Зміст

Вступ

1 Сучасна класифікація картоплі_______________________________________

2 Генетика картоплі _________________________________________________

2.1 Генетика стійкості до грибних хвороб ______________________________

2.2 Генетика стійко сті до вірусних хвороб _____________________________

2.3 Генетика стійкості до бактеріальних хвороб ________________________

3 Використання віддаленої гібридизації для створення сортів стійких проти шкодочинних хвороб ___________________________________________

4 Біотехнологічні методи оздоровлення картоплі від вірусної інфекції та їх ефективність_______________________________________________________

5 Трансгенні сорти картоплі ,технічні і законодавчі аспекти вирощування і використання на продовольчі цілі _____________________________________

Висновки____________________________________________________________

Бібліографічний список______________________________________________________________

Вступ

З погляду світового виробництва, картопля (Solanum tuberosum L.) посідає четверте місце серед найважливіших продовольчих культур після кукурудзи, рису і пшениці. Ця культура вирощується в усьому світі. На сьогодні виробництво картоплі у світі становить близько 321 мільйону тон свіжої бульби з території в 19.5 мільйонів гектарів. Азія і Європа – основні регіони світу, де вирощують картоплю, на їхню частку припадає понад 80% її світового виробництва. Сьогодні найбільше картоплі вирощує Китай, майже третина її врожаю збирається саме в Китаї та Індії. Північна Америка була безперечним лідером щодо врожайності картоплі, збираючи більш, ніж 40 тонн з гектара. Азія споживає майже половину світового запасу картоплі завдяки своїй величезній кількості населення, проте за даними 2005 року частка, що припадає на одну людину є досить скромною і становить 25 кг картоплі на рік. Найбільше полюбляють картоплю європейці. У Латинській Америці та Африці на одну людину припадає найменша частка споживання цієї культури, але вона зростає. 

Картопля відіграє важливу роль для країн, що розвиваються, забезпечуючи поживне харчування для бідних і голодних. Попит на картоплю як у свіжому, так і в переробленому для споживання вигляді зростає. Зменшення доступної для посівів земельної площі означає, що необхідно підвищувати врожайність цієї сільськогосподарської культури. Найважливіше значення для досягнення більшої врожайності бульби матиме доступ до належного водопостачання й ефективніше використання води та дорогих добрив.

Картопля вирощується в близько 100 країнах світу в умовах помірного, субтропічного та тропічного клімату. Найбільше ця культура полюбляє помірний клімат. Врожайність значно залежить від температури повітря, при цьому оптимальною середньодобовою температурою є 18–20°C. Загалом для виникнення бульби потрібно, щоб температура вночі становила нижче 15°C. Оптимальна температура ґрунту для нормального розвитку бульби становить від 15 до 18°C. Ріст бульби різко гальмується при температурі нижче 10°C та вище 30°C. Прохолодна погода під час висадження картоплі може призвести до повільного проростання, що збільшить період дозрівання картоплі. Урожайність картоплі знижується також зі зменшенням кількості сонячних годин на день. Сорти картоплі можна поділити на ранні (період дозрівання становить від 90 до 120 днів), середні (дозрівають 120–150 днів) та пізні (період дозрівання становить від 150 до 180 днів). До поліпшених сортів картоплі, з-поміж інших, належать "Рассет Бербанк", "Дезіре", "Юкон Голд" і "Нікола".

Картопля потребує добре дренованих, насичених киснем, пористих ґрунтів з рівнем pH від 5 до 6. Щільні ґрунти не дозволяють розвиватися кореню, негативно впливають на проростання картоплі, поглинання нею води та добрив і на збільшення бульби. Культура помірно чутлива до засолених ґрунтів зі зниженням врожайності залежно від рівня електропровідності ґрунту. ЄЕК це електропровідність зразку насиченої ґрунтової пасти. Густота посадки рослин становить 0.75–0.90 м між рядками та 0.15–0.3 м між рослинами, залежно від умов зрошування, а висаджується картопля, як правило, на глибину 5–10 см. Обробляючи рослини в період їхнього зростання слід уникати пошкодження коренів і бульб, а в помірному кліматі слід підгортати гребені рядків, щоб попередити позеленіння бульби.

Запровадження крапельного зрошування та фертигації у вирощуванні картоплі виявилося технічно здійсненним і економічно вигідним у багатьох відношеннях як для розвинутих країн світу, так і для країн, що розвиваються. З використанням крапельного зрошування в різноманітних агро-екологічних умовах зареєстровано збільшення врожаїв (40–72 т/га), а також економію водних ресурсів (30–40%), удобрювачів (20–25%) і підвищення якості бульби (сорт і склад) порівняно з традиційними методами лінійного, дощувального та кругового стаціонарного зрошування.

