Селекция лука репчатого
Видео: Сузан В. Г. О селекции и сортах лука-шалот
Селекция лука
Направления селекционной работы. В селекционной работе с репчатым луком должно быть определено такое направление, которое могло бы надежно обеспечить в селекции новых и улучшении существующих сортов совокупность признаков, отвечающих требованиям промышленной (механизированной) технологии его выращивания. Новые сорта и гибриды должны обладать скороспелостью, высокой урожайностью, устойчивостью к болезням и вредителям, хорошей лежкостью, что обеспечивается высоким содержанием сухого вещества в луковицах (от 7—10 % для салатных сортов и до 12—18 % для острых). Сорта с повышенным содержанием сухого вещества нужны для консервной промышленности. Механизированное возделывание и машинная уборка связаны с необходимостью и в таких признаках, как слабое ветвление (1—2 луковицы в гнезде), дружность созревания и округлая форма луковиц с плотно прилегающими и прочными сухими кроющими чешуями (толщина сухой чешуи 0,4—0,6 мм).
Требования к посевным качествам семян лука-севка и лука-матки определяются существующими стандартами (ОСТ 46-25— 74 на посевные качества семян, ОСТ 46-38—75 — на лук-севок и лук-выборок). Здесь важно учитывать и принцип зональности. Для северных и центральных районов страны нужны сорта с острым вкусом для зимнего и ранневесеннего потребления, которые могли бы вызревать в условиях сравнительно короткого I вегетационного периода с суммой положительных температур |У)коло 2000—2500 °С. В южных районах (Средняя Азия, Юго-Восточный Казахстан и др.), где сумма положительных темпера-Кур составляет 3500—4000 °С и имеет место низкая относительная влажность воздуха (40—30 % и ниже), возможности выращивания репчатого лука и семян близки к идеальным, поэтому здесь возделываются и должны создаваться сорта для летнего и осенне-зимнего потребления.
Исходный материал. Для селекции сортов лука с указанными признаками исходным материалом могут служить местные и селекционные сорта отечественного происхождения, а также сорта и гибриды зарубежной селекции. Генный банк репчатого лука у нас представлен мировой коллекцией, насчитывающей более 1,5 тыс. образцов (ВИР).
Местные сорта репчатого лука сыграли большую роль в селекции многих возделываемых сортов. Созданные в результате многовековой народной селекции в конкретных почвенно-климатических условиях нашей страны, они стали носителями таких ценных признаков, как урожайность, качество и лежкость, многозачатковость и многогнездность, что в условиях утраты семенного размножения и применения теплого хранения посадочного материала привело к возникновению популяции так называемого вегетативно размноженного лука, обладающего большой гнездностью (8—12 луковиц в гнезде и более), исключительно коротким вегетационным периодом (85—100 дней) и непревзойденной лежкостью (200—270 дней).
Видео: Семена лука Пандеро F1, селекция Nunhems культура в поле
Очаги формирования этих луков исторически сложились в первую очередь в тех районах севера нашей страны, где издавна появлялись поселения и древние города, которые теперь входят в состав Псковской, Новгородской, Тверской, Ярославской, Вологодской и других областей, о чем свидетельствуют и названия сортов: Псковский местный, Новгородский местный, Вологодский местный и т. д. Обладая сравнительно мелкой луковицей (25—40 г) и большим числом зачатков, они представляют большой интерес для выгонки лука на перо в условиях теплиц (дружность отрастания и компактное расположение листьев). Резкое увеличение площади защищенного грунта требует создания специальных сортов для выгонки.
Из популяции местных стародавних сортов путем селекционной отработки опытными учреждениями были получены такие широкоизвестные сорта, как Ростовский репчатый и Даниловский (Ярославская область России), Арзамасский, Бессоновский местный (Пензенская область России), Стригуновский местный (Курская область России), Погарский (Брянская область России), Килинчинский местный (Астраханская область России), Ялтинский местный (Крым), Самаркандский красный (Узбекистан), Фарабский (Туркменистан), Дунганский (Казахстан), Ма-саллинский местный (Азербайджан) и т. д. Многие из этих сортов вышли за границу очага своего формирования и широко районированы. Другие сорта, наоборот, имеют локальное значение. Например, Скопинский местный районирован только в Рязанской области, Тереховский — в Белоруссии и т. д.
