Email this article 
The use of genetic material of wild relatives of Kamchatka honeysuckle (Lonicera caerulea var. kamtschatika Sevast.) in analytical breeding
- Authors: Petrusha E.N.1, Rusakova E.A.1
-
Affiliations:
- Kamchatka Scientific Research Institute of Agriculture – N. I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources
- Issue: No 4 (2024)
- Pages: 126-133
- Section: Agricultural sciences. Crop science
- URL: https://freezetech.ru/0869-7698/article/view/676072
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0869769824040103
- EDN: https://elibrary.ru/IQHXDG
- ID: 676072
Cite item
Full Text
Abstract
In the selection of blue honeysuckle, Kamchatka honeysuckle (Lonicera caerulea var. kamtschatika Sevast.) is a valuable donor of dessert taste, large-sized berries, and winter hardiness. Wild relatives of Kamchatka honeysuckle are of particular value in analytical selection due to wide polymorphism in wild populations of Kamchatka. The article summarizes information on the results of Kamchatka selection using honeysuckle forms selected from wild populations of the central and southern regions of the Kamchatka Territory. During the complex selection process, special attention was paid to economic-valuable and selection-significant traits: frost resistance, different ripening periods, high yield, early fruiting (for 3 years after planting), attractiveness, large-sized berries (more than 1.0 g), non-shattering, dessert taste, high sugar content, vitamin C, low acidity. As a result of the search and selection of wild forms of honeysuckle in breeding nurseries about 4,000 seedlings were studied, more than 50 forms were selected as an elite, and 6 varieties were obtained. Over 800 seedlings of planting 2020–2023 are in the study, new promising elite forms-varieties have been created: 1–5 (Malka), 1–20 (Vilyuyka), 31–35 (Ganalochka), characterized by high economically valuable characteristics. According to the results of the selection of seed material in 2023, the Kamchatka honeysuckle gene pool was replenished with 51 forms promising for breeding from various populations: 10 forms from the Elizovsky district, 20 forms from the Milkovsky district, 8 forms from the Ust-Kamchatsky district and 13 forms from the Bystrinsky district. For a more effective and high-quality output of promising selected forms for analytical breeding, it is necessary to continue transferring valuable sources from wild nature to culture and their comprehensive study.
Full Text
Жимолость синяя (Lonicera caerulea) высоко ценится за сверхраннее созревание, исключительную пищевую и лекарственную ценность, привлекательность ягод и их нежный освежающий вкус. Нетребовательность растений жимолости к условиям произрастания и агротехнике, устойчивость к неблагоприятным факторам среды, стабильность плодоношения раносозревающих плодов обусловили значительное развитие селекции данной культуры [1, 2]. Одной из наиболее важных основ для успеха в современной селекции является отбор и комплексное изучение генетического потенциала диких родичей, что способствует созданию сортов с высокими хозяйственно ценными признаками [3].
Отборные дикорастущие формы подвида синих жимолостей – жимолости камчатской (Lonicera caerulea var. kamtschatika Sevast.) послужили исходным материалом для начала селекционной работы с жимолостью в 50-х годах XX в. и стали основой для создания первых сортов. В настоящее время благодаря своему десертному вкусу, крупноплодности, высокой зимостойкости жимолость камчатская является востребованным материалом для селекции и широко используется селекционерами в различных регионах страны [4–6]. На территории края она произрастает большими массивами по несколько десятков гектаров в кустарниковом ярусе лиственничных и березовых лесов. Особенно много ее в южной части полуострова, в бассейнах рек Большая, Авача и Камчатка. Кроме этого, жимолость встречается на Командорских и Курильских островах (северных – от Камчатки до о-ва Уруп), а также на Сахалине [7, 8].
