Герус Людмила Василівна Підвищення спрямованості і ефективності отримання та добору перспективних гібридних комбінацій, форм і сортів винограду

brief description

національний науковии центр «інститут виноградарства

І ВИНОРОБСТВА ім. В. Є. ТАЇРОВА»

НАЦІОНАЛЬНОЇ академії аграрних наук інститут зрошуваного землеробства

НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису

ГЕРУС ЛЮДМИЛА ВАСИЛІВНА

УДК 634.836.093:581.167

ДИСЕРТАЦІЯ

ПІДВИЩЕННЯ СПРЯМОВАНОСТІ І ЕФЕКТИВНОСТІ ОТРИМАННЯ ТА ДОБОРУ ПЕРСПЕКТИВНИХ ГІБРИДНИХ КОМБІНАЦІЙ, ФОРМ І СОРТІВ ВИНОГРАДУ

06.01.5 - селекція і насінництво Сільськогосподарські науки

Подається на здобуття

наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук

Дисертація містить результати власних досліджень. Використання ідей, результатів і текстів інших авторів мають посилання на відповідне джерело Г___________ ерус Л. В.

Науковий консультант: Мулюкіна Ніна Анатоліївна, доктор

сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент Національної академії аграрних наук України

ЗМІСТ

ВСТУП............................................................................................................................................. 27

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ............................................................ 28

РОЗДІЛ 1 ОБГРУНТУВАННЯ НЕОБХІДНОСТІ ТА ШЛЯХИ ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ ПРИСКОРЕННЯ СЕЛЕКЦІЙНОГО ПРОЦЕСУ У ВИНОГРАДАРСТВІ................................ 36

1.1 Методичні та практичні аспекти сучасної селекції винограду................................................. 36

1.2 Генетичні та молекулярні принципи селекції винограду.......................................................... 37

1.2.1 Г енетичні ресурси винограду у базах даних та дескрипторах.................................................... 38

1.2.2 Маркування ознак стійкості до біотичних та абіотичних факторів......................................... 41

1.3 Особливості та біохімічне і фізіологічне підгрунтя селекції винограду на стійкість до біотичних та абіотичних факторів................................................................................................ 45

1.3.1 Генетичні і біохімічні аспекти селекції на стійкість до мільдью та оїдіуму........................... 45

1.3.2 Механізми морозостійкості винограду та генетичні джерела ознаки 50

1.3.3 Фізіологічні та генетичні варіації посухостійкості винограду................................................. 53

1.4 Селекція винограду на показники продуктивності та якості.............................................. 59

1.4.1 Стабільність продуктивності як показник рівня адаптивності сорту до умов довкілля........ 59

1.4.2 Крупноплідність і тренди селекції столового винограду.......................................................... 63

1.4.3 Біохімічні та генетичні основи селекції на ознаку мускатного

аромату............................................................................................................................................ 65

Висновки до розділу 1 .................................................................................................................. 71

РОЗДІЛ 2 ОБ'ЄКТИ, МЕТОДИ ТА УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ. .72

2.1 Місце, об’єкт, матеріал досліджень............................................................................................. 72

2.2 Коротка грунтово-кліматична характеристика району та метеорологічні умови в роки досліджень...................................................................................................................................... 75

2.3 Обліки, спостереження, аналізи та методи їх виконання.......................................................... 78

2.4 Вдосконалення схеми селекційного процесу.............................................................................. 82

Висновки до розділу 2................................................................................................................... 84

24

РОЗДІЛ 3 ГЕНЕТИЧНА ДЕТЕРМІНАЦІЯ СЕЛЕКЦІЙНИХ ОЗНАК ІНТЕРЕСУ, ДОСЛІДЖЕННЯ ЇХ ДЖЕРЕЛ І СТВОРЕННЯ БАЗИ ДАНИХ СОРТІВ-ДОНОРІВ СТІЙКОСТІ, ПРОДУКТИВНОСТІ ТА ЯКОСТІ

ВИНОГРАДУ.................................................................................................................................. 85

