Селекция сельскохозяйственных культур

4. Основные направления и задачи селекции полевых культур применительно к условиям различных почвенно- климатических зон страны.

 

 Гетерозис представляет собой биологическое явление, выражающееся в превосходстве гибрида над родительскими формами. Он проявляется по самым различным признакам, в большинстве случаев довольно интенсивно, и зависит в основном от фенотипически выравненных пар, подбора их при скрещивании, генетической разнокачественности, эколого-географического происхождения и др. В создании высокогетерозисных гибридов сорго могут участвовать сорта-популяции, самоопыленные, стерильные линии и простые гибриды. Поэтому в зависимости от родительских компонентов сорго, взятых для скрещивания, могут быть созданы межсортовые, сортолинейные и межлинейные простые, трехлинейные и двойные гибриды.

 

 Селекционная практика по сорго показала, что наибольший эффект гетерозиса проявляется у простых гибридов. Кроме того, поскольку коэффициент размножения у сорго очень большой (норма высева 5-6 кг/га), а самоопыленные и стерильные линии дают высокий (15-40 ц/га) выход семян, создавать и использовать для производства простые межлинейные гибриды экономически выгодно.

 

 Трехлинейные гибриды преимуществ в урожае перед простыми межлинейными не имеют. Это установили в своих исследованиях Ф. С. Ястребов (1966), W. Ross (1969) и др.

 

 В 1975 - 1979 гг. нами изучались 35 трехлинейных гибридов в сравнении с простыми родственными межлинейными гибридами и стандартами, в том числе зернового сорго - 11, сахарного - 13 и сорго-суданковых - 11. В таблице 2 приведены сводные данные, показывающие, что по трехлинейным сорго-суданковым гибридам превышение урожая над родственными межлинейными составило всего лишь 2%, по силосному сорго эти гибриды показали урожай на 10%, по зерновому - на 15% меньший, в сравнении с простыми межлинейными гибридами. Следовательно, и наши данные подтверждают, что трехлинейные гибриды менее эффективны. Наиболее целесообразны простые межлинейные гибриды сорго.

 

Таблица 2. Сравнительная урожайность трехлинейных, межлинейных гибридов и стандартов по зерновому, сахарному сорго и суданской траве (1975-1979 гг.)

 

 

 Вся селекционная работа с гибридным сорго в нашей стране построена на использовании цитоплазматической мужской стерильности для получения высокогетерозисных гибридов. Если до 1960 г. в распоряжении селекционеров была только одна стерильная линия А-385, то к 1976 г. в коллекции ВИР изучалось и использовалось 95 стерильных аналогов селекции отечественых и зарубежных учреждений, и это количество с каждым годом возрастает.

 

 Путем гибридизации, отбора и инцухтирования на основе коллекции ВИР созданы и изучены на комбинационную способность и цитоплазматическую мужскую стерильность десятки ценных самоопыленных линий. Наиболее продуктивные, с хорошим комплексом хозяйственно ценных признаков, предложены научно-исследовательским учреждениям для использования в селекции на гетерозис.

 

 За последние годы в селекционной работе с сорго произошли большие качественные изменения. Созданы высокогетерозисные гибриды на стерильной основе зернового и силосного направлений, а также сорго-суданковые гибриды. Некоторые из них, такие, как Кормовой 5, Сивашский 50, Одесский 55, Кубанский 10, Прикубанский, Зерноград 8, Россорго 4, Надежный, Сочностебельный 3, Северо-Кавказский 5, Кубань 1, Придонской 1, и др., районированы во многих областях и республиках.

 

 Однако еще недостаточно включено в гибридизацию видовое разнообразие сорго, не в полную меру используются эколого-географические расы и группы. Между тем межвидовое скрещивание их обеспечивает высокий гетерозисный эффект по урожаю зерна и зеленой массы. Например, гибриды на основе стерильных линий кафрского и сахарного сорго с суданской травой превышают родительские формы в 2,5-3 раза по урожаю зеленой массы и сена. Высокий гетерозис наблюдается также при скрещивании стерильных линий кафрского или китайского сорго с негритянским, хлебным и гвинейским. При внутривидовых скрещиваниях наблюдается слабый гетерозисный эффект. Поэтому чрезвычайно важно шире использовать ботанико-географическое разнообразие коллекции сорго для гибридизации.

