ЭВОЛЮЦИОННОЕ ФОРМИРОВАНИЕ МИРОВОГО ГЕНОФОНДА МОРОЗОУСТОЙЧИВОГО ВИНОГРАДА
В.А. Волынкин, А.А. Полулях
Национальный институт винограда и вина "Магарач", Кирова 31, Ялта, АР Крым, Украина,
e-mail: select_magarach@ukr.net
Семейство Виноградных Vitaceae Lindley. представлено большим разнообразием родов, видов, сортов и форм, которые отличаются как по морфобиологическим признакам, так и по реакции на воздействия биотических и абиотических факторов среды. Существует несколько мировых центров происхождения винограда, а в частности: Северная Америка, Восточная Азия и Евразия. Для каждого центра происхождения характерно формирование у форм винограда своего набора свойств и признаков, приобретенных в процессе эволюционного развития. Так местные виды и полученные на их основе сорта Северной Америки обладают устойчивостью к грибным болезням, филлоксере и морозу; местные виды и формы Дальнего Востока - повышенной морозоустойчивостью и т.д.
Издавна человечество пыталось улучшить сортимент винограда, и создать сорта не только хорошего качества, но и обладающие устойчивостью к болезням, вредителям, и к пониженным зимним температурам. Селекция на создание морозоустойчивых сортов начата еще в XIX веке, а с начала XX века она проводилась с использованием видов и местных форм амурского винограда, а в последующем и происходящих из Северной Америки, для возможности расширения зоны выращивания этого теплолюбивого растения в районах с более холодным климатом. Первые работы в этом направлении были проведены И.В. Мичуриным, которым созданы сорта, являющиеся европейско-амурскими гибридами и европейско-амурско-американскими гибридами – Арктик, Русский Конкорд, Северный белый и др., которые получили широкое распространение в регионах с резко континентальным климатом, а также использовались в дальнейшей селекции в качестве доноров морозоустойчивости. Наиболее интенсивно работа по созданию морозоустойчивых сортов проводилась с середины прошлого столетия в различных научных центрах мира и в частности в Европе и в том числе в странах СНГ. В Украине такие работы интенсивно велись и продолжаются в НИВиВ «Магарач» и ННЦ ИВиВ им. В.Е.Таирова.
В последнее время отечественные и зарубежные селекционеры работают над созданием сортов нового поколения, обладающих генетически обусловленной групповой устойчивостью к патогенам и абиотическим факторам, среди которых на первом месте стоит морозоустойчивость. Однако в настоящей публикации делается акцент на оценке морозоустойчивости мирового генофонда винограда и анализе результатов многолетней селекции по этому признаку в Украине.
Мировая ампелографическая коллекция НИВиВ «Магарач», в которой собраны виды, местные и селекционные сорта и формы различных регионов мира, в том числе из различных центров происхождения культуры, удобное место для такого сравнительного изучения сортообразцов, которые находятся в одинаковых условиях. Исследования морозоустойчивости винограда на коллекции велись с момента ее закладки (1978-1980 гг.). Полученные результаты были подтверждены экстремальными наивысшими за весь период наблюдений зимними морозами 2006 года. Низкие зимние температуры 2006 года нанесли колоссальный ущерб виноградарству Украины, что подтвердило целесообразность и необходимость продолжения исследований биологической сущности морозоустойчивости винограда и проведения работ по выведению морозоустойчивых сортов винограда нового поколения. С другой стороны, сложившаяся погодная ситуация дала возможность провести сравнительную оценку адаптационного потенциала сортообразцов коллекции различной генетической структуры и из различных центров происхождения культуры к экстремальным зимним морозам. Это в свою очередь дало возможность рекомендовать морозоустойчивые сорта винограда для промышленного возделывания в Украине и для использования их в качестве источников морозоустойчивости для использования в селекционных программах.
Методика проведения исследований.
