Evaluation of varieties and selected forms of raspberry Rubus idaeus L. according to economically valuable characteristics for the breeding process

Zera I. Arifova; Арифова Зера Ильмиевна

Evaluation of varieties and selected forms of raspberry Rubus idaeus L. according to economically valuable characteristics for the breeding process

Authors: Arifova Z.I.¹
Affiliations:
1. Nikitsky Botanical Gardens – National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences
Issue: No 3 (2024)
Pages: 25-33
Section: Genetics, breeding, study of varieties
Submitted: 12.10.2024
Published: 14.10.2024
URL: https://journal-vniispk.ru/2312-6701/article/view/266074
EDN: https://elibrary.ru/fydoqe
ID: 266074

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

The results of the study of the initial parent raspberry varieties of domestic and foreign origin from the collection of the Nikitsky Botanical Garden and selected hybrid forms obtained with their participation are presented. The control was the zoned ‘Balsam’ variety. The main purpose of the research was to find sources of economically useful characteristics of raspberry varieties and forms for use in the breeding process. Breeding work was carried out in 2015 by the method of intraspecific interspecific hybridization in combination with selection. The most successful crossing combinations were: Patricia × Persea, Vicinite × Phenomenon and Vicinite × Patricia. Among them, promising samples were obtained in which the largest number of seedlings had a high level of the main traits useful for breeding in their genotype. The assessment of the heredity of hybrid offspring confirmed the special breeding value of Patricia varieties, a phenomenon as the initial forms for obtaining large-fruited (average weight more than 3.6 g) samples. High taste qualities (4.8 points) are transmitted to offspring by the ‘Persea’ variety, a high degree of fruiting (4.8—5.0 points) – by the varieties ‘Vicinite’, ‘Persea’ and ‘Phenomenon’. The participation in crosses of the ‘Perseus’ variety provides a high percentage (65) of early-maturing forms. The conducted hybridological analysis of the most valuable economic and biological characteristics (fruit weight, taste assessment, degree of fruiting, drought resistance and disease resistance) allowed us to identify promising forms 7-15, 28-15 with individual indicators of useful tyraits, and complex forms 6-15, 9-15, 11-15. The selected hybrids: 9-15 (‘Selsebil’ variety) were submitted to State Export Testing; 6-15 (‘Ruslan’) and 11-15 (‘Harmony’) have been tested and included in 2023 in the State Register of Breeding Achievements Approved for Use in the 6th region of the Russian Federation.

Keywords

raspberry, breeding, variety, hybrid form, trait, yield, large size of fruits, drought resistance and disease resistance

Full Text

Одним из главных качественных факторов промышленного садоводства, имеющим решающее значение в успешном развитии отрасли, является сорт (Подгаецкий, Евдокименко, 2021a; Veljković et al., 2019). От его биологических особенностей, соответствия природным и экономическим условиям, технологии производства в значительной мере зависят продуктивность насаждений и качество товарной продукции, на показатели которой влияют экологические, агрономические и генетические причины. Постоянное улучшение сортимента плодовых культур для современного интенсивного садоводства является актуальным направлением в работе селекционеров и сортоведов. Требования к сортам и, особенно к их общей и специфической адаптивности в настоящее время значительно возросли, предъявляя сочетание высокой потенциальной продуктивности с устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессам (Жидехина и др., 2019; Казаков, Евдокименко, 2007; Hall et al., 2009). Анализируя сорта, внесенные в реестр селекционных достижений, можно отметить, что за последние 20 лет сортимент малины допущенных к использованию по Северо-Кавказскому региону РФ практически не пополнялся. Большинство же имеющихся сортов недостаточно удовлетворяют производственника и потребителя (Евдокименко и др., 2016; Куликов и др., 2021). Еще не в полной мере достигают биологически возможного уровня основные доминирующие признаки, такие как крупноплодность и многоплодность растений с одномерными плодами, не мельчающими от сбора к сбору (Богомолова и др., 2020а; Подгаецкий, Евдокименко 2021b; Богомолова и др., 2020b; Huynh et al., 2019).