Висновки до розділу 3.................................................................................................................... 91

РОЗДІЛ 4 ОПТИМІЗАЦІЯ МЕТОДИЧНОГО ПІДҐРУНТЯ ОЦІНКИ ТА ДОБОРУ СЕЛЕКЦІЙНОГО МАТЕРІАЛУ ВИНОГРАДУ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ АНАТОМО-МОРФОЛОГІЧНИХ ТА ФІЗІОЛОГО-БІОХІМІЧНИХ МАРКЕРІВ ОЗНАК СТІЙКОСТІ... 95

4.1 Фізіолого-біохімічні маркери стабільності та високого рівня прояву ознаки «зимостійкість» у групи столових та технічних сортів та форм.................................................................................. 97

4.2 Фізіологічні та біохімічні маркери посухостійкості сортів та форм винограду...................... 110

4.3 Стабільність прояву рівня стійкості сортів та форм винограду проти патогенів, в тому числі й за допомогою біохімічних маркерів біотичного стресу.................................... 120

4.4 Визначення ефективності селекційного процесу на високий рівень адаптивності до біотичних стресорів........................................................................................................................................... 131

4.4.1 Спадкування, розщеплення та мінливість ознаки «зимостійкість» у сіянців F1 гібридних комбінацій за участі сортів-донорів

високого рівня зимостійкості...................................................................................................... 131

4.4.2 Спадкування, розщеплення та мінливість ознак «мілдьюстійкість» та «оїдіумостійкість» у сіянців F1 гібридних комбінацій складного генетичного та

географічного походження.......................................................................................................... 138

Висновки до розділу 4.................................................................................................................. 152

РОЗДІЛ 5 ОСОБЛИВОСТІ СЕЛЕКЦІЙНОГО ПРОЦЕСУ НА ОЗНАКИ ПРОДУКТИВНОСТІ ТА ЯКОСТІ СІЯНЦІВ ПЕРСПЕКТИВНИХ ГІБРИДНИХ КОМБІНАЦІЙ, ФОРМ ТА СОРТІВ СТОЛОВОГО І ТЕХНІЧНОГО НАПРЯМКІВ ВИКОРИСТАННЯ........................................ 155

25

5.1 Стабільність ознак продуктивності та якості продукції перспективних сортів та форм винограду в різних за оптимальністю умовах вегетаційного

періоду....................................................................................................................................... 155

5.2 Перспективність дослідних гібридних комбінацій на отримання сіянці з ввисоким рівнем прояву ознак продуктивності та якісних показників

продукції.................................................................................................................................... 187

Висновки до розділу 5............................................................................................................. 208

РОЗДІЛ 6 ЕКОЛОГІЧНА ПЛАСТИЧНІСТЬ ТА СТАБІЛЬНІСТЬ ОЗНАК СІЯНЦІВ НОВИХ ПЕРСПЕКТИВНИХ ГІБРИДНИХ КОМБІНАЦІЙ, СОРТІВ ТА ФОРМ ВИНОГРАДУ............................................................................................................................................ 213

6.1 Дослідження екологічної стабільності перспективних форм та сортів

винограду.................................................................................................................................. 214

6.2 Адаптивний потенціал дослідних сортів та форм на основі

показників «урожайність», «вага грона» та «цукристість»................................................. 215

6.3 Адаптивний потенціал гібридних комбінацій різного генетичного та

географічного походження...................................................................................................... 227

Висновки до розділу 6............................................................................................................. 231

РОЗДІЛ 7 КОМПЛЕКСНИЙ ПІДХІД ДО ПРОЦЕСУ ВИДІЛЕННЯ СІЯНЦІВ

ВИНОГРАДУ ТА РОЗРОБКА МОДУЛЮ ПЕРСПЕКТИВНОСТІ......................................... 234

Висновки до розділу 7.................................................................................................................. 244

РОЗДІЛ 8 ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ОПТИМІЗОВАНОЇ СХЕМИ

СЕЛЕКЦІЙНОГО ПРОЦЕСУ................................................................................................ 246

Висновки до розділу 8............................................................................................................. 251

