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

За годы исследований наименьшее содержание аскорбиновой кислоты в ягодах крыжовника составило 15,0 мг/100г (Малахит), наибольшее - 53,7 мг/100г (Черносливовый). Сорта Черномор, Черносливовый, Ранний Мичуринска по среднемноголетним данным накапливали свыше 30,0 мг/100г витамина С. У сорта Черномор высокий уровень С-витаминности сочетается с устойчивостью данного признака (V= 18,8%). Сильное варьирование признака - у сорта Юбилейный (V= 44,5%). Сортов со среднемноголетним уровнем содержания аскорбиновой кислоты свыше 40,0 мг/100г не отмечено. Наибольшим накоплением в ягодах пектиновых веществ характеризовались сорта Юбилейный и Русский (0,99 и 0,96% соответственно).

По комплексу биохимических показателей высокую оценку получили сорта Черномор и Юбилейный (по 15 баллов). Сорта Африканец, Колобок, Ранний Мичуринска в сумме имели по 9 баллов.

2.6. Зависимость химического состава у ягодных культур от погодных условий периода вегетации.

Многолетние исследования позволили проследить по годам изменчивость биохимических показателей у исследуемых ягодных культур. Благоприятные условия для накопления в ягодах растворимых сухих веществ и сахаров отмечены в 1995, 1997, 1999, 2005, 2010гг. (рис. 1). Так, 1995 год отличался достаточно высокой средней температурой воздуха мая-июля (19,5⁰С) и оптимальным увлажнением данного периода (ГТК -1,1). В 2010 году средняя температура воздуха за май-июль была наибольшей за все годы исследований и достигала 22,6⁰С, а ГТК - наиболее низкий - 0,4. Июнь 2005г. был прохладным и влажным (ГТК= 1,4), а июль, напротив, довольно жаркий и засушливый (ГТК= 0,2). Сумма осадков в мае и июне 2007г. составляла ниже среднемноголетней нормы, в июле - выше среднемноголетних данных. В 2005г. содержание растворимых сухих веществ и сахаров в среднем по культурам составило: земляника - 10,8 и 8,7%; смородина чёрная - 15,5 и 11,0%; смородина красная - 13,1 и 9,4%; малина - 11,9 и 8,0% соответственно. Однако кислотность ягод в 2005 году была довольно высокой (земляника - 1,41%; смородина чёрная - 3,34%; смородина красная - 3,25%; малина - 2,52%). Снижение уровня содержания сахаров, также как и растворимых сухих веществ, отмечены в условиях 1994, 2000, 2004гг. Средняя температура за май-июль в указанные годы была наиболее низкой (15,0⁰С; 16,0⁰С; 16,8⁰С).

Низкая кислотность ягод отмечалась в 1998 и 2007гг. (земляника - 0,80 и 0,82%; смородина чёрная - 2,74 и 2,77%; смородина красная - 2,21 и 2,50%; малина - 1,58 и 1,61%, крыжовник - 1,82%). Условия мая-июля в данные годы отличались повышенными, в сравнении со среднемноголетними, значениями температуры (19,1 и 18,8⁰С соответственно), а ГТК был оптимальным (1,0 и 1,1 соответственно). В 2010г ягоды земляники также характеризовались пониженной кислотностью (0,77%).

Рис. 1. Изменчивость по годам содержания растворимых сухих веществ у ягодных культур

Рис. 2. Изменчивость по годам содержания аскорбиновой кислоты у ягодных культур

В 2003г. наблюдалось повышенное накопление в ягодах аскорбиновой кислоты (в среднем по культурам: земляника - 75,3; смородина чёрная - 195,9; смородина красная - 51,1 мг/100г) (рис. 2). Июнь 2003г. можно охарактеризовать как влажный и прохладный (ГТК= 2,8). В мае и июле 2003г. наблюдалась тёплая и сухая погода (температура воздуха составляла выше среднемноголетнего уровня, а осадков выпало ниже среднемноголетнего значения). Заметное снижение С-витаминности ягод отмечалось в 1994г. (земляника - 56,6; смородина чёрная - 94,9 мг/100г).

Низкий уровень накопления в ягодах катехинов наблюдался в 2005г. (в среднем по культурам: земляника - 155; смородина чёрная - 360; смородина красная - 234; малина - 122 мг/100г); высокий уровень их содержания отмечен в 2007г. (земляника - 374; смородина чёрная - 540; смородина красная - 486; малина - 299 мг/100г). Наименьшее накопление пектиновых веществ в ягодах земляники отмечено в 1996, 2006, 2007гг. (в среднем по сортам 0,80-0,82%); наибольшее - в жарком и засушливом 2010г. (1,43%).

