Товарів: 0
На суму: 0 грн
Кравченко Л.В.
Державна наукова установа «Всеросійський науково-дослідний інститут виноградарства і виноробства ім. Я. І. Потапенка», Новочеркаськ
Розглядаються позитивні підходи до мінімізації впливу хвороб, шкідників та екстремальних факторів середовища. Використання переносу генів сомаклональної мінливості матиме вплив на виробництво сортів винограду, стійких до хвороб і шкідників.
Запропонована тема Міжнародної наукової конференції «Мобілізація та збереження генетичних ресурсів винограду, удосконалення методів селекційного процесу» набула великої актуальності після того, як громадська думка стала надзвичайно чутливою до таких проблем, як знищення джунглів Амазонки, зрідження амурської тайги острівцями заростей амурського винограду, причиною чого стали лісові пожежі, рубки, викиди та вибухи на атомних електростанціях, озоновий шар. отвір, забруднення річок і морів, надмірне використання пестицидів і гербіцидів. Добрива перестали бути органічними, їх замінили хімічними, що сприяє накопиченню токсичних речовин у їжі.
Особливе занепокоєння викликає небезпека забруднення ґрунту, води та рослин залишками пестицидів, у тому числі сільськогосподарських культур та продуктів їх переробки, оскільки останні є частиною раціону людини. Відомо, що здоров'я людини на 80% залежить від чистоти їжі, на 60% - від якості води і на 40% - від якості повітря. Забруднення навколишнього середовища може завдати шкоди організму людини чи інших мешканців нашої планети по-різному, один із шляхів – через продукти харчування, і не випадково завдання виробництва екологічно чистої продукції є одним із ключових у системі екологізації сільськогосподарської діяльності.
При цьому при формуванні поняття «Екологічно безпечна сільськогосподарська продукція» доцільно виходити із загальноприйнятого концептуального принципу права людини на здорове та плідне життя в гармонії з природою (хоча проголошення права та можливість його реалізації не завжди є адекватними і, ймовірно, залишатимуться такими ще довго) [1].
«Думаю, всі погодяться, що виноград займає особливе місце серед інших рослин, які культивує людина. Важко визначити, чого в ньому більше - різноманітної користі чи піднесеної краси» [2]. У процесі еволюції протягом багатьох тисячоліть під впливом екстремальних умов праці формувався генофонд дикорослих видів і культурних рослин винограду. Однак однобічний штучний відбір на врожайність і якість призвів до втрати низки ознак, зокрема стійкості до хвороб, шкідників та екстремальних факторів середовища. Людина взяла на себе всі турботи по вирощуванню сортів, які були результатом одностороннього штучного відбору; він змушений створювати своєрідну екологічну «хімічну парасольку», захищаючи їх від морозів, хвороб і шкідників, забезпечуючи їх харчуванням тощо [3,4].
Можливий і інший шлях – шлях створення сорту, в якому запрограмовані ознаки, втілення яких генетичними методами у новосконструйованому генотипі дозволило б рослині розвиватися без особливого догляду з боку людини, як ростуть у природі їхні дикі родичі [5].
Нині виявлено близько 20 тис. сортів і гібридів, з них близько 3,5 тис. зібрано та описано в ампелографічних колекціях – генофондних сховищах. З них у виробництві культивуються інтродуковані сорти (100-150) з широкою екологічною пластичністю та аборигенні сорти з різних країн (близько 350). Багато з них, маючи високу врожайність, нестійкі до таких хвороб і шкідників, як мілдью (Plasmopara viticola Berl. Et de Toni), сіра гниль (Botrytis cinerea Pers.), оїдіум (Uncinula necator Burr.). Особливе місце займає найнебезпечніший шкідник - філоксера (Viteus vitifolii Shinier). Якщо грибкові захворювання в окремі роки знищують лише значну частину врожаю,
тоді філоксера разом з патогенною мікрофлорою повністю знищує рослину винограду [6].
У минулому столітті через відсутність ефективних заходів боротьби філоксера знищила близько 6 мільйонів гектарів виноградників у різних країнах. Щоб зберегти високоякісні сорти винограду, виноградарі Західної Європи були змушені впроваджувати трудомістку щеплену культуру з притаманними їй рядом дуже суттєвих недоліків [7].
