Оценка гибридных популяций картофеля от разных типов накапливающих скрещиваний по полевой (горизонтальной) устойчивости к фитофторозу и создание исходного материала для селекции

 Актуальность темы. Фитофтороз является одной из наиболее опасных болезней картофеля, наносящей значительный ущерб урожаю в период вегетации и проявляющейся при хранении. Основная проблема борьбы с фитофторозом, в настоящее время, связана с высокой генетической изменчивостью возбудителя болезни – оомицета Phytophthora infestans (Mont) de Bary, способного преодолевать барьеры устойчивости растений и систему защитных мероприятий путем формирования разнообразных штаммов с повышенной агрессивностью.

В 80-х годах прошлого столетия во всех картофелевозделывающих странах создались условия для развития полового процесса, в результате которого в популяциях P. infestans увеличилась частота генетически разнообразных изолятов с высоким потенциалом адаптивности к условиям среды, в том числе устойчивых к фунгицидам системного действия (Гриднев, Кваснюк, 2000; Дьяков, 2002).

За последние 20 лет отмечено очередное повышение вредоносности возбудителя фитофторы (Cooke et. al., 2011), которое может быть связано с появлением новой группы рекомбинантных штаммов, устойчивых также к контактным фунгицидам (Смирнов, 2010) и появлением высоко агрессивных штаммов, менее зависимых от температуры и влажности воздуха (Кузнецова и др., 2012). В полевых популяциях фитофторы наблюдается быстрая смена генетически разнообразных штаммов, для защиты от которых сельхозпроизводителям приходится использовать новые классы фунгицидов, что значительно увеличило стоимость затрат на производство картофеля (Covers, 2005).

В сложившихся условиях существенно изменилась программа селекции картофеля в направлении повышения уровня фитофтороустойчивости создаваемых сортов. Главное внимание стало уделяться использованию неспецифической полевой устойчивости, свойственной многим диким видам картофеля, которая способна обеспечить надежную и долговременную защиту от прогрессирующей агрессивности патогена.

Признак неспецифической полевой устойчивости характеризуется несколькими различными защитными механизмами, снижающими степень внедрения и размножения патогенна в растении. Успеху селекции благоприятствует также генетическая природа полевой устойчивости, контролируемая полигенами с аддитивным эффектом действия, определяющим  трансгрессивное расщепление потомства по полевой устойчивости. Частоту трансгрессий можно повышать с помощью подбора родительских компонентов и применения эффективной системы скрещиваний. Поэтому изучение влияния накапливающих скрещиваний на повышение уровня полевой устойчивости к фитофторозу и увеличение частоты трансгрессивных рекомбинантов в потомстве, а также создание на их основе исходного материала, являются актуальными для повышения эффективности селекционного процесса картофеля в направлении выведения сортов с высокой полевой устойчивостью к фитофторозу.

Цель исследований.По результатам оценки гибридных популяций изучить влияние накапливающих скрещиваний на повышение уровня полевой устойчивости к фитофторозу, частоту встречаемости трансгрессивных рекомбинантов и создать перспективный исходный материал для селекции.

Задачи исследований.

1. Оценить гибридные популяции по основным биометрическим параметрам полевой устойчивости к фитофторозу при искусственном заражении.
2. Оценить гибридные популяции при естественном распространении фитофторы в поле путем визуальных наблюдений в период эпифитотий по основным биометрическим параметрам полевой устойчивости и универсальному показателю AUDPC (площади поражения под кривой развития болезни).
3. Определить селекционную ценность гибридных популяций по частоте встречаемости трансгрессивных рекомбинантов.
4. Определить влияние разных типов накапливающих скрещиваний на частоту трансгрессивных рекомбинантов в популяциях и определить долю генотипов, сочетающих высокую полевую устойчивость с высокой урожайностью.
5. Оценить рекомбинантные гибриды по показателям высокой полевой устойчивости и комплексу хозяйственно-ценных признаков.
6. Выделить исходный материал для селекции на полевую устойчивость к фитофторозу и включить его в генетическую коллекцию.

Научная новизна исследований. Впервые по двум уровням высокой полевой устойчивости (7-7,9 и 8-9 баллов) проведена оценка гибридных популяций по частоте встречаемости трансгрессивных рекомбинантов, сочетающих высокую полевую  устойчивость с комплексом хозяйственно-ценных признаков. Определена эффективность вариантов накапливающих скрещиваний, в результате которых сформировались рекомбинантные генотипы, превышающие по уровню полевой устойчивости и хозяйственно-ценным признакам родительские формы.

Проведена оценка рекомбинантных гибридов по степени стабильности признака полевой устойчивости, установлена частота встречаемости генотипов, сочетающих высокую стабильную устойчивость с высокой урожайностью.

Практическая значимость. Создан перспективный, генетически разнообразный исходный материал, характеризующийся высокой устойчивостью к фитофторозу и  комплексом хозяйственно-ценных признаков. В генетическую коллекцию исходных форм ВНИИКХ передано 64 рекомбинантных генотипа, сочетающих высокую полевую устойчивость с урожайностью, крахмалистостью, устойчивостью к альтернариозу и вирусам, в том числе к наиболее вредоносному вирусу Y. Выделены также новые источники устойчивости к фитофторозу в количестве 16 генотипов и отобрано 17 хозяйственно-полезных гибридов.