Потенциал генофонда ягодных культур в связи с селекцией на улучшение химического состава плодов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

Потенциал генофонда ягодных культур в связи с селекцией на улучшение химического состава плодов

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Жбанова Екатерина

Мичуринск-наукоград РФ, 2013

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии

Официальные оппоненты: Расторгуев Сергей Леонидович

доктор сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет», кафедра биотехнологии и биологии растений, заведующий

Сорокопудов Владимир Николаевич

доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет», Ботанический сад, заместитель директора по научной работе

Левгерова Надежда Станиславовна

доктор сельскохозяйственных наук

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт селекции плодовых культур Россельхозакадемии, лаборатория биохимической и технологической оценки сортов и хранения, ведущий научный сотрудник

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Наряду с главными показателями в селекции - урожайностью, зимостойкостью, иммунностью, в настоящее время значительно возросли требования к новым сортам в аспекте повышения витаминной ценности плодов и ягод. Выведение сортов с улучшенным биохимическим составом обусловлено всё возрастающей потребностью в экологически чистых пищевых продуктах с компонентным составом, сбалансированным по содержанию питательных и биологически активных веществ. Кроме того, новые сорта должны отвечать требованиям современных технологий переработки и хранения (Программа работ селекцентра НИИ садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко до 2030 года, вып.3; 2011).

В селекционные программы внесены самостоятельные вопросы по созданию новых сортов с улучшенным качеством плодов, в том числе с повышенным содержанием в них ценных компонентов химического состава. У земляники количество сахаров в ягодах должно быть 8-10%, органических кислот 1,2-1,8%, витамина С 80-100 мг/100г, катехинов 200-300 мг/100г, антоцианов 50 мг/100г и более. По смородине чёрной стоит задача выведения сортов с ягодами, содержащими не менее 8% сахаров, кислотностью 2,5-3,0%, аскорбиновой кислоты 180-200 мг/100г, Р-активных веществ 700-1000 мг/100г. Сорта смородины красной должны содержать в ягодах пектиновых веществ - не менее 1,5%, Р-активных веществ - более 500 мг/100г, аскорбиновой кислоты - более 60 мг/100г, сухих веществ - выше 12%, иметь кислотность в пределах 2,5%. Новые сорта малины должны накапливать в ягодах 45-50 мг/100г витамина С, до 350-450 мг/100г Р-активных соединений, до 0,45-0,50 мг/100г фолиевой кислоты. По крыжовнику необходимо создание сортов с превышением уровня содержания сахаров 10%, витамина С - 50 мг/100г, антоцианов - 80 мг/100г, пектина - свыше 1,0% (Вигоров, 1970; Седов, Седова, 1983; Станкевич, 1986; Программа и методика селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур, 1995; Зубов, 2004).

В последние годы селекция на улучшение химического состава получила развитие в работах по многим культурам: яблоне (Станкевич и др.,1985; Седов, Седова, 1989; Вартапетян, 1991; Савельев, 1998; Седов и др., 2007; Макаркина, 2009), сливе (Курсаков, 1980; Ерёмин, 1983), вишне (Жуков, Харитонова, 1988), черешне (Туровцев, Гневковская, 1980), смородине чёрной (Астахов, 1971; Манаенкова, 1973; Огольцова и др., 1988), смородине красной (Макаркина, 2009), землянике (Зубов, Станкевич, 1985; Айтжанова, 2002; Лукъянчук, 2007), малине (Казаков, 2001). В связи с той большой ролью, которую играют ягодные культуры в садоводстве нашей страны и за рубежом, вопросы изучения их сортового разнообразия по биохимическому составу, селекция на качество и улучшенный химический состав плодов по-прежнему остаются весьма значимыми.

Цель и задачи исследований.

Целью исследования являлась комплексная оценка сортового и гибридного фонда ягодных культур по биохимическому составу плодов, изучение вопросов наследования биохимических показателей в ягодах земляники в связи с селекцией на улучшенный химический состав плодов.

В задачи исследований входило:

- дать оценку по биохимическому составу перспективным сортам, отборным сеянцам, элитным формам ягодных культур (земляники, смородины чёрной, смородины красной, малины, крыжовника) генколлекции института. Выделить ценные источники высокого содержания пищевых и биологически активных веществ, представляющие интерес для производства и селекции на улучшенный биохимический состав плодов;

- разработать шкалу для оценки сортов ягодных культур по биохимическим признакам плодов;

- на основе анализа многолетних данных раскрыть изменчивость биохимических признаков у исследуемых ягодных культур и выделить ценные генотипы с наименьшим их варьированием по годам;

- проанализировать влияние метеорологических условий вегетационного периода на накопление питательных и биологически активных веществ в плодах исследуемых ягодных культур. Определить корреляционные взаимосвязи между уровнем накопления биохимических веществ и погодными условиями периода вегетации;

- изучить вопросы наследования растворимых сухих веществ, титруемых кислот, аскорбиновой кислоты, антоцианов на основе анализа гибридного потомства земляники. Выделить ценные комбинации скрещивания и отдельные сеянцы с высоким содержанием БАВ. Выделить ценные доноры для селекции на улучшенный химический состав;

- раскрыть возможности отдалённой гибридизации для получения ценных форм земляники с улучшенным химическим составом плодов.

- определить различия в накоплении биохимических веществ у сортов смородины чёрной разных генетических групп;

- изучить технологические свойства ряда перспективных сортов исследуемых ягодных культур. Определить влияние сортовых особенностей на сохранность биологически активных веществ в продуктах переработки из них. Выделить формы, наиболее пригодные для технологической переработки.

- определить экономическую эффективность возделывания ряда перспективных сортов смородины чёрной с различным содержанием в плодах БАВ.

