5.3. Методы создания линий томата, устойчивых к галловым нематодам

В природе не наблюдается полной гибели всех растений, это обусловлено в значительной степени разнокачественностью особей в пределах вида или сорта. Поэтому в начале селекционной работы на иммунитет большое значение имеет проведение индивидуальных отборов непоражаемых и слабопоражаемых растений (Ширко, Глущенко, 1986).

И.В. Мичурин придавал большое значение отбору устойчивых растений. Он очитал, что "... необходимо делать отбор еще по иммунитетности растений к различным болезням и к сопротивлению нападения различных вредителей, паразитных грибков...".

М.В. Горленко (1959) считает отбор одним из методов получения устойчивых сортов, давших ценные результаты (например, при создании заразихоустойчивых сортов подсолнечника). Даже при сильном развитии болезни почти всегда на поле имеются отдельные слабо или совсем не пораженные растения. Отбирать можно устойчивые семьи или отдельные растения. Прямой отбор лучше всего вести при сильном развитии болезни. Иммунологическая неоднородность видов открывает возможность в условиях жесткого инфекционного фона выявлять и отбирать новые иммунные или высокоустойчивые к заболеваниям формы.

Э.Э. Гешеле (1978) считал, что путем многократного отбора можно повысить устойчивость сорта. Отбор - обязательный прием в любой селекционной работе. Селекционная практика знает немало примеров, когда из восприимчивых сортов выводят путем отбора менее восприимчивые и даже устойчивые сорта. В годы эпифитотий легко отбирать выоокоустойчивые растения, семьи, линии и т.д., поэтому надо шире использовать естественное поражение сортов и проводить отборы на устойчивость. Создавая жесткий инфекционный фон для оценки селекционного материала на устойчивость к болезням, мы лишаем себя возможности судить о наличии и уровне полевой устойчивости (Гетеле, 1970).

Важная роль в передаче генов болезнеустойчивости улучшаемому сорту принадлежит многократному индивидуальному отбору, обеспечивающему накопление благоприятных генов селектируемого признака в гомозиготном состоянии (Нерсесян, Саакян, 1977).

Гибридизация - один из основных методов современной селекции. Как известно, процесс формообразования у гибридов от скрещивания наследственно различных родителей чаще всего проявляется и продолжается в нескольких поколениях. Ввиду этого в мировой селекционной практике по самоопыляющимся культурам, в частности по ячменю, применяли метод раздельного высева семян от каждого растения, начиная с урожая гибридов первого поколения (метод педигри) или только о последующих поколений (метод пересевов).

В результате применения индивидуального отбора константные потомства можно выделить на несколько лет раньше, чем при использовании метода пересева. Однако метод раздельного высева семян от каждого растения весьма трудоемок, требует большого внимания и тщательности. Один из самых сложных моментов при использовании этого метода - правильно определить по первому поколению ценность гибридной комбинации с точки зрения ее урожайности и отобрать истинно продуктивные растения в F₂.

Эффект гетерозиса в настоящее время широко применяется в селекционной работе о многими сельскохозяйственными культурами. Максимально возможный успех в селекции на гетерозис зависит от конкретного способа использования гетерозиса, т.е. будет он применен на уровне гибридов первого поколения (межлинейных и межсортовых) или на уровне синтетических сортов, гибридных популяций и т.д.

На первоначальных этапах селекционной работы в качестве геноносителей нематодоустойчивости использовали зарубежные сорта и гибриды, устойчивые к галловой нематоде (Anahu, Piernita, Monita, Ronita, F₁ Nemared, F₁ Nemacross), частично поражающиеся местной популяцией мелойдогин. В связи с этим нам пришлось проводить отбор среди сортовых и гибридных популяций на устойчивость. Из этих сортов, методом многократного улучшающего отбора получены константные, гомозиготные линии по признаку нематодоустойчивости с комплексом хозяйственно полезных признаков. Рассмотрим это на примере сорта Ariahu, обладающего геном Mi и проявляющего иммунологическую неоднородность по устойчивости к галловой нематоде (табл.32).

