Під час вегетативного розмноження протягом тривалого часу можуть виникати як корисні, так і небажані мутації, які можуть бути відібрані для селекції або вибраковані.
На підвищення інтенсивності мутаційної мінливості впливає високий ступінь гетерозиготності генотипів, застосування активних методів оздоровлення сортів від вірусних хвороб, а також клональне мікророзмноження invitroпри оздоровленні сортів і відтворення вихідного матеріалу, одержаного методами генної та клітинної інженерії.
Під дією хімічних і фізичних мутагенів можна прискорити одержання цінних мутацій у картоплі. Застосування названих мутагенів на бульбах картоплі значно збільшує різноманітність рослин за морфологічними та господарсько цінними ознаками
Обробляючи ботанічне насіння мутагенами, відбирали сіянці, які перевищували вихідні форми за стійкістю проти хвороб, умістом крохмалю та іншими ознаками.
Таким чином, мутагенез може бути використаний як допоміжний метод селекції.
Гаплоїдія - це кратне зменшення кількості хромосом. У картоплі їх отримують як способом культури пиляків і мікроспор, так і використанням партеногенезу при запиленні материнських форм пилком окремих зразків S.phurejaта інших видів. Селекція картоплі на диплоїдному рівні може підвищити ефективність селекції' традиційними методами. Дигаплоїди можуть використовуватись у різних напрямках селекції. Після добору на диплоїдному рівні їх переводять на тетраплоідний. Дигаплоїди можуть бути використані як спосіб подолання несхрещуваності деяких видів із культурними сортами та окремими видами картоплі.
У ряді країн цей метод використаний при створенні нових сортів картоплі.
Метод гаплоїдії описаний в інших розділах книги.
Поліплоїдія - це кратне збільшення кількості хромосом. Розрізняють мітотичне і мейотичне збільшення кількості хромосом.
При мітотичній поліплоїдії насіння чи інші частини рослин обробляють колхіцином. Мейотичне поєднання кількості хромосом виникає в результаті відхилення від нормалного мейозу й утворення не-редукованих гамет. Полігшоїди можуть утворюватись при схрещуванні 4n х 2n та 2n* 2n.
З використанням мейотичної поліплоїдії в Північній Америці були створені сорти картоплі Jukon Yold, lea і Sirena.
У Росії із застосуванням методу поліплоїдії був створений сорт картоплі Гібрид 390.
Однією з важливих властивостей поліплоїдії є використання її для ресинтезу дигаплоїдів у тетраплоїди і подолання несхрещуваності видів (описано в інших розділах).
Біотехнологічні методи. Поруч із традиційними методами в селекції картоплі мають значення клітинна та генна інженерія, які передбачають :
-використання гетерогенності соматичних клітин та сомаклональної мінливості для відбору ліній із більш високими показниками, ніж вихідні форми;
-селективний відбір у суспензійній культурі клітин на стійкість до патогенів;
-соматичну гібридизацію шляхом злиття ізольованих протопластів;
-генетичну трансформацію (описано в інших розділах книги). Використання зазначених методів має велике значення для поліпшення існуючих та створення нових сортів картоплі.
Використання гетерозису в селекції картоплі є важливим завданням практичної селекції. Успадкування гетерозису зумовлене малими генами або побічними ефектами головних генів. їх спільна дія може проявлятися адитивним (ЗКЗ) або неадитивним (СКЗ) способом. У більшості випадків діють обидва фактори. За допомогою ефекту гетерозису можна отримати генотипи з високим показниками ряду ознак.
Виявлена висока ефктивність методів статевої поліплоїдії, яка дає змогу ввести в геном S.tuberosum зародкову плазму диплоїдних видів і досягти гетерозисного ефекту за продуктивністю.
При схрещуванні диплоїдних форм із культурними диплоїдними видами одержане потомство з високим гетерозисом за кількістю бульб та іншими ознаками.
При схрещуванні батьківських форм, які несуть гени різних видів картоплі, зростає гетерозисний ефект, що призводить до одержання більш урожайних гібридів.
Високий ступінь гетерозиготності, який досягався на основі багатовидових схрещувань із сортами різного походження, введення на певних етапах роботи помірного інбридингу дали змогу створити в Інституті картоплярства сорти, які характеризуються високою врожайністю завдяки гетерозисному ефекту. Таким методом були створені високоврожайні сорти Бородянська рожева, Обрій, Віринея та ін.
Високоврожайні сорти з гетерозисним ефектом за урожайністю створені на основі використання батьківських форм різних груп стиглості та походження: Водограй, Серпанок, Косень 95, Слов'янка та ін.
Гетерозисним ефектом за врожайністю відзначається сорт Лу-говська, створений на багатовидовій основі.
Інцухт. Цей метод дає змогу виділити цінні форми рецесивного порядку. При цьому негативні ознаки, які містить материнська рослина, у прихованому стані можуть бути виявлені і поступово вибраковані. Питаннями використання в селекції картоплі інцухту в різних його проявах займалось багато дослідників.
