Скринінг гібридів та сортів картоплі на стійкість до іржавої плямистості бульб в умовах Центрального Полісся України
Анотація
У статті представлено результати багаторічногодослідження (2018–2024 рр.) стійкості селекційногоматеріалу картоплі до іржавої плямистості бульб, проведеного на провокаційних фонах в лабораторії селекціїПоліського дослідного відділення Інституту картоплярства. Метою дослідження було встановити ефективність різних методів гібридизації для створення стійкогодо іржавої плямистості селекційного матеріалу картопліта дослідити вплив погодних умов на розвиток фізіологічного дефекту з метою ідентифікації перспективнихгенотипів для подальшої селекції. Для досягнення метибуло використано міжсортові гібриди власної селекції, міжвидові гібриди лабораторії генетичних ресурсівІК та сорти різних груп стиглості української селекції.Методи: польовий – візуальне оцінювання поширеннята ступеня розвитку хвороби на бульбах картоплі, вирощених на провокаційному фоні; статистичний – аналізвпливу погодних факторів на поширення і розвитокіржавої плямистості бульб картоплі з використанням кореляційного та регресійного аналізу. Дослідженняпроводилися шляхом порівняльного аналізу стійкостіміжсортових та міжвидових гібридів і сортів картоплі доіржавої плямистості бульб за конкретним роком досліджень, ідентифікації перспективних гібридів і сортів зарезультатами багаторічного оцінювання (середнє затри роки) та аналізу впливу погодних факторів на розвиток ураження хворобою. Результати досліджень.Встановлено, що міжсортова гібридизація є найбільшефективним методом створення стійкого до іржавоїплямистості матеріалу. Міжсортові гібриди характеризуються найвищим рівнем стійкості та найменшою мінливістю цього показника. Міжвидові гібриди демонструють значну мінливість рівня стійкості залежно від року.Натомість сорти картоплі характеризуються найнижчоюстійкістю, найбільшою мінливістю цього показника тапереважанням форм із середнім рівнем резистентності,що є наслідком селекційної стабілізації ознаки. Аналізрезистентності окремих сортів картоплі виявив значнівідмінності між ними, зокрема, від стабільної стійкості в сорту Партнер до високої сприйнятливості протиіржавої плямистості в сорту Серпанок, що свідчить провплив як генетичних особливостей сорту так і абіотичнихфакторів на прояв фізіологічного дефекту. Регресійнийаналіз (2015–2024 рр.) виявив, що температура повітряу серпні, опади у червні та серпні є ключовими факторами, що впливають на розвиток іржавої плямистостібульб. Висновок. Результати дослідження підкреслюють важливість комплексного підходу до методів селекції при створенні резистентних проти іржавої плямистості сортів картоплі, враховуючи як генетичні особливості,так і вплив абіотичних факторів, таких як температураповітря та опади. Перспективні гібриди та сорти картоплі, виділені в ході дослідження, є цінним селекційнимматеріалом для створення сортів, стійких до внутрішніхфізіологічних дефектів бульб.
Посилання
2. Rady A. M., & Guyer D. E. Rapid and/or nondestructive quality evaluation methods for potatoes: a review. Computers and Electronics in Agriculture. 2015. Vol. 117. Р. 31–48. https://doi.org/10.1016/j.compag.2015.07.002
3. Chang J., Liao D., Li J., Li J., Li Z., Chen X., Song Z., & Zhang B. Calcium deficiency leads to fruit blackheart formation by disrupting glycometabolism and phenylpropanoid metabolism in wax gourd. Postharvest Biology and Technology. 2024. Vol. 211. 112851. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2024.112851
4. Sowokinos J. R. Internal physiological disorders and nutritional and compositional factors that affect market quality. In D. Vreugdenhil, J. Bradshaw, C. Gebhardt, F. Govers, D. K. L. Mackerron, M. A. Taylor, & H. A. Ross (Eds.).Potato biology and biotechnology. 2007. Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-044451018-1/50065-8.