Таблица 32. Иммунологическая невыравненность нематодоустойчивого сорта

На протяжении ряда лет селекционной работы мы отмечали, что отдельные растения этого сорта всегда поражались нематодой. Первоначально исходный образец сорта Anahu поражался нематодой в среднем на 1 балл. Уже при однократном отборе процент пораженных растений составил 85,2 при поражении 0,6 балла. При последующих отборах на инвазионном фоне количество пораженных растений уменьшилось: при двукратном отборе - до 43,3 - 45,2 %, трехкратном - 33,0 - 33,8, четырехкратном - 24,6 - 26,9, пятикратном - 22,8 - 23,9 %. Некоторые отдельные растения даже при пятикратном отборе на инвазионном фоне поражались на 4 балла.

Таким образом, в результате многократного индивидуального отбора ка местком инвазионном фоне из сорта Anahu получена Линия 7 - 1/70. Из нематодоустойчивого сорта Monita получена Линия 418/72, а из F₁ Nemared - Линия 170/70. Отмеченные сорта, гибриды и линии, полученные из них, наряду с нематодоустойчивостью обладали и некоторыми отрицательными признаками (низкая продуктивность, мелкоплодность, позднеспелость, поражаемость кладоопориозом, ВТМ и другими заболеваниями), которые снижали их селекционную ценность. Поэтому для создания урожайных, скороспелых линий томата с комплексной устойчивостью к мелойдогинозу и кладоспориозу использовали для гибридизации окороопелые, урожайные, устойчивые к кладоспориозу линии типа Орленок, Зенит, созданные на основе сортов Vetimoid, Vine queen, Сибирский окороспелый, Зарево 109, Тепличный 200, Новосибирский скороспелый.

Создание нематодоустойчивых линий томата выявило высокую эффективность метода многократного индивидуального отбора непораженных растений на инвазионном фоне из гибридных популяций. Установлено, что уже начиная с пятого-шестого поколений проявляется высокая степень устойчивости к галловой нематоде. Это подтверждается линиями, полученными из гибридных популяций: Линия 7-1/70 х Линия 43/70, Мааsоrоss х Monita, Multicross x Monita, линия 7-1/70 X Vinequeen, Линия 7-1/70 х Revermun, Линия 44/77 х Линия 75/77, Piernita x Орленок 2, F₈ (Линия 6/68 х Линия 7-1/70) х смесь пыльцы Орленок 1, Орленок 2, Орленок 3. Зенит (рис. 12).

Рис. 12. Эффективность отбора по устойчивости к M.incognita в гибридных популяциях: 1 - Линия 7-1/70 х Линия 43/70; 2 - Maascross x Monita; 3 - Multicross x Monita; 4 - Линия 7-1/70 x Vinequeen; 5 - Линия 7-1/70 x Revermun; 6 - Линия 44/77 x Линия 75/77; 7 - Piernita x Орленок 2 ; 8 - F₈ (Линия 44/77 х Линия 7-1/70) х смесь пыльцы орленок 1-3, Зенит

У линии, полученной от скрещивания сортов Anahu Reverraun, стабильность нематодоустойчивости проявляется уже в четвертом поколении. Однако у гибридной линии 44/77 константность признака устойчивости к галловой нематоде закрепляется только в восьмом поколении. Параллельная оценка полученных линий на устойчивость к бурой пятнистости листьев позволила создать формы с групповой устойчивостью к нематоде и кладоспориозу. Так, гибридная Линия 281/75 получена на основе скрещивания устойчивой к галловой нематоде Линии 7-1/70 с урожайным, устойчивым к кладослориозу сортом Vinequeen (табл. 33). Начиная с пятого поколения проявляется высокая степень устойчивости к фитогельминту. Поражение составляет 0,01 - 0,04 балла. Однако в восьмом поколении встречаются отдельные растения, поражающиеся на 1 балл. Линия 275/75 создана также методом многократного индивидуального отбора на инфекционном фоне из гибридной популяции Линия 7-1/70 х Линия 43/70 (см. табл. 33).