 

 В коллекции сорго имеются образцы, обладающие и такими полезными морфологическими признаками, как двухплодность (К - 2627, 2788/Д, 3348), желтый эндосперм (образцы Гвинейского сорго - S2 - 36) и др. Формы сорго, обладающие двухплодностью колосков, могут давать на 30-50% зерна больше, чем одноплодные. Двухплодность - доминантный признак, и его легко использовать в практической селекции, создавая отдельные родительские компоненты и на их основе гибриды. В мировой коллекции ВИР и в других научных учреждениях таких образцов, к сожалению, мало, однако уже создана двухплодная стерильная линия (К - 2627), а также ряд продуктивных восстановителей с данным признаком, что позволило поставить генетико-селекционную работу на широкую научную основу.

 

 Весьма важны также изучение и создание образцов, сортов и гибридов с желтым эндоспермом, богатым питательными веществами. Исследования в этом направлении ведутся многими учреждениями.

 

 Сорта и гибриды сорго силосного направления содержат синильную кислоту, поэтому вся селекционная работа должна быть направлена на создание низкоцианистых форм. На Кубанской опытной станции ВИР с 1935 г. проводится изучение цианистости сорго.

 

 Из болезней сорго наиболее сильно поражается бактериозами. Их изучение более основательно начато на Кубанской опытной станции в 1972 г. Образцы оценивают в две фазы развития (листообразования и цветения). Н. П. Сухотской (1974) в результате анализов различных образцов выделены три вида фитопатогенных бактерий: возбудителей коричневой пятнистости (Pseudamonas holci), красной пятнистости (Pseudamonas andropogoni), штриховой пятнистости (Xahthomanos holcicaJa), а также возбудитель бактериальной гнили (Erwinia corotovora). Коричневая пятнистость - наиболее опасное заболевание, поражающее образцы всех видов сорго.

 

 Полученные данные говорят о том, что по степени устойчивости к бактериальным заболеваниям виды сорго можно расположить в следующем порядке: негритянское (количество образцов, имеющих полевую устойчивость - 61,5%), гвинейское (43,5), травянистое многолетнее (42,8), хлебное (37,1), кафрское (20,8), китайское (19), травянистое однолетнее (13,4) и сахарное (12,6%). Поэтому целесообразно дать оценку на устойчивость к бактериозу и вирусам всем перспективным коллекционным и селекционным образцам сорго.

 

 Важной задачей селекционной работы является повышение устойчивости сорго к неблагоприятным условиям возделывания и прежде всего к засухе, холоду и засолению почвы. Показатели, позволяющие селекционеру судить о засухоустойчивости растения, - его морфологические и биологические признаки: наличие воскового налета, ксерофитное строение листа, структура метелки и количество зерен на одной метелке, масса 1000 зерен, высокая урожайность. Один из эффективных методов повышения засухоустойчивости - отбор растений с мощной корневой системой в начальной стадии роста.

 

 Сорго - теплолюбивая культура, и если учесть климатические условия и эколого-географические зоны возделывания его в нашей стране, то станет очевидным, что настало время выявить из коллекционного и селекционного материала холодостойкие формы. Создание холодостойких сортов и гибридов сорго позволит значительно раньше оптимального срока высевать их, а скороспелые - продвинуть в более северные районы.

 

 Для выявления холодостойких форм из коллекции следует отобрать образцы, обладающие способностью прорастать при пониженных положительных температурах почвы, и выделенные номера ежегодно высевать в ранние сроки в малопрогретую и переувлажненную почву. Более холодостойкие из них целесообразно включать в гибридизацию с холодостойкими или раннеспелыми формами.

 

 Доказано, что наибольшей холодостойкостью обладает вид китайского сорго. Образцы его нужно широко использовать как один из компонентов при скрещивании. Так, наш перспективный гибрид зернового сорго Генический 6 селекции Генической опытной станции унаследовал признак холодостойкости от отцовского компонента Гаоляна карликового 1428. Он лучше других переносит весной и при орошении понижение температур.

 

 Таким образом, изыскание путей и методов изучения и использования селекционного материала и мировых ресурсов сорговых культур ВИР имеет не только существенное теоретическое и практическое значение, но является важной народнохозяйственной задачей.

14. Понятие об исходном материале. Виды значение и способы получения исходного материалы для селекции.

Виды и способы получения исходного материала

 

 

Селекционная работа начинается с подбора исходного материала, от которого, как считал Н. И. Вавилов, прежде всего зависит успех селекционной работы.

Исходным материалом в селекции называют культурные и дикие формы растений, используемые для выведения новых сортов.

В качестве исходного материала используют: 1) формы и сорта растений, имеющиеся в большом разнообразии в природе; 2) формы растений, создаваемые в самом процессе селекции путем гибридизации и при искусственном воздействии различных внешних условий,

В современной селекции применяют следующие основные виды и способы получения исходного материала.

I. Естественные популяции. К ним относятся дикорастущие формы, местные сорта культурных растений и образцы мировой коллекции сельскохозяйственных растений.

