ОСНОВНІ НАПРЯМИ ТА ЗАВДАННЯ СЕЛЕКЦІЇ КАРТОПЛІ

3 ОСНОВНІ НАПРЯМИ ТА ЗАВДАННЯ СЕЛЕКЦІЇ КАРТОПЛІ

Україна відзначається різноманітністю ґрунтово-кліматичних умов, які не завжди і не в усіх регіонах сприятливі для вирощування картоплі. Часті епіфітотії фітофторозу, ураження вірусними хворобами і сильне виродження на півдні призводять до значного недобору врожаю. Великої шкоди завдають парша звичайна, стеблова нематода та бактеріальні хвороби, колорадський жук. Надзвичайно небезпечними є карантинні об'єкти - рак картоплі і золотиста цистоутворююча картопляна нематода.

Картопля в Україні використовується як продукт харчування, сировина для переробної промисловості, корм для тварин. За кожним із зазначених напрямів ставляться певні вимоги до сортів картоплі. Для виробництва і споживання мають значення сорти різних груп стиглості. Велику роль у харчуванні населення картоплею у весняні і ран-ньолітні строки відіграють скоростиглі сорти.

Основні завдання і напрями селекції картоплі випливають із вищезазначених факторів, вимог виробників та споживачів цієї культури.

Важливим напрямом роботи є селекція на пластичність і стабільність основних господарсько цінних ознак. Проте селекція картоплі в якомусь одному напрямі не може мати вирішального значення при створенні нових сортів.

Надзвичайно актуальне завдання селекції картоплі полягає в поєднанні у сортах стійкості проти хвороб і шкідників з основними господарсько цінними ознаками.

Вирішувати поставлені завдання можна завдяки цілеспрямованій селекції, яка базується на використанні різноманітного вихідного матеріалу, знанні генетичної природи батьківських пар, використанні ефективних методів оцінки та добору бажаних генотипів.

Бульби картоплі вищої якості повинні мати такі зовнішні ознаки: середню величину, добру форму, дрібні вічка, відповідний колір шкірки і м'якоті, відсутність пошкоджень, тріщин, позеленіння і дуплуватості, парші, придатність для миття. Внутрішні ознаки включають якість консистенції м'якоті, борошнистість, відсутність потемніння в сирому і вареному вигляді, хороший смак.

Велике значення має вміст сухої речовини, крохмалю, білка, цукрів, вітамінів та ін.

Селекція на вміст крохмалю і сирого протеїну

Відомо, що цінність картоплі в основному пов'язана з умістом у бульбах крохмалю і білка - основних компонентів сухої речовини.

Сорти з підвищеним умістом крохмалю поживніші, ніж низько-крохмалисті. Більш придатні й економічно вигідніші для технічної переробки і використання на картоплепродукти сорти з високим і підвищеним умістом крохмалю в поєднанні з іншими біохімічними показниками.

Крохмаль із картоплі добре засвоюється всіма сільськогосподарськими тваринами і характеризується винятково високою перетравністю. Підвищення вмісту крохмалю у бульбах може здешевити кормову одиницю, підвищити рентабельність використання картоплі на кормові цілі.

Таким чином, підвищення в бульбах картоплі вмісту крохмалю має велике народногосподарське значення.

Основною умовою нагромадження в бульбах крохмалю є правильне водне і мінеральне живлення рослин картоплі протягом усього періоду їх росту і розвитку, дотримання елементів технології вирощування, застосування ефективних заходів боротьби з хворобами і шкідниками.

Одним із найефективніших заходів підвищення вмісту у бульбах крохмалю є створення висококрохмалистих сортів.

Перші сорти з підвищеним і високим умістом крохмалю створені методом внутрішньовидової гібридизації в межах виду S. tuberosum.

