Литвинова М.К., Мешков А.В., Пустовалова С.В.. Этапы селекционного процесса. Государственное испытание

Федеральное агентство по сельскому хозяйству Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет»

ПЛОДООВОЩНОЙ ИНСТИТУТ им. И.В. МИЧУРИНА

Кафедра овощеводства

Методическое пособие

для выполнения учебных занятий и самостоятельной работы

по селекции овощных культур по теме:

«Этапы селекционного процесса. Государственное сортоиспытание»

Для студентов с.-х. высших учебных заведений по специальности 310300 - Плодоовощеводство и виноградарство

и 310600 – селекция и генетика с.-х. культур.

Утверждено методической комиссией Плодоовощного института Протокол № 7

от 25.03.2005

Мичуринск 2005

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Методическое пособие составили: доктор с.-х. наук, профессор М.К.Литвинова, канд.с.-х. наук, доцент А.В.Мешков, канд.с.-х. наук, до-

цент С.В.Пустовалова.

Рецензент:

профессор каф. биологии растений и селекции плодовых культур, канд.с.-х.

наук К.В.Кондрашова.

Рассмотрено на заседании кафедры Протокол № 6 от 22.02.2005г.

Содержание

Цель занятия…………………………………………………….…..3 1. Вводное пояснение ……………………………………….….....3 1.1.Питомник исходного материала………………………..3 1.2.Селекционный питомник………………………………..…4

1.3.Контрольный питомник………………………………...5 1.4.Предварительное (малое) сортоиспытание…………....…6

1.5.Питомник конкурсного испытания…………………..…...6 1.6.Производственное сортоиспытание………………….……6

1.7.Экологическое сортоиспытание……………………….....7

1.8.Государственное сортоиспытание……………………..…7

2.Задания………………………………………………………….…10

3.Вопросы………………………………………………………...…10

4.Материалы и оборудование……………………………………...11

Приложения…………………………………………………………12

Литература:

1.Пивоваров В.Ф. Селекция и семеноводство овощных культур. - М.; 1999, 2 том, 582с.

2.Политика семеноводства в Российской Федерации (Перспективы развития индустрии семян в рыночных условиях при регламентации со сто- роны государства). – Под редакцией профессора Березкина А.Н. –М. Изда- тельство Эко Нива. – 1998г., 52с.

3.Прохоров И.А., Крючков А.В., Комиссаров В.А. Селекция и семе- новодство овощных культур. – М.: Колос, 1997, 470с.

4.Прохоров И.А., Потапов С.П. Практикум по селекции и семеновод- ству овощных и плодовых культур. – М.: ВО «Агропромиздат», 1988, 320с.

©Издательство Мичуринского государственного аграрного университета, 2005

2

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Цель занятия. Ознакомиться с этапами селекционного про- цесса, типами селекционных питомников и Государственным сортоиспы- танием, их структурой и организацией.

1.Вводное пояснение

Комплекс мероприятий, который селекционер выполняет от нача-

ла работы по созданию исходного материала для селекции до создания нового сорта или гибрида F1, который может быть включен в Госсорто- испытание, называют селекционным процессом.

В практике селекции овощных культур исследователям, как прави- ло, приходится одновременно искать и оценивать исходный материал, проводить скрещивания, отборы и оценку лучших популяций в сортоис- пытании. При этом количество сортообразцов у одного селекционера ча- сто достигает нескольких тысяч. Для удобства проведения работ селек- ционный материал и отводимую под него территорию - селекционное поле разделяют на особые участки, называемые питомниками. Согласно приня- той классификации этапов селекции овощных культур опыты зак- ладываются в следующей последовательности: I этап - коллекционный и гибридный питомник, II этап - селекционный питомник, III этап - кон- трольный питомник и предварительное сортоиспытание; IV этап - кон- курсное (государственное) сортоиспытание.

Параллельно с конкурсным проводится экологическое сортоиспы- тание. Питомники не являются территориально постоянными, они пере- мещаются по массиву пашни согласно селекционному севообороту. Ис- ключением являются питомники многолетних культур. Размеры делянок и схемы посевов на всех этапах селекции, сортоиспытания и первичного семеноводства определяются отраслевым стандартом ОСТ 46 71-78 "Де- лянки и схемы посева в селекции, сортоиспытании и первичном семено- водстве овощных культур".