Сорта иностранного происхождения (Испанский, Мадерский Валенсия, Каба, Джонсон и др.) были использованы в селекционной работе при создании ряда отечественных сортов (Каба днепропетровский, Испанский 313, Валенсия 161, Краснодарский Г-35 и др.). Для них характерна округлая форма луковиц и большая их масса (90—120 г и более).
Возрастающая механизация возделывания репчатого лука ставит перед селекционными учреждениями задачу выведения сортов, отвечающих требованиям машинной технологии: относительно слабая облиственность, дружность созревания, округлая луковица, высокое содержание сухого вещества и т. д. Наиболее высоким содержанием сухого вещества отличаются сорта отечественной селекции (Ростовский репчатый и Кубастый, Стригуновский, Погарский, Бессоновский и др.). Они пригодны и в селекции на признак округлой формы луковицы. Ярко выраженными признаками толстой сухой кроющей чешуи и округлой формы луковицы обладают некоторые сорта Польши (Wolska). Этими и другими ценными признаками отличаются новые сорта Нидерландов.
Такие признаки, как неправильная форма луковицы, многозачатковость, острый вкус, фиолетовая окраска, являются доминантными.
Однородности урожая и дружности созревания можно добиться получением гетерозисных гибридов лука с использованием форм с ядерно-цитоплазматической мужской стерильностью Я-ЦМС.
Дикорастущие виды лука представляют также ценный источник исходного материала для селекции на урожайность, качество, морозо- и зимостойкость, иммунитет. Это подтверждается результатами многолетней работы, проводимой на Кубани (А. В. Кузнецов и др.). Вовлечение в селекционный процесс дикорастущих видов (лук Вавилова, лук Ошанина) (рис. 35) и сортов репчатого лука (Стригуновский 758, Краснодарский Г-35 и др.) дало возможность получить весьма ценные межвидовые гибриды и с помощью многократного отбора из гибридной популяции выделить сорта. Так были получены сорта Вавилова желтый А-587, Вавилова белый 228, Ошанина красный 60, Ошанина желтый А-418 с урожайностью 34,5—38,0 т/га, что на 3,0— 6,5 т/га выше, чем у контрольных сортов.
Перспективность межвидовой гибридизации не вызывает сомнения.
Мутантные формы, индуцированные различными методами (физический и химический мутагенез), также служат хорошим исходным материалом для селекции репчатого лука.
Методы селекции. В селекции репчатого лука используют методы, применяемые принципиально в селекции других перекрестноопыляющихся овощных растений (капуста кочанная и др.). Кроме того, в селекционном процессе необходимо учесть ряд особенностей, которые отражают природную специфику репчатого лука.
Метод массового отбора является наиболее продолжительным, его применяют обычно при сортоулучшающем отборе. Одинаково применим он для вегетативно размножающихся и плодоносящих сортов. В отборе участвуют лук-репка и лук-севок. Во всех звеньях селекционного процесса весьма важно соблюдать единство и точность режимов хранения посадочного материала (особенно температурного), от которых зависят процессы формирования вегетативных и генеративных органов, а следовательно, объективность выбраковок и формирования элиты. Группу элитных растений составляют из выдающихся экземпляров популяции, обладающих комплексом наиболее характерных признаков (гнездность, форма и окраска луковицы, равномерность вызревания и др.).
При севочной культуре лука надо обращать внимание на признаки севка. Отобранный и просушенный посадочный материал закладывают на хранение (лук-матку — на холодное при 2—4 °С, лук-севок — на теплое при 18—20 °С). В процессе хранения проводят выбраковку заболевших, прорастающих и усохших луковиц. Высаживают посадочный материал, соблюдая его выравненность по массе и размеру, особенно это касается севка, у которого даже незначительные колебания этих показателей могут исказить оценку признаков (возможность стрелкования и др.). В течение вегетационного периода ведут фенологические наблюдения, проводят прочистки, удаляя пораженные и нетипичные растения. Лук-матку (семенники) высаживают отдельно на участке для свободного переопыления растений. Убранные и обмолоченные зонтики дают смесь семян, которую используют в дальнейшей работе по схеме массового отбора до получения желаемых результатов. Этим методом были улучшены многие сорта народной селекции (Ростовский репчатый, Бессоновский и т. д.).