Основные положения, выносимые на защиту:

- потенциал сортового и гибридного фонда ягодных культур (земляника, смородина чёрная, смородина красная, малина, крыжовник) по биохимическому составу плодов и возможности его использования в селекции;

- генисточники ягодных культур с максимальным уровнем и комплексным содержанием основных компонентов химического состава, с наименьшей вариабельностью для производственного и селекционного использования;

- параметры изменчивости важнейших показателей химического состава у ягодных культур в зависимости от сорта и метеорологических условий года;

- закономерности наследования компонентов биохимического состава в гибридном потомстве земляники;

- химико-технологическая характеристика продуктов переработки ягодных культур.

Научная новизна. В работе широко раскрыт потенциал по биохимическому составу плодов генетической коллекции ягодных культур (земляника, смородина чёрная, смородина красная, малина, крыжовник) в условиях ЦЧР. По каждой культуре разработана шкала оценки сортов по биохимическим показателям. Показан характер наследования биохимических признаков в гибридном потомстве земляники, выявлены новые доноры в селекции земляники на улучшенный химический состав плодов. На основе изучения гибридных семей и отборных сеянцев земляники, полученных путём межвидовых скрещиваний, раскрыты возможности отдалённой гибридизации для получения ценных форм с улучшенным биохимическим составом плодов. Рассмотрена изменчивость биохимических признаков плодов у растений-регенерантов земляники, полученных из каллусов, прошедших длительное культивирование in vitro. Приведены новые сведения и показаны особенности в накоплении биохимических веществ в ягодах сортов смородины чёрной различного генетического происхождения.

Практическая значимость исследований. Выделены сорта ягодных культур с высоким комплексным содержанием питательных и биологически активных веществ в плодах, представляющие интерес для производства, перерабатывающей промышленности, а также являющиеся ценными источниками и донорами в селекции на улучшенный химический состав. Изучение химического состава ягод земляники на селекционном материале с учётом генетики признаков позволяет ускорить селекционный процесс и вести успешную селекцию на качество и повышенную витаминность. Биохимическая оценка сортового и гибридного фонда ягодных культур используется при выделении элитных сеянцев, при передаче сортов в Государственное испытание.

Предметом исследования являлось определение критериев и принципов отбора ценных генотипов ягодных культур для производства, переработки и селекции на качество и улучшенный химический состав плодов.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на: III Тамбовской областной научно-практической конференции «Проблемы интеграции экологической, хозяйственной и социальной политики», 50 научной конференции студентов и аспирантов «Проблемы и перспективы развития АПК в условиях рыночных отношений» (Мичуринск, МГСХА, 1997,1998); XIX, XXII Мичуринских чтениях (Мичуринск, 1998, 2010); международной научно-практической конференции «Садоводство и виноградарство 21 века» (Краснодар, СКЗНИИСиВ, 1999); II съезде ВОГиС, 2000г; международной научно-практической конференции молодых учёных «Интенсивное садоводство» (Мичуринск, 2000); международных научно-практических конференциях «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства», «Ресурсы недр России: экономика и геополитика, геотехнологии и геоэкология, литосфера и геотехника» (Пенза, 2002, 2003); международной научно-практической конференции «Научное обеспечение современных технологий производства, хранения и переработки плодов и ягод в России и странах СНГ» (Москва, 2002); Всероссийской научно-практической конференции «Повышение эффективности садоводства в современных условиях» (Мичуринск, 2003); международной конференции «Проблемы экологизации современного садоводства и пути их решения» (Краснодар, КубГАУ, 2004); Всероссийской научно-методической конференции «Состояние и перспективы развития ягодоводства в России» (Орёл, 2006); юбилейной конференции к 75-летию СКЗНИИСиВ «Методологические аспекты создания прецизионных технологий возделывания плодовых культур и винограда» (Краснодар, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства» (Пенза, 2006); 3 международной научной конференции «Iнновацiйнi напрямки науковоi дiяльностi в галузi рослинництва» (Харьков, 2006); международной научно-практической конференции «Современные проблемы переработки и экспертизы качества сельскохозяйственной продукции» (Мичуринск, 2007); Всероссийской научно-методической конференции молодых учёных «Актуальные проблемы садоводства России и пути их решения» (Орёл, 2007); Всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 130-летию со дня рождения С.Ф. Черненко «Перспективы селекции яблони и других культур для промышленных насаждений» (Мичуринск, 2007); международных научно-практических конференциях в Мичуринском государственном аграрном университете (Мичуринск, МичГАУ, 2001, 2009, 2011); межрегиональной научно-практической конференции, посвящённой 90-летию со дня рождения профессора Е.С. Черненко «Современные проблемы и перспективы отечественного садоводства» (Мичуринск, 2009); международной научно-практической конференции, посвящённой 35-летию образования Белгородского НИИСХ «Управление продукционным процессом в агротехнологиях 21 века: реальность и перспективы» (Белгород, 2010); VII, VIII, X международных научных конференциях «Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК» (Брянск, 2010, 2011, 2013); международных научных конференциях в РУП «Институт плодоводства» (Самохваловичи, 2010, 2011, 2012); международной научно-практической конференции, посвящённой 80-летию со дня рождения А.К. Каирова (Нальчик, 2011); научно-практической конференции «Достижения, перспективы и направления развития садоводства и питомниководства в РФ (Мичуринск-наукоград РФ, 2011); международной научно-практической конференции «Адаптивный потенциал и качество продукции сортов и сортоподвойных комбинаций плодовых культур» (Орёл, 2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 53 научные работы, в том числе 17 - в рецензируемых изданиях, входящих в список ВАК РФ; 1 книга (в соавторстве), 1 монография, а также раздел в методических рекомендациях «Предварительный отбор перспективных генотипов плодовых растений на экологическую устойчивость и биохимическую ценность плодов». Общее число публикаций составляет 75.