Прослеживаются отрицательные связи между уровнем накопления в ягодах исследуемых культур растворимых сухих веществ, сахаров, сахаро-кислотным индексом и ГТК, как за период вегетации (май-июль), так и по месяцам (рис. 3). Напротив, отмечаются положительные связи между данными показателями и суммой температур, как за вегетационный период, так и по месяцам. Связь между суммой температур вегетационного периода и кислотностью плодов - отрицательная; суммой осадков (май-июль) и кислотностью плодов - положительная. Для красной смородины и малины особенно заметна связь данных показателей с суммой температур и суммой осадков в мае.

Рис. 3. Зависимость содержания растворимых сухих веществ и сахаров в ягодах земляники от гидротермического режима периода вегетации

У земляники отрицательные корреляционные зависимости обнаружены между уровнем накопления в ягодах аскорбиновой кислоты, катехинов и ГТК, как за период вегетации, так и по месяцам. Отрицательная зависимость отмечена между накоплением аскорбиновой кислоты, катехинов и суммой осадков вегетационного периода. Положительно коррелируют накопление аскорбиновой кислоты, катехинов и сумма температур вегетационного периода.

У смородины чёрной на накопление витамина С и пектиновых веществ наиболее сильное влияние оказывают погодные условия июня. Накопление витамина С и количество осадков в июне находятся в положительной зависимости. Между содержанием пектиновых веществ и суммой осадков в июне связь отрицательная. Отрицательная связь отмечена между накоплением витамина С и суммой температур в июне. Между содержанием пектиновых веществ и суммой температур в июне наблюдается положительная связь.

У смородины красной наблюдается отрицательная связь между накоплением витамина С и суммой температур за июнь (r= -0,63). Сильная положительная связь отмечается между содержанием катехинов и суммой осадков в июле.

У малины на накопление в ягодах аскорбиновой кислоты заметное влияние оказывают погодные условия мая (связи между содержанием аскорбиновой кислоты и суммой температур в мае, содержанием аскорбиновой кислоты и суммой осадков мае - положительные). Содержание аскорбиновой кислоты и сумма осадков в июле находятся в отрицательной зависимости.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ГИБРИДНЫХ СЕЯНЦЕВ И ОТБОРНЫХ ФОРМ ЗЕМЛЯНИКИ ПО БИОХИМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ ЯГОД

3.1. Биохимическая характеристика гибридных сеянцев земляники

Проводилось изучение закономерностей наследования биохимических признаков на основе анализа гибридных сеянцев земляники. Всего было изучено 521 гибридных сеянца в 23 комбинациях скрещивания, полученных как от межсортовых, так и отдалённых скрещиваний. Кроме того, изучался химический состав ряда перспективных отборных сеянцев (65 форм).

3.1.1. Растворимые сухие вещества. Изменчивость содержания растворимых сухих веществ в ягодах гибридных сеянцев земляники составляла от 6,0 до 22,5%, то есть почти четырёхкратная. Выделен ряд комбинаций скрещивания, в которых содержание растворимых сухих веществ в среднем по семье превышало 12,0%: Фейерверк х Фестивальная, Фейерверк х Рубиновый кулон, 298-19-9-43 х Привлекательная. В этих семьях отмечен высокий процент сеянцев с повышенным их уровнем - 14,0% и более (56,7%, 25,0%, 25,0%). Коэффициент вариации по данному показателю в изученных гибридных семьях составлял от 6,0 до 29,2%.

Анализ гибридной популяции по содержанию растворимых сухих веществ в сравнении с исходными родительскими формами выявил наличие положительной трансгрессии по данному признаку. Так, в комбинациях Фейерверк х Рубиновый кулон, Фестивальная х Привлекательная, Привлекательная х 298-22-19-21 выделены сеянцы, которые превышали по содержанию в плодах растворимых сухих веществ лучшую родительскую форму на 32,4%; 17,7%; 23,0% соответственно (средняя степень трансгрессии). Выход подобных генотипов в этих семьях (частота трансгрессии) составил: 36,7%; 66,7%; 6,5% соответственно. Связь между средним содержанием растворимых сухих веществ в потомстве и у родителей была невысокой (r= +0,20).

3.1.2. Титруемая кислотность. Наблюдалось большое разнообразие в содержании титруемых кислот в плодах у сеянцев в пределах семьи. Так, в семье Фейерверк х Фестивальная их содержание варьировало от 1,29 до 2,14%. Среднее значение признака по семье превосходило значение признака у обоих родителей. В комбинации 516-167 х Холидей титруемая кислотность ягод изменялась в пределах от 0,86 до 1,26% при среднем значении 1,05%. В комбинации Фейерверк х Фестивальная, где исходный сорт Фестивальная обладает довольно высокой кислотностью плодов, отмечена высокая частота трансгрессии по данному признаку (85,7%). В комбинации Урожайная ЦГЛ х 750-30 трансгрессивных сеянцев по содержанию титруемых кислот в ягодах не отмечено. Значительное разнообразие по содержанию титруемых кислот в плодах гибридных сеянцев в пределах семьи позволяет отбирать сеянцы, обладающие оптимальным содержанием кислот в сочетании с необходимым количеством аскорбиновой кислоты и сахаров.

