Основные направления селекции

 

Морковь как перекрестноопыляющаяся и двухлетняя культура представляет определенные трудности в селекционной работе.

Основной сортимент моркови был создан в нашей стране на базе сортов зарубежной селекции, хотя в отдельных регионах наше страны имелись ценные местные сорта, такие, как Воробьевская, Грачева улучшенная, Старатель, Давыдовская, местная Пензеской губернии и другие.

В настоящее время создан богатый генофонд сортов и гибридов моркови, используемый в государственном секторе и на приусадебных участках.

Заметно изменился химический состав корнеплодов. Если в сортах первого поколения созданных в 1940…1950 гг. (Шантенэ 2461, Несравненная, Бирючекутская 415), содержание сухих веществ находилось на уровне 12,9 %, общего сахара – на уровне 7,3 %, каротина – на уровне 11,7 мг/%, то во второй группе сортов, созданных в период 1960…1970 гг. (Витаминная 6, НИИОХ – 336, Лосиноостровская 13), содержание сухих веществ достигало 12,7 %, сахара – 6,8 %, а каротина – 15,0 мг/ %; в сортах и гибридах третьего поколения, полученных в 1980…1990 гг. (Леандр, Тайфун, Нюанс, Топаз F₁, Каллисто F₁), показатели биохимического состава выражались соответственно следующим образом: 12,0 %; 7,0 %; 16,1 мг/%, то есть наметилась тенденция к увеличению в тканях корнеплодов каротина (Леунов В.И., Сапелкина С.Д., 1999).

Но консервная, овощесушильная, витаминная промышленности по прежнему испытывают недостаток в сортах, отвечающих требованиям современных технологий. Имеют место значительные потери продукции в период зимнего хранения, вследствие поражения товарных корнеплодов гнилями. Недостаточно скороспелых ранних сортов, обеспечивающих поступление продукции в начале лета. Использование моркови в кормлении высокопродуктивных животных, молодняка и птицы требует создания сортов с повышенным содержанием сухих веществ и каротина (Литвинова М.К., 2001).

В селекции моркови используют традиционные методы массового, индивидуального отборов, методы парных скрещиваний, межсортовую гибридизацию, инцухт, полиплоидию, мутагенез. Методом массового отбора получены сорта Бирючекутская 415, Нантская харьковская; методом группового отбора – сорт Нюанс. Сочетанием различных методов отбора созданы сорта Шантенэ сквирская, Нантская 14 и другие. Метод синтетической селекции (гибридизации) использован при выведении сортов Витаминная 6, Лосиноостровская 13, НИИОХ 336, Консервная, Артек и другие.

Методами отбора проводится селекция в период наиболее сильного проявления признака, например, отбор на прочность корнеплода проводят при осенней уборке урожая; на повышенное содержание каротина – весной при оценке интенсивности оранжевой окраски тканей корнеплодов на срезе его кончика (Сазонова Л.В., 1990).

Метод биотехнологии позволяют быстрее размножить инбредный материал, отобранные линии с ЦМС, сохранить ценный исходный материал, расширить спектр генетической изменчивости, создать ценные иммунные формы и линии, сократить сроки получения сортов, которые обычно длятся 20 – 25 лет.

Развитие биотехнологии открыло новые пути получения растений моркови, устойчивых к болезням. Для моркови хорошо разработана методика отбора соматических клеток в стрессовых условиях и получения растений – регенерантов, устойчивых к патогенам.

Одно из приоритетных направлений биотехнологии – получение удвоенных гаплоидов растений. В связи с этим использование андро- и гиногенеза рассматривается в качестве перспективных способов, позволяющих в относительно короткие сроки получать генетически константные растения, представляющие большой интерес для создания линий и использования их в гетеризисной селекции. Однако культивирование клеток и тканей в условиях in vitro может приводить к наследуемым изменениям признаков, что осложняет производство гомозиготного селекционного материала, но вместе с тем позволяет расширять разнообразие получаемых генотипов.

Перспективен в селекции моркови метод культуры пыльников и пыльцы, который используется для получения гаплоидов, диплоидов, полиплоидов, создания чистых линий ускоренным методом (Литвинова М.К., 2001).

Важна также оценка сортового и линейного материала на СКС и ОКС, проверка различных регионах страны экопластичности сорта или гибрида.