Исследования проводились на ампелографической коллекции НИВиВ «Магарач» в ГП АФ «Магарач» (с. Вилино, Бахчисарайский район, АР Крым) в Западном предгорно-приморском природном регионе Крыма. Возраст насаждений 20-29 лет, схема посадки 3,0 х 1,5 м, формировка – двуплечий кордон с высотой штамба 80-100 см. Все кусты привиты на подвое Берландиери х Рипариа Кобер 5ББ. Объектом изучения являлись образцы ампелографической коллекции НИВиВ «Магарач» различного происхождения. В данной публикации приведены результаты результаты изучения следующих образцов: 16 видов разных родов семейства Виноградных Vitaceae Lindley., 13 гибридов-прямых производителей, 19 сортов сложного межвидового происхождения, 15 сортов гибридов Vitis vinifera L. х Vitis amurensis Rupr., 6 сортов гибридов Vitis labrusca L., 64 сортообразца культурного винограда Vitis vinifera sativa D.C., в т.ч. 19 сортов Vitis vinifera oссidentalis Negr., 7 сортов Vitis vinifera pontica Negr., 8 сортов Vitis vinifera oссidentalis Negr. и 30 гибридов Vitis vinifera L.
Изучение показателей устойчивости к морозу и агробиологическое изучение образцов проводили по методике Лазаревского М.А. [1], методическим рекомендациям по изучению сортов винограда в производственных условиях [2] и методике ампелографического описания и агробиологической оценки винограда [3].
Степень повреждения однолетних плодовых побегов оценивали по шкале:
0 баллов – лоза без повреждения;
1 балл – единичные участки повреждения до 10 %;
2 балла – поврежденные участки луба занимают до 30 % поверхности побега;
3 балла – поврежденные участки луба занимают до 50 % поверхности побега;
4 балла - поврежденные участки луба занимают до 75 % поверхности побега;
5 баллов - поврежденные участки луба занимают до 100 % поверхности побега.
Анализ восстановительной способности куста по степени развития побегов на плодовых звеньях и многолетней древесине проводили по следующей шкале:
0 баллов – развившихся побегов не отмечено;
1 балл - около 5% развившихся побегов;
3 балла - до 25 % развившихся побегов;
5 баллов – до 50 % развившихся побегов;
7 баллов – до 75 % развившихся побегов;
9 баллов – до 100 % развившихся побегов.
Согласно современным научным представлениям, устойчивость винограда к комплексу неблагоприятных зимних условий, условно определяемую как морозоустойчивость, зависит от генетических свойств сорта, физиологического состояния растения во время наступления холодов, условий и способов его выращивания, применяемой агротехники, возрастных этапов и характера проявления низких температур [8]. Сложившиеся погодные условия января 2006 года, которые были отмечены на метеопосту, который находится на ампелографической коллекции НИВиВ «Магарач», с положительными температурами декабря и января, резким и продолжительным понижением среднесуточной температуры воздуха, сильным северо-восточным ветром и осадками в виде дождя усилили действие отрицательной температуры. Поэтому минимальная температура, -22,5°С в комплексе с другими факторами и физиологическим состоянием растений привела к гибели большого процента глазков даже у сортов с повышенной степенью устойчивости к морозу [4].
Результаты исследований.
Проведенный анализ показателей сохранности основных и замещающих почек, степени повреждения морозами однолетней лозы, а также восстановительной способности кустов сортообразцов коллекции показал, что наиболее высоким уровнем морозоустойчивости обладают дикие виды семейства Vitaceae L. (табл. 1). Виды рода Parthenocissus Planch. показали 100% сохранность основных и замещающих почек. Также высокие показатели морозоустойчивости отмечены у некоторых видов рода Vitis Linn.: у амурского вида Vitis amurensis Rupr., североамериканских видов Vitis cinerea Arnoldi, Vitis longii Br., Vitis riparia Michx., Vitis solonis Planch. Сохранность основных почек у этих видов составила 95-98%, а замещающих – 98-100%.
Виды винограда, которые происходят из Восточной Азии, региона с довольно теплым климатом, проявили более низкую морозоустойчивость. Сохранность основных почек у видов Ampelopsis Aconitifolia Lavallee, Ampelopsis Serjanieafolia Regel, и Vitis coignetiae Pulliat. составила 0-65%, замещающих – 30-85%. Однако все изученные виды показали высокий балл восстановительной способности, что свидетельствует о высокой адаптационной способности дикого винограда к экстремальным воздействиям среды.
