиям товаропроизводителей по повышению урожайных и качественных показателей продукции, но и с новыми направлениями использования картофеля, появлением более агрессивных штаммов патогенов, массовым распространением вредителей - золотистой цистообразующей картофельной нематоды и колорадского жука.

Картофельная нематода - второй по степени вредоносности патоген после фитофтороза [1]. В нашей стране чаще всего встречается патотип Ro1 вида Globodera rostochiensis (Woll.) [2]. Большое распространение и вредоносность нематода картофеля приобрела не только в европейской части страны, но и в Сибири. По данным Малюги А.А. и соавт. [3] стеблевая нематода была обнаружена в пригородных хозяйствах Новосибирского района в клубневом материале сорта Берлихинген еще в 1990 г., заражение составляло 19,7%. За последние годы произошел резкий скачок количества выявленных очагов этого карантинного объекта. Наиболее эффективный метод борьбы с картофельной нематодой - выращивание устойчивых сортов картофеля, что позволяет не только достигать высоких урожаев на зараженных участках, но и значительно сокращать численность нематоды. По данным Е.П. Ефременко [4] в корнях неустойчивых сортов полный цикл развития проходят около 96% личинок, тогда как в корнях устойчивых сортов - только 12%.

Цель наших исследований - оценка результативности селекционных работ по созданию сортов картофеля, адаптированных к условиям лесостепи Приобья.

Условия, материалы и методы. В Сибирском научно-исследовательском институте растениеводства и селекции работа по созданию новых сортов картофеля ведется с 1972 г. Основной метод - гибридизация с использованием в качестве исходного материала лучших сортов мировой коллекции и сложных межвидовых гибридов - доноров тех или иных ценных признаков. Ежегодно в коллекционном питомнике изучается 80-120 сортообразцов и гибридных форм из коллекции ВИР и ВНИИКХ по методике ВИР [5]. За годы исследований проведено более 2000 тыс. комбинаций

Таблица 1. Распределение сеянцев картофеля по срокам созревания в зависимости от происхождения

Комбинации скрещивания сортов с различными типами вегетационного периода

Число

комбинации

сеянцы

Распределение сеянцев по группам спелости,%

ранние

средне-ранние

средне-поздние

Ранние х ранние 7 1540 66,3 26,4 10,3

Ранние х среднеранние 8 1720 42,8 39,8 17,4

Ранние х среднеспелые 5 1420 30,0 40,6 29,4

Ранние х среднепоздние 6 1200 27,4 28,5 44,1

Среднепоздние х ранние 7 1480 58,4 26,9 14,7

Среднеранние х среднеранние 7 1520 47,8 24,8 27,4

Среднеранние х среднеспелые 8 1750 38,1 32,4 29,5

Среднеранние х среднепоздние 5 1100 15,4 27,1 57,5

Среднеспелые х ранние 5 1170 45,4 30,7 23,9

Среднеспелые х среднеспелые 5 1270 20,1 13,1 66,8

Среднеспелые х среднепоздние_5_1310 18,9_17,6_62,5

скрещиваний методом декапитации с кастрацией фер-тильных материнских форм, с последующей оценкой, отбором и дальнейшим вегетативным размножением перспективных гибридов. Селекционные питомники закладываются по восьмилетней схеме, согласно методическим указаниям ВНИИКХ [6]. Оценка скороспелости проводится методом пробных копок через 65 и 75 дней после посадки картофеля с учётом числа и массы клубней по фракциям. Устойчивость к раку и ци-стообразующей картофельной нематоде оценивается во ВНИИКХ при искусственном заражении.

