СПОСОБ ПОДБОРА ЛУЧШИХ СОРТОВ ОПЫЛИТЕЛЕЙ ДЛЯ НАСАЖДЕНИЙ ЯБЛОНИ Российский патент 2013 года по МПК A01H1/04 A01G1/00 A01G7/00 

Способ подбора сортов (форм) (далее в тексте используем термин «сорт», который принимается как синоним словосочетания «селекционная форма») опылителей для насаждений яблони относится к сельскому хозяйству, а именно к садоводству, и может быть использован при селекции сортов яблони.

Цель изобретения заключается в повышении достоверности, упрощении, ускорении и сокращении селекционного процесса подбора новых форм и сортов опылителей для заданных производственных сортовых насаждений яблони. Это достижимо потому, что оплодотворяющая способность сорта яблони зависит от содержания водорастворимых веществ в зрелой пыльце предполагаемого сорта опылителя (табл.2, 3, 4).

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к садоводству, а именно к способам оценки сортов опылителей яблони, и предназначено для отбора наиболее эффективных сортов опылителей.

Известен способ подбора сортов опылителей яблони, включающий принудительное контролируемое экспериментальное опыление садовых сортов яблони зрелой пыльцой исследуемого сорта яблони [9].

Однако, оценка склонности сортов яблони к перекрестной плодовитости (совместимости), только путем принудительного опыления цветков одного сорта яблони пыльцой другого сорта, не всегда бывает достаточно убедительной. Отрицательные результаты по завязываемости плодов, при перекрестном опылении, могут быть получены в засушливые годы, когда репродуктивные органы получают недостаточное развитие, кроме того, при отсутствии влаги пыльца, попавшая на рыльце пестиков, не прорастает, а при избытке влаги лопается [2, 3, 4, 8, 12]. Так что суждение о совместимости между сортами плодовых культур, на основании только перекрестного принудительного экспериментального опыления, иногда складывается в течение нескольких лет.

Целью предлагаемого изобретения является ускорение и упрощение достоверного подбора совместимых комбинаций сортов яблони при перекрестном опылении.

Поставленная цель достигается тем, что о склонности сортов яблони к совместимости при опылении судят, прежде всего, по эндогенному фактору, а именно по процентному содержанию водорастворимых веществ в пыльце сорта опылителя.

Выявлено, что водные экстракты из пыльцы растений содержат ферменты, аминокислоты, гликозиды флавоноидов, гликопротеины [1, 5, 14]. Они обеспечивают прорастание пыльцевых зерен (образование и рост пыльцевых трубок).

Кроме содержания водорастворимых веществ (ВРВ) в пыльце сорта опылителя на совместимость сортов яблони при опылении может влиять другой эндогенный фактор, такой как содержание флоризина в пестиках опыляемого сорта. Флоризин в высоких концентрациях является ингибитором ростовых процессов [11], в том числе и прорастания пыльцевых трубок.

Несмотря на то что совместимость между сортами яблони при опылении, по нашим данным, прямо пропорциональна проценту содержания водорастворимых веществ в пыльце сорта опылителя (табл.2, 3 по вертикали) и обратно пропорциональна проценту содержания флоризина в столбиках опыляемого сорта (табл.2, 3 по горизонтали), определяющим фактором совместимости сортов при опылении является все же содержание водорастворимых веществ в пыльце сорта опылителя.

Объясняется это тем, что водорастворимые вещества пыльцы, при достаточном количестве, нейтрализуют ингибирующее действие флоризина пестиков и способствуют использованию его на рост пыльцевых трубок.

Количественным показателем совместимости сортов при опылении является процент завязывания плодов опыленным сортом. При оценке сортов-опылителей лучшими опылителями считаются те сорта, которые обеспечили процент завязавшихся плодов выше, чем от свободного опыления (контроля), равный или близкий к нему. Сорта, обеспечивающие завязывание плодов ниже, чем лучшие опылители, но не менее чем 60% по отношению к контролю, выделяют в группу допустимых опылителей. Сорта, давшие процент завязывания плодов ниже 60% по отношению к контролю, следует рассматривать как плохие опылители [9].

