На правах рукописи
ПОТЕХИН Григорий Анатольевич
УДК 631.524.7:631.559:635.753
ОЦЕНКА И ОТБОР ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ПЕТРУШКИ (Petroselinum crispum (Mill.) Nym.) ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО И РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН
Специальности: 06.01.05 – селекция и семеноводство
сельскохозяйственных растений
06.01.01 – общее земледелие
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
МОСКВА – 2011
Работа выполнена в лаборатории селекции и семеноводства зеленных и пряно-вкусовых овощных культур Всероссийского научно-исследовательского института селекции и семеноводства овощных культур (ГНУ ВНИИССОК) в 2008-2010 годах.
Научные руководители:
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, академик РАСХН Пивоваров Виктор Федорович
кандидат сельскохозяйственных наук,
старший научный сотрудник Харченко Виктор Александрович
Официальные оппоненты:
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Попов Владимир Петрович
кандидат сельскохозяйственных наук
старший научный сотрудник Циунель Михаил Мечиславович
Ведущая организация: Российский государственный аграрный
университет – МСХА им. К.А. Тимирязева.
Защита состоится « 30 » июня 2011 года в 12 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 220.019.01 при ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур по адресу: 143080, Московская область, Одинцовский район, п/о Лесной городок, пос. ВНИИССОК.
Факс: (495) 599-22-77 E-mail: vniissok@mail.ru
aspirantura@vniissok.ru (совет)
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур.
Автореферат разослан «27»мая 2011 года.
Ученый секретарь
совета по защите докторских и
кандидатских диссертаций Д 220.019.01
доктор сельскохозяйственных наук,
старший научный сотрудник Пышная О.Н.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Среди зеленных овощей большую ценность для человека представляет петрушка. Благодаря содержанию в ней биологически активных веществ и минеральных солей петрушка имеет не только пищевое значение, но и обладает рядом лечебных свойств, улучшает пищеварение, оказывает благотворное влияние на обмен веществ в организме.
Одним из характерных явлений последних лет является увеличение потребления и производства петрушки. В настоящее время рынок диктует свои требования к новым сортам. В связи с этим исследования по оценке и созданию исходного материала петрушки для селекции на продуктивность и качество продукции являются актуальными.
Длительное хранение коллекционного материала петрушки в генетических банках семян, научных учреждениях, нестабильность формирования высококачественных семян из-за складывающихся неблагоприятных условий среды приводит к снижению их посевных качеств. В связи с этим, по-прежнему, остается актуальной проблема разработки новых методов и элементов технологии, позволяющих восстанавливать и повышать посевные качества семян.
Цель исследований – оценка и отбор исходного материала петрушки для создания высокоурожайных сортов с ценным биохимическим составом и разработка элементов технологии повышения посевных качеств семян.
Поставленная цель исследований определила следующие задачи:
– выделить источники основных хозяйственно ценных признаков у петрушки листовой и корневой разновидностей для селекции на продуктивность;
– оценить выделенные по продуктивности и ценным морфологическим признакам образцы петрушки по основным биохимическим показателям и выделить исходный материал для селекции на качество;
– оценить на естественном инфекционном фоне коллекционные образцы петрушки на поражение основными болезнями;
– определить характер проявления свойств адаптивной способности выделенных образцов;
– классифицировать перспективный исходный материал петрушки с использованием RAPD и ISSR-маркеров;
– разработать элементы технологии повышения посевных качеств семян петрушки с использованием ростостимулирующих препаратов и индуцированного низкочастотного электрического поля (ИНЭП).
Научная новизна исследований. Выделены источники ценных признаков для селекции петрушки на продуктивность и качество продукции.
Впервые проведена классификация разновидностей, районированных сортов и перспективных селекционных сортообразцов на основе полиморфизма ДНК-маркеров, полученных в результате ПЦР-анализа (RAPD и ISSR).
Впервые изучено действие новых ростостимулирующих препаратов и индуцированного низкочастотного электрического поля на посевные качества семян петрушки.
Практическая значимость работы. Выделен перспективный селекционный материал по показателям продуктивности, качества продукции и стабильности урожая, который может быть использован для создания высокоурожайных сортов петрушки и получены семенные потомства. Передан в Государственное сортоиспытание новый сорт листовой петрушки “Нежность”.
Разработаны элементы технологии повышения посевных качеств семян петрушки с использованием ростостимулирующих препаратов (Гумистим, Росток) и ИНЭП, установлены оптимальные концентрации и экспозиции для предпосевной обработки семян.
