Генетическое разнообразие жимолости камчатской как источник селекции на продуктивность и качество плодов

Полный текст

Введение

С каждым годом жимолость синяя (Lonicera caerulea L.) приобретает всё большую популярность во многих регионах страны. Перспективность и востребованность данной культуры объясняется её неоспоримыми достоинствами – устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, экологической пластичностью, невысокой требовательностью к агротехнике, стабильностью плодоношения, сверхранним созреванием и универсальностью использования плодов, исключительной пищевой и лекарственной ценностью. (Белосохов и др., 2006; Макаров и др., 2007; Ильин, Ильина 2013)

Работа по отбору перспективных форм жимолости из дикой природы и созданию сортов была начата ещё в конце 1940-х и в 1950-е годы. Большинство первых сортов было получено от жимолости камчатской (L. kamtschatica (Sevast.) Pojark.) при отборе в первом и во втором поколениях от свободного опыления. Затем в селекцию в качестве исходного материала для создания сортов были включены гибриды и отборные формы жимолости съедобной (L. edulis (Turcz. ex Herder) Turcz. ex Freyn), жимолости алтайской (L. altaica Pall.) и жимолости Турчанинова (L. turczaninowii Pojark.).

На сегодняшний день в ведущих селекционных центрах страны выделены ценные формы и сорта жимолости, перспективные для возделывания и дальнейшей селекционной работы. Новые сорта обладают крупными плодами с хорошим вкусом, высоким содержанием витаминов и биологически активных веществ. (Козак и др., 2018; Хохрякова, Пугач, 2022) Тем не менее, в селекции жимолости сохраняют актуальность задачи на повышение массы плода и недостаточно высокой урожайности, позднего вступления в пору промышленного плодоношения (на шестой-седьмой год после посадки), осыпаемости плодов, их плохой транспортабельности и посредственного, негармоничного вкуса. (Плеханова, 2003; Белосохов и др., 2006; Хохрякова, 2022)

Для получения новых сортов дальнейшие исследования должны быть направлены на поиск и создание генотипов, характеризующихся улучшенными качествами. Полиморфизм сеянцев перекрёстноопыляемой культуры жимолости позволяет отобрать среди них растения, превосходящие материнские по зимостойкости, а также крупноплодные слабоосыпающиеся экземпляры. В этой связи представляет интерес всестороннее изучение и оценка селекционного потенциала дикорастущих форм жимолости камчатской.

Жимолость камчатская наиболее часто используется селекционерами при выведении сортов в качестве донора таких свойств, как десертный кисло-сладкий вкус, приятный аромат, крупноплодность, неосыпаемость в процессе созревания, хорошая транспортабельность ягод. (Белосохов, Белосохова, 2012; Хохрякова, 2022; Куклина и др., 2017) Кроме того, данный вид жимолости обладает высокой зимостойкостью. Зимние повреждения у жимолости камчатской случаются редко, обычно в годы, когда суровая зима наступает после продолжительной, экстремально теплой осени (Петруша, 2015).

Жимолость камчатская отличается медленным наращиванием урожая: в первые годы плодоношения жимолость дает от 0,1 до 0,3 кг с куста и только на 6…7-й – более 1,0 кг с куста. Максимальный урожай появляется на 8…10-й год, когда наблюдается равновесие между ростом и плодоношением. (Петруша, 2019) Исследовательская работа по сбору и переносу ценных форм жимолости из дикой природы в культуру на Камчатке имеет большие преимущества вследствие широких возможностей сбора генетического материала. На территории Камчатского края, в местах своего естественного произрастания, жимолость образует множество форм, отличающихся продуктивностью и качественными характеристиками плодов. Данное разнообразие представляет собой неисчерпаемый резерв для обогащения культурного садоводства новыми сортами. Изучение большого количества генетического материала из различных мест произрастания жимолости камчатской дает возможность выделить наиболее урожайные, крупноплодные формы в местных условиях. (Петруша, 2019)

Важно отметить, что особая актуальность селекции жимолости на Камчатке обусловлена возрастающей антропогенной нагрузкой на места естественного произрастания данного вида. Вследствие раскорчёвки лесных массивов, развития горнодобывающей промышленности, строительства новых дорог и газопроводов, жилых микрорайонов и технических сооружений, вандального сбора ягоды промышленными бригадами существует угроза исчезновения ценных форм дикорастущей жимолости. Закрепление в новых сортах хозяйственно-ценных признаков дикорастущей жимолости камчатской будет способствовать сохранению биоразнообразия данного вида.

