Рудас Генетичне обгрунтування методів створення сортів і гетерозисних гібридів помідора для тривалого зберігання плодів

Краткое содержание

РОЗДІЛ 1. СТАН СЕЛЕКЦІЙНО-ГЕНЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ЗА ОЗНАКОЮ „ТРИВАЛІСТЬ ПЕРІОДУ ЗБЕРІГАННЯ ПЛОДІВ ПОМІДОРА” (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

У розділі розглянуто існуючі способи продовження періоду споживання свіжих плодів помідора, фізіологічні зміни, що відбуваються в плодах під час достигання, характеристика мутантів, у яких затримується достигання плодів, світові досягнення в селекційній роботі на високу лежкість плодів.

РОЗДІЛ 2. УМОВИ, МАТЕРІАЛ І МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Експериментальні дослідження за темою дисертаційної роботи проводили у 1992-2005 роках (1992-1994 р.р. – фундаментальні дослідження, 1992-2005 – розробка методик, створення сортів і гібридів) у Смілянському відділенні Черкаського інституту АПВ (до 1998 року – Черкаська державна сільськогосподарська дослідна станція), яке розташоване в с. Холоднянському Смілянського району Черкаської області.

Грунт дослідної ділянки – чорнозем сильно деградований, за гранулометричним складом – середньосуглинковий. Вміст гумусу в орному шарі (за Тюріним) – 3,0 %; гідролізованого азоту (за Корнфільдом) – 8,4 мг на 100 г ґрунту; рухомого фосфору і обмінного калію (за Чириковим) – 20-27 та 8,3-9,8 мг на 100 г ґрунту відповідно. Сума ввібраних основ і гідролітична кислотність (за Каппеном) – 22,8 і 2,18 мг.-екв. на 100 г ґрунту відповідно, рН (сольове) – 5,9-6,5. Глибина залягання ґрунтових вод – 16 м.

Клімат за забезпеченістю вологою відноситься до недостатньо вологого, за температурними умовами – до теплого. Гідротермічний коефіцієнт за червень-серпень становить 1,2 (середні багаторічні), що характеризує Лісостеп як зону недостатнього зволоження. У 1992, 1994, 1996, 1999, 2001, 2002, 2003 роках лімітуючим фактором для росту та розвитку рослин помідора був дефіцит вологи, який до 2000 року компенсувався зрошенням, надалі дослідження проводили в богарних умовах. У 1993, 1997 та 2004 роках спостерігали надлишок вологи, що сприяло поширенню фітофтори. Роками, значення ГТК яких наблизилося до середньобагаторічних даних, були 1998, 2000 та 2005.

Для проведення генетичного аналізу за методом Hayman-Jinks було використано 5 сортів і ліній помідора: Co ell 111 (sp, u, alc), Ранній 83 (sp,), Флорида 556 (sp), СХ 4 (sp, u, j₂ o), GCR-585 rin (u, rin ) та 20 гібридів, отриманих від прямих і реципрокних схрещувань за повною діалельною схемою р², де р – кількість батьківських форм.

Схрещування проводили за методом, розробленим у Кишинівському СГІ (1959). Батьківські лінії, сорти та отримані гібриди F₁ висаджували у відкритий грунт 45 денною розсадою у першій декаді червня за схемою (110+50)х27-30 см.

Кількість рослин у ділянці – 20, повтореність – триразова. Досліди закладали згідно з методикою однофакторних дослідів [159]. Випробування гібридного та вихідного матеріалу проводили відповідно до “Методических указаний по селекции сортов и гетерозисных гибридов овощных культур” (1974).

Збирання плодів у повному, бурому та зеленому ступенях стиглості проводили у середині вересня. Якість плодів помідора, що закладались для зберігання, відповідала вимогам державного стандарту “Картофель, овощи и бахчевые культуры” (1991), а з 1996 року – ДСТУ 3246-95.

Плоди зберігали в нерегульованих умовах – у провітрюваному приміщенні при температурі від +14 до +18⁰С. Для аналізу відбирали 10 плодів у повному та бурому ступенях стиглості кожного зразка, 20 – у зеленому. Під час проведення обліків через кожні 10 днів видалялися уражені хворобами та зів’ялі плоди. За кожною повторністю визначали середньозважену (тривалість періоду зберігання). Результати досліджень представлені у вигляді середньої арифметичної з її похибкою.

У розсаднику конкурсного випробування вивчали кращі сортозразки, висаджуючи їх на ділянках площею 12 м², повтореність – чотириразова. Фенологічні спостереження та оцінку за комплексом господарсько-цінних ознак здійснювали згідно з “Методикою державного сортовипробування” (1975).