3.1.3. Аскорбиновая кислота. Содержание аскорбиновой кислоты варьирует в значительных пределах, как между комбинациями скрещивания, так и между сеянцами в отдельной семье. Изменчивость данного показателя у гибридных сеянцев составляла от 24,6 до 118,8 мг/100г (табл. 3).

Таблица 3. Варьирование содержания аскорбиновой кислоты в ягодах гибридных сеянцев земляники

Перспективными являются комбинации, характеризующиеся высокими показателями среднего по семье содержания витамина С: Фейерверк х Фестивальная, 298-19-9-43 х Привлекательная, 297-28-84 х Фейерверк, Урожайная ЦГЛ х Львовская ранняя. Высокий процент сеянцев с содержанием аскорбиновой кислоты на уровне 80,0-100,0 мг/100г отмечен в семьях: Привлекательная х 298-22-19-21 (30,3%), Привлекательная х Львовская ранняя (42,6%), Урожайная ЦГЛ х Львовская ранняя (42,9%), (516-167 х Кардинал) х Привлекательная (33,3 и 57,1%), 297-28-84 х Фейерверк (62,5%), Рубиновый кулон х Марышка (66,7%). В отдельных семьях выделены также сеянцы с наиболее высоким содержанием аскорбиновой кислоты - свыше 100,0 мг/100г. Их количество (в %) в исследованных комбинациях составило: Фейерверк х Фестивальная - 3,1; Кардинал х Привлекательная - 14,3; Фестивальная х Привлекательная - 33,3; Фейерверк х Марышка - 10,0; Привлекательная х 298-22-19-21 - 3,0; Привлекательная х Львовская ранняя - 5,6; Урожайная ЦГЛ х 298-22-19-21 - 7,1; Урожайная ЦГЛ х Львовская ранняя - 14,3; Урожайная ЦГЛ х 750-30 - 4,1 (табл. 4). В других семьях таких высоковитаминных форм не выявлено.

Лучшие результаты по накоплению аскорбиновой кислоты отмечены в семьях, полученных с использованием высоковитаминных родительских форм - Фестивальная, Привлекательная, Львовская ранняя. В комбинациях с участием сортов Фейерверк, Рубиновый кулон гибридные сеянцы характеризуются худшими показателями по данному признаку.

В семье Фейерверк х Рубиновый кулон среднее по комбинации содержание аскорбиновой кислоты в ягодах составляло 51,4 мг/100г при размахе варьирования от 39,2 до 69,1 мг/100г; в семье 206-88-7 х Фейерверк - 54,3 мг/100г с варьированием от 42,7до 64,2 мг/100г. В комбинациях Фейерверк х Рубиновый кулон, 206-88-7 х Фейерверк, 298-19-9-43 х Рубиновый кулон, Фейерверк х Марышка сеянцев с содержанием аскорбиновой кислоты в плодах в пределах 80,0-100,0 мг/100г не обнаружено (Жбанова, Лукъянчук, 2003; Лукъянчук, Жбанова, 2012).

Таблица 4. Селекционная ценность семей по выходу сеянцев с повышенным содержанием аскорбиновой кислоты

Отмечено проявление положительной трансгрессии по накоплению в плодах аскорбиновой кислоты. В комбинации Фейерверк х Фестивальная отобрано 12,5% сеянцев с более высоким содержанием витамина С (от 92,8 до 110,0 мг/100г), чем у лучшей родительской формы Фестивальная, которая накапливала аскорбиновой кислоты 90,6 мг/100г. В комбинациях Привлекательная х Львовская ранняя, Урожайная ЦГЛ х Львовская ранняя частота трансгрессии составляла 16,7 и 33,3% соответственно. Отдельные сеянцы в данных семьях накапливали 91,1-118,8 мг/100г витамина С, что выше, чем у лучшей родительской формы - сорта Львовская ранняя, которая содержала 89,3 мг/100г аскорбиновой кислоты (табл. 5).

Таблица 5. Степень и частота трансгрессии по содержанию в ягодах аскорбиновой кислоты у гибридного потомства земляники

В семье Фейерверк х Рубиновый кулон 36,7% сеянцев показали довольно низкое содержание аскорбиновой кислоты - на уровне 35-45 мг/100г. В семье Привлекательная х Львовская ранняя на долю сеянцев с содержанием аскорбиновой кислоты на уровне 35-45 мг/100г приходилось всего 1,8%, а в семье Фейерверк х Фестивальная таких сеянцев отмечено не было (рис. 4, 5, 6).

