Корреляция между парой признаков "окраска цветка" и "начало цветения" у гладиолуса гибридного (Gladiolus hybridus hort. )

КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ ПАРОЙ ПРИЗНАКОВ «ОКРАСКА ЦВЕТКА» И «НАЧАЛО ЦВЕТЕНИЯ» У ГЛАДИОЛУСА ГИБРИДНОГО

Г.Д. ЛЕВКО, кандидат сельскохозяйственных наук;

Е.А. ХОМУТОВА, кандидат сельскохозяйственных наук;

Е.А. СЫТОВ, кандидат сельскохозяйственных наук Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур, Московская обл., Россия

Введение

Перед селекционерами стоит ряд задач по созданию качественно новых сортов гладиолуса, обладающих не только декоративными признаками, но и высоким коэффициентом вегетативного размножения, устойчивостью к вредителям и болезням и др. Основой же должно быть повышение жизнестойкости новых сортов. Это возможно при создании сортов, устойчивых к низким температурам, болезням, с более коротким периодом вегетации (скороспелых) [6]. Для этого в качестве материнского растения необходимо выбирать мощные растения с высоким коэффициентом вегетативного размножения.

У ранних сортов клубнелуковица вызревает и имеет достаточный запас питательных веществ, обеспечивающий жизнестойкость. Невызревшие клубнелуковицы плохо переносят зимнее хранение, сильно высыхают и иногда погибают еще до посадки.

Одним из важных хозяйственно ценных признаков для любой агроклиматической зоны у гладиолуса гибридного является «начало цветения», т.е. межфазный период «посадка клубнелуковиц - начало цветения растений».

Из литературных источников известно, что у большинства цветочных культур сроки начала цветения взаимосвязаны с окраской цветка (соцветия) [3, 16]. У гладиолуса гибридного окраску цветка определяют две группы пигментов флавоноидного ряда [10, 11]. К первой группе относятся антоцианы, отвечающие за ало-красный, малиново-розовый и сине-фиолетовый (голубой) спектры. Белую, кремовую и желтую окраски обуславливают флавонолы [13].

Антоцианидины (антоцианы без гликозидов) гладиолуса гибридного условно разделяют на три группы, различающиеся степенью гидроксилирования ароматического кольца «В» флавоноидной молекулы: группа пеларгонидина, которая включает только этот антоцианидин; группа цианидина (цианидин и пеонидин); группа дельфинидина (дельфинидин, петунидин и мальвидин). В группе флавоноловых пигментов обнаружены кемпферол, кверцетин и мирицетин

[5].

Окраску цветка главным образом определяют антоцианидины, а флавонолы только модифицируют ее. Генетические исследования наследования этого признака показали, что за синтез того или иного пигмента отвечают определенные гены. Так, ген А контролирует образование самой молекулы антоциана, гены С и В способствуют гидроксилированию, а гены Р и О - метилированию [14]. С другой стороны, в большинстве случаев окраска цветка у гладиолуса гибридного зависит от сочетания антоцианидинов, которая и дает большое фенотипическое проявление этого признака.

С точки зрения генетики, в цепочке биосинтеза доминантными являются пигменты группы дельфинидина, как имеющие наиболее окисленные молекулы. За этой группой следуют пигменты группы цианидина, и затем, как наименее окисленные пигменты, группы пеларгонидина [8, 9, 12, 15].

Целью настоящего исследования было найти взаимосвязь между основными признаками (начало цветения, окраска цветка), характеризующими гладиолус гибридный (Gladiolus hybridus hort.).

Объекты и методы исследования

Объектом исследований являлся гладиолус гибридный (Gladiolus hybridus hort.). В работе был использован 61 сортообразец из группы среднераннего и среднего цветения из коллекции лаборатории селекции и семеноводства цветочных культур ВНИИССОК, полученный в основном от селекционеров Московской области.

В каждом сортообразце было высажено по 20 клубнелуковиц первого и второго разборов. Схема посадки - однострочная, расстояние между рядами - 70 см, между растениями в ряду - 10-15

см.

В течение вегетационного периода оценку хозяйственно ценных признаков проводили по методике [7]: продолжительность межфазных периодов - от посадки до появления всходов и от посадки до начала цветения (в сутках) - по форме № 2.

Все сортообразцы были распределены на 11 групп по признаку «окраска цветка» (белая, зеленая, желтая, оранжевая, лососевая, розовая, красная, малиновая, сиреневая, голубая, дымчатая) согласно общепринятой классификации [4].

Данные обработаны на основе компьютерных программ AgCStat в виде надстройки Excel [1], Adobe Photoshop 6.0 и «Методики полевого опыта» [2].

Результаты и обсуждение

В наших исследованиях все изученные сорта были распределены на 11 условных групп по окраске цветка и изучена корреляция этого признака с таким важным хозяйственно ценным признаком как «начало цветения».

