Наследование горизонтальной устойчивости к парше гибридами яблони на искусственном фоне в селекционном питомнике макаренко Сергей Александрович канд с. Х наук Федеральное государственное унитарное предприятие «Горно-Алтайское»

В низкогорье Алтая с годовым количеством осадков 700-900 мм парша яблони Venturia inaequalis (Cohk.) Wint. самое распространенное и вредоносное заболевание и селекция яблони с горизонтальной устойчивостью остается основным направлением [5].

Современные методы, позволяющие оценить селекционный фонд яблони по устойчивости к парше на раннем этапе онтогенеза в открытом и закрытом грунтах, наряду с молекулярными, активно используют в ведущих селекционных центрах [1, 2, 4, 7-14].

Цель исследований: провести анализ устойчивости гибридов яблони на горизонтальную устойчивость к парше после искусственного заражения, оценить его эффективность в открытом грунте в условиях низкогорья Алтая, а также выделить результативные комбинации и рекомендовать для включения в селекционный процесс лучших исходных форм по селектируемому признаку.

Таблица 1 – Исходные формы яблони

Селекционная школка гибридов яблони на склоне северо-восточной экспозиции ограничена продуваемой лесополосой с примесью деревьев яблони сибирской восприимчивых и среднеустойчивых к парше (с восточной и южной стороны), что создает благоприятные условия для наличия первичной инфекции на восприимчивых гибридах к моменту искусственного заражения. Обильные росы обеспечивают увлажнение листовой поверхности посевов до 12-14 часов в вечерние и утренние часы суток. Лучший период для искусственного заражения паршой в открытом грунте в низкогорье Алтая с 20 июля по 1 августа (рис. 1) с оптимальными условиями для заражения: активный рост сеянцев, наличие капельной влаги, влажность воздуха 80-86% и средняя температура воздуха 18-20°С. Недостаток влаги нивелировали поливом. Нанесение суспензии проводили однократно ручным опрыскивателем за 1-2 часа до выпадения росы.

Зараженные сеянцы выдерживали 2 дня в условиях влажной камеры под полиэтиленовой пленкой, при необходимости в солнечные дни притеняли. Учет степени поражения проводили через 28-30 дней по 6-бальной шкале.

Рис. 1 Характеристика погодных условий в период заражения 2010-2013 гг.

По мнению Л.А. Ищенко, в гибридном потомстве с полигенной устойчивостью выход устойчивых сеянцев незначительный, поэтому сортообразцы, гибридизация с которыми обеспечивает получение 7-10% устойчивых гибридов, рекомендуют в качестве источников.

Учет и анализ степени поражения гибридных сеянцев яблони паршой с нормальным развитием после искусственного заражения проведен в 9 группах скрещивания по годам и внутри группы в зависимости от комбинации скрещивания. Сеянцы с отклонениями в развитии не учитывали и отбраковывали (табл. 2).
Реакция сеянцев на заражение была разнообразной:

• 
  полное отсутствие признаков поражения (0 балла);
  
• 
  немногочисленные мелкие неспорулирующие некрозы (1,0 балла);
  
• 
  инфекционные пятна ограниченные и угнетенные и споруляция (2,0 балла);
  
• 
  спорулирующие пятна ограниченных размеров с частичной некратизацией (3,0 балла);
  
• 
  неограниченный рост гриба с обильной споруляцией на площади листа более 25% (4,0-5,0 балла).
  

У гибридов ряда комбинаций, как и у гибридов в иммунных семьях, мы отмечали реакцию в виде небольших (0,5 см) хлоротичных пятен желтого и красноватого цвета, которые относили к соответствующему классу (2 класс).

Среднее значение поражения гибридных сеянцев яблони паршой в группе «устойчивый × устойчивый» от 1,8 (2010 г.) до 2,2 (2012 г.) балла. Доля сеянцев без признаков поражения изменяется от 0 (2011 г.) до 22% (2012 г.). Основная доля гибридных сеянцев имеет степень поражения 1,0-2,0 балла от 36 (2012 г.) до 87% (2011 г.).

Таблица 2 – Степень поражения паршой гибридов яблони в зависимости от группы скрещивания после искусственного заражения, 2010-2013 гг.

