Abstract. More than 1.394 thousand people have been produced in the Republic in 2018 tons of vegetables, including tomatoes – 320 000 tons, and there are all conditions in order to significantly increase the area, increase the yield of this valuable crop and provide both the local population and residents of the northern regions with a full supply of food. Methods. The selection work was carried out in the collection nursery of the Federal Agricultural Research Center of the Republic of Dagestan in 2016–2018. Observations and records were carried out in accordance with the requirements of the broad unified classification of the Council for Mutual Economic Assistance genus Lycopersicon Tourn. UPOV recommendations for tomato culture were used to study the morpho biological traits of forward-looking lines. The yields were taken into account according to the methods of the State system for ensuring uniformity of measurements. The study of the morphology of the fruit brush was carried out by describing and measuring the structural units of inflorescence on 2–3 typical plants for samples. Results. The formation of fruit in F2 hybrids was quite high, but there were significant differences in the mass and shape of fruits. F3 hybrids were dominated by indeterminant and determinant plants with red and orange fruits. The weight of the fruit varied by 108–148 g. It should be noted that the effect of the maternal factor, which is ambiguous and depends both on the combination and on the sign of tie. Scientific novelty. As a result of selections on the complex of traits in individual families received lines combining, high resistance to heat and drought on gametophyte and characterized by high tying of fruits to high temperatures in different years. Revealed 4 lines: F3 L 20/07 × L 20/11, F4 Gigantskaya roza × Fonarik, F3 (L 20/07 × Nevskiy) × L 20/07, F4 Fonarik × Gigantskaya roza with semi-determinant type of growth, with large fruits.
tomato, hybrid, selection, genotype, crossbreeding, fruit, stability, evaluation.
Постановка проблемы (Introduction)
Сельскохозяйственное производство Республики Дагестан нуждается в улучшении отечественного сортимента томата. Особенно остро ощущается недостаток в ультраскороспелых и среднеспелых группах созревания, необходимых для бесперебойной работы консервной промышленности и обеспечения потребности населения в летнее время. В Республике в 2018 году произведено свыше 1394 тыс. тонн овощей (в том числе 320 тыс. тонн томаты), и имеются все условия для того, чтобы значительно увеличить площади, повысить урожайность этой ценной культуры и обеспечить как местное население, так жителей северных регионов полноценной продукцией питания. Для этого в первую очередь необходимы скороспелые гибриды и сорта [2, с. 4], [3, с. 67]. Томат – одна из основных овощных культур, которые выращиваются по всей территории республики. За климатическими, почвенными условиями – достаточно значительный ареал: прохладные, сырые условия северной и предгорной зон и жаркие, засушливые – центральной и южной зон [1, с. 16].
Рис. 1. Структура площадей, занятых под овощные культуры за 2018 год
Fig. 1. The structure of the squares occupied for vegetable crops for 2018
В первых зонах это в основном небольшие приусадебные участки, где томат выращивают часто подвязкой на колья шпалеры. Это также большие высокотехнологические площади, на которых выращивают ценные плоды на орошении для вывоза в центральные, северные регионы страны и частичной промышленной переработки [8, с. 16], [12, с. 71]. Следует отметить, что многообразны и требования к новым сортам и гибридам F1 томата. Фактически селекционер оценивает, компонует в одном генотипе от 40 до 60 хозяйственно ценных признаков, которые зачастую находятся в отрицательных взаимосвязях между собой [4, с. 7], [5, с. 11]. Обеспечить запросы потребителя к новым генотипам томата возможно, лишь имея в распоряжении высококачественный исходный материал, содержащий комплекс желательных признаков [7, с. 31], [8, с. 122]. Создание экологически пластичных сортов, обеспечивающих достаточно высокие урожаи в благоприятных условиях возделывания и стабильную урожайность в стрессовых условиях, является основной задачей, которая послужить повышению нижнего порога урожайности выращиваемых сортов в республике. В связи с вышеизложенным целью наших исследований являлось изучение изменчивости и наследуемости основных селекционно значимых признаков при подборе родительских пар для получения гибридов томата в открытом грунте.
