13878 (Основи селекції картоплі)

Зміст

1. Генетичний потенціал картоплі

   1. Біологічний взаємозв’язок ознак картоплі і його вплив на добір

2. Методи селекції картоплі

3. Основні напрями та завдання селекції картоплі

Література

1. ГЕНЕТИЧНИЙ ПОТЕНЦІАЛ КАРТОПЛІ

Методами селекції в сортах картоплі може бути поєднано понад 50 ознак, окремі з яких (стійкість до раку, картопляної нематоди, деяких вірусів та ін.) контролюються основними генами. Генетичний потенціал потомства в цьому випадку буде відзначатися високим проявом наявних ознак.

Більшість ознак у картоплі (урожайність, уміст крохмалю і білка, рольова стійкість проти хвороб та ін.) контролюються полігенами і під впливом умов зовнішнього середовища можуть змінюватися. Максимальний прояв названих ознак відбувається при оптимальних умовах вирощування.

Важливим показником для картоплі є потенційна врожайність. Вона теоретично підрахована. Для країн Європи, у тому числі України, вона становить близько 1000 ц/га. Фактична урожайність у дослідах називається польовою і може досягти 70-80% від потенційної.

Завдання полягає в тому, щоб максимально наблизити польову продуктивність до потенційної. Цього можна досягти створенням оптимальних умов для вирощування картоплі, а також створенням і І застосуванням сортів, які б відзначалися пластичністю і стабільністю зазначеної ознаки при високих її показниках. Є багато прикладів отримання високої врожайності в польових умовах. У Київській області урожайність сорту Гатчинська реєструвалась на рівні 744 ц/га, а в Красноярському краї сорту Бородянська рожева - 1087 ц/га . Урожайність сортів Водограй і Луговська в Інституті картоплярства досягла 640 ц/га, Світанку київського - 569 ц/га.

Складовою частиною продуктивності картоплі є вміст у бульбах [крохмалю. При сприятливих умовах уміст його у середньораннього сорту Світанок київський досягав 20-22% при 18% у звичайних умовах, а середньопізнього сорту Зарево - 26-29% при 22% у звичайних умовах.

Вирішення практичних завдань із підвищення продуктивності рослин здійснюється двома шляхами: по-перше, створенням бажаних генотипів, по-друге, розробкою методів керування індивідуальним розвитком. При вивченні впливу зовнішніх факторів з метою управління розвитком організмів слід виявити ті умови, у яких найбільш повно реалізується генотипний потенціал організму.

Велику роль у підвищенні продуктивності картоплі відіграє управління ростом і розвитком рослин за допомогою відповідних заходів агротехніки.

Визначення норми реакції селекційного матеріалу і сортів картоплі дає можливість розробити сортову науково обґрунтовану технологію їх вирощування й одержувати потенційно можливі врожаї при оптимальних затратах матеріалів і праці. Так, застосовуючи ряд агрозаходів, у Львівській області отримали урожай сорту Тетянка 665 ц/га, а сорту Львів'янка - 619 ц/га.

При застосуванні відповідних агрозаходів у 1942 р. під Кемерово було одержано рекордний урожай сорту Лорх - 1331 ц/га.

Велика роль у використанні генетичного потенціалу сортів картоплі належить насінництву, яке реалізує досягнення селекції шляхом вирощування високоякісного насіння спеціальними прийомами.

Врожаї та валові збори сільськогосподарських культур підвищуються на 20-25% за рахунок використання високоякісного насіння нових сортів.

1.1 БІОЛОГІЧНИЙ ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК ОЗНАК КАРТОПЛІ І ЙОГО ВПЛИВ НА ДОБІР

Питання про кореляційну мінливість ознак у живих організмів здавна цікавить селекціонерів.

Кореляція (від лат. соrrеlаtіо - співвідношення) - це взаємозв'язок між окремими частинами та ознаками організму, який виявляється в тому, що зміна однієї ознаки веде до корелятивної зміни іншої.

Після робіт багатьох дослідників, у яких певною мірою уже був окреслений принцип кореляції у живих організмів, Ч.Дарвін присвятив цьому питанню спеціальні розділи у своїх працях "Происхождение видов", "Изменение животных и культурных растений в домашних условиях", у яких він навів велику кількість прикладів кореляції і вказав на їхнє значення в еволюції живих організмів.

Чимало дослідників констатують, що в багатьох організмів зустрічаються ознаки, взаємозв'язані між собою. У таких випадках при визначенні однієї ознаки можна твердити про наявність й іншої. Значення взаємозв'язку ознак сприяє добору потрібних форм і прискорює процес селекційної роботи.

У практичній роботі спряженість може бути використана двояко -залежно від зв'язку і його типу.