Значних успіхів у цьому напрямі досягнуто в Німеччині, де найбільш відомими були висококрохмалисті сорти Остботе, Парнасія, Імператор, Меркер, Герой, Сілезія, Вольтман, Форан, Карнеа, Робус-та, Фальке, Фламінгштерке, Гігант, Моніка, Росвіт, Тигр. Перші висококрохмалисті сорти в Росії були створені в 20-х роках на Коренев-ській селекційній станції - Кореневська і Радянська. На Петровській державній селекційній станції був створений середньоранній високо-крохмалистий сорт Октябрьонок. Потім у межах виду S.tuberosum було створено ще ряд висококрохмалистих сортів.

На Немішаївській дослідній станції методом внутрішньовидової гібридизації був створений висококрохмалистий сорт Червоноспиртова. Тут також добором із сорту Вольтман був створений висококрохмалистий сорт Вольтман 1177, а на Литовській держселекстанції добором із сорту Штерхерайхе - висококрохмалистий сорт Крохмалиста.

Найбільш повно завдання створення висококрохмалистих сортів у поєднанні з іншими цінними ознаками можна вирішити на основі міжвидової гібридизації.

С.М.Букасов вважає, що міжвидова гібридизація для підвищення крохмалистості перспективна в тих випадках, коли висока крохмалистість у перших поколіннях поєднується з відносно високою врожайністю, що можливе при використанні переважно великобульбо-вих і більш урожайних видів, таких, як S.leptostigma або S.molinae. На його думку, найбільш простим шляхом створення висококрохмалистих сортів є гібридизація з культурними видами S.andigenum і S.curtilobum, які не мають негативних властивостей диких видів.

У результаті застосування міжвидової гібридизації створено такі висококрохмалисті сорти, як Фітофторостійка 8670, Москвич, Олев, Лошицька, Темп, Розвариста, Білоруська крохмалиста, Синтез. В Україні на основі міжвидової гібридизації були створені такі висококрохмалисті сорти: Смачна, Мавка, Зарево, Придеснянська, Прикарпатська, Полонина, Ікар, Поліська рожева, Воловецька, Обрій, Кобза та ін.

Як батьківські форми при селекції на крохмалистість використовували сорти та гібриди: Смачна, Мавка, Карпатська, Зарево, Білоруська крохмалиста, Бекра, Світанок київський,77.583/16,1509с/55,7б92с/68, 498с/66, 1-35с/61, 1-53с/61, Білоруська 3, Леандер, Покра, Перлина, Гранат, Поліська рожева та ін.

У селекції на крохмалистість використовувались наступні види: S.andigenum, S.demissum, S.semidemissum, S.curtilobum, S.leptostigma, S.commersonii, S.chacoense, S.gibberulosum та ін.

Використання в селекції вихідного матеріалу міжвидового походження дало змогу створити сорти, у яких високий уміст крохмалю поєднується зі стійкістю проти хвороб, шкідників та з іншими цінними ознаками .

Дослідженнями, проведеними у ВІРІ, доведено, що міжсортові схрещування Робуста х Октябрьонок, Аквіла х Штеркерагіс та інші мають значення при селекції на високу крохмалистість. Хорошими вихідними формами при такій селекції можуть бути сорти Ердкрафт, Хохпроцентіге й ін.

Висококрохмалисті гібриди можуть бути одержані при гібридизації багатьох видів серій Glabrescentia, Demissa, Longipedicellata, Tuberosa, Andigena та інших, які вирізняються високою крохмалистістю бульб.

Крохмалистість має полігенний і здебільшого домінантний xapaктер успадкування.

Чіткий фенотипічний ефект крохмалистості потомства проявляється лише при накопиченні великої кількості полігенів. Наявність у батьків специфічної комбінаційної здатності вказує на комплементарну взаємодію полігенів.

Встановлена висока кореляційна залежність крохмалистості потомства від проявлення цієї ознаки у батьківських форм.

