На основе теоретических и методических разработок сформирована генетическая коллекция плодовых культур, включающая более 2,5 тыс. генотипов с идентифицированными генами устойчивости к наиболее опасным патогенам, генами карликовости, колонновидного габитуса роста кроны, а также дикие виды, стародавние сорта народной селекции, являющиеся донорами и источниками зимостойкости, устойчивости цветков к весенним заморозкам, слаборослости, скороплодности, продуктивности и высоких потребительских качеств плодов с ценным биохимическим составом. Генетическая коллекция включает и впервые полученные отдаленные межвидовые и межродовые гибриды между яблоней и грушей.(Савельев Н.И. 1998 г.)

Важнейшими источниками генетической изменчивости могут служить спонтанные и индуцированные мутантные формы (спонтанные спуровые клоны яблони и груши с повышенной самоплодностью, устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам, штамбовым типом куста и др.) (Кичина В.В. 2002 г.).

Разработаны лабораторные методы ускоренной оценки устойчивости генофонда к солям тяжелых металлов, засолению, засухе и жаре.

Получены ценные межвидовые и межродовые отдаленные гибриды. Для повышения эффективности отдаленной гибридизации, решения проблемы несовместимости, стерильности гибридов проведены комплексные исследования по филогенетическому и цитогенетическому выявлению причин возникновения и методам их преодоления. Разрабатываются методы преодоления несовместимости при отдаленной гибридизации с применением культуры in vitro. Получен морфогенный каллус, микропобеги и пробирочные растения от опыления in vitro. Выделены триплоидные и пентаплоидные межродовые гибриды, которые являются донорами нередуцированных гамет для гаметной селекции. Разработаны приемы разделения пыльцы на фракции по их плоидности. Использование различных фракций пыльцы при гибридизации позволяет получать гибриды с различным генетическим потенциалом. (Курсаков Г.А. 1986 г.)

Предложены перспективные, направленные на ускорение селекционного процесса биотехнологические методы (тканевой, гаплоидной селекции, генной инженерии). Разработаны эффективные методы андрогенеза в культуре in vitro и впервые получены пыльцевые растения-регенеранты с генами колонновидности (Со) и моногенной устойчивости к парше (V_f), которые представляют большой интерес для создания принципиально нового исходного материала на основе гаплоидии. Среди них имеются растения с гаплоидными, триплоидными и анеуплоидными клетками. Разработаны методы адаптации растений-регенерантов к условиям открытого грунта. Для получения трансгенных растений, устойчивых к комплексу грибных болезней, предложен способ регенерации и схемы отбора трансгенных тканей при агробактериальной трансформации. (Маниатис Т., Фриг Э., Сембук Дж 1984 г.)

В плане задач по селекции яблони на 2001-2005 гг. предусматриваются исследования по следующим направлениям:

установить закономерности наследования, идентифицировать гены хозяйственно ценных и адаптивно значимых признаков, выявить генотипическую структуру исходных форм и создать новое поколение источников и доноров ценных признаков, а также методологию сбора и хранения генофонда, формирование генетической коллекции;

разработать теоретические основы, методы индуцирования адаптивно значимой генотипической изменчивости и оценки генетического потенциала плодовых культур по важнейшим признакам, идентификация ценных генотипов с использованием молекулярных маркеров, лазерной ауксонометрии и микроструктурного анализа;

разработать биотехнологические методы получения форм плодовых растений, устойчивых к комплексу биотических и абиотических факторов.

2.Цель и задачи исследований.

Целью настоящего исследования является выделение новых переспективных исходных форм, среди мутантных и гибридных сеянцев яблони характеризующихся высокой засухоустойчивостью.

Для осуществления данной цели предстояло решить следующие задачи:

1. На основе полученных данных и статистической обработки их рассчитать, какие из исследуемых форм и гибридов наиболее засухоустойчивы.

1. Разделить исследуемые мутантные и гибридные формы по их засухоустойчивости, и выделить группы: наиболее адаптивные, засухоустойчивые, слабозасухоустойчивые и незасухоустойчивые.

2. Сравнить наиболее перспективные формы и гибриды с районированными контрольными сортами и выделить превосходящие их .

3. Условия объекты и методика исследований

3.1 Время и место проведения исследований.

Исследования проводились на участке отдела селекции и в отделе селекции ВНИИС им. И.В. Мичурина в течение 2001-2002 г.

Опытные участки расположены в пойме реки Лесной Воронеж. Здесь сформировались пойменные лугово-черноземные и черноземно-луговые почвы. Подстилающая порода - пески с глинистыми прослойками. Глубина залегания грунтовых вод 2,5 м. Плотность нижележащих горизонтов почв опытного участка довольно высока.