В умовах Туреччини та Індії при застосуванні крапельного зрошування зареєстровано врожай картоплі 50–42 тонн бульби/га з чистою наведеною вартістю 2085 доларів США/га і 2692 доларів США/га, а термін окупності склав один рік. Для досягнення високої врожайності сезонна потреба у воді для культури, що дозріває за 70–150 днів, складає 150–750 мм залежно від кліматичних умов і тривалості періоду дозрівання (70–180 днів), з денною нормою евапотранспірації 4–5 мм/день. Планування зрошування з використанням тензіометрів сприяло ефективному використанню води, добрив і електроенергії. 

Картопля потребує багато поживних речовин. ЇЇ коренева система волокниста і розміщується неглибоко, тому для покращення доступу до кореня рослини поживних речовин та підвищення ефективності їхнього застосування рекомендовано фертигацію. Метою програми фертигації є ліквідація різниці між потребою культури в добривах та їх наявністю. При крапельному зрошуванні потреба картоплі в поживних речовинах досить висока. Інші результативні методи включають планування зрошування, захист рослин від шкідників і хвороб, винищення бур’янів у разі потреби, своєчасний збір урожаю і подальші маніпуляції з ним, пов’язані з мінімізацією його втрат.

1. Сучасна класифікація роду Tuberosum

Карто́пля — вид рослин родини пасльонових, поширена сільськогосподарська культура, яку в народі називають «другим хлібом»; одна з найважливіших продовольчих, технічних і кормових культур.

В просторіччі часто картоплею називають не вид, а лише бульбоплід картоплі.

Картопля (лат. Solanum tuberosum L) — однорічна в культурі та багаторічна в дикому стані трав'яниста рослина родини родини пасльонових (лат. Solanace L.) родуПаслін (лат. Solanum), яка об'єднує до 150 диких і культурних бульбоплідних видів. Хоча картопля — багаторічна рослина, проте її саджають щорічно навесні, оскількибульби, залишені на зиму у ґрунті, загинуть від морозів. Основними вихідними формами європейської культурної картоплі є автотетраплоїдні бульбоносні (4x=48) підвидиssp. tuberosum L. і ssp. andigena Hawkes, які походять з Анд Південної Америки.

Використання генних ресурсів диких форм, особливо генів стійких до різних стресових факторів, дозволило змінити генний її потенціал відповідно до ґрунтово-кліматичних умов і цілей використання. В цьому тривалому процесі утворились існуючі культурні форми, які за врожайністю, розмірами і формою бульб, здатністю утворювати бульби при довгому світловому дні, довжиною столонів, стійкістю і якістю значно відрізняються від диких форм.

У культурі картоплю вирощують як однорічну багатостеблову рослину — щороку висаджують бульби, з яких протягом одного вегетаційного періоду одержують урожайнових стиглих бульб. Свіжозібрані молоді бульби цього ж літа не можуть бути використані для отримання другого урожаю — вони перебувають у періоді спокою і, будучи висадженими, не проростають. Проте, молоді бульби деяких сортів картоплі можуть бути пробудженими до росту хімічними стимуляторами. Розмножується рослинавегетативно — бульбами, а також насінням. Вирощування з насіння застосовується переважно у селекційній практиці при створенні нових генотипів. Розмноження гетерозиготних рослин картоплі насінням веде до розщеплення генетично зафіксованих сортотипних властивостей.

Види, що належать до роду Solatium tuberosum L., утворюють поліплоїдний ряд з основною кількістю хромосом — 2n-12, 2n-24, 3n-36, 4n-48, 5n-60, 6n-72.

Нижня частина рослини

Усі сорти картоплі тетраплоїдні (4n-48).

Коренева система у картоплі, яку вирощують з насіння, має спочатку стрижневу будову — у вигляді зародкового стрижневого кореня з бічними корінцями. Потім в основі стебельця, у його вузлах, які знаходяться у ґрунті, формується вторинна коренева система, яка разом із зародковою утворюють мичкувате коріння. При вирощуванні картоплі з бульб утворюється лише вторинна мичкувата коренева система.

