Роль и задачи селекции в современном виноградарстве и обновлении сортов

Главный рычаг для роста доходности виноградника — это правильный подбор и обновление сортов. В мировом растениеводстве внедрение новых высокоурожайных сортов интенсивного типа за последние 25–30 лет обеспечило существенный прирост производства. Сегодня этот процесс активно идет и в виноградарстве, где сортовые особенности определяют направление переработки и качество конечного продукта гораздо сильнее, чем в производстве зерновых.

• Рост валового производства за счет новых сортов — 25–30%
• Ежегодные потери урожая от вредителей и болезней — до 30%
• Потери винограда в годы сильных эпифитотий — 50% и более

Зачем менять сортимент: экономика и защита виноградника

Если лоза генетически не предрасположена к высокой урожайности, этот недостаток невозможно компенсировать удобрениями, обрезкой или стимуляторами. Кардинально повысить продуктивность и улучшить качество ягоды можно только селекционным путем. Вторым ключевым фактором остается устойчивость к неблагоприятной среде, патогенам и вредителям.

Переход на комплексноустойчивые сорта меняет всю экономику хозяйства. Они позволяют отказаться от трудоемкого укрытия кустов на зиму и выращивания привитой культуры. Кроме того, такие сорта не требуют сложной и дорогостоящей системы химических обработок, что снижает себестоимость ягоды и уменьшает пестицидную нагрузку на почву.

Требования к новым сортам зависят от их назначения. Столовый виноград должен иметь крупные нарядные грозди, выдерживать транспортировку и длительное хранение. Бессемянные (кишмишные и изюмные) сорта ценятся за сверхранние сроки созревания, плотную мясистую мякоть и умеренно рыхлую гроздь для сушки. Для технических сортов на первом месте стоит высокий выход сока при оптимальном балансе сахаристости и кислотности.

Методы работы с сортиментом винограда

Для создания и внедрения новых сортов виноградари используют проверенный комплекс селекционных методов. Каждый из них решает свои задачи на определенных этапах работы с лозой. Весь цикл от поиска исходного материала до вывода сорта на виноградник строится последовательно.

1. Изучение аборигенного (местного) сортимента и выделение наиболее ценных хозяйственных форм.
2. Создание новых сортов с помощью гибридизации, клоновой селекции или искусственного мутагенеза.
3. Сортоизучение полученных форм в коллекционных насаждениях научно-исследовательских учреждений.
4. Сортоиспытание на специализированных участках для подтверждения продуктивности.

Изучение аборигенного сортимента и выявление из него хозяйственно ценных форм и сортов. Н. И. Вавилов, основоположник учения о центрах происхождения культивируемых растений и многих теоретических и методических положений селекции, неоднократно подчеркивал необходимость соблюдения всеми селекционерами обязательного правила, которое состоит в том, что любая селекционная работа, с какой бы культурой она ни проводилась, должна начинаться с изучения аборигенного сортимента, с ревизии того, что создала и оставила нам природа, многовековой естественный и искусственный отбор (народная селекция).

Это наставление Н. И. Вавилова имеет очень важное значение для селекционеров — виноградарей, поскольку на территории нашей страны есть немало древних очагов происхождения культивируемых форм винограда и их дальнейшей эволюции. К ним относится Закавказский очаг, включающий в себя территорию современной Грузинской ССР, Азербайджанской ССР, Армянской ССР и часть Дагестанской АССР. На территории этого региона, особенно в его предгорно-горных районах, где впервые зародилось древнее земледелие, сформировались многие ценнейшие сорта винограда, которые и в настоящее время создают основу сортимента винограда Закавказских республик. Другой не менее крупный центр происхождения культивируемого винограда на территории нашей страны — Среднеазиатский регион, куда входит территория Узбекской ССР, Таджикской ССР, Туркменской ССР и Киргизской ССР. Географически сюда же примыкает и территория Южного Казахстана. Это главным образом центр происхождения культивируемого винограда столово-изюмных и кишмишных сортов восточной эколого-географической группы. Наиболее ценные из них, проверенные многовековой практикой возделывания, составляют основу современного столово-изюмного и кишмишного сортимента. Немало аборигенных сортов выделено и закреплено и на территории современной Молдавии, Крыма и других районов.

