Введение к работе
Актуальность темы исследований. Основной целью селекционных исследований смородины черной в центре Европейской части России является создание высокопродуктивных, стабильно плодоносящих сортов, устойчивых к наиболее опасным болезням и вредителям с высоким содержанием биологически активных веществ в ягодах, пригодных к механизированной уборке урожая. Возделывание таких сортов позволяет существенно ограничить или исключить применение ядохимикатов, что является немаловажным для получения экологически безопасной продукции (Князев и др., 2004).
Эффективность создания высокоурожайных сортов во многом определяется использованием в селекции доноров, как с максимальным проявлением, так и с оптимальным сочетанием компонентов продуктивности (Николаев, 2007).
Одним из перспективных путей, пока широко не используемых в селекции, является целенаправленное улучшение фотосинтетического потенциала существующих сортов и создание новых, с высокой фотосинтетической активностью. Анализ главных физиологических процессов и признаков, непосредственно определяющих формирование урожая у смородины черной, позволяет определить резерв в увеличении продуктивности этой культуры (Жидёхина, 2007).
Внедрение молекулярно-генетических методов отбора устойчивых к биотическим факторам генотипов на ранних стадиях онтогенеза, в дополнении к фотосинтетической, фенотипической оценкам в полевых условиях будет способствовать более точному отбору по определенным признакам, а также повышению эффективности селекционных исследований (Пикунова, 2011).
Цель исследований: на основании фенотипической, молекулярно-генетической и фотосинтетической оценки из сортового и гибридного фонда выделить для селекции ценные генотипы смородины чёрной.
Задачи исследований:
Для решения данной цели были поставлены следующие задачи:
провести фенологические наблюдения за потенциальными источниками устойчивости к мучнистой росе;
провести комплексную оценку форм черной смородины по устойчивости к биотическим факторам;
изучить компоненты продуктивности и проанализировать соотношение между потенциальной и фактической урожайностью изученных образцов;
изучить биохимический состав ягод исследуемых сортообразцов;
провести скрининг на присутствие SCAR маркера гена Се, контролирующего устойчивость к почковому клещу, на ранних стадиях развития гибридных сеянцев;
усовершенствовать методику детекции гена Се с целью исключения вероятности получения ошибок за счет неудовлетворительного качества ДНК и при добавлении ДНК;
дать оценку интенсивности фотосинтеза и транспирации форм черной смородины;
изучить возможность целенаправленного отбора генотипов с высоким уровнем интенсивности фотосинтеза;
выделить источники хозяйственно - важных признаков для селекции.
Научная новизна. Выделены комплексные источники, совмещающие высокую устойчивость к болезням и почковому клещу с основными хозяйственно-важными признаками, которые составят основу дальнейшего совершенствования сортимента сортов смородины черной.
Впервые в России проведены исследования по возможности отбора генотипов смородины черной с высокой интенсивностью фотосинтеза для дальнейшего построения селекционных программ, направленных на увеличение продуктивности.
Впервые произведен скрининг гибридных семей на ранних стадиях онтогенеза и усовершенствована методика детекции устойчивых к почковому клещу сеянцев с использованием ДНК-маркеров.
Практическая значимость исследований. В результате проведенных исследований в государственное сортоиспытание передан сорт Юбилей Орла с высокой урожайностью и комплексной устойчивостью к основным болезням.
Выделены 3 формы, характеризующиеся высокой устойчивостью к
болезням и вредителям; 2 формы с максимальным проявлением
компонентов продуктивности и с сочетанием нескольких из них в одном
генотипе; 4 гибрида с высоким уровнем фотосинтетической активности, 3
сортообразца по комплексу биохимических признаков; которые
представляют качественно новый исходный материал для дальнейшей селекции черной смородины.
Основные положения, выносимые на защиту: отбор комплексных источников по основным хозяйственно-важным признакам;
использование SCAR маркера гена Се на ранних стадиях онтогенеза в гибридной школке;
наследование уровня интенсивности фотосинтеза и транспирации в гибридном потомстве.
Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены в тезисах конференции «Проблемы и перспективы исследований растительного мира» (Ялта, 2014), на дистанционной научно-практической конференции «Инновационные достижения в современном ягодоводстве» (Москва, 2015), на международной научно-практической конференции «Инновации в селекции плодовых и ягодных культур» (5-8 июля 2016, Орел); на Международном саммите молодых учёных «Современные решения в развитии сельскохозяйственной науки и производства» (26-30 июля 2016 г., Краснодар), на VI молодежном региональном конкурсе инновационных проектов «Умник».
Личный вклад соискателя. Представленная к защите диссертационная работа Келдибековой М. А. содержит: результаты трехлетних исследований по изучению фенологических особенностей, устойчивости к столбчатой ржавчине, листовым пятнистостям, почковому клещу; урожайности, продуктивности, содержания биологически активных веществ, потенциальных источников устойчивости к мучнистой росе. Также проведены молекулярно-генетические и фотосинтетические исследования, дающие возможность вести целенаправленный отбор по ряду ценных признаков. Келдибековой М. А. изучен большой объем научной литературы, отражающей состояние и перспективы селекции смородины черной. Соискатель принял непосредственное участие в разработке и проведении программы научных исследований, в выборе методик исследований. Совместно с руководителем были отобраны объекты исследований, осуществлен анализ и обобщение полученных экспериментальных данных, по результатам научных исследований сделаны выводы, а также даны предложения по использованию результатов исследований.
Публикации результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 7 статей в рецензируемых изданиях, из которых 3 рекомендуемы ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 128 страницах. Состоит из введения, 6-ти глав, выводов и рекомендаций селекции. Содержит 21 таблицу и 7 рисунков. Список литературы включает 247 источников, из них 70 иностранных.
Автор выражает благодарность научному руководителю работы,
доктору с.-х. наук, профессору Князеву Сергею Дмитриевичу, доктору с.-х.
наук Макаркиной Маргарите Алексеевне, кандидатам
сельскохозяйственных наук: Пикуновой Анне Викторовне, Безлепкиной Елене Владиславовне, Чекалину Евгению Ивановичу, научным сотрудникам и лаборантам лаборатории селекции смородины за помощь в проведении анализов, методические и научные консультации.