II. Гибридные популяции. Различают два вида гибридных популяций: 1) внутривидовые, получаемые в результате скрещивания сортов и форм в пределах одного вида; 2) создаваемые путем скрещивания разных видов и родов растений (межвидовые и межродовые).

III. Самоопыленные линии (инцухт-линии). Служат важным источником исходного материала в селекции перекрестноопыляющихся растений. Их получают путем многократного принудительного самоопыления этих растений. Лучшие линии скрещивают между собой или с сортами для создания гетерозисных гибридов, в результате образуются гибридные семена, которые используют в течение одного года. Гибриды, полученные на основе самоопыленных линий, в отличие от обычных гибридных сортов нужно воспроизводить ежегодно.

IV. Искусственные мутации и полиплоидные формы. Этот вид исходного материала создается путем воздействия на растения различными видами радиации, химическими веществами, температурой и другими мутагенными средствами.

Значение различных видов исходного материала в истории развития селекции и в настоящее время неодинаково. На протяжении многих столетий единственным его видом были естественные популяции. Затем генетика теоретически обосновала применение гибридизации. Использование этого метода в практической селекции началось в нашей стране в 20-е гг. С 30-х гг. гибридизация как метод создания исходного материала приобретает все большее значение, и в настоящее время внутривидовая гибридизация является основным методом его при работе почти со всеми культурами. Несмотря на огромные трудности отдаленной гибридизации, она также широко используется для создания исходного материала в селекции ряда важнейших сельскохозяйственных культур.

Мутации и полиплоидные формы — новые источники получения исходного материала, применение которых с каждым годом расширяется и в работе с некоторыми культурами дает практически ценные результаты.

29. Естественный и искуственный отбор его значение и эволюция и селекция.

В  становлении  селекции  на  научную основу решающее  значение  имела   теория эволюции   органического   мира, обоснованная  Чарльзом  Дарвином  в  знаменитом  труде "Происхождение видов путем естественного отбора",  где были обоснованы три основные движущие   фактора   эволюции - изменчивость,  наследственность  и естественный отбор,  под действием которых  происходят  изменения  в растительном  и  животном мире,  передаются последующим поколениям и выживают лучшие  экземпляры,  наилучшим  образом  приспособленные  к условиям обитания.  Дальнейшее развитие эволюционная теория получила в его последующих произведениях.  Особое  значение  в  теоретическом обосновании  селекции  как  науки имеет работа "Изменение животных и культурных  растений  в  домашнем   состоянии",   где   он   обобщил предшествующую  практику  растениеводов  и  животноводов по созданию сортов растений и пород животных,  подытожил результаты селекции как искусства   и   подвел       под  нее  научную  базу,  обосновал  теорию искусственного отбора,  показал, что человек, применяя искусственный отбор  в  процессе  своей творческой деятельности,  изменяет природу культурных растений и домашних животных более быстро и эффективно по сравнению  с естественным отбором,  создает новые сорта и породы для удовлетворения своих потребностей и  даже  прихотей  по  намеченному плану.  Так  была  основана  теория селекции как науки в середине XIX века.  В  последарвиновский  период  ее  становлению  способствовало бурное развитие биологической науки.  Во второй половине XIX столетия провел   свои   знаменитые   опыты   по   изучению закономерностей наследования  признаков  у  растений Г. Мендель,  И.Д. Чистяков открыл внутриядерные  структуры  -  хромосомы  и  описал  способы   деления растительных   клеток,   В.И. Беляев описал   редукционное  деление генеративных  клеток,  в  результате  которого  образуются   половые гаметы,  С.Г. Навашин  создал  теорию  о  кариотипе,  открыл  двойное оплодотворение у покрытосемянных растений.

 

Большое значение  для  теории  и практики селекции имели работы И.В. Мичурина,  который создал  ряд  сортов  плодово-ягодных  культур, обосновал  значимость  гибридизации  географически  отдаленных  форм растений,  выдвинул проблему  отдаленной  гибридизации  и  разработал целый   ряд  методов  преодоления  нескрещиваемости  при  отдаленной гибридизации.  В то же  время  в  Калифорнии  проводил  селекционную работу выдающийся американский селекционер Л. Бербанк,  основными его методами явились гибридизация и отбор, с помощью которых он создавал выдающиеся сорта различных сельскохозяйственных культур, в том числе бескосточковую сливу, гигантское ореховое дерево, гибрид абрикоса со сливой  и  др.   Немецкий  селекционер  В. Римпау  в 1888 году получил плодовитый гибрид между рожью и пшеницей,  заложив этим самым основу получение  новой  искусственной  культуры,  названной  в последствии тритикале.