Семейственный отбор — наиболее интенсивный метод, его широко используют при создании новых сортов. Растения при этом отбирают по совокупности биологических и хозяйственно ценных признаков и высаживают на участке для свободного опыления. Семена собирают отдельно с каждого растения, представляющего семью. В следующем году их высевают посемейно (на севок при трехлетней культуре или на репку при двулетней). В процессе вегетации семьи отдельно изучают и сравнивают со стандартным сортом, расположенным через каждые 5—8 семей.
По результатам наблюдений и учетов малоценные семьи выбраковывают, а наилучшие по совокупности признаков оставляют для хранения. При оценке семей особое внимание обращают на выраженность таких признаков, как гнездность, крупность, выравненность и вызреваемость луковиц, окраска и прочность кроющих чешуи и т. д. Сравнительный анализ семей в период зимнего хранения дает возможность выделить из них перспективные для последующего отбора.
Следовательно, на каждом этапе селекционного процесса гибридная популяция насыщается комплексом наиболее ценных признаков и свойств и становится выравненной.
Метод семейственного отбора был применен при селекции ряда известных (Даниловский 301, Однолетний хавский 74 и др) и новых сортов (Оранжевый, Черниговский и др.).
Клоновый отбор применяют в селекции вегетативно размножающихся сортов репчатого лука, распространенных главным образом в северных областях страны. Основные признаки при отборе: высокая урожайность и выравненность луковиц в гнезде, хорошая вызреваемость и сохраняемость в течение осени, зимы и весны (7—8 мес и более). Браковку плохих клонов проводят по общепринятой схеме. Выделенные после многократного отбора лучшие клоны сравнивают с исходной популяцией и передают на размножение.
Полиплоидия в селекции лука — весьма эффективный метод, хотя еще мало используемый. Этим методом можно получить растения с увеличенным числом хромосом — автополиплоиды (в пределах вида) и аллополиплоиды (межвидовые гибриды). Полиплоидия позволяет преодолеть стерильность отдаленных гибридов.
В селекционной практике с репчатым луком нередко встречаются сочетания различных методов отбора. Например, перспективными оказались поликроссные скрещивания мутантных форм лука на основе инбредных линий, что подтверждается практическим результатом — получением новых высокопродуктивных сортов лука Казахстанский 150 и Мереке (О. С. Водянова).
Более глубокое и разностороннее изучение биологического потенциала мировой коллекции культурных и дикорастущих видов лука позволит получить новые результаты в теории и практике селекции луковых растений. Техника селекции по отдельным признакам. Селекция на скороспелость — одно из важнейших направлений в селекционной работе с луком, она должна проводиться по признаку зональности, ибо репчатый лук, как известно, сильно реагирует на факторы внешней среды.
О скороспелости судят по полеганию розетки, пожелтению и Усыханию листьев, наличию тонкой шейки, приобретению сухими чешуями характерной окраски. Это указывает на завершение процессов формирования луковицы и переход ее к периоду покоя. Имеется немало сортов, у которых признак скороспелости положительно сопряжен с плоской или плоскоокруглой формой луковицы.
Скороспелость как генотипический признак может быть ослаблена или усилена приемами агротехники. Прямая корреляция существует между скороспелостью луковиц и семенного куста. Некоторые из приемов агротехники могут служить фоном для отбора наиболее скороспелых форм лука.
Селекция на урожайность должна проводиться отбором крупных, плотных и дружно вызревающих луковиц. Урожайные качества и дружность вызревания семян учитывают у семенных растений. Формирование и наличие этих признаков связаны с интенсивностью и продолжительностью ростовых процессов, мобильностью отложения пластических веществ луковицы.
Высокими урожайными качествами наряду с лежкостью обладают отечественные острые сорта репчатого лука (Ростовский репчатый, Бессоновский и др.), выращиваемые через севок. Вследствие этого совокупную оценку лука-репки необходимо проводить, учитывая признаки севка (размер, зачатковость и др.). Исследования показали, что чем выше зачатковость севка, тем больше вероятность изменения таких признаков, как гнездность и урожайность, вызреваемость и товарность луковиц и т. д. И, наоборот, малозачатковые сорта в меньшей мере подвержены изменениям биологических и хозяйственных признаков.
