Как вывести новые сорта растений
Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов
Содержание:
Селекционная работа ведется по следующей схеме: создается желаемая модель сорта или породы, происходит подбор методов для работы, начинается планомерная деятельность по реализации задуманного.
При проведении селекционных экспериментов учитывают следующие факторы:
В плодоводстве «работают» методы И.В. Мичурина. Он использовал приемы воспитания сеянцев, влияя на них с помощью факторов внешней среды:
На заметку: И.В. Мичурин вывел много сортов, которые гетерозиготны. Чтобы не утратились полезные признаки, он размножал их вегетативным путем. Занимался зимостойкостью растительных культур и «проложил путь на север» для винограда, абрикоса, черешни, яблок.
Селекция животных строится по другому принципу, с учетом физиологических особенностей. Применяют инбридинг (создание чистых линий) и аутбридинг (эффект гетерозиса). Сложность селекционной работы с животными состоит в том, что у одного пола невозможно проследить развитие заложенных качеств (у быков – молочность, у петухов – яйценоскость). Производители выводят «пробных потомков», у которых сложно прогнозировать необходимые качества.
Особенности селекционной работы с животными
На заметку: Чтобы получить значительное количество потомков и выбрать из вариативного ряда подходящие формы, применяют искусственное осеменение и искусственное оплодотворение в пробирке, с пересадкой зиготы в матку суррогатной матери.
Проводится селекция микроорганизмов, которые используются в получении продуктов, очистке сточных вод, получении лекарственных препаратов, борьбе с вредителями и в других сферах человеческой деятельности.
Жизнедеятельность микроорганизмов протекает по особому пути и метод гибридизации к ним неприменим. В селекции микроорганизмов результаты дает искусственный мутагенез. Клетки чувствительны к физическому и химическому воздействию. В ходе изменения генотипа происходят разные мутации, среди которых выбираются те, которые способны послужить на благо человека.
Искусственное скрещивание штаммов возможно с помощью бактериофагов, которые попадая в клетки разных бактерий «случайно» захватывают чужую наследственную информацию. Таким путем получены штаммы грибов, способных продуцировать антибиотики и витамины
Лекция № 23. Селекция растений
Селекция
Это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.
Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял значение изучения сортового, видового и родового разнообразия культур; изучения наследственной изменчивости; влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков; знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации; особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей; стратегии искусственного отбора.
Породы, сорта, штаммы — искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.
Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород.
Для успешной работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала. Во Всесоюзном институте растениеводства Н.И. Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара, которая в настоящее время пополняется и является основой для работ по селекции любой культуры.
Центры происхождения культурных растений, выявленные Н.И. Вавиловым
Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации. Именно там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводятся искусственный отбор и селекция растений.
Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор. Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный.
Массовый отбор
Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.
Индивидуальный отбор
Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия — потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.
Естественный отбор
Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.
Инбридинг (инцухт)
В центре гетерозисная кукуруза, слева и справа родительские особи.
Так называется близкородственное скрещивание. Инбридинг имеет место при самоопылении перекрестноопыляемых растений. Для инбридинга подбирают такие растения, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса. Такие подобранные растения в течение ряда лет подвергаются принудительному самоопылению. В результате инбридинга многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение.
Гетерозис («гибридная сила») — явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Эффект гетерозиса объясняется двумя основными гипотезами. Гипотеза доминирования предполагает, что эффект гетерозиса зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии. Чем больше в генотипе генов в доминантном состоянии, тем больше эффект гетерозиса.
| Р | ♀ AAbbCCdd | × | ♂ aaBBccDD |
| F1 | AaBbCcDd | ||
Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование — вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние.
Растения диплоидной (2n = 16) и тетраплоидной (2n = 32) гречихи.
Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при селекции пшеницы поступают следующим образом. У цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в сосуде с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.
Метод получения полиплоидов. Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.
Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами. Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.
Отдаленная гибридизация
Восстановление плодовитости капустно-редечного гибрида: 1 — капуста; 2 — редька; 3, 4 — капустно-редечный гибрид.
Отдаленная гибридизация — это скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.
Методика преодоления бесплодия у отдаленных гибридов была разработана в 1924 году советским ученым Г.Д. Карпеченко. Он поступил следующим образом. Вначале скрестил редьку (2n = 18) и капусту (2n = 18). Диплоидный набор гибрида был равен 18 хромосомам, из которых 9 хромосом были «редечными» и 9 — «капустными». Полученный капустно-редечный гибрид был стерильным, поскольку во время мейоза «редечные» и «капустные» хромосомы не конъюгировали.
Далее с помощью колхицина Г.Д. Карпеченко удвоил хромосомный набор гибрида, полиплоид стал иметь 36 хромосом, при мейозе «редечные» (9 + 9) хромосомы конъюгировали с «редечными», «капустные» (9 + 9) с «капустными». Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др. Виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение, называются аллополиплоидами.