Личный вклад соискателя. Экспериментальные результаты получены автором лично. Соискателю принадлежит непосредственное проведение биохимических анализов, теоретическое обобщение полученных результатов и их публикация в различных изданиях. Участие и помощь сотрудников в выполнении данной работы отражены в совместных публикациях.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 437 страницах, состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов, рекомендаций производству и селекции, приложений. Список использованной литературы включает 430 источников, в том числе 79 на иностранных языках. Диссертация иллюстрирована 10 рисунками, 163 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Условия проведения исследований. Исследования выполнялись в ГНУ ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина Россельхозакадемии в период с 1994 года. Отбор проб для проведения биохимических анализов проводился на участках сортоизучения и селекционных насаждений ягодных культур института.

Почвенно-климатические условия Тамбовской области достаточно благоприятны для возделывания ягодных культур. Тамбовская область расположена в южной части Восточно-Европейской равнины. Она занимает центральную часть Окско-Донской низменности и входит в зону Центрально-Чернозёмного центра. Климат Тамбовской области умеренно-континентальный, с довольно тёплым летом и относительно холодной продолжительной зимой. Среднегодовая температура воздуха составляет +4 - +5⁰С. В зависимости от года данный показатель варьирует от +2,3 до +7,6⁰С. Среднее значение температуры наиболее тёплого месяца - июля +19,0 - +20,7⁰С. Наиболее холодным является январь с колебанием среднемесячной температуры от -10,5 до -11,5⁰С. Абсолютный многолетний минимум температуры воздуха -40,0⁰С, максимум +39,0⁰С. Средняя продолжительность периода с температурой выше 10⁰С колеблется от 141 до 154 дней, сумма температур за это время составляет 2300-2600⁰С. Область располагается в лесостепной зоне с недостаточным увлажнением, о чём свидетельствует гидротермический коэффициент (ГТК), средняя величина которого составляет 0,95-1,10. Изменчивость ГТК из года в год очень велика: от 0,5 в сухие годы до 2,0 во влажные. Годовая сумма осадков колеблется от 500-550 мм на севере до 425-475 мм на юге области, из них 70-75% выпадает за тёплый период года. Сумма осадков за вегетационный период составляет 50-60% годовой (Агроклиматические ресурсы Тамбовской области, 1974).

В последнее время погодные условия заметно отличаются от среднемноголетних данных. На фоне общего потепления климата за время исследований наблюдалась тенденция уменьшения выпадения, как годового количества осадков, так и осадков, приходящихся на период вегетации. Особенно показателен в этом отношении 2010 год, когда за вегетационный период выпало рекордно низкое количество осадков: в июне - всего 14,3 мм, в июле - 17,6 мм, что значительно ниже средних многолетних показателей. На фоне жесточайшей почвенной засухи отмечалась экстремально высокая температура воздуха. Среднесуточные температуры на 5-10⁰С превышали многолетние значения (Савельев и др., 2011).

1.2. Объекты исследований. Исследования проводились на сортовом и гибридном фонде ягодных культур, собранном и созданном во Всероссийском научно-исследовательском институте генетики и селекции плодовых растений им. И.В. Мичурина. Уход за опытными насаждениями осуществлялся с применением общепринятых приёмов агротехники. Объектами исследований служили ягоды сортов земляники, смородины чёрной, смородины красной, малины, крыжовника отечественной и зарубежной селекции (всего - 250 сортов). Образцы генколлекции ягодных культур были представлены сотрудниками института, кандидатами сельскохозяйственных наук В.А. Тихоновым, В.Д. Лукиным, И.В. Зацепиной, В.В. Абызовым, А.С. Кондратьевой, а также Т.В. Жидёхиной (ВНИИС им. И.В. Мичурина). Изучение сортов селекции института представляется особенно актуальным, так как они обладают высокой адаптивностью в данных условиях, отличаются высокой урожайностью, устойчивостью к основным грибным заболеваниям, высокими вкусовыми качествами ягод, пригодностью для различных видов переработки. Вопросы наследования биохимических признаков ягод земляники изучали в гибридных семьях, полученных как от межсортовых, так и отдалённых скрещиваний (всего - 521 гибридных сеянца в 23 комбинациях скрещивания). Проведена также оценка по биохимическому составу отборных (65 форм) и элитных (6 форм) сеянцев земляники. Исследования выполнены на селекционном материале доктора сельскохозяйственных наук, профессора А.А. Зубова и кандидата сельскохозяйственных наук, старшего научного сотрудника отдела частной генетики И.В. Лукъянчук. Плоды растений-регенерантов земляники представлены ведущим научным сотрудником лаборатории биотехнологии, кандидатом биологических наук Н.В. Соловых.