Из табл. 1 видно, что среди антоциановоокрашенных сортов раньше всех зацветали сорта из оранжевой (102,3 сут.), лососевой (103,0 сут.), дымчатой (104,7 сут.) и красной (106,1 сут.) групп окрасок, а позже - из розовой (109,3 сут.) и сиреневой (110,0 сут.), в то время, как сорта с голубой окраской цветка зацветали позже всех (112,0 сут.).

Таблица 1

Фенотипическая изменчивость длительности межфазного периода «посадка - начало цветения» у гладиолуса гибридного

Группа окраски х ± Sх Cv,%

белая 103,71 ± 2,38 6,07

зеленая 97,50 ± 1,50 2,18

желтая 105,00 ± 1,86 4,34

оранжевая 102,29 ± 1,80 4,64

лососевая 103,00 ± 1,67 3,63

красная 106,11 ± 2,47 7,00

дымчатая 104,67 ± 4,18 9,77

розовая 109,25 ± 1,90 8,36

малиновая 108,86 ± 8,24 8,24

сиреневая 110,00± 6,00 7,58

голубая 112,50 ± 4,50 6,33

При анализе коэффициентов вариации у всех сортов изменчивость этого периода была незначительная (Cv менее 10%). Менее вариабельным этот признак был в группах сортов с зеленой (2,18%), лососевой (3,63%), желтой (4,34%), оранжевой (4,64%) окраской, а более высокий - в группе с дымчатой окраской цветка (9,77%). У сортов иностранной селекции коэффициент вариации был на 2,02% ниже, чем у отечественных сортов, но не превышал 10% (табл. 1).

Таким образом, период «посадка - начало цветения» у всех сортов по всем группам окрасок, независимо от происхождения, был достаточно стабильным.

Для агроклиматических условий Нечерноземной зоны России с точки зрения размножения особый интерес представляют сорта с самым ранним сроком зацветания. Поэтому в нашей работе были выделены раннецветущие сорта в каждой группе окрасок (табл. 2).

Самый ранний срок зацветания наблюдался у сортов Кармен - с красной (90 сут.), Front Page - с дымчатой (91 сут.) и Jo Ann - с лососевой (94 сут.) окрасками цветков. Позже зацветали сорта с голубой - Powder Blue (112 сут.), розовой - Роса в Изумруде (102 сут.) и сиреневой - Бэтти Мэркхам (99 сут.) окрасками цветков. В остальных группах цветение наступало с отрывом на двое-пятеро суток.

Таблица 2

Сортовая специфичность межфазного периода «посадка - начало цветения» у гладиолуса

гибридного

Группа пигментов Группа окрасок Раннезацветающие сорта

флавонолы

зеленая Перо Павлина-2

желтая Натали

антоцианидин: пеларгонидин оранжевая Оранжевое Лето

лососевая Jo Ann

красная Кармен

дымчатая Front Page

антоцианидины: цианидин + пеонидин розовая Роса в Изумруде

малиновая Княгиня Ольга

сиреневая Бетти Мэркхам

антоцианидины: дельфинидин + петунидин + мальвидин голубая Powder Blue

Сравнительный анализ пары признаков «начало цветения» и «окраска цветка» показал, что самым ранним сроком зацветания обладали сорта из групп с оранжевой, лососевой, красной и дымчатой окрасками, в которых синтезируется пигмент пеларгонидин, как наименее окисленный антоцианидин. Позднее (на 5-7 суток) зацветали сорта с розовой, малиновой и сиреневой окраской цветка, которые обуславливаются пигментами группы цианидина. Самый длительный период (112 суток) от посадки до зацветания отмечен для сортов с голубой окраской цветка, которая определяется пигментами группы дельфинидина, как наиболее окисленными антоцианидинами. Вероятно, это можно объяснить скоростью биосинтеза указанных пигментов в процессе роста и развития растений.

Выводы

1. Изменчивость длительности межфазного периода «посадка - начало цветения» у всех сортов в каждой группе окрасок была незначительной (Cv менее 10%);

2. Самым ранним сроком зацветания обладали сорта из групп с оранжевой, лососевой, красной и дымчатой окрасками (102-106 суток); позднее зацветали сорта с розовой, малиновой и сиреневой окраской (108-110 суток), а самый длительный период - у сортов с голубой окраской цветка (112 суток).

Список литературы

1. Гончар-Зайкин П.П., Чертов В.Г. Надстройка к Excel для статистической оценки и анализа результатов полевых и лабораторных опытов // Рациональное природопользование и сельскохозяйственное производство в южных регионах Российской Федерации. - М.: Новые тетради, 2003. - С. 509-512.

2. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1979. - 416 с.

3. Зыков К.И. Изменчивость окраски цветков у спонтанных мутантов садовых роз // Известия РАН. Серия биол. - 2000. - № 5. - С. 553-562.

4. Лисянский Б.Г., Ладыгина Г.Г. Гладиолусы. - М.: Астрель, 2001. - 144 с.