Частота распределения (N,%) содержания аскорбиновой кислоты в семьях земляники

Рис. 4.

Рис. 5.

Рис. 6.

Коэффициент наследуемости содержания аскорбиновой кислоты в ягодах земляники в комбинациях Фейерверк х Рубиновый кулон и Фейерверк х Фестивальная сравнительно высокий (Н²= 0,65). Это свидетельствует о том, что 65% изменчивости гибридов обусловлено генотипическими различиями отцовских форм. В комбинациях Привлекательная х Кама, Привлекательная х 298-22-19-21, Привлекательная х Львовская ранняя коэффициент наследуемости содержания аскорбиновой кислоты составил 0,45. Следовательно, можно заключить, что разнообразие изученных сеянцев данных семей по накоплению витамина С на 45% определяется разницей генотипов отцовских сортов, остальные 55% разнообразия связаны с другими причинами (генетическим влиянием материнского сорта, условиями выращивания и т.д.).

В наших исследованиях связь между средним содержанием витамина С в потомстве и у родителей была достаточно высокая (r= +0,60).

3.1.4. Антоцианы. Размах варьирования по содержанию антоцианов у гибридных сеянцев был очень большой - от 6,0 до 242,0 мг/100г. Однако, несмотря на всё разнообразие гибридного потомства, наибольшее количество сеянцев с повышенным их накоплением (от 80,0 до 100,0 мг/100г и выше) получено в семьях, где в качестве родительских форм использовали сорта с высоким уровнем признака (Фейерверк, Привлекательная, Рубиновый кулон). Однако и в контрастных семьях, где одна из родительских форм характеризовалась средним или низким уровнем признака (Марышка, Львовская ранняя) были выделены ценные сеянцы с очень высоким содержанием антоцианов. В семье Привлекательная х 298-22-19-21 среднее содержание антоцианов составило 65,5 мг/100г при размахе варьирования от 10,0 до 140,0 мг/100г; Привлекательная х Кама - 65,2 мг/100г при размахе варьирования от 20,0 до 140,0 мг/100г; Рубиновый кулон х 298-22-19-21 - 72,0 мг/100г при размахе варьирования от 50,0 до 90,0 мг/100г.

Наибольший выход тёмноокрашенных сеянцев с количеством антоцианов в ягодах более 80,0 мг/100г получен в семьях: Привлекательная х 298-22-19-21 (45,2%), Привлекательная х Кама (34,2%). Средняя степень трансгрессии составляла выше 20,0%. Частота трансгрессии в комбинациях Привлекательная х 298-22-19-21 составляла 9,7%, Привлекательная х Кама - 6,3%. Трансгрессивные сеянцы в указанных семьях накапливали в плодах свыше 100 мг/100г антоцианов, что превышало их содержание у лучшей родительской формы (сорт Привлекательная). В комбинации (516-167 х Кардинал) х Фейерверк максимальная степень трансгрессии (Т_с макс.) содержания в ягодах антоцианов составляла 20,4%, частота трансгрессии - 23,1%; в семье (516-167 х Кардинал) х Привлекательная Т_с макс. составляла 10,5%, Т_ч - 16,7%.

В комбинации Привлекательная х 298-22-19-21 на долю светлоокрашенных сеянцев (содержание антоцианов менее 60,0 мг/100г) приходилось 38,7%; Привлекательная х Кама (оба родительских сорта характеризуются высоким накоплением антоцианов) - 34,2%; Урожайная ЦГЛ х Кама (контрастные по содержанию антоцианов родительские формы) - 70,4% (рис. 7, 8, 9).

Связь между средним содержанием антоцианов в семье и у родителей не была значительной, коэффициент корреляции составлял всего +0,1.

Частота распределения (N, %) содержания антоцианов в семьях земляники

Рис. 7.

Рис. 8.

Рис. 9.

Особый интерес представляют сеянцы, сочетающие в своём генотипе на высоком уровне несколько признаков. Выделены лучшие комбинации скрещивания, полученные с участием сорта Привлекательная: Привлекательная х 298-22-19-21, Привлекательная х Кама, Привлекательная х Львовская ранняя, где отобрано наибольшее количество сеянцев с одновременно высоким накоплением растворимых сухих веществ, аскорбиновой кислоты и антоцианов: 19,4%, 16,7%, 18,4% соответственно. В других семьях таких сеянцев значительно меньше - от 5,3 до 7,7% (табл. 6).