Использование соматических мутаций
Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.
Экспериментальный мутагенез
Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.
Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным
С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость.
Перейти к лекции №22 «Методы генетики человека»
Перейти к лекции №24 «Селекция животных»
Смотреть оглавление (лекции №1-25)
Скрещивание растений
Что такое скрещивание растений
Технология скрещивания растений
Пространственная и временная изоляция при скрещивании
Преимущества скрещивания
Что такое скрещивание растений
Гибридизация или скрещивание растений – это один из основных методов селекции растений. Сущность метода заключается в скрещивании двух растений разных сортов, видов или родов.
Результатом, который напрямую зависит от подбора родительских растений, является получение новых сортов и видов.
Технология скрещивания
Технология скрещивания заключается в искусственном или естественном переносе пыльцы с растения одного сорта или вида на другое, проводимое под тщательным контролем.
В этот период важно изолировать цветки, чтобы исключить попадание посторонней пыльцы.
На следующий день после удаления тычинок с материнского растения проводят оплодотворение:
Оплодотворенные цветки должны быть укрыты на весь период роста вплоть до созревания плодов. Лишние цветки рекомендуется удалить. После сбора созревших плодов они должны вылежаться от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от времени созревания и срока хранения культуры.
Семена косточковых растений высеваются сразу на гряды, семечковые летнего созревания после трехдневной просушки высеваются в песке на грядки осенью. Семена растений, которые созревают осенью, собирают, когда плоды уже начинают портиться, но не позже апреля. После сбора и просушки их высевают в подготовленные емкости.
Пространственная и временная изоляция при скрещивании
При скрещивании перекрестноопыляющихся культур можно применять пространственную изоляцию: растения выращиваются на разных, удаленных от растений данного сорта, участках. К таким культурам относятся морковь, капуста, свекла и др.
У двудомных растений, таких как шпинат, при выращивании на одном участке у одного из сортов нужно удалить мужские растения.
Скрещивание перекрестноопыляющихся культур на изолированных участках намного минимизирует трудозатраты: опыление происходит естественным путем – ветром или насекомыми. Кроме того, на одном изолированном участке возможно размесить несколько растений одного сорта, таким образом, увеличив число полученных гибридных семян. Существенный недостаток такого метода состоит в невозможности полностью исключить попадание посторонней пыльцы. Кроме того, при естественном перекрестном опылении примерно половина растений оказывается оплодотворена пыльцой своего сорта.
В регионах с теплым климатом, где период вегетации достаточно продолжителен, для растений с быстро отцветающими цветками можно использовать изоляцию во временных интервалах: на одном и том же участке проводятся разные комбинации скрещивания. Разные сроки цветения исключают незапланированное переопыление.
В селекционной практике при отсутствии достаточного пространства для организации отдельных участков применяются изоляционные сооружения:
Для растений, опыляемых насекомыми, при сооружении изоляторов лучше использовать такие материалы, как батист или марля, для ветроопыляемых культур – пергаментную бумагу.
Преимущества скрещивания
Процесс гибридизации – скрещивания растений – направлен на получение сортов растений, обладающих выигрышными свойствами родительских сортов, таких как:
К примеру, если у отцовского и материнского растения устойчивость к разным заболеваниям, то полученный гибрид унаследует стойкость к обоим болезням.
Гибридные сорта растений обладают лучшей жизнестойкостью, они меньше подвержены перепадам температуры, влажности, изменения климатических условий, чем их негибридные собратья.
Больше информации можно узнать из видео.
Любимые цветы
Все о палисадниках, клумбах и цветниках – в фотографиях и статьях
Выводим собственные сорта цветов
Мы расскажем, как скрестить между собой два сорта одного вида растения – этот метод называется гибридизацией. Пусть это будут растения разных окрасок или отличающиеся формой лепестков, листьев. Или, возможно, они будут отличаться сроками цветения или требованиями к внешним условиям?
Выбирайте растения, которые быстро зацветают, чтобы ускорить ход эксперимента. Лучше также для начала выбирать неприхотливые цветы – например, наперстянки, календулы или дельфиниумы.
Ход эксперимента и дневник наблюдений
Для начала сформулируйте свои цели – что вы хотите получить от эксперимента. Какие желаемые признаки должны быть у новых сортов?
Заведите тетрадь-дневник, куда вы запишете цели и будете фиксировать ход эксперимента от начала и до конца.
Не забудьте подробно описать исходные растения, а затем и полученные гибриды. Вот наиболее важные момент: здоровье растений, интенсивность роста, размеры, окраска, аромат, время цветения.
Строение цветка
В нашей статье в качестве примера будет рассматриваться цветок морозника, его вы видите на схеме и на фотографиях.
 |
Внешний вид цветов у разных растений может значительно отличаться, однако строение цветков в основном одинаково.