У першому випадку звертають увагу на величину коефіцієнта кореляції і його ознак і лише потім роблять висновок про практичну цінність такої залежності. Прикладом цього є всі випадки чітко вираженої лінійної кореляції, яка вже давно використовується в селекційній роботі. У другому випадку величина коефіцієнта і навіть його знак суттєвої ролі не відіграють, а тип зв'язку є прямо- або криволінійним.

У багатьох випадках продуктивність сільськогосподарських рослин зумовлюється численними кількісними ознаками, які є результатом взаємодії спадкових особливостей рослин і комплексу умов зовнішнього середовища. На величину кількісної ознаки можуть впливати інші кількісні або якісні ознаки. Так, наприклад, анатомічна будова тканини і вміст цукру в клітинному соці рослин можуть впливати на їхню зимостійкість. Тому за кількісними ознаками, у тому числі і врожайністю рослин, можна говорити і про їхні якісні характеристики.

Наприклад, скоростиглість сіянців у молодому віці можна визначати за кількістю днів від садіння до цвітіння, оскільки дуже часто з цвітінням рослин картоплі пов'язане їхнє бульбоутворення, а також за врожаєм - при ранньому викопуванні.

Виходячи із зведених спостережень багатьох дослідників, дуже простим і в той же час дуже надійним способом є визначення скоростиглості картоплі як у сіянців першого року, так і в бульбових репродукціях. Крім того, скоростиглість сіянців першого року в бульбо репродукціях можна визначити за деякими морфологічними ознаками, які змінюються з віком рослин. Відомо, що із скоростиглістю рослин картоплі пов'язані швидке наростання розчленованості листка, максимальна розсіченість у ранньому ярусі і мала кількість ярусів монополія. І, навпаки, для пізньостиглих форм картоплі характерне повільне наростання розчленованості листка, високе розміщення листків із максимальною розсіченістю, велика кількість ярусів монополія.

Виявлена багатьма вченими кореляція між різними ознаками картоплі являє практичний інтерес і може використовуватися в селекційній роботі, зокрема позитивна кореляція між умістом крохмалю в бульбах сіянців першого року і при їх бульбовому розмноженні, яка вказує на можливість добору висококрохмалистих форм за сіянцями першого року, тощо.

Однак недостатньо вивченими в культурі картоплі є питання кореляційної мінливості в гібридних популяціях, одержуваних від схрещування нових сортів картоплі, особливо тих, які виведені шляхом міжвидової гібридизації, характер успадкування господарських і біологічних ознак у таких гібридних популяціях та інше, знання яких могло б сприяти поєднанню в одному сорті потрібних ознак і створенню нових цінних сортів цієї культури.

Разом з тим вважаємо за доцільне продовжувати дослідження кореляції між різними ознаками, наявність якої могла б сприяти більш ефективному добору сіянців картоплі і кращій оцінці їх у селекційній роботі. Цілком очевидно, що кореляція не є постійною і в різних популяціях є різною, тому використовувати її слід з урахуванням особливостей кожної окремо взятої популяції.

Так, при першому бульбовому розмноженні сіянців ми вивчали мінливість і кореляційну залежність між довжиною міжвузлів у нижній частині стебла рослин та їхнім врожаєм, довжиною міжвузлів і вмістом крохмалю в бульбах сіянців, довжиною міжвузлів і скоростиглістю рослин, довжиною міжвузлів і висотою рослин, товщиною стебла у рослин та їхнім урожаєм, товщиною стебла і вмістом крохмалю в бульбах сіянців, товщиною стебла і скоростиглістю сіянців, початком цвітіння сіянців та їх врожаєм, початком цвітіння сіянців і вмістом крохмалю в їх бульбах, умістом крохмалю в бульбах сіянців та їхнім урожаєм, скоростиглістю сіянців та їхнім урожаєм, скоростиглістю сіянців і вмістом крохмалю в їхніх бульбах, висотою рослин та їхнім урожаєм, врожаєм рослин і середньою масою товарної бульби, врожаєм сіянців при першому бульбовому розмноженні і врожаєм сіянців першого року, умістом крохмалю у рослин при першому бульбовому розмноженні і вмістом крохмалю у сіянців першого року.

Вивчення гібридних популяцій при першому бульбовому розмноженні сіянців картоплі показало, що для більшості ознак суттєвої кореляції в їх мінливості не існує, за винятком окремих ознак, у мінливості яких була виявлена більш-менш чітко виражена і математично доведена кореляція. У мінливості окремих ознак спостерігалися певні відхилення від закономірностей, характерних для сіянців першого року. Це стосувалося в першу чергу зв'язку товщини стебла у рослин з їхнім урожаєм для окремих гібридних популяцій, а також взаємозв'язку між початком цвітіння рослин та їхнім урожаєм. Крім того, вивчали відмінності між гібридними популяціями за ступенем мінливості ознак, щоб з'ясувати, якою мірою досліджені популяції відрізняються між собою, а також характер мінливості кожної пари ознак у кожній гібридній популяції та ступінь кореляційної залежності між ними.

