Новый сорт черешни Регула

Полный текст

Введение

Черешня является популярной, коммерчески важной десертной культурой. Мировое производство плодов данной культуры составляет более 2 млн. т. в год. Черешня – южная, по своему происхождению культура и основная селекционная задача состояла в отборе зимостойких форм, пригодных к возделыванию в новых, более северных регионах. На сегодня достигнуты весомые результаты по селекционному улучшению культуры черешни (Кружков, Богданов, 2022; Минин и др., 2021).

Долгое время черешня в Беларуси не имела широко распространения, а ее возделывание ограничивалось приусадебными насаждениями. Главная причина такого явления – ограниченность выбора промышленного сортимента, пригодного для возделывания в условиях Беларуси. Недостатком традиционного сортимента черешни в Беларуси являются сравнительно невысокие товарно-потребительские качества плодов. В связи с этим особое значение приобретает создание новых сортов черешни, обладающих высокими вкусовыми качествами, ценным биохимическим составом и привлекательным внешним видом.

Способность растений наиболее эффективно использовать благоприятные факторы окружающей среды и одновременно противостоять действию стрессоров обуславливает адаптивность, которая реализуется через свойственные сорту показатели продуктивности и качества урожая (Астахов, 2004; Заремук, 2008, Доля, 2023). Селекция черешни должна быть направлена на повышение адаптивности, устойчивости к ряду стресс-факторов условий возделывания и улучшению товарных и потребительских качеств плодов (Гусейнова, Абдулгамидов, 2022; 2023).

В Беларуси, расположенной в зоне рискованного плодоводства, идеальные условия для селекционной работы – почти ежегодные эпифитотии коккомикоза, частые вспышки монилиального ожога, периодически повторяющиеся суровые зимы, участившиеся в последние годы майские заморозки. В РУП «Институт плодоводства» имеется соответствующая материальная база, включающая ряд выделенных источников и доноров ценных хозяйственно-биологических признаков черешни.

Актуальным направлением в селекции различных растений является применение молекулярных маркеров для паспортизации, изучения полиморфизма ДНК, генетических взаимоотношений и выявления генов, контролирующих хозяйственно ценные признаки. Сочетание менее трудоемкого морфологического анализа с методом молекулярного маркирования приводит к более надежным выводам для оценки генетического разнообразия плодовых растений.

Идентификация генотипов растений, установление сортовой принадлежности у плодовых культур является важным аспектом при изучении генетического разнообразия коллекций, и всё чаще ложится в основу селекционного процесса. У плодовых растений создание нового сорта с заданными параметрами может составлять, в зависимости от набора приоритетных признаков, от 20 до 30 лет. Возможность использования генетических источников – носителей тех или иных признаков, наличие которых подтверждено объективной оценкой, повышает эффективность селекционного процесса. Поэтому особенно актуальным стало применение современных молекулярно-генетических методов для идентификации генотипов плодовых растений (Козловская, 2015). Одним из наиболее распространенных для изучения генетического разнообразия растений, а также генотипирования отдельных образцов является метод SSR-маркирования, основанный на анализе полиморфизма микросателлитных локусов генома (Dirlewanger et al., 2002; Clarke, Tobbutt, 2003).

Цель работы – создание нового сорта черешни, пригодного для промышленного и приусадебного возделывания в условиях Беларуси.

 

Объекты и методы исследований

Изучения проведены в саду первичного сортоизучения отдела селекции плодовых культур РУП «Институт плодоводства», 2013 года посадки. Объект исследований – гибрид черешни 84-10/98 (Донецкая красавица свободного опыления) собственной селекции. Схема размещения деревьев – 5,0 × 3,0 м. Подвой – сеянцы черешни дикой. В междурядьях содержание почвы под естественным залужением, в рядах – под гербицидным паром. Деревья формировали по разреженно-ярусной системе. Ежегодно проводились мероприятия по защите от болезней и вредителей. В качестве методики исследований использовали «Генетические основы и методику селекции плодовых культур и винограда» (Козловская и др., 2019).

Биохимические исследования плодов изучаемого сорта черешни проводили в лаборатории биохимии и агрохиманализов РУП «Институт плодоводства».

Молекулярно-генетическую формулу сорта Регула составляли на основании микросателлитного анализа.

ДНК была выделена из листьев черешни сорта Регула набором Genomic DNA Purification Kit (#K0512) (Thermo scientific,  EC).