1.3. Методы исследований. Образцы для проведения химических анализов отбирали в период массового созревания. Средняя проба составляла 1,0-1,5 кг. Биохимические анализы плодов, продуктов переработки проводились общепринятыми в биохимических лабораториях методами: содержание растворимых сухих веществ определяли рефрактометрическим методом по рефрактометру типа RL-3 (ГОСТ 28562-90); сумму сахаров - по методу Бертрана (ГОСТ 8756.13-87); титруемую кислотность устанавливали титрованием вытяжек 0,1н. NaОH с последующим пересчётом на яблочную кислоту (ГОСТ 25555.0-82); содержание аскорбиновой кислоты определяли йодометрическим методом; катехины - по окраске спиртовой вытяжки с ванилиновым реактивом (по Мурри) с использованием фотоэлектроколориметра КФК-2; антоцианы - спектрофотометрическим методом на спектрофотометре Genesys 10 uv; пектиновые вещества - объёмным методом (по С.Я. Райк) (Программа и методика сорто-изучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур, Мичуринск: ВНИИС им. И.В. Мичурина, 1973; Орёл: ВНИИСПК, 1999; Программа и методика селекции плодовых, ягодных и орехоплодных культур, Мичуринск: ВНИИС им. И.В. Мичурина, 1980; Орёл: ВНИИСПК, 1995; Программа и методика изучения сортов плодовых и ягодных культур, Мичуринск, 1970; Методы биохимического исследования растений, 1987; Плешков, 1985). Антиоксидантную активность определяли по методике А.Я. Яшина с сотрудниками (2006) с использованием хроматографа «Цвет Яуза-01-АА». Пригодность сортов для переработки по видам консервной продукции изучали с учётом требований, изложенных в «Методических указаниях по химико-технологическому сортоиспытанию овощных, плодовых и ягодных культур для консервной промышленности» (М., 1993).

Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась общепринятыми методами (Методические рекомендации по применению статистических методов в генетике и селекции плодовых культур, Мичуринск, 1980; Доспехов, 1985) и с использованием пакета прикладных программ Microsoft Exсel 2007 и программы Статистика. Расчёт экономической эффективности осуществлялся с учётом «Методических рекомендаций по определению экономической эффективности научных достижений в садоводстве» (М., 2005).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2. АНАЛИЗ КОЛЛЕКЦИИ СОРТОВ ЯГОДНЫХ КУЛЬТУР ПО БИОХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ ПЛОДОВ

Многолетнее изучение генколлекции ягодных культур показало значительное варьирование биохимических показателей, как в сортовом разрезе, так и в пределах сорта в различные годы исследований (табл. 1). Разнообразие сортов по содержанию растворимых сухих веществ и сахаров в плодах незначительное: коэффициенты вариации составляли: по растворимым сухим веществам 9,2-17,8%; сахарам - 9,4-23,1%. Более существенны различия между сортами по содержанию титруемых кислот, аскорбиновой кислоты, пектиновых веществ. Особенно велико варьирование содержания Р-активных веществ - катехинов и антоцианов.

В целях выделения образцов по комплексу биохимических показателей было проведено ранжирование сортов по четырёхбалльной шкале (по содержанию растворимых сухих веществ, суммы сахаров, аскорбиновой кислоты, катехинов, антоцианов - в порядке возрастания; органических кислот - в порядке убывания) (табл. 2). Значения рангов суммировались и выделялись образцы с наибольшей суммой. Причём перечисленные признаки предполагаются как равнозначные, без выделения приоритетных. Разработанная шкала (низкий, средний, высокий, очень высокий уровень признака) условна, однако позволяет успешно проводить ранжирование сортов.

2.1. Земляника. Одним из важных компонентов биохимического состава, определяющим плотность, транспортабельность свежих плодов, расход сырья при переработке, являются растворимые сухие вещества. Самое высокое за годы исследований их накопление выявлено у сорта Рубиновый кулон (17,2%), наименьшее - у сорта Трубадур (7,0%). Высокое содержание растворимых сухих веществ отмечено у F. vesca (до 18,6%). Около половины изученных сортов (49,3%) содержат в ягодах растворимые сухие вещества на уровне 10-12%. Достаточно велико количество сортов (30,1%) с содержанием растворимых сухих веществ в пределах 8-10%. Особый интерес представляют сорта, содержащие в плодах растворимых сухих веществ более 12,0%. К ним относятся: Тиога,

Таблица 1. Интервалы проявления биохимических признаков у ягодных культур в условиях ЦЧР (250 сортов и форм)

Фестивальная (апомикт), Яркая, Мариева Махерауха, Санрайс, Фаветта, Тристар, Гея, Русановка, Торпеда, Горноуктусская, Холидей. Сорта Горноуктусская, Лакомая, Львовская ранняя, Фестивальная (апомикт), Яркая характеризуются наибольшей гомеостатичностью по данному признаку при их относительно высоком накоплении, что указывает на селекционную ценность данных сортов.

Таблица 2. Градация ягодных культур по биохимическим показателям плодов

Сахара в ягодах садовой земляники представлены глюкозой (0,25-4,77%), фруктозой (1,83-5,40%), сахарозой (0,13-2,76%). На долю моносахаридов приходится бульшая часть, 86,5% от суммы. Наименьшее количество сахаров за годы изучения отмечено у сорта Фейерверк (4,9%), максимальное - у сорта Консервная плотная (11,8%). Доля низкосахаристых сортов (содержание сахаров менее 6,0%) невелика - всего 2,8%. Бульшая часть (66,7%) исследованных сортов содержат сахаров в пределах 6,1-8,0%. 23,6% сортов способны накапливать сахара на уровне 8,1-9,0%. Низким накоплением сахаров (5,3-6,1%) характеризовались сорта: Сельва, Дукат, Зенга Тигайга, Оллстар, Вима Рина. К высокосахаристым (содержание сахаров более 9,0%) отнесена небольшая часть сортов - 6,9%. К ним относятся: Торпеда, Фаветта, Холидей, а также F. virginiana ssp. platipetala, F. vesca. Они представляют особую ценность как для использования в производстве, так и в качестве источников для селекции. Устойчивым (V<10%) было содержание сахаров в ягодах сортов: Сударушка, Трубадур, Фаветта, Зефир, Амулет, Зенга Зенгана, Мармион. Неустойчивым, значительно зависящим от погоды (V>20%) содержанием сахаров отличаются: Деданка, Консервная плотная, Памяти Зубова, Золушка, Марышка, Русановка, Фейерверк, Фестивальная (апомикт), Хуммиджента.