При обробці експериментальних даних використовували дисперсійний аналіз за методикою Б.А. Доспєхова (1985). Генетичний аналіз проводили згідно з методикою діалельного аналізу, розробленою B.I. Hayman (1953) та I.L. Jinks (1954). Загальну (ЗКЗ) і специфічну (СКЗ) комбінаційну здатність визначали за першим методом В.І. Griffing (1956) згідно з методичними рекомендаціями П.П Літуна (1980). Параметри адаптивності, стабільності, пластичності та селекційної цінності генотипу розраховували за методикою А.В. Кильчевского та Л.В. Хотылевой (1985).

Біохімічний аналіз плодів на вміст сухої речовини (%) – визначенням вологи у плодах, загальних цукрів (%) – за Бертраном, аскорбінової кислоти (мг/%) – за Муррі, клітковини (%) – за методом Куршнера та Гонака (у модифікації Коган) і загальну кислотність в перерахунку на яблучну – титруванням витяжки 0,1 Н розчином лугу (%) проведено в секторі агрохімікатів Черкаського обласного державного проектно-технологічного центру охорони родючості грунтів та якості продукції і лабораторії технології вирощування зернових та олійних культур Черкаського інституту АПВ.

РОЗДІЛ 3. ФЕНОТИПОВА МІНЛИВІСТЬ ТРИВАЛОСТІ ПЕРІОДУ ЗБЕРІГАННЯ

Величина кількісних ознак залежить від умов середовища, а рослини, що мають однаковий генотип, будуть відрізнятися за ступенем вираженості цих ознак. Більшість господарсько-цінних ознак помідора відносяться до кількісних

(у тому числі і тривалість періоду зберігання), тому вивчення їх мінливості має велике значення.

У повному ступені стиглості найкоротший період зберігання плодів мали сорти Ранній 83 – від 9 до 13 та Флорида 556 – від 11 до 17 діб. Найдовшим періодом зберігання відзначилися лінія GCR-585 rin – від 54 до 68 діб, а також гібриди за її участю – GCR-585 rin х Co ell 111 – від 43 до 87 діб, Co ell 111 х GCR-585 rin – від 24 до 52 діб, лінія Co ell 111 – від 24 до 52 діб. Значення показника коливалося залежно від умов року. Найкоротший період зберігання плодів був у 1993 році, коли спостерігалося найвище значення гідротермічного коефіцієнта – 1,3.

Ознака характеризувалася як середньоваріабельна. Щорічні низькі значення коефіцієнтів варіації були у лінії GCR-585 rin (до 8,6%) та сорту СХ 4 (3,9-5,0%).

При зберіганні плодів у бурому ступені стиглості найдовшою тривалість періоду зберігання була у лінії GCR-585 rin – від 72 до 78 діб і гібридів за її участю: GCR-585 rin x Co ell 111 – від 56 до 93 діб, GCR-585 rin х СХ 4 – від 33 до 91 доби, СХ 4 х GCR-585 rin – від 28 до 98 діб, Флорида 556 х GCR-585 rin – від 56 до 66 діб і Co ell 111 х GCR-585 rin – від 51 до 67 діб. Ознака характеризувалася як середньоваріабельна. Незначну мінливість виявили лінія GCR-585 rin (2,7-8,1 %) і гібрид СХ 4 х GCR-585 rin (2,8-5,3 %).

У зеленому ступені стиглості найдовше зберігалися плоди гібридів, де однією із батьківських форм виступала лінія GCR-585 rin (Co ell 111 х GCR-585 rin – від 69 до 115 діб, СХ 4 х GCR-585 rin – від 71 до 106 діб, GCR-585 rin х СХ 4 – від 65 до 108 діб, Флорида 556 х GCR-585 rin – від 68 до 101 доби, 80, і GCR-585 rin х Co ell 111 – від 69 до 78 діб, а також у самої лінії GCR-585 rin – від 75 до 82 діб. Більшість зразків мали низький ступінь мінливості. Так, лінія GCR-585 rin і всі гібриди за її участю як материнської, так і батьківської форм мали щорічні низькі показники коефіцієнта варіації або в середньому за три роки досліджень. Щорічну низьку мінливість виявлено також у сорту СХ 4 (1,1-7,8 %).