Для анализа генетического разнообразия сорта черешни были использованы 7 SSR-маркеров серии EMPA (EMPA018, EMPA007, EMPA005, EMPA015, EMPA006, EMPA001, EMPA026) и 3 маркера серии BPPCT (BPPCT016, BPPCT040, BPPCT004) (Dirlewanger et al., 2002; Clarke, Tobbut, 2003). ПЦР проводили на амплификаторе C1000 Touch Thermal Cycler (BioRad, USA). Маркеры были мечены разными красителями и сгруппированы в наборы по 2 или 3 пары в ходе одного тест анализа с учетом имеющихся сведений об их размерах.

Реакционная смесь для проведения ПЦР с конечным объемом 10 мкл, имела следующий состав: 5,0 мкл «Quick-Load TAQ 2X Master Mix» (Праймтех, Беларусь), 0,4 мкл каждого праймера, 0,5 мкл ДНК-матрицы (20 мкг/мкл), смесь доводили до объема 10,0 мкл milliQ водой.

ПЦР-амплификацию с праймерами серии EMPA проводили в следующих условиях: I этап, 1 цикл, 95°С – 5 мин; II этап, 10 циклов: 95°С – 40 с, 60°С – 60 с (-1°С на цикл), 72°С – 30 с; 25 циклов: 95°С – 40 с, 50°С – 60 с, 72°С – 30 с; III этап, 72°С – 5 мин.

ПЦР-амплификацию с праймерами серии BPPCT проводили в условиях: I этап, 1 цикл, 95°С – 5 мин; II этап, 35 циклов: 95°С – 40 с, 57°С – 60 с, 72°С – 30 с; III этап, 72°С – 5 мин.

Для подтверждения наличия продуктов амплификации предварительно визуализировали в 1,5% агарозном геле в 0,5Х ТВЕ буфере. Фрагментный анализ проводили на генетическом анализаторе «GenomeLab GeXP Beckman Coulter» (USA). В качестве стандарта использовали GenomeLab DNA Size Standard Kit – 600 (Beckman Coulter, USA).

 

Результаты исследований и их обсуждение

Новый сорт черешни Регула получен в результате свободного опыления сорта Донецкая красавица в 1984 году. Селекционный номер гибрида – 84-10/98. В плодоношение гибрид вступил в 1992 году и был отобран по признакам устойчивости к болезням, товарно-потребительских качеств плодов и высокой урожайности (рисунок 1).

Рисунок 1 – Родословная черешни сорта Регула

 

Для первичного сортоизучения гибрид 84-10/98 был размножен на семенном подвое черешня дикая. В результате изучений и комплексной оценки в саду первичного сортоизучения перспективный гибрид 84-10/98 в 2022 году был выделен в элиту. В 2023 году гибрид черешни 84-10/98 передан в систему госсортоиспытания Беларуси под названием Регула. Новый сорт черешни Регула отличается высокими товарно-потребительскими качествами плодов и адаптивностью к условиям возделывания на территории Беларуси.

Дерево нового сорта черешни Регула среднерослое, с раскидистой кроной средней густоты. Молодой побег во время интенсивного роста имеет антоциановую окраску средней интенсивности и слабое опушение. Прошлогодний прирост средней толщины, междоузлия обычной длины, чечевичек среднее количество.

Листья крупные, широкие, овальные, длинно-заостренные, темно-зеленые, гладкие, матовые. Пластинка листа изогнута вверх, вершина постепенно заостренная, основание округлое, опушенность отсутствует. Край двоякогородчатый. Черешок средней длины, толстый, пигментированный. Имеются две светло-красные, овальные, крупные железки. Соцветие – зонтик. Цветки средних размеров, белые, с перекрывающимися лепестками.

Плоды очень крупные (средняя масса 9,5 г, 28 × 29 мм), плоско-округлые (рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Плоды нового сорт черешни Регула

 

Вершина плода округлая, основание с широким, средней глубины углублением. Брюшной шов мелкий, малозаметный. Плодоножка короткая, хорошо отделяется от ветки и от плода. Основная окраска плода красная, покровная – темно красная. Имеются серые, хорошо заметные подкожные точки. Кожица средней толщины, легко снимается с плода. Мякоть красная, сочная, плотная (бигарро), сок тёмно-красный, вкус сладкий. Округлая, гладкая, среднего размера косточка хорошо отделяется от мякоти.