За годы исследований минимальная кислотность плодов отмечена у сорта Фейерверк (0,51%), максимальная - у сорта Фестивальная (апомикт) (1,88%). 41,7% изученных сортов накапливают в ягодах кислот в пределах 1,01-1,25%; 34,7% сортов - на уровне 1,26-1,50%. Низкой (менее 1,0%) и высокой (выше 1,50%) кислотностью отличаются соответственно 15,3% и 8,3% исследованных сортов. Таким образом, основная масса сортов земляники характеризуется оптимальной для данной культуры кислотностью ягод. Низкой кислотностью отличаются сорта: Гигантелла, Вантаж, Вима Занта, Сельва, Источник, Зенга Зенгана, Редкоут, Вима Рина, Хоней, Консервная плотная, F. vesca. Высокая кислотность ягод отмечена у сортов Санрайс, Барлидаун, Тиога, Тристар, Холидей, Гардиан. К сортам, сочетающим оптимальную кислотность ягод и стабильность данного показателя, отнесены: Зенга Зенгана, Лакомая, Праздничная, Марышка, Рубиновый кулон, Привлекательная, Трубадур, Урожайная ЦГЛ.

Минимальное за годы исследований количество аскорбиновой кислоты находилось в ягодах сорта Зенга Зенгана (27,8 мг/100г), максимальное - у сорта Зефир (125,4 мг/100г). Исходя из среднего для культуры содержания витамина С, равного 60,0 мг/100г, большинство (64,4%) исследованных сортов отнесены к группе с высоким содержанием витамина С - 60,1-80,0 мг/100г. Низко- и средневитаминных сортов обнаружено соответственно 5,4 и 16,4%. К низковитаминным (уровень накопления аскорбиновой кислоты менее 50,0 мг/100г) следует отнести сорта Зенга Зенгана, Источник, Редкоут, а также F. vesca. Наибольший интерес представляет группа с накоплением аскорбиновой кислоты в ягодах более 80,0 мг/100г, их доля составляет 13,8% от всех изученных сортов. В данную группу отнесены: Фестивальная ромашка, Корона, Русановка, Лорд, Фестивальная (апомикт), Тенира, Лировидная, Сударушка, Зенга Тигайга, Зефир. Наиболее высокий уровень гомеостатичности при достаточно высоком содержании витамина С отмечен у сортов Львовская ранняя, Сударушка, Фестивальная (апомикт), что указывает на их селекционную ценность. Ряд сортов показывает потенциальную возможность накопления в отдельные годы аскорбиновой кислоты свыше 90,0 мг/100г: Горноуктусская, Зенит, Кардинал, Консервная плотная, Корона, Куйбышевская, Львовская ранняя, Марышка, Привлекательная, Русановка, Фестивальная (апомикт), Хуммиджента, Яркая; свыше 100,0 мг/100г: Зенга Тигайга, Зефир, Сударушка, Торпеда, Фестивальная.

Минимальное за годы изучения количество катехинов отмечено у сорта Кама (40 мг/100г), максимальное - у сорта Привлекательная (576 мг/100г). Основное количество исследованных сортов земляники отнесены к группам с содержанием Р-активных катехинов в пределах 101-200 мг/100г (38,4%) и 201-300 мг/100г (50,7%). Количество сортов с низким уровнем накопления катехинов (ниже 100 мг/100г) составило 4,1%. К ним относятся: Гея, Зенга Тигайга, Брио. Сорта с высоким уровнем накопления данной группы веществ (выше 300 мг/100г) составляют 6,8% от общего исследованного их количества. Сюда относятся: Источник, Консервная плотная, Привлекательная, Мариева Махерауха, Гигантелла. Относительной стабильностью данного признака (коэффициенты вариации 2,7-23,2%) характеризуются: Амулет, Барлидаун, Горноуктусская, Куйбышевская, Торпеда, Фаветта. Сильная изменчивость содержания катехинов характерна для сортов Кама, Ред Гонтлет, Памяти Зубова, где коэффициенты вариации достигали 70,5; 51,9; 67,5% соответственно.

Важным биохимическим признаком, определяющим Р-витаминную ценность ягод земляники и их пригодность для переработки, служит содержание антоцианов. Сорта со светлоокрашенными ягодами и, соответственно, низким содержанием антоцианов (менее 50,0 мг/100г) малоценны. Однако на их долю приходится значительная часть исследованных форм (52,3%). Количество сортов с уровнем накопления антоцианов в пределах 50,0-80,0 мг/100г составляет 38,5%. Сортов с высоким (80,1-100,0 мг/100г) и очень высоким (более 100,0 мг/100г) содержанием антоцианов значительно меньше - по 4,6% соответственно. К богатым антоцианами сортам земляники следует отнести: Гигантелла, Деданка, Источник, Кокинская поздняя, Зенга Зенгана, Лакомая, Привлекательная, Рубиновый кулон, Торпеда, Фейерверк. Минимальное содержание антоцианов отмечено у сорта Хоней (14,3 мг/100г), максимальное - у сорта Рубиновый кулон (171,6 мг/100г). Сильная изменчивость содержания в ягодах антоцианов характерна для сортов: Консервная плотная, Куйбышевская, Львовская ранняя, Памяти Зубова, Русановка, Сударушка, Торпеда, Трубадур, Эльсанта, где коэффициенты вариации превышали 40,0%. Наибольшей стабильностью по содержанию антоцианов характеризовались: Барлидаун, Зенит, Привлекательная, Фейерверк, Фестивальная (апомикт), у которых коэффициенты вариации по данному признаку не превышали 20,0%. Важно отметить сорта селекции ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина, сочетающие высокое (более 100 мг/100г по среднемноголетним данным) и стабильное (коэффициенты вариации 14,8-21,8%) накопление в ягодах антоцианов: Привлекательная, Рубиновый кулон, Фейерверк.