Селекция на качество лука-репки связана прежде всего с содержанием сухого вещества, от которого зависят вкус и лежкоспособность луковиц, а также с назначением лука (острые и салатные сорта) и его товарными качествами. Все эти признаки тесно связаны с биологическим свойством лука — ветвлением растений, которое было изучено проф. Н. Н. Тимофеевым, в результате чего была выявлена внутривидовая дифференциация. Исследования показали, что сильноветвящиеся сорта образуют 3—4 порядка (оси) ветвления в течение вегетационного периода, когда первые пазушные почки закладываются низко по стеблю (фаза 4—5 листьев). Рано заложившиеся боковые ветви ведут к ограничению роста луковицы (рис. 36). Слабоветвящиеся сорта,наоборот, характеризуются высокой зоной заложения боковых ветвей (фаза 9—12 листьев). Большое число ассимилирующих листьев и продолжительный период вегетации обеспечивают формирование крупных выравненных луковиц. Неравномерность роста боковых порядков ветвления у сильноветвящихся сортов ведет к определенной деформации луковиц, что необходимо учитывать при оценке потомства. Характер ветвления лука сказывается на размерах его сочных чешуи: у маловетвящихся сортов они значительно толще и сочнее (запасающая паренхима имеет крупные клетки).
Существует ярко выраженная корреляционная зависимость между числом листьев главной оси до начала бокового ветвления и общим числом ветвей:
На степень выраженности того или иного признака сильно влияют внешние факторы. Так, загущенные посевы (посадки) заметно сдерживают процесс ветвления, и внешне это выражается в ускоренном формировании мелких луковиц. Теплый способ хранения посадочного материала (18—20 °С) или продолжительное прогревание (40—50 °С) приводят к усилению признака гнездности.
Селекция на устойчивость к болезням и вредителям. Выведение сортов, устойчивых к болезням и вредителям, — весьма актуальная проблема. Широко распространенное и вредоносное заболевание лука в период вегетации — перо-носпороз (ложная мучнистая роса). Болезнью одинаково поражаются листья и стрелки растения, однако наибольший вред она причиняет семенникам. На пораженных листьях и стрелках появляется заметное спороношение в виде серого налета.
Видео: Чеснок перспективные сорта польской селекции Харнас и Дюшес
Темно-зеленая окраска листьев и стрелок в пределах вида не всегда надежно указывает на повышенную устойчивость растений к заболеванию (для этого необходимы специальные исследования).
Важное условие создания устойчивых к пероноспорозу сортов и гибридов репчатого лука — получение иммунного исходного материала. Оценку образцов лука на устойчивость к болезням сначала проводят в полевых условиях (естественное заражение), затем выделенные наиболее устойчивые образцы оценивают на инфекционном фоне (искусственное заражение), когда суспензию спор гриба наносят на изучаемые растения. Разработана специальная методика оценки лука на устойчивость к пероноспорозу (ВИР). Положительные результаты для оценки исходного материала лука дают биохимические методы (проявление иммунитета согласуется с повышенной ферментативной активностью).
Видео: Сузан В. Г., автор более 60 сортов лука и чеснока. О себе, о работе, об учителях
Исходным материалом для селекции репчатого лука, устойчивого к пероноспорозу, могут служить образцы лука обширной коллекции ВИР, дикорастущие луки Средней Азии (лук Вавилова, лук Ошанина и др.), некоторые сорта отечественной и зарубежной селекции (сорт Штутгартский из Германии и др.). Применяя методы внутривидовой и межвидовой гибридизации, полиплоидии и индуцированного мутагенеза с последующим многократным отбором, можно получить сорта с высокой степенью устойчивости к пероноспорозу.
Другими распространенными и вредоносными болезнями репчатого лука являются желтая карликовость (мозаика), шейковая, или бактериальная, гниль, заражение которой происходит еще в поле, а в период хранения болезнь проявляется полностью. Из вредителей наибольший ущерб причиняют луковая нематода и луковая муха. Пока не удалось выделить какой-либо исходный материал для селекции на устойчивость к этим вредителям.
