Результаты ступенчатой селекции на генетическую обусловленность высокого уровня проявления хозяйственно-ценных признаков винограда селекции ИВИВ им. В. Е. Таирова

Результаты селекции на хозяйственно-ценные признаки сортов винограда ИВИВ им. В. Е. Таирова

УДК 634.836.12
Герус Л.В.,
Ковалева И.А.,
Мулюкина Н.А.

Национальный научный центр
“Институт виноградарства и виноделия им. В.Е. Таирова”

РЕЗУЛЬТАТЫ СТУПЕНЧАТОЙ СЕЛЕКЦИИ НА ГЕНЕТИЧЕСКУЮ ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ ВЫСОКОГО УРОВНЯ ПРОЯВЛЕНИЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ВИНОГРАДА
СЕЛЕКЦИИ ННЦ «ИВИВ ИМ. В. Е. ТАИРОВА»

Аннотация. Представлены этапы создания гибридного фонда винограда ННЦ «ИВиВ им. В. Е. Таирова». Показаны результаты селекционных программ «Устойчивость» и «Устойчивость плюс Качество» с кратким описанием наиболее перспективных столовых и технических сортов и форм.

Ключевые слова: виноград, селекция, сорт, гибрид, наследование, качество, устойчивость, хозяйственно-ценные признаки

На протяжении более 100 лет селекция винограда является одним из приоритетных направлений исследований ННЦ «ИВиВ им. В.Е. Таирова». Ее основные задачи: сортоизучение, генеративная и клоновая селекция столовых, технических и подвойных сортов винограда. Селекционные программы института Таирова направлены на создание высокоадаптивных сортов с высоким качеством продукции, устойчивых к неблагоприятным факторам окружающей среды, патогенам и вредителям, сочетают в себе классические селекционные схемы (методы) – отдаленную межвидовую и межсортовую гибридизации, возвратные и насыщающие скрещивания.
Всего институтом выведено более 130 сортов и форм, из них 36 внесены в Реестр сортов растений Украины, на сегодня это более 55 % всего районированного сортимента. Общая площадь насаждений этих сортов в различных виноградарских регионах Украины составляет более 10 тыс. га. Ряд сортов украинской селекции хорошо известен в виноградарских странах Европы (Одесский черный, Сухолиманский белый, Аркадия и др.). Гибридный фонд института сегодня составляет более 15 тысяч растений 200 комбинаций скрещивания, селекционный – 120 перспективных форм.
В последние годы отличительной чертой селекционных работ является применение ДНК-технологий, в частности молекулярных маркеров на различных этапах селекционного процесса [1, 2]. Применение микросателлитных маркеров открывает широкие возможности для повышения эффективности и ускорения селекционного процесса [3]. В частности, это дает возможность осуществления ДНК-типирования сортов винограда, отбора нужных генотипов на ранних этапах развития гибридных сеянцев и установления родительских сортов.
Целью работы было осветить ступенчатость многолетнего селекционного процесса и обосновать целесообразность использования в современных селекционных схемах сложных межвидовых гибридов, полученных от скрещивания сортов вида VitisviniferaL. с устойчивыми к болезням американскими(V.vulpina L. (V.riparia Michx.), V.rupestris Scheele., V.berlandieri Planch. и др.) и морозостойкими восточно-азиатскими видами (например, V. amurensis Rupr.).
Многолетнюю работу селекционных подразделений института можно условно разделить на 4 основных временных этапа.
I. Создание собственной базовой коллекции на основе интродуцированных сортов различных по генетическому и географическому происхождению. Отбор для дальнейшего вовлечения в селекционный процесс наиболее адаптированных к местным условиям сортообразцов. К сожалению, этот этап был прерван Второй мировой войной и начат заново с 1944 года.
II. Создание собственных сортов – аналогов, путем проведений скрещиваний внутри вида V. vinifera L. Наиболее известными результатами этой работы стали сорта Сухолиманский белый (Шардоне х Плавай), включенный в Реестр сортов в 1969 году и Одесский черный (Алиберне) (Аликант Буше х Каберне Совиньон). включенный в Реестр сортов в 1972 году.
В этот же временной период были проведены первые межвидовые скрещивания преимущественно Vitis vinifera x Vitis amurensis. Результатом стали сорта Днестровский розовый (ВИР – II- 35-20 (Нимранг х Vitis amurensis) х Матяш Янош и Голубок (Северный х см. пыльцы (40 лет Октября + Одесский ранний+1-17-54), включенные в региональный сортимент в 1972, 1981 гг.. Порог зимостойкости и морозоустойчивости данных гибридов выше европейских аналогов, урожайность высокая, однако отмечены значительные повреждения .патогенами (оидиум, черная пятнистость) в эпифитотийные годы, качественные показатели конечного продукта не соответствуют современным требованиям.
III. 70 – 90 – е годы прошлого века интродукция мировой коллекции приобретает особые масштабы, селекционеры активно ведут работу по созданию новых сортов и охотно обмениваются результатами. Цель – создание сортов с генетически обусловленной устойчивостью к основным патогенам путём преодоления восприимчивости высококачественных европейских сортов генами устойчивых американских видов.
В институте реализуется селекционный проект «Устойчивость» (основные результаты представлены в таблице 1). За 15 лет был создан уникальный гибридный фонд, который насчитывал более 100 тыс. сеянцев, уточнены принципы подбора родительских пар [4].

