Роль і завдання селекції в сучасному виноградарстві та оновленні сортів

Головний важіль для зростання прибутковості виноградника — це правильний підбір та оновлення сортів. У світовому рослинництві впровадження нових високоврожайних сортів інтенсивного типу за останні 25–30 років забезпечило суттєвий приріст виробництва. Сьогодні цей процес активно триває і у виноградарстві, де сортові особливості визначають напрямок переробки та якість кінцевого продукту набагато сильніше, ніж у виробництві зернових.

• Зростання валового виробництва за рахунок нових сортів — 25–30%
• Щорічні втрати врожаю від шкідників та хвороб — до 30%
• Втрати винограду в роки сильних епіфітотій — 50% і більше

Навіщо змінювати сортимент: економіка та захист виноградника

Якщо лоза генетично не схильна до високої урожайності, цей недолік неможливо компенсувати добривами, обрізуванням або стимуляторами. Кардинально підвищити продуктивність і поліпшити якість ягоди можна тільки селекційним шляхом. Другим ключовим фактором залишається стійкість до несприятливого середовища, патогенів та шкідників.

Перехід на комплексностійкі сорти змінює всю економіку господарства. Вони дозволяють відмовитися від трудомісткого укриття кущів на зиму та вирощування щепленої культури. Крім того, такі сорти не потребують складної та дорогої системи хімічних обробок, що знижує собівартість ягоди та зменшує пестицидне навантаження на ґрунт.

Вимоги до нових сортів залежать від їх призначення. Столовий виноград повинен мати великі ошатні грона, витримувати транспортування та тривале зберігання. Безнасінні (кишмишні та родзинкові) сорти цінуються за надранні строки достигання, щільну м’ясисту м’якоть та помірно пухке гроно для сушіння. Для технічних сортів на першому місці стоїть високий вихід соку при оптимальному балансі цукристості та кислотності.

Методи роботи із сортиментом винограду

Для створення та впровадження нових сортів виноградарі використовують перевірений комплекс селекційних методів. Кожен з них вирішує свої завдання на певних етапах роботи з лозою. Весь цикл від пошуку вихідного матеріалу до виведення сорту на виноградник будується послідовно.

1. Вивчення аборигенного (місцевого) сортименту та виділення найбільш цінних господарських форм.
2. Створення нових сортів за допомогою гібридизації, клонової селекції або штучного мутагенезу.
3. Сортовивчення отриманих форм у колекційних насадженнях науково-дослідних установ.
4. Сортовипробування на спеціалізованих ділянках для підтвердження продуктивності.

Вивчення аборигенного сортименту та виявлення з нього господарсько цінних форм і сортів. М. І. Вавилов, основоположник вчення про центри походження культивованих рослин та багатьох теоретичних і методичних положень селекції, неодноразово підкреслював необхідність дотримання всіма селекціонерами обов'язкового правила, яке полягає в тому, що будь-яка селекційна робота, з якою б культурою вона не проводилася, повинна починатися з вивчення аборигенного сортименту, з ревізії того, що створила і залишила нам природа, багатовіковий природний та штучний відбір (народна селекція).

Це наставлення М. І. Вавилова має дуже важливе значення для селекціонерів — виноградарів, оскільки на території нашої країни є чимало давніх осередків походження культивованих форм винограду та їхньої подальшої еволюції. До них належить Закавказький осередок, що включає в себе територію сучасної Грузинської РСР, Азербайджанської РСР, Вірменської РСР і частину Дагестанської АРСР. На території цього регіону, особливо в його передгірно-гірських районах, де вперше зародилося давнє землеробство, сформувалися багато найцінніших сортів винограду, які й нині створюють основу сортименту винограду Закавказьких республік. Інший не менш великий центр походження культивованого винограду на території нашої країни — Середньоазіатський регіон, куди входить територія Узбецької РСР, Таджицької РСР, Туркменської РСР і Киргизької РСР. Географічно сюди ж примикає і територія Південного Казахстану. Це головним чином центр походження культивованого винограду столово-родзинкових та кишмишних сортів східної еколого-географічної групи. Найцінніші з них, перевірені багатовіковою практикою вирощування, складають основу сучасного столово-родзинкового та кишмишного сортименту. Чимало аборигенних сортів виділено і закріплено і на території сучасної Молдавії, Криму та інших районів.