У 34,6 комбінацій, які вивчалися в Республіці Білорусь, середня крохмалистість потомства перевищувала середнє значення цього показника у батьків, в інших - виявлено проміжний характер успадкування та депресію. Остання характерна для комбінацій, одержаних від схрещування низькокрохмалистих батьківських форм із висококрохмалистими, а також для пізньостиглих родин. Кореляційна залежність між середніми арифметичними показниками гібридних родин і батьків коливалася від слабопозитивної до високо-позитивної. Звідси випливає, що підбирати батьківські форми при селекції на крохмалистість можна за їхнім фенотипом. Значною мірою проявлення ознаки залежить від комбінаційної здатності батьківських пар .

В успадкуванні вмісту крохмалю, крім домінантних, беруть участь і рецесивні гени, оскільки були виявлені висококрохмалисті гібриди і в потомстві від схрещування двох низькокрохмалистих батьківських форм .

Полігенні ознаки не дають у потомстві чітких фенотипічних класів, зумовлених проявом домінантних і рецесивних генів. Розщеплення виражається безперервним варіаційним рядом форм, які поступово переходять від максимального до мінімального прояву ознаки.

Щодо крохмалистості картоплі встановлено, що кожний сорт або гібрид дає при самозапиленні варіаційний ряд форм, у більшої частини яких зберігається крохмалистість вихідної форми, а в гібридному потомстві визначається середній показник крохмалистості обох батьківських форм. Інші генотипи відхиляються як у бік підвищення крохмалистості, так і в бік її зниження. Тому в селекції на крохмалистість основна увага має бути приділена підбору генотипів у класах високої крохмалистості.

У потомстві від самозапилення нагромадження крохмалю відбувається інтенсивніше, ніж при гібридизації, проте ефективність добору при цьому знижується через стерильність і відсутність цвітіння у більшості форм. Тому форми з високим умістом крохмалю частіше отримують у гібридному потомстві.

Для поєднання високого вмісту крохмалю і врожайності потрібно підбирати для гібридизації висококрохмалисті батьківські форми, які відзначаються високою комбінаційною здатністю за врожайністю.

У групі врожайних родин спостерігалася тенденція до оберненої залежності між урожайністю і крохмалистістю. У популяціях, де врожайність і крохмалистість були підвищеними, встановлено незалежне їх успадкування, і процент генотипів, що поєднують високі і показники обох ознак, тут був вищим, ніж у попередній групі.

На цій підставі можна зробити висновок про можливість поєднання в одному генотипі високої крохмалистості й урожайністі.

В Україні створені такі сорти картоплі, зокрема, це Поліська рожева, Світанок київський, Обрій, Кобза, Українська рожева, Придеснянська, Купава, Дзвін та ін.

Між умістом у бульбах крохмалю і ранньостиглістю, а також між крохмалистістю і розміром бульби встановлена від'ємна кореляційна залежність. Це зумовлює трудність поєднання високої крохмалистості з ранньостиглістю та великобульбовістю.

Для поєднання високої крохмалистості і великобульбовості потрібний великий обсяг селекційного матеріалу тих комбінацій, у яких відсутня кореляційна залежність між названими ознаками.

У результаті цілеспрямованої роботи створено сорти картоплі, у яких підвищена і висока крохмалистість поєднуються як із скоростиглістю (Кобза, Зов, Молодіжна, Обрій, Світанок київський, Купава, Поліська 96), так і з великобульбовістю (Купава, Поліська 96).

Складовою частиною сухої речовини картоплі є білки. Вони необхідні як у продуктах харчування людини, так і в кормах для тварин. Біологічна цінність білка картоплі визначається вмістом у ньому незамінних амінокислот, які в організмі тварин не утворюються. У білку картоплі на незамінні амінокислоти припадає 48% його маси.

Білок і небілкові азотисті сполуки є складовими сирого протеїну. На частку першого припадає 44-46% від маси сирого протеїну.

У бульбах більшості сортів картоплі міститься 1,5-2% сирого протеїну. Підвищення вмісту сирого протеїну важливе як для столової, так і для кормової картоплі. Його вміст може змінюватися / під впливом умов середовища. Дією різних факторів можна збільшувати вміст сирого протеїну в картоплі.

