Создание линий огурца с высокой степенью партенокарпии

Актуальность. В защищенном грунте огурец – одна из наиболее рентабельных культур благодаря высокой скороспелости, теневыносливости, урожайности и возможности получать свежие плоды почти круглый год. Производители овощей предпочтение отдают партенокарпическим гибридам, так как мелкоплодные бугорчатые гибриды огурца партенокарпического типа универсального назначения пользуются большим спросом у потребителей. Преимущества партенокарпических, по сравнению с пчёлоопыляемыми гибридами, заключаются в более высокой ранней урожайности, способности завязывать плоды без опыления в любую погоду. К сожалению, основные площади в защищенном грунте занимают иностранные гибриды, поэтому селекция отечественных конкурентоспособных партенокарпических гибридов огурца для весенних пленочных теплиц в настоящее время довольно актуальна.

Материал и методика. Опыт был заложен в 2021-2023 годах в Одинцовском районе Московской области в условиях грунтовой весенней пленочной теплицы типа «Блочная» на базе головного учреждения ФГБНУ ФНЦО. Для исследования партенокарпии в работу был вовлечен выровненный селекционный материал, полученный ранее в результате отборов и четырех и более инцухтирований (самоопылений). В течение 3 лет по этому признаку ежегодно оценивали около 40 селекционных линий огурца. В 2023 году изучали наследование признака партенокарпии гибридами F1, на 27 гибридных комбинациях, от скрещиваний 13 материнских и 15 отцовских форм, оценивая показатель hp«степень доминантности».

Результаты. Жесткий отбор селекционных образцов огурца по степени партенокарпии в течении 3-х лет позволил улучшить этот признак в среднем на 10,3-17,1%, в зависимости от года исследований и генотипов изучаемых образцов. Были отобраны 3 линии (Л-132, Л-135, Л-161) женского типа цветения, отличающиеся не только высокой степенью партенокарпии, но и стабильностью проявления этого признака по годам. Проявление партенокарпии у гибридов F1 в значительной степени зависело от генотипа родительских форм, использован- ных в гибридизации, и варьировало от положительного гетерозиса до отрицательного доминирования и даже отрицательного гетерозиса. В нашем опыте у 45% гибридных комбинаций отмечен положительный гетерозисный эффект по этому признаку, что указывает на возможность создания гибридных комбинаций с более высоким уровнем партенокарпии по сравнению с родительскими формами. Выделены гибридные комбинации, обладающие наиболее высоким гетерозисным эффектом по степени партенокарпии, по сравнению с родительскими формами. Одна из этих комбинаций, по результатам 2-х летней оценки по комплексу хозяйственно полезных признаков, передана на испытание в Государственную комиссию Российской Федерации по испытанию и охране селекционных достижений (ФГБУ «Госсорткомиссия»), по экспертной оценке, в 2023 году под названием F1 Денди.

1. Пивоваров В.Ф. Селекция и семеноводство овощных культур. ВНИИССОК; 2007. 807 с.

2. Федеральная служба государственной статистики. Федеральная служба государственной статистики (дата обращения: 28 ноябрь 2023 г._. Доступно на: https://rosstat.gov.ru/

3. Sturtevant E.L. Seedless Fruits. Memoirs of the torrey botanical club. 1890;1(4):141–185.

4. Noll F. Über Fruchtbildung ohne vorausgegangene Bestäubung (Parthenocarpie) bei der Gurke. Universitäts-Buchdruckerei; 1902.

5. Wellington R., Hawthorne L.R. A parthenocarpic hybrid obtained from crossing an English force cucumber and an Arlington white root. Proc Amer Op Hort The science. 1928;(26):97–100.

6. Pierce L.K., Wehner T.C. Gene list for cucumber. Cucurbit Genet Coop. 1989;(12):91–103.

7. Pike L.M., Peterson C.E. Inheritance of parthenocarpy in the cucumber (Cucumis sativus L.). Euphytica. 1969;18(1):101–105. https://doi.org/10.1007/BF00021987

8. Юрина О.В., Пивоваров В.Ф., Балашова С.С. Селекция и семеноводство тыквенных культур в России. 1998. 424 с.