Таблица 33. Влияние отбора на устойчивость линий 281/76 и 275/75 к галловой нематоде

Линии 772/80 и 773/80 созданы методом межсортовой гибридизации индетерминантного, устойчивого к нематоде сорта Piernita с детерминантной, скороспелой, устойчивой к кладоспориозу линией Орленок 2 и отбором из гибридной популяции на инвазионном фоне непораженных, растений до восьмого поколения. Методом половинок селекционные образцы проходили оценку на устойчивость к кладоспориозу. Линии устойчивы к галловой нематоде и кладоспориозу.

Линия 442/82, устойчивая к нематоде, получена в результате длительного отбора на инвазионном фоне устойчивых растений из гибридной популяции Multicross x Monita.

Линия 127/73, 752/74, 790/80 созданы методом многократного индивидуального отбора непораженных растений на инфекционных фонах из гибридной популяции Линия 7-1/70 х Линия 8/68. Они устойчивы к галловой нематоде и кладоспориозу.

Методом многократного индивидуального отбора непораженных растений на инфекционных фонах по нематоде, ВТМ, кладоспориозу из голландского гибрида Н 42170 выделен ряд перспективных крупноплодных, детерминантных и нндетерминантных линий с комплексной устойчивостью к ЭДМ, галловой нематоде и кладоспориозу, таких как 315/83, 343/83, 453/84, 2254/83. Они являются ценным исходным материалом для получения гетерозионых гибридов. Следует отметить высокую эффективность метода ступенчатой гибридизации на комплексный иммунитет одновременно к ряду наиболее опасных заболеваний. Первая ступень - создание богатого селекционного фонда форм, высокоустойчивы: к галловой нематоде. Вторая ступень - придание таким формам невосприимчивости к наиболее опасным болезням данной культуры: кладоспориозу, ВТМ, После закрепления в генотипах опытных растений устойчивости к двум заболеваниям ведется селекция на создание линий, сочетающих устойчивость к трем патогенам - галловой нематоде - кладоспориозу и ВТМ; кладоспориозу, ВТМ и белокрылке; галловой нематоде, кладоспориозу и белокрылке.

Линии 774/80, 775/80,44-75/77, 44-176/77, 711/79, 711/79-34 выведены в результате сложной межсортовой гибридизации ряда линий, сортов и гибридов, обладающих комплексом хозяйственно ценных признаков, и многократных индивидуальных отборов на инфекционных фонах (рис. 13).

Pис. 13. Происхождение нематодоустойчивых линий тепличного томата

Линия 44-75/77 получена в результате гибридизации линий 44/77 и 75/77. Последняя имеет сложный генотип, в создании которого участвовало восемь сортов. Она получена в результате опыления F4 Линия 7-1/70 х Линия 43/70 смесью пыльцы детерминантных, скороспелых и устойчивых к бурой пятнистости листьев линий Орленок I, Орленок 2, Орленок 3, Зенит. Устойчива к галловой нематоде и кладоспориозу.

Линия 176-75/77 выведена методом межлинейной гибридизации устойчивых к галловой нематоде и кладоспориозу линий 176/77 и 75/77. Линия 176/77 выведена методом отбора из гибридной популяции Линия 7-1/70 х Revermun.

Линия 711/79 создана методом сложной межсортовой ступенчатой гибридизации, В качестве материнской формы использована Линия 44/77, которая устойчива к галловой нематоде. Отцовский компонент представлял собой смесь пыльцы генотипов трех линий - 127/73, устойчивой к кладоспориозу и нематоде, F₈. Линия 8/68 х Линия 7-1/70 и 75/77. В результате напряженных отборов из гибридной популяции выделены растения с различными хозяйственно ценными признаками. Получены линии с детерминантным и индетерминантным типом куста, крупноплодные, дающие высокий урожай в условиях весенней пленочной и зимней теплиц. Перспективной в условиях пленочных теплиц оказалась среднерослая, высокопродуктивная Линия 1246/84.

