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

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 V_f); ** – иммунитет к парше (ген V_f), 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

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

Russian Federation, Samara

Vladimir Vyacheslavovich Chernyshkov

Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhigulevskie Sady»

Email: vova03.05.82@mail.ru

candidate of agricultural sciences, deputy director for science

Russian Federation, Samara

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

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

Russian Federation, Togliatti

References

Supplementary files