Близько 70% коріння картоплі розміщується на глибині до 30 см, а окремі корені досягають глибини 1,5 м

Саджанець з одним стеблом

Рослина має надземне трав'янисте стебло і підземні пагони-столони, які на кінцях потовщуються і утворюють бульби. Наземних стебел кілька, вони прямостоячі або висхідні, заввишки 30-150 см, у поперечному розрізі ребристі, 3-4-гранні, рідше округлі, опушені. У деяких сортів вздовж стеблових ребер є прямі або хвилясті, вузькі чи широкі крила. У пізньостиглих сортів стебла гілкуються в основному у нижній частині, скоростиглих — у середній. За забарвленням вони можуть бути зеленими, червоно-фіолетовими або червоно-коричневими. Причому антодіанова пігментація залежно від сорту може проявлятися тільки в основі стебла, вздовж більшої його частини або на всій довжині. Інколи спостерігається досить інтенсивна пігментація, при якій стебла стають майже чорними.

З однієї бульби виростає у середньому 4-8 стебел, з яких утворюється кущ. Кожне стебло картопляного куща виростає з вічка бульби. Збільшення кількості вічок у бульб картоплі може відбуватись лише при її рості у довжину.За виглядом і будовою кущі бувають прямостоячі, розлогі та напіврозлогі, мало- і багатостеблі, з рівними або ярусними стеблами.

Листки картоплі

У листкових пазухах підземної частини стебел утворюються бічні пагони — столони завдовжки 5-20 см, іноді до 35-40 см. Ростуть вони у ґрунті більш-менш горизонтально, утворюють у вузлах корінці й здатні самостійно укорінюватися. На кінцях столонів з невеликих спочатку потовщень розвиваються бульби.

Листки складні — переривчасто-непарнопірчасторозсічені. Складаються з центрального черешка(стрижня), кількох пар листків або часток, верхівкової непарної частки, між якими розташовані невеликі за розміром частинки і зовсім маленькі часточки. Частки бувають сидячими або розміщеними на коротких черешках. За формою вони округлі, овальні, видовжені, яйцеподібні, ромбічні, гострокінцеві чи овально-гострокінцеві, опушені. Частки, частинки і часточки можуть бути симетричними (рівновеликими) і несиметричними.

У деяких сортів верхня пара часток і верхівкова непарна частка зростаються основами, утворюючи трилопатеву верхівку. Називають таке явище плющелистістю.

За кількістю частинок і часточок у листку розрізняють три ступеня його розсіченості: незначний — листок має лише одну пару частинок, а часточки відсутні; середній — листок має до двох пар частинок та одна-дві пари часточок; сильний — листок з двома-трьома парами частинок і багатьма часточками.

Залежно від щільності розміщення часток листки можуть бути густо-, середньо- та рідкочастковими. У густочасткових листків частки розміщені щільно, часто налягають своїми поверхнями одна на одну, у середньочасткових вони лише торкаються краями, у рідкочасткових між частками є проміжки. З нижнього боку часток помітна сітка жилок, які бувають пігментованими.

Листки розміщені на стеблах спірально. У своїй основі мають два серпоподібні або листкоподібні прилистки.

Квіти картоплі

Квітки двостатеві, правильні, у верхівкових завійках; п'ятичленні: чашечка складається з п'яти гостро-зубчастих, зрослих в основі чашолистків, віночок — з п'яти зрослих пелюсток. У квітці розміщуються п'ять тичинок, пиляки яких на коротких ніжках щільно складені у циліндричну або конусоподібну колонку, та маточка з верхньою зав'яззю із стовпчиком з приймочкою, який пронизує центральну внутрішню частину колонки і видається над пиляками або рівний з ними, а іноді нижчий за них.

Віночок зрослопелюстковий, білий, синій, синьо-фіолетовий, рожевий, червоно-фіолетовий. Пиляки оранжеві, жовті, жовто-зелені. Якщо у квітках утворюються оранжеві або жовті пиляки, пилок яких здатний до нормального запліднення, то при рясному цвітінні на рослинах розвивається багато плодів; у сортів, які мають квітки зі стерильними жовто-зеленими пиляками, плоди не утворюються.

Токсичні плоди (ягоди) картоплі

Квітки на рослинах зібрані у суцвіття — завійки, яких на одному квітконосі буває від 2 до 4.

Плід — багатонасінна двогніздова ягода. Вона округла або округло-овальна, жовто-зелена. Насіння дрібне, яйцеподібно сплюснуте, блідо-жовте або кремове. Маса 1000 насінин — 0,5-0,6 г.

Бульби одночасно вмістилище запасних поживних речовин і вегетативний орган.

