Селекция сельскохозяйственных культур

 

Одним из основных методов преодоления стерильности отдаленных гибридов является использование полиплоидии. Веретено деления разрушают специальными веществами (например, колхицином), в результате удвоившиеся хромосомы остаются в одной клетке. Гомологичные хромосомы каждой родительской особи благодаря кратности набора конъюгируют между собой, и нормальное течение мейоза восстанавливается.

 

Впервые успешно преодолеть бесплодие отдаленных гибридов посредством полиплоидии удалось русскому генетику Г. Д. Карпеченко в 1924 г. Он получил межродовый гибрид капусты и редьки. У обоих этих видов содержится по 9 хромосом в гаплоидном наборе. Гибрид (амфигаплоид — ?греч. amphi вокруг, с обеих сторон) имеет 18 хромосом и бесплоден: 9 капустных и 9 редечных хромосом не конъюгируют в мейозе. В амфидиплоидном гибриде (18 хромосом капусты и 18 хромосом редьки) капустные хромосомы конъюгируют с капустными, а редечные — с редечными, и гибрид благополучно плодоносит. Гибрид напоминает и капусту и редьку. Его стручки состоят из двух состыкованных стручков, один из которых похож на капустный, а другой — на редечный.

 

Полиплоидия у животных встречается довольно редко. Известному русскому ученому Б. Л. Астаурову удалось путем отдаленной гибридизации с последующим использованием полиплоидии получить полиплоидные формы тутового шелкопряда. Гибрид объединяет хромосомы двух исходных видов и нормально размножается.

 

Искусственный мутагенез. В природных условиях мутации происходят очень редко. Для того чтобы повысить разнообразие исходного генетического материала для селекции, количество мутаций у исходных видов искусственно увеличивают, используя различные мутагены: ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, гамма-излучение, тепловые и быстрые нейтроны, ряд специальных химических мутагенов. Этот метод применим в основном только для растений и микроорганизмов. Подавляющее большинство возникающих мутаций снижают жизнеспособность, но иногда появляются и такие, которые представляют интерес для селекции. В редких случаях мутантные растения сразу обладают желаемыми качествами, обычно для получения нужных признаков мутанты подвергаются гибридизации и отбору.

 

Сорт яровой пшеницы "новосибирская-67" выведен на основе мутантной формы, полученной при облучении рентгеновскими лучами семян сорта "новосибирская-7". Методом мутагенеза выведен известный на Украине сорт "киянка". Оба эти сорта имеют короткую и утолщенную солому, предохраняющую от полегания в период уборки.

 

Клеточная инженерия — совокупность методов конструирования клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции. Методы клеточной инженерии лежат в основе ряда биотехнологических процессов, широко применяются в селекции растений и животных.

 

Метод искусственного получения растений на основе явления регенерации. Из культуры клеток или тканей многих растений оказалось возможным сразу выращивать полноценные растения с желаемыми свойствами. Так, если требуется усилить солеустойчивость растения, то в питательную среду добавляют увеличенное количество соли. Выжившие клетки формируют солеустойчивый клон. Отбору в данном случае подвергается не целое растение, а только отдельные клетки. Не выходя из лаборатории, ученый может провести отбор у тысяч растений.

 

Метод гаплоидов. На специальных средах ученые выращивают растения из клеток пыльцевых зерен. Гаплоидный набор пыльцы искусственно делают диплоидным, в результате организм становится гомозиготным сразу по всем генам. Экономятся годы селекционных работ при получении чистых линий.

 

Метод гибридизации соматических клеток использует процедуру слияния протопластов — клеток растений, утративших свои оболочки с помощью обработки специальными ферментами. Таким путем удается преодолевать межвидовые и даже межродовые барьеры. Разработаны методы, позволившие получить гибриды неделящихся В-лимфоцитов с опухолевыми клетками мышей — гибридомы, они продуцируют антитела, необходимые в диагностике и лечении болезней человека, и обладают способностью к неограниченному делению.

 

45. Выды селекционных посевов и их значение.

Испытания селекционного материала нужно проводить на разных этапах работы. Однако количество семян, имеющееся в распоряжении селекционера в разные периоды селекционного процесса, неодинаково. В гибридных и селекционных питомниках оно измеряется граммами и, постепенно нарастая, достигает в сортоиспытании нескольких килограммов. Это определяет последовательность в прохождении селекционного материала, методику оценки и испытания его на различных стадиях работы.

Различают три основных вида селекционных посевов.

I. Питомники. В большинстве из них из-за недостатка семян оценку селекционным номерам по продуктивности и урожайности дают на небольших делянках.