Таблица 1
Основные результаты селекционной программы «Устойчивость»

Как вывести новый сорт винограда в домашних условиях

Благодаря научным достижениям сегодня можно создавать новые сорта растений и улучшать уже имеющиеся виды. Вследствие селекции возникает разнообразие сортов растений с различными характеристиками, что упрощает процесс их разведения. Данная наука способствует течению природного естественного отбора. Селективные работы позволяют совершенствовать сельскохозяйственные культуры, что делает возможным выращивать их и в самых неподходящих, на первый взгляд, условиях. Например, такую теплолюбивую культуру, как виноград, теперь выращивают даже в северных регионах (Урал, Сибирь).

Задача селекции

Селекция винограда позволяет совершенствовать базовые сорта, а также, скрещивая их, создавать новые виноградные виды. Благодаря тому, что отбор проводится искусственно (человеком), можно выводить сорта, которые соответствуют местам их будущего выращивания. В процессе селективных работ из растения исключаются слабые характеристики.

Из-за этого виноградные кусты становятся более устойчивыми к внешним негативным факторам, заболеваниям, а также повышается качество урожая. Селекция позволяет создавать уникальные вкусы ягод, путем скрещивания между собой необычных виноградных сортов. Эта задача особенно важна в виноделии, так как такой виноград позволяет производить неповторимые напитки.

Статья по теме: Находка АЗОС - сорт винограда

Благодаря селекционным работам появились морозоустойчивые сорта винограда.

Методы

Перед проведением селекционных работ необходимо отобрать правильные образцы растений. Наиболее распространённые способы отбора: индивидуальный и массовый. Первичный материал оценивается по следующим характеристикам:

генетическим;
биологическим;
иммунологическим;
эколого-географическому происхождению;
хозяйственным особенностям.

Методы селекции классифицируются на:

массовый посев семян, полученных при естественном опылении;
вегетативная гибридизация;
искусственная гибридизация;
фитосанитарная селекция;
клоновая селекция.

Удачная селекция напрямую зависит от выбора исходного материала и метода.

Массовый посев семян

Данный метод наиболее старый — он использовался c XVIII века. Позволяет одновременно высадить много семян сорта, а затем искусственным путем отобрать наиболее качественные саженцы. Метод получил широкое применение среди исследователей в области селекции благодаря своей простоте. Он широко используется и в современности при селекционных работах.

Особенности выращивания винограда из косточки описаны тут.

Искусственная половая гибридизация

Данный метод наиболее применяемый при селекции винограда. Он основывается на искусственном подборе родительских саженцев. Это повышает шансы наследования необходимых характеристик. Благодаря такому скрещиванию можно получить виноград с уникальными качествами. При гибридизации используется система ступенчатого отбора, которая позволяет создавать базы качественного селекционного материала.

Вегетативная селекция

Селекционная работа проводится путем прививки выбранного сорта к кусту винограда. Данный метод имеет ограниченную передачу генов между привоем и подвоем. Таким образом, при «вегетативной гибридизации» растение наследует лишь часть характеристик от прививочного сорта винограда.

Как прививать виноград весной расскажет эта статья.

Клоновая

Смыслом клоновой селекции является отделение и последующее изучение различных клонов, составляющих исследуемый сорт винограда, и размножение самых ценных среди них. С этой целью отбираются кусты известных стандартных видов, характеризующихся высоким плодородием и приносящие доброкачественный виноград.

Признаки и свойства, проявление которых вызвано методиками агротехники и влиянием окружающей среды, не считаются клоновыми.

Сортоизучение и сортоиспытание

Сортоизучение подразумевает под собой исследование местных и завезенных видов винограда в производственных условиях методом экспедиционного обследования. Также при этом используется коллекционный метод. В коллекции собираются сорта среди местных и завезенных, а затем высаживается каждый по 10-20 кустов. После изучения выделяют лучшие виды, которые соответствуют направленности выращивания и природным условиям местности.

Далее избранные сорта передаются в производственное сортоиспытание и государственную сортоведческую сеть. На испытательных участках выбранной местности высаживаются подобранные сорта в соответствии с конкретной производственной задачей. По результатам испытаний в стандартный сортимент конкретного района вводятся ценные виды и исключаются менее пригодные. Также сортоиспытание осуществляет районирование новых виноградных сортов.

Суть сортоиспытательных действий — улучшение стандартного набора виноградных видов, подбор винограда для новой местности и районирование новых сортов.

Этапы

Весь процесс селекционных работ разделён на этапы, каждое из которых решает определенную задачу. При исключении какого-то этапа или изменение их очередности может вызвать проблемы при селекции. Перед началом работ следует тщательно изучить последовательность действий.

Подготовка материнского растения

Материнский виноградный куст должен быть с крупными соцветиями на сильных отростках. Как формировать виноградный куст. Для скрещивания следует подбирать пару из родственных сортов винограда. Помимо этого, среди них необходимо выбирать наиболее подходящие друг другу кусты. При первом появлении цветы на выбранном кусте кастрируются, а затем соцветие укрывается изолятором для предотвращения попадания пыльцы с других цветущих растений.

В соцветии кастрации подвергаются не все цветки, а только 40—50% от общего числа, примерно 100—150 штук.

Заготовка пыльцы отцовского растения

Перед началом селекционных работ необходимо выбрать подходящую пару для опыления. В период цветения отцовского растения тычиночные нити с пыльниками собираются в бумажные пакетики, а затем их переносят в помещение и расстилают на бумагу для просушивания и дозревания. Заготовленную пыльцу необходимо держать в сухом и прохладном месте.

Если цветение обоих растений совпадает, пыльца не собирается. Для оплодотворения соцветие отцовского растения встряхивается над соцветиями материнского.

Процесс опыления

Обычно к опылению приступают после появления на рыльцах пестиков материнского куста особой клеющейся жидкости. Для предотвращения попадания сторонней пальцы изолятор при опылении не снимается. В нем проделывается отверстие, через которое наносится пыльца, а затем оно заклеивается пергаментной бумагой. Для лучшего результата опыление рекомендуется повторить через два-три дня.

Работа с семенами

Полученные ягоды должны оставаться на кустах до полного вызревания семян. Далее грозди снимаются вместе с защитными мешочками и переносятся в место хранения. Семена извлекаются зимой, хорошо моются и сушатся. Затем их укладывают в горшочки на влажный песок и хранят в помещении с температурой +5-7°C. За 2 недели до пересадки в грунт их помещают в тёплое помещение для начала прорастания семян. Пересадка производится в период без особых температурных колебаний.

Статья по теме: Сорта винограда на Б

Направленное воспитание

В период роста гибридное растение весьма пластично и может развивать определенные свойства, которые соответствуют условиям окружающей среды. Направленное воспитание позволяет приучить растение к неблагоприятным условиям местности, где оно выращивается. В зависимости от направленности выращивания виноградные кусты помещаются в те или иные условия. Например, если необходимо выработать холодостойкость сорта, гибрид помещается в естественные условия пониженных температур.

Отбраковка

Не все полученные сеянцы необходимо доводить до периода плодоношения. Часть из них можно браковать в раннем возрасте. Отбор непригодных растений производится в зависимости от поставленных задач. Для этого используются различные способы и критерии отбора. Проще всего браковать тогда, когда растение находится в определенном периоде. Например, в период цветения отбираются растения с ненормальным строением цветков и т.д.

Оценка полученных гибридов

Наиболее точная оценка может быть составлена только после начала периода плодоношения гибрида. На развитие определенных качеств растения очень влияет агротехника, поэтому не следует пренебрегать ею в период роста и развития кустов. Более полная и точная оценка возможностей гибридных растений может быть поставлена на второй-третий год плодоношения.

Не следует в 1 год плодоношения оценивать качество ягод и объём урожая гибридных кустов.

Видео

В данном видео показаны результаты селекция винограда на морозоустойчивость.

І. А. Ковальова
ORCID iD National Scientific Center “Tairov Institute of Viticulture and Wine-Making”
Ukraine

Л. В. Герус
ORCID iD National Scientific Center “Tairov Institute of Viticulture and Wine-Making”
Ukraine

М. Г. Банковська
ORCID iD National Scientific Center “Tairov Institute of Viticulture and Wine-Making”
Ukraine

M. Г. Федоренко
ORCID iD National Scientific Center “Tairov Institute of Viticulture and Wine-Making”
Ukraine

О. В. Салій
ORCID iD National Scientific Center “Tairov Institute of Viticulture and Wine-Making”
Ukraine

Prospects of domestic viticulture transition to ecological (adaptive) management

Abstract

Purpose. To determine the possibility of the domestic viticulture transition to the ecological (adaptive) management system, based on the use of highly adaptive varieties.

Methods. Procedures are conventional in viticulture. All stages of agrobiological research were carried out according to the M. A. Lazarevskiy technique. The resistance of genetic resources to fungal diseases was assessed using the 9-point scale on the natural infectious background with maximum damage. Organoleptic evaluation of wine and fresh grapes was performed using 8-point and a 10-point scales respectively.

Results. The main agrobiological traits (resistance to diseases, productivity and yield quality) of 22 perspective grape varieties and forms were studied. The level of resistance to fungal diseases was determined as one of the main criteria of the variety suitability for ecological (adaptive) viticulture. During five years, the average resistance level of this group of table and wine varieties was not lower than the relative one (6.5–7 points), and in ‘Zagrei’ variety – up to 7,5 points. The level of quality characteristics of products of new grape varieties and forms was determined (wine evaluation, marketability and assessment of fresh table grapes). Samples with a combination of high wine and grape quality characteristics and high productivity were selected. To replenish the gene pool of grapes by adaptive varieties, such perspective hybrid combinations as ‘Opalovyi’ ´ ‘Burmunk, ‘Avgustin’ ´ ‘Oryhinal and ‘Ohoniok tairovskyi’ ´ ‘Kardyshakh’ were studied. The level of group resistance to fungal diseases was identified and the perspective genotypes were preliminarily selected.

Статья по теме: Тафериэль - виноград

Conclusions. The level of display of a number of economic characters in the group of perspective table and wine grape varieties and forms was determined. Highly adaptive and highly productive varieties and forms suitable for the use in the adaptive viticulture were defined. Prospective hybrid combinations were considered, from which highly adaptive varieties will be selected as suitable for the ecological system of viticulture.