Апробация работы. Основные положения диссертации представлены и доложены на отчетных сессиях ВНИИССОК (2008 – 2010 годы), на расширенном межлабораторном заседании ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур в 2011 году.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе – две в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на ____ страницах, состоит из введения, трех глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы и приложения. Диссертация содержит ____ таблиц, ____ рисунков, ____ приложений. Список использованной литературы включает 174 наименования, в том числе 38 иностранных авторов.
МАТЕРИАЛы И методы исследований
Объект исследований – коллекция петрушки листовой и корневой разновидностей в количестве 65 образцов, включающая в себя 21 сорт отечественной селекции, 16 сортов иностранной селекции, 10 образцов из мировой коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова и 18 сортообразцов, полученных во ВНИИССОК в результате многолетнего индивидуального и массового отборов из гибридных популяций.
Методика постановки полевых опытов разработана с учетом особенностей полевого опыта в селекции, сортоизучении и первичном семеноводстве овощных культур в соответствии с ОСТ 4671-78. В опыте использовали рассадный способ выращивания петрушки с использованием кассетной технологии.
В течение вегетационного периода проводили фенологические наблюдения, морфологическое описание и измерение основных хозяйственных признаков. Изучение коллекционных образцов проводили согласно «Методике проведения испытаний на отличимость, однородность и стабильность» (Официальный бюллетень государственной комиссии по испытанию и охране селекционных достижений, 2006).
Содержание аскорбиновой кислоты в петрушке определяли йодометрическим методом, содержание сахаров – по Бертрану, сухое вещество – методом высушивания до постоянной массы. Определение содержания эфирного масла проводили методом гидродистилляции, путем его перегонки с водяным паром из растительного сырья с последующим измерением объема по Гинзбургу. Содержание масла определяли в свежей зеленой массе и в сухом сырье, и выражали в объемно-весовых процентах в пересчете на сухое сырье.
Учет пораженности болезнями определяли с использованием определителя Пидопличко Н.М. (1977).
Оценку адаптивных свойств образцов петрушки выполнили по результатам испытания в течение трех лет (2008-2010) по методике А.В. Кильчевского и Л.В. Хотылевой (1985).
Для классификации образцов петрушки использовали пять RAPD праймеров (FPT12, OPD03, OPA10, FPT16, OPC19) и шесть микросателлитных праймеров ((ca)8rc, (ca)8g, (ggat)4, (ac)8yt, (tg)8rc, (ca)8rg).
При выделении суммарной ДНК использовали метод, разработанный Дороховым Д.Б. и Клоке Э. (1997).
Для построения матрицы генетической схожести при сравнении RAPD спектров был использован коэффициент Жаккарда.
Исследования по изучению влияния ростостимулирующих препаратов и индуцированного низкочастотного электрического поля (ИНЭП) на энергию прорастания и всхожесть семян проводили на сортах петрушки листовой Бриз и корневой – Сахарная.
Предпосевную обработку семян проводили растворами препаратов различной природы: Гумистим, Росток, НВ-101, Симбионта, Эль-1.
Предпосевную обработку семян ИНЭП проводили при помощи прибора СЭФ (стимулятор электрофизический), разработанного фирмой ООО «ИНТЕЛПРО».
Повторность опыта трехкратная. Контролем для варианта ИНЭП служили сухие семена, а для остальных вариантов – семена, замоченные в воде. Оценку энергии прорастания, всхожести семян в лабораторных условиях проводили согласно методике определения посевных качеств семян (ГОСТ 12038-84).
Математическую обработку экспериментальных данных проводили по методике Б.А. Доспехова (1985) и А.В. Смиряева, С.П. Мартынова, А.В. Кильчевского (1992) на ПЭВМ IBM PC/AT с использованием пакетов прикладных программ Биостат, MICROSOFT EXCEL 7,0, STRAZ, STATISTICA 6, GenStat ver.6 и TREECON.
Работа выполнена в сотрудничестве с лабораториями ГНУ ВНИИССОК: лабораторией физиологии и биохимии растений, лабораторией иммунитета и защиты растений, сектором молекулярно-генетических исследований. Оценка на содержание эфирного масла в листьях проведена совместно с лабораторией фитонцидных и гомеопатических растений ГНУ ВИЛАР. Автор выражает искреннюю благодарность сотрудникам лабораторий за содействие в работе.