Мутагенез определяется как процесс возникновения наследственных изменений (мутаций) под влиянием автогенетических, внешних или искусственных факторов.

В качестве мутантных факторов используются химические соединения, физические факторы (гамма-лучи, ионизирующие излучения, лазерные лучи), колхицин и другие.

Морковь очень чувствительна к высоким концентрациям химических мутагенов. При этом отмечается снижение лабораторной и полевой всхожести семян, урожайность корнеплодов.

Определенные изменения морфологических признаков растений первого и второго года жизни может уже наблюдаться в первом поколении: изменение формы корнеплода (удлиненно-коническая, веретеновидная, овальная), окраска коры и сердцевины (красно-оранжевая, розовая, желтая), розетка листьев по степени опушенности, расчленению сегментов на более мелкие доли и другое. Количество изменений в первом поколении составляет в вегетативной фазе от 5,5 до 11 %, в репродуктивной – от 10 до 23 %.

В селекции моркови на форму корнеплода обработка семян химическими мутагенами может быть достаточно эффективной.

 

Селекция моркови носит зональный характер, хотя успешная селекционная работа возможна с привлечением географически отдаленных сортов, видов и разновидностей с целью обогащения наследственной основы исходного материала.

При селекции сортов и гибридов обращают особое внимание на урожайность, товарные качества продукции, выровненность корнеплодов по форме, массе, окраске коры и сердцевины, пригодность к механизированной уборке, содержание основных компонентов химического состава, устойчивости к поражению вредителями и болезнями.

Выбор метода и направления селекции определяется целью получения конечного результата, местными условиями, наличием оборудования для проведения сопутствующих наблюдений и анализов, наличием исходного материала, который подбирают с учетом модели будущего сорта или гибрида. Большое значение имеют региональные климатические условия.

В коллекционные и селекционные питомники высевают как сортовой, так и линейный материал, в процессе селекционной работы могут быть использованы как традиционные методы селекции (отборы, гибридизация), так и новые перспективные – экспериментальный мутагенез, полиплоидия, биотехнология и другие.

Основными направлениями в селекции моркови считаются следующие: селекция на урожайность, селекция на гетерозис, селекция на устойчивость к заболеваниям хранения (лежкость), селекция на скороспелость, селекция на повышение качества корнеплодов, селекция на повышенную семенную продуктивность, селекция на засухоустойчивость, селекция на пригодность к механизированной уборке (Пивоваров В.Ф., 1999).

 1. Селекция на урожайность. Урожайность сорта определяется размером корнеплода и числом растений на единице площади. При селекции моркови на урожайность учитывают также генетически обусловленные признаки: способность прорастать и формировать выровненные всходы в экстремальных условиях вегетации. Особое внимание уделяется признакам корнеплода, то есть крупные корнеплоды за счет разрастания ксилемы содержат меньше каротина.

2. Селекция на скороспелость. При селекции на скороспелость используют следующие признаки: маленькая головка, небольшая розетка листьев, тонкие черешки листьев, быстрое накопление каротина и другие. Оценку скороспелости исходного материала проводят, отбирая пробы в период образования корнеплодами пучковой спелости у наиболее скороспелого сорта, а затем каждые 5…10 дней до уборки (в фазу хозяйственной зрелости). В фазу технической зрелости определяют и качество корнеплодов.

3. Селекция на улучшение качественных признаков. Определяют признаки: однородность по размеру, форме, окраске корнеплодов, сахаристость, содержание каротина, пониженное содержание нитратов, устойчивость к цветухе. Каротин определяют в мякоти коры и в соке мякоти сердцевины.

4. Селекция на лежкость. Лежкость связана с комплексом признаков: устойчивость к болезням хранения, прочной анатомической структурой тканей, интенсивность дыхания в период хранения.

5. Селекция на пригодность к механизированной уборке урожая. Основные требования: выровненность корнеплодов по форме и размеру, наличие гладкой поверхности без грубой боковой корневой системы, длина корнеплода 15…18 см, устойчивость к ударным воздействиям, растрескиванию и ветвистости.

6. Отдаленная гибридизация и полиплоидия. Часто отдаленную гибридизацию используют при получении форм, устойчивых к болезням хранения.

 

 

Исходный материал (местные, селекционные отечественные и зарубежные сорта)

 

                                                                                               Гибриды F₁ 

Поиск и создание линий, закрепителей ЦМС – линии В.