II. Сортоиспытание. Оценка новых сортов в условиях, приближающихся к производственным.

III. Размножение перспективных сортов. Оценка и размножение новых выведенных сортов с сохранением сортовой чистоты.

Высевая новые перспективные сорта, необходимо добиваться получения высокого коэффициента размножения семян (КР). Коэффициентом размножения называется отношение полученного урожая к количеству высеянных семян. Например, при высеве 50 кг семян на 1 га и урожае 5 т кондиционных семян с 1 га.

 

КР = 5000 кг/50 кг = 100.

 

Для получения высоких коэффициентов размножения семян перспективных сортов применяют широкорядные посевы, вносят большие нормы удобрений, выбирают наиболее плодородные участки, применяют поливы и т. д.

Питомники делятся на четыре основных вида: 1) исходного материала: а) коллекционные, б) гибридные, 2) селекционные, 3) контрольные, 4) специальные.

51. Порядок включени новых сортов и гибридов в государственное сортоиспытание . Районирование.

Новый выведенный селекционно-опытным учреждением сорт может быть передан в государственное сортоиспытание, если по урожайности он превосходит (при уровне доверительной вероятности 0,95) лучшие районированные, а также находящиеся в государственном испытании сорта при более высоких или равных качественных показателях или если достоверно превосходит на достаточную величину районированные сорта по качественным показателям при более высокой или равной урожайности. При этом особое внимание обращается на основные хозяйственно ценные признаки и биологические свойства: урожайность и качество продукции, зимостойкость, засухоустойчивость, скороспелость, устойчивость к поражению болезнями и повреждению вредителями, пригодность к возделыванию по интенсивным технологиям. Новые сорта приравниваются по правовой охране к изобретениям.

Вновь созданные сорта передают в государственное сортоиспытание по данным трехлетнего конкурсного сортоиспытания в научно-исследовательском учреждении-оригинаторе и одно-двухлетнего производственного испытания.

При передаче нового сорта в государственное сортоиспытание на него представляют характеристику (описание) по установленной форме, в которой приводят результаты испытания и указывают требования сорта к агротехнике. Одновременно заявитель нового сорта высылает в Отдел интродукции ВИР образец (эталон) нового сорта, включающий гербарий, семена, клубни, луковицы, черенки, соцветия (колосья, метелки, початки и пр.). Для анализа качества продукции нового сорта, передаваемого в государственное испытание, в Центральную лабораторию Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур высылают образцы зерна (семян, клубней).

Ко времени передачи нового сорта в государственное сортоиспытание научно-исследовательское учреждение должно накопить определенный запас его семян, необходимых для рассылки нескольким сортоучасткам и для производственного сортоиспытания. Например, семян зерновых культур требуется в первый год испытания 2 т, во второй — 5, картофеля соответственно 5 и 20 т.

В первый год все сортоучастки получают семена нового сорта непосредственно от научно-исследовательского учреждения, в котором он выведен. В последующие годы семена сортов самоопыляющихся культур выращивают на сортоучастке. Семена сортов перекрестноопыляющихся культур сортоучастки получают ежегодно от селекционно-опытных учреждений своей области (края) или их размножение организуется на одном из сортоучастков для рассылки всем другим, испытывающим данный сорт. Каждый сортоучасток создает собственные семенной и страховой фонды всех испытываемых сортов.

Районирование сортов

Конечный результат работы всей системы государственного сортоиспытания — установление районов распространения новых сортов, их районирование.

Существует следующий порядок районирования новых сортов. Сортоучасток по данным основного и производственного сортоиспытания составляет годовой отчет о своей работе. Результаты сортоиспытания рассматривают сначала на совещании специалистов и руководителей хозяйств зоны обслуживания сортоучастка, а затем на областном (краевом) агрономическом совещании, созываемом агропромышленным комитетом области (края) и областной (краевой) инспекцией по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. Областное агрономическое совещание разрабатывает проект сортового районирования на следующий год, вносит предложения по исключению сортов из числа районированных. Окончательное решение по этим вопросам выносит Государственная комиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур. На основе ее решения исполком областного (краевого) Совета народных депутатов утверждает сортовое районирование сельскохозяйственных культур на очередной год.

Государственная комиссия по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур и сеть ее сортоучастков и станций проводят большую работу. Ежегодно испытывается более 14 тыс. сортов и гибридов почти 300 культур. Районировано около 3000 сортов полевых культур. Среди районированных и внедренных в производство около 600 сортов зерновых колосовых и крупяных культур, около 100 гибридов и сортов кукурузы, более 100 сортов картофеля, более 750 сортов различных кормовых культур и т. д.