СОЗДАНИЕ СОРТОВ И ГИБРИДОВ ТОМАТА В ДАГЕСТАНЕ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В Республике 2018 году произведено свыше 1394 тыс. тонн овощей (в том числе 320 тыс. тонн томатов), 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. Методы. Селекционную работу проводили в коллекционном питомнике Федерального аграрного научного центра Республики Дагестан в 2016–2018 гг. Наблюдения и учеты проводили в соответствии с требованиями широкой унифицированной классификации СЭВ рода Lycopersicon Tourn. Для изучения морфобиологических признаков перспективных линий использовали рекомендации UPOV для культуры томата. Учет урожайности проводили по методикам ГСИ. Изучение морфологии плодовой кисти проводили путем описания и измерения структурных единиц соцветия на 2–3 типичных для образцов растениях. Результаты. 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. Следует отметить эффект материнского фактора, который неоднозначен и зависит как от комбинации, так и от признака завязываемости. Научная новизна. В результате отборов по комплексу признаков в отдельных семьях получены линии, сочетающие высокую устойчивость к жаре и засухе по гаметофиту и характеризующиеся высокой завязываемостью плодов к высокой температуре в разные годы. Выявлены 4 линии: 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.

Ключевые слова:
томат, гибрид, селекция, генотип, скрещивания, плод, устойчивость, оценка.
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

 

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 – 30–35 см, окультуренность почвы хорошая. Погодные условия в годы исследований в целом были благоприятны для развития растений. Наиболее благоприятным как по температурному режиму, так и по количеству осадков был 2017–2018 сельскохозяйственные годы,  положительное влияние наблюдалось во все периоды роста и развития растений томата. Высаживалось по 27–30 растений на делянках площадью 12,4 м2. Наблюдения и учеты проводили в соответствии с требованиями широкой унифицированной классификации СЭВ рода Lycopersicon Tourn. Для изучения морфо биологических признаков перспективных линий использовали рекомендации UPOV для культуры томата. Учет урожайности проводили по методикам ГСИ, обработку систематизацию материала по Доспехову. [6, с. 31], [9, с. 58], [10, с. 141]. Проводили фенологические наблюдения. Отмечали сроки: посев, всходы, цветение, начало плодоношения, начало созревания, массовое созревание. Определяли тип растения, форму, окраску плода и его устойчивость к растрескиванию, качественный и весовой учет урожая. Изучение морфологии плодовой кисти проводили путем описания и измерения структурных единиц соцветия на 2–3 типичных для образцов растениях. Погодные условия различались по годам исследований, что позволило дать более объективную оценку коллекции томата с учетом конкретных условий биотических и абиотических факторов среды. Агротехника – общепринятая в Республике Дагестан для культуры томата.

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:

  1. принцип трансгрессивности – отбор из расщепляющихся гибридных популяций редких и ценных генотипов, значительно превышающих значения родительских компонентов по исковым признакам;
  2. 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

Buddingflowering

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 F2F5. 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.

 

Список литературы

1. Авилова К. В. [и др.] Эколого-климатические характеристики атмосферы в 2015 г. по данным метеорологической обсерватории МГУ имени М. В. Ломоносова / Под. ред. О. А. Шиловцевой. М. : МАКС Пресс, 2016. 268 с.

2. Велижанов Н. М. Оптимизация элементов технологии выращивания семян овощных культур // Ресурсосберегающие технологии в земледелии: сборник научных трудов по материалам IV Международной научно-практической конференции. Ярославль, 2019. С. 3-7.

3. Велижанов Н. М. Ресурсосберегающие факторы повышения продуктивности овощных культур и плодородия почв // Научные достижения молодых ученых в АПК: сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции студентов, магистров, аспирантов и молодых ученых. Махачкала, 2019. С. 67-74.

4. Гамзиков Г. П. Почвенная диагностика азотного питания растений и применения азотного питания растений в севооборотах // Плодородие. 2018. № 1 (100). С. 8-14.

5. Государственный реестр сортов [Электронный ресурс]. URL: http://sorttest.by/gosudarstvennyy_reyestr_2019.pdf (дата обращения: 11.09.2019).

6. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): учебник для высших сельскохозяйственных учебных заведений. Стереотип. изд., перепеч. с 5-го изд., доп. и перераб., 1985. М.: Альянс, 2014. 351 с.

7. Литвинов С. С. Фитосанитарные проблемы в современном овощеводстве // Защита и карантин растений. 2015. № 4. С. 3-6.

8. Маскаленко О. А., Беляева А. В., Мальцева Д. А., Нековаль С. Н. Изучение и поддержание генетической коллекции томата ФГБНУ ВНИИБЗР // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: Материалы Х Всероссийской конференции молодых ученых. Краснодар, 2017. С. 366-367.

9. Кондратьева И. Ю., Голубкина Н. А. Соотношение каротиноидов в плодах разной окраски // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Материалы XIII международной конференции. Сочи, 2018. С. 193-195.

10. Кузьменко В. И., Яровой Г. И. Влияние предпосевной обработки семян томата на их посевные качества и пораженность болезнями // Овощи России. 2015. № 1 (26). С. 60-63.

11. Енгалычева И. А., Пышная О. Н., Козарь Е. Г. Предбридинговая селекция перца сладкого на устойчивость к вирусу бронзовости томата (TSWV) // Вестник защиты растений. 2015. № 4(86). С. 40-44.

12. Сердеров В. К. Картофель: монография. Махачкала, 2016. 304 с.

13. Сухоруков А. А. Влияние различных типов засухи на урожайность сортов озимой пшеницы // Молодой ученый. 2015. № 22.2. С. 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.

Войти или Создать
* Забыли пароль?