Для боротьби з грибковими захворюваннями повсюдно використовуються значні кількості різноманітних пестицидів. Наприклад, для боротьби з мілдью виноградарі нашої країни щорічно використовують 35-40 тис. тонн мідного купоросу.
Водночас у природі, особливо з сімейства виноградних, існують рослини, які сотні років не ушкоджувалися поширеними хворобами та шкідниками, що саме по собі заслуговує найпильнішої уваги.
Зусилля, які в даний час докладаються для мінімізації потенційної небезпеки хімічного захисту рослин і усунення можливих залишків пестицидів з харчових продуктів, призвели до впровадження інтегрованої боротьби з комахами у виноградарстві. Боротьба з філоксерою шляхом щеплення сприйнятливих сортів на стійкі є класичним прикладом застосування біологічних принципів для нейтралізації шкоди, спричиненої цим шкідником.
Інші аспекти, такі як використання феромонів для боротьби з виноградним черв’яком і хижими кліщами (наприклад, Thephlod romus sp.), для боротьби з павутинними кліщами (Tetranychus sp. Panonychus sp.), пропонують багатообіцяючі можливості для заміни хімікатів біологічними агентами.
Ці позитивні підходи до інтегрованої боротьби зі шкідниками у виноградарстві ризикують бути неефективними в біологічному контролі грибкових, бактеріальних або вірусних захворювань. Необхідні інші стратегії, щоб мінімізувати шкоду, яку вони завдають, без використання хімікатів і уникнути непотрібного економічного ризику. Найбільш перспективним, безсумнівно, є використання генів стійкості до шкідників і хвороб та впровадження їх генетичними методами у придатні нові сорти.
Реалістичне схвалення програм селекції в усьому світі підтримує можливість інтегрованої боротьби зі шкідниками шляхом розробки нових сортів.
Історія виноградарства Північної та Центральної Америки характеризується багатьма невдалими спробами вирощування європейських сортів Vitis vinifera. Одомашнення диких видів, таких як V. Labrusca, V. Lincecumii, V. Aestivalis, взятих окремо як носіїв генів стійкості, або шляхом їх схрещування з сортами Vinifera призвело до культивування винограду в районах, де сорти Vinifera не могли давати хороші врожаї.
Катастрофа, викликана мілдью та філоксерою в Європі, спонукала до інтенсивного пошуку генів в Американському генному центрі. Російські селекціонери, наприклад Мічурін, довели наявність генів стійкості і толерантності в Східно-Азіатському генному центрі. Таким чином, селекція винограду може використовувати великий і ще не повністю вивчений генетичний потенціал.
Дивовижне різноманіття генів стійкості і толерантності до грибкових і бактеріальних захворювань, існуючих у всіх генних центрах (за винятком видів підроду Muscadinia), можна використовувати при гібридизації з усіма видами Euvitis. Біохімічні дослідження, які зараз проводяться, мають показати, чи можна ввести гени стійкості з видів Muscadinia у V. Vinifera [8].
Наголос слід зробити на подальшій оцінці та збереженні генетичних ресурсів виноградної лози, як це рекомендовано Міжнародною радою з генетичних ресурсів рослин (1983) та Міжнародною організацією винограду та вина (1982). Результати цих зусиль повинні бути доступні для цілей розведення.
Французькі селекціонери, виходячи з аналізу гібридного підводу, але недостатньо широкого використання вихідних форм, прийшли до висновку, що в одному генотипі практично неможливо поєднати характеристики стійкості і хорошої якості. Таким чином, був сформульований психологічний бар'єр, який досі не подоланий. Проте реальний експериментальний матеріал останніх десятиліть як в Росії, так і в Угорщині, Німеччині, Болгарії переконливо свідчить, що сорти, стійкі до мілдью, а деякі і до філоксери, вже створені і що необхідно розвивати роботу з виведення ідеальних сортів [5].