Исходя из этого, цель нашего исследования – проведение комплексной оценки генетического разнообразия жимолости камчатской и выделение источников селекционно-значимых признаков. В задачи исследования входило: пополнение и изучение исходного материала жимолости камчатской с привлечением дикорастущих форм из различных районов произрастания; выделение качественных источников по селекционно-значимым признакам.

Материалы и методика исследований

Исследования проводились с 2017 по 2022 гг. на опытном участке селекционного питомника жимолости ФГБНУ «Камчатский НИИ сельского хозяйства». В качестве объектов исследований были использованы 148 сеянцев, полученных из семян дикорастущей жимолости, произрастающей в юго-западном и центральном районах Камчатского края. Селекционный питомник заложен в 2012 и 2016 гг., по схеме посадки 2,8 × 0,5 м, на охристо-вулканических, супесчаных почвах. Глубина пахотного горизонта на участке – не менее 22…25 см, рН_сол. – 5,5…6,0, содержание гумуса достаточно высокое (6,8%).

Методической основой проведения учётов и наблюдений служили «Программа и методика селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (Плеханова, 1995), «Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур» (Плеханова, 1999). Основные элементы учёта – продуктивность, масса плода, оценка вкуса и привлекательности, осыпаемость. Химический анализ плодов определялся согласно стандартным методикам: содержание аскорбиновой кислоты – по Мурри, растворимых сухих веществ – рефрактометрически.

Исследования выполнялись в Юго-Восточной зоне полуострова, которая выделяется относительно благоприятным климатом среди других районов полуострова. Среднегодовая температура в данном районе составляет 0…+2°C. Средняя температура самого тёплого месяца не превышает 15°C, самого холодного — от –10 до –20°C. Переход среднесуточной температуры через 0ºС происходит 20…22 апреля, через 5ºС – 20…23 мая. Сумма температур выше 10ºС не превышает 1100ºС. По влагообеспеченности район относится к зоне достаточного увлажнения (1000…1200 мм в год), с большим количеством осадков и пасмурных дней (до 75%). Характерной особенностью климата является обилие зимних осадков, большая высота снежного покрова и медленное таяние снега. Снеговой покров устанавливается в конце октября – начале ноября и удерживается до конца апреля – середины мая. Продолжительность вегетационного периода составляет 120…146 дней. (Белюрко и др., 1965; Ряховская и др., 2015) Метеорологические условия в годы исследований были разнообразны, что позволило более полно изучить особенности развития сеянцев жимолости и показатели качества их плодов в различающихся условиях окружающей среды.

Результаты и обсуждения

В результате многолетних исследований из общего количества изучаемых сеянцев жимолости выделено в элиту 24 формы, отличающиеся высокими показателями продуктивности и качества плодов (таблица 1). Элитные формы распределены по сроку созревания: наиболее ранним сроком плодоношения (21…22 июля) отличаются формы 44-8-12, 44-9-12, 44-13-12, 44-27-12, 44-28-12, 48-36-16, среднеранним сроком (22…25 июля) – 44-21-12, 44-36-12, 44-39-12, 44-40-12, 44-45-12, 44-46-12, 44-50-12, 48-9-16, 48-39-16, 48-40-16, 48-46-16, 48-50-16, 48-52-16, 48-61-16, 48-63-16. Среднее значение продуктивности у отборных форм составило 0,33 кг/куст. Наибольшая продуктивность – от 0,35 до 0,45 кг на куст – отмечена у 13 форм: № 44-21-12, 44-27-12, 44-36-12, 44-40-12 и др. Масса плода является одним из определяющих элементов продуктивности и товарных качеств жимолости, особую ценность представляют крупноплодные сорта с массой плодов более 1,0 г. Наибольшую массу от 1,0 до 1,3 г показали плоды 15 форм: № 44-27-12, 44-46-12, 44-50-12, 48-29-16 и др.