Keywords

Full Text:

References

Grigoruk, V. V., & Klimov, E. V. (2016). Razvitie organicheskogo sel’skogo khozyaystva v mire i Kazakhstane [Development of organic agriculture in the world and Kazakhstan]. Kh. Mumindzhanov (Ed.). Ankara: N.p. [in Russian]

Lazarevskiy, M. A. (1963). Izuchenie sortov vinograda [The study of grape varieties]. Rostov-on-Don: Izd-vo Rostovskogo un-ta. [in Russian]

Bankovska, M. H. (2007). Evaluation of grape genotypes resistance to fungal diseases. Vynohradarstvo i vynorobstvo [Viticulture and Vine Production], 45(1), 20–25. [in Ukrainian]

Valuyko, G. G., & Scholz-Kulikov, E. P. (2005). Teoriya i praktika degustatsii vin [Theory and practice of wine tasting]. (2 nd ed.). Simferopol: Tavrida. [in Russian]

Prostoserdov, N. N. (1946). Technological characteristics of grapes and products of its processing. In Ampelografiya SSSR [Ampelography of theUSSR] (Vol. 1, pp. 401–462).Moscow: Pishchepromizdat. [in Russian]

Gerus, L. V., Kovaleva, I. A. Saliy, E. V., Fedorenko, M. G., Mulyukina, N. A., Karastan, O. M., & Papina, E. S. (2015). Results of stepped breeding for genetically determined high-level manifestation of economic traits in grape varieties bred by NSC “Tairov Institute of Viticulture and Wine-Making”. Vynohradarstvo i vynorobstvo [Viticulture and Vine Production], 52, 54–60. [in Russian]

Kovaliova, I. A., Herus, L. V., Salii, O. V., Fedorenko, M. H., & Bankovska, M. H. (2014). Practical results of “Resistance and Quality” breeding program. Vynohradarstvo i vynorobstvo [Viticulture and Vine Production], 51, 61–65. [in Ukrainian]

Vlasov, V. V., Mulyukina, N. A., Dzhaburiya, L. V., Kovaleva, I. A., Tulaeva, M. I., Gerus, L. V., … Karastan, O. M. (2014). Ampelograficheskiy atlas sortov i form vinograda selektsii Natsional’nogo nauchnogo tsentra “Institut vinogradarstva i vinodeliya im. V. E. Tairova” [Ampelographic Atlas of grape varieties and forms bred by NSC “Tairov Institute of Viticulture and Wine-Making”]. Kiev: Ahrarna nauka. [in Russian]

GOST Style Citations

Григорук В. В., Климов Е. В. Развитие органического сельского хозяйства в мире и Казахстане / под ред. Х. Муминджанова. Анкара, 2016. 151 с.

Лазаревский М. А. Изучение сортов винограда. Ростов-на-Дону : Изд-во Ростовского ун-та, 1963. 152 с.

Банковська М. Г. Оцінка стійкості генотипів винограду проти грибних хвороб. Виноградарство і виноробство : міжвід. темат. наук. зб. Одеса, 2007. Вип. 45, Т. 1. С. 20–25.

Валуйко Г. Г., Шольц-Куликов Е. П. Теория и практика дегустации вин. 2-е изд. Симферополь : Таврида, 2005. 232 с.

Простосердов Н. Н. Технологическая характеристика винограда и продуктов его переработки. Ампелография СССР. Москва : Пищепромиздат, 1946. Т. 1. С. 401–462.

Герус Л. В., Ковалева И. А., Салий Е. В. и др. Результаты ступенчатой селекции на генетическую обусловленность высокого уровня проявления хозяйственно-ценных признаков сортов винограда селекции ННЦ «ИВиВ им. В. Е. Таирова». Виноградарство і виноробство : міжвід. темат. наук. зб. Одеса, 2015. Вип. 52. С. 54–60.

Ковальова І. А., Герус Л. В., Салій О. В. та ін. Практичні результати селекційної програми «Стійкість плюс Якість». Виноградарство і виноробство : міжвід. темат. наук. зб. Одеса, 2014. Вип. 51. С. 61–66.

Власов В. В., Мулюкина Н. А., Джабурия Л. В. и др. Ампелографический атлас сортов и форм винограда селекции Национального научного центра «Институт виноградарства и виноделия им. В. Е. Таирова». Киев : Аграрна наука, 2014. 134 с.