                 Сорта                                                                                      

Групповые скрещивания наиболее перспективных образцов.

Поиск и создание линий, обладающих ЦМС - линии А.

 

                                

 

Получение гибридных популяций F1, и проведение индивидуальных и групповых отборов в F2 – Fn

Создание фертильных линий с устойчивыми показателями хозяйственно ценных признаков и высокой ОКС (гетерозисный компонент) - линии С, С1, С2 – Сn

 

      

 

Индивидуальный отбор с посемейственной оценкой

Линия А (ЦМС) × Линия В

 

                                      

 

Линия А × Линия С

                                          

Индивидуальный отбор с инцухтом

Групповой отбор

 

  

F1 (междинейный гибрид)

                              

                                         

F1 × Линия С

      

                                       

                                               

Массовый отбор

Тройной гибрид

                                                

                                                                                                                         

 

 

Схема селекционного процесса моркови (Сазонова Л.В., 1990)

 

 

Создание сортов и гибридов, отвечающих современным требованиям, очень трудоемкий и длительный процесс, что определяется биологическими особенностями культуры, сильным варьированием признаков в зависимости от почвенно-климатических условий.

В настоящее время в Госреестре селекционных достижений, допущенных к использованию, находится более 70 сортов и гибридов столовой моркови. Наибольшее распространение получили сорта Нантская 4, Лосиноостровская 13, НИИОХ 336, Витаминная 6, Артек, Шантенэ 2461, а также гетерозисные гибриды Алтаир, Забава, Марс и другие (Литвинова М.К., 2001).

 

Селекция на гетерозис

 

К новым методам селекции моркови относится генетически регулируемый гетерозис. Преимущество возделывания гибридов F1 у моркови заключается в возможности введения в селекцию фиксированных по комплексу ценных признаков форм. Формы проявления гетерозиса могут быть разнообразны: общее повышение скороспелости, урожайности, адаптивности, улучшение биохимического состава.

Гетерозисные гибриды являются формами более совершенными, чем их родители, о чем свидетельствуют более активные и более сложные метаболические процессы.

У моркови гетерозис сильнее выражен в ранний период формирования корнеплодов за счет более быстрого роста гибридных растений и проявляется преимущественно по массе корнеплодов.

Гибриды более жизненны, лучше приспособлены к экстремальным условиям вегетации. Гетерозисные гибриды моркови более устойчивы к болезням хранения. Эффект гетерозиса носит зональный характер, он неодинаков при скрещивании одних и тех же сортов в различных регионах страны (Литвинова М.К., 2001).

При скрещивании перекрестно опыляющихся культур в условиях свободного избирательного переопыления часть растений опыляется пыльцой своего сорта. Вследствие этого посевы гибридных семян в первом поколении дают продукцию неоднородную по качеству, а урожай ниже возможных.

В настоящее время синтетические и тройные гибриды моркови получают с использованием линейного материала. Создаются материнские линии с признаком ЦМС (линии А), отцовские линии – закрепители стерильности (линии В) и фертильные линии – гетерозисные компоненты (линии С).

Фенотипическую выровненность корнеплодов определяет генотипическое единообразие гибридов F₁.

Получение гомозиготного потомства моркови с мужской стерильностью цветков зависит как от генотипа материнского стерильного растения, так и от генотипа отцовской фертильной формы.

В наибольшей степени гетерозис проявляется при скрещивании генотипически различных и экологически отдаленных форм.

На базе ЦМС получают простые межлинейные, тройные и линейносортовые гибриды. Для получения межлинейных и линейносортовых гибридов чередуют растения материнской линии и отцовской формы (линия, сорт) в соотношении 2:1, 3:1.

Гибридные корнеплоды, полученные на стерильной основе, по таким признакам, как «масса корнеплода», «длина корнеплода» имеют преимущество по сравнению с корнеплодами исходных сортов.

Семеноводство моркови

 

Основной задачей семеноводства сортовой и гибридной моркови является повышение урожайности и качества ее семян. Важное значение в настоящее время приобретает улучшение сортовых качеств при производстве элитных семян моркови, а также всемирное повышение коэффициента размножения и удешевление производства линейного материала при получении гибридов F₁.

Семенная продуктивность моркови зависит от условий, в которых происходит цветение, опыление и завязывание семян, а также от технологии возделывания маточных корнеплодов и семенных растений.