Реакция почвенного раствора слабокислая, близкая к нейтральной. Мощность гумусового горизонта не высокая, до 30 см. Почвы имеют высокое содержание поглощенных оснований, высокую степень насыщенности основаниями, большую емкость поглощения. Почвы характеризуются повышенным содержанием фосфора и калия, о чем свидетельствуют показатели таблицы 1.

Таблица 1.

Физико-химические свойства почв опытного участка

Таблица 2.

Характеристика горизонтов почвы

Из таблицы 2 видно, что только верхние горизонты имеют удовлетворительную скважность из-за большой плотности сложения.

Климат Тамбовской области характеризуется сравнительно теплым летом. Температура воздуха самого теплого месяца (июля) составляет +18,8—20,7°С.

Период от перехода покоя к вегетационному периоду определяется уровнем температуры. Для яблони и большинства других плодовых кульртур умеренной зоны это температура равна 5°С.

Климат зоны расположения опытного участка умеренно континентальный с довольно теплым летом и холодной зимой. Среднегодовая температура воздуха составляет + 4,7С.

Сумма средних суточных температур за активную вегетацию составляет 2300-2500С. Продолжительность периода с устойчивой средней суточной температурой воздуха выше 10С равна 145 дням.

Весной заморозки прекращаются в первой декаде мая, а первые осенние заморозки наступают в третьей декаде сентября. Наступление физиологической спелости почвы приходится на 20 - 25 апреля.

Самым теплым месяцем является июль, а самым холодным январь.

Осадки выпадают неравномерно. Например, сумма осадков за 12 месяцев 2001 года составила 445,8 мм, что соответствует утверждению статистических данных: один год из двух является в различной степени засушливым. (Рис.12). Среднемноголетнее значение составляет 484 мм. За период с температурой воздуха выше 10°С сумма осадков равна 250 мм.

Направление ветра в районе характеризуется неустойчивостью.

В целом климатические условия данного района благоприятны для возделывания ведущих сельскохозяйственных культур (Рис.11).

По данным метеорологических наблюдений Мичуринской метеостанции погодные условия в годы исследований несколько отличались от средних многолетних данных.

Зимний период 2001 года был теплым. Среднемесячная температура в январе, феврале и марте была значительно выше среднемноголетних значений. В начале января отмечены сильные оттепели, в результате которых полностью сошел снежный покров. Осадков за этот период выпало в среднем по каждому месяцу на 10 мм больше, чем обычно.

Апрель был теплее обычного, средние значения температуры в 2 раза превышали среднемноголетние показатели. В мае температура воздуха была близкой к норме, а осадков выпало в значительно больше обычного.

Лето 2001 года характеризовалось обильными осадками во все месяцы. Их выпало примерно на треть больше среднемноголетнего количества. Июль был достаточно жарким, среднемесячные температурные показатели превысили среднемноголетние значения на 4°С. Июль 2001 года по среднемесячным показателям температуры превзошел июль 1999 и 2000 годов.

В сентябре и октябре осадков выпало меньше нормы (на 9 и 7 мм), а температурные показатели были близки к среднемноголетним значениям.

Рост и развитие плодового дерева находится под постоянным воздействием комплекса метеорологических условий. Требования плодовых деревьев к условиям внешней среды меняются в течении года, поэтому метеорологические условия необходимо рассматривать в тесной связи с физиологией плодового растения.

Попытки определить значения метеорологических факторов в жизни плодовых культур, достаточно многочисленны (Коровин В.А. 1981).

На темпы роста и развития растений влияют, хотя и в меньшей степени, условия увлажнения, причем, степень и результаты этого влияния изменяются в зависимости от фазы развития (Коровин В.А. 1981).

От состояния водного обмена зависят все жизненные процессы в растении, в том числе и свойство организма переносить неблагоприятные условия внешней среды. (Генкель П.А., 1982).

Резкое снижение влагозапасов в почве влияет на темпы роста яблони и других плодовых культур, степень этого влияния изменяется в зависимости от фазы развития.

3.2 Объекты и методика исследований.

Объектами исследований являются районированные сорта, мутантные и гибридные формы яблони, полученные Г.Я. Щербеневым в результате облучения семян районированных сортов на лазерной установке ЛГИ—21, длинна волны 632,8 нм, мощность светового потока 5 мВт, в различных временных интервалах, и высаженных в селекционную школку. Названия гибридных и мутантных форм даны оригинатором.