В 2010 г. количество гибридных сеянцев без признаков поражения паршой в 12 из 13 комбинаций, результативные из них: Горноалтайское × Баяна (20%), Malus baccata 1/1 × Память есаулу (25%), Толунай × Память есаулу (25%), Malus baccata 1/1 × Фея (35%), Со-61-632 × Память есаулу (51%) Сибирка М × Память есаулу (52%). В 2011 г. таких комбинаций не было. В 2012 г. высока доля сеянцев без поражения в семьях Нежное забайкальское × Щит (14%), Горноалтайское × Щит (17%), Со-81-907 × Апорт АСС (19%), Горноалтайское × Апорт АСС (19%), Нежное забайкальское × Апорт АСС (22%), Горноалтайское × Восход (21%), Алтайское пурпуровое × Баяна (29%), Золотая тайга × Golden B (29%), Нежное забайкальское × Golden B (30%). В 2013 г. это комбинации Malus baccata 1/1 × Талида (13%), Нежное забайкальское × Наследница юга (20%).

Доля устойчивых гибридов (степень поражения 1,0-2,0 балла) более 91% в комбинациях скрещивания Горноалтайское × Ароматное, Со-61-632 × Память есаулу; от 70 до 90% – Алтайское пурпуровое × Ароматное, Алтайское пурпуровое × Теллисааре, Горноалтайское × Баяна, Горноалтайское × Жаркын, Горноалтайское × Белорусский синап, Горноалтайское × Теллисааре,; от 50 до 69% – Malus baccata 1/1 × Память есаулу, Malus baccata 1/1 × Талида, Алтайское пурпуровое × Баяна, Алтайское пурпуровое × Белорусский синап, Алтайское пурпуровое × Фея, Алтайское пурпуровое × Память есаулу, Горноалтайское × Восход, Горноалтайское × Память есаулу, Нежное забайкальское × Наследница юга, Нежное забайкальское × Щит; Толунай × Память есаулу, Со-81-907 × Golden B; 30-49% – Malus baccata 1/1 × Фея, Malus baccata 1/1 × Апорт АСС, Сибирка М × Память есаулу, Алтайское пурпуровое × Баяна, Нежное забайкальское × Апорт АСС, Нежное забайкальское × Память есаулу, Нежное забайкальское × Golden B, Золотая тайга × Golden B, Горноалтайское × Апорт АСС, Горноалтайское × Golden B, Со-81-907 × Память есаулу, в комбинациях Со-81-907 с сортами Апорт АСС, Щит, Golden B, Горноалтайское × Щит их доля менее 25%. Реакцию сверхчувствительности, свойственную иммунным образцам в виде хлорозных пятен имели гибриды в комбинациях с отцовскими исходными формами Ароматное, Белорусский синап, Теллисааре, Golden B, Gala.

Средний балл поражения гибридных сеянцев в группе «устойчивый × среднеустойчивый» 1,9-2,1 балла. В семьях с донором диплоидных гамет 25-37-45 (4х) – 2,0 балла. Доля сеянцев без признаков поражения изменяется от 0 (2011 г.) до 9% (2010 г.). В группе с комбинациями от гетероплоидных скрещиваний таких гибридов от 3 до 14%. Большая часть гибридных сеянцев имеет степень поражения 1,0-2,0 балла от 66 (2010 г.) до 88% (2011 г.), в семьях с тетраплоидом – от 51 до 77%.

Из 3 комбинаций скрещивания гибриды без признаков поражения выделены в семье Толунай × Gala - 24%. В комбинациях сортов Горноалтайское и Нежное забайкальское с донором диплоидных гамет таких сеянцев 19-52% и 25% соответственно.

Количество устойчивых сеянцев от 64% в комбинации Толунай × Gala, 66% – Алтайское пурпуровое × Gala, до 88% в семье Горноалтайское × Апорт. Количество устойчивых гибридов от тетраплоидной исходной формы более 90% в комбинациях с сортами Толунай, Горноалтайское, Сувенир Алтая, 16-83-2415 (Ермаковское горное × Сувенир Алтая); от 71 до 90% – с сортообразцами Алтайское пурпуровое, СО-81-907, 9-87-4936 (Ермаковское горное × Орлик); более 50% с сортами Горноалтайское, Нежное забайкальское; менее 30% – с формой Со-61-632.

В группе скрещивания «устойчивый × восприимчивый» средний балл поражения гибридных сеянцев составлял 2,0 балла во все года исследований. Доля сеянцев без поражения паршой в комбинациях с восприимчивыми сортообразцами – от 11 до 18%.