Бульба — вегетативний орган, який утворюється на кінці підземного стеблового пагону — столона. Підтвердити це можна закривши нижню частину стебла картоплі, що виросло над землею на 15-20 сантиметрів, шматком темного текстилю чи щільного світлонепроникного паперу, обережно прив'язавши папір чи текстиль під листками, закривши нижню половину стебла. Частина ізолятора весь час має лежати на землі і по мірі росту стебла весь час закривати його від світла. До осені на затіненій частині стебла утворяться надземні бульби.

Якщо верхівку молодого стебла картоплі помістити у чорний ящик — в темноті на ній розпочнеться утворення бульб, а у нижніх частинах рослини, які сховані у ґрунт, бульбоутворення затримається.

Про вегетативне походження бульби свідчить і наявність на молодій бульбі недорозвинених листочків у вигляді лусочок. Після їхнього відмирання на поверхні бульби залишаються дугоподібні рубці — брівки, у пазухах яких розміщуються три бруньки. Брівки разом з бруньками називають «вічками». Вони бувають глибокими — при заляганні бруньок у заглибленнях бульби, неглибокими — з розміщенням бруньок майже на рівні з поверхнею бульби та поверхневими, коли бруньки виступають над поверхнею бульби, утворюючи горбик.

Вічка розміщуються на бульбах спірально. Кількість їх на бульбах середнього розміру — 6-12, на великих — до 15-20. Найменше вічок у нижній частині бульби, найбільше — у верхній. Життєздатність бруньок у вічку неоднакова, найвища — у середньої бруньки. При садінні бульб або, коли їх пророщують перед садінням, проростають не всі бруньки, а лише третина-чверть, переважно на верхівці бульби.

Насіннєва бульба з паростками

Паростки, які утворюються з бруньок бульб, бувають світловими, напіветіольованими та етіольованими. Світлові паростки з'являються на бульбах, які проростають на денному світлі. Залежно від сорту вони можуть бути зеленими, червоно-фіолетовими, синьо-фіолетовими або синіми. Етіольовані паростки утворюють бульби, які проростають у темряві. Забарвлення їхнє біле або жовто-біле. Напіветіольовані паростки бувають у бульб, які проростають при недостатньому денному освітленні. Вони бувають синьо-фіолетовими або червоно-фіолетовими.

На поверхні бульби є багато сочевичок — невеликих світлих отворів, через які здійснюються дихання і транспірація води.

Нижня частина бульби, яка ще називається пуповиною, основою, столонним заглибленням, або впадиною, та якою бульба з'єднується зі столоном; протилежна від неї — верхня частина, або верхівка бульби з верхівковою брунькою.

За формою бульби бувають округлими, овальними або видовженими. В округлих бульб в усіх напрямах розміри майже однакові, в овальних — один з напрямів перевищує інші у 1,5 рази, у видовжених — удвічі і більше. Є сорти з проміжною формою бульб — яйцеподібною, плоскоовальною, бочкоподібною та ін.

Вкриті бульби гладенькою, лускуватою або сітчастою шкіркою.

Забарвлення м'якуша бульб різне — біле, жовте, світло-рожеве, іноді червоне, синє. Поверхня бульб також має різне забарвлення — біле, рожеве, червоне, синьо-фіолетове тощо.

Доведено, що розмір бульб можна збільшити, продовжуючи фазу їхнього росту,але і в цьому випадку спадковість сорту відіграє важливу роль.

Природа процесу бульбоутворення і їхнього росту ще недостатньо вивчена. Проте існують думки щодо впливу на нього генетичних особливостей рослин до бульбоутворення і внутрішніх фізіологічних умов, у межах яких відбувається реалізація спадкової природи сортів.

Товарними бульбами вважають ті, середня маса яких перевищує 40 г.

Бульба картоплі з вічками

На поздовжньому розрізі стиглої бульби під мікроскопом виразно видно такі елементи: шкірку (у молодої бульби епідерміс), кору,камбій, судинні пучки, серцевину.

Шкірка — зовнішній захисний шар бульби, складається з кількох рядів опробковілих клітин вторинної покривної тканини — перидерми. Під шкіркою розміщується кора, яка складається з паренхімних клітин, заповнених крохмальними зернами, та провідних елементівлубу — ситоподібних трубок флоеми. За корою розташований шар клітин камбію, з якого до центру бульби утворюються елементиксилеми. Центральна частина бульби заповнена паренхімними клітинами серцевини, яка радіальними променями розходиться до вічок у місцях їхнього розміщення.