Содержание суммы пектиновых веществ в ягодах земляники изменялось в зависимости от сорта и условий вегетации от 0,60 (отборный сеянец 669-154) до 1,60% (элита 153-41(Флора)). Протопектин составляет 43,8-74,2% от суммы, и в большинстве случаев он преобладает. На долю сортов с низким уровнем содержания суммы пектиновых веществ (менее 0,80%) приходится 17,2%. Количество сортов со средним и высоким уровнем их накопления составляет 46,9% и 25,0% соответственно. Накопление пектиновых веществ более 1,20% отмечено у сортов Вима Рина, Яркая, Консервная плотная, Фаветта, элиты 153-41 (Флора), отборных сеянцев 933-17, 912-23. Низкое содержание пектиновых веществ (ниже 0,80%) у сортов Сельва, Кокинская заря, Царскосельская, Хуммиджента, Зефир, Источник. Коэффициенты вариации по данному показателю ниже 10,0% отмечены у сортов Яркая и Марышка. Причём у данных сортов сочетается достаточно высокое накопление пектиновых веществ в плодах с устойчивостью данного признака.

По комплексу биохимических признаков выделены сорта: Привлекательная (в сумме 20 баллов), Торпеда (20), Фаветта (19), Консервная плотная (18), Лакомая (17), Русановка (17), Фейерверк (17), Фестивальная (апомикт) (17), Корона (17 баллов). Низкую оценку получили сорта Амулет, Золушка, Куйбышевская, Эльсанта (по 13 баллов).

В результате исследований подтверждена высокая положительная связь между содержанием в плодах земляники растворимых сухих веществ и сахаров (r= +0,79). Выявлены положительные связи между содержанием аскорбиновой кислоты и титруемых кислот (r= +0,28), растворимых сухих веществ и титруемых кислот (r= +0,28), сахаров и титруемых кислот (r= +0,20); между содержанием антоцианов и титруемой кислотностью - связь отрицательная (r= -0,28). Между накоплением в плодах Р-активных веществ (катехинов, антоцианов) и аскорбиновой кислоты, пектиновых веществ и аскорбиновой кислоты связи отрицательные. Между накоплением в ягодах земляники растворимых сухих веществ и пектина, сахаров и пектина отмечены положительные связи.

2.2. Смородина чёрная. Исследование биохимического состава ягод 100 сортов и форм смородины чёрной показало минимальное накопление растворимых сухих веществ 10,8% (форма 23-15), максимальное - 21,7% (Привлекательная). На долю сортов с низким уровнем их содержания (менее 14,0%) приходится 20,0%. У 73,0% генотипов содержание растворимых сухих веществ составило 14,1-18,0%, а у 7,0% - превышало 18,0%. Более 18,0% растворимых сухих веществ накапливалось в ягодах сортов Обильная, Крупноплодная, Смена, Сладкоплодная, Бия, Веллингтон. Низким содержанием растворимых сухих веществ характеризовались сорта Голфер, Селеченская 2, форма 19-75 (среднее многолетнее 12,8%, 12,5% и 12,0% соответственно). У сортов Крупноплодная, Сладкоплодная высокий уровень содержания растворимых сухих веществ (16,7-19,5%) сочетается с высокой гомеостатичностью, что указывает на перспективность их селекционного использования в качестве источников на данный признак.

Содержание сахарозы в ягодах смородины чёрной невелико и изменялось в зависимости от сорта от 0,13 до 1,50%. Бульшую часть сахаров (94,3%) составляют глюкоза и фруктоза. Минимальное содержание сахаров в ягодах имел сорт Крупноплодная - 4,4%, максимальное - Белорусская сладкая - 13,7%. По уровню накопления сахаров большинство (68 из 100) изученных форм смородины чёрной удовлетворяют требованиям селекционной программы и содержат более 8,0% суммы сахаров. Очень низким содержанием сахаров (менее 7,0%) отличаются сорта Лия плодородная, Алтайская ранняя, Амурская, Амос блэк, Бурая, Рудкноп голиаф, Лада, Каскад, Крупноплодная, форма 19-75, R. dikuscha. Только 8,0% генотипов характеризуются повышенным содержанием сахаров (более 10,0%), к которым относятся: Титания, Сладка ягода, Светофорчик, Тритон, Белорусская сладкая, Детскосельская. Незначительная изменчивость накопления сахаров под влиянием погодных условий была у сортов Багира, Воспоминание, Голфер, Котсволд кросс, Ласточка, Маленький принц, Приморский великан, Тамерлан, Татьянин день, Чаровница, Элевеста, 12-20 (V<10%). У сортов Багира, Воспоминание, Маленький принц, Элевеста, Чаровница стабильность признака сочетается с высоким его уровнем, что важно в селекции на повышенное содержание в ягодах сахаров. Обращает внимание, что у новых современных сортов смородины чёрной доля сахаров в сухом веществе составляет значительную часть (Навля - 65,2%, Нара - 63,2%, Перун - 63,5%, Севчанка - 65,7%, Орловский вальс - 63,0%, Орловская серенада - 61,4%, Зелёная дымка - 62,2%, Багира - 64,2%, Лабильная - 60,4%). У более старых сортов она значительно ниже (Алтайская ранняя - 38,9%, Амос блэк - 35,8%, Амурская - 40,9%, Лия плодородная - 28,1%, Приморский чемпион - 44,4%, Рудкноп голиаф - 38,6%). Это ещё раз свидетельствует о значительных успехах в селекции смородины чёрной на десертный вкус и повышенное содержание сахаров.