9. Kvasnikov B.V., Rogova N.T., Tarakanova S.I., Ignatova S.I. Methods of breeding vegetables for growing under cover. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 1970;42(3):45–57.

10. Квасников Б.В., Рогова Н.Т. Особенности методики селекции тепличных сортов огурца партенокарпического типа. Научные труды НИИОХ. Селекция и семеноводство овощных и бахчевых культур. 1976;(6):84.

11. Gou C., Zhu P., Meng Y., Yang F., Xu Y., Xia P. Evaluation and genetic analysis of parthenocarpic germplasms in cucumber. Genes. 2022;13(2):225. https://doi.org/10.3390/genes13020225.

12. Devi S., Sharma P.K., Behera T.K., Jaiswal S., Boopalakrishnan G., Kumari K., et al. Identification of a major QTL, Parth6.1 associated with parthenocarpic fruit development in slicing cucumber genotype, Pusa Parthenocarpic Cucumber-6. Frontiers in Plant Science. 2022;(13):1064556. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1064556

13. Kaur M., Sharma P., Sharma A., Lata H., Kumar N.. SSR analysis to assess genetic diversity and population structure in parthenocarpy cucumber (Cucumis sativus L.). Journal of Horticultural Sciences. 2023;18(1):46–52. https://doi.org/10.24154/jhs.v18i1.2146

14. De Ponti O.M.B, Garretsen F. Inheritance of parthenocarpy in pickling cucumbers (Cucumis sativus L.) and linkage with other characters. Euphytica. 1976;25(1):633–642. https://doi.org/10.1007/BF00041600

15. El-Shawaf II.S., Baker L.R. Inheritance of parthenocarpic yield in gynoecious pickling cucumber for once-over mechanical harvest by diallel analysis of six gynoecious lines1. Journal of the American Society for Horticultural Science. 1981;106(3):359–364. https://doi.org/10.21273/JASHS.106.3.359

16. Hawthorn L.R., Wellington R. Geneva, a greenhouse cucumber that develops fruit without pollination. New York State Agricultural Experiment Station; 1930.

17. Юлдашева Л.М. Исходный материал для получения короткоплодных партенокарпических гибридов огурца. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1971. 45 с.

18. Hinnawy E.E., Pierrot H. Effect of some growth regulating substances and carbohydrates on chlorophyll production in Melilotus alba (Desr.) callus tissue cultures. Zeitschrift für Pflanzen physiologie. 1974;74(2):95–105. https://doi.org/10.1016/S0044-328X(74)80163-7

19. Sun Z., Lower R.L., Staub J.E. Analysis of generation means and components of variance for parthenocarpy in cucumber (Cucumis sativus L.). Plant Breeding. 2006;125(3):277–280. https://doi.org/10.1111/j.1439-0523.2006.01224.x

20. Юлдашева Л.М. Наследование склонности к партенокарпии у огурца. Бюллетень ВИР. 1973;(32):58–59.

21. Марченко О.З. Особенности селекции партенокарпических сортов огурцов. Овощеводство и бахчеводство. 1972. С. 40–43.

22. Масловская Е.М. Селекция партенокарпических гибридов огурца для условий весенне-летнего культурооборота. 2007.

23. Коротцева И.Б. Оценка завязываемости плодов перспективных гибридов огурца ыпартенокарпического типа для первого оборота зимних теплиц. Известия ФНЦО. 2019;(2):19–24. https://doi.org/10.18619/2658-4832-2019-2-19-24 https://www.elibrary.ru/hlrdya

24. Гапоненко И.В. Источники морфобиологических и хозяйственно ценных признаков для селекции партенокарпического огурца. Земледелие и растениеводство. 2022;(3):13–16.

25. Живницкая М.Д., Гусева Л.И. Партенокарпия у гибридов огурца F1 и ее наследование в расщепляющихся популяциях. Сельскохозяйственная биология. 1983;(12):24-26.

26. Вишневская Г.И., Рогова Н.Т. Методика определения степени партенокарпии у огурцов. Труды НИИСХ Крайнего Севера. 1969;(17):220.

27. Рекомендации и методические указания по селекции и семеноводству огурца. Москва: ВНИИССОК; 1999. 243 с.