Результаты и обсуждение. Для лесостепи Прио-бья с ранним наступлением неблагоприятных условий необходимо создание ранних и среднеранних сортов, способных в короткие сроки накапливать полноценный урожай клубней. Поэтому на первых этапах селекционных работ по картофелю (1984-1988 гг.) основным направлением была селекция на скороспелость. При создании сортов раннеспелой группы особое значение придается подбору исходных форм для скрещивания, передающих потомству признаки скороспелости, урожайности и качества. В ходе определения эффективных схем гибридизации, оценки и отбора селекционного материала картофеля изучали родительские формы различных групп спелости, гибридизацию проводили по типу коротких циклов (раннеспелые с раннеспелыми, среднеранними, среднеспелыми и средне-поздними; среднеранние с ранними,среднеранними, среднеспелыми и среднепоздними). В результате

были получены данные о максимальном наследовании скороспелости (от 47,9 до 81,5%) у раннеспелых родителей и родителей с ранней отцовской формой. В комбинациях среднеранние х ранние было получено 58,4% ранних и 26,9% среднеранних сеянцев; среднеспелые х ранние - соответственно 45,4 и 30,7% (табл.1). Следует отметить, что скороспелые гибриды отмечали при всех типах скрещивания. Однако в тех случаях, когда в качестве материнской или отцовской формы использовали ранние сорта, их выход возрастал, но при этом доля высокопродуктивных гибридов была незначительной. Высокий выход продуктивных гибридов достигался при скрещивании среднеспелых сортов со среднепоздними, однако в этом случае была очень низкой доля ранних сеянцев [7].

Практическим выходом селекционных исследований этого периода стали несколько ранних и среднеранних сортов, один из которых - Лина (ОмегахГатчинский) -среднеранний высокоурожайный сорт, включен в Госреестр РФ с 1998 г.

В связи с ухудшением ситуации по заражению посевных площадей картофеля цистообразующей картофельной нематодой с 2000 г. усилены работы по созданию сортов, обладающих устойчивостью к этому вредителю. За последние 10 лет в институте проведена комплексная оценка коллекции, включающей 250 селекционных сортов и межвидовых гибридов картофеля. Ежегодное изучение исходного материала по комплексу хозяйственно-ценных признаков в различных условиях выращивания позволило выделить ценные генетические источники для селекции на скороспелость, высокую продуктивность, повышенное содержание крахмала, устойчивость к фитофторозу, золотистой картофельной нематоде, интенсивность цветения и ягодообразования в полевых условиях (табл.2).

Многолетнее изучение коллекции нематодоу-стойчивых сортов на полях СибНИИРС при различных

гидротермическихусловиях вегетации позволило выделить наиболее адаптивные образцы с высокой потенциальной продуктивностью (30,0-38,0 т/га): Ароза, Ван Гог, Дельфин, Жуковский ранний, Латона, Миракел, Руслан, Сантэ, Уте, Фрегата. Ранний урожай этих сортов в среднем составил от 394 г/куст у сорта Руслан до 600-700 г/куст у сортов Фрегата, Никита, Агата, Ароза. Высокий уровень крахмала (18,5-22,2%) отмечен у сортов Дроп, Кар-лена, Талисман, Утэ.

Наибольшей устойчивостью к фитофторозу и альтернариозу в годы наибольшего распространения

Таблица 2. Коллекционные сортообразцы и гибриды картофеля, выделившиеся по комплексу хозяйственно-ценных признаков 2005-2015 гг.

Признак

Сортообразец, гибрид

Завязываемость

Продуктивность

Скороспелость

Содержание крахмала

Вкусовые качества

Устойчивость к фитофторе

Устойчивость к золотистой картофельной нематоде

Жуковский ранний, Латона, Пушкинец, Омега, Фок-стон. Розамунда, Юна, Адретта, Дина, Лазарь, гибриды СибНИИРС:-1-13-15, 1-8-13, 181-1, 783/4 -5, 294/2-1, 1-14-2.

Ароза, Жуковский ранний. Агата, Дельфа, Латона, Удалец, Никулинский, Танай. Аврора, Наяда. Очарование, Ван-Гог

Весна, Красноярский ранний, Любава. Фреско, Пушкинец, Удача.

Ладожский. Лазарь, Накра, Никулинский, Свитанок Киевский, Карлена, Рябинушка, Ласунак, Сельма, Хозяюшка, Элида, Снегирь.

Агрия. Ван-Гог, Дельфин, Зекура, Карлена, Конкурент, Талисман, Адретта, Златка.

Агриа, Конкурент, Никита, Пушкинец, Лина, Руслан, Рождественский, Талисман. Утэ, Фрила, Фрегата, Лю-бава,

Латона, Розара, Ароза, Сафо, Бежецкий, Дина, Россиянка, Астерикс, Ван-Гог.

этих заболеваний (6-8 баллов) отличались сорта Агрия, Конкурент, Никита, Пушкинец, Руслан, Рождественский, Скалдия, Талисман, Утэ, Фрила, Фрегата.

Мощной энергией цветения (8-9 баллов) характеризуются нематодоустойчивые сорта: Агрия, Бола, Ван Гог, Вихола, Жуковский ранний, Карлена, Миракел, Пролисок, Пушкинец, Розара, Руслан, Утэ. Лучшие гибридные пары дают сорта Латона, Пушкинец, Омега, Розамунда, Дина, Жуковский ранний, Фокстон. Обильное ягодообразование отмечено у сортов Бола, Карлена, Пролисок, Пушкинец, Розара, Руслан, Утэ. В 2006-2010 гг. завязываемость при гибридизации с этими сортами на декапитированных растениях составила 60-100%, что позволило получить от 150 до 300 гибридных ягод.

С 2013 г. в государственный реестр по 10 региону включён сорт Юна (раннего срока созревания, вегетационный период 65-70 дней). Клубень овально-округлый с мелкими глазками, окраска клубня розово-кремовая, мякоть светло желтая, масса товарного клубня 150-200 г. Содержание крахмала 14-17%. Товарность 80-90%, лежкость 94%. Товарная урожайность 19,6-36,0 т/га, максимальная 40,4 т/га, ранняя урожайность 600-800 г/ куст. Вкусовые качества хорошие, столового назначения. Устойчив к раку и золотистой картофельной нематоде.

В 2014 г. передан на Госсортоиспытание перспекив-ный сортообразец Златка. Среднеспелый, пластичный, многоклубневый. Масса клубня 130-250 г. Урожайность

до 300 ц/га. Вкусовые качества высокие (8-9 баллов), содержание крахмала на уровне 16,5-20,0%. Мякоть светло-жёлтая с бледно-розовыми глазками. Сорт обладает комплексной устойчивостью к фузариозному увязанию, растрескиванию и вирусным инфекциям, устойчив к раку картофеля. Сохранность клубней в период зимнего хранения 96-98%.

Выводы. На основе многолетнего изучения коллекционных сортообразцов и гибридов картофеля по комплексу признаков в условиях северной лесостепи Приобья выделены ценные генетические источники для селекции на скороспелость, высокую продуктивность, повышенное содержание крахмала, устойчивость к фитофторозу, золотистой картофельной нематоде. В результате использования в гибридизации сортов - доноров хозяйственно-ценных признаков получен перспективный селекционный материал. За годы исследований создано 3 сорта картофеля, внесенные в Госреестр РФ, допущенных к использованию: Лина (1998), Сафо (2009), Юна (2013). Перспективный сортообразец Златка передан на Государственное испытание. Перечисленные сорта имеют стабильную урожайность по годам (35-40 т/га), относятся к раннеспелому и среднераннему типу созревания, имеют высокие столовые и товарные качества продукции, устойчивы к раку. Сорта Сафо и Юна обладают устойчивостью к золотистой цистоо-бразующей картофельной нематоде.

Литература.

1. Киру С.Д. Генетические ресурсы картофеля ВИР - один из главных источников исходного материала для селекции // Материалы междунар. юбил. науч. конф., посв. 75-летию института картофелеводства НАН Беларуси: науч. тр. Минск: «Мер-линг», 2003. Ч. 1. С. 200-206.

2. Логинов И.Я. Результаты селекционной работы по созданию нематодоустойчивых сортов //Селекция, семеноводство и биотехнология картофеля: науч. тр. НИИКХ. М.: Издательство НИИКХ, 1989. С. 48-53.

3. Малюга А.А., Коняева Н.М., Енина Н.Н. и др. Система защиты картофеля от болезней и вредителей в Новосибирской области: практическое руководство/ред. Н.Г. Власенко; РАСХН, Сиб. отд-ние. Сиб. науч.-исслед. ин-т земледелия и химизации сел. хоз-ва. Новосибирск, 2003. 140 с.

4. Ефременко В.П Картофельная нематода и меры борьбы с ней. М.: Московский рабочий, 1982. 48 с.

5. Изучение и поддержание образцов мировой коллекции картофеля: методические указания ВИР/ сост.: К.З. Будин, А.Я. Камераз, Н.Ф. Бавыко, Л.И. Костина, Е.В. Морозова, Л.М. Турулева. Л.: ВИР, 1986. 23 с.

6. Методические указания по технологии селекционного процесса/ВАСХНИЛ. Отд-ние растениеводства и селекции, НИИ картофельного хоз-ва (Подготовлено П.П. Макаровым, Н.П. Скляровой, И.М. Яшиной и др.). М.: ВАСХНИЛ, 1980. 35 с.

7. Шушакова Г.П. Направление селекционной работы по картофелю// Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: сб. научных трудов. Новосибирск: РАСХН. Сиб. отделение. СибНИИРС, 1996. С. 247-253.

DIRECTIONS AND RESULTS OF BREEDING ON POTATO IN THE FOREST STEPPE

OF THE OB REGION

D.A. Safonova, N.I. Polukhin, G.V. Artemova

Siberian Research institute of plant production and Breeding - Branch of the Federal Research Central Institute of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, ul. С-100, 21, P.Box 375, pos. Krasnoobsk, Novosibirskii r-on, Novosibirskaya obl., 630501, Russian Federation

Summary. Breeding research on potato in the Siberian Research Institute of Plant Growing and Breeding aimed at the development of varieties with different maturity time, which are suitable for industrial processing, with high yield potential, good taste, resistant to the main diseases. Early-ripening and middle-early potato varieties are the most necessary for cultivation in the north forest-steppe of Siberia. Effective schemes of hybridization, evaluation and selection of potato breeding material were studied, which provided the combination of required economic characteristics. The results of the analysis of different types of crosses, involving parental forms from different groups of ripeness, revealed that at the crosses of varieties with the early period of development a high output of early hybrids was registered, on average up to 66.3%; however, the output of high productive seedlings was lower. The most productive offspring was obtained by crossing of middle-early and mid-season parents with late-ripening varieties. The actual direction of the work is the search for new sources of resistance to viral diseases, late blight, potato cyst nematode. Over the last 10 years in the Siberian Research Institute of Plant Growing and Breeding, the collection of potato samples has been fully assessed. This collection consists of 250 breeding varieties and interspecific hybrids, including more than 80 varieties resistant to nematode. There were selected valuable genetic sources for breeding on earliness, high productivity, high starch content, resistance to late blight and Golden potato cyst nematode. As a result of use in the hybridization of the varieties - donors of valuable agronomic traits, there was obtained promising breeding material. For the research years, there have been developed three potato varieties, included in the State Register of Selection Achievements Admitted for Usage. They are Lina (1998), Safo (2009), and Yuna (2013). The variety sample Zlatka is on the State test. These varieties have stable yields over the years (35-40 t/ha), early and middle period of maturation, high taste and product qualities, are resistant to wart disease. The varieties Sappho and Yuna are resistant to Golden potato cyst nematode. Keywords: potato, productivity, earliness, adaptive breeding, resistance to diseases and pests.

Author Details: D.A. Safonova, senior research fellow (e-mail: sibniirs@bk.ru); N.I. Polukhin, Cand. Sc. (Agr.), leading research fellow; G.V. Artemova, Cand. Sc. (Biol.), leading research fellow.

For citation: Safonova D.A., Polukhin N.I., Artemova G.V. Directions and Results of Breeding on Potato in the Forest Steppe of the Ob Region. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2016. V.30. No. 10. Pp. 32-34 (in Russ.).