Current trends in breeding to improve nutritional value of potato tubers | Актуальные направления селекции на улучшение питательной ценности клубней картофеля

English. There was studied the effectiveness of using donors and parent lines in creating potato varieties having an improved nutritional value of tubers. The material is varietal samples from the collection of the All-Russian Research Institute of Plant Breeding and Research Institute of Potato Breeding created by interspecies hybridization and back crossing with varieties of Solanum tuberosum. The research was carried out in 2008–2018 in the Moscow region. Transgressive cleavage by tuber starchiness (TS) was found in accumulating crosses of parents with TS of 18-19%, which significantly increases the level of the trait in the offspring, but poorly correlated with yield. The identification of genotypes combining the two features was observed only at the level of the average population, coinciding with the average TS of parents. The effectiveness of the selection of low-starchy forms is higher; the decrease in the TS has negative correlation with yield productivity. Hybrids with high TS (19–21%) of tubers are genotypes containing from 50.6 to 61.5% of granules (starch size more than 60 mic), that is, it is possible to select forms with a high starch quality. A high correlation (+0.897) of the protein content in tubers of the parent forms with the average protein content of the offspring was established (additive polygenic inheritance). In the process the tuber protein content of hybrids in the extreme classes of the variation series increases to 3.5–3.9% (exceeds the control by 1.5–1.9%). High antioxidant activity (1032–1280 mg/kg) was found in hybrids with pigmented skin and pulp of tubers due to a high content of carotenoids and anthocyanins. Among the hybrid offspring from the crossing of red-purple and red-tuberous parent forms, the largest number of phenotypes with red-purple color was noted, exceeding the other variants by 9.7–12%. The use of selected variety samples as donors of a complex of economically valuable traits allows speeding up the selection process and reducing the cost of creating potato varieties with improved nutritional value of the tubers.

Russian. Изучали эффективность использования доноров и родительских линий при создании сортов картофеля с улучшенной питательной ценностью клубней. Материал: сортообразцы из коллекции ВИР и ВНИИКХ, созданные путем межвидовой гибридизации и возвратных скрещиваний с сортами Solanum tuberosum. Исследования проводили в 2008–2018 гг. в Московской области. Выявлено трансгрессивное расщепление по крахмалистости (КЛ) клубней при накапливающих скрещиваниях родителей с КЛ 18–19%, существенно повышающее уровень признака в потомстве, но слабо коррелирующего с урожайностью. Идентификация генотипов, сочетающих оба признака, отмечена только на уровне средней популяционной, совпадающей со средней КЛ родителей. Результативность отбора низкокрахмалистых форм выше, снижение КЛ не коррелирует отрицательно с урожайностью. Среди гибридов с высокой КЛ (19–21%) клубней есть генотипы, содержащие от 50,6 до 61,5% гранул крахмала размером больше 60 мкм, т.е. возможен отбор форм с высоким качеством крахмала. Установлена высокая корреляция (+0,897) содержания белка в клубнях родительских форм со средней белковостью потомства (аддитивное полигенное наследование). В процессе естественного мейотического рекомбиногенеза в гибридных популяциях белковость клубней гибридов в крайних классах вариационного ряда возрастает до 3,5–3,9% (превышение над контролем 1,5–1,9%). Выявлена высокая (1032–1280 мг/кг) антиоксидантная активность у гибридов с пигментированной окраской кожуры и мякоти клубней вследствие высокого содержания каротиноидов и антоцианов. Среди гибридного потомства от скрещивания красно-фиолетовых и красноклубневых родительских форм отмечено на 9,7–12,0% больше фенотипов с красно-фиолетовой окраской в сравнении с вариантами скрещивания одинаковых по окраске сортообразцов. Использование выделенных сортообразцов как доноров комплекса хозяйственно ценных признаков позволяет ускорить селекционный процесс и сократить затраты на создание сортов картофеля с улучшенной питательной ценностью клубней.