Источник видового и сортового разнообразия овощных и бахчевых культур, без которого невозможна современная селекция растений

Экспедициями, организованными Н.И.Вавиловым и его последователями, собран богатейший исходный материал для селекции овощных и бахчевых культур в районах Кавказа, Средней Азии, Казахстана, Дальнего Востока. Немалую роль в создании коллекции сыграла интродукция ценных образцов из районов Средиземноморья, Африки, Латинской Америки, Австралии, Индии, Китая и других стран.

В результате колоссальной работы коллектива ВИР создана уникальная коллекция растений. Овощные и бахчевые культуры - 50 тысяч образцов!) - относятся к 25 семействам, 93 родам и 282 видам. Представлены образцы практически из всех стран.

Напомним: Коллекция томата насчитывает 6 тысяч образцов, капусты - 3,5; огурца - 3,8; лука и чеснока - 3,6; корнеплодов - 10; зеленных - 3; арбуза и дыни - 8; тыквы, кабачка, патиссона - 2,8; малораспространенных овощных культур - 4,3 тысячи образцов. И все это разнообразие поддерживается в живом виде, изучается на 13 опытных станциях института, расположенных в разных почвенно-климатических зонах: от Заполярья до Краснодара, от Северо-Запада до Востока.

В то же время значительное число малораспространенных овощных культур практически не возделывается в производстве - их выращивают только овощеводы-любители. Объем коллекции новых и нетрадиционных овощных растений составляет примерно 15 процентов от общего объема коллекций отдела овощных и бахчевых культур ВИР. Но они представлены значительным числом видов, насчитывающих более 150.

В зависимости от типа продуктивных органов и направления использования различают: листовые малораспространенные культуры (амарант, водяной кресс, огуречная трава, портулак, лебеда садовая, полевой салат, разные виды луков и капусты); корне-клубнеплодные (овсяный корень, скорцонера, витлуф, стахис, батат и др.); плодовые (бамия, крукнек, физалис, чайот и др.); пряно-вкусовые (душица, иссоп, кориандр, лаванда, шалфей мускатный и др.). Данный перечень свидетельствует о многоцелевом использовании и полезности указанных растений.

По большинству же овощных культур эти исследования еще недостаточны. Несмотря на интенсивное изучение, остается еще много неясного в вопросах, связанных с наследственностью этих культур, не выяснен набор генов, определяющих отдельные элементы продуктивности.

По томатам рекомендован ряд доноров высокого содержания каротина, установлено промежуточное его наследование; степень проявления гена "В" (высокого содержания каротина) зависела от генотипов сортов, привлеченных для скрещивания. В результате межвидовых скрещиваний выделены источники устойчивости к болезням у арбузов и свеклы. Для повышения урожайности сортов огурца проведены исследования по использованию женских линий. Анализ растений F1 выявил различия между гибридами по выраженности пола. При изучении коллекционных образцов столовой свеклы выделены источники односемянности, сохраняющие этот признак в потомстве, а также источники устойчивости к цветушности. По белокочанной капусте интересны формы с сигнальными признаками, в частности, отсутствие воскового налета на листьях. Важна скороспелость сортов капусты и высокая плотность нерастрескиваемых кочанов; для цветной капусты - дружность созревания головок. Значительный интерес представляют лежкие образцы лука, выделенные в результате изучения. Для селекции подобраны дикорастущие формы тыквы с высокой устойчивостью к мучнистой росе и бактериозу. Выделены нестрелкующиеся образцы салата и редиса, сорта укропа, сохраняющие длительное время зелень, а также теневыносливые биотипы томата и огурца, что важно для защищенного грунта, особенно в северных районах страны.

В изучении генофонда овощных растений обращено внимание на применение современных методов исследований, в особенности на устойчивость к неблагоприятным условиям произрастания. Проводится оценка коллекционных образцов путем проращивания семян: капусты и огурца - при пониженных температурах (холодостойкость); томата, капусты, арбуза и свеклы - на растворах поваренной соли (солевыносливость); свеклы - на растворах сахарозы (засухоустойчивость).

Сложной является проблема иммунитета. Большинство заболеваний овощных культур вызывается комплексом широкоспециализированных возбудителей. Селекция на устойчивость, например к кагатной гнили, корнееду всходов, болезням увядания затруднена из-за отсутствия генетических источников иммунитета. В настоящее время распространены сорта овощных культур, способные и при поражении болезнью сохранять высокую продуктивность. Это свойство, получившее название толерантности, довольно часто проявляется у лука (к пероноспорозу), томата (к фузариозу и вертициллезу), у свеклы (к церкоспорозу). Установлено, что признак толерантности наследуется в потомстве.

Важным резервом повышения продуктивности овощных и бахчевых культур является использование у них гетерозиса. Гетерозисные гибриды, благодаря большой скороспелости, урожайности и выравненности, устойчивости к болезням и неблагоприятным внешним условиям получили широкое распространение в производстве. В некоторых странах производство гибридных семян томата, баклажана, перца, огурца, лука, капусты, свеклы и других культур приобрело промышленный характер.

Большая группа возделываемых овощных растений - перекрестноопыляющиеся. Большинство из них имеют мелкие многочисленные цветки, что затрудняет проведение контролируемого скрещивания. По своей природе они нередко отличаются безостановочным ростом семенников и нуждаются в его регулировании. Указанные особенности овощных культур значительно усложняют целенаправленный подбор пар для скрещивания, а также производство гибридных семян. В связи с этим все большее значение приобретают методы повышения эффективности их гибридизации.

В селекционной работе наиболее распространен подбор пар по продуктивности родительских партнеров, а также по эколого-географическим различим. Причем оба эти принципа, как правило, совмещают, что позволяет получать гибриды с широкой наследственной основой и большой нормой реакции.

Основную роль в формировании продуктивности гибридов играет комбинационная способность. Ее определение связано с трудностями, так как для проведения многочисленных скрещиваний и испытания гибридов требуются значительные затраты труда, времени и средств. Косвенные признаки, по которым можно было бы предвидеть комбинационную способность, пока еще не найдены.

В наших исследованиях для оценки комбинационной способности коллекционных образцов овощных и бахчевых культур использованы в основном три известные системы скрещиваний: 1 - диаллельная (огурец, капуста, томат, перец, баклажан), 2 - топкросс и 3 - поликросс (морковь, томат, свеклы, лук). Диаллельные скрещивания проводили путем парной изоляции партнеров в кабинах, пергаментных и матерчатых изоляторах; топкросс и поликросс - в специальных изодомиках и в условиях пространственной изоляции. При этом важны генетические маркеры или образцы с сигнальными признаками, позволяющие "диагностировать" материнские линии на ранних этапах развития.