Дослідження щодо використання дикорослих американських сортів винограду в селекції для створення стійких сортів шляхом гібридизації їх із сортами V. vinifera L. проводяться більше 100 років. Особливо великий внесок у вирішення цієї проблеми зробили французькі фахівці [9].
Однак розпочата Тейлором робота зі створення так званих гібридів прямих виробників від схрещування V. Ripavia і V. Labrusca закінчилася невдачею, оскільки поряд із комплексною стійкістю до філоксери та грибкових захворювань у гібридів переважала низька врожайність. Слідом за цим Міларде, Сейбель. Кудерк і Оберлін створили великий генофонд франко-американських гібридів, які, володіючи високим ступенем стабільності, за якістю перевищували гібриди прямих виробників, але поступалися за врожайністю сортам V. vinifera L. [10].
За останні десятиріччя на основі кращих франко-американських гібридів, отриманих раніше шляхом зворотних насичених комплексних схрещувань із використанням сортів V. vinifera L. різних еколого-географічних груп (convar Ocidentalis, Orientalis, Pontica) як вихідних форм, отримано низку стійких сортів і рівноякісних гібридів, які поступаються багатьом європейським сортам [11].
У зв'язку з тим, що виноградарство в Росії також розвивається в районах, де взимку бувають сильні морози, велика увага приділяється виведенню морозостійких сортів на основі донора генів морозостійкості Vitis Amurensis Rupr. Великий внесок у вирішення цієї проблеми внесли селекціонери ВНІІВіВ ім. Я. І. Потапенка [6,12].
Проведено значну роботу по створенню нових сортів винограду з комплексною стійкістю до абіотичних і біотичних факторів з гарною якістю врожаю, а також створенню імунних підщеп і сортів на основі V. rotundifolia.
Історія селекції рослин, стійких до хвороб і шкідників, — це історія невдач, коли мова йде про стійкість до певних рас. Раптова поява нових рас часто долала бар'єр стійкості і призводила до епідемічного поширення хвороби. Подолання стійкості рослин до паразитів тим складніше, чим складніша стійкість рослин створюється, тобто чим більше генів визначає стійкість або толерантність рослини [13].
Подальший внесок у дослідження політики сталого розвитку зробили Хімінес та Інгалло, Уокер та Мередіт. Згідно з їхніми результатами, стійкість V. vinifera до вірусу короткої сучки визначається більш ніж двома рецесивними генами, тоді як стійкість до хвороби Пірса, мабуть, породжується домінантними генами.
Ці та нещодавно опубліковані дані щодо морфологічних та біохімічних причин резистентності вказують на те, що найважливіші випадки резистентності визначаються одним або кількома факторами, які можна позитивно оцінити з точки зору стабільності резистентності.
Все більше науково-дослідних установ розробляють сорти, стійкі до патогенів і шкідників. Першочерговий інтерес представляють програми виведення сортів на стійкість або толерантність до грибкових і бактеріальних захворювань, програми створення підщеп, стійких до нематод, щоб уникнути вірусних захворювань. Нещодавно почалися програми міжвидового схрещування столових сортів або сортів ізюму [14].
Очевидною проблемою є підвищення якості вина зі стійких сортів винограду. Селекціонери всього світу повинні зосередити свої зусилля на цьому.
Культура тканин використовується в селекції винограду для розмноження і регенерації ембріонів. В даний час проводяться експерименти з перенесення генів і регенерації протопластів, які демонструють значний прогрес. Colby et al., Gribaudo and Schubert, Gelleck et al., Possingham et al. і Райх та ін. повідомили про успішні генетичні трансформації Agrobacterium. Як правило, трансформацію проводили шляхом спільного культивування штаму Agrobacterium tumefaciens і листкових експлантів, які потім переносили на середовища для регенерації. Для перенесення використовували гени, що кодують неоміцинфосфотрансферазу (NPT) або бета-глюкуронідазу (GUS) [15].
Ці дослідження показують, що застосування перенесення генів у програмах розведення залежить головним чином від прогресу в аналізі генів і розвитку кращих систем регенерації.
Обнадійливі результати в цій галузі, порівняно зі станом досліджень, вказують на те, що методи культивування клітин і тканин відіграватимуть корисну роль у селекційних програмах. Перенесення генів і використання сомаклональної варіації вплинуть на стратегії селекції для створення сортів, стійких до грибків і хвороб.
