Введение к работе
Актуальность исследований. Важная роль в снабжении населения плодовой продукцией принадлежит ягодоводству. Смородина черная возделывается почти во всех регионах нашей страны и является одной из наиболее распространенных ягодных культур в промышленном и любительском садоводстве России. Ягоды отличаются высоким содержанием биологически активных веществ (БАВ), являются диетическим продуктом питания, а также ценным сырьем для перерабатывающей промышленности. Лидирующее положение объясняется и значительными успехами в селекционной работе. К началу XXI века в мире создано 1200 сортов смородины черной (Огольцова, Князев, 1998; Куминов, Жидехина, 2003).
Селекция черной смородины направлена в основном на зимостойкость, высокую урожайность, крупноплодность, иммунитет к болезням, пригодность к механизированной уборке (Равкин, 1987; Кичина, 2011; Копань и др., 1990; Астахов, 2003; Савельев, 2003; Жидехина, Куминов, 2004; Князев, Огольцова, 2004). В последнее время среди приоритетных направлений в селекции ягодных культур особое значение приобретает селекция на качество и улучшенный химический состав. Современный рынок предъявляет повышенные требования к качеству плодовой и ягодной продукции. При этом во внимание принимаются не только высокие товарные, вкусовые и технологические свойства, но и накопление в плодах биологически активных и других ценных веществ. Значительно возросший интерес к исследованию химического состава плодов и ягод обусловлен тем, что многие содержащиеся в них биологически активные вещества (аскорбиновая кислота, биофлавоноиды, -каротин и др.) являются антиоксидантами и способны повышать устойчивость организмов к загрязнению среды, стрессовым факторам (Жидехина, 2001; Жбанова и др., 2010; Макаров и др., 2010).
Цель и задачи исследований. Целью настоящих исследований является изучение изменчивости и наследования биохимического состава ягод смородины черной на основе анализа сортового и гибридного фонда ВНИИСПК.
В связи с указанной целью поставлены следующие задачи:
1. Изучить сортовой и гибридный фонд смородины черной по содержанию в ягодах питательных и биологически активных веществ. Выявить закономерности изменчивости и наследования биохимических признаков в ягодах сортов и гибридов в зависимости от их генотипических особенностей и условий выращивания.
2. Изучить влияние метеорологических условий вегетационного периода на накопление химических веществ ягодами смородины черной.
3. Определить корреляционные связи различных биохимических признаков между собой и некоторыми элементами продуктивности растений (масса ягоды).
4. Выделить комбинации скрещиваний, дающие наибольшее количество гибридных сеянцев с оптимальным содержанием питательных и биологически активных веществ.
5. Выделить из сортового фонда смородины черной генотипы с высоким содержанием в ягодах питательных (РСВ – не менее 14,0%, суммы сахаров - не менее 9,0%) и биологически активных веществ (АК - не менее 200 мг/ 100 г, Р-активных веществ - не менее 700 мг/100 г, пектиновых веществ - не менее 8,0% на сухую массу) для дальнейшего использования в селекции и производстве.
6. Выделить из гибридного фонда смородины черной источники высокого содержания питательных (РСВ – не менее 14,5%) и биологически активных веществ (АК - не менее 250 мг/100 г, Р-активных веществ – не менее 900 мг/100 г) для дальнейшего использования в селекции.
Научная новизна. Впервые на основе анализа биохимического состава ягод сортовых форм и гибридного потомства смородины черной генофонда ВНИИСПК установлены закономерности изменчивости ряда биохимических показателей (РСВ, суммы сахаров, органических кислот, АК, Р-активных и пектиновых веществ) в зависимости от генотипа, условий вегетации и их наследование гибридным потомством. В результате изучения корреляционных связей между основными биохимическими признаками, а также между биохимическими признаками и отдельными компонентами продуктивности (масса ягоды), установлена возможность совмещения в одном генотипе смородины черной крупноплодности с оптимальным уровнем питательных и биологически активных веществ. Выделены источники высокого содержания питательных и биологически активных веществ, сочетающие высокий уровень биохимических признаков с высокой гомеостатичностью. Показана роль целенаправленных скрещиваний с учетом характеристик родительских форм на улучшение химического состава плодов.
Практическая значимость исследований. Создан (в соавторстве) сорт смородины черной Надежа с повышенным содержанием в ягодах РСВ, сахаров и витамина С. Сорт передан в Государственное испытание. Из полученного в результате целенаправленных скрещиваний генофонда смородины черной выделены источники высокого содержания питательных (РСВ, сахара) и биологически активных веществ (АК и Р-активные вещества) для дальнейшего использования в селекции на улучшение биохимического состава ягод. Выделены сорта смородины черной с оптимальным содержанием питательных и биологически активных веществ в ягодах и другими хозяйственно-ценными признаками, являющиеся конкурентоспособными на современном рынке.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях ученого совета ГНУ ВНИИСПК (2009-2012 гг); на Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области сельскохозяйственных наук» (Мичуринск, 30 ноября-2 декабря 2009 г., МичГАУ); на региональной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 35-летию Орловского государственного аграрного университета «Инновационный потенциал молодых ученых АПК Орловской области» (Орел, 16-19 марта 2010 г., ОрелГАУ); на международной научно-практической конференции «Совершенствование сортимента и технологий возделывания плодовых и ягодных культур» (Орел, 27-30 июля 2010 г., ГНУ ВНИИСПК); на международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Биологические основы садоводства и овощеводства» (Мичуринск, 22-25 сентября 2010 г., МичГАУ); на четвертой международной интернет-конференции «Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма» (Орел, 24 января-21 апреля 2011 г., Госуниверситет – УНПК).
Публикация результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 5 в рецензируемых изданиях, рекомендуемых ВАК.
Личный вклад соискателя. Материал для диссертации получен непосредственно автором в ходе выполнения экспериментальных исследований (проведение биохимических анализов, подбор исходных форм для селекции, участие в гибридизации). Автор принял участие в создании сорта Надежа.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 143 страницах. Состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций для селекции и производства, 4 приложений, содержит рисунков 22, таблиц 27. Список литературы включает 251 источник, из них 32 на иностранных языках.