Анализ сортообразцов винограда межвидового происхождения показал, что у сортов, являющихся гибридами Vitis vinifera L. х Vitis amurensis Rupr. сохранность основных почек составила 1-25%, замещающих – 30-65% (табл. 2). Поражений однолетней лозы не выявлено. Сорта проявили хорошую восстановительную способность: на плодовых звеньях процент развившихся побегов составлял 25-75%, на штамбе куста от 50 до 100%. Среди европейско-амурских гибридов наивысшая степень устойчивости отмечена у сортов Агат донской, Выносливый, Голубок и др. (табл. 2). Тем не менее, анализируя процесс выведения морозоустойчивых сортов винограда, можно констатировать, что полувековой опыт работы с гибридами Vitis vinifera L . х Vitis amurensis Rupr . не выявил генотипов, совмещающих высокий уровень морозостойкости (-40°С) с признаками качества плодов культурного винограда. Созданные генотипы проявляют усредненный уровень морозостойкости по сравнению с родительскими видами. Гибридные сорта столового направления использования выдерживают, как правило, морозы -25-26 °С, а технические -27-28°С.
Аналогичные результаты дают скрещивания с морозостойкими американскими видами [5]. Так среди сортов, являющихся гибридами Vitis labrusca L., высокий процент сохранности глазков и высокий балл восстановительной способности отмечен у сортов Изабелла, Лидия и Гольден мускатный. Сорта Сенека, Лятес и Александер обладают низкой морозоустойчивостью (табл. 2).
Гибриды-прямые производители также отлисаются не одинаковым уровнем адаптационной способности к отрицательным экстремальным температурам. Если у сортов Валерьен белый и Датье де Сен Валье отмечен относительно высокий уровень сохранности основных (5-20%), замещающих (60-87%) почек и высокий балл восстановительной способности кустов, то у сортов Перль нуар и Пьеррель отмечены очень низкие показатели морозостойкости. Поражение морозами основных и замещающих почек этих сортов составило 100%, поражение лозы – 4 балла. Восстановление кустов прошло за счет спящих почек из головы куста.
Также не одинаковый уровень морозостойкости отмечен у сортов сложного межвидового происхождения. Наивысшие показатели сохранности почек и восстановительной способности среди изученных сортов отмечены у сорта Подарок Магарача (табл. 2). Средний уровень морозостойкости отмечен у сортов Виорика, Антей магарачский и Цитронный Магарача. Эти генотипы обладают групповой устойчивостью, как к возбудителям болезней винограда, так и к воздействию низких отрицательных температур. Наряду с этим у сортов Кодрянка и Оригинал отмечено поражение морозами плодовых звеньев и многолетней древесины. Эти сорта с высокими качественными показателями урожая и относительной устойчивостью к возбудителям болезней, обладают очень низкой морозостойкостью.
Повышенной морозоустойчивостью обладают и некоторые сорта вида Vitis vinifera L. , что предположительно можно объяснить сформировавшейся в процессе естественной эволюции экологической пластичностью этих сортов и форм вида. Под влиянием естественного и искусственного отбора в различных регионах формообразования, некоторые сорта культурного винограда приобрели адаптивные свойства по отношению к низким отрицательным зимним температурам [6]. Такие сорта представляют особую ценность для селекции, так как в отличие от диких представителей рода Vitis и других родов семейства, не обуславливают наследование выраженности признаков, присущей дикому генотипу, снижающего качество винограда и вина у гибридного потомства. В целом, анализируя показатели сохранности основных и замещающих почек, степень повреждения морозами однолетней лозы, а также восстановительную способность кустов сортов Vitis vinifera L. (табл. 3), по степени морозостойкости их можно разделить на три группы.
- Сорта с повышенной устойчивостью к морозам. Это сорта Vitis vinifera o сс identalis Negr.: Алиготе, Каберне-Совиньон, Мерло, Рислинг Итальянский, Рислинг рейнский, Совиньон зеленый; и сорта Vitis vinifera pontica Negr.: Ркацители, Саперави; сорта гибриды Vitis vinifera L., родительские формы которых обладают повышенной устойчивостью к морозам: Одесский черный (Аликант Буше х Каберне-Совиньон), Сухолиманский белый (Шардоне х Плавай).