Выявление и изучение аборигенных форм винограда дает возможность использовать лучшие из них непосредственно для хозяйственных целей. Многие из них служат также ценным исходным материалом для проведения дальнейшей селекционной работы методом гибридизации и клоновой селекции. В настоящее время в связи с достаточно полной изученностью аборигенного сортимента, результативность данного метода селекции несколько снизилась по сравнению с начальным этапом, однако и по сей день благодаря; усилиям селекционеров коллекционные фонды местных форм и сортов продолжают пополняться.

О практическом значении этого метода селекции в совершенствовании сортимента винограда можно судить по следующим данным. Из районированных в СССР сортов винограда свыше 35% аборигенных. Из 600 с лишним сортов, находящихся в государственном сортоиспытании, аборигенных более 15%.

Метод изучения аборигенного сортимента винограда продолжает оставаться высокоэффективным и перспективным для тех стран и эколого-географических регионов, на территории которых находятся древние очаги происхождения винограда и формирования сортов, находящихся в культуре, и где эта работа только начинается (Афганистан, Иран, Ирак, Турция, Сирия и др.). Хозяйственно ценные формы винограда, выявленные в процессе изучения аборигенного сортимента в этих районах, представляют большой интерес и для других стран.

Выведение новых сортов методом гибридизации. В настоящее время это основной метод селекции винограда. Преимущество его состоит в том, что путем направленного, научно обоснованного подбора исходных родительских пар для скрещивания в одном гибридном организме удается сочетать отдельные желаемые признаки родительских пар или их комплекс. Методом гибридизации можно получить сорта винограда с новым, измененным генотипом, которых ранее не было в природе и культуре. Выведение их путем скрещиваний можно осуществлять на различном таксономическом уровне: межродовом, межвидовом, внутривидовом (межсортовом), а в отдельных случаях и внутрисортовом (инцухт).

Выбор исходных форм для скрещиваний определяется в первую очередь задачей, стоящей перед селекционером.

Сорта, устойчивые к неблагоприятным условиям среды, болезням и вредителям, создают главным образом путем межвидовых, а иногда и межродовых скрещиваний. При проведении селекционной работы методом межвидовых скрещиваний в качестве исходных форм в большинстве случаев наиболее целесообразно использовать не чистые виды, а лучшие гибридные формы второго, третьего и последующих поколений, полученные от скрещивания сортов Витис винифера с американскими и восточноазиатскими видами.

Используемые виды винограда для скрещивания:

• Американские виды: В. вульпина, В. рупестрис, В. лабруска, В. берландиери и др.
• Восточноазиатские виды: В. амурензис.

Целесообразность использования в селекции гибридов со сложной наследственностью объясняется тем, что чистые виды вследствие доминантности присущих им признаков сильнее передают гибридному потомству первого поколения наряду с желательными признаками (иммунность, толерантность и устойчивость) нежелательные, в том числе низкое качество урожая, которое при сохранении устойчивости сортов к неблагоприятным условиям среды, болезням и вредителям, как правило, улучшается при проведении повторных скрещиваний.

Для правильного, научно обоснованного выбора путей и методов селекционной работы с учетом поставленной задачи необходимы глубокие знания исходного материала, генофонда, особенностей происхождения видов и сортов, отбираемых для включения в скрещивания.

Теоретической и методологической основой селекции винограда на иммунитет является теория сопряженной эволюции растения-хозяина и паразита, выдвинутая Н. И. Вавиловым и получившая дальнейшее развитие в трудах П. М. Жуковского, Д. Д. Вердеревского, А. М. Негруля, Н. И. Гузуна, П. Н. Недова, К. А. Войтович, Л. Я. Голодриги и др. Согласно этой теории, центры формирования видов растений служат одновременно и центрами формирования рас их паразитов.

Растения — хозяева на своей родине проявляют исключительную изменчивость. Однако это свойство в равной степени присуще также патогенным микроорганизмам и вредным насекомым. Если растение образует все новые и новые формы, то и вредный организм формирует все новые расы. В результате естественного отбора на таком фоне в процессе эволюции выделяются и накапливаются наименее поражаемые формы.