Средний балл поражения сеянцев в зависимости от комбинации скрещивания от 1,5 (Толунай × Mutsu (3х)) до 2,4 балла (Нежное забайкальское × Mutsu (3х)). Высокую долю сеянцев без поражения имеют комбинации сорта Mutsu (3х) с сортообразцами Malus baccata 1/1 (27%), Толунай (15%), Золотая тайга (22%). Количество устойчивых сеянцев в зависимости от материнской исходной формы от 39 % (Malus baccata 1/1) до 69 % (Толунай).

В группе скрещивания «среднеустойчивый × устойчивый» средний балл поражения гибридных сеянцев от 2,1 до 2,7 балла в зависимости от года изучений. Доля сеянцев без поражения паршой изменяется от 0 (2010, 2011 гг.) до 15% (2012 г.).

В комбинациях сортов Юнга и Пепинка алтайская с клонами сорта Голден Делишес – Золотая корона и Golden B гибриды являются высокоустойчивыми со средним баллом поражения паршой по семье 1,4-1,8 балла. Доля сеянцев без поражения в них от 25 до 33%. В комбинациях скрещивания Malus baccata 23/2 × Апорт АСС, Malus baccata 23/2 × Golden B, Соломка × Золотая корона, Соломка × Golden B, Пепинка алтайская × Память есаулу, Память есаулу × Щит доля сеянцев без признаков поражения от 10 до 17%. По числу устойчивых сеянцев вышеуказанные семьи являются наиболее результативными с дополнением комбинаций сорта Пепинка алтайская с сортами Память есаулу, Жаркын и Наследница юга.

В сравнении с предыдущими группами скрещивания, доля гибридов со степенью поражения 1,0-2,0 балла ниже и увеличивается доля восприимчивых в частности по результатам заражения в 2013 г.

В группе скрещивания «среднеустойчивый × среднеустойчивый» средний балл поражения гибридных сеянцев от 1,0 до 1,5 балла. Источником высокой устойчивости являются отцовские формы Gala и Апорт АСС в комбинации с сортом Пепинка алтайская и долей сеянцев без признаков поражения 32-48% и долей устойчивых гибридов от 43 до 49%.

Отдельно выделили комбинации с донором диплоидных гамет 25-37-45 (4х), но в разные годы заражения получены нестабильные результаты со средним баллом поражения гибридов по семье 1,5 и 3,1 балла. Доля устойчивых и высокоустойчивых сеянцев составляет 75% в 2010 г. против 35% в 2013 г.

В группе скрещивания «среднеустойчивый × восприимчивый» средний балл поражения гибридных сеянцев от 2,0 до 2,4 балла. Доля гибридов без признаков поражения варьирует от 6% (в комбинации Алтайское багряное × McIntosh (4х)) до 20% в комбинации Пепинка алтайская × Mutsu (3х). Количество устойчивых сеянцев – от 39 до 50%. Средний балл поражения в зависимости от комбинации скрещивания – 2,0-2,7. Количество восприимчивых сеянцев к парше 20-42%, несколько выше их доля в комбинации с тетраплоидной исходной формой – 55%.

В группах скрещивания с восприимчивой к парше материнской исходной формой привлечены высокозимостойкие сортообразцы: формы Malus baccata, Алтайский голубок, Ранетка пурпуровая, Ранетка Ермолаева, Ранетка целинная, 32-26 и 18-9. Две последние формы с компактной кроной. В качестве отцовского компонента привлечены источники недостающих хозяйственно-ценных признаков.

В группе «восприимчивый × устойчивый» в 16 комбинациях скрещивания средний бал поражения в зависимости от года от 2,2-2,6 в семьях от диплоидных родителей до 2,8 балла от гетероплоидных скрещиваний.

Значимая доля гибридов без поражения паршой получена в комбинациях скрещивания Ранетка пурпуровая × Ароматное (16%) и Алтайский голубок × Welsy (4х) (26%). В 8 комбинациях выделены единичные сеянцы. Доля устойчивых гибридов (степень поражения 1,0-2,0 балла) более 50% – в комбинациях сорта Ранетка пурпуровая и Ранетка Ермолаева с сортами Ароматное, Апорт АСС, Память есаулу, 18-9 × Наследница юга; более 25% – в комбинациях сортообразцов: Алтайский голубок, Ранетка пурпуровая, 32-26 с сортом Наследница юга, Ранетка пурпуровая × Талида, Ранетка пурпуровая × Щит, 18-9 × Апорт АСС.

В группе «восприимчивый × среднеустойчивый» в 5 комбинациях скрещивания, где отцовским компонентом является донор диплоидных гамет 25-37-45, средний бал поражения в зависимости от года от 1,9-2,3, что на уровне и выше, чем в предшествующей группе. Доля гибридов без поражения паршой от 0 в 2010 г. до 18% в 2013 г.