Опыление цветка
1. Начните с выбора двух растений. Одно будет опылителем, а другое – семенным растением. Выбирайте здоровые и крепкие растения.
2. Внимательно следите за семенным растением. Выберите нераспустившийся бутон, с которым будете проводить все манипуляции, пометьте его. Кроме того, его придется изолировать еще до открытия – завязав его в полотняный светлый мешочек. Как только цветок начнет открываться, срежьте у него все тычинки во избежание случайного опыления.
3. Как только цветок семенного растения полностью раскроется, перенесите на него пыльцу с растения-опылителя. Пыльцу можно перенести с помощью ватной палочки, кисточки, или вырвав тычинки цветка-опылителя и поднеся их непосредственно к семенному. Пыльцу наносите на рыльце пестика цветка семенного растения.
4. Наденьте на цветок семенного растения полотняный мешочек. Не забудьте сделать необходимые отметки в дневнике наблюдений – о времени опыления.
5. Чтобы подстраховаться, через некоторое время повторите операцию с опылением – например, через пару дней (зависит от сроков цветения).
Выберите два цветка – один будет служить опылителем, другое растение станет семенным.
Сразу, как только цветок семенного растения распустится, срежьте у него все тычинки.
Нанесите пыльцу, взятую с цветка-опылителя, на пестик цветка семенного растения.
Опыленный цветок обязательно следует пометить.
Получение гибридов
1. Если опыление прошло удачно, то вскоре цветок начнет вянуть, а завязь будет увеличиваться. Не снимайте мешочек с растения, пока не созреют семена.
2. Полученные семена высаживайте как на рассаду. Когда получите молодые растения-гибриды, то выделите им отдельное место в саду или пересадите их в ящики.
3. Теперь дождитесь цветения гибридов. Не забывайте описывать все наблюдения в дневнике. Среди первого, да и второго поколения, могут быть цветы точь-в-точь повторяющие родительские свойства без изменений. Такие экземпляры забраковывают сразу. Сверьтесь со своими целями и отберите среди полученных новых растений те, которые максимально подходят под нужные признаки. Можете опылить их также вручную, либо изолируйте их.
Цветок семенного растения следует защищать мешочком из текстиля.
Когда получите семена, высаживайте их на рассаду. Молодые растения разместите в ящиках.
Внимательно следите за своим новым гибридом, записывайте в дневник свои наблюдения.
Если вы решили заниматься выведением новых сортов всерьез, то вам будет необходим совет специалиста-селекционера. Дело в том, что вам нужно будет выяснить, действительно ли вы вывели новый сорт или идете уже проторенной кем-то дорожкой. Конкуренция в области создания новых сортов очень высока.
Тем же, кто решил поэкспериментировать с гибридизацией в качестве домашнего хобби, мы желаем получить от этого занятия море удовольствия, сделать множество радостных открытий и подарить наконец всем своим друзьям-садоводам новый сорт какого-нибудь чудесного цветка, названный своим именем.
Сайт для дачников, огородников, цветоводов
Выведение новых сортов плодовых культур
Выведение новых и улучшение существующих сортов сельскохозяйственных растений научными методами отбора, гибридизации, оценки потомства и другими называется селекцией.
Конечной целью селекционной работы в плодоводстве является улучшение сортовою состава плодовых насаждений и повышение их продуктивности. Достигается эта цель двумя путями:
Первый путь относительно прост, так как при отборе используются результаты уже проведенной многолетней селекционной работы. Остается только собрать наиболее интересные сорта и после некоторой проверки в условиях сада отобрать лучшие для широкого размножения и внедрения в производство. Однако этим путем не всегда удается улучшить сортимент в желаемом направлении, так как в насаждениях может не оказаться нужных высококачественных сортов.
Второй путь длителен, так как плодовые культуры, выращенные из семян, начинают давать урожай только через несколько лет после посева. Например, яблоня вступает в плодоношение обычно на 10—15-м году жизни. Различными приемами можно ускорить селекционный процесс, по при любых условиях сорта, привитые на дички (подвои), быстрее вступают в плодоношение, чем выращиваемые из семян. Этот путь позволяет коренным образом улучшать сортимент.
Плодово-ягодные растения строением и развитием отличаются от многих других сельскохозяйственных растений. Они являются многолетними и размножаются чаще всего не семенами, а вегетативно (прививкой глазков, черенков, отпрысками, отводками, делением куста и т. д.).
В Северо-Западной зоне самой распространенной плодовой породой является яблоня. Поэтому в развитии садоводства зоны основная роль принадлежит этой плодовой породе, а улучшение сортимента яблони имеет важнейшее значение.
Суровые зимы 1939/40 и 1941/42 гг. нанесли серьезный ущерб садоводству. Старые сады полностью погибли, а молодые значительно пострадали от морозов. Существенный вред садам принесла и зима 1955/56 г. Во избежание в будущем таких потерь необходимо повышать зимостойкость сортов.