Методология и методы исследований (Methods)
Селекционную работу проводили в коллекционном питомнике Федерального аграрного научного центра Республики Дагестан в 2016–2018 гг. В изучение ежегодно было включено 30 сортов томата отечественной и зарубежной селекции. Опыты закладывали на светло-каштановых почвах. Содержание подвижного азота в почве составляют 4,2–5,6 мг, подвижного фосфора (фосфаты) – 6,2–8,6 мг, обменного калия – 40–50 мг на 100 г почвы. Мощность пахотного слоя – 30–
Результаты (Results)
Для эффективного использования в селекционных программах требуется изучение изменений устойчивости растений в популяциях разных гибридных поколений. Реакция гибридных популяций на отбор – одна из важнейших характеристик их селекционной ценности [13, с. 23], [14, с. 108]. Всесторонний анализ показателей изученных признаков в динамике поколений F2, F3 и F4 позволяет определить эффективность отбора по наиболее ценным признакам и проследить процесс формирования устойчивости на данном этапе онтогенеза. В скрещиваниях нами были использованы образцы разного географического происхождения.
В процессе изучения гибридных популяций, полученных при скрещивании, и проведении отборов придерживались 2 принципов:
- принцип трансгрессивности – отбор из расщепляющихся гибридных популяций редких и ценных генотипов, значительно превышающих значения родительских компонентов по исковым признакам;
- сочетание в одном генотипе желаемых признаков [15, с. 26].
Таблица 1
Характеристика сортов и линий томата, полученных на основе межсортовой и межвидовой гибридизации
|
№ |
Линии, сорта |
Общая урожайность, т/га |
Урожайность за 15 суток плодоношения |
||||||
|
2016 |
2017 |
2018 |
Средняя |
2016 |
2017 |
2018 |
Средняя |
||
|
121 |
Яна (St) |
48,2 |
47,1 |
46,1 |
47,1 |
9,6 |
8,7 |
9,4 |
9,2 |
|
132 |
F3 Л 20/07 × Л 20/11 |
56,3 |
52,4 |
55,2 |
54,6 |
13,5 |
15,2 |
14,3 |
14,3 |
|
214 |
F3 Л 20/11 × Л 20/07 |
48.8 |
45,6 |
46,2 |
46,8 |
12,1 |
13,2 |
12,3 |
12,5 |
|
201 |
F2 (Подарочный × Грант) × Памир |
53,6 |
55,1 |
52,3 |
53,6 |
12,6 |
14,1 |
12,9 |
13,2 |
|
122 |
F3 (Торпедо × Ямал) × Л 42/3 |
49,1 |
46,3 |
48,6 |
48,0 |
11,6 |
12,2 |
14,8 |
12,8 |
|
141 |
F4 Гигантская роза × Фонарик |
53,3 |
54,8 |
52,5 |
53,5 |
14,1 |
11,8 |
14,3 |
13,4 |
|
211 |
F4 Фонарик × Гигантская роза |
46,6 |
48,4 |
49,3 |
48,1 |
11,7 |
13,8 |
12,5 |
12,6 |
|
143 |
F3 (Л 20/07 × Невский) × Л 20/07 |
53,2 |
54,5 |
52,8 |
53,5 |
14,5 |
13,7 |
14,6 |
14,2 |
|
133 |
F4 (Л 20/11 × Колорадо) × Л 20/11 |
47,3 |
50,1 |
48,2 |
48,5 |
12,7 |
14,8 |
13,1 |
13,5 |
|
204 |
F2 (Челнок × Ямал) × Фонарик |
48,8 |
47,2 |
51,4 |
49,1 |
13,8 |
12,1 |
14,2 |
13,3
|
|
|
НСР05 |
2,1 |
2,7 |
3,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Table 1
Characteristics of tomato varieties and lines derived from intersort and interspecies hybridization
|
No. |
Lines, varieties |
Total yield, t/ha |
Yields For 15 days of fruiting |
||||||
|
2016 |
2017 |
2018 |
Аverage |
2016 |
2017 |
2018 |
Аverage |
||
|
121 |
Yana (St) |
48.2 |
47.1 |
46.1 |
47.1 |
9.6 |
8.7 |
9.4 |
9.2 |
|
132 |
F3 L 20/07 × L 20/11 |
56.3 |
52.4 |
55.2 |
54.6 |
13.5 |
15.2 |
14.3 |
14.3 |
|
214 |
F3 L 20/11 × L 20/07 |
48.8 |
45.6 |
46.2 |
46.8 |
12.1 |
13.2 |
12.3 |
12.5 |
|
201 |
F2(Podarochnyy × Grant) × Pamir |
53.6 |
55.1 |
52.3 |
53.6 |
12.6 |
14.1 |
12.9 |
13.2 |
|
122 |
F3(Torpedo × Yamal) × L 42/3 |
49.1 |
46.3 |
48,6 |
48.0 |
11.6 |
12.2 |
14.8 |
12.8 |
|
141 |
F4 Gigantskaya roza × Fonarik |
53.3 |
54.8 |
52.5 |
53.5 |
14.1 |
11.8 |
14.3 |
13.4 |
|
211 |
F4 Fonarik × Gigantskaya roza |
46.6 |
48.4 |
49.3 |
48.1 |
11.7 |
13.8 |
12.5 |
12.6 |
|
143 |
F3 (L 20/07 × Nevskiy) × L 20/07 |
53.2 |
54.5 |
52.8 |
53.5 |
14.5 |
13.7 |
14.6 |
14.2 |
|
133 |
F4 (L 20/11 × Colorado) × L 20/11 |
47.3 |
50.1 |
48.2 |
48.5 |
12.7 |
14.8 |
13.1 |
13.5 |
|
204 |
F2 (Chelnok × Yamal) × Fonarik |
48.8 |
47.2 |
51.4 |
49.1 |
13.8 |
12.1 |
14.2 |
13.3
|
|
|
LSD05 |
2.1 |
2.7 |
3.1 |
|
|
|
|
|
Таблица 2
Показатели роста и развития растений томата, средние за 2016–2018 гг.