Виявлення та вивчення аборигенних форм винограду дає можливість використовувати кращі з них безпосередньо для господарських цілей. Багато з них служать також цінним вихідним матеріалом для проведення подальшої селекційної роботи методом гібридизації та клонової селекції. У наш час у зв'язку з досить повною вивченістю аборигенного сортименту результативність цього методу селекції дещо знизилася порівняно з початковим етапом, проте й донині завдяки зусиллям селекціонерів колекційні фонди місцевих форм і сортів продовжують поповнюватися.

Про практичне значення цього методу селекції в удосконаленні сортименту винограду можна судити за такими даними. Із районованих у СРСР сортів винограду понад 35% — аборигенні. Із 600 з гаком сортів, що перебувають у державному сортовипробуванні, аборигенних — понад 15%.

Метод вивчення аборигенного сортименту винограду продовжує залишатися високоефективним і перспективним для тих країн та еколого-географічних регіонів, на території яких знаходяться стародавні осередки походження винограду та формування сортів, що знаходяться в культурі, і де ця робота тільки починається (Афганістан, Іран, Ірак, Туреччина, Сирія та ін.). Господарсько цінні форми винограду, виявлені в процесі вивчення аборигенного сортименту в цих районах, становлять великий інтерес і для інших країн.

Виведення нових сортів методом гібридизації. На сьогодні це основний метод селекції винограду. Перевага його полягає в тому, що шляхом спрямованого, науково обґрунтованого підбору вихідних батьківських пар для схрещування в одному гібридному організмі вдається поєднати окремі бажані ознаки батьківських пар або їх комплекс. Методом гібридизації можна отримати сорти винограду з новим, зміненим генотипом, яких раніше не було в природі та культурі. Виведення їх шляхом схрещувань можна здійснювати на різному таксономічному рівні: міжродовому, міжвидовому, внутрішньовидовому (міжсортовому), а в окремих випадках і внутрішньосортовому (інцухт).

Вибір вихідних форм для схрещувань визначається насамперед завданням, що стоїть перед селекціонером.

Сорти, стійкі до несприятливих умов середовища, хвороб та шкідників, створюють головним чином шляхом міжвидових, а іноді й міжродових схрещувань. При проведенні селекційної роботи методом міжвидових схрещувань як вихідні форми в більшості випадків найбільш доцільно використовувати не чисті види, а кращі гібридні форми другого, третього та наступних поколінь, отримані від схрещування сортів Вітіс вініфера з американськими та східноазіатськими видами.

Види винограду, що використовуються для схрещування:

• Американські види: В. вульпіна, В. рупестріс, В. лабруска, В. берландієрі та ін.
• Східноазіатські види: В. амурензис.

Доцільність використання в селекції гібридів зі складною спадковістю пояснюється тим, що чисті види внаслідок домінантності притаманних їм ознак сильніше передають гібридному потомству першого покоління поряд із бажаними ознаками (імунність, толерантність та стійкість) небажані, в тому числі низьку якість урожаю, яка при збереженні стійкості сортів до несприятливих умов середовища, хвороб та шкідників, як правило, поліпшується під час проведення повторних схрещувань.

Для правильного, науково обґрунтованого вибору шляхів і методів селекційної роботи з урахуванням поставленого завдання необхідні глибокі знання вихідного матеріалу, генофонду, особливостей походження видів і сортів, що відбираються для включення в схрещування.

Теоретичною та методологічною основою селекції винограду на імунітет є теорія спряженої еволюції рослини-господаря та паразита, висунута М. І. Вавиловим і яка отримала подальший розвиток у працях П. М. Жуковського, Д. Д. Вердеревського, О. М. Негруля, М. І. Гузуна, П. М. Недова, К. А. Войтович, Л. Я. Голодриги та ін. Згідно з цією теорією, центри формування видів рослин служать одночасно і центрами формування рас їхніх паразитів.

Рослини-господарі на своїй батьківщині виявляють виняткову мінливість. Однак ця властивість рівною мірою притаманна також патогенним мікроорганізмам і шкідливим комахам. Якщо рослина утворює все нові й нові форми, то і шкідливий організм формує все нові раси. У результаті природного добору на такому фоні в процесі еволюції виділяються і накопичуються найменш уражувані форми.