Проблема получения зимостойких сортов разрешается и будет разрешена созданием местных сортов. И. В.Мичурин призывал всемерно заниматься выведением новых высокопродуктивных сортов. «Мы должны вывести и пополнить наши ассортименты плодовых растений своими новыми сортами, отобранными по лучшей продуктивности (или доходности) и большей приспособленности к местным почвенным и климатическим условиям страны. Таким сортам, сложившим форму построения своего организма под постоянным воздействием влияния местных условий развития, не будут страшны различные невзгоды, они по привычке перенесут их легко»1.
Без учета конкретных условий даже возделывание лучших существующих сортов не дает желаемого результата, так как эти сорта хорошо произрастают только в той местности, где выведены. «Такие copra, насильственно перемещенных растений, — указывал И. В. Мичурин, — за очень редкими исключениями, едва влачат у нас свое жалкое существование, постепенно чахнут и, наконец, совершенно погибают или вырождаются до того, что приносят плоды по своим качествам гораздо хуже наших старых местных сортов»2.
Работу по улучшению сортимента плодово-ягодных культур в северо-западных областях в основном ведут Ленинградская плодоовощная опытная станция и Павловская опытная станция ВИРа. Еще в довоенные годы на Ленинградской опытной станции был создан гибридный фонд только по яблоне в количестве свыше 10 тыс. сеянцев. После войны гибридный фонд значительно расширился по всем плодово-ягодным культурам.
Из гибридных сеянцев яблони выделено свыше 500 отборных и перспективных форм, отличающихся более высокой зимостойкостью по сравнению с исходными сортами, хорошими вкусовыми качествами плодов и разными сроками их созревания, что важно для удлинения периода потребления плодов в свежем виде. Все эти формы размножены и проходят первичное сортонзучение; 12 сортов, в том числе 7 зимних, приняты в государственное сортоиспытание.
Среди выведенных новых гибридных сортов яблони имеются и такие, плоды которых созревают раньше раннего летнего сорта Папнровка и позже зимнего сорта Антоновка, причем плоды новых поздних сортов способны сохраняться в свежем виде на 5—6 месяцев дольше, чем Антоновка. Эти сорта неоднократно экспонировались на ВДНХ, областных, районных и других выставках Северо-Западной зоны, где получали хорошие и отличные оценки, что говорит о больших возможностях селекционной работы с плодовыми культурами.
Мичуринское учение дало селекционерам неограниченные возможности для эффективной селекционной работы со всеми плодовыми кулыурами. И. В. Мичурин писал: «…следует обратиться к самому верному и надежному способу получения новых сортов путем посева семян, взятых от отборных плодов, лучших сортов как своих, так и иностранного происхождения…
Вот семена их-то и сейте, кто сколько может, и поверьте, труды ваши в общем не пропадут даром. Не думайте, что для того, чтобы получить хороший, а иногда и прекрасный новый сорт, потребуется масса семян. Тут не в количестве, а в качестве суть. Посейте и возрастите как следует сотню другую отборных семян из лучших плодов хорошего сорта и получите более против того, если бы вы посеяли и вырастили как-нибудь целые миллионы из семян сборной дряни»1.
Раньше сеянцы культурных сортов выращивались в питомниках в большинстве случаев из семян, взятых от нетоварных плодов, которые использовались в основном для технической переработки. Естественно, что такие семена не давали высококачественных сеянцев.
В настоящее время нет необходимости в селекции плодовых растений прибегать к сложным приемам или методам для получения сеянцев с культурными качествами плодов. Успех в работе обеспечивается подбором родительских пар, посевом семян из озборных по качеству плодов и выращиванием сеянцев в местных условиях. В селекционном процессе отбор лучших плодов является как бы дополнительным звеном, основанным на зависимости качества плодов от наследственных свойств семян и используемым лишь в группе плодовых и ягодных растений.
Плоды являются как бы зеркалом, отражающим наследственные особенности семян. Уже по плодам материнского растения можно создать приближенное представление о плодах будущих сеянцев. Любое благоприятное по сравнению с исходными сортами отклонение в сеянце уже в первом поколении закрепляется вегетативным способом размножения. Остальные сеянцы также дадут хозяйственно годные плоды.
Селекция плодово-ягодных растений и особенно яблони, казавшаяся самой сложной по сравнению с селекцией других сельскохозяйственных кулыур и потому замкнувшаяся в рамках опытных учреждений, становится простой и доступной для самых широких масс колхозников, рабочих и служащих. Открылись пути для осуществления мечты И. В. Мичурина — перенести селекцию плодовых из стен опытных учреждений на колхозные и совхозные ноля.