Существенная часть сеянцев без поражения паршой выделена в комбинации Ранетка пурпуровая × 25-37-45 (4х) – 30%. Доля устойчивых сеянцев в зависимости от материнской исходной формы от 24% (Ранетка целинная) до 68 (Ранетка пурпуровая) – 76% (Malus baccata-4).

Группа «восприимчивый × восприимчивый» состоит из комбинации скрещивания Ранетка пурпуровая × Mutsu (3х), Ранетка Ермолаева × Mutsu (3х). Средний бал поражения – 2,2-2,3, что несущественно ниже в сравнении с группами скрещивания с устойчивыми к парше исходными формами. Доля гибридов без поражения паршой несущественная – 4-5%, устойчивых – от 52 до 67%.

Неустойчивыми к парше по результатам исследований в сравнении с другими группами скрещиваний являются гибриды, полученные от опыления восприимчивых сортообразцов Ранетка пурпуровая и 32-26 сортом McIntosh (4х) весьма ограниченные в объеме выборки. Доля устойчивых сеянцев составила 17-29 %. Средний бал поражения по семье – 3,1-3,8 балла.

После браковки гибридов в первый год роста по степени поражения паршой, в возрасте 2-х лет были отбракованы сеянцы по степени культурности и мелколистности. Отобранные сеянцы высадили в селекционный сад. В 2014 г. сложились благоприятные условия для развития парши яблони, что позволило оценить устойчивость гибридов 2009 г. скрещивания в полевых условиях (табл. 3).

Таблица 3 – Степень поражения паршой гибридов яблони 2009 г. скрещивания после искусственного заражения (2010 г.) и в полевых условиях (2014 г.)

Комбинация скрещивания	Изучено сеянцев школка/ сел. сад, шт.	Отобрано в селекционный сад, %	Средний балл поражения		Отклонение
			искусственный фон	полевые условия
У × У
Malus baccata 1-1 × Память есаулу	44/13	30	1,7	1,9	+0,2
Malus baccata 1-1 × Фея	46/30	65	1,5	1,6	+0,1
Сибирка М × Память есаулу	27/25	93	0,9	0,7	-0,2
Горноалтайское × Баяна	82/40	49	1,2	1,0	-0,2
Горноалтайское × Память есаулу	21/11	52	1,8	1,5	-0,3
Горноалтайское × Теллисааре	18/12	67	2,0	1,4	-0,6
Алтайское пурпуровое × Ароматное	134/60	45	1,7	1,9	+0,2
Алтайское пурпуровое × Бел. синап	104/46	44	2,5	1,0	-1,5
Алт-е пурпуровое×Память есаулу	93/46	49	2,3	1,5	-1,2
Алтайское пурпуровое × Теллисааре	23/14	61	1,5	1,4	-0,1
Алтайское пурпуровое × Фея	67/47	70	2,7	1,4	-1,3
Толунай × Память есаулу	16/12	75	1,6	1,2	-0,4
Со-61-632 × Память есаулу	89/35	39	0,9	1,3	-0,4
У × СУ
Алтайское пурпуровое × Gala	271/132	49	2,1	0,7	-1,4
Толунай × Gala	145/99	68	1,4	0,9	-0,5
У × В
Алтайское пурпуровое×Р-ка целинная	47/22	47	2,3	1,5	-0,8
Malus baccata 1-1 × Mutsu (3х)	88/49	56	1,7	1,9	+0,2
Алтайское пурпуровое × Mutsu (3х)	289/159	55	2,2	1,6	-0,6
Толунай × Mutsu (3х)	67/60	90	1,5	1,4	-0,1
СУ × СУ
Пепинка алтайская × Gala	87/56	64	1,0	1,0	0
У × В
Пепинка алтайская × Mutsu (3х)	20/7	35	1,3	2,0	+0,7
В × У
Ранетка пурпуровая × Ароматное	137/21	15	1,9	1,4	-0,5
Ранетка пурпуровая × Память есаулу	63/63	100	2,4	2,4	0
Ранетка Ермолаева × Апорт АСС	62/10	16	2,4	2,5	+0,1
Р-ка Ермолаева × Память есаулу	28/12	43	2,4	2,7	+0,3
В × В
Ранетка пурпуровая × Mutsu (3х)	129/121	94	2,2	1,4	-0,8
Ранетка Ермолаева × Mutsu (3х)	62/36	58	2,3	1,6	-0,7

Доля оцениваемых гибридов по комбинациям относительно изученных на искусственном фоне составила от 15 (Ранетка пурпуровая × Ароматное) до 100% (Ранетка пурпуровая × Память есаулу), существенная часть которых с полевой устойчивостью к парше.