ВИСНОВКИ............................................................................................................................. 254

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ...................................................................................... 258

СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ 259

Херсон - 2021

bibliography

ВИСНОВКИ
1. Теоретично обґрунтовано напрямки та оптимізовано методи підвищення ефективності селекції винограду і дослідження перспективності сіянців гібридних комбінацій, форм і сортів, на підставі чого вперше запропоновано комплексну схему селекційного процесу із генетичними, анатомо- морфологічними та фізіолого-біохімічними складовими оцінки та добору.
2. Досліджено особливості спадкування, мінливості та стабільності основних ознак стійкості, продуктивності та якості перспективних сортів, форм і сіянців гібридних комбінацій винограду селекції ННЦ «ІВіВ ім. В.Є. Таїрова». Продемонстровано, що використання у схрещуваннях сортів із високим рівнем прояву ознаки гарантує отримання частки сіянців, що відповідають селекційному завданню. Доведено стабільність високого рівня прояву ознак «зимостійкість», «посухостійкість» та «патогеностійкість» перспективних сортів та форм складного генетичного та географічного походження у роки з екстремальним проявом біотичних та абіотичних стресорів.
3. Створено структуровану базу даних сортів - джерел та донорів ознак стійкості, продуктивності та якості винограду (загальна кількість 490 генотипів) із онлайн-доступом та можливістю швидкої перевірки розрахункової генетичної формули.
4. Розроблено модуль перспективності сортів та сіянців гібридних комбінацій для реалізації комплексного підходу до виділення перспективних сіянців на основі порівняльної характеристики, основою якої є оптимальний рівень прояву ознак селекційного інтересу та кількість пунктів модулю із відповідним рівнем прояву основних ознак. Визначено п’ять комбінацій з високою - 82-91 % - часткою перспективних генотипів.
5. Доведено ефективність дослідження адаптивного потенціалу, зокрема, зимостійкості, посухостійкості та стійкості проти патогенів за анатомо- морфологічними та фізіолого-біохімічними маркерами та їх взаємозв’язок із впливом абіотичних та біотичних стресорів на виноградну рослину. Визначено можливість прискорення дослідження комплексу ознак адаптивності, що

255

визначають рівень перспективності нового генотипу, за рахунок використання фізіолого-біохімічних маркерів захисних механізмів проти несприятливих факторів середовища - висока, більше 2 одиниць, активність ферменту пероксидази і від 1 до 13 одиниць активність хітинази стала маркером стресу, викликаного впливом абіотичних та біотичних стресорів на виноградну рослину. Стійкі сорти та форми (‘Фонтан’, ‘Таїрян’, ‘Заграва’, ‘Ярило’, ‘Мускат одеський’), проявили найменший рівень (до 1 активності ферментів) стресових реакцій.
6. Визначено особливості аспектів спадкування та розщеплення у потомстві F1 ознаки «зимостійкість» на основі використання сортів-донорів з генетично обумовленим високим рівнем витривалості до несприятливих умов перезимівлі та доведено ефективність дослідження зимостійкості за анатомо- морфологічними маркерами - ступенем розвитку твердого лубу не менше 2,5 шарів твердого лубу по окружності пагону, що забезпечує збереження від 60 % вічок у європейських сортів (‘Cabernet Sauvignon ’ та ін.).
7. Доведено перспективність гібридних комбінацій ‘Burmunk’ х ‘Опаловий’, ‘Огоньок таїровський’ х ‘Кардишах таїровський’ та ‘Загрей’ х ‘Gechei Zamatosh’, де материнські сорти виступали донорами зимостійкості, що обґрунтовано наявністю вагомої частки генів зимостійкого виду Vitis amurensis, у виконанні селекційного завдання на отримання високозимостійких генотипів. У частки сіянців, що проявили високу стійкість проти впливу комплексу несприятливих умов перезимівлі, виявлено фізіолого-морфологічну закономірність - добре (від 2,5 до 5 прошарків по окружності пагону) розвинений твердий луб.