Обширный ареал произрастания жимолости на полуострове представляет безусловный интерес для дальнейшего всестороннего изучения и оценки. Планомерный отбор источников селекционно значимых признаков из диких популяций дает возможность получать сорта с улучшенными дегустационными и хозяйственно-биологическими характеристиками. Особое значение имеют источники, обладающие высоким уровнем продуктивности и содержания биоактивных веществ, крупноплодностью, приятным десертным вкусом, устойчивостью к различным стрессорам, а также признаками, связанными с технологичностью (слаборослость, скороплодность) и пригодностью плодов для современных технологий консервирования. Благодаря выраженному полиморфизму жимолости камчатской посев семян, собранных с нескольких растений локальной популяции, позволяет получить семью из сеянцев, у которых могут проявиться даже те признаки, которые не проявлялись у растений в природных условиях [9].
Работа по созданию исходных элитных форм жимолости в Камчатском НИИ сельского хозяйства – филиале ВИР ведется по долгосрочной селекционной программе, направленной на изучение и использование в аналитической селекции аборигенных форм жимолости камчатской. Реализация данной программы осуществляется посредством решения следующих задач: сбор и размножение образцов дикорастущих форм, сравнительное изучение генетически разнообразного исходного материала, выделение перспективных источников с комплексом хозяйственно ценных признаков. Постоянно осуществляемая всесторонняя оценка селекционных источников направлена на выделение качественно нового исходного материала для повышения эффективности селекции, создание доноров селекционно ценных свойств. Как исходный материал используются семена жимолости, собранные в диких популяциях различных районов края. Для закрепления разнообразия генетического фонда отборные сеянцы размножаются вегетативно методом зеленого черенкования в питомнике размножения, что позволяет впоследствии отбирать генетический материал с признаками, не проявляющимися в природных популяциях.
Первые экспедиционные обследования дикорастущих популяций жимолости были предприняты сотрудниками Камчатского НИИСХ в 1986 г. (Усть-Камчатский район – с. Ключи, Быстринский район – с. Анавгай, Елизовский район – с. Пиначево). В результате поиска и сбора семян в 1987 г. были заложены первые селекционные питомники в количестве 2000 образцов. Путем регулярных обследований дикорастущих популяций центральных и южных районов Камчатского края было проанализировано более 4000 сеянцев диких родичей жимолости камчатской и выделено более 50 наиболее ценных элитных форм. Для использования в селекционном процессе отбираются лучшие источники, выделившиеся по селектируемому признаку среди других форм. При комплексном отборе особое внимание уделяется хозяйственно ценным и селекционно значимым признакам: морозоустойчивость, различные сроки созревания, высокая урожайность, раннее вступление в плодоношение (на третий год после посадки), привлекательность, крупноплодность (более 1,0 г), неосыпаемость, десертный вкус, высокое содержание сахаров, витамина С, сухого вещества, низкая кислотность. В результате культивирования жимолости были получены сорта от свободного опыления: Сластёна, Соперница-Горянка, Атлант, Мильковчанка, Даринка, Елена. В целях сохранения генетического материала и создания сортов для улучшения и расширения сортимента жимолости селекционная работа продолжается, идет поиск и отбор нового семенного материала, закладываются новые питомники, создаются перспективные кандидаты в сорта (рис. 1).
Рис. 1. Селекционный питомник дикорастущих форм жимолости камчатской, закладка 2023 г. края (2023 г.).
На сегодняшний день в питомниках отбора посадки 2020–2023 гг. находится свыше 800 перспективных форм, собранных локально из различных мест произрастания на территории Камчатского края. В процессе изучения селекционного фонда были выделены 24 элитные формы от свободного опыления жимолости камчатской с высокой зимостойкостью, различного срока созревания, из них: 13 форм с повышенной продуктивностью от 0,35 до 0,45 кг с куста; 15 – по показателю крупноплодности с массой плода от 1,0 до 1,3 г; 10 – с отличным десертным вкусом плодов; 15 – по привлекательности, включающей комплексную оценку величины, одномерности и формы плодов; 15 форм с отсутствием осыпаемости плодов. Наибольшее накопление аскорбиновой кислоты – от 51,3 до 61,4 мг% – установлено у 10 отборных форм, сухого вещества – от 13,9 до 15,9% – у 12 форм.
По результатам селекционной работы в 2023 г. для создания нового сорта определены перспективные элитные формы 1-5 (с. Малка), 1-20 (с. Вилюйка), 31-35 (с. Ганалочка), которые характеризуются высокой степенью зимостойкости, ранним и среднеранним сроком созревания, продуктивностью, превышающей стандарт на 31,6, 38,8, 18,4% соответственно, крупными привлекательными плодами отличного вкуса (см. таблицу) [10].