Из 27 комбинаций скрещивания в 18-ти степень поражения паршой в полевых условиях ниже на 0,1-1,4 балла, чем на искусственном фоне, в 2-х осталась на уровне искусственного фона, в 7-ми степень поражения выше на 0,1-0,7 балла.

Таким образом, по результатам гибридологического анализа установлено, что доля гибридов без признаков поражения и устойчивых к парше от 63 до 88% наблюдается в группах с устойчивыми и среднеустойчивыми исходными формами, а также в комбинациях восприимчивой материнской исходной формы с сортом Mutsu (3х).

На основе гибридологического анализа по результатам искусственного заражения установлено, что источниками горизонтальной (полигенной) устойчивости являются материнские исходные формы Malus baccata 1/1, Malus baccata 23/2, Алтайский голубок, Алтайское пурпуровое, Алтайское багряное, Горноалтайское, Золотая тайга, Нежное забайкальское, Пепинка алтайская, Ранетка пурпуровая, Ранетка Ермолаева, Сувенир Алтая, Толунай. Со-81-907, 18-9, 32-26, а также отцовские – Ароматное, Апорт АСС, Белорусский синап, Баяна, Восход, Жаркын, Наследница юга, Память есаулу, Фея, Gala, Golden B, Mutsu (3х), 25-37-45 (4х), McIntosh (4х).

Устойчивость гибридов в полевых условиях свидетельствует о результативности отбора гибридов на искусственном фоне заражения паршой в открытом грунте.

2. Артюх, С.Н. Использования ISSR ДНК-маркерной системы при идентификации сортов плодовых культур / С.Н. Артюх, И.И. Супрун // Оптимальные параметры формирования продукционного потенциала садовых культур на основе рационального сочетания экологических и антропогенных ресурсов. – Краснодар, 2008. – С. 59-62.

3. Жданов, В.В. Селекция яблони на устойчивость к парше / В.В. Жданов, Е.Н. Седов.– Тула, 1991. – 208 с.

4. Ищенко, Л.А Эколого-физиологические и генетические основы устойчивости плодовых и ягодных растений к болезням Л.А. Ищенко (Монография) / под ред. члена-корр. РАСХН В.В. Коломейченко. –Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2010.– 280 с.

5. Калинина, И.П. Селекция яблони на зимостойкость, урожайность, устойчивость к парше и повышенное качество плодов / И.П. Калинина, З.С. Ящемская, С.А.Макаренко.– Новосибирск, 2010. – 274 с.

6. Корниенко, Т.Ф. Оценка сеянцев яблони на устойчивость к парше при искусственном заражении / Т.Ф. Корниенко, В.С. Шевкунова // Проблемы устойчивости садовых растений в Сибири. – Новосибирск, 1982.– С. 77-81.

7. Программа и методика селекция плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орел, 1995.– С. 3-234.

8. Программа работ селекцентра Научно-исследовательского института садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко до 2030 г.: вып. 3. Яблоня / Россельхозакадемия.– ГНУ НИИСС Россельхозакадемии. – Новосибирск, 2011. – С. 66-82.

9. Методика отбора устойчивых к парше сортов и сеянцев яблони на искусственных инфекционных фонах.– М., 1985. – 48 с.

10. Савельев, Н.И. Генетические основы селекции яблони / Н.И. Савельев.– Мичуринск, 1998. – 304 с.

11. Урбанович, О.Ю. Результаты отбора гибридных сеянцев яблони на устойчивость к парше фитопатологическими и молекулярными методами / О.Ю. Урбанович, Т.А. Гашенко, Е.А Заблоцкая [и др.] // Молекулярная и прикладная генетика. – Т 8.– 2008.– С. 113-119.

12. Jha G., Thakur K., Thakur P. The Venturia Apple Pathosystem: Pathogenicity Mechanisms and Plant Defense Responses // Biomedicine and BiotechnologyVolume, 2009 (2009), Article ID 680160, 10 pages http://dx.doi.org/10.1155/2009/680160

13. Urbanovich О., Kazlovskaya Z. Identification of scab resistance genes in apple trees by molecular markers // Agriculture. sodininkyste ir daržininkyste. 2008. 27(2). P. 347-357.