 

Таблица 1 – Продуктивность и качество плодов жимолости (2017…2022 гг.)

№	Продуктивность, кг/куст	Масса 1 плода, г	Оценка вкуса, балл	Привлекательность, балл	Осыпаемость, балл	Аскорбиновая кислота, мг%	Растворимые сухие вещества, %
44-8-12	0,38	1,0	5,0	4,0	0	49,4	13,3
44-9-12	0,30	1,1	5,0	5,0	0	55,4	14,2
44-13-12	0,35	0,9	4,5	5,0	0	48,8	13,4
44-21-12	0,45	0,9	4,5	4,5	1,0	49,5	12,5
44-27-12	0,40	1,2	4,5	5,0	1,0	61,4	15,3
44-28-12	0,35	1,0	4,5	5,0	1,0	53,1	14,0
44-36-12	0,40	1,0	4,0	4,5	0	48,2	13,9
44-39-12	0,40	1,0	5,0	5,0	0	44,2	12,8
44-40-12	0,45	0,9	4,0	5,0	1,0	40,3	12,5
44-45-12	0,40	1,0	5,0	4,5	1,0	48,4	14,2
44-46-12	0,40	1,2	5,0	4,5	1,0	50,8	14,5
44-50-12	0,38	1,2	5,0	4,5	1,0	47,7	13,9
48-3-16	0,30	0,9	5,0	5,0	0	51,3	13,7
48-9-16	0,22	0,9	4,5	5,0	0	55,1	14,3
48-29-16	0,30	1,3	4,0	4,0	0	39,9	14,8
48-36-16	0,20	1,0	4,5	5,0	0	47,5	13,7
48-39-16	0,25	0,9	4,0	5,0	1,0	49,5	12,9
48-40-16	0,25	1,0	5,0	5,0	0	45,1	13,6
48-42-16	0,35	1,2	4,5	5,0	0	54,8	13,7
48-46-16	0,35	1,0	4,5	5,0	0	52,5	13,0
48-51-16	0,28	0,9	5,0	5,0	0	49,6	15,7
48-52-16	0,20	1,0	5,0	5,0	0	51,8	12,7
48-61-16	0,20	0,9	4,0	4,5	0	44,7	15,3
48-63-16	0,25	0,9	4,0	4,0	1,0	58,6	15,9
	0,33	1,0	4,6	4,8	0,4	49,9	13,9
max	0,45	1,3	5,0	5,0	1,0	61,4	15,9
min	0,20	0,9	4,0	4,0	0	39,9	12,5

 

При полной спелости плодов проводили дегустацию выделившихся форм, где определяли характер вкуса. В результате выявлено, что плоды всех отборных форм отличаются хорошим и отличным вкусом с ароматом, без горечи, с оценкой 4,0…5,0 балла. Отличным, десертным вкусом, сладким или кисло-сладким, с оценкой 5,0 баллов характеризуются плоды 10 форм: № 44-8-12, 44-9-12, 44-39-12, 44-45-12 и др. Одним из важных признаков для селекционеров является привлекательность внешнего вида, которая определяется комплексной оценкой величины, одномерности и формы ягод. Крупные, выравненные по форме и величине, с привлекательной окраской, без разрывов кожицы плоды отмечены у 15 форм: № 44-9-12, 44-13-12, 44-27-12, 44-28-12 и др. Показатель осыпаемости плодов имеет большое технологическое значение, так как оказывает влияние на производительность труда при сборе урожая и полноту съёма ягод. По данным нашей оценки осыпаемость отсутствовала у 15 форм: № 44-8-12, 44-9-12, 44-13-12, 44-36-12 и др.

