Характеристика образцов моркови столовой из генофонда ВИР по адаптивности и стабильности показателей биохимического состава

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2007, № 3, С. 57-62

УДК 635.132:57.017.32:581.19

ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАЗЦОВ МОРКОВИ СТОЛОВОЙ ИЗ ГЕНОФОНДА ВИР ПО АДАПТИВНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БИОХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА

Н.А. КОРЧЕМНАЯ, С.К. ТЕМИРБЕКОВА, Е.Г. ДОБРУЦКАЯ

Проводили оценку коллекционных сортообразцов моркови столовой с целью выявления перспективного исходного материала для селекции на стабильно высокое качество продукции. Определили дефицитность экологической устойчивости, отзывчивость генотипа на улучшение условий среды.

Ключевые слова: морковь, биохимический состав, адаптивность.

Основные принципы селекции на биохимический состав были сформулированы в первой половине ХХ века. Среди них — генотипическая обусловленность содержания биологически ценных веществ в товарной части растения, вариационная способность каждого признака по отношению к наиболее важным факторам внешней среды и сочетание максимальной урожайности с высоким содержанием белков, жиров, углеводов и витаминов (1-3).

В настоящее время проблема селекции на высокое содержание биологически ценных компонентов в растительной продукции по-прежнему остается актуальной (4). В современной экологической обстановке особенно важно решение этой задачи именно для овощных культур, которые стали необходимым элементом диетического питания. Новым требованием, предъявляемым к сортам, является сочетание высокой урожайности и оптимального биохимического состава по годам, то есть селекция на адаптивность и стабильность.

С целью выделения перспективного исходного материала для селекции моркови на стабильно высокое качество продукции нами были проанализированы материалы испытания в МоВИР большого набора сортообразцов отечественного и зарубежного происхождения.

Методика. Объектом исследования (1983-1988 годы) служили 100 образцов моркови столовой из 18 стран (СССР, ГДР, Нидерланды, Дания, Швеция, Франция, США, Канада, Япония, Венгрия, Египет, Болгария, Чили, Великобритания, Австралия, Испания, Алжир, Афганистан). В 1983-1985 и 19861988 годах было испытано соответственно 55 и 45 сортообразцов. В качестве стандартов использовали растения моркови сортов Нантская 4 и Лосиноостровская 13. Испытание проводили в соответствии с Методическими указаниями ВИР (1986): в фазу технической спелости моркови в корнеплодах определяли содержание сухого вещества весовым методом, аскорбиновой кислоты — титрованием с красителем Тильманса, нитратов — ионометрически, каротина — по Мурри, суммарного содержания сахаров — по Бертрану (5).

Критериями оценки адаптивной способности и стабильности генотипа были следующие показатели: ОАС; — общая адаптивная способность; САС; — специфическая адаптивная способность; Sg; — относительная стабильность генотипа; СЦГ; — селекционная ценность /-го генотипа, которая позволяет оценить сочетание высокого значения признака с его устойчивостью (6); b; — коэффициент регрессии (7).

Результаты. Стандарты Нантская 4 и Лосиноостровская 13 различались по биохимическому составу. В корнеплодах моркови сорта Нантская 4 содержание сухого вещества и аскорбиновой кислоты было несколько выше. Этот же стандарт оказался устойчивее к накоплению нитратов. Стандарт Лосиноостровская 13 характеризовался более высоким содержанием моносахаров, каротина и максимальной урожайностью. Поэтому сравнение образцов проводили с учетом превышения показателей по отношению к лучшему по конкретному признаку стандарту.

Анализ результатов оценки адаптивности и стабильности коллекционных образцов показал, что возможности эффективного отбора неодинаковы для различных биохимических показателей. В коллекции моркови столовой более половины изученных образцов превосходили стандарт по содержанию аскорбиновой кислоты и имели более низкое содержание нитратов (табл. 1). Это означает, что при селекции на адаптивность по указанным показателям отбор исходного материала по потенциальной продуктивности трудности не представляет. Однако цель селекции на адаптивность — сочетание высоких показателей продуктивности (Хср.) с экологической устойчивостью (Sg;).