Краткая характеристика перспективных элитных форм жимолости камчатской
Сортообразец | Продуктивность, кг/куст | Масса, г | Вкус | Содержание биохимических веществ | Форма плода | ||||
min | max | аскорбиновая кислота, мг % | сахара, % | сухое вещество, % | кислотность, % | ||||
1-5 | 0,50 | 1,0 | 1,3 | 5,0 | 50,85 | 8,9 | 14,7 | 1,9 | Широко-кувшиновидная |
1-20 | 0,52 | 1,0 | 1,2 | 4,5 | 42,09 | 7,2 | 12,4 | 2,1 | Широко-веретеновидная |
31-35 | 0,45 | 0,9 | 1,2 | 5,0 | 47,46 | 8,5 | 15,3 | 1,8 | Удлиненно-овальная |
Одновременно проводится сортоиспытание элитных форм 57-67, 3-11-94, 2-114-93, которые являются претендентами на новые сорта. По первому году изучаемые элитные формы показали хорошие результаты: высокая зимостойкость, продуктивность плодоношения на уровне стандарта 0,15–0,20 кг с куста, неосыпаемость, крупноплодность (максимальная масса 1,6–1,7 г); вкус плодов: сладковато-кислый, сладкий и кисло-сладкий, с характерным ароматом, без горечи; высокая оценка привлекательности внешнего вида.
Путем экспедиционных сборов на протяжении многих лет регулярно пополняются селекционные питомники, где потенциал популяции жимолости наиболее полно раскрывается при семенном размножении. Так, в 2023 г. проведен очередной обширный поиск и отбор перспективных форм жимолости камчатской в дикорастущих популяциях Елизовского (пос. Вулканный; подножие Ганальского перевала), Мильковского (с. Долиновка), Быстринского (с. Эссо; подножие и склон горы Оленгендэ) и Усть-Камчатского(пос. Ключи, р. Радуга) районов Камчатского края (рис. 2).
Рис. 2. Количество отобранных дикорастущих форм жимолости камчатской в различных популяциях на территории Камчатского
В границах каждой из обследованных популяций у плодов наблюдалось большое разнообразие вкусовых качеств, формы, параметров привлекательности – интенсивности воскового налета и окраски. Отбирались формы, обладающие высокими дегустационными качествами, с плодами сладкого, кисло-сладкого и сладковато-кислого вкуса. Наибольшее число отобранных образцов характеризовалось кувшиновидной и ширококувшиновидной, овальной и удлиненно-овальной формами плодов, реже отмечались плоды с цилиндрической, широковеретеновидной, колокольчатой и каплевидной формами, единично – округлой, яйцевидной, стручковидной (рис. 3). Интенсивность воскового налета варьировала от слабой к сильной, окраска – от белёсо-голубой до фиолетово-синей. По итогам отбора семенного материала генофонд жимолости камчатской пополнился 51 перспективной для селекции формой из различных популяций: 10 форм из Елизовского района, 20 форм из Мильковского района, 8 форм из Усть-Камчатского района и 13 форм из Быстринского района.
Рис. 3. Полиморфизм жимолости камчатской на примере отобранных образцов из различных районов произрастания в дикой природе.
Возможности селекционных исследований жимолости еще не исчерпаны, необходимо как можно активнее привлекать в селекционный процесс новый исходный материал диких родичей жимолости камчатской. Для повышения эффективности селекционного процесса необходимо расширение генетического разнообразия исходного материала, а также углубление экспериментальной работы по изучению и выделению доноров и источников, обладающих комплексом селекционно значимых признаков. Прошедшие естественный отбор в природе, местные формы представляют большую ценность для селекции и являются источниками пополнения генетического потенциала.
About the authors
Elena N. Petrusha
Kamchatka Scientific Research Institute of Agriculture – N. I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources
Email: petrusha1960@inbox.ru
ORCID iD: 0009-0001-8442-8500
Senior Researcher
Russian Federation, Kamchatka Territory, Sosnovka vil.Elena A. Rusakova
Kamchatka Scientific Research Institute of Agriculture – N. I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources
Author for correspondence.