5. Lombardo S., Lo Monaco A., Pandino G., Parisi B., & Mauromicale G. The phenology, yield and tuber composition of ‘early’ crop potatoes: a comparison between organic and conventional cultivation systems. Renewable Agriculture and Food Systems. 2013. Vol. 28(1). Р. 50–58. doi:10.1017/S1742170511000640
6. Brazinskiene V., Asakaviciute R., Miezeliene A., Alencikiene G., Ivanauskas L., Jakstas V., … & Razukas A. Effect of farming systems on the yield, quality parameters and sensory properties of conventionally and organically grown potato (Solanum tuberosum L.) tubers. Food Chemistry. 2014. Vol. 145. Р. 903–909. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.09.011
7. Mikitzel L. Tuber Physiological Disorders. In D. A. Navarre & M. J. Pavek (Eds.). The Potato: Botany, Production and Uses. 2014. CABI, Р. 237–254. https://doi.org/10.1079/9781780642802.0237
8. Deblonde P. M. K., & Ledent J. F. Effects of moderate drought conditions on green leaf number, stem height, leaf length and tuber yield of potato cultivars. European Journal of Agronomy. 2001. Vol. 14. Р. 31–41. doi: 10.1016/s1161-0301(00)00081-2
9. Dahal K., Li X-Q., Tai H., Creelman A., & Bizimungu B. Improving potato stress tolerance and tuber yield under a climate change scenario – a current overview. Frontiers in Plant Science. 2019. Vol. 10. 563. doi: 10.3389/fpls.2019.00563
10. Yencho G. C., McCord P. H., Haynes K. G., Henninger M. R., & Clough M. E. Internal heat necrosis of potato–A review. American Journal of Potato Research. 2008. Vol. 85. Р. 69–76. https://doi.org/10.1007/s12230-008-9008-4
11. Potatoes South Africa. Physiological tuber disorders fact sheet. 2016. https://www.potatoes.co.za/wp-content/uploads/2022/09/11. -Physiological-Tuber-Disorders-Fact-Sheet-2016.pdf (Accessed February 24, 2025).
12. Nxumalo K. A., Masarirambi M. T., Mabuza M., Muziri T., & Masarirambi T. Common physiological disorders of white/Irish potato (Solanum tuberosum) tubers produced in Swaziland: A review. Journal of Agronomy and Agricultural Science. 2017. Vol. 1. 001. DOI:10.24966/AAS-8292/100001
13. Schumann M. J., Zeng Z.-B., Clough M. E., & Yencho G. C. Linkage map construction and QTL analysis for internal heat necrosis in autotetraploid potato. Theoretical and Applied Genetics. 2017. Vol. 130. Р. 2045–2056. https://doi.org/10.1007/s00122-017-2941-1
14. Pentangelo A., Raimo F., Parisi B., Mandolino G., & Pane C. Effects of highly concentrated KCl foliar spray for managing the occurrence of the internal brown spot, a physiological disorder of potato tubers. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. 2021. Vol. 96(4). Р. 527–537. https://doi.org/10.1080/14620316.2020.1869108
15. Gautam S., Pandey J., Scheuring D. C., Koym J. W., & Vales M. I. Genetic basis of potato tuber defects and identification of heat-tolerant clones. Plants. 2024. Vol. 13(5). 616. https://doi.org/10.3390/plants13050616
16. Zarzyńska K., & Boguszewska-Mańkowska D. Commercial quality of potato tubers of different varieties from organic and conventional production system. Agronomy. 2024. Vol. 14(4). 778. https://doi.org/10.3390/agronomy14040778
17. Palta J. P. Improving potato tuber quality and production by targeted calcium nutrition: the discovery of tuber roots leading to a new concept in potato nutrition. Potato Research. 2010. Vol. 53. Р. 267–275 https://doi.org/10.1007/s11540-010-9163-0
18. Sterrett S. B., Haynes K. G., Yencho G. C., Henninger M. R., & Vinyard B. T. 4×–2× potato clones with resistance or susceptibility to internal heat necrosis differ in tuber mineral status. Crop Science. 2006. Vol. 46. Р. 1471–1478. https://doi.org/10.2135/cropsci2005.06-0093
19. Monk L. S., McPhail D. B., Goodman B. A., & Davies H. V. An electron spin resonance investigation of internal rust spot, a physiological disorder of the potato tuber. Free Radical Research Communications 1989. Vol. 5(6). Р. 345–350. https://doi.org/10.3109/10715768909073417
20. Sterrett S. B., Henninger M. R., Lee G. S. Relationship of Internal Heat Necrosis of Potato to Time and Temperature after Planting. Journal of the American Society for Horticultural Science. 1991. Vol. 116. Iss. 4. Р. 697–700. DOI: https://doi.org/10.21273/JASHS.116.4.697
21. Sterrett S., Lee G., Henninger M., & Lentner M. Predictive Model for Onset and Development of Internal Heat Necrosis of Atlantic Potato. Journal of the American Society for Horticultural Science. 1991. Vol. 116. Iss. 4. Р. 701–705. DOI: https://doi.org/10.21273/JASHS.116.4.701
22. Raimo F., Pentangelo A., Pane C., Parisi B., & Mandolino G. Relationships Between Internal Brown Spot and Skin Roughness in Potato Tubers Under Field Conditions. Potato Research. 2018. Vol. 61. Р. 327–339. DOI: 10.1007/s11540-018-9380-5
23. Hajjar G., Quellec S., Pépin J., Challois S., Joly G., Bontemps J. D., Belin É., Prevost J., & Gorretta N. MRI investigation of internal defects in potato tubers with particular attention to rust spots induced by water stress. Postharvest Biology and Technology. 2021. Vol. 180. 111600. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2021.111600
24. Ibrahim A., Grassi M., Lovati L., Bruno P., Spinelli L., Torricelli A., Rizzolo A., & Vanoli M. Non-destructive detection of potato tubers internal defects: critical insight on the use of time resolved spectroscopy. Advances in Horticultural Science. 2020. Vol. 34(1S). Р. 43–51. https://doi.org/10.13128/ahsc-7653
25. Муравйов В. О., Мельник О. В., Духіна Н. Г., Семибратська Т. В., & Урюпіна Л. М. Вирощування картоплі в умовах Східного Лісостепу України: рекомендації. Вінниця: Твори, 2020. 48 с. https://ovoch.com/assets/files/library/methodical/2020/5-verstka_muravjov_a51.pdf
26. Залізиста плямистість (іржавість бульб). Еліткартопля. [Електронний ресурс]. URL: https://www.elitkartofel.com/zalizista-plyamistist-irzhastistbulb (дата звернення: 24.02.2025).