Д. Д. Вердеревским сформулирована гипотеза комплексной устойчивости, согласно которой появление патогенных микроорганизмов и вредителей винограда (возбудители милдью, оидиума, серой гнили; филлоксера) в природе проходило неодновременно. Вероятнее всего, в процессе эволюции американских видов винограда на них вначале напал один из патогенов или вредителей. Под влиянием естественного отбора погибли все восприимчивые формы и выжили лишь те, которые обладали толерантностью или полным иммунитетом. Позже в пределах устойчивых популяций произошло нападение второго патогена либо вредителя и формирование в процессе эволюционной борьбы на естественном жестком инфекционном фоне устойчивости и к этому патогену либо вредителю. Еще позже так же сформировалась иммунность к третьему патогену (вредителю). В конечном счете все это привело к появлению форм винограда, обладающих комплексной устойчивостью к наиболее опасным патогенам и вредителям. На базе этой теории разработан метод ступенчатой селекции винограда на комплексную устойчивость.

Основной метод выведения сортов, обладающих комплексной устойчивостью, — межвидовая гибридизация. На ее начальном этапе были получены гибриды — прямые производители, обладающие устойчивостью, но имеющие урожай низкого качества. Часть из них распространилась в ареалах, где европейско-азиатский виноград страдает от морозов, грибных болезней и филлоксеры.

Отдельные гибриды — прямые производители до сих пор культивируют в некоторых странах:

• Изабелла, Лидия, Золотой луч (в СССР);
• Мускат сен Валье и Пьерриль (во Франции).

Во многих гибридах (Сейв — Виллара и Зейбеля), выращиваемых в настоящее время на юге Франции и в других странах, более чем за 80 лет сложных возвратных и комплексных скрещиваний удалось соединить геномы и отдельные блоки хромосом четырех — пяти и более видов. Некоторые из этих гибридов обладают устойчивостью к морозу, милдью, оидиуму, толерантны к корневой форме филлоксеры.

Используя сложные межвидовые гибриды в качестве исходных — родительских форм в скрещиваниях с лучшими по качеству сортами Витис винифера, советские селекционеры и иммунологи получили новые ценные сорта, сочетающие в себе устойчивость против болезней и вредителей и высокое качество урожая. Три новых сорта районированы (Молдова, Юбилейный Магарача, Подарок Магарача) и более пятидесяти сортов проходят Государственное сортоиспытание.

Установлено, что факторы устойчивости, как правило, наследуются по более сложным схемам. Поскольку хозяйственные признаки и признаки устойчивости имеют полигенную основу, селекционную работу рационально проводить в широких масштабах, что повысит ее результативность.

Ведущий метод селекции на морозо- и зимостойкость — межвидовая гибридизация. Основными донорами устойчивости к низким температурам служат Витис амурензис и сложные гибриды, полученные от скрещивания между американскими видами.

На основании результатов гибридологического анализа нескольких десятков тысяч сеянцев винограда советскими селекционерами сделан очень важный вывод о том, что в одном гибридном организме могут сочетаться признаки повышенной устойчивости к низким температурам с хорошим качеством урожая.

Наиболее широкий спектр изменчивости признаков морозоустойчивости и зимостойкости имеет место в тех комбинациях скрещивания, где сорта винограда В. винифера, вводимые в скрещивание с амурским виноградом и сложными гибридами Зейбеля и Сейв — Виллара, представлены эколого-географической группой бассейна Черного моря.

Исследованиями последних лет установлено, что В. амурензис обладает широким полиморфизмом. И. Н. Мартыновой (1981) выделено 3 экотипа этого вида:

• северный (на широте Хабаровска);
• южный (на широте Владивостока);
• китайский.

Наибольший интерес для селекции имеет китайский экотип, поскольку он наряду с высокой морозоустойчивостью обладает более высокой урожайностью и отличается более крупными гроздями и ягодами. Гибриды, полученные с его участием, характеризуются лучшими хозяйственными признаками.

К новым сортам амуро-европейского происхождения, получившим наибольшее признание и распространение, относятся: Саперави северный, Фиолетовый ранний, Голубок, Степняк, Меграбур, Цветочный и др. Однако межвидовые гибриды, полученные с участием амурского винограда, восприимчивы к корневой форме филлоксеры и грибным болезням.

Другой путь получения сортов винограда, устойчивых к низким температурам, методом гибридизации — проведение скрещиваний в пределах В. винифера между сортами, обладающими повышенной морозоустойчивостью. Свойства повышенной морозоустойчивости и зимостойкости у отдельных гибридных сеянцев винограда, полученных в пределах В. винифера, проявляются в силу широкого полиморфизма данного вида. Одна из положительных сторон метода — более высокая гарантия получения в гибридном потомстве сеянцев с высоким качеством урожая.