Количественное определение элементов химического состава плодов также является важной частью первичной оценки товарных и потребительских качеств жимолости.

Лабораторный анализ содержания аскорбиновой кислоты в плодах отборных форм жимолости выявил среднее значение, равное 49,9 мг%. Наибольшее накопление аскорбиновой кислоты — от 51,3 до 61,4 мг% — отметили у 10 форм: № 44-9-12, 44-27-12, 48-9-16, 48-63-16 и др. Определение содержания растворимого сухого вещества в плодах жимолости имеет большое значение, поскольку жимолость используется не только в свежем, но и в переработанном виде. Содержание растворимых сухих веществ показывает, насколько плоды насыщены крахмалом, кислотами и другими веществами и влияет на выход готовой продукции. Средний показатель содержания растворимых сухих веществ в плодах отборных форм составил 13,9%, наибольшее содержание от 13,9 до 15,9%, выявлено в плодах 12 форм: № 44-27-12, 48-51-16, 48-61-16, 48-63-16 и др.

Выводы

Анализ результатов многолетних исследований селекционного материала дикорастущей жимолости камчатской позволил выделить источники, характеризующиеся наиболее высокими селекционно-значимыми показателями.

По высокой продуктивности: 44-21-12, 44-40-12, 44-27-12, 44-36-12, 44-39-12, 44-45-12, 44-46-12, 44-8-12, 44-50-12, 44-13-12, 44-28-12, 48-42-16, 48-46-16.

С массой плода выше 1,0 г: 48-29-16, 44-27-12, 44-46-12, 44-50-12, 48-42-16, 44-9-12, 44-8-12, 44-28-12, 44-36-12, 44-39-12, 44-45-12, 48-36-16, 48-40-16, 48-46-16, 48-52-16.

По вкусовым качествам: 44-8-12, 44-9-12, 44-39-12, 44-45-12, 44-46-12, 44-50-12, 48-3-16, 48-40-16, 48-51-16, 48-52-16.

По привлекательности плодов: 44-9-12, 44-13-12, 44-27-12, 44-28-12, 44-39-12, 44-40-12, 48-3-16, 48-9-16, 48-36-16, 48-39-16, 48-40-16, 48-42-16, 48-46-16, 48-51-16, 48-52-16.

По неосыпаемости: 44-8-12, 44-9-12, 44-13-12, 44-36-12, 44-39-12, 48-3-16, 48-9-16, 48-29-16, 48-36-16, 48-40-16, 48-42-16, 48-46-16, 48-51-16, 48-52-16, 48-61-16.

По содержанию аскорбиновой кислоты: 44-27-12, 48-63-16, 44-9-12, 48-9-16, 48-42-16, 44-28-12, 48-3-16, 48-46-16, 48-52-16, 44-46-12

По содержанию сухих растворимых веществ: 48-63-16, 44-27-12, 48-51-16, 48-61-16, 48-29-16, 44-46-12, 48-9-16, 44-9-12, 44-45-12, 44-28-12, 44-36-12, 44-50-12.

Благодарности

Статья написана на основе результатов научно-исследовательской работы по теме государственного задания № FNNW-2022-0004.

The article is written on the basis of the results of research work on the topic of the state assignment № FNNW-2022-0004.

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Об авторах

Елена Николаевна Петруша

ФГБНУ «Камчатский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Email: petrusha1960@inbox.ru

старший научный сотрудник

Россия, 684033, Камчатский край, п. Сосновка, ул. Центральная 4

Елена Анатольевна Русакова

ФГБНУ «Камчатский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»

Автор, ответственный за переписку.
Email: rubusarcticus@mail.ru

младший научный сотрудник

Россия, 684033, Камчатский край, п. Сосновка, ул. Центральная 4

Список литературы

Дополнительные файлы