The assessment of field resistance to scab and winter resistance of columnar apple trees in the Samara Region

Cover Page

Abstract


The research was conducted from 2006 to 2019 in the garden of Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhigulevskie Sady» in the village of Malaya Tsarevshchina of Krasnoyarsk District of the Samara Region on 14 (0,432 ha), 43 (0,1 ha), 44 (0,05 ha) and 47 (6,8 ha) areas. On the 14th area, to accelerate flowering, fruiting, pollen collection and hybridization, in the springs of 2007, 2009 and 2012, parent varieties-donors of immunity were grafted to scab of domestic and foreign selection in the crown of young fruit-bearing trees of the Northern synapsis. Hybrid seeds obtained by crossing these varieties with local varieties were sown on the seedling plot (in a new plantation) and tested for scab resistance at an early age (from 2 years old). Scab-resistant hybrids were culled, and resistant hybrids were replanted in the breeding garden on the 47th area and tested for winter resistance separately after low-temperature stress in the freezer and in the field. The authors have identified columnar elites resistant to scab, which are superior in winter resistance to the local zoned coastal variety Kutuzovets, zoned variety Northern synapsis and common Antonovka. Apple trees with a columnar crown type of local selection in Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhigulevskie Sady» with a high field resistance to scab, immunity, winter resistance and other varietal advantages will contribute to the improvement of orchards (amateur, farm, industrial) and import substitution of fruit products in the Samara Region of Russia.


Full Text

Цель исследования: селекция и отбор гибридов яблони с устойчивостью к парше в совокупности с высокой адаптацией к континентальным климатическим условиям Самарской области.

Задачи исследования: селекция гибридов яблони с устойчивостью к парше; отбор зимостойких гибридов среди устойчивых к парше сеянцев яблони в континентальном климате Самарской области; изучение влияния низкотемпературного стресса на устойчивость гибридов к парше.

Материал и методы исследований

Чувствительность большинства коммерчески значимых сортов мировых лидеров в производстве яблок к воздействию парши остро ставит проблему поиска и создания новой биологической основы (генетических источников) для селекции [1, с. 249].

В селекции яблони одна из приоритетных задач – создание сортов с моногенно детерминированным иммунитетом к парше. К настоящему времени идентифицировано 17 генов, контролирующих устойчивость яблони к различным расам парши [2, с. 23]. Используемые в садах пестициды обеспечивают снижение вредоносности болезней, но систематическое многократное применение системных фунгицидов приводит к появлению более устойчивых и агрессивных рас фитопатогенов. В этой связи возделывание сортов яблони с высокой устойчивостью к наиболее опасным болезням позволит снизить пестицидную нагрузку и улучшить экологическую обстановку. Стратегическим путем перехода к экологизации интенсивного яблоневого сада является внедрение иммунных и высокоустойчивых сортов [3, с. 172].

В государственном бюджетном учреждении Самарской области «Научно-исследовательском институте садоводства и лекарственных растений «Жигулёвские сады» (ГБУ СО НИИ «Жигулёвские сады») для отбора колонновидных яблонь использовали устойчивые к парше гибриды 2006–2019 годов селекции. В скрещиваниях участвовали устойчивые к парше гибридные доноры с колонновидной (ген Со) и обычной кронами В.В. Кичины и Н.Г. Морозовой, иммунные сорта селекции ВСТИСП, ВНИИСПК и зарубежные (таблица 1). За это время посеяны семена от 255 гибридных комбинаций (искусственного и свободного опыления), выращено 15445 гибридных сеянцев с разным типом кроны. По результатам браковки на устойчивость к парше в селекционный сад высадили 4619 сеянцев; из них отобрали 360 колонновидных яблонь. Яблони с обычным типом кроны, отобранные по устойчивости к парше, также сохранили для наблюдения по плодоношению и возможному выделению в элиту.