Одной из непростых задач практической селекции является правильный подбор родительских пар. Сложность заключается в непосредственной передаче потомству признаков и свойств, которые, образуя различные комбинации, в каждом поколении развиваются заново (Подгаецкий, Евдокименко, 2021a). Детальное изучение в качестве возможных новых сортоформ, имеющих крупный размер ягод, показало, что только немногие из них сочетали крупноплодность с другими обязательными признаками сорта (урожайность, товарные качества ягод, иммунитет). Селекционное увеличение показателя урожайности должно происходить за счет повышения уровня составляющих компонентов продуктивности, при условии не снижения значений других количественных генеративных образований (Кичина, 2005; Cockerton et al., 2020; Dale, 2020).

Объединить в одном генотипе высокие показатели хозяйственно ценных признаков и адаптивные свойства (устойчивость к болезням, засухе и другим неблагоприятным условиям) является весьма актуальной задачей.

Цель исследований – поиск источников полезных признаков сортов и форм малины для использования в селекционных программах.

Материалы и методы

Селекционная работа с малиной была начата в 2015 году в «НБС-ННЦ» отделении «Крымская опытная станция садоводства». Селекционный фонд получен путем привлечения в гибридизацию перспективных сортов, выделившихся по проявлению отдельных ценных признаков. Методом внутривидовой межсортовой гибридизации в сочетании с отбором проведено 15 комбинаций скрещивания с использованием отечественных и интродуцированных сортов, опылено 1,5 тыс. цветков, получено 26,5 тыс. штук гибридных семян. По мере отбора селекционного материала по хозяйственно ценным и адаптационным признакам наиболее перспективные образцы были размножены для дальнейшего изучения. Объекты исследований – сорта отечественной и зарубежной селекции, отборные и элитные формы малины Rubus idaeus L. Контролем являлся районированный сорт Бальзам. Насаждения заложены весной 2017 года. Наблюдения и учеты проводились согласно общепринятым методикам по селекции и сортоизучению (Лобанов, 1973; Кичина и др., 1995; Казаков и др., 1999). Устойчивость к болезням (дидимелла или пурпуровая пятнистость и антракноз) определялась в полевых условиях. Во время отбора гибридные растения, подверженные этим болезням в средней степени и выше, выбраковывались. Определение засухоустойчивости растений проводили по методическим рекомендациям (Еремеев, 1974; 1976). Выносливость сеянцев к засухе определяли в течение вегетационного периода в полевых условиях. Проявление увядания и слабого восстановления тургора листьев при высокой температуре воздуха и его сухости в период отбора служило показателем слабой засухоустойчивости. Погодные условия зимнего периода проведения исследований были благоприятными (мягкая, малоснежная зима). Повреждений морозами насаждений малины зафиксировано не было.

Результаты и их обсуждение

В работе приводятся результаты изучения наиболее перспективного селекционного материала, из числа которого были выделены образцы для передачи на государственное испытание. Сравнительный анализ фенологических данных исходных сортов и их потомства позволил распределить гибридные сеянцы малины по срокам созревания (таблица 1).

Таблица 1 – Распределение сеянцев малины по срокам созревания

Комбинация скрещивания	Количество сеянцев, шт.	Срок созревания родительских форм		Выход сеянцев со сроком созревания, %
Комбинация скрещивания	Количество сеянцев, шт.	материнская	отцовская	ранний	средний	среднепоздний	поздний
Vicinitе × Феномен	97	среднепоздний	средний	-	71	26	3
Vicinitе × Патриция	128	среднепоздний	среднепоздний	-	29	34	37
Vicinitе × Персея	109	среднепоздний	ранний	5	57	22	16
Патриция × Персея	118	среднепоздний	ранний	29	60	6	5
Феномен × Персея	58	средний	ранний	65	35	-	-

Наибольшее количество раннеспелых селекционных форм получено при скрещивании сортов комбинаций «средний × ранний» (65%), средних – в комбинациях «среднепоздний × ранний» (57…60%). Выход среднепоздних и поздних (34…37%) сеянцев отмечен в комбинации «среднепоздний × среднепоздний». В комбинации Феномен × Персея получен значительный процент (65) сеянцев с ранним сроком созревания, а участие в скрещивании сорта Персея со среднепоздними сортами Vicinitе и Патриция способствовало получению от 5 до 29% таких сеянцев и 57…60 % растений со средним сроком созревания. Это позволило сделать вывод, что сорт Персея передает потомству признак раннеспелости.