Развитие плановой селекции плодово-ягодных культур, основы которой заложены в трудах И. В. Мичурина, не должно ни подменить, ни задержать развитие народной селекции. Наоборот, народная селекция, вооруженная передовой мичуринской наукой, должна подняться на новую, высшую ступень. Особенно важна народная селекция в новых, недавно освоенных районах с недостаточно благоприятными условиями для возделывания тех или других пород плодово-ятдных растений.
Отбор плодов при выведении новых сортов плодовых культур сочетается с индивидуальным отбором растений. Все сеянцы из отборных плодов будут варьировать в пределах культурных сортов без возврата к диким формам.
При селекции плодовых растений следует отбирать только такие плоды, у которых наиболее выражены желательные качества: размер, вкус, консистенция, сроки созревания и г. д. Такой отбор плодов на семена во много раз повышает выход сеянцев с культурными признаками и, главное, с самого начала работы освобождает от необходимости выращивать большое количество сеянцев до плодоношения (на что затрачивается много лет), чтобы затем значительную часть их выбраковать по непригодности.
Таким образом, отбор плодов является тем методом, который в значительной мере позволяет предвидеть результат селекционной работы в самом се начале. Зимостойкость сеянцев повышается при выращивании в местных условиях, к которым они приспосабливаются на ранних стадиях развития. Лучшие результаты в качестве исходных в этом случае дают сорта, уже акклиматизированные в данных условиях.
Акклиматизация растений, отмечал в своих работах Мичурин, возможна лишь путем посева семян. Он указывал также на нецелесообразность ввозить хорошие иностранные сорта, так как очень немногие из них оказываются пригодными для возделывания в северной и средней частях России, отличающихся суровым климатом.
Огромное большинство сортов плодово-ягодных растений, существующих в производстве, создано народной селекцией. В производстве всех стран мира находится более 20 тыс. сортов главнейших плодово-ягодных пород, из них сортов яблони — более 6000, груши — около 5000, сливы 2000, вишни и черешни — 1500, земляники— 2000, крыжовника — 1500, малины — 600, смородины черной и красной — 350. Все эго результат многовековой творческой деятельности народных масс.
Достижения народной селекции определяются не только количеством выведенных сортов, но главным образом теми полезными для человека изменениями частей растительного организма, ради которых велся отбор. При селекции плодовых растений главное внимание было обращено на увеличение размера и улучшение качества плодов. В этом направлении успехи исключительно велики. Например, если дикие исходные формы яблони имели невкусные плоды весом по 3—5 г и меньше, то плоды выведенных из них лучших культурных сортов весят по 300—500 г и больше и имеют превосходные вкусовые качества.
Чтобы получить гибрид, обладающий признаками двух сортов, проводят их скрещивание, т. е. пыльцой одного сорта опыляют цветки другого. Сорт опыляемый, на котором завязываются гибридные плоды, называется материнским, а сорт опыляющий, от которого взята пыльца, отцовским. Если в саду имеются деревья обоих сортов, то по желанию можно или тот или другой сорт выбрать на роль отцовского или материнскою. В том случае, когда в саду произрастают деревья только одного избранного для селекции сорта, пыльцу для скрещивания можно получить из любого другого сада.
ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ ПЛОДОВО-ЯГОДНЫХ КУЛЬТУР
Важнейшая задача селекции плодово-ягодных растений — выведение зимостойких и высококачественных сортов для повсеместного распространения их и удовлетворения различных потребительских запросов.
Необходимо повышать зимостойкость и урожайность всех сортов. Чтобы продлить период потребления. улучшить качество плодов в свежем виде, нужно создать скороплодные сорта плодовых культур, созревающие раньше имеющихся летних и позже зимних сортов.
В селекции яблони основной задачей является выведение зимостойких, скороплодных, урожайных, ежегодно плодоносящих сортов, усгойчивых к парше, с плодами хороших вкусовых качеств раннелетнего и позднеосеннего созревания.
Методика селекционной работы не может быть одинаковой дня всех зон и оторванной от состояния плодоводсгва в том или другом районе. В разных областях Северо-Западной зоны развитие плодоводства резко различается: в одних сортимент плодовых представлен широко, в других — весьма ограничен. Поэтому не может быть единой методики улучшения сортимента плодовых культур.
Вопрос о том, какими из многочисленных его методов можно пользоваться при выведении новых сортов, следует решать в каждом отдельном случае исходя из наличия породно-сортового материала и результатов проведенной, работы (достоинств и недостатков имеющихся сортов и сеянцев, их состояния и т. д.). Однако основным методом, который Мичурин всегда рекомендовал селекиионерам-садоводам. является простой и доступный метод выведения новых сортов на основе отбора лучших плодов. Он применим как при свободном опылении, так и при искусственном скрещивании.