27. Теслюк П. С., Кущенко В. С., Подгаєцький А. А., Мигловець О. П., Демкович Я. Б., Борівський А. Ф., Теслюк Л. П., Купрянов В. П. Хвороби та шкідники картоплі, заходи боротьби з ними. Київ: Ріджи, 2017. 232 с. ISBN 978-966-2544-29-9.
28. Олійник Т. М. Історія розвитку селекції картоплі на Поліській дослідній станції імені О. М. Засухіна (1914–2018). Історія науки і біографістика. 2019. Вип. 2. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/INB_Title_2019_2_16
29. Бєлова, О. Д. Залозувата плямистість клубнів картоплі. Українська зональна станція картоплярства. 1932. Вип. 48. 23 с.
30. Рожалін, Л. В. Природа залізистої плямистості бульб картоплі. Праці Поліської сільськогосподарської станції. 1936, Т. 6, С. 67–76.
31. Подгаєцький А. А., Писаренко Н. В. Виділення міжсортових і міжвидових гібридів картоплі, стійких проти залізистої плямистості бульб. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: «Агрономія і біологія». 2004. Вип. 12 (10). С. 23–29.
32. Писаренко Н. В., Сидорчук В. І., Гордієнко В. В. Оцінка сортів і вихідного селекційного матеріалу за стійкістю проти іржавої плямистості бульб. Проблеми аграрного виробництва на сучасному етапі і шляхи їх вирішення: матеріали міжнародної науково-практичної конференції присвяченій ювілейним датам від дня народження видатних вчених-рослинників: 130-річчю від дня народження доктора біол. наук, професора Льва Миколайовича Делоне; 120-річчю від дня народження кандидата с.-г. наук Софії Михайлівни Фріденталь (1-2 липня 2021 р.). Харків: Інститут рослинництва імені В. Я. Юр’єва НААН, 2021. С. 233–237.
33. Сидорчук В., Писаренко Н., Тактаєв Б., Собран В. Оцінка стійкості перспективного селекційного матеріалу картоплі проти основних хвороб та шкідників на природному та інфекційному фоні. Міжвідомчий тематичний науковий збірник «Картоплярство». 2022. Вип. 46. С. 163–181. https://potato-journal.com.ua/index.php/journal/article/view/13
34. Бондарчук А. А., Колтунов В. А. (Ред.). Картоплярство: методика дослідної справи. Вінниця: ТОВ «ТВОРИ», 2019. https://www.ikar.org.ua/_files/ugd/69bb4c_77462c9ea8804515b090c3254bffeada.pdf
35. Трибель С. О., та ін. Методологія оцінювання сортозразків картоплі на стійкість проти основних шкідників і збудників хвороб. Київ: Аграрна наука, 2013. 264 с.
36. Трускавецький, Р. С., Зубковська, В. В., Паламарь, Н. Ю. Вплив глейових процесів на фосфатний стан ґрунтів. Вісник аграрної науки, 2018. № 1. С. 18–24. doi.org/10.31073/agrovisnyk201801-03
37. Шувар І. Про родючість підставу потрібно дбати постійно (продовження). Агрономія сьогодні. 2011. 29 листопада. https://agro-business.com.ua/agro/ahronomiia-sohodni/item/191-pro-rodiuchist-hruntutreba-dbaty-postiino-prodovzhennia.html (дата звернення: 24.02.2025).
38. Роль фосфору при вирощуванні картоплі. Yara Україна. https://www.yara.ua/crop-nutrition/potatoes/key-facts/growth-stage/role-of-phosphate/ (дата звернення: 24.02.2025).
39. Положенець В. М., Станкевич С. В., Фурдига М. М., Немерицька, Л. В. Журавська І. А., Станкевич М. Ю. Інтегрований захист картоплі від хвороб, шкідників і бур’янів. Житомир: ПП «Рута», 2024. 428 с. URI: https://repo.btu.kharkov.ua//handle/123456789/49324