Email: rubusarcticus@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-8480-5910
Junior Researcher
Russian Federation, Kamchatka Territory, Sosnovka vil.References
- Il’in V. S. Zhimolost’ sinjaja. Pomologija. V pjati tomah. Tom 5. Zemljanika. Malina. Orehoplodnye i redkie kul’tury= [Blue honeysuckle. Pomology. In five volumes. Vol. 5. Strawberries. Raspberries. Nutty and rare crops]. Orjol: Izd-vo VNIISPK; 2014. 587 p. (In Russ.).
- Sorokopudov V. N., Aleksandrov D. S. Zhimolost’: dekorativnaya i s”edobnaya = [Honeysuckle: decorative and edible]. Prospects for the implementation of scientific research results in the modern world: collection of articles of the International Scientific Conference, Tomsk, 2023, January, 21. St. Petersburg: Obshchestvo s ogranichennoi otvetstvennost’yu «Mezhdunarodnyi institut perspektivnykh issledovanii imeni Lomonosova»; 2023. S. 19–21. (In Russ.).
- Petrusha E. N. Otsenka iskhodnogo materiala zhimolosti kamchatskoi dlya selektsii na krupnoplodnost’ i kachestvo yagod = [Assessment of the source material of Kamchatka honeysuckle to breed for large-fruited berries with improved qualities]. Dal’nevostochnyi Agrarnyi Vestnik. 2020; 54(2):41–46. (In Russ.). doi: 10.24411/1999-6837-2020-12020.
- Sofronov A. P., Firsova S. V., Golovunin V. P. Zhimolost’ sinyaya (Lonicera caeruleae L.): tekhnologiya i selektsiya= [Blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.): technology and breeding]. Kirov: FGBNU FANTs Severo-Vostoka; 2021. 64 p. (In Russ.)
- Kuklina A. G., Sorokopudov V. N., Upadyshev M. T. et al. Sostoyanie i perspektivy selektsii zhimolosti sinei = [The state and prospects of blue honeysuckle breeding].Vestnik RSKhN. 2017;(5):41–46. (In Russ.).
- Khokhryakova L. A. Perspektivy selektsii zhimolosti = [Prospects for honeysuckle breeding]. Modern directions of horticulture development in Siberia: collection of materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference dedicated to the 95th anniversary of the birth of Academician of the Russian Academy of Sciences I. P. Kalinina. Barnaul: Azbuka; 2022. Р. 136–140. (In Russ.).
- Yakubov V. V., Chernyagina O. A. Katalog flory Kamchatki (sosudistye rasteniya) = [Catalog of Kamchatka flora (vascular plants)]. Petropavlovsk-Kamchatskii: Kamchatpress; 2004. 165 p. (In Russ.).
- Nechaev A. A. Vidovoi sostav i resursnye kharakteristiki dikorastushchikh s”edobnykh yagodnykh rastenii rossiiskogo Dal’nego Vostoka = [Wild edible honeysuckle in the far east: species composition, distribution, resources, reclamation]. Use and reproduction of forest resources in the Far East. Proceedings. Khabarovsk: Far Eastern Forestry Research Institute; 2016. Iss. 39. P. 105–125. (In Russ.).
- Eremin G. V., Dubravina I. V., Kovalenko N. N., Gasanova T. A. Predvaritel’naya selektsiya plodovykh kul’tur: monografiya = [Preliminary selection of fruit crops: monograph]. Krasnodar: KubGAU; 2015. 335 p. (In Russ.).
- Petrusha E. N., Rusakova E. A. Geneticheskoe raznoobrazie zhimolosti kamchatskoi kak istochnik selektsii na produktivnost’ i kachestvo plodov = [Genetic diversity of Kamchatka honeysuckle as a source of breeding for productivity and quality of berries]. Contemporary Horticulture.2023;(3):27–34. (In Russ.). doi: 10.52415/23126701_2023_0304.
Supplementary files