Одним из важных биологических признаков сорта, влияющим на его потенциальную продуктивность, является масса плода. При изучении наследования этого признака в комбинациях скрещиваний мелкоплодных сортов с крупноплодными были выявлены отдельные сеянцы с очень крупными плодами. Это свидетельствует о том, что масса плода у гибридного потомства зависит от комбинации скрещивания. В таблице 2 представлены результаты распределения гибридного материала по группам: мелкоплодные (средняя масса – до 2 г), среднеплодные (от 2,1 до 3,4 г), крупноплодные (от 3,5 до 4 г) и с очень крупными плодами (более 4 г). При скрещивании крупноплодных сортов Патриция и Феномен со среднеплодным сортом Персея количество сеянцев с очень крупными плодами составило 7 и 2% соответственно, крупноплодных – 31 и 40%, со средними плодами оказалось 40 и 29%, 22 и 29 – мелкоплодных. В комбинациях с участием этих же крупноплодных сортов с сортом Vicinite мелкоплодных сеянцев получено 43 и 28%, с плодами средних размеров 42 и 38%, крупноплодных 11 и 27% соответственно, с очень крупными плодами 7% растений оказалось только в комбинации с участием сорта Феномен. При скрещивании двух среднеплодных сортов Vicinitе и Персея количество гибридов с мелкими плодами составило 64%, со средними – 31 и с крупными – 5.

Таблица 2 – Распределение сеянцев малины по массе плода

Комбинация скрещивания	Количество сеянцев, шт.	Средняя масса плода родительских форм		Количество сеянцев с плодами, %
Комбинация скрещивания	Количество сеянцев, шт.	материнская	отцовская	мелкими (до 2,0 г)	средними (2,1…3,4 г)	крупными (3,5…4,0 г)	очень крупными (более 4,0 г)
Vicinitе × Феномен	97	средняя	крупная	28	38	27	7
Vicinitе × Патриция	128	средняя	крупная	43	42	15	–
Vicinitе × Персея	109	средняя	средняя	64	31	5	–
Патриция × Персея	118	крупная	средняя	22	40	31	7
Феномен × Персея	58	крупная	средняя	29	29	34	8

Анализ данных таблицы показывает, что в семьях растений с участием сорта Феномен наблюдается высокий процент (27…38%) выхода гибридов с крупными плодами.

Оценка вкусовых качеств плодов показала, что сорт Персея устойчиво передает потомству признак высоких вкусовых достоинств. Так, в комбинациях Vicinitе × Персея, Патриция × Персея, Феномен × Персея отмечен самый высокий процент (45…75) выхода сеянцев, плоды которых имели оценку вкуса 4,5…4,8 балла.

Урожайность гибридных растений была хорошая, а у многих высокая. Более 50% сеянцев со степенью плодоношения 4…5 баллов оказалось в семьях с участием крупноплодных сортов Феномен, Патриция.

Высокая урожайность и хорошее качество плодов являются показателями устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды, под воздействием которых формируются и развиваются растения. Все исходные формы, использованные в скрещиваниях, за исключением Vicinitе, имели высокую засухоустойчивость. Высокая приспособленность сеянцев к засушливым условиям летнего периода отмечена в семьях с участием сортов Персея и Феномен.

За период исследований наибольшее поражение патогенами (до 2,0 баллов) зафиксировано в 2020 году, когда сумма осадков за вегетационный период в два раза превысила многолетнюю норму, в комбинациях Vicinitе × Персея и Vicinitе × Патриция. Единичные точечные пятна (0,1…0,5 балла) отмечались у гибридных форм 6-15, 9-15, 11-15. На признак адаптации наиболее перспективны семьи с участием сортов Феномен и Персея.

В результате изучения гибридного фонда малины по хозяйственно ценным признакам были отобраны совмещающие в совокупности высокие показатели перспективные формы 6-15, 9-15, 11-15. В таблице 3 приводятся данные хозяйственно ценных признаков исходных сортов и отобранных гибридных форм.

Таблица 3 – Показатели хозяйственно ценных признаков родительских сортов и перспективных гибридных форм малины 2019…2022 гг.