1. Частота встречаемости генотипов

Параметр Сухое вещество Сахара (сумма) Моноса- * хара Аскорбиновая кислота Каро- тин Нитра- ** ты Урожай- ность**

Х/ ср. 12,0 11,4 35,7 57,2 3,1 58,9 33,3

ОАС; 25,4 19,2 45,0 37,6 3,1 22,2 28,9

САС; 15,9 37,6 80,4 30,1 11,1 33,3 37,8

Sgi 55,2 31,9 12,5 53,0 5,9 15,6 46,7

СЦГ; 47,9 22,5 19,6 49,4 18,3 - 35,6

* и ** — соответственно 1983-1985 и 1986-1988 годы.

П р и м е ч а н и е. Х/ ср., ОАС/, САС/, Sgj и СЦГ; — соответственно среднее значение признака, общая адаптивная способность, специфическая адаптивная способность, относительная стабильность генотипа и селекционная ценность генотипа.

Среди образцов с повышенным содержанием аскорбиновой кислоты доля генотипов, более устойчивых, чем стандарт, была достаточно велика (53 %). Число образцов, представляющих ценность для селекции на стабильно высокое содержание аскорбиновой кислоты, составляло 49,4 % от всех изученных (больше, чем по другим признакам). Селекция в этом направлении на базе проанализированного генофонда является перспективной (см. табл. 1). Наибольшую селекционную ценность представляли образцы Местная (к-2242), Chantenay Long Type (к-2150), Berlikumer (к-2468) (табл. 2).

Содержание нитратов в корнеплодах образцов находилось в пределах ПДК, и у большинства генотипов их накапливалось меньше, чем у стандартов. Изменчивость этого признака по годам была значительной (Sg/ > 20). Образцы Ахтубинская (к-2478) и Rosal (к-2483) характеризовались незначительной, а F1 Napoli (вр. к-1855), Kaliber (к-2495) и Nestor WW (к-2497) — средней экологической изменчивостью. У образцов Ахтубинская, Rosal и Kaliber стабильность сочеталась с низким содержанием нитратов, то есть они представляли наибольшую ценность для селекции и выращивания экологически безопасной продукции (см. табл. 2).

Несколько меньше образцов с высоким содержанием моносахаров (35,7 % от общего числа) имели показатели выше, чем у стандарта. По этому признаку генотипы были очень нестабильными. Только у 10 из 55 образцов, в том числе у стандарта, изменчивость была незначительной (< 10 %), и лишь 11 образцов (19,6 %) представляли ценность как источники стабильно высокого содержания моносахаров; СЦГ, (селекционная ценность генотипа) у них была выше, чем у стандарта (см. табл. 1).

По признаку «сумма сахаров» сочетание потенциальной продуктивности и экологической устойчивости было несколько иным, чем в случае моносахаров. Образцов, превосходящих стандарт по среднему показателю (Хср.), оказалось меньше (всего 11,4 %) (см. табл. 1); в то же время экологической устойчивостью характеризовались 31,9 % образцов (против 12,5 % по содержанию моносахаров). В результате их селекционная ценность была практически одинаковой: по содержанию моносахаров — за счет высоких значений показателя (Хср.), а по суммарному содержанию сахаров — за счет большей распространенности признака экологической устойчивости (Sgj < 10 %).

Доля генотипов, превосходящих стандарт по содержанию сухого вещества, составляла всего 12 %. В то же время более половины из них были стабильнее стандартов, которые характеризовались средней изменчивостью (Sgj соответственно > 10 и < 20 %) (см. табл. 1). Образцы Местная (к-2413), гибрид № 6 (вр. к-1395), НИИОХ 336 (к-2319), Местная (к-2352) и др. обладали незначительной изменчивостью высокого (к-2413, вр. к-1946, к-2353) и среднего (остальные) содержания сухого вещества (см. табл. 2). В целом около 50 % образцов представляют ценность для селекции на стабильно высокое содержание сухого вещества.

Наиболее затруднительным оказался подбор исходного материала для создания сортов и гибридов со стабильно высоким содержанием каротина. По этому показателю только образцы НИИОХ 336 (к-2319) и Planet (вр. 1850), или 3,1 % от общего числа, превосходили стандарт Лосиноостровская 13 (см. табл. 2); 5,9 % образцов обладали меньшей экологической изменчивостью по содержанию каротина, чем стандарты. Экологически устойчивыми (Sgj < 10 %) оказались образцы Шантенэ 2461 (к-1285), Suttons Early Jem (к-965), Chantenay Half Long (к-1927), Joldinhart (к-2037, США) и др. (всего 26). Они могут служить источниками стабильности содержания каротина. Но только у образцов Пензенская 49, Шантенэ 2461 и особенно НИИОХ 336 экологическая устойчивость сочеталась с высоким потенциалом признака.