Подбор родительских пар
Успешное и быстрое решение селекционных задач зависит от правильного подбора родительских сортов. Практика показала, что самый хороший результат в качестве производителей дают лучшие сорта. При скрещивании культурных сортов с дикими формами обычно получается потомство, уклоняющееся в сторону дикой формы. Для осмысленного подбора растений к скрещиванию, говорил Мичурин, «нужно знать качества производителей этих растений, и только тогда можно действовать не наугад, а с более или менее верным расчетом на получение в сеянцах желаемых комбинаций свойств и качеств».
Сила наследственной передачи признаков зависит в основном от индивидуальных свойств производителей.
И. В. Мичурин указывал, что для получения наибольшего процента хороших новых сортов, пригодных для культуры с лучшими по внешнему виду и вкусу плодами, необходимо выполнять следующие условия:
Подбор исходных сортов нужно проводить с учетом их наследственных особенностей, происхождения, биологической приспособленности к местным условиям и силы развития как производителей.
Но способности передавать качества потомству Мичурин разделяет культурные сорта яблони на три группы.
К первой группе он относит сорт Антоновку. При опылении культурными сортами Антоновка дает семена, из которых получается некоторое количество сеянцев с культурными качествами.
Во вторую группу включает сорта, слабо передающие потомству культурные качества. Наиболее характерными представителями этой группы он считает сорта Грушовку, Боровинку, Коричное полосатое и некоторые другие.
В третью группу объединяет «те сорта, которые не требуют строгого соблюдения условий при сборе семян и дают хороший процент сеянцев с культурными качествами от семян из плодов, созревших при всяких условиях, без разбора»
Такими сортами являются Скрыжапель, Челеби (крымский), Анис серый, все семена круглой формы из Апорта, Боровинки и др., а также из Кандиль синапа и т. п. «…Сорта этой группы, — писал Мичурин, — доступнее всех для большей части лиц, пожелающих заняться делом посева, так как семена можно брать из плодов, купленных на рынкс»
В Ленинградской и смежных областях для подбора пар производителей могут служить следующие распространенные и встречающиеся сорта яблони:
Садоводы могут вести селекционную работу не только с теми сортами, которые здесь перечислены. Все сорта, какие будут обладать хотя бы одним из таких важнейших признаков для улучшения существующею сортимента, как устойчивость, высокие качества плодов и урожайность, следует использовать для селекции.
В условиях Ленинградской области, например, в качестве материнской формы лучшие результаты дают сорта Боровинка, Панировка, Осеннее полосатое, Коробовка, Суйслепское, Пепин литовский и некоторые другие.
Сила наследственной передачи признаков нс всегда бывает одинаковой даже у одной и гой же пары скрещиваемых сортов и изменяется в разные годы в зависимости от окружающих внешних условий. Наиболее распространенный в Ленинградской области сорт Антоновка и несколько реже встречающийся сорт Боровинка считаются слабо передающими потомству культурные качества. Однако иногда приходится наблюдать полное воспроизведение сорта Антоновка во всех его деталях в сеянце, выращенном из семени Антоновки. Кроме того, в роли отцовскою производителя в некоторых случаях, хотя и редких. Антоновка передает свои признаки сеянцам в преобладающем количестве. Примером являются несколько гибридов, полученных на Ленинградской опытной станции по садоводству от опыления сорта Боровинка пыльцой Антоновки.
Способность передавать признаки по наследству зависит от индивидуальных особенностей сортов. Наиболее сильно она развита у сортов с выравненными или однотипными плодами. Выравненное^ плодов объясняется высокой Наследственной устойчивостью этих сортов.
У сортов Борсдорфское луковичное, Коробовка. Боровинка, Пармен зимний золотой и ряда других плоды сравнительно одномерны. Чем сильнее выражена одномерность плодов у этих сортов, тем лучше они передают потомству свои наследственные признаки. Наиболее полно эта зависимость проявляется у диких форм (китаек, сибирок) с одномерными плодами.
Сорта, имеющие невыровненные плоды, как, например, Антоновка и в меньшей степени Осеннее полосатое. Панировка, Суйслепское, Титовка и другие, дают потомство, уклоняющееся в своих признаках от родительских форм. У перечисленных сортов признаки лучше всего передаются сеянцам в том случае, если они выращены из семян, полученных от плодов, наиболее типичных для данного сорта.
Степень изменчивости плодов различна у разных сортов. Под влиянием условий среды и опылителей изменениям подвергаются плоды и у таких сортов, у которых обычно они отличались относительной одномерностью. Изменения в сторону улучшения качества плодов дают селекционеру возможность вести отбор их на семена и повышать результативность селекционной работы.
От опыления летних сортов летними получаются сеянцы летнего срока созревания плодов с некоторыми отклонениями как к более ранним, так и к более поздним, чем исходные родительские сорта. В ряде случаев результатом опыления осенними сортами или, наоборот, осенних летними, бывают сеянцы летнего срока созревания плодов.