Линия 711/79-34 создана методом гибридизации линий 711/79 и 34. Последняя устойчива к ВТМ, имеет генотип Tm1 Tm2²/Tm1 Tm2. Линия 34 получена М.М. Король и Н.Н. Балашовой. В результате последующих многократных индивидуальных отборов на инфекционных фонах в девятом поколении получена константная линия, устойчивая к галловой нематоде и ВТМ.

Линия 774/80 получена в результате опыления Линии 752/74, устойчивой к галловой нематоде и кладоспориозу, смесью пыльцы детерминантных, скороспелых, устойчивых к бурой пятнистости линий Орленок 1, Орленок 2, Орленок 3, Зенит. В седьмом поколении данной гибридной популяции достигнута константность признака устойчивости к нематоде.

Таблица 34. Экологическая стабильность признака устойчивости у различных линий томата (1984-1985 гг.)

Примечание. Данные по Узбекистану получены М.Х. Арамовым (Среднеазиатская лаборатория ВНИИССОК), по Таджикистану - С.П. Погребновой (Институт зоологии и паразитологии АН ТаджССР), по РСФСР - Р.В. Беляевым (Адлерская овощная опытная станция НИИОХ), по Кубе - В.Ф. Пивоваровым, В.Я.Кравчуком, А.В. Зекуновым (ВНИИССОК).

Линия 775/80 выведена на основе скрещивания Р8 Линия 8/68 х х Линия 7-1/70 с группой детерминантных, скороспелых, устойчивых к кладоспориозу линий Орленок 1, Орленок 2, Орленок 3, Зенит. Методом многократных индивидуальных отборов непораженных растений на инфекционных фонах достигли высокой устойчивости к нематоде и кладоспориозу в восьмом поколении. Линия 775/80 является одной из исходных форм созданного гетерозисного гибрида Сюжет с комплексной устойчивостью к ВТМ, кладоспориозу и нематоде.

Таким образом, методами межлинейной гибридизации и последующих многократных, индивидуальных отборов на инфекционных фонах создан ряд линий томата, устойчивых к галловой нематоде (7-1/70, 170/70, 418/72); галловой нематоде и кладоспориозу (127/73, 752/74, 773/80, 774/80, 775/80, 790/80); галловой нематоде и ВТМ (711/79-34,1443/85); галловой нематоде, кладоспориозу и ВТМ (343/83, 482/82). Создание ценного исходного селекционного материала позволило вывести сорта и гибриды, устойчивые к ряду заболеваний и вредителей.

Таблица 35. Испытание селекционных образцов МНИИО в условиях зимнего сезона республики Куба (данные В.Ф. Пивоварова, В.Я. Кравчука, А.В. Зекунова, 1984-1985 гг.)

Для раскрытия потенциальных возможностей генотипа селекционпризнаку нематодоустойчивости. В связи с этим большой интерес представляет метод оценки образцов в различных экологе - географических эонах. Внешнее воздействие среды имеет важное значение для изучения природы изменчивости растений. В нашей стране во ВНИИССОК широко практикуется метод эколого-географического испытания для селекции.

В связи с увеличением распространения и усилением вредоносности галловых, нематод не только в защищенном, но в открытом грунте южных районов страны, особенно в зонах орошаемого земледелия, нами совместно о учеными ВНИИССОК, АН Таджикской ССР, Адлерской овощной опытной станции проведена оценка нематодоустойчивых линий МНИИО на устойчивость к местным популяциям мелойдогин.

Линии 774/80 СN, 775/80 CN, 790/80 СN, 343/83 TmCN, 315/83 TmCN проявили высокую степень устойчивости к местным популяциям галловых нематод в условиях сухих субтропиков Узбекистана (г. Термез) и Таджикистана (г. Душанбе), влажных субтропиков PCФCP (г. Адлар) и влажных тропиков республики Куба (г. Гавана) (табл. 34). В условиях открытого грунта влажных тропиков республики Куба при естественном заражении почвы галловыми нематодами некоторые нематодоустойчивые линии превзошли по урожайности и устойчивости к другим болезням кубинский сорт Камбель 28 (табл. 35).