Большая часть изученных образцов может быть использована как исходный материал для селекции обладающих высоким качеством продукции сортов интенсивного типа, отзывчивых на улучшение условий выращивания (табл. 3).

3. Распределение сортообразцов моркови столовой из коллекции ВИР по признакам высокой адаптивности и отзывчивости на улучшение условий среды в связи с биохимическими признаками качества продукции

Сортообразцы

Биохимический признак высокоадаптивные интенсивного типа

всего, шт. число, шт. доля от общего числа, % число, шт. доля от общего числа, %

Содержание: сухого вещества 100 56 56,0 54 54,0

суммы сахаров 100 22 22,0 55 55,0

моносахаров 56 11 19,6 22 39,3

аскорбиновой кислоты 100 28 28,0 43 43,0

каротина 100 18 18,0 43 43,0

нитратов 44 3 6,8 - -

П р и м е ч а н и е. Прочерк означает, что показатель не учитывали.

Таким образом, в результате комплексной оценки сортообразцов моркови столовой из коллекции ВИР выделены лучшие генотипы по комплексу признаков. Сорт НИИОХ 336 (к-2319) характеризовался высокой адаптивностью по урожайности, содержанию сухого вещества и каротина, суммарному содержанию сахаров; Planet (вр. 1850), Chantenay Red Cored (к-2431) — по содержанию сухого вещества, аскорбиновой кислоты и каротина, суммарному содержанию сахаров; образец Местная (к-2413) — по содержанию сухого вещества, моносахаров и каротина, суммарному содержанию сахаров. Образцы Местная (к-2352), F2 Nantneket (к-2529), 307 Gold Pak (к-2540), F1 Fanly Pak (вр. 1946), Spartan Bones 88c (к-2547), Местная (к-2241), Asmer Early Market (к-2304) и Touchon 551 (к-2362) характеризовались адаптивностью по трем признакам — содержанию сухого вещества и аскорбиновой кислоты, суммарному содержанию сахаров; Шантенэ 2461 и Sone (к-2353) — по урожайности, содержанию сухого вещества и аскорбиновой кислоты. Адаптивностью по трем различным приз- накам обладали еще девять образцов. В основном сочеталась стабильность высокого содержания сухого вещества, аскорбиновой кислоты и каротина. Некоторые образцы не представляли интереса для селекции на адаптивность ни по одному из признаков: Flakker Jiant (к-1815), F2 Figaro (к-2472), Imperator (к-2006), гибрид № 4 (вр. 1393), гибрид № 8 (вр. 1397с), гибрид № 9 (вр. 1398). Полученные данные могут быть использованы для описания коллекции ВИР по адаптивности.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. И в а н о в Н.Н. Изменчивость в химическом составе семян масличных растений в зависимости от географических факторов. Тр. по прикл. бот. ген. и сел., 1926, XVI, 3: 3-88.

2. А р а с и м о в и ч В.В. Закономерности в наследовании химических признаков у бахчевых в связи с селекцией на химический состав. Изв. АН СССР (сер. биология), 1937: 1835-1851.

3. Н и л о в В.И. Закономерности в биосинтезе растений. Тр. по прикл. бот., ген. и сел. Социалистическое растениеводство. 1933, 7: 1-18.

4. B a l d w i n E., G o o d n e r K., P l o t t o A. Understanding the contribytions and interactions of sugars, acids aroma volatiles to overall tomato flavor. In: Tomato Quality workshop. Florida USA, May 7-11, 2006: 14-15.

5. Методические указания по изучению мировой коллекции столовых корнеплодов. Л., 1986: 1-4, 11-14.

6. К и л ь ч е в с к и й А.В. Взаимодействие генотипа и среды в селекции растений. Автореф. докт. дис. СПб, 1993.