Размеры плодов и их качества, сроки созревания, время вступления сеянцев в нору плодоношения, сила развития деревьев, форма кроны и другие признаки наследуются в той или другой мере как промежуточные, либо при этом преобладают признаки одного из родителей.
Гибриды от скрещивания осенних сортов имеют как ранние, так и поздние формы даже в пределах одной, семьи. Нередко Антоновка при опылении Папировкой дает гибриды как промежуточные по срокам созревания, так и ранние, даже летние.
При скрещивании Антоновки с Боровинкой получается потомство, у которого преобладают признаки Боровинки. Часто Боровинка хорошо передает особенности дерева, высокую урожайность, форму плодов, окраску, вкусовые качества, а также более раннее вступление в нору плодоношения (скороплодность) и свой недостаток — склонность плодов к поражению паршой. Скрещивание Боровинки с Антоновкой не дает гибридов, существенно превосходящих по своим качествам родительские сорта, а часть гибридных сеянцев по качеству плодов уступает им.
Антоновка иногда передает сеянцам характерные вкусовые свойства плодов, а также морфологические при-знаки дерева и плодов как в качестве отцовской, так и материнской формы.
Особой выравнеиностыо сеянцев отличается гибридная семья Боровинках Сахарное литовское. Сеянцы этой семьи уклонились в сторону Боровинки, но несколько варьируют по урожайности, интенсивности окраски плодов и их вкусовым качествам. Кроме тою, эти сеянцы отличаются более ранним созреванием плодов, чем Боровинка.
Борсдорфское луковичное является интересной исходной формой для выведения зимних сортов. Недостатками сорта являются мелкие плоды, позднее вступление в пору плодоношения п невысокая зимостойкость; положительными качествами — вкусные плоды, способные долго храниться, и хорошее естественное формирование кроны. Этот сорт как в материнской, гак и в отцовской роли хорошо передает сеянцам свои положительные признаки. При скрещиваниях Борсдорфского с Антоновкой выявляется большой процент сеянцев с пресно-сладкими плодами, что несколько снижает достоинства этой комбинации.
Техника искусственного скрещивания
Сорта плодово-ягодных растений в большинстве самобесплодны, т.е. не образуют завязи и плодов при опылении пыльцой своего сорта. Нормальное завязывание плодов, как правило, происходит при перекрестном естественном или искусственном опылении пыльцой других сортов, а поэтому и все семена от естественного или искусственного опыления сортов являются гибридными.
Применение искусственной гибридизации или скрещивания сортов дает лучший результат, так как подбираются не только материнский сорт, но и отцовский.
Маточные растения, из плодов которых берутся семена, должны быть в хорошем состоянии п выращиваться на почвах, богатых питательными веществами.
Техника искусственной гибридизации состоит из следующих операций:
Заготовку пыльцы производят заблаговременно, но не позднее чем за 2—3 дня до скрещивания. Для этой цели с отцовского сорта собирают готовые распуститься, но еще не распустившиеся бутоны. У собранных бутонов пинцетом или иглой удаляют пыльники, рассыпают их тонким слоем на бумаге или на дне бумажных коробочек и затем помещают в сухое теплое место в тени. Через некоторое время пыльца высыхает, что определяется по разрыванию пыльников и высыпанию пыльцы. Готовую пыльцу собирают в стеклянные баночки или пробирки, снабжают их этикетками, завязывают марлей и сохраняют в сухом помещении до момента скрещивания.
Для скрещивания на материнском растении выбирают хорошо расположенные, нормально развитые цветки. Чтобы на цветок не попала посторонняя пыльца, соцветия до распускания бутонов изолируют, надевая на них мешочки из марли или пергаментной бумаги.
Кастрацию цветков у сортов, предназначенных для опыления, производят в тот момент, когда центральный цветок в соцветии распустился или близок к распусканию. Этот цветок и еще 1—2 слаборазвитых обрывают из соцветия, а 2—3 оставшихся бутона кастрируют, удаляя пыльники пинцетом или иглой.
После кастрации цветки снова помещают в изоляторы из марли или бумаги. При такой изоляции пчелы или другие насекомые не смогут занести на рыльце пестика нежелаемую пыльцу. Сразу же или на следующий день производят опыление пыльцой нужного сорта. Для этого набирают ее на палец, карандаш или кусочек резинки, укрепленный на проволоке, и, сняв изолятор, осторожно наносят пыльцу на рыльце пестика. Необходимо, чтобы опыление производилось в период зрелости рыльца, а это определяется по выступающей на его поверхности клейкой влаге. После того как пыльца будет нанесена, изоляторы вновь надевают и оставляют их до созревания и уборки плодов с дерева.