Доля личного участия автора в получении материалов, представленных к защите, составляет 80%.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Морфологические особенности растений петрушки листовой обыкновенной разновидности. При оценке и описании разновидностей петрушки важнейшими факторами являются морфологические признаки растений, которые характеризуют особенности внешнего строения растения и его органов.
По комплексу хозяйственно ценных признаков и по их вариабельности выделились сорта Богатырь, Глория, Карнавал, Vallesona, Gigante d Italia и сортообразец № 70 (табл.1).
Оценка продуктивности растений (массы листьев с одного растения) в исследуемые годы показала различие между образцами и составила 509,1 – 801,0 г. При значении стандарта: сорт Обыкновенная листовая – 668,0 г выявлены перспективные сорта по продуктивности: Глория, Богатырь, Карнавал, Gigante d Italia, Vallesona и сортообразец № 70. Превышение значения стандарта составило до 20%. Вариабельность данного признака находилась на среднем и высоком уровнях – 16,8 - 33,5%, средней изменчивостью обладали сорта Бриз, Gigante d Italia, Vallesona, образец u-516 и сортообразец № 70.
Сортообразец № 70 превзошел стандарт по продуктивности, имеет характерную узко-треугольную форму листочка, темно-зеленую окраску листовой пластинки и характеризуется большим числом листьев нежной консистенции.
Морфологические особенности растений петрушки листовой кудрявой разновидности. За годы исследований средняя масса листьев с одного растения к моменту уборки у кудрявой разновидности петрушки варьировала в пределах 446,2 - 565,6 г. (табл.2). Выделились сорта Астра, Славянская, Forest Green, сортообразец № 31, превзошедшие стандарт на 5 – 13%.
Таблица 1
Изменчивость основных хозяйственно ценных признаков у образцов петрушки
листовой обыкновенной разновидности (ВНИИССОК, 2008-2010 годы)
№ п/п
|
Признак
Название
образца
|
Высота
растения, см
|
Диаметр
растения, см
|
Длина листа с черешком, см
|
Число листьев на одном растении, шт.
|
Масса листьев с одного растения, г
|
X
|
Cv, %
|
X
|
Cv, %
|
X
|
Cv, %
|
X
|
Cv, %
|
X
|
Cv, %
|
1
|
Обыкновенная
листовая (st)
|
34,0
|
24,8
|
45,3
|
11,5
|
33,2
|
26,7
|
112
|
19,9
|
668,0
|
32,7
|
2
|
Богатырь
|
35,4
|
28,9
|
47,8
|
9,6
|
32,8
|
10,6
|
129
|
16,4
|
712,1
|
22,9
|
3
|
Глория
|
33,0
|
29,8
|
46,5
|
11,6
|
30,8
|
21,5
|
151
|
15,9
|
801,0
|
25,9
|
4
|
Титан
|
28,8
|
21,6
|
45,2
|
10,9
|
27,0
|
14,6
|
106
|
15,9
|
555,6
|
27,4
|
5
|
Карнавал
|
39,3
|
22,9
|
47,7
|
6,9
|
35,6
|
20,9
|
109
|
16,7
|
678,6
|
28,2
|
6
|
Бисер
|
29,2
|
24,3
|
45,5
|
13,2
|
26,8
|
18,1
|
118
|
14,5
|
651,5
|
33,5
|
7
|
Бриз
|
34,0
|
19,1
|
46,9
|
8,4
|
33,2
|
12,6
|
108
|
17,5
|
577,4
|
19,4
|
8
|
Сортообразец № 36
|
35,5
|
22,0
|
43,6
|
11,9
|
33,0
|
13,9
|
97
|
14,6
|
521,6
|
27,5
|
9
|
Сортообразец № 70
|
32,9
|
14,8
|
43,0
|
9,8
|
31,1
|
14,4
|
153
|
13,1
|
735,4
|
16,8
|
10
|
Vallesona
|
35,4
|
18,7
|
49,0
|
4,1
|
33,6
|
15,9
|
121
|
17,2
|
721,9
|
19,7
|
11
|
Gigante d Italia
|
32,8
|
13,8
|
47,4
|
10,2
|
34,4
|
22,2
|
148
|
14,1
|
743,1
|
18,6
|
12
|
Einfache Schnitts
|
36,4
|
13,4
|
48,1
|
6,7
|
32,4
|
21,1
|
103
|
21,6
|
570,5
|
23,9
|
13
|
u-521
|
33,3
|
16,5
|
46,7
|
7,9
|
31,1
|
20,2
|
97
|
22,5
|
538,2
|
24,2
|
14
|
k-512
|
33,0
|
9,1
|
44,2
|
10,4
|
30,1
|
20,8
|
96
|
19,9
|
509,1
|
20,6
|
15
|
u-516
|
33,3
|
14,5
|
46,7
|
6,4
|
30,5
|
14,3
|
127
|
17,8
|
661,2
|
19,5
|
16
|
k-517
|
35,3
|
17,1
|
45,1
|
5,1
|
30,4
|
18,6
|
99
|
21,2
|
515,1
|
29,3
|
НСР05
|
2,0
|
|
1,2
|
|
1,9
|
|
21,1
|
|
65,2
|
|
Примечание: (st) - стандарт
Таблица 2
Изменчивость основных хозяйственно ценных признаков у образцов петрушки
листовой кудрявой разновидности (ВНИИССОК, 2008-2010 годы)
№ п/п
|
Признак
Название
образца
|
Высота
растения, см
|
Диаметр
растения, см
|
Длина листа с черешком, см
|
Число листьев на одном растении, шт.