7. E b e r h a r t S.A., R u s s e l W.A. Stability parameters for comparing varieties. Crop. Sci., 1966, 6, 1: 36-40.

ГНУ Московская опытная станция Всероссийского Поступила в редакцию

селекционно-технологического института 7 февраля 2007 года

садоводства и питомниководства,

142840 Московская обл., Ступинский р-н., п/о Михнево;

ГНУ Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур,

143080 Московская обл., Одинцовский р-н, п/о Лесной городок, e-mail: vniissok@mail.ru

CHARACTERIZATION OF THE VIR GENOFOND OF GARDEN CARROT ON ADAPTABILITY AND STABILITY OF BIOCHEMICAL COMPOSITION PARAMETERS

N.A. Kortchemnaya, S.K. Temirbekova, E.G. Dobrutskaya

S u m m a r y

The authors estimated more 100 kinds of garden carrot with the purpose of the isolation of long-term initial material for selection on high quality of the production. The deficiency of the ecological steadiness is defined in comparison with the responsiveness of the genotype on improvement of environmental conditions. As result of complex estimation of garden carrot kinds from the VIR collection the authors draw a conclusion that the most of studying kinds can be initial material for breeding of intensive type varieties having high quality of the production that is the responsiveness on improvement of environmental conditions. The obtained information may be used for description of the VIR collection on adaptability.

2. Оценка стабильности и адаптивной способности сортообразцов моркови столовой из коллекции ВИР, перспективных для селекции на стабильно высокое качество продукции

№ по каталогу ВИР Образец Страна происхождения Х ср. ОАС; САС; Sg; bi СЦГ;

А с к о р б и н о в а я к и с л о т а, Хср., мг%

1296 Нантская 4, стандарт СССР 10,30 0,69 3,64 18,52 0,57 5,96

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 9,93 0,32 3,10 17,73 -0,50 5,93

1927 Chantenay Half Long Египет 9,31 -1,17 0,11 3,64 0,38 8,10

2102 Chantenay 618 Канада 9,91 -0,56 0,46 6,83 0,22 7,50

2150 Chantenay Long Type Канада 10,30 -0,18 0,07 2,57 -0,28 9,36

2242 Местная Чили 13,80 3,32 0,04 1,45 0,02 13,09

А с к о р б и н о в а я к и с л о т а, Хср., мг%

1296 Нантская 4, стандарт СССР 5,91 -0,32 0,54 12,43 1,33 2,73

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 5,85 -0,37 1,65 21,94 3,20 0,31

1285 Шантенэ 2461 СССР 5,65 -0,57 0 0,89 -0,12 5,44

2468 Berlikumer Нидерланды 7,42 1,20 0,09 4,03 -0,54 6,13

2529 F2 Nantneket Нидерланды 6,73 -0,10 0,15 5,76 0,49 5,42

2540 307 Gold Pak Нидерланды 7,21 0,39 0,24 6,83 0,49 5,55

вр. 1946 F1 Fanly Pak США 6,11 -0,35 0,08 4,60 -0,64 5,21

2353 Sone Япония 7,56 1,10 0,31 7,31 -1,02 5,78

Н и т р а т ы, Хср., мг/кг

1296 Нантская 4, стандарт СССР 109,50 13,01 3350,01 52,86 2,28 49,52

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 112,93 16,45 1015,96 28,22 1,03 79,90

2478 Ахтубинская СССР 91,77 -4,72 8,94 3,26 0,08 88,67

2483 Rosal Нидерланды 76,10 -20,39 49,03 9,20 -0,21 68,84

2495 Kaliber Швеция 68,33 -29,74 144,16 17,57 0,31 57,54

2497 Nestor WW Швеция 146,27 48,19 802,01 19,36 0,22 120,80

вр. 1855 F1 Napoli Нидерланды 242,27 144,50 1701,16 17,02 1,43 209,22

М о н о с а х а р а, Хср., %

1296 Нантская 4, стандарт СССР 2,53 -0,09 0,02 5,32 -0,61 2,04

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 3,15 0,53 0,05 7,42 0,97 2,30

2115 Royal Chantenay Strain Дания 3,34 0,45 0,05 6,60 0,45 2,65

2243 Местная Чили 3,81 0,46 0,33 15,04 0,65 2,70

2294 Scarlet Nantes США 3,27 -0,08 0,01 2,60 0,06 3,10

2381 Chantenay Rex. R.S. Нидерланды 2,77 -0,58 0 2,53 -0,07 2,64

2432 Asmer Baly Can Великобритания 3,47 0,52 0,14 10,60 0,59 2,83

С у м м а с а х а р о в, Хср. , %

1296 Нантская 4, стандарт СССР 7,04 0,14 2,82 23,88 0,88 4,05

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 7,12 0,23 4,33 29,20 0,99 3,43