Таблица 6. Селекционная ценность ряда семей земляники по биохимическому составу плодов

* РСВ - более 9,0%; АК - более 70,0 мг/100г; антоцианов - более 70,0 мг/100г

3.2. Комбинационная способность ряда сортов земляники по химическому составу ягод.

С получением новых сортов и форм и вовлечением их в селекционный процесс возникает необходимость в оценке их по комбинационной способности с целью выявления лучших доноров и комбинаций скрещивания, в частности по биохимическим признакам. Изучена общая и специфическая комбинационная способности (ОКС и СКС) ряда сортов земляники по биохимическому составу ягод. В качестве материнских были взяты сорта Привлекательная, Урожайная ЦГЛ, отцовских - Львовская ранняя, Кама, элита 298-22-19-21. Всего изучено 197 гибридных сеянца 6 комбинаций скрещивания: Привлекательная х Львовская ранняя, Привлекательная х Кама, Привлекательная х 298-22-19-21, Урожайная ЦГЛ х Львовская ранняя, Урожайная ЦГЛ х Кама, Урожайная ЦГЛ х 298-22-19-21. Статистическую обработку проводили по 4 методу Гриффинга (Яковлев, Болдырихина, 1980).

Наибольшим аддитивным эффектом КС по содержанию растворимых сухих веществ обладали материнская форма Привлекательная и отцовский сорт Кама (табл. 7).

ягодный плод вегетационный

Таблица 7. Оценка эффектов ОКС по содержанию биохимических веществ

Низкие эффекты КС по содержанию растворимых сухих веществ отмечены у сортов Урожайная ЦГЛ и Львовская ранняя. По содержанию в ягодах антоцианов высокие показатели ОКС отмечены у сортов Привлекательная и элиты 298-22-19-21, самые низкие - у сортов Львовская ранняя и Урожайная ЦГЛ. Высокой ОКС по содержанию в ягодах аскорбиновой кислоты отличался сорт Львовская ранняя, наиболее низкой - Кама.

На основе эффектов СКС выделены лучшие комбинации скрещивания: по содержанию растворимых сухих веществ - Урожайная ЦГЛ х Львовская ранняя; антоцианов - Привлекательная х Кама; аскорбиновой кислоты - Привлекательная х Львовская ранняя (табл. 8).

Наибольшую селекционную ценность представляют комбинации, где оба родителя являются донорами по тому или иному признаку. Такое сочетание проявилось в комбинации Привлекательная х Львовская ранняя. Сорт Привлекательная, имея невысокий отрицательный эффект ОКС по содержанию аскорбиновой кислоты, при скрещивании с сортом Львовская ранняя даёт высокий эффект СКС по данному признаку. Сорт Привлекательная, обладающий высоким эффектом ОКС по содержанию антоцианов, в комбинации с сортом Кама (с меньшим эффектом ОКС по данному признаку) проявил наиболее высокий эффект СКС, однако в комбинации с формой 298-22-19-21 - не проявил.

Таблица 8. Оценка эффектов и констант СКС сортов земляники по содержанию биохимических веществ

Примечание: в табл. приняты следующие обозначения признаков:

1. РСВ; 2. антоцианы; 3. АК

В результате анализа ряда родительских форм земляники по оценкам комбинационной способности показано, что сорт Привлекательная может использоваться в качестве донора в селекции на повышенное содержание в ягодах антоцианов, Львовская ранняя - аскорбиновой кислоты, Кама - растворимых сухих веществ.

3.3. Биохимическая характеристика отборных форм земляники, полученных на основе межсортовых и отдалённых скрещиваний.

В скрещивания с сортами земляники ананасной А.А. Зубовым были вовлечены виды: земляника овальная (F. ovalis Rydb.), земляника виргинская (F. virginiana Duch.), земляника восточная (F. orientalis Los.). Среди многообразия полученных форм были отобраны лучшие сеянцы и включены в возвратные скрещивания с земляникой ананасной. В настоящее время изучается четвёртое беккроссное поколение F_B4 отдалённых двухвидовых и трёхвидовых гибридов, совмещающих в себе высокий уровень хозяйственно-ценных и адаптивно значимых признаков. Среди них после изучения было отобрано несколько десятков перспективных и элитных сеянцев с сочетанием хозяйственно-ценных и адаптивно значимых признаков с высоким содержанием БАВ. Из ряда комбинаций, полученных при межсортовых скрещиваниях, также были отобраны и размножены отдельные перспективные сеянцы. Многие из них характеризуются хорошими показателями химического состава ягод (табл. 9).