В зависимости от сорта и условий года кислотность ягод изменялась от 0,94 (R. odoratum) до 4,82% (Муравушка). У 28,0% исследованных сортов содержание титруемых кислот было довольно низким и не превышало 2,5%. 40,0% изученных сортов смородины чёрной имели кислотность ягод в пределах оптимального для данной культуры уровня - 2,5-3,0%, и только у 7,0% форм отмечен высокий уровень их накопления - 3,0-3,5%. Высокой кислотностью ягод (свыше 3,5%) обладают сорта Тритон, Журавушка, Экзотика, Герби, Орловский вальс, Оджебин, элита 19-75, Муравушка. Меньше других реагировали на изменяющиеся метеорологические условия разных лет сорта Багира, Еврудик, Ленинградский великан, Ликёрная, Лира, Любава, Тамерлан, Татьянин день, Чаровница, Чёрный жемчуг, Элевеста, о чём свидетельствуют низкие коэффициенты вариации (ниже 10%).

Гармоничность вкуса во многом определяется соотношением в плодах сахаров и кислот. Отношение сахара к кислоте у исследованных сортов составляло от 1,9 (Амурская) до 5,7 (Сладкоплодная). Более высокий сахаро-кислотный индекс (выше 4,5) у сортов Веллингтон, Детскосельская, Сладкоплодная, Шалунья. Наряду с высоким уровнем сахаров сорта Сладка ягода и Белорусская сладкая отличаются низкой кислотностью и высоким отношением сахара к кислоте, что обусловливает десертный вкус ягод.

Смородина чёрная - признанный богатый источник витамина С среди ягодных культур. Минимальное накопление аскорбиновой кислоты было отмечено у формы 19-75 (45,8 мг/100г); максимальное - у сорта Белорусская сладкая (390,7 мг/100г). Очень низким уровнем накопления витамина С (ниже 100,0 мг/100г) характеризуется 15,0% исследованных сортов. Почти половина (48,0%) сортов накапливают его в пределах 100-150 мг/100г. 29,0% сортов имеют хороший уровень содержания аскорбиновой кислоты -150-200 мг/100г. Только 8,0% изученных сортов и форм характеризуются высокой С-витаминностью (выше 200 мг/100г). Так, сорта Татьянин день, Чернавка, Привлекательная, форма 19-75 показали по среднемноголетним данным содержание аскорбиновой кислоты ниже 100 мг/100г. У сортов Ласточка, Лена, Минай Шмырёв, Орловская серенада, Россия среднее многолетнее содержание витамина С составило выше 180 мг/100г. Только 4 сорта (Белорусская сладкая, Витаминная ранняя, Лира, Навля) накапливали его по среднемноголетним данным выше 200 мг/100г, хотя в отдельные годы изучения довольно много сортов показали потенциальную возможность накопления витамина С свыше 200 мг/100г. Сорта Белорусская сладкая, Витаминная ранняя, Навля заслуживают селекционного использования в качестве источников повышенной С-витаминности. Умеренные колебания по данному признаку (V<20%) отмечены у сортов: Витаминная ранняя, Воспоминание, Маленький принц, Нара, Орловский вальс, Приморский чемпион, Перун, Ризейгер, Сладка ягода, Созвездие, Тамерлан, Татьянин день, Чаровница, Экзотика, Элевеста.

Ягоды смородины чёрной богаты Р-активными веществами. Содержание катехинов изменялось у исследованных форм в разные годы в весьма широких пределах - от 77 до 1420 мг/100г. У более чем 50% изученных сортов содержание Р-активных катехинов находилось в пределах 250-450 мг/100г. Доля сортов, отличающихся повышенным их содержанием (более 600 мг/100г) составляет 12,1%. Наибольшее их количество (свыше 600 мг/100г) накапливалось у сортов Котсволд кросс, Сладка ягода, Оджебин, Фертоди, Герби, Ризейгер, Студенческая, Детскосельская, Тритон, Орловская серенада, элиты 23-15. У сортов Чернавка, Тритон, формы 23-15 высокая гомеостатичность сочетается с высоким (548-852 мг/100г) уровнем накопления данных веществ, что указывает на их селекционную ценность в качестве источников высокой Р-витаминности.

В изученных сортах смородины чёрной содержание пектиновых веществ составляло в среднем 1,26% с варьированием от 0,77 (Ласточка) до 1,77% (Детскосельская). На долю протопектина приходится 52,4-71,3% от суммы. Основная масса исследованных сортов накапливают пектиновых веществ на уровне 1,0-1,5%. Доля сортов с высоким их накоплением (более 1,5%) составляет 13,3%. Низкое содержание суммы пектиновых веществ (менее 1,0%) отмечено у сортов Ласточка, Лена, Память Мичурина, Привлекательная, Бурая, Селеченская 2, Лира, Котсволд кросс. Высоким содержанием пектина (>1,5%) выделяются сорта Любава, Багира, Чёрный жемчуг, Маленький принц, Элевеста, Чернавка, Загадка. Стабильность накопления пектиновых веществ по годам отмечена у сортов Гулливер, Нара, Зелёная дымка (коэффициенты вариации 10,8-11,2%).