Итак, созданные нами нематодоустойчивые линии представляют собой ценный исходный материал для селекции сортов и гибридов томата, устойчивых к комплексу заболеваний и вредителей, пригодных для различных эколого-географических зон.

Как известно, методом диаллельных скрещиваний в короткий срок можно получить данные о характере действия генов и составить план работы с гибридными потомствами определенных комбинаций скрещивания (Епихов, Флерова, 1979). Комбинационная способность - генетически обусловленное свойство, которое наследуется при гибридизации. Завершающим этапом селекции исходных форм является оценка на общую комбинационную способность (ОКС) и специфическую комбинационную способность (СКС). Особенно важно определение комбинационной способности по признаку нематодоустойчивости (Raijadhav, Kale, 1985). Комбинационную cпоcобность исходных линий и сортов по признаку устойчивости к нематоде определяли в полных диаллельных скрещиваниях о использованием двух диаллельных схем, включающих линии томата о групповой устойчивостью к кладоспориозу, нематоде и ВТМ. Изучено 144 гибридных комбинации. В диаллельyой схеме I участвовали cледующие устойчивые линии и сорта томата: 775CN, 774CN, 315 TmCN, Иммунный C, Этап С, 505/80 TmCN, а в схеме 2 - 147 Tm, 34 Tm22, 612/87 Tm, 315/83 TmCN, 775/80 CN, 774/80 CN.

Высокая комбинационная способность определяется минусовыми величинами, так как оценка устойчивости построена по нисходящей шкале. Математический диаллельный анализ схемы I показал, что исходные формы значительно различаются по ОКС. Эффект колебался от -1,23 до 1,16 в прямых и от -1,20 до 0,92 в обратных скрещиваниях (табл.36). Наиболее высокой ОКС по изучаемому признаку отличались линии 774/80 и 775/80 как в прямых, так и в обратных скрещиваниях. Самая высокая ОКС отмечена в комбинации Линия 315/80 х Этап. Константа СКС составляет -2,01. Следует отметить, что у линий 775/80 и 774/80 также высокая СКС, особенно в гибридах с линиями 315/83 и 505/80, сортами Этап и Иммунный как в прямых, так и в реципрокных скрещиваниях.

Таблица 36. Оценки эффектов ОКС и констант СКС по признаку-нематодоустойчивости (1982-1983 гг.)

При изучении комбинационной способности исходных форм по устойчивости к нематоде в диаллельной схеме № 2 (табл.37) выявлено, что линии также выделяются по величине эффектов ОКС. Самыми лучшими по ОКС оказались линии 775/80 и 774/80, как в прямых (-1,34, -1,35), так и в обратных (-1,01, -1,15) скрещиваниях. Определенный интерес представляет линия 315/83, у которой также отмечена высокая ОКС, но значительно ниже, чем у линий 775/80 и 774/80. Высокой СКС по устойчивости к нематоде обладают линии 774/80 и 775/80 при скрещивании с линиями 147, 34, 612/82 как в прямых, так и в реципрокных скрещиваниях. Линия 315/83 также отличается по СКС при внутрисортовом скрещивании (ВСС).

Таблица 37. Оценки эффектов ОКС и констант СКС по признаку устойчивости к галловой нематоде (1982-1983 гг.)

Высокой СКС отличались комбинации скрещивания линий 774/80 х 505 (-1,26), 315/83 х Этап (-2,01), 775/80 х Иммунный (-1,09), 774/80 х Иммунный (-1,29), 315/83 х Иммунный (-1,47), 315/83 х Этап (-1,31), а также гибриды, полученные от скрещивания линий 147, 505, 612/82 с 775/80, 774/80.

Итак, для селекции гетерозисных гибридов томата, устойчивых к галловой нематоде, можно рекомендовать в качестве исходных родительских форм линии 315/83, 774/80 и 775/80, имеющие высокие эффекты ОКС.