Д. Д. Вердеревським сформульовано гіпотезу комплексної стійкості, згідно з якою поява патогенних мікроорганізмів і шкідників винограду (збудники мілдью, оїдіуму, сірої гнилі; філоксера) у природі відбувалася неодночасно. Найімовірніше, у процесі еволюції американських видів винограду на них спочатку напав один із патогенів або шкідників. Під впливом природного добору загинули всі сприйнятливі форми і вижили лише ті, які мали толерантність або повний імунітет. Пізніше в межах стійких популяцій відбувся напад другого патогена або шкідника і формування в процесі еволюційної боротьби на природному жорсткому інфекційному фоні стійкості й до цього патогена або шкідника. Ще пізніше так само сформувалася імунність до третього патогена (шкідника). Зрештою все це призвело до появи форм винограду, що мають комплексну стійкість до найбільш небезпечних патогенів і шкідників. На базі цієї теорії розроблено метод ступінчастої селекції винограду на комплексну стійкість.

Основний метод виведення сортів, що володіють комплексною стійкістю, — міжвидова гібридизація. На її початковому етапі були отримані гібриди — прямі виробники, що володіють стійкістю, але мають урожай низької якості. Частина з них поширилася в ареалах, де європейсько-азійський виноград страждає від морозів, грибних хвороб та філоксери.

Окремі гібриди — прямі виробники досі культивують у деяких країнах:

• Ізабелла, Лідія, Золотий промінь (в СРСР);
• Мускат сен Вальє і П'єрріль (у Франції).

У багатьох гібридах (Сейв — Віллара і Зейбеля), що вирощуються в даний час на півдні Франції та в інших країнах, більш ніж за 80 років складних зворотних і комплексних схрещувань вдалося поєднати геноми та окремі блоки хромосом чотирьох — п'яти і більше видів. Деякі з цих гібридів мають стійкість до морозу, мілдью, оїдіуму, толерантні до кореневої форми філоксери.

Використовуючи складні міжвидові гібриди як вихідні — батьківські форми у схрещуваннях з кращими за якістю сортами Вітіс вініфера, радянські селекціонери та імунологи отримали нові цінні сорти, що поєднують у собі стійкість проти хвороб та шкідників і високу якість урожаю. Три нові сорти районовані (Молдова, Ювілейний Магарача, Подарунок Магарача) і більше п'ятдесяти сортів проходять Державне сортовипробування.

Встановлено, що фактори стійкості, як правило, успадковуються за складнішими схемами. Оскільки господарські ознаки та ознаки стійкості мають полігенну основу, селекційну роботу раціонально проводити в широких масштабах, що підвищить її результативність.

Провідний метод селекції на морозо- та зимостійкість — міжвидова гібридизація. Основними донорами стійкості до низьких температур служать Вітіс амурензіс і складні гібриди, отримані від схрещування між американськими видами.

На підставі результатів гібридологічного аналізу кількох десятків тисяч сіянців винограду радянськими селекціонерами зроблено дуже важливий висновок про те, що в одному гібридному організмі можуть поєднуватися ознаки підвищеної стійкості до низьких температур з доброю якістю урожаю.

Найбільш широкий спектр мінливості ознак морозостійкості та зимостійкості має місце в тих комбінаціях схрещування, де сорти винограду В. вініфера, що вводяться в схрещування з амурським виноградом і складними гібридами Зейбеля та Сейв — Віллара, представлені еколого-географічною групою басейну Чорного моря.

Дослідженнями останніх років встановлено, що В. амурензіс володіє широким поліморфізмом. І. Н. Мартиновою (1981) виділено 3 екотипи цього виду:

• північний (на широті Хабаровська);
• південний (на широті Владивостока);
• китайський.

Найбільший інтерес для селекції має китайський екотип, оскільки він поряд із високою морозостійкістю володіє вищою урожайністю та вирізняється більшими гронами і ягодами. Гібриди, отримані з його участю, характеризуються кращими господарськими ознаками.

До нових сортів амуро-європейського походження, що отримали найбільше визнання і поширення, належать: Сапераві північний, Фіолетовий ранній, Голубок, Степняк, Меграбур, Квітковий та ін. Однак міжвидові гібриди, отримані з участю амурського винограду, сприйнятливі до кореневої форми філоксери та грибних хвороб.

Інший шлях отримання сортів винограду, стійких до низьких температур, методом гібридизації — проведення схрещувань у межах В. вініфера між сортами, що володіють підвищеною морозостійкістю. Властивості підвищеної морозостійкості та зимостійкості в окремих гібридних сіянців винограду, отриманих у межах В. вініфера, проявляються в силу широкого поліморфізму даного виду. Одна з позитивних сторін методу — вища гарантія отримання в гібридному потомстві сіянців з високою якістю урожаю.