На фоні оптимальних агротехнічних заходів для підвищення в бульбах вмісту сирого протеїну велике значення має створення і впровадження сортів із високим умістом насамперед чистого білка.

Сорти картоплі з підвищеним умістом сирого протеїну отримані в Білоруському НДТ картоплярства: Білоруська крохмалиста - 2-2,2%, Бекра - 2,4-2,7%, Лошицька - 2,4-3%.

На колишній Немішаївській дослідній станції на основі міжвидової гібридизації були створені середньоранні сорти Смачна і Перлина з підвищеним умістом сирого протеїну (2,2-2,8%), крохмалю (17-18%), високими смаковими якостями та іншими цінними ознаками. В Інституті картоплярства створені сорти Світанок київський і Зарево, у яких високий уміст сирого протеїну (2,8-3,3%) поєднується з високою крохмалистістю (20,4 і 22,8%).

На Устимівській дослідній станції високим умістом білка відзначаються сорти Кобра (3,09%) та Немішаївська біла (2,95%).

Багато південноамериканських диких і культурних видів картоплі значно перевищують за вмістом сирого протеїну селекційні сорти і можуть бути цінним вихідним матеріалом для селекції на високі показники вказаної ознаки.

Так, у Білорусі при схрещуванні окремих зразків видів S.chacoense, S.phurеjа із селекційними сортами отримали високоврожайні
гібриди з умістом у бульбах сирого протеїну понад 3%. Від
схрещування форм S.phureja із сортами Бекра, Мінська рання, Веселовська окремі гібриди мали 4,5% сирого протеїну. Тут же при
схрещуванні ряду форм S.andigenum із селекційними сортами отримали гібриди з умістом сирого протеїну 3,0-3,1%. При використанні дикого виду S.demissum у бекросах отримані генотипи з підвищеним умістом сирого протеїну - 2,8-4,2% .

В Інституті картоплярства при селекції на підвищений уміст сирого протеїну широко використовують сорти Смачна, Перлина, Лошицька, Бекра, Зарево, Світанок київський, а також гібриди, одержані за участю зразків видів S.andigenum, S. semidemissum.

Успадкування білковості має полігеннии характер, а тому підбір батьківських пар при селекції на цю ознаку слід проводити за типом насичуючих схрещувань.

У гібридному потомстві найчастіше проявляється домінування ознаки низького вмісту сирого протеїну або проміжний характер успадкування з тенденцією наближення до батьківських форм із низьким його вмістом. При цьому вищеплювались гібриди, які за названою ознакою перевищували батьківські форми.

Характеристика селекційного матеріалу картоплі за вмістом білка має враховувати мінливість цієї ознаки залежно від географічних, агротехнічних умов. З цією метою проводять відповідні дослідження.

В Інституті картоплярства виявлена висока та середня позитивна залежність між умістом сирого протеїну у батьківських формах і потомством, що свідчить про можливість їх підбору для гібридизації за фенотипом. Виділено також у різних екологічних зонах комбінації схрещувань Зарево * Божедар, Галина * Зарево, Либідь * Зарево, Зарево * 77.583/16, Зарево * Густо та інші, у потомстві яких вищеплюються генотипи з умістом сирого протеїну вище 3% .

Вважаєтся також, що при селекції на білковість слід проводити оцінку комбінаційної здатності батьківських форм.

Між урожайністю і білковістю потомства виявлена слабка і сере-дньопозитивна та слабка середньовід'ємна кореляційна залежність. Це вказує на те, що в ряді комбінацій спостерігається незалежне успадкування зазначених ознак.

В Інституті картоплярства виявлена слабо- і середньопозитивна кореляційна залежність між умістом сирого протеїну і врожайністю. У цьому матеріалі окремі гібриди при врожайності бульб 320-435 ц/га містили в бульбах 2,5-3,3% сирого протеїну.

Наведені факти свідчать про можливість створення сортів, у яких висока врожайність поєднувалася б з підвищеним і високим умістом сирого протеїну.