Морковь – однодомное, перекрестноопыляющееся растение. Цветки моркови имеют ярко выраженную протеандричность, готовность пестика к восприятию пыльцы отмечается лишь после полного опадения тычинок и околоцветника.

Сроки восприимчивости рыльца пестика у фертильных растений определяются условиями вегетации и местоположением цветка в соцветии и соцветия на растении. У них цветение соцветий длится от 9 до 11 дней. Способность рыльца пестика к восприятию пыльцы у фертильных растений сохраняется в течение 13…14 дней от начала раскрытия цветка, наиболее активное завязывание семян проходит на 7…10 день. У стерильных растений наиболее активное восприятие пыльцы рыльцем пестика отмечается на 4…8 день (Литвинова М.К., 1998).

Более длительный срок цветения и сохранения жизнеспособности рылец у растений с ЦМС. Это обусловлено лучшей обеспеченностью цветков питательными веществами, которые у фертильных растений расходуются на образование пыльцы.

Длительность периода цветения цветка определяет доступность рылец для переносчиков пыльцы.

У моркови нектарники лежат открыто, поэтому перекрестное опыление осуществляется неспециализированными опылителями: мухами, трипсами, одинокими пчелами, ветер в опылении моркови существенной роли не играет. Стерильные растения привлекают насекомых на 10…20 % меньше, чем фертильные формы.

 

Для получения семян моркови требуется два вегетационных периода. Сначала выращивают маточные корнеплоды; они на второй год дают урожай семян.

Выращивание маточников. Для получения маточных корнеплодов посев семян проводят в весенние или летние сроки. Агротехника при выращивании маточных корнеплодов не отличается в целом от агротехники выращивания продовольственной моркови. Для получения маточников с типичными сортовыми признаками посев следует проводить на рыхлых, плодородных, несплывающихся почвах и окультуренных торфяниках, чистых от сорняков. Оптимальная реакция почвенного раствора должна быть не ниже рН = 5,5…7,0. Семена тщательно протраливают и используют для ускорения их прорастания дражирование, обогащение микроэлементами и другие перспективные методы предпосевной обработки. Для получения маточников используют семена элиты и первой репродукции, только первого класса.

При выращивании маточника не следует применять высокие дозы азотных удобрений и свежий навоз, которые способствуют получению чрезмерно крупных и нележких корнеплодов. Соотношение элементов минерального питания при выращивании маточников должно быть: N : P : K = 3 : 2 : 5. Эффективно применение внекорневых подкормок борными удобрениями перед цветением (0,1…0,5 % раствором из расчета 500 л на га). Прореживание следует проводить очень тщательно, оставляя растения на одинаковых, не слишком больших расстояниях друг от друга, чтобы получить выровненные по размеру корнеплоды. Семенные посевы не следует использовать для получения пучкового товара, так как при этом неизбежно будут удаляться наиболее сильные, здоровые растения.

В начале формирования корнеплодов дают подкормки калийными удобрениями (50…60 кг/га), которые повышают устойчивость корнеплодов к болезням. Перед уборкой желательно опудривание посевов ТМТД (5…6 кг/га). Уборку семенников следует заканчивать в первой половине ноября, так как подмороженные корнеплоды плохо хранятся.

Сортовые прочистки проводят на посевах при наличии цветушных растений, обнаружении примеси и больных растений. Перед уборкой по листьям проводят сортовую прочистку, а затем апробацию. Корнеплоды выкапывают, обрезают ботву, оставляя черешки листьев длиной 1…1,5 см. Выбраковывают нетипичные для сорта, нестандартные, поврежденные и больные корнеплоды.

Оформляют «Акт осеннего отбора маточников». Маточные корнеплоды сортотипа Нантская должны иметь массу 75…120 г, сортотипа Шантенэ – 100…150 г, сорта с удлиненным корнеплодом – 150…200 г. Выход маточников составляет 70 и более процентов. После уборки, во избежание потерь влаги корнеплоды должны быть быстро заложены на хранение в бурты, траншеи, хранилища. Перед закладкой на хранение их опудривают ТМТД (5…6 кг/т). оптимальная температура хранения, при которой проходит яровизация – 0…2 °С, влажность должна быть на уровне 85…90 %. На 1 га второго года культуры закладывают на хранение 120…130 тыс. маточников с учетом их загущенной посадки (или 70…80 тыс. крупных маточников).