С урожайностью положительно коррелирует масса ягоды (r= +0,51). Отмечена заметная отрицательная связь между содержанием растворимых сухих веществ и массой ягод (r= -0,41), пектиновых веществ и массой ягод (r= -0,74). Положительная корреляция обнаружена между содержанием в плодах растворимых сухих веществ и аскорбиновой кислоты (r= +0,31), сахаров и катехинов (r= +0,43), сахаров и пектиновых веществ (r= +0,31), титруемых кислот и катехинов (r +0,33). Связь между содержанием в ягодах растворимых сухих веществ и сахаров была незначительной (r= +0,13). Возможно, это связано с большим генетическим разнообразием изученных сортов. К примеру, у сорта Лия плодородная при довольно высоком уровне накопления растворимых сухих веществ (среднемноголетнее -17,8%) содержание сахаров в ягодах весьма низкое - всего 5,0%. Многие современные сорта, напротив, характеризуются повышенным содержанием сахаров, хотя уровень накопления растворимых сухих веществ у них средний.

По результатам ранжирования выделены сорта: Белорусская сладкая (в сумме - 17 баллов), Лира (16), Сладка ягода (16), Студенческая (16), Витаминная ранняя (15), Тритон (15 баллов). Самую низкую оценку получили: Муравушка, Нара, Перун, Татьянин день, Экзотика (по 9 баллов), 19-75 (7 баллов).

2.3. Смородина красная. Изменчивость в различные годы исследований содержания растворимых сухих веществ у сортов смородины красной составила от 7,3 (Ранняя Толмачёва) до 15,7% (Гондуин, Ранняя Толмачёва); сахаров - от 4,2 (Щедрая) до 10,4% (Асора). Высоким среднемноголетним накоплением растворимых сухих веществ в ягодах (более 12,0%) характеризуются сорта Асора, Виксне, Гондуин, Латурнайс, Нива, Осиповская, а также R. vulgare, отдалённый гибрид (смородина высочайшая х смородина красная).

Ягоды смородины красной характеризуются низким содержанием сахарозы (в среднем по сортам - 0,35%). Доля моносахаров составляет 94,9% от суммы. В качестве лучших по накоплению сахаров можно отметить сорта Осиповская, Нива, Виксне, Вика, Асора, а также R. vulgare (среднемноголетнее - 7,3-8,1%). Наиболее низкие показатели у сортов Лакшен перфекшен, Ненаглядная, Маарсес проминент (ниже 5,0%). Смородина белая, по сравнению с красной, отличается более высоким накоплением в плодах растворимых сухих веществ и сахаров (до 17,7 и 10,1% соответственно). По этим показателям выделяются сорта Голландская розовая и Императорская белая. Наиболее низкие показатели у сорта Кристально белая.

Содержание титруемых кислот в ягодах смородины красной изменялось в пределах от 1,10 (Консервная красная) до 4,29% (Варшевича). Большинство (65,4%) сортов имеет уровень кислотности ягод 2,0-3,0%. Титруемых кислот на уровне 2,0% (по среднемноголетним данным) накапливается в ягодах сортов Йонкер ван Тетс, Консервная красная. Высокая кислотность характерна для сортов Асора, Варшевича, Гондуин (3,27-4,02%). Кислотность плодов смородины белой несколько ниже, чем красной. У сортов Чудесная, Кристально белая, Смольяниновская она составляла ниже 2,0%. Выше 3,0% кислотность обнаружена у сорта Белка.

Содержание аскорбиновой кислоты в ягодах смородины красной изменялось в пределах от 16,1 (Асора) до 72,2 мг/100г (Мармеладница). Хорошей С-витаминностью характеризуются сорта Нива, Вика, Мармеладница, R. vulgare (среднемноголетнее - 48,1-54,6 мг/100г). Лучшими по накоплению Р-активных катехинов являются: Виноград Варнера, Варшевича, Ред Лейк, R. vulgare, отдалённый гибрид (смородина высочайшая х смородина красная).

По С и Р-витаминности плодов смородина белая несколько уступает красной. Максимальное накопление витамина С отмечено у сорта Ютербогская - 50,2 мг/100г. Остальные сорта содержали аскорбиновой кислоты по среднемноголетним данным ниже 40,0 мг/100г. Выше 400 мг/100г катехинов накапливали ягоды сорта Чудесная. Низкое содержание катехинов (менее 200 мг/100г) - у сортов Голландская белая, Ютербогская.

Высокое содержание антоцианов отмечено у сортов Осиповская, Йонкер ван Тетс, Ранняя Толмачёва, R. vulgare. Особую ценность по их накоплению представляют сорта Варшевича (до 712,8 мг/100г), Виксне (до 299,2 мг/100г).

Смородина красная беднее пектиновыми веществами, по сравнению с чёрной. Как наименьшее содержание суммы пектиновых веществ (0,66%), так и наибольшее (1,47%) отмечено у сорта Белка. Высоким содержанием пектиновых веществ отличаются сорта: Голландская розовая (1,35%), Красная Кузьмина (1,34%), Смольяниновская (1,27%). Сорт Асора выделяется не только хорошим уровнем накопления пектиновых веществ (среднемноголетнее - 1,07%), но и стабильностью признака (V= 14,3%).

Среди сортов смородины красной наибольшую сумму баллов по изучаемым признакам набрали: Вика (17 баллов), Нива (18), Осиповская (18), Ютербогская (15 баллов). Сорта Голландская красная, Консервная красная, Йонкер ван Тетс имели по 13 баллов. Худшими показателями характеризовался сорт Белка (9 баллов).

2.4. Малина. Содержание растворимых сухих веществ в плодах малины в различные годы исследований варьировало от 7,1 (Вольница) до 15,6% (Новокитаевская). По этому показателю выделяются сорта: Кокинская, Бальзам, Бабье лето, Бриллиантовая. Худшими показателями характеризуются Вольница, Мелодия, Геракл, Шахразада (9,0-9,4%). Как наиболее ценные по накоплению в ягодах сахаров следует отметить сорта Брил...