1069 Nantes Швеция 6,45 -0,45 1,17 16,76 0,56 4,53

2381 Chantenay Red Cored clusead New

Modil Нидерланды 6,71 0,03 1,28 16,84 0,67 4,59

2431 Chantenay Red Cored Великобритания 7,11 0,82 1,71 18,39 0,77 4,77

2413 Местная Афганистан 6,51 -0,08 1,41 18,25 0,60 4,52

Продолжение таблицы 2

С у м м а с а х а р о в, Хср., %

1296 Нантская 4, стандарт СССР 7,40 0,57 1,36 15,76 1,20 3,87

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 7,06 0,23 1,15 15,20 0,99 3,81

2478 Ахтубинская СССР 6,33 -0,40 0,10 5,06 -0,30 5,36

2559 Пензенская 49 СССР 6,96 0,14 0,40 9,12 0,61 5,04

2529 F2 Nantneket Нидерланды 6,99 0,32 0,50 10,16 0,46 5,00

2530 F2 Comoillo Нидерланды 7,30 0,64 0,01 1,54 -0,11 6,99

2540 307 Gold Pak Нидерланды 7,38 0,72 0,09 4,12 -0,30 6,53

вр. 1850 Planet Нидерланды 7,20 0,54 0,15 5,40 -0,22 6,11

вр. 1946 F1 Faney Pak США 7,40 0,61 0,28 7,18 0,49 6,01

2477 F1 Kometa НИИОХ СССР 7,11 0,33 0,09 4,28 0,11 6,32

С у х о е в е щ е с т в о, Хср., %

1296 Нантская 4, стандарт СССР 12,03 -0,05 4,40 17,44 1,23 4,91

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 10,97 -1,12 2,56 14,60 0,91 5,53

965 Suttons Early Jem Великобритания 12,00 -0,08 1,51 10,24 0,72 7,83

1528 Несравненная СССР 12,70 0,62 1,71 10,30 0,46 8,26

1776 Местная СССР 12,60 0,52 2,47 12,47 0,86 7,26

2436 Giganta Improwed Великобритания 11,40 0,26 1,57 20,17 0,73 7,43

2413 Местная Афганистан 11,43 0,29 1,01 8,80 0,59 8,25

вр. 1395 Гибрид № 6 Сиб. НИИРС 10,32 -0,82 0,92 9,31 0,58 7,28

С у х о е в е щ е с т в о, Хср. %,

1296 Нантская 4, стандарт СССР 12,30 0,69 2,71 13,38 1,23 5,73

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 12,63 1,02 4,04 15,92 0,82 4,60

2352 Местная СССР 11,53 -0 0,54 6,39 0,01 8,59

вр. 1850 Planet Нидерланды 12,00 0,40 0,13 3,00 0,25 10,65

вр. 1946 F1 Fanly Pak США 12,90 1,29 0,52 5,59 0,59 10,02

2353 Sone Япония 12,50 0,89 0,43 5,25 0,44 9,88

К а р о т и н, Хср. (мг%), 1983-1985 годы

1296 Нантская 4, стандарт СССР 16,07 2,24 5,45 14,53 1,10 8,91

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 19,80 5,97 14,56 19,27 1,85 8,10

1275 Шантенэ 2461 СССР 16,93 3,11 1,29 6,72 0,26 13,45

2242 Местная Чили 14,13 -0,22 0,08 2,04 0,11 13,08

2319 НИИОХ 336 СССР 21,37 7,01 4,50 9,93 1,26 13,62

2362 Touchon 551 Швеция 13,83 -0,52 0,52 5,23 0,33 11,19

К а р о т и н, Хср., мг%

1296 Нантская 4, стандарт СССР 16,27 1,40 10,66 20,07 1,95 5,79

2017 Лосиноостровская 13, стандарт СССР 17,83 2,97 0,17 2,33 0,23 16,50

2319 НИИОХ 336 СССР 21,20 6,33 0,04 0,94 -0,09 20,56

вр. 1850 Planet Нидерланды 18,43 4,83 0,24 2,68 -0,04 16,92

2559 Пензенская 49 СССР 17,70 2,83 1,21 6,21 0,50 14,17

П р и м е ч а н и е. Хі ср., ОАС/, САС/, Sgi, b/ и СЦГ; — соответственно среднее значение признака, общая адаптивная способность, специфическая адаптивная способность, относительная стабильность генотипа, коэффициент регрессии, селекционная ценность генотипа.