Этот метод селекции наиболее перспективен при выведении новых сортов, предназначенных для южных зон виноградарства. Для этих зон устойчивость новых сортов к низким температурам достаточно поднять на несколько градусов. Сорта же, полученные с участием вида В. амурензис, в южных зонах вследствие более легкого выхода из состояния покоя в зимы с частыми оттепелями теряют морозоустойчивость, зимостойкость и часто страдают от незначительного похолодания. Методом межсортовых скрещиваний внутри В. винифера в Армении получены сорта Адиси, Эчмиадзини, Гладзори, Сипан и др.

Оригинальный и эффективный метод выведения морозоустойчивых сортов винограда, обладающих укороченным периодом вегетации и повышенной интенсивностью накопления сахара, разработан и предложен в ТСХА К. П. Скуинем. Гибридные семена, полученные от межвидовых скрещиваний, высевали в открытый грунт Московской области, экологические условия которой для культуры винограда являются экстремальными.

В процессе выращивания сеянцев проводили жесткий отбор на выживаемость по признакам высокой устойчивости к низким температурам и короткому периоду вегетации. Оставшиеся в живых сеянцы в условиях защищенного грунта г. Москвы и открытого грунта южных зон нашей страны (Армения, Дагестан, Узбекистан) подвергали отбору на качество урожая. Использование этого метода селекции позволило получить новые ценные сорта винограда: Бурмунк, Московский устойчивый, Мускат Скуиня и др.

Наиболее опасный вредитель виноградных насаждений, завезенный из Америки в Европу более 100 лет назад, — филлоксера, родина которой районы США, расположенные восточнее Скалистых гор.

Согласно современным концепциям, повреждение, наносимое филлоксерой корневой системе винограда сортов В. винифера, включает в себя 2 последовательных процесса:

• первичный — непосредственное повреждение корней филлоксерой;
• вторичный — вторжение в места повреждения возбудителей, вызывающих гниение корней, к числу которых относятся некоторые виды грибов родов Gliocladium, Fusarium и Cylindrocarpon, а также бактерии родов Pseudomonas и Bacillus.

По данным П. Н. Недова (1977), степень вредоносности патогенных микроорганизмов зависит от механического состава почвы. В песчаных почвах они отсутствуют или количество их очень незначительно.

Решение проблемы борьбы с филлоксерой селекционным путем в мировой практике осуществляют в двух направлениях:

• выведением и выделением иммунных и высокоустойчивых к филлоксере подвоев с хорошим аффинитетом для прививки на них неустойчивых сортов европейско-азиатского винограда;
• выведением методом гибридизации высококачественных комплексноустойчивых к филлоксере и грибным болезням столовых и технических сортов винограда для корнесобственной культуры.

Наиболее перспективен второй путь, при котором проблема борьбы с филлоксерой решается наиболее радикально.

Донорами филлоксероустойчивости в селекции являются группа американских видов, среди которых полной иммунностью к филлоксере обладает вид В. ротундифолиа. Однако вовлечение его в скрещивание с сортами В. винифера затруднено вследствие несбалансированности числа хромосом у этих видов. Тем не менее развернуты исследования по разработке метода преодоления этих трудностей, в результате чего получены гибриды ДRХ, при использовании которых можно получать гибриды с В. винифера.

К донорам высокой устойчивости к филлоксере относятся американские виды: В. вульпина (= В. рипариа), В. рупестрис и В. цинереа.

Большую ценность в качестве исходного материала представляют межвидовые гибриды Сейв — Виллара и Зейбеля, на базе которых в НПО «Виерул», во Всесоюзном научно-исследовательском институте винограда и его переработки «Магарач» и других научных учреждениях получен ряд новых сортов, отличающихся одновременно устойчивостью к филлоксере и гниению корней с хорошим качеством виноградной продукции. В. винифера, по мнению И. Н. Недова, не имеет генов устойчивости к филлоксере, однако обладает генами устойчивости к процессу гниения корней, обусловливающими толерантность при повреждении филлоксерой. Это позволяет выявить сорта, пригодные для корнесобственной культуры с хорошими хозяйственными признаками.

Таких сортов в эколого-географической группе бассейна Черного моря больше, чем в других группах. Кроме прямого практического использования, они весьма ценны в качестве исходного материала для селекции.