Між умістом крохмалю і білка в картоплі виявлений чіткий взаємозв'язок: сорти з підвищеним і високим умістом крохмалю мають також високий рівень білка.

Між вказаними ознаками виявили середню позитивну кореляційну залежність. Це вказує на можливість створення сортів картоплі з підвищеним умістом сирого протеїну і високим умістом крохмалю.

ЛІТЕРАТУРА

1. Брокш В.Л., Корчемная H.A. Качество клубней гибридов S.tuberosum с культурными видами Южной Америки // Научные труды по прикладной ботанике, генетике и селекции.- Л., 1989. - Т.122. - С.52-58.

2. Букасов СМ. Методы отдаленной гибридизации в селекции картофеля Материалы совещания по отдаленной гибридизации растений и животных. – М.,1958.- Вып.2.

3. Букасов СМ., Камераз А.Я. Основы селекции картофеля. - М.-Л.: Сельхозгиз, 1959. - 528 с.

4. Волков В.Д., Данько Г.В. Вплив фізичних та хімічних мутагенів ріст і розвиток рослин картоплі // Картоплярство. - К.: Урожай 197л' Вил. 1.-С.51-56.

5.Волков В.Д., Данько Г.В. Використання мутагенів для одержання вихідн го матеріалу в селекції картоплі // Картоплярство. -К.: Урожай, 1973. - Вип.4

6.Лехнович B.C. Каталог-справочник мировой коллекции ВИР. Капт
фель / Под ред. акад. СМ. Букасова. - М., 1963.

7.Лобашев М.Е. Генетика. - Л.: Изд-во Ленинград, ун-та, 1969. - 752 с

8.Максимович М.М. Методы селекции картофеля. - М.: Сельхозгиз, 1951

9.Майщук З.М. Ефективність клонових доборів в селекції картоплі // Картоплярство. - К.: Урожай, 1993. - Вип.24. - С.24-27.

10.Оверчук В.І., Піка М.А., Гладишко С.А. Вихідний матеріал для селекції картоплі // Сільськогосподарська інформація. - 1971. - № 2. - С.33-35

11.Осипчук A.A. Селекція картоплі в умовах Полісся України: Дис д-ра с.-г. наук у формі наукової доповіді. - Харків, 1993. - 50 с.

12.Пушкарев И.И. Селекция картофеля // Картофель. - М.: Сельхозгиз, 1937

13.Пушкарев И.И. Новый фитофтороустойчивый сорт картофеля 8670. -М.:Сельхозгиз, 1937. - 44 с.

14.Росс X. Селекция картофеля. Проблемы и перспективы / Пер. с англ. В.А. Лебедева. - М.: Агропромиздат, 1989. - 183 с.

15.Сергієнко В.М., Литовченко М.С. Вплив хімічних мутагенів на поліпшення господарсько цінних ознак у картоплі // Картоплярство. - К.: Урожай, 1971, вип.2. - С.7-10.

16.Склярова Н.П., Петухов С.Н., Юдина ТА. Использование полевой полиплоидии в селекции картофеля // Селекция и биотехнология картофеля -М., 1990.-С.21-30.

17.Тринклер Ю.Г., Колачев В.Д., Матенкова Т.В. Поведение самоопыленных линий при селекции картофеля, размноженного семенами // Доклады ВАСХНИЛ. - М., 1976. - №4. - С.7-8.

18.Уайтхед Т., Мак-Интош У., Финдлей У. Картофель здоровый и больной / Пер. с англ.; Под.ред. И.И. Пушкарева-М.: И-во иностран. лит. - 1955.

19.Филиппов A.C. Методы и схема селекции картофеля // Картофель / Под.ред. Н.С.Бацанова. - М.: Колос, 1970. - С124-134.

20.Яшина И., Попкова К., Ерохина С. и др. Генетические основы селекции картофеля на фитофтороустойчивость // Картофель и овощи,- 1966. - №6.