Перспективи селекції на стійкість і перенесення генів вимагають інтенсивних досліджень з оцінки генетичних ресурсів винограду та аналізу генів [16].
Розробивши модель ідеального сорту з урахуванням лімітуючих факторів, запрограмували його генотип з такими ознаками, як висока врожайність доброї якості, стійкість до морозів, посухи, філоксери, мілдью, сірої плісняви, висока плодоносність нижніх бруньок, помірний ріст пагонів з ажурними листками, які не затінюють один одного, короткий вегетаційний період, безнасінні ягоди білі та чорні з хімічними компонентами, що визначають якість, можливість високий ступінь механізації трудомісткі процеси та ін.
Джерело: Мобілізація та збереження генетичних ресурсів винограду, вдосконалення методів селекційного процесу : зб. наукове мистецтво./ ГНУ Всерос. НДІ виноградарства і виноробства ім. Я.І. Потапенка Російської сільськогосподарської академії. - Новочеркаськ: Вид-во ГНУ ВНІІВіВ ім. Я.І. Потапенко, 2008
Література
1. Екологія та стале сільське господарство / В. А. Черніков [та ін.].-. Москва,
2000 рік.
2. Потапенко, А. І. Російський зимостійкий виноград / А. І. Потапенко. - Волгоград, 1999.
3. Рассел Г. Е. Селекція рослин на стійкість до шкідників і хвороб / Г. Е. Рассел. - М: Колос, 1982. - 420 с.
4. Голодрига, П.Я. Створення сортів винограду, комплексно стійких до несприятливої дії біотичних та абіотичних умов середовища. / П.Я.Голодрига:
Сільськогосподарська біологія. -Т. XII - М.: Колос, 1977. No 6 - С 812-827.
5. Виведення стійких до хвороб і шкідників сортів винограду шляхом внутрішньовидової гібридизації./ П.Я. Голодрига та ін. // Виноробство і виноградарство УРСР, - 1984.-No. 1.-С. 49-51
6. Використання комплексних гібридів у селекції винограду на групову стійкість./Н.І. Гузун [та ін.]: Селекція і генетика плодів і винограду в Молдові - Кишинів: Стнинца, 1975 - С. 123-132.
7. Кублицька, М. А. Вплив гриба Botrytis cinerea на біохімічний склад ягід винограду та деякі дані щодо порівняльної стійкості сортів винограду проти сірої гнилі в умовах Криму / М. А. Кубліцька, Т. А. Воробйова // Питання захисту насаджень винограду від гнилей. - Краснодар, 1969 - С. 9-13.
8. Вильчев. Б. Створення сортів винограду комплексної стійкості. /В. Вилчев // Садівництво, виноградарство і виноробство в Молдові. - 1978 - № 3. - С. 57-60.
9. Мельникова Н.Н. Хімія і технологія пестицидів / Н.Н. Мельникова. - М.: Хімія, 1973. - 765 с.
10. Жученко. А.А. Екологічна генетика культурних рослин / А.А. Жученко.- Кишинів: Штіінца. 1980. - 587 с.
11. Погосян. С. А. Виведення сортів, стійких до філоксери та мілдью. / С. А. Погосян // Агробіологія - 1963.- No 5.- С. 789-796.
12. Виноград: Перспективні та нові сорти з елементами агротехніки / Кострикін І. А. [та ін.]. - Ростов-на-Дону, 2004.
13. Агробіологія / Л. В. Масіна. -Москва. 2000 рік.
14.Coutmho M. P. Деякі результати рентгенівського та нейтронного випромінювання на селекції винограду Genet. Ібер.. 1972. N24, с. 146-152.
15. Plleweldt Von G. Jahre Rebenziichtnng Geihveilrliof. Die Wein-Wissenschaft, 1977, N3, стор. 157-161.
16. Alleweldt Von G Selection des varietes resistantes en R.F. dAIlemagne. XVI-e Congres International de la Vigne el du Vin, Штутгарт, 1979, стор. 3 - 17.