5. Мурин А. В., Белая Т., Ратькин А. Что определяет окраску цветка гладиолуса? // Цветоводство. -1993. - № 4. - С. 12.

6. Ратькин А.В. Образование флавоноидных пигментов в процессе развития окраски цветков у мутантов душистого горошка (Lathyrus odoratus L.) // Известия РАН. Сер. биол. - 2000. - № 5. - С. 538545.

7. Тамберг Т.Г. Методика первичного сортоизучения гладиолуса гибридного. - Л.: ВИР, 1972. - 19

с.

8. Тамберг Т.Г. Задачи селекционеров гладиолусов // Цветоводство. - 1976. - № 7. - С. 12-13.

9. Харборн Дж. Фенольные соединения / Хроматография. - М.: Мир, 1986. - Т. 2. - С. 255-263.

10. Fleming R. A. Gladiolus culture. - Ontario, 1976. - 11 p.

11. Goodwin T.W. Chemistry and Biochemistry of the Plant Pigments. -London: Acad. Press, 1976. - 284

p.

12. Griesbach R.J. Effects of carotinoid-anthocyanin combinations on flower color // J. Heredity. - 1984. -V. 75, N 2. - P. 145-157.

13. Harborne J.B., Marby T.J., Marby Н. The flavonoids. - N. -Y.: Acad. Press, 1975. - Part 2. - P. 166205.

14. Littlejohn G.M., Walt I.D., Saniewski M., Beijersbergen J.C.M., Bogatko W. Gladiolus breeding using indigenous wild species // Acta Hort. - 1992. - N 325. - P. 543-548.

15. Marshall H.H., Campbell C.G., Collicutt L.M. Breeding for anthocyanin colors in Rosa // Euphytica. -1983. - V. 32, N 1. - P. 205-216.

16. Murakami Y., Fukui Y., Watanabe H., Kokubun H., Toya Y., Ando T. Floral coloration and pigmentation in Calibrachoa cultivar // J. of Hort. Sci. and Biotech. - 2004. - V. 79, N 1. - Р. 47-53.

Рекомендовано к печати д.б.н. Клименко З.К.

INFLUENCE OF SEVERE CONDITIONS ON INHERITANCE OF YIELD AND YIELD COMPONENTS IN JUNE-BEARING STRAWBERRIES AND PROBLEMS OF BREEDING FOR

YIELD

D. SHOKAEVA, PhD All-Russian Research Institute of Horticultural Breeding, Orel, Russia

Introduction

The garden strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) has an octoploid status and genomic constitution, originally derived from wild species, which led to wider variability of characters and more chances to select genotypes with desirable trait sets, but their inheritance is quite complex. When combining abilities of parent cultivars are analysed, additive variance is often reported to be prevailing in the inheritance of many characters, including yield [3], however non-additive factor frequently plays a more important role in breeding [4, 9]. Inheritance of yield is complicated by influence of modifying genes on various components affecting it directly or indirectly, which reveal themselves as non-additive effects. Occasions of simple inheritance in the garden strawberry are extremely rare. Genetic control of characters is often impossible to be found out completely, but any finding encourages breeding work. Most breeding programmes in the world are focused on three main goals: high yield, large fruit and high fruit quality [1]. The main objective of the research is to reveal peculiarities of inheritance of yield and chief yield components, directly contributed to it, in rather severe conditions of central Russia [8], and to determine relations between genes affecting yield, having made the findings of use in breeding work.

Objects and methods of investigation

A complete diallel scheme with reciprocal crosses, where 'Festivalnaya' (mid-late), 'Holiday' (mid-season), 'Rubinovy Kulon' (early to mid-season) and 'Troubadour' (late-season) were tested as parent cultivars (12 crosses in total), was used to study inheritance of yield and four key yield components. The components measured were: branch crown number per plant, inflorescence (truss) number per plant, flower number per truss and average fruit weight (g). Progenies were evaluated in two experiments designed as five randomized blocks n 1997-1998 and 1998-1999 where 40 seedlings represented each cross within each block. The distance between rows was 0,8 m; plants on the rows were spaced 0,35 m apart. Ten plants of each parent cultivar were planted for a comparison. Runner plants were removed. Trusses and flowers were counted in each plant. All marketable fruit (not less than 1,8 mm in the maximum diameter) were counted and weighed to compute average yield per plant and fruit weight.

Progenies, raised from crosses of three cultivars with a clone of Fragaria virginiana ssp. platipetala Rydb., and those from crosses of six cultivars with a clone of Fragaria ovalis Rydb., where the wild species were used as testers, were evaluated in 1998 and 2000, respectively, to learn fruit size inheritance more in detail. 'Festivalnaya', 'Rubinovy Kulon', 'Sumas' etc. and some of their progenies were estimated in 2003 and 2006, after extreme winters, to state their influence on yield. Achene (seed, former pistil) count on a berry and flesh weight per achene were measured in some cultivars/progenies in 2005, using ten typical berries per plot in three successive harvests of mass ripening, to study relations to fruit weight.