ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 85, № 1, с. 15-18
С КАФЕДРЫ ПРЕЗИДИУМА РАН
Б01: 10.7868/80869587315010089
ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ КОЛЛЕКЦИЙ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР ДЛЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ ОТРАСЛИ
И.М. Куликов, Л.А. Марченко
В нашей стране сформирован самый крупный в Европе Северо-западный полевой генетический банк плодовых и ягодных культур, размещённый на опытных станциях Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства (ВИР) им. Н.И. Вавилова и Национального исследовательского университета по садоводству. Накопленный генофонд характеризуется большим генетическим разнообразием, высокой экологической устойчивостью образцов в сочетании с комплексом других хозяйственно ценных свойств и признаков, наглядно демонстрирующих адаптивный потенциал каждой культуры в суровых природно-климатических условиях на границе промышленного садоводства. Это генетическое богатство активно используется российскими учёными и востребовано мировым сообществом.
Изучение генетических ресурсов растений позволяет подбирать доноров и находить источники комплекса хозяйственно ценных признаков, использование которых в селекции даёт
Авторы работают во Всероссийском селекционно-технологическом институте садоводства и питомни-ководства. КУЛИКОВ Иван Михайлович — академик, директор. МАРЧЕНКО Людмила Александровна — кандидат сельскохозяйственных наук, заместитель директора по научной работе. vstisp@vstisp.org
возможность качественно обновлять сортимент плодовых и ягодных культур. Завершённые фундаментальные исследования по генам иммунитета, карликовости, зимостойкости и продуктивности привели к созданию новых сортов, форм и даже типов растений, что повлекло перемены в системе сада, его защите от патогенов, в сельхозтехнике. Работы селекционеров над повышением экологической устойчивости культурных растений расширили традиционные границы их возделывания дальше на север.
Дикорастущие виды яблони занимают обширный очаговый ареал в Северном полушарии между 20 и 60° с.ш. В Европейской части России яблоня лесная (Malus sylvestris) в дикой природе не произрастает севернее Курской области [1]. В то же время сорта яблони домашней (Malus domestica) намного превышают северные дикие растения по зимостойкости и могут успешно произрастать в районах севернее Москвы (Ярославская, Костромская, Вологодская области) [2]. Использование селекционерами генофонда плодовых растений позволило значительно расширить ареал произрастания не только яблони, но и груши, косточковых и ягодных культур.
В селекции косточковых плодовых культур ведущее место занимает метод отдалённой гибридизации. Большую известность получили сорта сливы русской, созданные на Крымской опытно-селекционной станции академиком Г. В. Ерёминым. В природно-климатических условиях Московского региона сорта Колонновидная, Кубанская комета, Найдёна, Путешественница, Шатёр и др. отличаются высокой зимостойкостью, урожайностью, хорошими товарными и вкусовыми качествами плодов [1].
Существенные успехи достигнуты в создании клоновых подвоев для косточковых культур. Большим спросом пользуются сильнорослый клоновый подвой Кубань 86 и слаборослые ВВА-1 и ВСВ-1 для сливы, алычи, персика и абрикоса; ВСЛ-1, ВСЛ-2, ЛЦ-52, ВЦ-13 - для вишни и черешни. Проведённые в различных регионах России и в ряде зарубежных стран (США, Испания,
Таблица 1. Сравнительная оценка биохимического состава плодов и ягод отечественных и зарубежных сортов яблони
Сорт Растворимые сухие вещества, % Сахара (сумма), % Титруемая кислотность, % Аскорбиновая кислота, мг/100 г Р-активные вещества, мг/100 г
Отечественные сорта
Антоновка обыкновенная 13.2 9.4 1.04 15.6 202
Богатырь 14.6 10.5 0.68 14.5 211
Имрус 12.4 10.7 0.78 18.5 264
Слава победителям 12.7 10.8 0.54 19.8 229
Орлик 11.0 11.0 0.75 17.6 232
Зарубежные сорта
Голден делишес 15.5 11.5 0.4 8.5 105
Айдаред 13.5 10.5 0.6 11.5 120
Лобо 11.1 9.2 0.31 5.3 131
Спартан 14.6 12.2 0.35 10.4 195
Уэлси 13.3 10.8 0.8 8.5 169
Нидерланды, Украина, Белоруссия и др.) испытания подвоев позволили выявить их достоинства и возможности широкого применения [3].
Благодаря изучению северного генофонда видов малины и последующей отдалённой гибридизации получены формы сложного межвидового происхождения, сочетающие геноплазму (зародышевая плазма, носительница наследственных свойств) малины красной, замечательной, чёрной, боярышниколистной, душистой и поленики. Был совершён селекционный прорыв в получении качественно новых ремонтантных генотипов малины, которые формируют основной урожай на побегах текущего года во второй половине лета — начале осени, при этом не возникает проблемы зимостойкости стеблей, а удаление их после скашивания позволяет избавиться от основных болезней и вредителей без применения химических средств защиты [4—6]. Высокая и стабильная продуктивность лучших ремонтантных сортов малины (Геракл, Бабье лето 2, Бриллиантовая) в сочетании с низкозатратной энергосберегающей технологией возделывания обеспечивает высокую экономическую эффективность при их выращивании [4, 5].