В комбинации Фестивальная х Привлекательная повышенным содержанием аскорбиновой кислоты в ягодах (78,3-93,9 мг/100г) отличались отборные сеянцы: 914-30, 914-44, 914-58, 914-67; высоким накоплением антоцианов (114,4-137,9 мг/100г) характеризовались сеянцы: 914-33, 914-67. Важно отметить, что ряд отборных сеянцев в данной семье сочетают комплексное высокое содержание витаминов С и Р: 914-30, 914-67. Повышенное накопление растворимых сухих веществ и суммы сахаров отмечено у отборных сеянцев 914-33, 914-58. Титруемая кислотность исследованных сеянцев варьировала от 0,91 до 1,22%, т.е. не была излишне высокой.

Таблица 9. Химический состав ягод ряда отборных сеянцев и элитных форм земляники

Ряд сеянцев, отобранных из комбинации 298-19-9-43 х Рубиновый кулон, характеризуются ценным химическим составом ягод. Все изученные формы в данной семье имели низкую кислотность плодов (менее 1,0%). Гибриды 927-69, 927-80 имели высокое содержание растворимых сухих веществ (14,1% и 14,6% соответственно) и сахаров (до 10,2%). Данные сеянцы характеризовались также высоким уровнем накопления аскорбиновой кислоты (80,5 и 103,0 мг/100г соответственно). Содержание антоцианов у них достигало достаточно высокого уровня - 74,8 и 59,4 мг/100г соответственно.

В комбинациях с участием сорта Фейерверк отобраны сеянцы с повышенным накоплением антоцианов: 206-88-7 х Фейерверк (924-56) - 121,0 мг/100г; 298-22-19-21 х Фейерверк (915-32) - 104,5 мг/100г, (915-36) - 167,2 мг/100г; 297-28-84 х Фейерверк (926-119) - 96,8 мг/100г; Фейерверк х Рубиновый кулон (726-56) - 88,0 мг/100г. Также повышенное содержание антоцианов отмечено у элиты 613-30 (Рубиновый кулон х Лакомая) - 96,8 мг/100г.

Отобранные перспективные сеянцы в комбинации (516-167 х Кардинал) х Привлекательная отличались несколько худшими показателями химического состава (ниже содержание сухих веществ, сахаров, антоцианов). Уровень накопления кислот в ягодах отборных сеянцев из данной комбинации изменялся от 0,80 до 1,23%, что вполне удовлетворяет селекционным требованиям. Повышенное содержание в плодах витаминов С и Р отмечено у отборного сеянца 922-87 (аскорбиновой кислоты - 89,3 мг/100г, антоцианов - 88,0 мг/100г, катехинов - 274 мг/100г). Таким образом, исследования показали, что межвидовые гибриды по биохимическому составу практически не уступают межсортовым, а в некоторых случаях отдалённая гибридизация позволяет расширить пределы варьирования биохимических признаков (Жбанова, Лукъянчук, Богданова, 2009; Лукъянчук, Жбанова, 2012).

3.4. Сомаклональная изменчивость биохимических показателей

у регенерантов земляники.

Проводилось изучение биохимического состава плодов растений-регенерантов земляники, полученных из каллусов, прошедших тканевую селекцию in vitro на устойчивость к хлоридному засолению. 60,0% растений-регенерантов не имели статистически существенных отклонений от исходных сортов ни по одному из биохимических показателей. Не было выявлено растений, достоверно отличающихся от исходных сортов по титруемой кислотности и накоплению в плодах катехинов. Однако 26,7% регенерантов показали отклонения от контроля по одному, а 13,3% по двум и более показателям. С наибольшей частотой (20,0%) сомаклональные изменения затронули такой признак, как содержание сахаров. Различия клонов растений-регенерантов с плодами исходных сортов по сумме сахаров составили от 21,9% (Львовская ранняя (4-07)) до 26,1% (Золушка (4-07)). У регенерантов наблюдалась как пониженная (Львовская ранняя (4-07), Золушка (4-07)), так и повышенная (Марышка (5-07)) по сравнению с контролем концентрация сахаров. 13,3% опытных растений имели различия с исходными сортами по количеству растворимых сухих веществ, аскорбиновой кислоты и антоцианов.

Как правило, сомаклональная изменчивость ухудшала качество плодов. Даже, если по отдельным биохимическим компонентам плоды растений-регенерантов превосходили контрольные растения, то по другим - уступали им. Так, регенеранты сортов Золушка (4-07) и Львовская ранняя (2-07) превосходили исходные сорта по содержанию антоцианов, но уступали им по содержанию аскорбиновой кислоты. Регенерант сорта Золушка (4-07) имел также более низкое содержание сахаров по сравнению с контролем. Исключение составили регенерант сорта Марышка (5-07), плоды которого превосходили исходный сорт по содержанию растворимых сухих веществ и сумме сахаров, и регенерант сорта Марышка (4-07) с повышенным содержанием в плодах аскорбиновой кислоты. По остальным биохимическим показателям их ягоды существенно не отличались от контроля.