Весной подготовка маточных корнеплодов к посадке заключается в выбраковке больных, подмороженных, увядших.

Суперэлитные и элитные корнеплоды отбирают по окраске коры, размеру, форме и окраске сердцевины. Составляют «Акт весеннего отбора маточников». Обычно естественная убыль массы маточников составляет 1…2 %, поражаемость болезнями – 10…15 %.

Получение семян.

Морковь высаживают с помощью сажалок НРМ-6, НРМ-4 либо вручную в заранее подготовленные щели с расстояниями при квадратной посадке 60 × 60 см, при квадратно-гнездовой – 70 × 70 см при двух растениях в гнезде с расстояниями между растениями 20 см. Рядовую посадку делают по схеме 70 × 15 – 20 × 25 см. Заделывают семенники с помощью тракторного или конного окучника так, чтобы головка корнеплода находилась на уровне поверхности земли. Корнеплоды плотно обжимают землей.

Семенники моркови более требовательны к почвенным условиям и питанию, чем растения первого года культуры. Поэтому семенные участки следует располагать на плодородных почвах со слабокислой или нейтральной реакцией среды и избегать избытка азотного питания.

Желательно маточники перед высадкой подращивать на утепленных грядах или в штабелях. Высадку семенников необходимо проводить в возможно ранние сроки для хорошего укоренения, обычно одновременно с посевом ранних яровых культур. Семенники следует оберегать от солнечных ожогов, мульчируя высадки соломой или опилками.

Уход заключается в систематическом рыхлении междурядий до смыкания рядков, удалении сорняков и поливах в засушливую погоду в период отрастания, цветения растений, налив семян. Особое внимание необходимо обращать на прополку сорняков, семена которых трудно отделимы от семян моркови (марь белая, куриное просо, гречишка вьюнковая и другие). В период отрастания семенники подкармливают азотными удобрениями (0,1…0,2 т/га), перед цветением – фосфорно-калийными (0,15…0,2 т/га каждого вида удобрений).

Перед цветением проводят сортовое обследование и составляют соответствующий акт. Перед уборкой повторно обследуют семенники и составляют «Акт обследования семенников на поражаемость вредителями, болезнями и карантинными сорняками перед уборкой».

При размещении семеноводческих посевов необходима пространственная изоляция между сортами и дикорастущей морковью не менее 600 м на защищенной местности и 2000 м – на открытой. У гибридов с дикой морковью доминируют признаки дикой моркови (белый, тонкий, грубый, разветвленный корнеплод, прижатая розетка листьев, однолетний цикл развития). Вблизи сортовых посадок семенников дикую морковь необходимо скашивать до начала е цветения в радиусе 2000 м.

Цветение моркови продолжается 25…60 дней. Уборку семян начинают при достижении ими полной зрелости, обычно в конце августа – начале сентября.

В нечерноземной зоне на кусте обычно оставляют 12…16 зонтиков, а остальные удаляют (проводят пинцировку); в центральных зонах страны – 20…25 зонтиков, на юге – все формирующиеся зонтики на кусте. При выборочной уборке сначала срезают центральные зонтики и зонтики первого порядка, которые приобрели светло-желтую или бурую окраску. Через две – три недели убирают растения полностью. Лучше убирать, выдергивая растения с корнеплодом. Дозаривание проводят на вешалах, оно способствует повышению посевных качеств семян.

Чаще всего проводят однократную уборку семенников с последующим дозариванием. Уборку проводят жатками, обмолачивают комбайнами или молотилкой МО – 700. к обмолоту приступают при влажности семян не более 18 %. Очищают семена специальными машинами, пригодны морковные или клеверные терки. Средние урожаи семян – 0,3…0,5 т/га, но могут достигать 1,1…1,2 т/га. Семена сохраняют всхожесть 3…5 лет. Хранят семена моркови в сухих, хорошо проветриваемых помещениях, обычно в мешочной таре (Литвинова М.К., 2001).

 

Сортотипы и сорта

 

В России на столовые и кормовые цели выращивают преимущественно каротиновые сорта.

Обычно описание сортов приводится в соответствии с внутривидовой классификацией (Сазонова Л.В., 1986).

Западный подвид – subsp. ossidentalis (Rubasch.) Setch.

Разновидность каротиновая – var. aurantius Alef.