 

Таблица 1 – Доноры колонновидности, иммунитета и полевой устойчивости к парше яблони в гибридных комбинациях в селекционном саду

Гибрид, сорт

Родители

Год прививки

Колонновидность (ген Со)

Происхождение

В прививках в крону

268–11+

КВ103 × Брусничное

1995

+

ВСТИСП

385–28+

КВ103 × свободное опыление

1995

ВСТИСП

270–124+

Маяк × КВ103

1995

+

ВСТИСП

КВ103+

1583 × Важак

1995

+

ВСТИСП

КВ43 (Арбат)**

SA54/108 × TSR/12177

1995

+

ВСТИСП

КВ71 (Останкино)++

Обильное × Важак

1995

+

ВСТИСП

Триумф*

КВ5 × D103–189 (M. floribundа)

2007

+

ВСТИСП

Валюта*

КВ6 × OR38T17

2007

+

ВСТИСП

Лукомор*

КВ6 × OR38T17

2007

+

ВСТИСП

Сенатор*

BM41497 × КВ103

2007

+

ВСТИСП

Президент+

КВ103 × свободное опыление

2007

+

ВСТИСП

Легенда+

Фуджи × Брусничное

2007

ВСТИСП

Приокское*

224–18 × свободное опыление

2007

+

ВНИИСПК

Поэзия*

224–18 × свободное опыление

2007

+

ВНИИСПК

Солнышко*

814 × свободное опыление

2007

ВНИИСПК

Рождественское*

Уэлси × ВМ41497

2007

ВНИИСПК

Памяти Хитрово*

ОR18Т13 × своб. опыление

2007

ВНИИСПК

Веньяминовское*

814 × свободное опыление

2007

ВНИИСПК

Голден делишес***

Неизвестны

2007

США

Либерти*

PR 154–12 (Уэлси × F₂ 26829–2–2) × Мекаун

2007

США

Гевин*

Мертон Вустер × (Джонатан × M. floribundа × Ром Бьюти)

2007

Англия

Пинова*

Кливия × Голден Делишес

2007

Германия

Ретина*

M. floribundа × (Кокс × Ольденбург × Аполло)

2007

Германия

Флорина*

M. floribundа 821 × (Джонатан × Ром Бьюти × Старкинг × Голден делишес)

2007

Франция

В плодоносящем саду

Северный синап+

Кандиль-китайка × своб. опыл.

г. Мичуринск

Кутузовец+

Скрыжапель × Ренет Симиренко

г. Самара

Жигулёвское+

Боровинка × Вагнера призовое

г. Самара

Дочь Папировки+

Анис алый × Папировка

г. Самара

Примечание. * – иммунитет к парше (ген Vf); ** – иммунитет к парше (ген Vf), полевая устойчивость к мучнистой росе и плодожорке; *** – клон с повышенной зимостойкостью (отобран В.В. Кичиной, ВСТИСП); + – полевая устойчивость к парше; ++ – высокая полевая устойчивость к парше.

 

Важнейшим показателем любого сорта является экономическая эффективность его возделывания. Высокая рентабельность сверхплотных насаждений обусловлена большой плотностью посадки деревьев, и небольшой урожай с дерева трансформируется в значительную урожайность с гектара [4, с. 3].

Важным для нас является получение сортов в местных экологических условиях. Неместные и нерайонированные сорта яблони из других регионов даже современной отечественной селекции в контрастных и напряжённых экологических условиях Самарской области получали различные повреждения [5–7]. Однако в потомстве, после их скрещивания с местными сортами или от свободного опыления, всегда выделяли не менее 10% высокозимостойких (без повреждений) сеянцев [6, с. 254; 7, с. 125].

Экологические условия Самарской области осложнены пограничностью территории. Лесостепная зона характеризуется неустойчивостью климатических факторов, что можно назвать причиной снижения адаптационных способностей растений.

Для исследований и отбора служили сеянцы яблони в селекционном саду ГБУ СО НИИ «Жигулёвские сады» (в селе Малая Царевщина, Красноярского района, Самарской области). Гибридные сеянцы были получены от скрещивания между сортами с полевой устойчивостью, иммунитетом к парше, зимостойкими гибридами с различным типом кроны отечественной и зарубежной селекции и районированными местными сортами (таблица 1).

При проведении наблюдений и учетов руководствовались общепринятыми программами, методиками и методическими рекомендациями ФГБНУ ВСТИСП и ВНИИСПК [5; 8].

У элитной формы 30–2–99 до плодоношения зимние повреждения почек-коры-древесины у однолетних ветвей оценивали в конце зимы в полевых условиях, а после вступления в плодоношение – методом моделирования низкотемпературного стресса в морозильной камере. Учёты полевой устойчивости к парше проводили визуально в годы эпифитотий.

Известно, что определённое значение имеют все четыре компонента зимостойкости. Однако мы оценивали подмерзания почек-коры-древесины у однолетних ветвей только по компонентам зимостойкости: 2 – максимальная морозоустойчивость в закалённом состоянии; 4 – способность восстанавливать морозостойкость при повторной закалке после оттепелей [8]. Условия компонентов создавались методом дифференцированного моделирования низкотемпературного стресса в морозильной и холодильной камерах (ММ-180 «Позис» – моделирование экстремального мороза и ХФ-250-1 «Позис» – моделирование оттепели). Моделирование низкотемпературного стресса в морозильной камере позволяет ежегодно отбирать морозостойкие гибриды, на уровне и выше районированных контрольных сортов одновременно по 2-му и 4-му компонентам зимостойкости [5, с. 126] По этим компонентам морозоустойчивость наследуется независимо друг от друга несколькими генами. Контроль температурного режима проводили с помощью 5 выносных датчиков ТМ-1001М и датчиков камер. У стандартного контрольного сорта Антоновка обыкновенная в неблагоприятном континентальном засушливом климате Самарской области (в лесостепной и степной зонах) зимостойкость ниже, чем в Московской или других областях с благоприятным климатом (таблица 2) [5, с. 69]. Антоновка обыкновенная считается сортом умеренного климата. Она районирована по 7-му региону садоводства (в т.ч. Самарская область), но хуже адаптирована в континентальном климате. Местным контролем служили районированные в Самарской области сорта Кутузовец и Северный синап, занимающие 60% неорошаемой территории. При проведении гибридизации в Самаре донорами колонновидной кроны, зимостойкости и высокой полевой устойчивости к парше служили сорта и гибриды Московской селекции (ВСТИСП) из коллекции ГБУ СО НИИ «Жигулёвские сады». В семьях из гибридов, пока не вступивших в плодоношение в селекционном саду, донорами зимостойкости были перечисленные контроли, устойчивые к парше яблони местной селекции, а донорами высокой полевой устойчивости и иммунитета к парше – сорта и гибриды отечественной (г. Москва, г. Орёл) и зарубежной селекции (США, Германия, Англия, Франция) [9, с. 490].

Результаты исследований

Тестирование гибридов яблони на устойчивость к парше в раннем возрасте (с двух лет) и промораживание раздельно по компонентам зимостойкости позволило с большей вероятностью отобрать устойчивые формы 30–2–99, 12–14–12 и другие [7, с. 126]. По данным искусственного промораживания, контроли Кутузовец и Северный синап были устойчивы к экстремальным морозам −35°С после оттепели (IV компонент зимостойкости) в конце зимы-начале весны (таблица 2). Критические морозы в середине зимы −40°С (II компонент зимостойкости) бывают в Самаре и области только один раз в десять лет. Подмерзания коры у Кутузовца и Северного синапа в этот период бывают слабые и незначительные, поэтому после суровых зим они быстро восстанавливаются и плодоносят.

 

Таблица 2 – Оценка подмерзаний у контрольных сортов и гибридных форм яблони в Самарской области после экстремального промораживания раздельно по компонентам зимостойкости

Сорта и гибридные формы

Подмерзания однолетних веток (почки : кора : древесина), баллы по компонентам зимостойкости

II (−40°С в середине зимы)

IV (−35°С в начале весны, после оттепели)

Контрольные сорта

Антоновка обыкновенная

3 : 1 : 3

1 : 1 : 1

Кутузовец

1 : 0 : 3

1 : 0 : 0

Северный синап

2 : 1 : 2

0,5 : 0 : 0,5

Дочь Папировки

1 : 1 : 1

1 : 1 : 1

Гибридные формы

Элитная форма 30–2–99

2 : 1 : 1

1,5 : 1 : 2

Отборная форма 12–14–12

2 : 1 : 1

0 : 0 : 0

 

По визуальным оценкам показатели устойчивости к парше у элитной формы яблони 30–2–99 и отборного сеянца в годы эпифитотий (без искусственного заражения паршой) и после искусственного заражения паршой были стабильны по годам.