Сорт, гибридная форма	Происхождение	Средняя масса ягоды, г	Оценка вкуса, балл	Степень плодоношения, балл	Засухоустойчивость	Устойчивость к болезням
Бальзам (к.)	Newburg × Bulgarian Ruby	2,6	4,3	4,0	Средняя	Средняя
Vicinitе	Гибридные формы EM6304/36 и EM6330/96	3,2	4,5	4,8	Средняя	Средняя
Патриция	Маросейка × донор М 102	3,6	4,5	4,5	Высокая	Средняя
Персея	Гибридные формы 16-324 × 4-4	3,0	4,8	5,0	Высокая	Высокая
Феномен	Столичная × Одарка	3,7	4,5	5,0	Высокая	Высокая
6-15	Vicinitе × Феномен	3,8	4,8	5,0	Высокая	Высокая
7-15	Vicinitе х Персея	2,5	4,5	4,8	Высокая	Средняя
9-15	Vicinitе × Патриция	3,5	4,9	5,0	Высокая	Высокая
11-15	Патриция × Персея	3,8	4,8	5,0	Высокая	Высокая
28-15	Феномен × Персея	3,1	4,8	4,5	Высокая	Высокая
НСР₀₅		0,4	0,3	0,4

Были выделены формы, превосходящие контрольный сорт Бальзам по отдельным признакам: высокие вкусовые качества, устойчивость к болезням – форма 28-15, с высокой урожайностью – 7-15, с высокой засухоустойчивостью – 7-15, 28-15. По комплексу исследуемых признаков выделились гибридные формы 6-15 (сорт Руслана), 9-15 (сорт Сельсебиль), 11-15 (сорт Гармония), которые были переданы на государственное испытание. Сорта Руслана и Гармония в 2023 году внесены в Государственный Реестр селекционных достижений РФ (рисунок 1). Полученные сорта с несколькими хозяйственно полезными признаками являются ценными исходными формами в селекции.

Гармония

Руслана

Сельсебиль

Рисунок 1 – Сорта малины селекции «НБС-ННЦ»

Заключение

Включение в гибридизацию сорта Персея способствовало передаче потомству признака раннеспелости. При скрещивании сортов комбинаций: «средний × ранний» получено 65% раннеспелых селекционных форм; «среднепоздний × ранний» – среднеспелых 57…60%; «среднепоздний × среднепоздний» получено среднепоздних 34 и поздних 37% сеянцев.

В селекции с участием сортов Патриция, Феномен наблюдается высокий процент (27…38%) выхода гибридов с крупными плодами.

Сорт Персея в комбинациях Vicinitе × Персея, Патриция × Персея, Феномен × Персея устойчиво передает потомству признак высоких вкусовых достоинств на 4,5…4,8 балла.

Источниками высокой степени плодоношения (5 баллов) являются сорта Vicinitе, Персея, Феномен, Гармония, Руслана, Сельсебиль.

Новыми источниками в дальнейшей селекции на адаптивные свойства (засухоустойчивость и устойчивость к болезням) являются Патриция, Персея, Феномен, Гармония, Руслана, Сельсебиль, и формы 7-15, 28-15.

Конфликт интересов: автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

Отказ от ответственности: заявления, мнения и данные, содержащиеся в публикации, принадлежат исключительно авторам и соавторам. ФГБНУ ВНИИСПК и редакция журнала снимают с себя ответственность за любой ущерб людям и/или имуществу в результате использования любых идей, методов, инструкций или продуктов, упомянутых в контенте.

About the authors

Zera I. Arifova

Nikitsky Botanical Gardens – National Scientific Center of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: arifova.zera.sanie@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6023-6221
SPIN-code: 3868-4846