Известно, что содержание биологически активных веществ в плодах и ягодах обусловлено генотипом сорта, реализующего свой потенциал во взаимодействии с условиями окружающей среды. В средней полосе России плоды и ягоды накапливает высокие и средние концентрации биологически активных веществ (витамин С, Р-активные вещества, растворимые сухие вещества и др.), обладающих ценными антиоксидантными свой-
ствами (табл. 1, 2). Ещё более высокое содержание отдельных биологически активных веществ выявлено у представителей диких видов, эту их особенность ещё только предстоит передать культурным сортам.
Трудно переоценить значение исследований по выявлению и использованию генов иммунитета в селекции растений, возделывание таких сортов гарантирует экологическую безопасность как получаемой продукции, так и агроценоза в целом [1, 7]. В выведении устойчивых к парше сортов яблони был использован ген Vf от формы дикого вида M. floribunda 821, что стало основой для выведения иммунных сортов яблони в разных странах мира. Созданные урожайные и зимостойкие сорта сегодня уже широко внедрены в производство, а экономия от их использования составляет десятки миллионов рублей [8]. На практике мы обращаемся за генами качества плодов к яблоне домашней или некоторым дикорастущим видам: иммунитет к мучнистой росе имеют мелкоплодные дикие яблони робусты (M. robusta) и яблони Зибольда (M. sieboldii (Reg.) Rehd.); карликовостью отличается яблоня пумилла (M.pumila Mili.); зимостойкостью — яблоня сибирская (М. baccata (L.) Borkh.); устойчива к парше яблоня флорибун-да (M. floribunda Sieb.); признак краснолистности есть у яблони Недзвецкого (M. var. niedzwetzkyana (Dieck) Likh.) [1, 9].
Человек своей деятельностью не должен уничтожать природные запасы плодовых растений, по некоторым их типам они крайне ограничены. Когда появились проблемы устойчивости растений к техногенным факторам (радиация, пести-
ЗНАЧЕНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ КОЛЛЕКЦИЙ ПЛОДОВЫХ КУЛЬТУР 17
Таблица 2. Сравнительная оценка биохимического состава плодов и ягод отечественных и зарубежных сортов земляники
Сорт Растворимые сухие вещества, % Сахара (сумма), % Титруемая кислотность, % Аскорбиновая кислота, мг/100г Р-активные вещества, мг/100 г
Отечественные сорта
Зенит 12.1 8.1 1.26 62.0 294
Консервная плотная 11.4 7.9 1.0 64.7 314
Привлекательная 11.7 8.6 1.08 72.3 310
Корона 7.8 5.8 1.40 97.7 274
Фестивальная 11.1 7.6 1.31 75.2 246
Зарубежные сорта
Зенга Зенгана 11.3 6.8 0.97 43.6 165
Редкоут 11.0 7.5 0.95 49.5 136
Скотт 10.7 7.4 1.39 69.3 190
Олстар 10.0 6.1 1.50 44.9 182
Тиога 12.1 8.3 1.61 60.7 244
циды, тяжёлые металлы и т.д.), то нередко главными и единственными источниками такой устойчивости оказывались ранее не привлекавшиеся формы из дикой природы, которые до тех пор оставались невостребованными.
Вызывает беспокойство возможность исчезновения под действием антропогенной нагрузки разнообразных природных карликов яблони (па-радизок), высокозимостойких сахалинских видов и подвидов вишни, смородины в Якутии, крупноплодных форм яблони Недзвецкого в горах Алатау в Казахстане и других пока не востребованных форм. Академик Н.И. Вавилов одним из первых поставил перед мировой селекцией задачу сбора, сохранения и изучения генофонда культурных растений и их диких родичей путём отбора в природных условиях форм с нужными для селекции признаками. Сейчас очевидна необходимость сохранения всего фонда генов — уже используемых и пока не понадобившихся, чтобы эти уже готовые биологические системы не были невосполнимо утрачены. Приведём несколько примеров.
При проведении искусственного заражения растений переносчиком четырёх вирусов малины (тлёй Amphorophora rubi) обнаружили, что более 100 сортов из разных стран не имели к ней иммунитета, некоторые английские и канадские сорта были устойчивы, но иммунной оказалась также форма лесной малины из-под Воркуты, где такого переносчика никогда не было и, естественно, не было отбора на устойчивость к нему [1]. Старые сорта или малоинтересные образцы дикорастущих форм могут оказаться незаменимыми носителями нужного признака адаптации, поэтому коллекции необходимы. Имеются формы, дальнейшие пути использования которых ещё не
определены, но они охватывают разнообразие признаков той или иной плодовой культуры. Так, образцы видов чёрной смородины (моховки, дикуши, малоцветковой и др.) пока ещё не находят применения в селекции, но в коллекции без них нет полного набора разновидностей этого плодового растения [9, 10]. Сегодня общество всё ещё не отдаёт себе отчёта о потерях плодов и ягод из-за слишком малого объёма работ по селекции во всех странах мира. В результате использования гена крупноплодности малины а также гена иммунитета к тле были созданы крупноплодные сорта Маросейка, Патриция, Изобильная, Таруса с потенциалом урожайности до 20 т/га [1, 9].
Привлечение в селекцию яблони исходных форм с геном С0, обусловливающим колонновид-ный тип кроны, позволило создать сорта промышленного типа, максим
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.