30–2–99. Колонновидная элитная форма. Скрещивание проведено в Самарской области в 1998 году, посев семян в 1999, отбор в элиту в 2010 году. Автор Г.И. Соболев. Дерево среднерослое, компактное, полукарлик на сильнорослых подвоях, среднезимостойкое. Подмерзания (почки-кора-древесина) после экстремальных промораживаний в разные годы оцениваются в 1–2 балла (таблица 2). Вступает в плодоношение на 2–3-й год от посадки однолетками. Плодоносит на кольчатках (спур-тип). Плодоношение ежегодное. Плоды крупные, одномерные, приплюснутые, широкоребристые. Окраска в виде размытых полос красного цвета на половину плода, кисло-сладкого вкуса со слабым ароматом. Плоды и листья среднеустойчивы к парше – 3 балла. [7, с. 126]. Во влажные благоприятные для заражения годы (2019–2020 гг.) парша на зараженных плодах не развивалась, погибала, не проникая внутрь плода. В Самарской области, согласно общепринятой методике, подобные сорта имеют среднюю полевую устойчивость к парше [5, с. 269–271]. Транспортабельность плодов во время съёма хорошая. Сорт универсального назначения. Достоинства – зимостойкость, относительная засухоустойчивость, полевая устойчивость к парше, плоды красивые. Недостатки – требует оптимального ухода (рис. 1, таблицы 3, 4).

 

Рисунок 1 – Дерево сеянца 30–2–99 (с плодами в верхней культурной части кроны)

 

Таблица 3 – Краткая характеристика гибридов яблони селекции ГБУ СО НИИ «Жигулёвские сады»

Гибрид и его происхождение

Срок созревания

Плоды

Биологический урожай, кг/дер.

Лёжкость, месяц

Масса, г

Внешний вид, балл

Вкус, балл

Сорт Презент (контроль)**

п-з

до IV

165

4,3

4,2

8*

Элита 30–2–99 (385–28 × 270–124)

р-з

до III

140

4,2

4,4

9*

Отбор 12–14–12 (Легенда × Останкино)

р-о

до IX

155

4,3

4,4

5*

НСР₀₅

 

 

 

 

 

1,7

Примечания. п-з – позднезимний; р-з – раннезимний; р-о – раннеосенний; * – урожайность колонновидной яблони 8, 9 и 5 кг/дер., при схеме посадки 3 × 0,4 м составляла соответственно 667, 750 и 417 ц/га; ** – с 2007 г. находится в госсортоиспытании.

 

Таблица 4 – Химический состав плодов гибридов яблони селекции ГБУ СО НИИ «Жигулёвские сады»

Название образца

Сухое вещество, %

Содержание сахаров, %

Титруемая кислотность, %

Содержание аскорбиновой кислоты, мг/100 г плодов

Отношение сахара к кислоте

Куйбышевское (контроль)

19,5

15,0

0,40

17,5

37,5

Элита 30–2–99

15,3

14,8

0,39

13,5

37,9

Отбор 12–14–12

14,9

15,1

0,42

18,2

36,0

 

12–14–12. Колонновидная отборная форма. Скрещивание в Самарской области проведено в 2011 году, посев семян в 2012 г., сеянец вступил в плодоношение в 2019 г., отобран в 2020 г. Автор Г.И. Соболев. Дерево среднерослое, компактное, естественный полукарлик, зимостойкое. Подмерзания (почки-кора-древесина) после экстремальных промораживаний в разные годы оцениваются в 0–2 балла (таблица 2). Плодоносит на кольчатках (спур-тип). На второй год плодоношения (в 2020 году) завязи в несколько раз больше, чем в 2019 году. Плоды крупные, одномерные, приплюснутые, широкоребристые. Окраска в виде размытых полос красного цвета на половину плода, кисло-сладкого вкуса с ароматом. Плоды и листья устойчивы к парше – 4 балла. [10, с. 385]. Во влажные годы (2019–2020 гг.), благоприятные для развития болезни, следов парши на плодах не обнаружено. Листья имели хорошую устойчивость к парше в Самарской области [10, с. 386]. Транспортабельность плодов во время съёма хорошая. Сорт универсального назначения. Достоинства – зимостойкость, засухоустойчивость, полевая устойчивость к парше, плоды высокого качества. Недостатки – в годы эпифитотий отдельные листья незначительно повреждены паршой (рис. 2; таблицы 3, 4).