Candidate of Agricultural Sciences

Russian Federation

References

Bogomolova, N.I., Rezvyakova, S.V., & Lupin, M.V. (2020). Large and megaplanet promising genotypes of red raspberry as the foundation of high productivity in conditions of Central Russia. Innovations in Agricultural Complex: Problems and Perspectives, 4, 117-123. https://www.elibrary.ru/mwzdcr. (In Russian, English abstract).
Bogomolova, N.I., Rezvyakova, S.V., & Lupin, M.V. (2020). Biological productivity and actual yield of red raspberries as the basis for high economic efficiency in the coditions of Central Russia. Bulletin of Agrarian Science, 3, 10-16. https://doi.org/10.17238/issn2587-666X.2020.3.10. (In Russian, English abstract).
Evdokimenko, S.N., Sazonov, F.F., & Andronova, N.V. (2016). Breeding of berry crops at the Kokinsky support point of the VSTISP. In Breeding, Seed Production and Technology of Fruit and Berry Crops and Potatoes (Vol 18, pp 95-110). YUNIISK. https://www.elibrary.ru/wqupjh. (In Russian, English abstract).
Eremeev, G.N., & Lishchuk, A.I. (1974). Selection of Drought-Resistant Varieties and Rootstocks of Fruit Plants. GNBS. (In Russian).
Eremeev, G.N. (1976). Methods for assessing the resistance of fruit crops. In Methods for Assessing Plant Resistance to Adverse Environmental Conditions (pp 101-115). Kolos. (In Russian).
Zhidyokhina, T.V., Rodyukova, O.S., Guryeva, I.V., Khromov, N.V., & Bryksin, D.M. (2019). Modern trends in commercial assortment upgrading of berry and non-traditional horticultural crops. Achievements of Science and Technology in Agro-Industrial Complex, 2, 22-26 https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10206. (In Russian, English abstract).
Kazakov, I.V., & Evdokimenko, S.N. (2007). Ever-Bearing (Primocane-Fruiting) Raspberry. VSTISP. EDN: https://elibrary.ru/qkysbf. (In Russian).
Kichina, V.V. (2005). Large-Fruited Raspberries of Russia. VSTISP. (In Russian).
Kulikov, I.M., Evdokimenko, S.N., Tumaeva, T.A., Kelina, A.V., Sazonov, F.F., Andronova, N.V., & Podgaetsky, M.A. (2021). Scientific support of small fruit growing in Russia and prospects for its development. Vavilov Journal of Genetics and Breeding, 25(4), 414-419. https://doi.org/10.18699/VJ21.046. (In Russian, English abstract).
Podgaetsky, M.A., & Evdokimenko, S.N. (2021). New source material for improving raspberry assortment in the Central region of Russia. Agricultural Science Euro-North-East, 22(5), 725-734. https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.5.725-734. (In Russian, English abstract).
Podgaetsky, M.A., & Evdokimenko, S.N. (2021). Evaluation of parental raspberry breeding forms for fruit size. Horticulture and Viticulture, 1, 16-22. https://doi.org/10.31676/0235-2591-2021-1-16-22. (In Russian, English abstract).
Lobanov, G.A. (Ed.). (1973). Program and Methods of Variety Investigation of Fruit, Berry and Nut Crops (pp 198-222). VNIIS. (In Russian).
Kichina, V.V., Kazakov, I.V., & Gruner, L.A. (1999). Raspberry and blackberry breeding. In E.N. Sedov (Ed.), Program and Methods Fruit, Berry and Nut Crop Breeding (pp. 368-386). VNIISPK. https://elibrary.ru/efsxzi. (In Russian).
Kazakov, I.V., Gruner, L.A., & Kichina, V.V. (1999). Raspberries, blackberries and their hybrids. In E.N. Sedov & T.P. Ogoltsova (Eds.), Program and Methods of Variety Investigation of Fruit, Berry and Nut Crops (pp. 374-395). VNIISPK. https://elibrary.ru/yhapqh. (In Russian).
Cockerton, H., Unzueta, M.B., Johnson, A.W., Dieguez, A.V., & Fernández, F.F. (2020). Pathway analysis to determine factors contributing to overall quality scores in four berry crops. Journal of Horticultural Research, 28(2), 35-42. https://doi.org/10.2478/johr-2020-0025
Dale, A. (2020). Next steps in breeding for yield in raspberries. Acta Horticulturae. 1277, 11-16. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2020.1277.2
Hall, H.K., Hummer, K.E., Jamieson, A.R., Jennings, S.N., & Weber, C.A. (2009). Raspberry breeding and genetics. In Jules Janick (Ed.). Plant Breeding Reviews (Vol. 32, pp 39-353). Wiley. https://doi.org/10.1002/9780470593806.ch2
Huynh, N.K., Wilson, M.D., Eyles, A., & Stanley, R.A. (2019). Recent advances in postharvest technologies to extend the shelf life of blueberries (Vaccinium sp.), raspberries (Rubus idaeus L.) and blackberries (Rubus sp.). Journal of Berry Research, 9(4), 687-707. http://dx.doi.org/10.3233/jbr-190421
Veljković, B., Šoštarić, I., Dajić-Stevanović, Z., Liber, Z., & Šatović, Z. (2019). Genetic structure of wild raspberry populations in the Central Balkans depends on their location and on their relationship to commercial cultivars. Scientia Horticulturae, 256, 108606. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2019.108606