При сравнении различных комбинаций опыляемого сорта и сорта опылителя (табл.2, 3, 4), слабо совместимыми (абсолютное завязывание 0-3%, а относительное завязывание 0-42%) являются комбинации сортов, в которых опыляемый сорт имеет максимальное содержание флоризина (25-30% от сухой массы (пестики высушиваются до постоянной массы над КОН или NaOH, а пыльца высушивается до постоянной массы над CaCl₂), а пыльца сорта опылителя содержит минимальное количество водорастворимых веществ (33-42% от сухой массы) (табл.3).

Наибольший процент завязывания плодов (абсолютное завязывание 28-31%, а относительно контроля 172-186%), т.е. наибольшая совместимость наблюдается, если опыляемый сорт яблони имеет в основании столбика минимальное содержание флоризина (11-13% от сухой массы), а пыльца сорта опылителя содержит максимальное количество водорастворимых веществ (53-58% от сухой массы) (табл.3).

В комбинации с высоким (25-30%) содержанием флоризина в столбиках опыляемого сорта и высоким (53-58%) содержанием водорастворимых веществ в пыльце сорта-опылителя наблюдается также высокий процент завязывания плодов (абсолют.8-23%; относит.160-228%) (табл.3). Аналогичная зависимость завязывания плодов от количественного содержание водорастворимых веществ в пыльце наблюдается и по данным таблиц 2 и 4.

Более наглядна графическая зависимость завязываемости плодов от содержания водорастворимых веществ в пыльце сортов опылителей. Это можно видеть по рис.1-9, составленным по данным таблиц 3 и 4. По этим данным просматривается четкая тенденция, прямой зависимости завязываемости плодов от содержания водорастворимых веществ в пыльце, причем завязываемость плодов, у всех опыляемых сортов, резко возрастает, если пыльца опылителей содержит водорастворимых веществ более 50% от своей сухой массы.

Отсутствие в некоторых случаях строго последовательной зависимости завязывания плодов от содержания водорастворимых веществ в пыльце опылителей объясняется тем, что на завязываемость плодов могут оказывать влияние такие факторы, как, например, разнокачественность пыльцевых зерен и пестиков различных сортов яблони.

В целом из данных таблиц 2, 3 и 4 можно заключить, что пыльца лучших сортов опылителей содержит водорастворимых веществ более 50% от своей сухой массы, и чем содержание больше, тем опылительные свойства сорта выше, а пыльца плохих опылителей содержит ВРВ меньше 50% от своей сухой массы.

Из этого следует, что содержание водорастворимых веществ в пыльце может быть использовано в качестве параметра при выборе сорта-опылителя насаждений яблони.

Способ заключается в том, что при выборе сорта-опылителя яблони из нескольких исследуемых сортов в их зрелой пыльце, высушенной до постоянного веса над хлористым кальцием, определяют содержание водорастворимых веществ и лучшим опылителем считается тот сорт, пыльца которого имеет большее содержание водорастворимых веществ, предпочтительно свыше 50% от своей сухой массы.

Пыльцевые зерна, лишенные водорастворимых веществ после промывания чистой водой, не прорастают ни на искусственной питательной среде, ни на рыльцах пестиков [13].

В таблицах 2, 3 и 4 представлены результаты определения опылительной способности некоторых испытанных сортов яблони. Применение предлагаемого способа отбора сортов-опылителей, основанного на использовании в качестве маркера содержания водорастворимых веществ в пыльце, позволит обеспечить объективную характеристику опылительной способности любых известных сортов и форм яблони за один сезон, т.е. позволит существенно сократить во времени целенаправленный селекционный процесс по выявлению форм яблони с заданными опылительными свойствами.

Многолетние исследования показали, что различия в содержании водорастворимых веществ в пыльце, как и флоризина в пестиках, взятых у одних и тех же сортов в разные годы, обычно меньше, чем различия этих же показателей для разных сортов (табл.1).