Для искусственного скрещивания можно применить и более простой способ кастрации цветков. При этом чашелистики, венчик и тычинки после надреза или надлома у основания чашелистиков вместе осторожно стягивают с цветка так, чтобы пестик остался неповрежденным. Такой способ дает возможность обходиться без изоляции кастрированных цветков, так как, лишенные венчика, они нс посещаются насекомыми, а оставленные без опыления нс образуют плодов. Опыление производят так же. как и при первом способе, т.е. с изоляцией цветков. Завязей образуется при этом не меньше, чем при обычном способе кастрации, а производительность труда повышается в 3—4 раза. Недостатком данного способа кастрации является частое повреждение пестика при неосторожной работе, которое ведет к снижению процента завязи. Мичурин отмечал непригодность этого способа кастрации в местностях с сухим климатом.
Выращивание и подбор сеянцев
Собранные семена высевают осенью в ящики с песчаной почвой или же сразу на подготовленные грядки. И. В. Мичурин рекомендовал избегать пересушки семян, лак как выращенные из них сеянцы теряют свои культурные качества. Высевать семена надо не позже чем через 3—5 дней после выборки их из созревших плодов, даже если это приходится делать зимой. В зимнее время семена высевают па грядки, подготовленные осенью, после чего бороздки с семенами присыпают талой землей. Если готовых грядок нет, то посев производят в ящики высотой 14 см, наполненные землей легкого состава (супесчаной, суглинистой). После посева ящики выносят в сад и засыпаю! снегом. Весной сеянцы, образовавшие третий лист, пикируют на грядку, расположенную в защищенном от ветра месте. Высаживают растения на расстояния 20*30 см. В течение первых дней сеянцы слегка притеняют.
С пикировочной грядки сеянцы в I—2-летием возрасте пересаживают в селекционный питомник на расстояния 30 * 90 см. Здесь их воспитывают в течение 2—3 лет, а затем высаживают на постоянное место в сад или на специальный селекционный участок на расстояния 2*2 или 3*2 м.
Уход за сеянцами состоит в обычном соблюдении правил агротехники: полке, рыхлении, поливке почвы, внесении жидкого удобрения. Хороший результат дает применение растворенного в воде птичьего помета в смеси с минеральными удобрениями.
При таком режиме сеянцы плодовых выращивают до начала плодоношения, которое наступает через 5— 10 лет и позже после посева семян. Плоды или сразу обладают всеми хорошими качествами, или постепенно из года в год улучшаются до первых 3—5 лет плодоношения.
Все сеянцы в первые годы жизни имеют сходство с дикими формами и лишь постепенно с возрастом одни расгения более, а другие менее уклоняются в сторону кулыурных сортов.
«Это уклонение, — говорил И. В. Мичурин, — одно из проявлений так называемого биогенетического закона, согласно которому всякий организм в зародышевом и младенческом развитии проделывает в своей форме все те изменения, через которые прошел когда-то его род».
Необходимо помнить о постепенности формирования культурных качеств у сеянцев, чтобы избежать преждевременной выбраковки растений, не успевших еще полностью развить своих хороших качеств.
При выведении зимостойких сортов сеянцы следует выращивать на сухих, легких и хорошо проницаемых почвах, избегая избыточного удобрения, чрезмерно усиливающего рост растений. В дальнейшем, с вступлением в пору плодоношения, питание сеянцев рекомендуется усилить.
В первые годы плодоношения, когда у сеянцев обнаруживается недостаточное развитие каких-либо желательных признаков, И. В. Мичурин применял менторы.
«В этот, особенно важный в жизни растения нового сорта период, при вступлении в начальную стадию возмужалости в случаях недостаточного развития хороших качеств в его плодах… мне часто удавалось устранить такие дефекты влиянием так называемой мною «подставки менторов», состоящей в прививке на ближайшие к штамбу части нижних ветвей деревца нескольких черенков, взятых со старого дерева давно существующего культурного сорта, преимущественно выдающегося большей силой недостающего в новом сорте качества.
Такая постановка, в большинстве случаев, давала блестящие результаты исправления недостатков, но иногда получались и полные неудачи, что, вероятно, зависело от неподходящего выбора сорта ментора или слабости его влияния»
Первый отбор среди гибридных сеянцев И. В. Мичурин производил, когда растения еще только образовывали семядоли. Сеянцы с крупными, толстыми семядолями и коротким стволиком он считал лучшими, с наиболее выраженными культурными качествами. Для 1—2-летних сеянцев он указывал на следующие признаки культурности: концы побегов толстые и опушенные; листья густо опушенные, с закругленными зубцами, крупными и толстыми пластинками; черешки листа толстые и короткие; ночки крупные; общее развитие растения хорошее.
Окончательный отбор сеянцев проводят после 3—5 лет плодоношения, так как качество плодов, их величина, время созревания, урожайность могут не проявиться в первые годы плодоношения.
Лаврик П.И., Рыбицкий Н.А., Гаврилов И.С. – Настольная книга садовода – 1972