Оценка отдельных признаков. О скороспелости судят по времени от начала появления всходов до завершения формирования луковицы, чему предшествуют окончание процесса новообразования листьев, их полегание и усыхание, заметное окрашивание сухих кроющих чешуи. Продолжительность периода для скороспелых сортов равна 75—80 дней, для позднеспелых — 120 дней и более.
Урожайность оценивают взвешиванием урожая с учетных делянок по повторностям. Определяют число и массу луковиц, число гнезд, их среднюю массу, в том числе каждой луковицы в гнезде, и структуру урожая (товарные и нетоварные луковицы).
Оценку селекционного материала проводят также в период хранения и перед высадкой путем подсчета больных и пораженных луковиц по видам повреждений.
Окраску сухих и кроющих чешуи определяют визуально. Крайние ее выражения — от белой до темно-фиолетовой. Промежуточными цветовыми тонами являются: светло-желтый, желтый, интенсивно-желтый, светло-коричневый, коричневый, темно-коричневый, розовый, фиолетовый. У фиолетовых луковиц антоциановое окрашивание достигает и сочных чешуи.
Гнездность характеризуется числом луковиц в гнезде и оценивается как малая (1—2 луковицы), средняя (2—3) и большая (4—5 и больше).
Размеры луковиц характеризуются массой и подразделены на мелкие (до50 г), средние (60—100 г) и крупные (120 ги более).
Форму луковицы определяют отношением высоты к диаметру, дающим числовое выражение — индекс, и по шкале (от плоской до сигаровидной).
Зачатковость можно определить по числу зачатков (почек) на поперечном разрезе луковицы, сделанном на половине ее высоты.
Вкус луковицы — дегустационный признак (сладкий, полуострый, острый, горький). Он зависит от содержания в ней эфирных масел, углеводов, белковых и других веществ. Исследования показали, что эфирных масел больше накапливается в сочных чешуях зачатков, меньше — в наружных сочных чешуях, отсюда и корреляция многозачатковости северных луков с их остротой.
Лежкость селекционных образцов лука оценивают в период зимнего хранения (соответственно при теплом или холодном способах хранения). Учитывают убыль массы, количество усохших, пораженных и проросших луковиц, а также изменение в зачатковости. По количеству сохранившихся луковиц и динамике этих показателей судят о ценности образца.
Техника гибридизации и особенности агротехники. Техника гибридизации обусловлена природой лука как типичного перекрестноопыляющегося растения. Для свободного переопыления родительские компоненты высаживают на отдельном участке, размещая растения с таким расчетом, чтобы обеспечить максимум гибридных семян. Лучшими опылителями лука в этом случае являются пчелы. Свободное опыление можно проводить и под изолятором, куда высаживают родительские растения в количествах, соответствующих программе селекционной работы. Изоляторы могут иметь вид домиков из марли или другой ткани, куда обычно запускают мух. Изолятор в виде пергаментного мешочка используют для гибридизации вручную, когда материнские и отцовские растения изолируют отдельно. В некоторых случаях, когда селекционер располагает небольшим числом родительских пар, стрелки с соцветием приходится срезать, ставить в сосуд с водой и так изолировать. Во всех случаях изоляцию растений следует проводить до начала раскрытия бутонов.
Особенности агротехники при выполнении селекционной работы необходимо соблюдать потому, что ряд важных биологических свойств лука находится в прямой зависимости от способов его выращивания. В селекционном процессе, где лук-севок является обязательным звеном, особенно важно правильно посеять семена (одинаковая глубина заделки, площадь питания растений и др.)- Выращенный лук-севок калибруют на специальных решетах, позволяющих сократить различия в диаметре луковиц до2,5 мм, и закладывают на хранение по теплому способу (18— 20 °С). Севок первой группы по ОСТ 46-38—75 является наилучшим для работы (диаметр луковиц в зависимости от формы от 10—15 до 15-25 мм).
Соответствующие требования к равнозначности элементов агротехники соблюдают и при выращивании лука-репки из севка или семян. Достоверность сохранности или наследования признаков возрастает, если работу проводят на выравненной по гранулометрическому составу и плодородию почве.
В соответствии с Государственным реестром сортов в1995 г. было допущено для использования в производстве 73 сорта лука, в том числе 41 — репчатого, 8 — шалота, 14 — порея и 7 — многолетних луков.