Таблица 1 Содержание водорастворимых веществ в пыльце и флоризина в основании столбиков разных сортов яблони в 1984, 2001, 2007 гг. № Сорта яблони Содержание водорастворимых веществ в пыльце, % Содержание флоризина в основании столбиков в % от сухой массы 1984 2001 2007 1984 2001 2007 1 Народное 46 47 - 18 22 - 2 Мелба 51 50 - 16 15 - 3 Пепин шафранный 42 46 48 17 16 18 4 Зоренька 50 45 - 17 18 - 5 Уэлси 40 38 38 14 15 16 6 Северный синап 51 49 52 15 17 17 7 Папировка 46 48 49 28 30 30 8 Боровинка 39 42 - 32 29 - 9 Коричное новое 40 38 - 30 32 - 10 Антоновка обыкн. 45 47 50 32 31 30 11 Десертное Исаева 32 33 - 26 28 - 12 Бессемянка мичуринская 33 31 35 31 29 28

Полученные результаты указывают на то, что содержания водорастворимых веществ в пыльце и флоризина в пестиках яблони, величины достаточно стабильные и являются характерными для конкретных сортов.

Пример 1. Изучение содержания водорастворимых веществ в пыльце и содержания флоризина в основаниях столбиков пестиков цветков одновременно цветущих сортов яблони: Лобо, Спартан, Мартовское, Зеленый май, Орлик, Синап орловский, Бессемянка мичуринская и проведение между этими сортами перекрестного принудительного опыления.

Отбор цветков, заготовку пыльцы и полевые опыты по принудительному опылению исследуемых сортов проводят по методикам, принятым в селекционной практике [9]. Заготовленную пыльцу, предназначенную для анализа, выдерживают в эксикаторе над хлористым кальцием при комнатной температуре 18-20°С до постоянного веса в течение 2-3 дней.

Из выдержанных в эксикаторе образцов пыльцы приготавливают навески массой 10-15 мг. Затем содержание водорастворимых веществ в них определяют известным весовым способом [7]. Заготовку столбиков от пестиков цветков сортов яблони и определение содержания в их основаниях флоризина проводят также ранее описанным способом [6]. Повторность анализа для каждого образца пыльцы и пестиков трехкратная.

Установленные в течение двух лет (2009 и 2010 гг.) значения содержаний (в % весовых) водорастворимых веществ в пыльце сортов-опылителей и содержаний (в % весовых) флоризина в основаниях сухих столбиков опыляемых сортов яблони и соответствующие им проценты завязывания плодов от числа опыленных цветков представлены в таблицах 2, 3 и рис.1-6.

Из полученных в результате двухлетних опытов следует, что все исследуемые опыляемые сорта показали наивысший процент завязывания плодов при опылении пыльцой сортов Лобо и Спартан, т.е. сортов, содержащих наибольшее количество водорастворимых веществ (52-58%). Следовательно, эти сорта следует использовать в схемах посадки многосортных насаждений яблони как сорта-опылители.

Пример 2. Определяют лучшие сорта-опылители для сортов яблони: Папировка, Бессемянка мичуринская, Антоновка обыкновенная. Лучший сорт-опылитель выделяют по содержанию водорастворимых веществ в пыльце следующих девяти сортов: Бессемянка мичуринская, Антоновка обыкновенная, Уэлси, Ренет Черненко, Жигулевское, Мелба, Лобо, Северный синап, Богатырь. Содержание водорастворимых веществ в образцах пыльцы и содержание флоризина в столбиках цветков находят, как описано в примере 1.

Из результатов анализа (таб.4) и рис.7-9 следует, что наибольшее содержание водорастворимых веществ имеют пыльцевые зерна сортов: Мелба, Северный синап, Китайка и Богатырь, 55, 53, 57 и 61%, соответственно. У других сортов содержание водорастворимых веществ не превышает 50%.