|
Масса листьев с одного растения, г
|
X
|
Cv, %
|
X
|
Cv, %
|
X
|
Cv, %
|
X
|
Cv, %
|
X
|
Cv, %
|
1
|
Мооскраузе 2 (st)
|
21,1
|
21,2
|
37,0
|
13,7
|
22,4
|
19,5
|
55
|
20,9
|
499,0
|
25,5
|
2
|
Петра
|
21,4
|
18,8
|
36,3
|
9,4
|
22,4
|
14,6
|
58
|
19,3
|
490,3
|
27,2
|
3
|
Триплекс
|
22,3
|
26,7
|
35,7
|
13,9
|
24,9
|
15,5
|
62
|
20,8
|
490,2
|
27,0
|
4
|
Астра
|
22,6
|
18,0
|
34,7
|
10,8
|
25,6
|
17,1
|
73
|
19,1
|
544,8
|
23,8
|
5
|
Славянская
|
24,4
|
20,5
|
38,9
|
10,5
|
24,4
|
19,4
|
91
|
17,6
|
550,3
|
24,1
|
6
|
Сортообразец № 31
|
24,2
|
22,8
|
41,1
|
9,8
|
26,9
|
17,5
|
108
|
16,3
|
565,6
|
26,1
|
7
|
Frise Nain Mousse
|
21,5
|
16,3
|
38,3
|
13,0
|
26,4
|
21,6
|
56
|
21,0
|
466,5
|
23,7
|
8
|
Bravour
|
22,6
|
20,2
|
38,9
|
8,2
|
24,4
|
9,8
|
65
|
23,2
|
486,3
|
26,2
|
9
|
Afrodite
|
19,2
|
20,1
|
34,9
|
7,1
|
20,6
|
8,1
|
51
|
15,7
|
452,2
|
22,3
|
10
|
Forest Green
|
20,3
|
13,9
|
39,1
|
8,3
|
22,3
|
13,3
|
76
|
15,7
|
520,8
|
21,4
|
11
|
Starke
|
19,7
|
13,8
|
33,7
|
9,7
|
21,8
|
9,1
|
47
|
15,4
|
446,2
|
19,3
|
12
|
Calito Frise
|
20,7
|
15,1
|
35,4
|
7,9
|
23,1
|
13,6
|
99
|
18,8
|
490,2
|
25,8
|
13
|
Vert Fonce
|
24,0
|
21,8
|
39,7
|
9,2
|
25,3
|
15,5
|
89
|
24,3
|
492,1
|
27,4
|
НСР05
|
1,7
|
|
2,3
|
|
2,0
|
|
20,4
|
|
40,5
|
|
Примечание: (st) - стандарт
Как правило, зелень кудрявой разновидности петрушки имеет грубую консистенцию и больше служит для украшения блюд. Выделенный сортообразец № 31 имеет слабо гофрированную листовую пластинку зеленого цвета и характеризуется более высокой продуктивностью и товарными качествами зелени, что говорит о перспективности данного образца для селекции.
Анализ полученных данных показал, что наиболее перспективными для селекции по основным хозяйственно ценным признакам являются образцы петрушки кудрявой – сорта Астра, Славянская, Forest Green и сортообразец № 31.
следующая страница>