Вивчаючи у різних популяцій залежність між довжиною міжвузлів у нижній частині стебла рослин та врожаєм сіянців при першому бульбовому розмноженні, а також кореляцію для цих двох ознак, закономірностей не виявили. Кожна популяція мала певні властивості. Це стосується як середньої величини цих ознак, так і інтенсивності варіювання їх, а також ступеня взаємозв'язку між ними.

Вивчаючи кореляційну мінливість у гібридних популяціях картоплі за товщиною стебла в його нижній частині та врожаєм рослин при першому бульбовому розмноженні сіянців, виявили, що, порівняно із сіянцями першого року, у яких здебільшого спостерігалася значна позитивна кореляція між цими ознаками, при першому бульбовому розмноженні вона не зберігалася.

При вивченні кореляційної мінливості таких ознак, як початок цвітіння гібридних рослин (кількість днів від садіння до початку цвітіння) та їх урожай, при першому бульбовому розмноження сіянців у всіх гібридних популяціях картоплі спостерігали закономірну незначну від'ємну кореляцію. Слід зазначити, що між початком цвітіння рослин і вмістом крохмалю у їхніх бульбах при першому бульбовому розмноженні гібридних сіянців певної кореляційної залежності не було виявлено. Щодо цих ознак у різних гібридних популяцій спостерігалася як позитивна, так і від'ємна кореляція, яка, однак, в обох випадках математично не була доведена.

Значна увага була приділена вивченню кореляційної мінливості в гібридних популяціях картоплі таких важливих господарсько корисних ознак, як урожайність та крохмалистість бульб.

Одержані дані свідчать про те, що в популяціях, які вивчалися при першому бульбовому розмноженні сіянців, як і в сіянців першого року, про що згадувалося раніше, не виявлялася будь-яка чітко виражена кореляція. Причому, як і щодо інших ознак, на їхній зв'язок не впливає ні середня величина врожаю, ні величина варіаційних коефіцієнтів.

Враховуючи те, що в селекції картоплі велике значення має знання залежності між успадкуванням скоростиглості рослин та їхньою врожайністю, вивченню саме цього питання було приділено значну увагу, тобто характеру успадкування тривалості вегетаційного періоду (кількості днів від садіння бульб до початку природного відмирання бадилля) і врожайності рослин у їх взаємозв'язку. Вивчаючи кореляційну мінливість цих ознак у дев'яти гібридних популяцій картоплі при першому бульбовому розмноженні сіянців, виявили від'ємну кореляційну залежність. Однак у більшості випадків вона була незначною і математично не доведена.

1. МЕТОДИ СЕЛЕКЦІЇ КАРТОПЛІ

Селекція картоплі, як і багатьох продовольчих культур, має давню історію. У той час, коли людина почала вирощувати картоплю, культурних сортів ще не було. Вирощували здебільшого популяції різних видів, форм і зразків. Згодом для насіння почали відбирати кращі рослини за їх розвитком, стійкістю проти хвороб, урожайністю та іншими ознаками. Відбираючи й об'єднуючи бульби таких рослин, людина створювала популяції картоплі, які, на відміну від попередніх, характеризувались вищою продуктивністю і пристосованістю до місцевих умов. З часом, відбираючи з популяції окремі рослини і розмножуючи їх, люди створювали місцеві сорти.

Клонова селекція - найбільш давній метод створення сортів картоплі в Європі. Він виник в середині 17 ст. унаслідок повної або часткової непридатності для вирощування перших завезених у Європу сортів.

Нині метод клонової селекції застосовується як при створенні нових сортів, так і в насінництві картоплі. Шляхом клонової селекції можна, з одного боку, звільнити сорт від хвороб, що передаються бульбами, а з іншого - відібрати господарсько цінні мутації.

Клоновий добір дає змогу істотно підвищити ефективність селекції картоплі, особливо на польову стійкість проти вірусів, продуктивність і життєздатність, а іноді й адаптивність, фітофторостійкість, скоростиглість, стійкість до механічних пошкоджень тощо.

На початку XX ст. Л.Бербанком методом клонової селекції був створений сорт картоплі Рассет Бербанк, який і нині вирощується в США. У наш час цим методом були створені сорти Вольтман 1177, Скороспілка 1, Сніжинка, Богарна одеська, Баранівська, Сумська поліпшена, Дачна та ін.

Перші зразки картоплі, завезені з Південної Америки в Європу, належали до культурного виду S. tuberosum, на основі якого проводилася селекційна робота. Тривалий час селекція картоплі базувалася на використанні насіння від природного самозапилення рослин.

Згодом почали схрещувати між собою різні сорти виду S. tuberosum, оскільки одержання потомства від природного самозапилення знижує його життєздатність.