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
| Вид материала | Лекции |
- Удк (631. 527+631. 531): 635. 34 Научное обоснование и разработка системы методов селекции, 1105.12kb.
- Удк 635. 649:(631. 52+631. 53) Теоретическое обоснование и практическое использование, 946.29kb.
- Н. И. Вавилова удк 631. 44. 5; 631. 58; 631. 674 № в государственной регистрации 81047036, 351.52kb.
- Удк 631. 468: 631. 81 Гаврилюк В. А., к с. г н.,, 157.57kb.
- Удк [631. 6: 628. 3]: 631. 22+504., 114.95kb.
- Черногод Іван Олегович удк 635. 25: 631. 5 Формування господарсько-цінних показників, 605.35kb.
- Удк 338. 43: 631. 15: 631., 86.96kb.
- Удк 631. 171: 633/635 А. А. Иванов, Б. В. Петров, 57.67kb.
- Удк 581. 1: 631. 811: 631. 445, 23.49kb.
- Удк 631. 862. 1 Ресурсосберегающие технологии переработки органического сырья ковалев, 135.22kb.
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.
Морфологические особенности растений петрушки корневой разновидности. Анализ оценки образцов корневой петрушки, показал, что сорт Сахарная, принятый за стандарт, имеет преимущества по сравнению с другими образцами корневой разновидности по показателю "масса листьев с одного растения" (410,9 г), которые пригодны для использования, что говорит об универсальном назначении данного сорта (табл.3).
Сорт Финал, уступая стандарту по продуктивности (163,2 г) и другим хозяйственно ценным признакам, имеет характерную антоциановую окраску черешков листьев, что может служить маркерным признаком для селекции петрушки.
Высокие продуктивные качества петрушки корневой разновидности определяются массой корнеплода. Анализ межсортовой изменчивости петрушки корневой разновидности, как по средним данным, так и по их вариабельности, позволил выделить наиболее перспективные по продуктивности образцы – сорта Игл (287,4 г) и Atika (271,2 г) при значении стандарта - 264,8 г (табл.3).
Таблица 3
Изменчивость основных хозяйственно ценных признаков у образцов петрушки
корневой разновидности (ВНИИССОК, 2008-2010 годы)
| № п/п | Признак Название образца | Высота растения, см | Диаметр растения, см | Масса листьев с одного растения, г | Длина корнеплода, см | Диаметр корнеплода, см | Масса корнеплода, г | ||||||
| X | Cv,% | X | Cv,% | X | Cv,% | X | Cv,% | X | Cv,% | X | Cv,% | ||
| 1 | Сахарная (st) | 31,9 | 19,9 | 42,4 | 13,8 | 410,9 | 9,2 | 14,6 | 8,9 | 4,3 | 8,2 | 264,8 | 12,8 |
| 2 | Финал | 28,0 | 17,3 | 36,7 | 7,5 | 227,8 | 22,8 | 9,3 | 11,1 | 5,8 | 12,1 | 163,2 | 9,2 |
| 3 | Игл | 32,3 | 19,1 | 40,5 | 10,9 | 301,4 | 12,3 | 13,7 | 10,5 | 6,2 | 15,4 | 287,4 | 13,2 |
| 4 | Atika | 31,1 | 21,3 | 41,1 | 11,3 | 363,8 | 14,3 | 11,9 | 9,2 | 5,7 | 7,3 | 271,2 | 9,0 |
| НСР05 | 1,2 | | 2,0 | | 59,2 | | 1,7 | | 0,6 | | 41,1 | | |
Примечание: (st) - стандарт