У результаті використання ягід, утворених на рослинах картоплі від природного самозапилення, створені сорти Рання Роза, Красуня Геброна, Костромська, Варба, Оссео, Вікторія Петерсона, Арран Чіф та ін., Проте великого поширення цей метод селекції не набув.
Вплив інцухту позначається на картоплі протягом декількох поколінь зниженням урожайності та інших ознак, аж до вищеплення нежиттєздатних сіянців.
Виявлена депресія інцухт-ліній пояснюється наближенням їх до гомозиготності.
Проте з проведеного дослідниками аналізу робіт випливає, що застосування інцухту в селекції може мати певне значення.
Так, І.І.Пушкарьовим помічено, що в потомстві від самозапилення простих міжвидових гібридів S.demissum, порівняно з бекросами Вь отримують більше сіянців з раннім бульбоутворенням, вищим урожаєм, великими бульбами та короткими столонами. Тому при використанні виду S.demissum, залежно від батьківських компонентів і поставленого завдання, він рекомендує метод повторних схрещувань гібридів S.demissum*S.tuberosum чергувати з отриманням потомства від самозапилення.
Виявлено, що при кожному повторному схрещуванні гібридів, які мають польову стійкість проти фітофторозу, з S. tuberosum втрачається половина факторів стійкості. Тому початковий рівень стійкості може бути досягнутий їх самозапиленням.
Вважається, що внаслідок рецесивного характеру успадкування стійкості проти колорадського жука гібридів Glabrescentia*S.tuberosum для відбору більш стійких генотипів бекросування необхідно чергувати з одержанням потомства від самозапилення.
У потомстві від самозапилення сортів картоплі можна відібрати лінії, здатні виявляти гетерозис.
В Інституті картоплярства УААН унаслідок самозапилення багатовидового гібрида до І3 створено сорт картоплі Горлиця, висока урожайність якого поєднується з комплексом інших цінних ознак.
Високий ступінь гетерозиготності, який досягнуто на основі багатовидових схрещувань із сортами різного походження, дав змогу створити в цьому шституті сорти, що характеризуються високою врожайністю завдяки проявленню в потомстві батьківських форм гетерозису.
3ОСНОВНІ НАПРЯМИ ТА ЗАВДАННЯ СЕЛЕКЦІЇ КАРТОПЛІ
Україна відзначається різноманітністю ґрунтово-кліматичних умов, які не завжди і не в усіх регіонах сприятливі для вирощування картоплі. Часті епіфітотії фітофторозу, ураження вірусними хворобами і сильне виродження на півдні призводять до значного недобору врожаю. Великої шкоди завдають парша звичайна, стеблова нематода та бактеріальні хвороби, колорадський жук. Надзвичайно небезпечними є карантинні об'єкти - рак картоплі і золотиста цистоутворююча картопляна нематода.
Картопля в Україні використовується як продукт харчування, сировина для переробної промисловості, корм для тварин. За кожним із зазначених напрямів ставляться певні вимоги до сортів картоплі. Для виробництва і споживання мають значення сорти різних груп стиглості. Велику роль у харчуванні населення картоплею у весняні і ран-ньолітні строки відіграють скоростиглі сорти.
Основні завдання і напрями селекції картоплі випливають із вищезазначених факторів, вимог виробників та споживачів цієї культури.
Важливим напрямом роботи є селекція на пластичність і стабільність основних господарсько цінних ознак. Проте селекція картоплі в якомусь одному напрямі не може мати вирішального значення при створенні нових сортів.
Надзвичайно актуальне завдання селекції картоплі полягає в поєднанні у сортах стійкості проти хвороб і шкідників з основними господарсько цінними ознаками.
Вирішувати поставлені завдання можна завдяки цілеспрямованій селекції, яка базується на використанні різноманітного вихідного матеріалу, знанні генетичної природи батьківських пар, використанні ефективних методів оцінки та добору бажаних генотипів.
Бульби картоплі вищої якості повинні мати такі зовнішні ознаки: середню величину, добру форму, дрібні вічка, відповідний колір шкірки і м'якоті, відсутність пошкоджень, тріщин, позеленіння і дуплуватості, парші, придатність для миття. Внутрішні ознаки включають якість консистенції м'якоті, борошнистість, відсутність потемніння в сирому і вареному вигляді, хороший смак.
Велике значення має вміст сухої речовини, крохмалю, білка, цукрів, вітамінів та ін.
Селекціянавміст крохмалю і сирого протеїну
Відомо, що цінність картоплі в основному пов'язана з умістом у бульбах крохмалю і білка - основних компонентів сухої речовини.
Сорти з підвищеним умістом крохмалю поживніші, ніж низько-крохмалисті. Більш придатні й економічно вигідніші для технічної переробки і використання на картоплепродукти сорти з високим і підвищеним умістом крохмалю в поєднанні з іншими біохімічними показниками.
Крохмаль із картоплі добре засвоюється всіма сільськогосподарськими тваринами і характеризується винятково високою перетравністю. Підвищення вмісту крохмалю у бульбах може здешевити кормову одиницю, підвищити рентабельність використання картоплі на кормові цілі.