По частоте возникновения сомаклональных изменений в биохимическом составе плодов не выявлено статистически существенных сортовых различий. Учитывая приведённые данные, следует рекомендовать для растений, полученных из каллусов в процессе тканевой селекции или генетической трансформации, проведение апробации на соответствие исходным сортам не только по основным морфологическим признакам, но и по биохимическому составу плодов (Жбанова, Соловых, 2012).

3.5. Химический состав ягод по группам сортов смородины чёрной различного генетического происхождения.

Современные сорта смородины чёрной имеют сложную генетическую основу. Проведён анализ коллекции сортов смородины чёрной по биохимическому составу плодов в связи с их генетическим происхождением. Повышенным содержанием растворимых сухих веществ отличались сорта Веллингтон (19,2%), Смена (18,5%), являющиеся представителями I генетической группы (R. nigrum ssp. europaeum Jancz.), а также Бия (19,1%), Зеленоплодная (18,7%) - II генетическая группа (R. nigrum ssp. sibiricum Wolf E.). Повышенным накоплением сахаров отличались ягоды сортов Белорусская сладкая (11,3%), Детскосельская (11,7%), Шалунья (11,3%) - IV генетическая группа (R. nigrum ssp. europaeum x R. nigrum ssp. sibiricum x R. dikuscha). Низкая кислотность отмечена в ягодах сортов Веллингтон (1,71%), Лия плодородная (1,92%), Орловская сладкая (2,21%), Мичуринская (2,31%; группа I), Бия (2,31%; группа II), Каскад (2,24%), Ленинградский великан (2,07%), Сладка ягода (2,33%; группа IV), Маленький принц (2,27%, группа V (R. nigrum ssp. europaeum x R. nigrum ssp. sibiricum x R. dikuscha х R. nigrum ssp. scandinavicum)).

Сахаро-кислотный индекс, служащий основным показателем вкусовых качеств, относительно высок у сортов, относящихся к разным генетическим группам: Веллингтон (4,8), Мичуринская (4,0) - I группа; Белорусская сладкая (4,0), Партизанка (4,0), Сладка ягода (4,3) - IV группа. Наиболее высокий показатель у сортов Сладкоплодная (5,7, I группа) и Детскосельская (5,3, IV группа). Низкий сахаро-кислотный индекс имеют сорта Амос блэк (2,2, I группа), Бурая (2,0, II группа), Муравушка (2,2, XIV группа (R. nigrum ssp. europaeum x R. nigrum ssp. sibiricum x R. dikuscha х R. nigrum ssp. scandinavicum x см. Янчевского), Амурская (1,9, X группа (R. dikuscha х R. pauciflorum)), 19-75 (1,8, XII группа (R. nigrum ssp. europaeum x R. dikuscha x R. nigrum ssp. scandinavicum)) и 60-4 (1,7, XIII группа (R. nigrum ssp. europaeum x R. nigrum ssp. scandinavicum)).

Высокое содержание аскорбиновой кислоты (180-200 мг/100г) также отмечено в ягодах сортов, относящихся к разным генетическим группам: Лия плодородная (194,4; I группа), Бия (189,0; II группа), Минай Шмырёв (182,6), Россия (187,8), Смуглянка (184,9; IV группа), Орловская серенада (185,9; V группа), Ласточка (189,4), Лена (185,1; VI группа (R. nigrum ssp. europaeum x R. dikuscha)). Более 200 мг/100г аскорбиновой кислоты содержали ягоды сортов: Амос блэк (201,7), Рудкноп голиаф (207,7; I группа), Партизанка (208,1), Белорусская сладкая (248,1; IV группа), Навля (206,4; V группа), Витаминная ранняя (223,3; IX группа (R. nigrum ssp. europaeum x R. dikuscha x R. odoratum)), Амурская (201,7; Х группа).

Наши выводы вполне согласуются с выводами других исследователей, что в пределах всех генетических групп имеются сорта, как с низким, так и высоким содержанием биохимических веществ. В группе сортов европейского подвида смородины чёрной подавляющее большинство изученных сортов характеризуется высоким содержанием сахаров (до 9,9%), растворимых сухих веществ (до 19,2%) и относительно высоким уровнем накопления аскорбиновой кислоты, достигающим 207,7 мг/100г. Высокий уровень накопления в ягодах сахаров отмечен у сортов - представителей V генетической группы, в которую вошли новые сорта селекции ВНИИС им. И.В. Мичурина, ВНИИ люпина (Брянск), ВНИИСПК (Орёл). По высокому накоплению аскорбиновой кислоты следует также выделить как перспективные IV и VI генетические группы. Сорта-представители VII генетической группы (скандинавский экотип R. nigrum) и XII (также связанной со скандинавским экотипом R. nigrum) показали худшее накопление витамина С и высокую кислотность ягод.

4. ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЯГОДНЫХ КУЛЬТУР

Проводилось изучение технологических свойств перспективных сортов и форм ягодных культур селекции ВНИИГиСПР им. И.В. Мичурина, интродуцированных сортов (табл. 10).

4.1. Земляника. Большинство (52 из 73 и 55 из 73) сортов удовлетворяют технологическим требованиям по содержанию растворимых сухих веществ и сахаров, предусматривающим их накопление не менее 10% и не менее 7% соответственно. Основная масса исследованных сортов (75,7%) удовлетворяют требованиям перерабатывающей промышленности и содержат в ягодах свыше 60,0 мг/100г аскорбиновой кислоты. Доля сортов, накапливающих антоцианы на необходимом уровне (более 50,0 мг/100г) составляет 52,3%. Большинство сортов (73,3%) накапливают пектиновых веществ на требуемом уровне - 0,8-1,0%.

Высокую дегустационную оценку получили компоты, приготовленные из ягод сортов Консервная плотная (4,7 балла), Рубиновый кулон (до 4,9 баллов); варенье из ягод сортов Консервная плотная (4,7 балла), Рубиновый кулон (до 4,9 баллов), Фейерверк (4,7 балла).

Аскорбиновой кислоты в земляничном варенье мало - от 3,5 до 23,3 мг/100г при среднем значении 11,3 мг/100г. В компотах её содержание несколько выше - 13,2-30,8 мг/100г при среднем значении 20,9 мг/100г. Наибольшее содержание витамина С отмечено в продуктах переработки из ягод сортов Рубиновый кулон и Консервная плотная. Сохранность витамина С в результате термической обработки составила в компотах в среднем 30,5%, в варенье - 12,9% от количества в свежих ягодах (табл. 11). Катехинов содержалось в варенье - 12-244 мг/100г, в компотах - 50-244 мг/100г. Сохранность витамина Р составила в среднем по сортам в компотах - 62,3%, в варенье - 43,6%. Несмотря на то, что сорт Рубиновый кулон менее витаминный, компот и варенье из него содержат аскорбиновой кислоты не меньше, чем приготовленные из более высоковитаминного сорта Фестивальная. Кроме того, они отличаются заметно более высокими органолептическими качествами и внешним видом. Сохранность биологически активных веществ (витамина С и катехинов) в компотах несколько выше, чем в варенье при более низкой (в 3-4 раза) концентрации сахара.

4.2. Смородина чёрная. Ягоды смородины чёрной лишь в незначительной степени потребляются в свежем виде. Из-за довольно высокого содержания кислот и относительно невысокого сахаров ягоды обычно имеют довольно кислый вкус, но для технической переработки являются отличным сырьём. Благодаря низкому содержанию в плодах окислительных ферментов, в продуктах переработки ягод смородины хорошо сохраняется аскорбиновая кислота.

Таблица 10. Химический состав продуктов переработки ягодных культур

*верхняя строка - среднее значение признака, x±m;

нижняя строка - варьирование признака, min.-max.

Большинство изучавшихся сортообразцов смородины чёрной уступали рекомендуемому уровню содержания растворимых сухих веществ (16,0% и более). Основная масса сортообразцов отвечают требуемому количеству сахаров в ягодах (8-10%). Титруемая кислотность большинства сортов соответствовала рекомендованной величине 2,5-3,0%. Технологические требования, предъявляемые к сортам смородины чёрной по содержанию аскорбиновой кислоты (не менее 200 мг/100г), на наш взгляд, несколько завышены.

Чёрносмородиновые соки в зависимости от взятых сортов содержат: 16,9-29,2% растворимых сухих веществ, 0,40-1,69% кислот, 27,3-101,2 мг/100г аскорбиновой кислоты, 62-378 мг/100г катехинов. Высокую оценку получили соки из ягод сортов: Факир (4,7 балла), Маленький принц (4,6 балла).

Сохранность аскорбиновой кислоты в соках составляла в среднем 44,8% с варьированием по сортам от 16,2 до 81,9% от первоначального содержания в ягодах. Максимальное содержание аскорбиновой кислоты (101,2 мг/100г) отмечено в соке из ягод сорта Витаминная ранняя. Высоким содержанием и хорошей сохранностью витамина С отличаются соки, приготовленные из ягод сортов Сладка ягода, Ласточка, Несравненная, Витаминная ранняя. Сохранность Р-активных веществ в соках изменялась от 9,3 до 63,9%...