Сорт Регула среднего срока цветения – I декада мая, среднего срока созревания плодов – II декада июля.

Новый сорт черешни Регула характеризуется высокой зимостойкостью. В обычные зимы подмерзание деревьев не превышало оценки в 1 балл. В критическую зиму 2016…2017 гг., когда температура воздуха понижалась до минус 24,0ºС, общая степень подмерзания не превышала 3 балла и была на уровне контрольного сорта Северная (таблица 1).

 

Таблица 1 – Показатели зимостойкости сорта черешни Регула

Показатель	Северная (контроль)	Регула
Повреждения в критическую зиму 2016/2017 гг. (-24,0°С)
Общая степень подмерзания, балл	3,0	3,0
Сохранность цветковых почек, %	95	95
Максимальные повреждения при искусственном промораживании, балл
I компонент. Устойчивость к осенним заморозкам (ноябрь-декабрь, температура -25°С)	1,0	1,0
II компонент. Максимальная морозостойкость (январь, температура -33°С)	3,0	3,0
III компонент. Способность сохранять устойчивость к морозам в период оттепелей (февраль, температура -25°С)	3,0	3,0
IV компонент. Способность восстанавливать морозостойкость при повторной закалке после оттепелей (март, температура -25°С)	3,0	3,0

 

В 2022…2023 гг. в лабораторных условиях было проведено искусственное промораживание однолетних побегов сорта Регула по четырем основным компонентам зимостойкости.

Установлено, что сорт проявляет высокую устойчивость к морозам в конце ноября-декабре. Повреждение тканей в данный период при температуре -25°С не превышало оценку в 1,0 балла. В январе после опускания температуры до -33°С наблюдалось снижение зимостойкости тканей. Наибольшую чувствительность в данный период проявляет сосудисто-проводящая система, степень повреждения которой оценена в 3,0 балла. После моделирования искусственной оттепели, а затем снижения температуры до -25°С в феврале максимальное повреждение тканей однолетнего побега оценено в 3,0 балла. Также оценена способность сорта Регула восстанавливать морозостойкость при повторной закалке и понижении температуры до -25°С после оттепелей в марте. Степень повреждения тканей однолетнего побега сорта Регула после подобных условий составила 3,0 балла, что соответствует контрольному сорту Северная (рисунок 3).

Исследования показали, что новый сорт черешни Регула является зимостойким по первому компоненту и среднезимостойким по второму, третьему и четвертому компонентам зимостойкости.

 

I компонент

II компонент

III компонент

IV компонент

Рисунок 3 – Подмерзание однолетнего побега сорта черешни Регула после промораживания в лабораторных условиях по четырем компонентам

 

Сорт Регула среднеустойчив к коккомикозу. В годы эпифитотийного развития болезни поражение его на естественном инфекционном фоне не превышало оценку в 3,0 балла. Не поражается монилиальным ожогом (таблица 2).

 

Таблица 2 – Хозяйственно-биологические показатели передаваемого в ГСИ сорта черешни Регула; подвой семенной (черешня дикая), схема посадки 5,0 × 3,0 м (666 деревьев/га)

Показатели	Единица измерения	Регула
Устойчивость к коккомикозу (максимальное поражение)	балл	3,0
Устойчивость к монилиальному ожогу (максимальное поражение)	балл	0
Средняя урожайность	кг/дерево	22,5
	т/га	18,7
Потенциальная урожайность	т/га	25,0
Цена реализации	руб./т	4000
Товарность	%	90
Выручка от реализации	руб./га	67320,0
Себестоимость реализованной продукции	руб./га	28985,0
Чистый доход	руб./га	38335,0
Уровень рентабельности	%	132,0
Срок созревания плодов		средний
Средняя масса плода	г	9,5
Дегустационная оценка свежих плодов	балл	4,8
Содержание сухого вещества в плодах	%	19,7
Содержание сахаров в плодах	%	10,6
Содержание кислоты в плодах	%	0,54
Содержание аскорбиновой кислоты в плодах	мг/100 г	4,97

 

Сорт Регула скороплодный и высокоурожайный. На семенном подвое черешня дикая деревья вступают в плодоношение на 4-й год после посадки в сад и быстро наращивают урожай. Лучший опылитель – сорт черешни Минчанка. Потенциальная урожайность составляет 25,0 т/га, средняя – 18,7 т/га.