 

Рисунок 2 – Плоды отборного сеянца 12–14–12 (в верхней культурной части кроны на 2-й год плодоношения)

 

Заключение

Использование полученных результатов поможет ускоренному выделению морозоустойчивых элит среди устойчивых к парше гибридов и их практическому использованию в селекции яблони. Заражение паршой и искусственное промораживание позволяют ускорить отбор колонновидных гибридов яблони с высокой адаптацией к условиям экологическим условиям Самарской области. Выделенные две устойчивые к парше элитная и отборная колонновидные формы с хорошими вкусовыми качествами плодов превышали по зимостойкости контрольные сорта Кутузовец, Северный синап и Антоновку обыкновенную. У них на фоне естественного инфекционного фона парши наблюдалась стабильность устойчивости к патогену по годам исследований. Ежегодное моделирование низкотемпературного стресса в морозильной камере позволяет отбирать морозостойкие гибриды среди устойчивых к парше сеянцев на уровне и выше районированных контрольных сортов раздельно по основным компонентам зимостойкости (2-му и 4-му) более ускоренно. Исследования по сравнительному отбору гибридов яблони, проведённые в Самарской области, свидетельствуют о необходимости селекции этой культуры на устойчивость к парше и низкотемпературным стрессам в местных условиях, направленной на повышение интенсификации производства плодов.

About the authors

Gennady Ivanovich Sobolev

Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhigulevskie Sady»

Author for correspondence.
Email: sobgeniv@bk.ru

Russian Federation, Samara

сdidate of agricultural sciences, head of Plant Immunity and Protection Laboratory

Vladimir Vyacheslavovich Chernyshkov

Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhigulevskie Sady»

Email: vova03.05.82@mail.ru

Russian Federation, Samara

candidate of agricultural sciences, deputy director for science

Stanislav Sergeevich Saksonov

Institute of Ecology of the Volga River Basin of the Russian Academy of Sciences – branch of the Samara Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

Email: stanislavsaxonov@yandex.ru

Russian Federation, Togliatti

technician of Breeding Scientific Research Department, research laboratory assistant of Phytodiversity Problems Laboratory

References

  1. Казаков О.Г. Перспективы селекции колонновидной яблони на иммунитет к парше // Плодоводство и ягодоводство России. 2011. Т. 28, № 1. С. 248–252.
  2. Лыжин А.С., Савельева Н.Н. Идентификация генов устойчивости к парше у сортов и гибридных форм яблони с использованием молекулярных маркеров // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2018. № 53 (5). С. 1–14.
  3. Есичев С.Т. Динамика развития парши и устойчивость сортов яблони в условиях центрального региона России // Плодоводство и ягодоводство России. 2012. Т. 31, № 1. С. 171–180.
  4. Седов Е.Н., Корнеева С.А., Серова З.М. Колонновидные сорта яблони селекции ВНИИСПК, конструкции насаждений в интенсивных садах и пути их совершенствования // Современное садоводство. 2014. № 3. С. 1–8.
  5. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / под общ. ред. Е.Н. Седова, Т.П. Огольцовой. Орёл: ВНИИСПК, 1999. 606 с.
  6. Соболев Г.И. Биологические особенности устойчивых к парше родительских сортов и отборов яблони в Самарской области // Сб. тр. науч.-практ. конф., посв. 110-летию со дня рожд. учёного, селекционера по семечковым культурам, канд. с/х. наук С.П. Кедрина / под общ. ред. О.И. Азарова и Л.Г. Демениной. Самара: ООО «Изд. АсГард», 2015. С. 246–260.
  7. Соболев Г.И. Итоги отбора сеянцев яблони на устойчивость к парше и морозоустойчивость в Самарской области // Селекция и сорторазведение садовых культур. 2017. Т. 4, № 1–2. С. 124–126.
  8. Тюрина М.М., Гоголева Г.А., Ефимова Н.В., Голоулина Л.К., Морозова Н. Г., Эчеди Й.Й., Волков Ф.А., Арсентьев А.П., Матяш Н.А. Определение устойчивости плодовых и ягодных культур к стрессорам холодного времени года в полевых и контролируемых условиях: метод. рекомендации. М.: ВСТИСП, 2002. 120 с.
  9. Седов Е.Н. Программы, методы, приемы селекции яблони, их развитие и совершенствование // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. Т. 17, № 3. С. 487–498.
  10. Кичина В.В. Экологическая устойчивость сорта // Принципы улучшения садовых растений. М.: ВСТИСП Россельхозакадемии, 2011. С. 385–449.

Supplementary files

Supplementary Files Action
1.
Figure 1 - Seedling tree 30–2–99 (with fruits in the upper cultivated part of the crown)

Download (50KB) Indexing metadata
2.
Figure 2 - Fruits of a selective seedling 12-14-12 (in the upper cultivated part of the crown in the 2nd year of fruiting)

Download (64KB) Indexing metadata

Statistics

Views

Abstract - 17

PDF (Russian) - 7

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

PlumX

Dimensions

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2021 Sobolev G.I., Chernyshkov V.V., Saksonov S.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies