Особенности адаптивности генотипов подрода Cerasus Focke в неблагоприятных погодно-климатических условиях Центрального региона России

Актуальность темы

исследований. Вишня обыкновенная (Cerasus vulgaris Mill., 2n = 4x = 32) — сесквидиплоидный гибрид вишни степной [С. frutico-sa (Pall.) G. Woron., 2n = 32] и черешни [С. avium (L.) Moench., 2n = 16], в дикорастущем виде не встречается. Многовековая стихийная и целенаправленная селекция сортов вишни велась на основе генофонда данных видов. В результате образовались культигенные популяции сортов в каждой природно-климатической зоне с генетически однородными хозяйственно-биологическими признаками. Среди существующих в мире более 1400 сортов вишни обыкновенной не оказалось ни одного высокоустойчивого к опасной широко распространившейся в последние 40 лет болезни коккомикозу (возбудитель Coccomyces hiemalis Higg.). Как установлено А. Ф. Колесниковой (1975), иммунитет к коккомикозу в генофонде вишни обыкновенной отсутствует. В связи с этим, в насаждениях вишни возникают опустошительные эпифитотии коккомикоза. В последние 10 лет, в связи с потеплением климата, в средней зоне плодоводства вредоносного порога распространения достигла, ранее не существовавшая здесь, болезнь мо-нилиоз (Monilia cinerea Shroet. Honey). Ослабленные болезнями растения вишни обыкновенной в условиях участившихся климатических аномалий, нарушающих их физиологический ритм, слабо плодоносят, сильно подмерзают и погибают. К настоящему времени эта ценная, исконно российская культура, утратила промышленное значение, деревья её сохранились в небольшом объеме лишь в приусадебных насаждениях (Колесникова, Федотова, 1995).

Для изменения данной критической ситуации НИИ активно вовлекают в селекцию вишни дикие виды, несущие гены устойчивости к болезням и адаптивности к изменившимся условиям среды. Отдаленная гибридизация в селекции вишни стала одним из основных методов создания сортов и подвоев. Более широко и результативно в последний период в селекции вишни обыкновенной использовали скрещивания сортов с иммунным к коккомикозу зимостойким диким видом вишней Маака [Cerasus maackii (Rupr.) Erem. et Simag., 2n=4x=.

32]. На основе отдаленных скрещиваний названных видов созданы устойчивые к коккомикозу зимостойкие доноры, подвойные формы, элитные и отборные сеянцы. Созданы и зарегистрированы в Государственном реестре селекционных: достижений, допущенных к использованию, сорта Новелла и Харитоновская Однако только за счет них нельзя решить проблему восстановления культур ьг вишни в средней зоне плодоводства (Колесникова, 1980; Жуков, Харитонова 1982; Федотова, 2000; Колесникова, Джигадло, Федотова, 1999; Джигадло, 2009).

Исключительную актуальность в настоящее время приобретают исследования, направленные на селекционно-экологическую оценку генофонда вишни для улучшения районированного сортимента и обогащения исходного генетического разнообразия для использования в селекции сортов и подвоев. Цель и задачи исследований.

Цель работы: изучить основные компоненты адаптивности и хозяйственно-биологический потенциал генотипов подрода Cerasus Focke в условиях Центрального региона России. «.

В связи с данной целью были поставлены следующие задачи:

— изучить устойчивость генотипов вишни к действию повреждающих абиотических факторов периодов покоя и вегетации и физиологические особенности, обусловливающие их адаптивность;

— провести оценку устойчивости генотипов к опасным болезням;

— провести оценку продуктивности сортов и отдалённых гибридных форм;

— изучить биологические признаки и выявить морфологические маркёры генотипов F2 — F4 поколений, созданных от беккроссных скрещиваний вишни обыкновенной и вишни Маака;

— выделить комплексные источники ценных хозяйственно-биологических признаков, перспективные для использования в селекции;

— выделить сорта вишни обыкновенной наиболее адаптированные к изменившимся погодно-климатическим условиям Центрального региона России.

Научная новизна.

Впервые проведено комплексное изучение основных компонентов адагг тивности генотипов подрода Cerasus Focke (20 сортов вишни обыкновенной и 19 гибридов F2 — F4 поколений, созданных на основе генофондов вишни обыкновенной и вишни Маака) в неблагоприятно изменившихся погодно-климати-ческих условиях Центрального региона России.

Выявлены физиологические особенности, обусловливающие адаптивность генотипов вишни к повреждающим абиотическим факторам периодов покоя и вегетации.

Выявлен потенциал зимостойкости генотипов подрода Cerasus Focke в условиях зим с различными неблагоприятными температурными режимами.

На основе изучения водного статуса и водного режима растений вишни в условиях естественной засухи, а также в моделируемых условиях недостатка влаги выявлен потенциал засухоустойчивости генотипов подрода Cerasus Focke.

Выявлены потенциалы устойчивости к опасным болезням, продуктивности, качества плодов генотипов подрода Cerasus Focke.

Показана значимость вовлечения в селекцию нетрадиционного отдалённого вида вишни Маака для повышения адаптивности создаваемых генотипов к абиотическим и биотическим факторам в неблагоприятно изменившихся по-годно-климатических условиях Центрального региона России.

На основе изучения комплекса хозяйственно-биологических и морфологических признаков беккроссных гибридов F2 — F4 поколений, созданных на основе генофондов вишни обыкновенной и вишни Маака, выявлена целесообразность создания генотипов F4 и последующих поколений.

Практическая значимость.

Выделены высокоадаптированные к неблагоприятно изменившимся по-годно-климатическим условиям Центрального региона России сорта вишни обыкновенной (Орлица, Тургеневка, Ливенская, Новелла) для использования в практическом садоводстве и селекции, а также гибридные формы F2 — F4 поколений (ЭЛС Сюрприз, ЭЛС 14−1, 09−32, 10−16, 10−18, 10−20, 05−00, 05−29), представляющие экологически надёжный исходный материал — для дальнейшей синтетической селекции вишни.

Для регистрации в Госреестре в качестве сорта и для широкого производственного испытания выделен ЭЛС Сюрприз. Для использования в качестве донора комплекса ценных хозяйственно-биологических признаков выделен ЭЛС 14−1, в качестве источников ценных хозяйственно-биологических признаков — 05−29, 09−32, 10−16, 10−18, 10−20,05−00.

На агробиологической станции ОГУ созданы маточные насаждения: ЬЬ1 деленных высокоадаптированных сортов (селекции ВНИИСПК), нового со>-рта донора и источников.

Основные положения, выносимые на защиту.

Выявление уровня основных компонентов адаптивности и хозяйств&^а:Но биологического потенциала генотипов подрода Cerasus Focke позволяет co^gp шенствовать сортимент для интенсивного садоводства и обогащать исходу материал для синтетической селекции.

Выявление физиологических особенностей, обусловливающих адапТив ность растений вишни к действию повреждающих абиотических факторов пе риодов покоя и вегетации, позволяет оценить перспективы генотипов.

Морфологические признаки растений вишни, благодаря их спецяфич ности и стабильности, можно использовать в качестве морфологических ров генотипов.

Вовлечение нетрадиционного отдалённого вида вишни Маака в селек-цию позволяет значительно повышать адаптивность генотипов в изменившихся по-годно-климатических условиях Центрального региона России.

Апробация работы. Основные материалы исследований доложе^Ь1 на Всероссийской научно-практической конференции «Пути повышения устойчивости сельскохозяйственного производства в современных условиях» (Орёл.

2005) — на Международных научно-практических конференциях «Дни науКи.

2005″ (Днепропетровск, 2005), «Современные аспекты экологии и экологического образования» (Москва, 2007) — на Международной конференции «с-0 временная физиология растений: от молекул до экосистем» (Сыктыквар, 2007)-на Международной научно-методической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Мичуринск-наукоград, РФ, 2008) — на конферен ции молодых учёных (Орёл, 2008) — на Всероссийской научно-методической конференции «Проблемы агроэкологии и адаптивность сортов в современном садоводстве России» (Орёл, 2008) — на научных конференциях «Неделя науки ОГУ» (Орёл, 2007, 2008, 2009 гг.).

Исследования поддержаны грантом Министерства образования и науки РФ, выполнены по заданию Федерального агентства по образованию в рамках темы № 1.1.06 «Методология создания программируемых генотипов Поликар-пических древесных растений».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ, в том числе 1 в издании, рекомендуемом ВАК РФ.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 193 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций для производства и селекции, содержит 29 таблиц, 7 рисунков и 28 приложений.

Список литературы

включает 324 источника, из них 58 на иностранных языках.