|
№ |
Высота основного побега, см |
Число листьев, шт.
|
Количество плодоносящих ветвей |
Масса плода, г
|
Сравнительная характеристика по морфологическим признакам |
|||
|
Фаза развития |
Число суток от массовых всходов до закладки первой кисти |
Количество цветков на первой кисти, шт.
|
Количество завязей на первой кисти, шт.
|
|||||
|
121 |
44 |
7,3 |
3,1 |
121 |
Бутонизация – цветение |
38 |
7 |
3 |
|
132 |
37 |
5,5 |
3,4 |
148 |
Вегетация |
44 |
8 |
3 |
|
214 |
48 |
6,7 |
4,0 |
116 |
Бутонизация – цветение |
38 |
7 |
2 |
|
201 |
53 |
6,2 |
3,3 |
140 |
Бутонизация – цветение |
35 |
9 |
4 |
|
122 |
48 |
5,8 |
2,8 |
106 |
Плодообразование |
29 |
10 |
0 |
|
141 |
55 |
5,8 |
3,7 |
144 |
Бутонизация – цветение |
31 |
9 |
5 |
|
211 |
51 |
5,7 |
3,6 |
127 |
Начало – бутонизация |
37 |
6 |
2 |
|
143 |
53 |
7,3 |
3,8 |
146 |
Бутонизация – цветение |
31 |
9 |
4 |
|
133 |
47 |
7,7 |
4,2 |
108 |
Плодообразование |
33 |
7 |
0 |
|
204 |
54 |
7,5 |
4,4 |
112 |
Начало – бутонизация |
37 |
10 |
2 |
Table 2
Indicators of tomato plant growth and development, average for 2016–2018
|
No. |
Height of the main escape, see |
Number of leaves, piece |
Number of fruit-bearing branches |
Fetal mass, d |
Comparative characteristic on morphological traits |
|||
|
Development phase |
Number of days from mass shoots to laying of the 1st brush |
Number of flowers per 1 brush, pcs. |
Number of ovaries per 1 brush, pcs. |
|||||
|
121 |
44 |
7.3 |
3.1 |
121 |
Budding – flowering |
38 |
7 |
3 |
|
132 |
37 |
5.5 |
3.4 |
148 |
Vegetation |
44 |
8 |
3 |
|
214 |
48 |
6.7 |
4.0 |
116 |
Budding – flowering |
38 |
7 |
2 |
|
201 |
53 |
6.2 |
3.3 |
140 |
Budding – flowering |
35 |
9 |
4 |
|
122 |
48 |
5.8 |
2.8 |
106 |
Fruiting |
29 |
10 |
0 |
|
141 |
55 |
5.8 |
3.7 |
144 |
Budding – flowering |
31 |
9 |
5 |
|
211 |
51 |
5.7 |
3.6 |
127 |
Start – budding |
37 |
6 |
2 |
|
143 |
53 |
7.3 |
3.8 |
146 |
Budding – flowering |
31 |
9 |
4 |
|
133 |
47 |
7.7 |
4.2 |
108 |
Fruiting |
33 |
7 |
0 |
|
204 |
54 |
7.5 |
4.4 |
112 |
Start – budding |
37 |
10 |
2 |
Таблица 3
Сравнительные данные завязываемости и семенной продуктивности у линий томата, средние за 2016–2018 гг.