1.1.Питомник исходного материала

Питомник исходного материала является первым, с которого на- чинается селекционный процесс. Обычно он подразделяется на два участ- ка: коллекционный и гибридный. В коллекционном питомнике высевают (высаживают) для изучения и отбора образцы исходного материала: мно- гообразие местных и селекционных, а также инорайонных и зарубежных сортов, полученные популяции мутантов и полиплоидов. При необходи- мости высевают образцы дикорастущих сородичей селектируемой куль- туры и ее полукультурные формы.

Назначение питомника исходного материала - выделение таких об- разцов, которые наиболее полно соответствуют поставленной селекцион-

3

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

ной задаче. Если такие формы обнаружены, то они являются исходным материалом для селекционной работы.

Впитомнике исходного материала каждый образец размещают на отдельной делянке. Площадь делянки зависит от габаритов растения. В

соответствии со стандартами под корнеплоды и лук отводят делянку от 0,3 до 1,5 м2, для огурца от 2 до 5 м2 для капусты белокочанной, томата, перца от 5 до 15 м2.

При изучении образцов собирают различные сведения. Проводят фенологические наблюдения, при этом особенно отмечают скороспелость, устойчивость к болезням и вредителям , дружность созревания. Образцы оценивают по урожайности и качеству урожая. Так как количество об- разцов в питомнике, как правило, достаточно большое, качество урожая оценивают органолептическими методами по трех- или пятибалльной шкале. Если встречаются очень ценные образцы, анализ качества и уро- жайности проводят более точными способами.

Врезультате изучения решается вопрос о дальнейшей работе с каждым образцом. Лучшие образцы отбирают и на следующий год выса- живают в селекционном питомнике для отбора элитных растений - родо- начальников будущих семей и в гибридном питомнике для скрещиваний.

Вгибридном питомнике выращивают растения для скрещива- ний, проводят скрещивания, а затем выращивают гибридные потомства первого и второго поколений. В полученном потомстве селекционер отби- рает наиболее ценные растения, с лучшим сочетанием хозяйственных признаков. У самоопыляющихся растений отбор из гибридных популяций начинают со второго поколения, при скрещивании гетерозиготных пере-

крестноопыляемых растений отборы начинают уже в первом гибридном поколении. С отобранных растений собирают семена для дальнейшего изу- чения. Для анализа гибридов первого поколения самоопылителей доста- точно 100-150 растений в образце, у перекрестников их нужно значи- тельно больше. Более или менее выравненные лучшие образцы и потом- ства (селекционные семьи), отобранные в гибридном питомнике являются

исходным материалам для селекции и поступают в селекционный питомник для продолжения испытания.

1.2.Селекционный питомник

В селекционном питомнике материал находится до тех пор, пока не приобретет нужной однородности по тем признакам, на которые ведется селекция.

Каждый селекционный образец размещают в двух-четырехкратной повторности или без повторений. Площадь делянок для редиса 2-3 м2, для

корнеплодов - 3-5 м2, капусты - от 7 до 21 м2, лука и огурца - 2-5 м2, для то- мата - 2-4 м2.

4

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Вселекционном питомнике проводят отбор из популяций исходного материала наиболее, по мнению селекционера, ценных растений и на базе их наследственности создают новые популяции, выровненные по хозяйственно ценным признакам. На завершение отбора обычно требуется 5-7 поколений.

Вкаждом поколении отбора селекционные семьи оценивают по био- логическим признакам, урожайности, качеству урожая, устойчивости к бо- лезням. В первых поколениях отбора, когда материал многочисленный и разнообразный обычно применяют более легко выполнимые способы оцен- ки. Чаще всего визуальные, при этом пользуются шкалами, составленными для ряда признаков: форма и окраска плодов, окраска мякоти корнеплодов. Устойчивость растений к болезням и вредителям оценивают по иммунологи- ческим шкалам, которые визуально отражают количественную и качествен- ную стороны поражения одной наиболее вредоносной болезнью или ком- плексом возбудителей. Вкус определяют дегустацией, содержание сухого вещества - с помощью рефрактометра.

Вболее поздних поколениях, когда селекционный материал достига- ет определенной выровненности применяются более точные анализы. Ско- роспелость, дружность отдачи урожая, пригодность корнеплодных растений на пучковую продукцию определяют путем периодических сборов: у огурца

-через 1 день, у томата - через 2-3 дня, у корнеплодных растений взятием пробы через 3-6 дней. При оценке семей выделяют оригинальные растения по нужным признакам для дальнейшей селекционной работы. Семьи, сход- ные по основным полезно хозяйственным признакам, объединяют и передают в контрольный питомник.