28. Jat G.S., Munshi A.D., Behera T.K., Bhardwaj C. Inheritance of parthenocarpy in gynoecious cucumber (Cucumis sativus L.) cultivar PPC-2. Journal of Horticultural Sciences. 2017;12(2):193–7. https://doi.org/10.24154/jhs.v12i2.23

29. Tian Z., Jahn M., Qin X., Obel H.O., Yang F., Li J. Genetic and Transcriptomic Analysis Reveal the Molecular Basis of PhotoperiodRegulated Flowering in Xishuangbanna Cucumber (Cucumis sativus L. var. xishuangbannesis Qi et Yuan). Genes. 2021;12(7):1064. https://doi.org/10.3390/genes12071064

30. Wang M., Su L., Cong Y., Chen J., Geng Y., Qian C., et al. Sugars enhance parthenocarpic fruit formation in cucumber by promoting auxin and cytokinin signaling. Scientia Horticulturae. 2021;(283):110061. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110061

31. Chaudhari V.M., Barot D., Patel N.A., Vaghela A.G. Utility of Parthenocarpy in Vegetable Crops: A Review. Advances in Research. 2024. https://doi.org/10.9734/air/2024/v25i41128

32. Блинова Т., Цуркан Т. Изучение партенокарпии новых гибридов огурца в условиях необогреваемой пленочной теплицы. Biotehnologii avansate – realizări şi perspective Ediţia IV-a, 2016. Simpozionul "Biotehnologii avansate – realizări şi perspective", Chişinău, Moldova, 3-4 octombrie 2016. С. 138–138.

33. Гладышко С.Н. Создание исходного материала для селекции огурца для открытого грунта Нечерноземной зоны России. 2002.

34. Леонова А.В. Партенокарпия и ее значение в селекции огурца. Санкт-Петербург. 2000.

35. Масловская Е.М., Бирюкова Н.К. Влияние условий выращивания на проявление партенокарпии огурца. Сб. Селекция, семеноводство и биотехнология овощных и бахчевых культур. Москва; 2003. С. 302–304.

36. Налобова В.Л., Хлебородов А.Я. Селекция и семеноводство огурца открытого грунта. Минск: Издательский дом “Белорусская наука”; 2012. 244 с.

37. Matlob A.N., Kelly W.C. Growth regulator activity and parthenocarpic fruit production in snake melon and cucumber grown at high temperature. Journal of the American Society for Horticultural Science. 1975;100(4):406–409.

38. Тараканова С.И. Особенности формирования ассимиляционного аппарата и урожая у партенокарпических сортов и гибридов тепличного огурца в зимнее-весенней культуре. Биологические основы повышения урожайности сельскохозяйственных культур. 1978. С. 122–125.

39. Россов Н.Б., Сидорский А.Г., Деев С.В. Наследование партенокарпии у огурцов. В Ленинград; 1977.

40. Селиванова М.В., Романенко Е.С., Айсанов Т., Миронова Е.С. Влияние антистрессантов на продуктивность тепличного огурца. Сельскохозяйственный журнал. 2020;5(13):42–47. https://doi.org/10.25930/2687-1254/007.5.13.2020 https://elibrary.ru/mfdsne

41. Su L., Rahat S., Ren N., Kojima M., Takebayashi Y., Sakakibara H., et al. Cytokinin and auxin modulate cucumber parthenocarpy fruit development. Scientia Horticulturae. 2021;(282):110026. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2021.110026

42. Mandal N., Kumari K., Kundu A., Arora A., Bhowmick P., Iquebal M., et al. Cross-talk between the cytokinin, auxin, and gibberellin regulatory networks in determining parthenocarpy in cucumber. Frontiers in Genetics. 2022;13. https://doi.org/10.3389/fgene.2022.957360

43. Брызгалов В.А., Советкина В.Е., Савинова Н.И. Овощеводство защищенного грунта: учебник. Колос; 1983.

44. Petr F.C., Frey K.J. Genotypic Correlations, Dominance, and Heritability of Quantitative Characters in Oats 1. Crop Science. 1966;6(3):259–62. https://doi.org/10.2135/cropsci1966.0011183X000600030013x

45. ВИР. Методические указания по селекции овощных культур. Санкт-Петербург; 1983.