|
№ |
Линии, сорта
|
Количество опыленных цветков, шт. |
Завязываемость плодов, % |
Выход семян на 1 цветок, шт. |
Обсемененность плода, шт. |
|
121 |
Яна (St) |
24 |
21, 1 |
18,0 |
88 |
|
132 |
F3 Л 20/07 × Л 20/11 |
36 |
27,4 |
17.3 |
75 |
|
214 |
F3 Л 20/11 × Л 20/07 |
29 |
16,8 |
15,4 |
58 |
|
201 |
F2 (Подарочный × Грант) × Памир |
56 |
12,4 |
4,3 |
22 |
|
122 |
F3 (Торпедо × Ямал) × Л 42/3 |
42 |
19,6 |
7,6 |
47 |
|
141 |
F4 Гигантская роза × Фонарик |
46 |
21,3 |
11,0 |
45 |
|
211 |
F4 Фонарик × Гигантская роза |
44 |
18,7 |
4,4 |
43 |
|
143 |
F3 (Л 20/07 × Невский) × Л 20/07 |
58 |
24,2 |
9,2 |
42 |
|
133 |
F4 (Л 20/11 × Колорадо) × Л 20/11 |
61 |
14,8 |
7,7 |
23 |
|
204 |
F2 (Челнок × Ямал) × Фонарик |
54 |
17,4 |
9,7 |
31 |
Table 3
Comparative data on mating and seed productivity in tomato lines, average for 2016–2018
|
No. |
Lines, varieties |
Number of pollinated flowers, piece. |
Fetal tying, % |
Seed output per flower, piece. |
The insemination of the fruit, the piece |
|
121 |
Yana (St) |
24 |
21.1 |
18.0 |
88 |
|
132 |
F3 L 20/07 × L 20/11 |
36 |
27.4 |
17.3 |
75 |
|
214 |
F3 L 20/11 × L 20/07 |
29 |
16.8 |
15.4 |
58 |
|
201 |
F2(Podarochnyy × Grant) × Pamir |
56 |
12.4 |
4.3 |
22 |
|
122 |
F3(Torpedo × Yamal) × L 42/3 |
42 |
19.6 |
7.6 |
47 |
|
141 |
F4 Gigantskaya roza × Fonarik |
46 |
21.3 |
11.0 |
45 |
|
211 |
F4 Fonarik × Gigantskaya roza |
44 |
18.7 |
4.4 |
43 |
|
143 |
F3 (L 20/07 × Nevskiy) × L 20/07 |
58 |
24.2 |
9.2 |
42 |
|
133 |
F4 (L 20/11 × Colorado) × L 20/11 |
61 |
14.8 |
7.7 |
23 |
|
204 |
F2 (Chelnok × Yamal) × Fonarik |
54 |
17.4 |
9.7 |
31 |
Каждое второе поколение гибридной комбинации было представлено 200 растениями. Это дало возможность отобрать для дальнейшей работы растения с исковыми признаками и в первую очередь трансгрессивные формы. Следует отметить, что из гибридных популяций линий заданным комплексом хозяйственно ценных признаков, осложнилось существенным расщеплением признаков у гибридов F2–F5. В F2 наблюдалось значительное расщепление растений, как по типу роста, так и по форме плодов. Выделены растения индетерминантного, детерминантного и супердетерминантного типов роста. Образование плодов у гибридов F2 было достаточно высоким, однако наблюдались существенные различия по массе и форме плодов. В гибридах F3 преобладали растения индетерминантного и детерминантного типов с красными и оранжевыми плодами. По массе плода варьирование составляло 108–148 г. (таблица 2).
В результате отборов по комплексу признаков в отдельных семьях получены линии, сочетающие, высокую устойчивость к жаре и засухе по гаметофиту и характеризуются высокой завязываемостью плодов к высокой температуре в разные годы. Выявлены 4 линий F3 Л 20/07 × Л 20/11, F4 Гигантская роза × Фонарик, F3 (Л 20/07 × Невский) × Л 20/07, F4 Фонарик × Гигантская роза с полудетерминантным типом роста, с крупными плодами. Рост главного стебля данных линий продолжается более длительное время и заканчивается соцветием.