Цей метод селекції найбільш перспективний при виведенні нових сортів, призначених для південних зон виноградарства. Для цих зон стійкість нових сортів до низьких температур достатньо підняти на кілька градусів. Сорти ж, отримані з участю виду В. амурензіс, у південних зонах внаслідок легшого виходу зі стану спокою в зими з частими відлигами втрачають морозостійкість, зимостійкість і часто страждають від незначного похолодання. Методом міжсортових схрещувань усередині В. вініфера у Вірменії отримано сорти Адісі, Ечміадзіні, Гладзорі, Сіпан та ін.

Оригінальний і ефективний метод виведення морозостійких сортів винограду, що володіють укороченим періодом вегетації та підвищеною інтенсивністю накопичення цукру, розроблений і запропонований у ТСХА К. П. Скуінем. Гібридне насіння, отримане від міжвидових схрещувань, висівали у відкритий ґрунт Московської області, екологічні умови якої для культури винограду є екстремальними.

У процесі вирощування сіянців проводили жорсткий відбір на виживаність за ознаками високої стійкості до низьких температур і короткого періоду вегетації. Сіянці, що залишилися живими, в умовах закритого ґрунту м. Москви та відкритого ґрунту південних зон нашої країни (Вірменія, Дагестан, Узбекистан) піддавали відбору на якість урожаю. Використання цього методу селекції дозволило отримати нові цінні сорти винограду: Бурмунк, Московський стійкий, Мускат Скуіня та ін.

Найнебезпечніший шкідник виноградних насаджень, завезений з Америки до Європи понад 100 років тому, — філоксера, батьківщиною якої є райони США, розташовані на схід від Скелястих гір.

Згідно з сучасними концепціями, пошкодження, що завдається філоксерою кореневій системі винограду сортів В. вініфера, включає два послідовні процеси:

• первинний — безпосереднє пошкодження коренів філоксерою;
• вторинний — вторгнення у місця пошкодження збудників, що викликають гниття коренів, до числа яких належать деякі види грибів родів Gliocladium, Fusarium та Cylindrocarpon, а також бактерії родів Pseudomonas та Bacillus.

За даними П. М. Недова (1977), ступінь шкідливості патогенних мікроорганізмів залежить від механічного складу ґрунту. У піщаних ґрунтах вони відсутні або кількість їх дуже незначна.

Вирішення проблеми боротьби з філоксерою селекційним шляхом у світовій практиці здійснюють у двох напрямках:

• виведенням та виділенням імунних і високостійких до філоксери підщеп з хорошим афінітетом для щеплення на них нестійких сортів європейсько-азійського винограду;
• виведенням методом гібридизації високоякісних комплексностійких до філоксери та грибних хвороб столових і технічних сортів винограду для кореневласної культури.

Найбільш перспективним є другий шлях, при якому проблема боротьби з філоксерою вирішується найрадикальніше.

Донорами філоксеростійкості у селекції є група американських видів, серед яких повною імунністю до філоксери володіє вид В. ротундіфоліа. Однак залучення його до схрещування з сортами В. вініфера ускладнене внаслідок незбалансованості числа хромосом у цих видів. Тим не менш, розгорнуті дослідження з розробки методу подолання цих труднощів, у результаті чого отримані гібриди ДRХ, при використанні яких можна отримувати гібриди з В. вініфера.

До донорів високої стійкості до філоксери належать американські види: В. вульпіна (= В. ріпаріа), В. рупестріс та В. цінереа.

Велику цінність як вихідний матеріал становлять міжвидові гібриди Сейв — Віллара та Зейбеля, на базі яких у НВО «Вієрул», у Всесоюзному науково-дослідному інституті винограду і його переробки «Магарач» та інших наукових установах отримано ряд нових сортів, що відрізняються одночасно стійкістю до філоксери та гниття коренів з хорошою якістю виноградної продукції. В. вініфера, на думку І. М. Недова, не має генів стійкості до філоксери, проте володіє генами стійкості до процесу гниття коренів, що зумовлюють толерантність при пошкодженні філоксерою. Це дозволяє виявити сорти, придатні для кореневласної культури з хорошими господарськими ознаками.

Таких сортів в еколого-географічній групі басейну Чорного моря більше, ніж в інших групах. Окрім прямого практичного використання, вони є вельми цінними як вихідний матеріал для селекції.