У паренхімних клітинах бульб містяться крохмальні зерна. Найбільша кількість їх знаходиться у внутрішніх клітинах кори і зовнішніх — серцевини, найменша — у складі водянистих клітин центральної серцевини.

Незвичайна форма бульби картоплі

У бульбах знайдено:

вітаміни ретинол, рибофлавін, тіамін, піридоксин, аскорбінову кислоту, ергокальциферол, біофлавоноїди,нікотинову кислоту. З мікроелементів виявлено мідь, кобальт, нікель, йод, марганець.

Картопля містить 15-25% крохмалю (бульби картоплі, залежно від місця вирощування і сорту, містять близько 25% сухої речовини, основними складовими якої є крохмаль 80-85%), близько 2 — білка (1,5-2,1%; до 3%), 0,3% — жиру (0,3-0,6%).

 Картопляний крохмаль

Білок картоплі (туберин; до 2%)найбільш повноцінний із усіх рослинних. Білок картоплі містить 14 із 20 незамінних амінокислот, а коефіцієнт його поживної цінності порівняно з білком курячого м'яса, який вважається найповноціннішим для харчування людини, становить 0,85^[17].

Кількість поживних речовин у бульбах картоплі при зберіганні постійно змінюється.

Бульби картоплі багаті на вітаміни. В них є аскорбінова кислота (10—54 мг%), майже весь комплекс вітаміну В (тіамін, рибофлавін,піридоксин, фолієва і нікотинова кислоти), каротиноїди, токофероли, нікотинамід, біотин та противиразковий фактор — вітамін U тощо. Особливо багатими на вітамін С є свіжозібрані бульби; після двомісячного зберігання кількість вітаміну С зменшується майже вдвічі.

Близько 1% сухої речовини припадає на долю мінеральних речовин^]. Із мінеральних речовин картопля найбагатша на калій (568 мг на 100 г сирої маси) і фосфор (50 мг). У ній містяться солі кальцію (12—15 мг%), магнію, заліза (1 мг%) сірки, марганцю, йоду, нікелю, кобальту, міді та ін^[17].

Крім того, в бульбах картоплі знайдено стерини (стигмастерин, кампестерин, ситостерин), ліпіди та органічні кислоти (кавову, хлорогенову, лимонну, щавлеву, яблучну).

Вся надземна частина рослини і шкірка бульб містять глюкоалкалоїди, головними з яких є соланін і чаконін

У бульбах (м'якуші) міститься від 3 до 7^[24]-10^[26] мг % соланіну, тому їх не використовують у сирому вигляді — це може викликати отруєння. На сонці (на світлі частина крохмалю перетворюється в соланін) вміст соланіну може досягнути до 20—40 мг% і бульби набувають гіркий присмак. При вмісті соланіну вище 20 мг%, а також позеленілі бульби без чищення — в їжу вживати не можна. У шкірці вміст соланіну становить 30-60 мг %, у проростках картоплі міститься 400–800 мг% соланіну. У великій кількості соланін знижує активність ферменту холінестерази, важливого для нервової системи.Ознака цього — головний біль, нудота, а також уповільнення реакцій на зовнішні подразники.

Середній вміст важливих поживних речовин в 100 г їстівної маси бульб столової картоплі при зборі
Основний склад, г		Мінеральні речовини, мг		Вітаміни, мг		Органічні кислоти, мг
Вода	77,8	Калій	445,0	Водорозчинні вітаміни:		Лимонна	510
Вуглеводи, в тому числі	14,8	Кальцій	10,0	С (аскорбінова к-та)	17,0
крохмаль	14,1	Фосфор	50,0	В1 (тіамін)	0,11	Щавелева	—
глюкоза	0,24	Магній	25,0	В2 (рибофлавін)	0,045
фруктоза	0,17	Натрій	10,0	В3/5 (пантотенова к-та)	0,4	Яблучна	90
цукроза	0,30	Залізо	0,8	В6 (піридоксин)	0,4
Сирий протеїн	2,1	Марганець	0,15	В9 (фолієва к-та)	0,007	Саліцилова	0,12
Сирий жир	0,1	Мідь	0,15	РР (ніацин)	1,22
Баластні речовини	2,5	Цинк	0,27	Жиророзчинні вітаміни:
		Фтор	0,01	Е (токоферол)	0,06
		Йод	0,004	К	0,05
		Селен	0,004…0,02	Провітамін (каротин)	0,01