1.3.Контрольный питомник

В контрольный питомник высаживают наиболее перспективные сортообразцы, отобранные в селекционном питомнике. Для посева использу- ют семена смеси отобранных семей или линий. В зависимости от однородно-

сти образца и количества семян испытание ведется без повторностей или в 2-3-кратной повторности.

Площадь опытных делянок увеличивается до 5-18 м2 у различных культур. Изучают перспективные образцы в сравнении со стандартами од- ного и того же хозяйственного назначения и скороспелости. Стандартами являются лучшие районированные сорта и гибриды. Их высаживают через 8-10 делянок. В питомнике новые сортообразцы изучают всесторонне: ве- дут фенологические наблюдения, учет урожайности и проверку его каче- ства. Устойчивость растений к болезням определяется на естественном инфекционном фоне. Лучшие образцы, отвечающие целям селекции, по- сле 1-2 лет изучения поступают в питомник предварительного или кон- курсного (основного) испытания.

5

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

1.4.Предварительное (малое) сортоиспытание

В предварительном сортоиспытании оцениваются лучшие сорта и гибриды из контрольного питомника. Достоверность получаемых резуль- татов в предварительном сортоиспытании более высокая, так как возрас- тает общая и учетная площадь делянок (до 10-40 м2), а повторность в опыте становится четырехкратной. Учеты и наблюдения проводят как и в контрольном питомнике, однако наиболее важные показатели подвергают- ся статистическому анализу. Агротехника в этом питомнике общеприня- тая для зоны испытания. По результатам сравнения новых сортов и гиб- ридов со стандартами выделяют лучшие для изучения в конкурсном ис- пытании.

1.5.Питомник конкурсного испытания

В этом питомнике испытываются в течение двух-трех лет новые сорта и гибриды, по которым завершена селекционная обработка. Испы- тание проводится по методике Госсортоиспытания. Образцы высевают в 4-6-кратной повторности на оптимальном агрофоне с рендомизирован- ным или систематическим расположением делянок. Стандарт - лучший районированный сорт или гибрид. Площадь посевных и учетных делянок увеличивается до 20-50 м2. В конкурсном сортоиспытании образцы полу- чают количественную оценку. Помимо учета урожайности проводится технологическая оценка продукции, оценка качественных показателей. Не менее двух раз учитывают степень поражения болезнями. Новые сорта и

гибриды сравниваются между собой и стандартами и показавшие при этом неоспоримое преимущество по ряду хозяйственных признаков пе- редают в Государственное сортоиспытание.

Одновременно с конкурсным испытанием перспективные образцы высевают для их размножения и получения необходимого количества се- мян для включения в государственное или производственное испытание.

1.6.Производственное сортоиспытание

После проведения конкурсного сортоиспытания у некоторых куль- тур, например, тыквенных, лучшие гибриды и сорта направляются на производственное испытание. Сравнивают, как правило, два сорта: пер- спективный и лучший районированный. Площадь делянок в открытом грунте 0,1-0,5 га, без повторностей, в защищенном грунте - 20-40 м2 в 3- кратной повторности.

В производственном сортоиспытании гибриды и сорта оценивают по хозяйственным признакам в условиях производства, после которого со-

ставляют более полное и объективное их описание и характеристику для передачи в госсортоиспытание.

6

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

1.7.Экологическое сортоиспытание

Параллельно с конкурсным в течение одного-двух лет проводится экологическое сортоиспытание наиболее перспективных гибридов и сор- тов. Основная задача экологического сортоиспытания - всесторонняя

оценка реакции сортообразцов на изменение условий выращивания или экологическую устойчивость. Так как экологическая устойчивость вы-

ступает не только в качестве главного фактора реализации потенциальной продуктивности растений, но и является основой для разработки реко- мендаций по семеноводству сортов для той или иной зоны, оценка адап-

тивного потенциала вновь созданных гибридов и сортов чрезвычайна важна. Результаты испытаний в различных экологических зонах исполь- зуют при составлении плана государственного сортоиспытания. Так, эко- логическое испытание перспективных гибридов, организованное акаде- миком Г.И. Таракановым в 70-е годы в защищенном грунте, позволило досрочно районировать ряд первых отечественных гетерозисных гибри- дов огурца, томата и других культур.