На основании величины этого физиологического параметра было определено, что из рассматриваемых для опыления сортов яблони лучшими опылителями являются сорта Мелба, Северный синап, Китайка и Богатырь. Для подтверждения этого вывода пыльцой всех опытных сортов провели принудительное пробное ручное опыление сортов Бессемянка мичуринская, Антоновка обыкновенная и Папировка. Процент завязывшихся съемных плодов от числа опыленных цветков, для всех трех сортов, оказался наиболее высоким от сортов-опылителей: Мелба, Северный синап, Китайка и Богатырь. Завязывание плодов от этих сортов превышает свободное опыление, в основном, в 1,5-3,0 раза (табл.4). Следовательно, эти сорта могут быть использованы в схемах массовых посадок сортов Бессемянка мичуринская, Антоновка обыкновенная, Папировка в качестве сортов-опылителей. Высокие опылительные качества этих сортов подтверждаются также результатами наблюдений за ними в производственных и опытных насаждениях [10, 12]. От пыльцы других сортов, содержащей водорастворимых веществ меньше 50% от сухой массы, абсолютный процент завязывания плодов в основном был не более 5%, что составляет менее 60% относительно свободного опыления и позволяет отнести их к плохим опылителям.

Литература

1. Голубинский И.Н. Биология прорастания пыльцы / И.Н.Голубинский. - Киев: Наукова Думка, 1974. - 368 с.

2. Заец В.К. Изучение самоопыления и перекрестного опыления у плодовых деревьев в связи с подбором лучших опылителей / В.К.Заец: Дис. работа. - Мичуринск, 1939. - 95 с.

3. Кобель Ф. Научные основы плодоводства. / Ф.Кобель. М-Л: ОГИЗ - 1934. - 340 с.

4. Лихонос Ф.Д. Селекция яблони. / Ф.Д.Лихонос. - М.-Л.: 1936. - 191 с.

5. Минаева В.Г. Фловоноиды в онтогенезе растения и их практическое использование. / В.Г.Минаева. Новосибирск: Наука 1978, 256 с.

6. Палфитов В.Ф. Диагностика самоплодности и силы роста яблони. / В.Ф.Палфитов. Мичуринск: МичГАУ, 2003, 198 с.

7. Палфитов В.Ф. Весовое определение водорастворимых веществ в пыльце растений. / В.Ф.Палфитов, Т.В.Ермачкова. // Вестник МичГАУ / Мичуринск: - 2008 №2, с.120-122.

8. Ро Л.М. Перекрестное опыление и самоопыление у различных плодовых деревьев. / Л.М. Ро - Млеев, 1929. - 101 с.

9. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур. - Орел ВНИИСПК, 1999. - с.290 - 295.

10. Помология. Яблоня. - Орел: ВНИИСПК, том 1, 2005.

11. Сарапуу Л.П. Физиологическая роль и метаболизм флоризина в яблони. Докторская диссертация. - Тарту, 1971. - 282 с.

12. Селекция и сортоведение плодовых и ягодных культур. / Под. ред. проф. А.С.Татаринцева. М.: Колос, 1981. - 368 с.

13. Branscheidt, P.Zur Physiologie der Pollen Keimung und Ihrer experimentellen Beeinflussung. - Planta, 1930. 2, 2. S.368.

14. Wiermann R. Untesuchungen zum Phenylpropan - stoffwechsel des Pollens I. Ubersicht uber die bei Gymnospermen and Angiospermen isolierten flavonoiden Verbindungen. - Ber. Dtsch. Bot. Ges., 1968. - Bd.81. S.3 - 16.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к садоводству. В способе в пыльце исследуемых сортов, выдержанной над хлористым кальцием до постоянного веса, определяют содержание водорастворимых веществ. Лучшим опылителем считают сорт, пыльца которого больше содержит водорастворимых веществ. Наиболее предпочтительными опылителями являются сорта яблони, пыльца которых содержит водорастворимых веществ свыше 50% от своей сухой массы. Способ позволяет ускорить и упростить достоверный подбор совместимых комбинаций сортов яблони при перекрестном опылении. 1 з.п. ф-лы, 9 ил., 4 табл., 2 пр.

1. Способ подбора лучших сортов опылителей яблони, отличающийся тем, что в пыльце исследуемых сортов, выдержанной над хлористым кальцием до постоянного веса, определяют содержание водорастворимых веществ и лучшим опылителем считается сорт, пыльца которого содержит больше водорастворимых веществ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наиболее предпочтительными опылителями являются сорта яблони, пыльца которых содержит водорастворимых веществ свыше 50% от своей сухой массы.