Сорт отличается очень крупными (средняя масса 9,5 г), с плотной мякотью, высокими вкусовыми и товарными качествами плодами. В плодах содержится 19,7% сухого вещества, 10,6% сахаров, 0,54% кислоты, 4,97 мг/100 г аскорбиновой кислоты.

Сорт Регула – это первый очень крупноплодный белорусский сорт черешни среднего срока созревания, не имеющий аналогов в районированном сортименте и превосходящий зарубежные сорта по сочетанию комплекса признаков (средняя масса плода 9,5 г, высокая потенциальная продуктивность – 25,0 т/га, зимостойкость, средняя устойчивость к коккомикозу и высокая к монилиальному ожогу) в условиях Беларуси. Крупные темноокрашенные плоды в комплексе с высокой товарностью (90%) и товарно-потребительскими качествами плодов – главные факторы высокой экономической эффективности возделывания данного сорта, что ставит его в ряд наиболее конкурентоспособных на рынке плодово-ягодной продукции.

С помощью набора из 10 маркеров была составлена уникальная генетическая формула для нового сорта черешни Регула (таблица 3).

 

Таблица 3 – Молекулярно-генетическая формула сорта черешни Регула

Оригинатор	РУП «Институт плодоводства», Республика Беларусь
Год передачи в ГСИ	2023
Происхождение	Донецкая красавица (свободное опыление)
Сорт	Регула
Молекулярно-генетическая формула сорта черешни Регула	Название маркера	Размер детектируемых SSR-аллелей (н.о.)
	EMPA018	105, 111
	EMPA007	178, 182
	EMPA005	249, 259
	EMPA015	224, 243
	EMPA006	96, 102
	EMPA001	151, 154
	EMPA026	222
	BPPCT016	76, 109, 116, 129
	BPPCT040	146
	BPPCT004	184, 200

 

Представленная система регистрации генотипа белорусского сорта черешни Регула в виде ДНК-формулы отражает состав аллелей в локусах микросателлитных последовательностей.

 

Заключение

Сорт черешни Регула не имеет отечественных и зарубежных аналогов в районированном сортименте по сочетанию комплекса признаков (средняя масса плода 9,5 г, высокая потенциальная продуктивность – 25,0 т/га, средняя зимостойкость, средняя устойчивость к коккомикозу и высокая к монилиальному ожогу) в условиях Беларуси. Сорт самобесплодный. Лучший опылитель – сорт черешни Минчанка. На семенном подвое черешня дикая деревья сорта Регула вступают в плодоношение на 4-й год после посадки в сад и быстро наращивают урожай. Рекомендуется для использования в промышленном и приусадебном садоводстве.

Внедрение в производство черешни сорта Регула позволит сократить импорт данного вида продукции. Высокие товарно-потребительские качества плодов определяют высокую экономическую эффективность (уровень рентабельности – 132,0%) возделывания сорта черешни Регула, что ставит его в ряд наиболее конкурентоспособных на рынке плодово-ягодной продукции.

Новый сорт черешни Регула, учитывая его высокий уровень адаптивности, будет востребован при закладке промышленных и приусадебных садов как в РБ, так и странах ближнего зарубежья со схожими климатическими условиями, что дает возможность повысить экспортный потенциал за счет производства саженцев нового сорта.

Для нового сорта черешни Регула составлена уникальная генетическая формула с использованием 10 SSR-маркеров.

  

Финансирование

Работа выполнена в рамках проекта БРФФИ «Разработка новых подходов диагностики адаптивности генетически и географически удаленных генотипов черешни зарубежной и белорусской селекции нового поколения в условиях Беларуси», 2022–2024 (конкурс «Наука МС–2022», договор с БРФФИ от 04.05.2022 № Б22МС-017).

 

Конфликт интересов: Авторы статьи Полубятко И.Г. и Таранов А.А. являются соавторами сорта черешни Регула.

 

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.

Об авторах

Илья Геннадьевич Полубятко

РУП «Институт плодоводства»

Автор, ответственный за переписку.
Email: Slonimskij@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7847-3965
SPIN-код: 4937-3116

Кандидат сельскохозяйственных наук

Белоруссия

Александр Александрович Таранов

РУП «Институт плодоводства»

Email: belhort@belsad.by

Кандидат сельскохозяйственных наук

Белоруссия

Татьяна Александровна Гашенко

РУП «Институт плодоводства»

Email: tanygashenko@yandex.by

Кандидат сельскохозяйственных наук

Белоруссия

Список литературы

Дополнительные файлы