- Сорта, обладающие слабой морозоустойчивостью. Это сорта Vitis vinifera pontica Negr.: Фетяска. Фурминт, Чауш белый; сорта гибриды Vitis vinifera L.: Одесский сувенир, Рубиновый Магарача, Сверхранний бессемянный, Сурученский белый, Юбилейный Магарача.
- Не зимостойкие сорта. Это сорта эколого-географической группы Vitis vinifera orientalis Negr.: Асма, Карабурну, Мускат александрийский, Мускат белый и др.; сорта гибриды Vitis vinifera L., созданные на основе сортов восточной эколого-географической группы: Иршаи Оливер (Пожони белый х Жемчуг Саба), Красавица Цегледа (Шасла белая хрустящая х Шасла розовая королевская), Мускат гамбургский (Мускат александрийский х Франкенталь), и др. (табл. 3).
Сравнительный анализ восстановительной способности кустов после поражения экстремальными зимними морозами по группам различного происхождения показал, что самой высокой адаптационной способностью обладают дикие виды семейства Vitaceae L. (рис. 1). Далее идут гибриды Vitis vinifera L. х Vitis amurensis Rupr., у них отмечено 53,8% развившихся побегов на плодовых звеньях и 68,8% % развившихся побегов на многолетней древесине. Несколько ниже эти показатели у гибридов Vitis labrusca L.: 35,0% и 66,2% соответственно.
Рисунок 1. Развитие побегов на плодовых звеньях и многолетней древесине у образцов винограда различного происхождения
У гибридов-прямых производителей и сортов сложного межвидового происхождения отмечено в среднем 12,5% и 16,0% развившихся побегов на плодовых звеньях, но этот показатель выше у местных сортов Vitis vinifera oссidentalis Negr. и Vitis vinifera pontica Negr.
Среди сортов Vitis vinifera L. самая высокая адаптационная способность отмечена у местных сортов Западной Европы и бассейна Черного моря. Выявлено, что сорта Алиготе, Шардоне Каберне-Совиньон обладают способностью восстанавливаться после вымерзания и давать урожай из замещающих почек и почек старой древесины, восстанавливая, таким образом, частично урожай [7, 8].
Самый низкий адаптационный потенциал к экстремальным зимним температурам отмечен у сортов восточного происхождения - Vitis vinifera orientalis Negr. (рис. 1).
Таким образом, результаты выполненных исследований показали, что в селекции на получение морозоустойчивых сортов винограда, в качестве источников устойчивости к пониженным минусовым температурам могут быть использованы дикие виды семейства Vitaceae L., некоторые гибриды Vitis vinifera L. х Vitis amurensis Rupr. и гибриды Vitis labrusca L., а также старинные местные сорта Vitis vinifera L.: Vitis vinifera o сс identalis Negr. (Алиготе, Каберне-Совиньон, Мерло, Рислинг Итальянский, Рислинг рейнский, Совиньон зеленый); Vitis vinifera pontica Negr. (Ркацители, Саперави); и сорта гибриды Vitis vinifera L. (Одесский черный, Сухолиманский белый).
Обобщая результаты собранной научной информации, сопоставляя их с имеющимися данными, полученными в других научных центрах мира, можно констатировать, что в процессе, как естественной эволюции, так и при селекции винограда, что представляет собой искусственный путь эволюции, но являющийся продолжением естественной, сформированы формы культуры, обладающие высокой морозоустойчивостью. Доказана опытным путем возможность сочетания признака высокой морозоустойчивости у винограда с высокой положительной выраженностью других хозяйственно ценных признаков в одном генотипе и такие сорта уже с успехом в настоящее время культивируются в промышленных масштабах в различных странах мира. Отмечая, что Украина имеет высокий эколого-географический потенциал для промышленного возделывания винограда в стране, но что, однако сдерживается в некоторых регионах из-за морозоопасности, следует считать целесообразным расширение виноградарских зон за счет уже выведенных, в том числе национальных, сортов винограда. Для расширения же спектра возделываемых в морозоопасных виноградарских регионах Украины сортов винограда, можно также считать целесообразным продолжить формирование и реализацию Национальных селекционных программ по выведению сортов винограда, обладающих генетически обусловленной устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды и в первую очередь морозоустойчивых.