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
Использование в скрещиваниях географически отдаленных и морфологически разнокачественных форм позволило получить ряд новых линий (F3 Л 20/07 × Л 20/11, F4 Гигантская роза × Фонарик, F3 (Л 20/07 × Невский) × Л 20/ 07, F4 Фонарик × Гигантская роза) с исковыми характеристиками и более высоким порогом хозяйственно ценных признаков, чем исходных родительских форм. Представленная группа линий отличаются устойчивостью к фузариозу и бактериальной пятнистости. При изучении уровня завязываемости, семенной продуктивности, массы плода у реципрокных гибридов томата установлено значительное их отличие у генотипов, что указывает на влияние материнской формы в качестве компонента гибридизации. Следует отметить, что этот эффект неоднозначен и зависит как от комбинации, так и от признака завязываемости выраженное отличие между реципрокными гибридами отмечено у гибрида F3 Л 20/07 × Л 20/11 // F3 Л 20/11 × Л 20/07: 10,6 %, а для выхода семян на 1 опыленный цветок – F4 Гигантская роза × Фонарик // F4 Фонарик × Гигантская роза: 6,6 % Полученные линии можно с высокой эффективностью использовать в дальнейшем селекционном факторам стресса.
1. Avilova K. V. [i dr.] Ekologo-klimaticheskie harakteristiki atmosfery v 2015 g. po dannym meteorologicheskoy observatorii MGU imeni M. V. Lomonosova / Pod. red. O. A. Shilovcevoy. M. : MAKS Press, 2016. 268 s.
2. Velizhanov N. M. Optimizaciya elementov tehnologii vyraschivaniya semyan ovoschnyh kul'tur // Resursosberegayuschie tehnologii v zemledelii: sbornik nauchnyh trudov po materialam IV Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. Yaroslavl', 2019. S. 3-7.
3. Velizhanov N. M. Resursosberegayuschie faktory povysheniya produktivnosti ovoschnyh kul'tur i plodorodiya pochv // Nauchnye dostizheniya molodyh uchenyh v APK: sbornik trudov Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferencii studentov, magistrov, aspirantov i molodyh uchenyh. Mahachkala, 2019. S. 67-74.
4. Gamzikov G. P. Pochvennaya diagnostika azotnogo pitaniya rasteniy i primeneniya azotnogo pitaniya rasteniy v sevooborotah // Plodorodie. 2018. № 1 (100). S. 8-14.
5. Gosudarstvennyy reestr sortov [Elektronnyy resurs]. URL: http://sorttest.by/gosudarstvennyy_reyestr_2019.pdf (data obrascheniya: 11.09.2019).
6. Dospehov B. A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy): uchebnik dlya vysshih sel'skohozyaystvennyh uchebnyh zavedeniy. Stereotip. izd., perepech. s 5-go izd., dop. i pererab., 1985. M.: Al'yans, 2014. 351 s.
7. Litvinov S. S. Fitosanitarnye problemy v sovremennom ovoschevodstve // Zaschita i karantin rasteniy. 2015. № 4. S. 3-6.
8. Maskalenko O. A., Belyaeva A. V., Mal'ceva D. A., Nekoval' S. N. Izuchenie i podderzhanie geneticheskoy kollekcii tomata FGBNU VNIIBZR // Nauchnoe obespechenie agropromyshlennogo kompleksa: Materialy H Vserossiyskoy konferencii molodyh uchenyh. Krasnodar, 2017. S. 366-367.
9. Kondrat'eva I. Yu., Golubkina N. A. Sootnoshenie karotinoidov v plodah raznoy okraski // Novye i netradicionnye rasteniya i perspektivy ih ispol'zovaniya: Materialy XIII mezhdunarodnoy konferencii. Sochi, 2018. S. 193-195.
10. Kuz'menko V. I., Yarovoy G. I. Vliyanie predposevnoy obrabotki semyan tomata na ih posevnye kachestva i porazhennost' boleznyami // Ovoschi Rossii. 2015. № 1 (26). S. 60-63.
11. Engalycheva I. A., Pyshnaya O. N., Kozar' E. G. Predbridingovaya selekciya perca sladkogo na ustoychivost' k virusu bronzovosti tomata (TSWV) // Vestnik zaschity rasteniy. 2015. № 4(86). S. 40-44.
12. Serderov V. K. Kartofel': monografiya. Mahachkala, 2016. 304 s.
13. Suhorukov A. A. Vliyanie razlichnyh tipov zasuhi na urozhaynost' sortov ozimoy pshenicy // Molodoy uchenyy. 2015. № 22.2. S. 12-14.
14. Enujeke E. C., Emuh F. N. Evaluation of some growth and yield indices of five varieties of tomato (lycopersicon esculentum mill) in Asaba area of delta state // Global Journal of Bio-Science and Biotechnology. 2015. No. 4 (1). Pp. 21-26.
15. Rahman M., Nahar M. A., Sahariar M. S., Karim M. R. Plant growth regulators promote growth and yield of summer tomato // Progressive Agriculture. 2015. No. 26. Pp. 32-37.
