Селекция фасоли: особенности |

Сухая фасоль

Культурные сорта возникли в результате многолетнего одомашнивания диких видов с различными характеристиками семян. Виды с наименьшим размером семян были связаны с дикими популяциями, в то время как виды с более крупными семенами были в дальнейшем одомашнены и культивированы. Была проведена большая работа по изучению генетического происхождения вида с использованием специфических признаков, включая белок семян фазеолин, чтобы попытаться определить происхождение конкретных сортов Phaseolus (Gepts et al., 1986).

Каплан (1965a,b) провел множество исследований древних растительных остатков четырех видов Phaseolus в Средней Америке. Эти исследования позволили предположить, что P. vulgaris мог возникнуть в Мексике около 700-400 лет назад. Сейчас кажется, что фасоль происходит из двух основных источников: центральноамериканские виды, которые в основном были мелкосемянными, и андские виды, которые обычно были крупносемянными. Оба типа были распространены по основным зонам выращивания в Центральной и Южной Америке, Африке, Европе и США.

Селекция фасоли была сосредоточена на оптимизации некоторых специфических характеристик, в основном морфологических и физиологических. Наиболее очевидным морфологическим отличием является лазающий тип роста дикого растения. Лазающий тип роста дает преимущество в диких популяциях смешанных растений, так как лазающий стебель способен конкурировать за свет среди древесных растений и деревьев, которые обеспечивают опору для лазающего боба. Попадая на опору, лазящий боб обвивается вокруг нее и производит ветви, растущие под прямым углом к силе тяжести. Эти вьющиеся виды также дают обильные ветви, длинные междоузлия и большое количество узлов. Большинство вьющихся форм также очень индетерминантные.

Культивирование привело к другому набору критериев отбора, так как большая степень детерминантности позволяет легче собирать урожай. Это также привело к укорачиванию междоузлий для получения более компактного растения и растения, обладающего достаточной прочностью стебля, чтобы стоять самостоятельно, с потерей извилистости без необходимости дополнительной поддержки.

Система дескрипторов различных типов растений была разработана на основе данных Международного центра тропического сельского хозяйства (CIAT, 1980) и коллекции PI в США, основанной на семи типах (IBPGR, 1982), и впоследствии была модифицирована Лики (1988).

Предлагаемое описание типов растений Phaseolus (Leakey, 1988):

Недетерминантный вьющийся, длинные междоузлия, соцветия в основном на верхушке растения — предки примитивного андского вида (P. aborogineus);
Лазающий с хорошо распределенными стручками; ограниченное ветвление, не чувствителен к длине дня — европейские и американские вьющиеся бобы;
Индетерминантный с короткими междоузлиями; ветви длинные, мало или совсем не ветвятся — многочисленные сильноветвистые кустовые бобы, североамериканские Пинто и ранние европейские швейцарские бобы;
Куст индетерминантный; ветви короткие, рост главного стебля и терминального проводника слабо развит; без скручивания — разновидность, распространенная в зародышевой плазме Ближнего Востока;
Куст индетерминантный; стебель мощный, искривленный; короткие междоузлия; боковые ветви одинакового роста — черносемянные американские сорта. Ранние сорта морской фасоли;
Прямостоячий, индетерминантный куст; сильный нескрученный главный стебель и ветви; слабое развитие отчетливого проводника — Сан-Фернандо, типичный для отдельных среднеамериканских сортов;
Детерминантный рост; репродуктивные почки, заканчивающие главный стебель и ветви; энергичный и раскидистый куст — многие испанские и португальские сорта;
Раскидистый детерминантный куст; ветвление главного стебля и ветвей — несколько типов Буш Блю Лейк;
Детерминантный куст; слабые ветви, мало терминальных почек — Шедевр, Диаколь, Нима и др.;
Детерминантный куст; энергичный многопобеговый; прямостоячие боковые ветви; короткие нижние узлы — Чимболо;
Детерминантный куст; открытый габитус; несколько хорошо развитых ветвей — мичиганская гороховая фасоль;
Детерминантный куст; суженные нижние междоузлия; густо разветвленный; концентрированная зона внутреннего цветения — большинство современных кустовых сортов французской и голландской селекции, пригодных для механизированной уборки.
Культивирование в северных широтах, например, в Европе, привело к тому, что селекционное давление отличается от давления в тропиках и субтропиках. Это стало возможным благодаря нейтральности дня, обеспечивающей большую степень детерминантности и раннюю зрелость. Нейтральность дня позволила укоротить междоузлия для получения компактного жесткостебельного типа растений.

Условия выращивания также повлияли на критерии отбора в других климатических режимах в разных странах, и идеотипы модели роста благоприятствуют (или препятствуют) таким различиям, как низкое количество осадков, высокие температуры и высота над уровнем моря. В северных широтах нейтральность дня важна, когда вегетационный период короткий. Фотопериодизм — это влияние длины дня или ночи на рост и соцветия, и у бобовых наследование реакции контролируется по крайней мере двумя основными локусами, выражающими доминирование или рецессивность, или и то, и другое (Smartt, 1988).

Размер листьев может влиять на восприимчивость к стрессу засухи, и большая площадь листьев является преимуществом в районах с более рассеянным светом, на большой высоте или в океанических климатических зонах мира.
Дегисценция стручков является неблагоприятной характеристикой, поэтому предпочтение отдается сортам, которые имеют низкую частоту осыпания семян. Стенки стручков с высоким содержанием клетчатки более склонны к расщеплению, поэтому селекция стручков с низким содержанием клетчатки позволила снизить вероятность дегисценции и одновременно повысить вкусовые качества стручков, когда они собираются зелеными и употребляются в качестве овоща.