Вэкологическое сортоиспытание включают новые перспективные гибриды и сорта овощных культур, выделившиеся в конкурсном сортоис- пытании учреждений-оригинаторов по ряду хозяйственно ценных призна- ков или одному важнейшему (ультраскороспелость, устойчивость к бо- лезням, продуктивность и т.д.) по сравнению со стандартом.

Вразличных экологических зонах испытание проводят научно- исследовательские учреждения и ВУЗы, находящиеся в данной зоне. Ис- пытания проводят согласно "Методическим указаниям по экологиче- скому испытанию овощных культур" для открытого и защищенного грунта, разработанным во ВНИИССОК в отделе экологии совместно с ве- дущими селекционерами. Проведение экологического сортоиспытания по единой методике дает возможность унифицировать результаты и обраба- тывать их соответствующими методами.

Данной схемы селекционного процесса (от питомника исходного ма- териала до государственного сортоиспытания) придерживаются при выведе- нии новых и улучшении существующих сортов овощных растений.

1.8. Государственное сортоиспытание

После длительной работы создается сорт, который охраняется и удостоверяется государством. Для того чтобы созданный сорт мог охра- няться государством, он должен отвечать ряду правовых требований. Раз- множаться сорт может только тогда, когда он включен в государственный реестр сортов (или охраняемых селекционных достижений), т. е. за- регистрирован. В странах СНГ регистрация сорта связана с районированием, т. е. с установлением ограничений для выращивания данного сорта в отдельных регионах. Регистрация сортов (и районирование) про-

водятся по результатам Государственного сортоиспытания. После этого

7

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

он становится «охраняемым сортом». Государственный реестр охраняе- мых сортов ведут специальные ведомства по сортам и сортоиспытанию. Если право на сорт защищает интересы селекционера, т. е. авторское пра- во, то регистрация сорта проводится в первую очередь в интересах его потребителей, чтобы на рынок попали только сорта с определенными качественными свойствами.

Основная задача Государственного сортоиспытания овощных культур - объективная оценка новых сортов и гибридов, выявление наиболее перспективных из них для районирования и внедре- ния в сельскохозяйственное производство.

Система Государственного сортоиспытания в полной мере в нашей стране сложилась и получила развитие только после 1917 г. По содер- жанию и структуре государственная система сортоиспытания является на- учно -производственной организацией, ибо все ее планы и их практиче- ское осуществление базируются на достижениях биологической и агроно- мической науки, а также передового опыта (Прохоров И.А. и др,1997).

Практическое осуществление задач Государственного сортоиспыта- ния РФ возложено на Государственную комиссию РФ по испытанию и ох-

ране селекционных достижений при Министерстве сельского хозяйства и продовольствия России, которая была образована в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации в апреле 1994г на

базе ранее действующей Всероссийской государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур и ее организаций, учреждений и предприятий.

Госкомиссия осуществляет единую политику в области испыта- ния и правовой охраны селекционных достижений, руководство на- учно-методической, организационно-хозяйственной деятельностью под- ведомственных предприятий, учреждений и организаций, а также между-

народное сотрудничество в области охраны и использования селекционных достижений.

В структуру Госкомиссии входят инспектуры по республикам и областям, государственные сортоиспытательные станции и государствен- ные сортоиспытательные участки, а также Всероссийский центр по оценке качества сортов сельскохозяйственных культур с его хими- ко-технологической лабораторией и некоторые другие организации, уполномоченные на проведение испытаний.

Наряду с испытанием новых сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции Госкомиссия осуществляет разработку методической документации, оказывает практическую помощь республиканским,

областным и районным сельскохозяйственным организациям в скорейшем внедрении новых сортов в производство. Она решает вопросы, связанные с оформлением авторства на сорта.

8

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

В научно-методическом и административном отношении инспек- туры подчиняются Госкомиссии, а сортоиспытательные участки - одно- временно Госкомиссии и соответствующим инспектурам. Инспектуры анализируют и обобщают результаты сортоиспытания в республиках, кра- ях и областях и передают их в Госкомиссию с предложениями по рай- онированию новых сортов и гибридов в конкретной зоне. Госсорто- участки создаются непосредственно в хозяйствах и опытных учреждени- ях, которые отражают почвенно-климатическую зону. При этом хозяйства и опытные учреждения выделяют для сортоиспытания земельные участки, выровненные по рельефу, гранулометрическому составу и плодородию почвы, типичные для зоны.

Сортоиспытание сортов и гибридов овощных культур для защищенного грунта проводят в зимних и весенних теплицах и других ви- дах культивационных сооружений по методике, соответствующей особен- ностям этих культур и местам их выращивания. Сорта основных овощных культур (капуста белокочанная, капуста цветная, огурец, томат, лук репча- тый и др.) проходят конкурсное государственное сортоиспытание, а ос- тальные менее значимые культуры подвергаются экспертной оценке пред- ставителями Госкомиссии. Конкурсное сортоиспытание сортов и гибридов проводят по соответствующим методикам, где указаны размеры опытных делянок, повторности и др. данные. Изучают продолжительность периода вегетации, устойчивость к вредителям и болезням, пригодность к машин- ной уборке, транспортабельность, оценивают образцы по пищевым и тех- нологическим качествам.

Для посева и посадки овощных культур используют семенной материал высоких сортовых и посевных качеств, соответственно первую категорию и первый класс по ОСТу. Семенной материал, поступивший из- за рубежа, должен быть снабжен карантинным сертификатом. Семен- ной материал однолетних самоопыляющихся культур сортоучастки полу- чают от учреждения - оригинатора только в первый год, затем его про- изводят на месте. Семена перекрестноопыляющихся культур получают от учреждения -оригинатора ежегодно. Севооборот и элементы технологии

выращивания овощных культур на сортоиспытательных участках должны быть типичными для данной зоны и соответствовать высокому уровню аг- ротехники.

Если новый сорт или гибрид нуждается в сортовой агротехнике, конкурсное сортоиспытание планируют и проводят с учетом этих требова- ний.

Для овощных культур, которые потребляют в зимне-весеннее вре- мя (капуста, корнеплоды, лук и др.) сортоиспытание проводят в хранили- щах, где изучают их лежкость. Сорта помещают в одинаковые по режиму условия и в установленных по каждой культуре количествах, например,

9

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

капуста кочанная - 100-150 кочанов, лук - репка - по 20 кг. Повторность опытов - двукратная. Обязательна математическая обработка данных.

Объективная и сравнительная оценка испытываемых сортов и гибридов овощных культур возможна только при условии точного соблю- дения требований методики Государственного сортоиспытания сельскохо- зяйственных культур, в основе которой лежат принципы точности опыта и высокая степень сравниваемости данных на фоне стандартного сорта. Ис- пытываемые сорта и гибриды должны размещаться на участках с вы- равненным рельефом по однородному предшественнику. Делянки должны быть удлиненной формы, что позволяет применять механизацию. Повторность четырех - шестикратная.

Состояние посевов на делянке оценивают с учетом повторностей по пятибалльной системе (отличное - 5 баллов, хорошее - 4,среднее -3, не- удовлетворительное - 2, плохое - 1) и высчитывают средний балл по сор- ту.

По специальной методике учитывают и определяют степень по- вреждения растений болезнями и вредителями, для чего ведут ка- лендари фитопатологических и энтомологических учетов. Учет и анализ урожая проводят отдельно по каждой повторности. В сводном отчете да- ют оценку сорта по показателям урожайности, скороспелости, товарности, устойчивости к вредителям и болезням. Оценку урожая на качество прово- дят в химических лабораториях.

Сортоиспытание овощных культур для защищенного грунта про- водят в специализированных госсортоучасках на базе крупных теп- личных комбинатов. Используют методику Госкомиссии. Но здесь име- ются свои особенности. Так, площадь учетной делянки в теплицах для партенокарпических гибридов огурца устанавливается не менее 10 кв.м., а для пчелоопыляемых - не менее 5 кв.м. Повторность четырех- кратная. Урожай пересчитывают на 1 кв. м полезной площади. Право на селекционное достижение охраняется законом и подтверждается патен- том, который удостоверяет исключительное право патентообладателя на использование селекционного достижения.

2.Задания

1.Ознакомьтесь с типами селекционных питомников.

2.Начертите схему селекционного процесса.

3.Ответьте на поставленные вопросы.

3.Контрольные вопросы

1.Назовите типы селекционных питомников.

2.Каково значение селекционных питомников?

3.Каковы организация и структура питомников?

10

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com