РОЗДІЛ 4. КОМБІНАЦІЙНА ЗДАТНІСТЬ ВИХІДНИХ ФОРМ ЗА ТРИВАЛІСТЮ ПЕРІОДУ ЗБЕРІГАННЯ ПЛОДІВ, УСПАДКУВАННЯ І ПРОЯВ ОЗНАКИ У ГІБРИДІВ ПОМІДОРА

Високий гетерозис проявляється у тих гібридних комбінаціях, у яких хоча б одним із компонентів схрещування служить лінія з високою ЗКЗ (Л.А.Тарутина, Л.В.Хотылева, 1990). Найбільш повно і всебічно комбінаційна здатність оцінюється в діалельних схрещуваннях, які також використовують з метою швидкого одержання даних про характер успадкування кількісних ознак (М.А. Федин, 1970). Нами проведено діалельний аналіз ознаки „тривалість періоду зберігання плодів помідора” у трьох ступенях стиглості: повному, бурому і зеленому.

Повний ступінь стиглості плодів. Результати дисперсійного аналізу комбінаційної здатності вказували на достовірні відмінності за загальною і специфічною комбінаційною здатністю, тобто в детермінації тривалості періоду зберігання плодів помідора у повному ступені стиглості беруть часть як адитивні, так і неадитивні ефекти генів. Нами встановлено, що лінії GCR-585 rin і Co ell 111 впродовж трьох років мали високу ЗКЗ (достовірні позитивні оцінки ефектів) 13,1-16,5 та 1,2-6,6 відповідно, а сорти Ранній 83 та Флорида 556 мали низьку (достовірні від’ємні оцінки ефектів) ЗКЗ – від мінус 12,6 до мінус 7,2 та від мінус 10,2 до мінус 6,4 відповідно (табл. 1).

Порівняння варіанс загальної () і специфічної () комбінаційної здатності виявило, що у сортів Ранній 83, Флорида 556 (з найкоротшим періодом зберігання) за три роки досліджень та лінії GCR-585 rin (з найдовшим) за два роки варіанса ЗКЗ переважала варіансу СКЗ (>), що вказує на перевагу адитивних ефектів генів у генетичному контолі тривалості зберігання. Вказана перевага дозволяє рекомендувати індивідуальний добір в селекційному процесі за фенотипом. У сорту СХ 4 за всі роки та лінії Co ell 111 за два роки досліджень <, що вказує на перевагу неадитивних ефектів.

Генетичний аналіз шляхом перевірки однорідності різниці коваріанс Wr-Vr через критерій Cтьюдента t не виявив епістатичної взаємодії генів. Успадкування тривалості зберігання плодів у повному ступені стиглості відбувається за типом неповного домінування незалежно від погодних умов вегетаційного періоду (табл. 2). Високе позитивне значення коефіцієнта кореляції r між середніми значеннями ознаки у батьків  та сумою Vr+Wr вказує на існування зв’язку між тривалістю періоду зберігання плодів у повному ступені стиглості у ліній і сортів та наявністю рецесивних генів (див. табл. 2). 

Бурий ступінь стиглості плодів. Результати дисперсійного аналізу комбінаційної здатності вказували на достовірні відмінності за загальною та специфічною комбінаційною здатністю, тобто в детермінації тривалості періоду зберігання плодів беруть часть як адитивні, так і неадитивні ефекти генів. Нами встановлено, що лінії GCR-585 rin (за три) та Co ell 111 впродовж двох років досліджень мали високу ЗКЗ (достовірні позитивні оцінки ефектів) 14,3-18,7 та 2,9-5,3 відповідно. Достовірні від’ємні оцінки ЗКЗ отримано у сортів Ранній 83 – (від мінус 11,4 до мінус 10,1) і Флорида 556 (від мінус 11,6 до мінус 6,7) (див. табл. 1). Порівняння варіанс ефектів загальної () та специфічної () комбінаційної здатності виявило, що у сортів Ранній 83, Флорида 556 (з найкоротшим періодом зберігання) за три, а у лінії GCR-585 rin за два роки досліджень варіанса ЗКЗ переважає варіансу СКЗ (>), що вказує на перевагу адитивних ефектів генів у генетичному контолі тривалості зберігання плодів у бурому ступені стиглості. У сорту СХ 4 за всі роки та Co ell 111 за два роки досліджень <, що вказує на перевагу неадитивних ефектів. Встановлено, що успадкування тривалості зберігання плодів помідора у бурому ступені стиглості відбувається за типом неповного домінування незалежно від погодних умов вегетаційного періоду. Коефіцієнт кореляції r між середніми значеннями ознаки у батьків