Размер и цвет семян также являются важными характеристиками, и отбор по определенным критериям привел к широкому спектру сортов, используемых сегодня. Хотя дикие виды часто имели цвет семян от черного до коричневого, включая пестрые семенники, одомашнивание и последующая селекция привели к появлению сортов с более крупными семенами, чем у диких видов, и широким диапазоном цвета и рисунка семян, включая красные, кремовые и белые.

Коммерческие классы сухих бобов в североамериканской литературе обычно описываются с точки зрения их цвета и размера. В настоящее время эти названия коммерческих классов признаны в торговле на международном уровне.

Красно- и гранатово-красные семена сухих бобов

Рецессивный красный аллель приводит к образованию гранатово-красного цвета темно-красной, а также светло-красной почечной фасоли (Smith, 1939). Другие сорта красной фасоли, такие как красная мексиканская и другие, несут доминантный красный аллель. Многие из этих красных бобов теряют свой цвет во время приготовления пищи, но недавно был выведен сорт Stop — мелкий гранатово-красный боб, имеющий такой же размер и форму, как мексиканский мелкий красный, и выведенный на том же генном фоне, что и темно-красный почечный, который сохраняет свой цвет во время приготовления пищи (Leakey, 1999).

Фасоль с белыми семенами

В 1960-х годах четыре сорта морской фасоли, выведенные в рамках программы селекции с использованием рентгеновских лучей в Мичиганском государственном университете, были представлены и оценены как потенциальная консервная культура в Великобритании (Kelly, 2014). Был проявлен определенный коммерческий интерес, и один из сортов, Seafarer, был перерегистрирован как Purley King и опробован для производства (Scarisbrick et al., 1976; Evans and Davis, 1978). Хотя в то время этот сорт не был коммерчески успешным, продолжается разработка новых сортов.

Северная фасоль

Попытки интродукции северной фасоли во Франции серьезно пострадали от бактериальной парши (Xanthomonas phaseoli), передающейся через семена.

С тех пор была выведена устойчивая к болезням зародышевая плазма Северной фасоли, а затем была проведена селекционная работа по выведению раннеспелого детерминантного сорта с некоторым успехом в рамках программы гибридизации с Лошадиной головой Лики (Leakey, 1999).

Сухие бобы с коричневыми, желтыми и зелеными семенами

Цвет коричневой шведской и коричневой голландской фасоли обусловлен глюкозидами флавоноида кверцетина. Фасоль желтого цвета, характерная для сезонно очень сухих тихоокеанских прибрежных районов Южной Америки, не содержит кверцетина, а вместо него содержит флавоноид каемпферол и его моноглюкозид. Желтые бобы известны под названиями Canarios, Mantecas и Mayacoba и славятся своей усвояемостью, поскольку не содержат танинов. Сорт Prim был получен в результате широкого скрещивания и получил некоторое коммерческое производство (Leakey and Harbach, 1975).

Семена зеленого цвета, благодаря устойчивому хлорофиллу, первоначально были отобраны как французские флажолеты верт, и во Франции было выведено много флажолетов с зелеными семенами, причем некоторые сорта обладают устойчивостью к антракнозу (Colletotrichum lindemuthianum) (Dean, 1968).

Питательные качества семян также изучаются, и улучшение содержания и качества белка было определено в качестве потенциальных целей. Желательно также уменьшить количество антипитательных факторов, так как присутствие ингибиторов трипсина и лектинов влияет на перевариваемость. Эти вещества являются термолабильными, поэтому перед употреблением фасоль требует периода полной повторной гидратации с последующей тщательной варкой для денатурации этих веществ. Лектины сохраняются в недоваренной или медленно приготовленной красной почечной фасоли.
Улучшение урожайности семян за счет увеличения размера семян, уменьшения осыпаемости стручков, способности к стоянию и ранней зрелости — все это основные задачи селекции.

Ранняя зрелость является важной характеристикой, особенно если фасоль выращивается в более северных районах мира с умеренным климатом, где заморозки могут нанести серьезный ущерб урожаю, когда он достигает зрелости. Холодостойкость необходима для энергичного раннего прорастания (требуется температура почвы не ниже 12°C); прохладные температуры на ранних стадиях роста приводят к появлению коротких растений и, следовательно, стручков, которые развиваются близко к земле или на поверхности почвы, что затрудняет восстановление при механической уборке, с высокой степенью осыпания стручков и потери семян. Устойчивость к жаре и засухе на поздних стадиях роста часто желательна в жаркое лето.

Помимо этих морфологических и физиологических характеристик, селекционеры стремятся вывести сорта с повышенной устойчивостью к широкому спектру вредителей, болезней и расстройств. К основным патогенам относятся ржавчина бобов (Uromyces appendiculatus), белая плесень (Sclerotinia sclerotiorum), некоторые вирусы и бактериальная плесень (Pseudomonas spp.). Селекция на устойчивость к патогенам, особенно в тропиках, очень сложна, поскольку существует большое количество патогенов; каждый из них может передаваться семенами, и почти все они могут присутствовать в нескольких расовых формах или штаммах. Дикие виды Phaseolus в настоящее время проходят скрининг на устойчивость к вредителям и болезням, и некоторые линии были определены для будущего развития.
Во Франции и США проблема предотвращения болезней в значительной степени решается путем производства семян в районах, свободных от болезней благодаря теплым сухим погодным условиям, сохраняющимся в течение всего вегетативного сезона. Производство семян в Африке следует аналогичной практике.

Зеленая фасоль (карликовая французская, стручковая фасоль)
Стручки без волокон или фасоль «snap» широко выращиваются и используются в качестве замороженного продукта. Размер и форма стручков сильно различаются у разных сортов. Для рынка переработанных овощей размер стручков определяет конечный продукт.

Размеры стручков зеленой французской фасоли и фасоли романо: