Селекция и интродукция подвойных сортов

Селекция и интродукция подвойных сортов

ГИБРИДИЗАЦИЯ
Это у людей родителей не выбирают.

Основа успеха селекционера – именно подбор родительских исходных форм. Обычно выбирают обоих родителей – «мать», которую опыляют, и «отца», пыльцу которого берут для гибридизации. Но есть и более простой способ получить исходные семена для дальнейшей селекции – взять из красивых и вкусных плодов. К нам неоднократно обращались садоводы: «А можно ли в средней и северной зонах получить зимостойкий с хорошими качествами плодов сорт посевом семян южных сортов?» Этот вопрос интересует прежде всего любителей, живущих в городах, где продают самые разные яблоки, привезенные из-за рубежа, такие как Джонатан, Делишес и его ярко окрашенные клоны, а также груши Вильяме, Бере Боск и других южных сортов.

В связи с этим возникает два вопроса, не ответив на которые нельзя двигаться дальше.

Первый. Заслуживает ли внимания селекция без искусственной гибридизации путем посева семян, взятых из плодов и ягод естественного (свободного) опыления?

Второй. Стоит ли энтузиастам из средней и, тем более, северной зон садоводства использовать для селекции семена из плодов сугубо южных сортов, выращенных на юге?

На первый вопрос следует дать положительный ответ. Еще Андрей Тимофеевич Болотов, основоположник русской агрономической науки, разработавший первую научную отечественную помологию, посевом семян от свободного опыления создал ряд сортов яблони: Андреевка, Болотовка (Дворяниновка), Духовитка, Закорытное, Павловское, Ромадановка и др. Этим же методом И.В.Мичурин вывел сорт яблони Ермак (сеянец китайки), Олег (сеянец Скрыжапеля), Китайка-мать (сеянец Китайки) и груши Аврора (сеянец Сапежанки) и Октябрьская (сеянец Малиновки). И хотя эти сорта сейчас не имеют широкого распространения, они – реальность.

Метод получения новых сортов от посева семян от свободного опыления широко использовали во многих научно-исследовательских институтах, на опытных станциях и садоводы-любители. Так, выведены в Средней России позднезимние сорта яблони учеником Мичурина С.И.Исаевым – Северный синап (сеянец Кандиль-китайки) и Память Мичурина (сеянец Шафран-китайки). Во Всероссийском НИИ селекции плодовых культур (бывшая Орловская зональная плодово-ягодная опытная станция) нами получены сорта Бордовое, Олимпийское, Протон (все от посева семян сорта Мекинтош), Слоненок (сеянец сорта Памяти Мичурина), Ветеран (сеянец сорта Кинг), Юбиляр (814 – свободное опыление).

Однако следует отметить, что, хотя посев семян от свободного опыления для выведения новых сортов представляет интерес, все-таки лучше подбирать обоих родителей. Возрастает возможность прогнозировать отбор, а пыльцу нужного сорта нетрудно получить у своих коллег.

Что касается второго вопроса – о целесообразности садоводам средней и, тем более, северной зон использовать для селекции семена сугубо южных сортов (Джонатан, Делишес), то на него ответить полностью утвердительно нельзя.

Огромный многолетний селекционный опыт убедительно показывает, что сеянцы от таких семян получаются в большинстве случаев недостаточно зимостойкими. Безусловно, из многих тысяч сеянцев возможно отобрать один-два достаточно зимостойких, но это исключение. Да и в таких случаях очень маловероятно, что наряду с достаточной зимостойкостью они будут обладать также многими другими необходимыми для сорта качествами. Следовательно, этот путь селекции надо признать очень трудоемким и малоперспективным.

Знание комбинационных способностей обоих родителей и искусственная гибридизация по заранее продуманному плану дает гораздо больше возможностей для селекции.

Подбирая исходные формы, советуем использовать данные сортоизучения научно-исследовательских и опытных учреждений и ценный опыт садоводов-любителей.

При создании новых сортов особенно перспективны повторные скрещивания сортов между собой и со старыми и интродуцированными сортами. Селекционная практика также свидетельствует, что большой интерес представляют скрещивания сортов из разных эколого-географических зон. Этот способ разработан Мичуриным и сегодня широко используется селекционерами. При географически отдаленных скрещиваниях появляется возможность получить гибриды с большим разнообразием по ценным признакам и большие возможности для отбора лучших гибридов.

Конечно, даже длинный перечень сортов не может исчерпать всех ценных форм и комбинаций скрещивания, представляющих интерес для селекции. Каждый селекционер, опираясь на опыт научных учреждений, своих предшественников и коллег, а также на свой личный опыт, подбирает наиболее перспективные исходные родительские сорта с учетом климатических особенностей и селекционного задания.

Садоводы-любители могут вести селекцию и на комплекс полезных признаков, и на отдельные наиболее ценные, например на повышенное содержание аскорбиновой кислоты в плодах яблони или ягодах черной смородины, на компактный рост деревьев у яблони и особенно груши, на устойчивость к парше и мучнистой росе у яблони и т.д. Но при этом, конечно, надо учитывать и другие хозяйственнополезные признаки. Направление селекции тоже в значительной степени влияет на подбор исходных пар. Так, при селекции черной смородины на повышенное содержание в ягодах аскорбиновой кислоты родителями могут быть высоковитаминные сорта Белорусская сладкая, Минай Шмырев, Прима, Стахановка Алтая, Самоплодная.

Правильный обоснованный подбор родительских пар для гибридизации способствует получению ценных новых сортов с желаемыми признаками с наименьшими затратами средств и времени.

В средней полосе России перспективными семьями выявлены:

у яблони Коричное х Уэлси, Уэлси х Бессемянка Мичурина, Уэлси х Антоновка обыкновенная, Уэлси х Коричное, Джонатан х Антоновка обыкновенная, Боровинка х Оранжевое, Боровинка х Ренет Симиренко, Боровинка х Мекинтош, Ренет Симиренко х Феймез, Мекинтош х Ренет Симиренко, Ренет Симиренко х Уэлси, Мекинтош х Россошанское полосатое, Мекинтош х Бессемянка Мичуринская, Мекинтош х Антоновка обыкновенная, Мекинтош х Бабушкино, Северный синап х Память Мичурина;

у груши: ценные зимостойкие формы селекции П.Н.Яковлева (производные от уссурийской груши), скрещенные с южными сортами: Любимица Клаппа, Лесная Красавица, Лектье, Оливье де Серр, Вильямс, Деканка дю Комис, Деканка зимняя; а также семьи Дочь Бланковой х Русская малгоржатка, Бере зимняя Мичурина х Бергамот осенний, Бере зимняя Мичурина х Дюшес летний, Дуля рижская х смесь пыльцы южных сортов, Бере зимняя Мичурина х Бессемянка;

у вишни: Любская х Жуковская, Любская х Владимирская, Владимирская х Остгеймская, Владимирская х Подбельская, Жуковская х Тамбовчанка, Жуковская х Ширпотреб черная.

Селекция животных: методы. Селекция растений и животных

Сам термин «селекция» произошел от латинского слова «отбор». Эта наука изучает пути и методы создания новых и совершенствования уже существующих групп (популяций) организмов, используемых для жизнеобеспечения человечества. Речь идет о сортах культурных растений, породах домашних животных и штаммах микроорганизмов. Главным критерием при этом является ценность и устойчивость новых признаков и свойств в практической деятельности.

Селекция растений и животных: основные направления

• Высокие показатели урожайности сортов растений, плодовитости и продуктивности пород животных.
• Качественные характеристики продукции. В случае растений это могут быть вкусовые качества, внешний вид плодов, ягод и овощей.
• Физиологические признаки. У растений чаще всего селекционеры обращают внимание на наличие скороспелости, засухоустойчивости, зимостойкости, устойчивости к болезням, вредителям и неблагоприятному воздействию климатических условий.
• Интенсивный путь развития. У растений это положительная динамика роста и развития при внесении удобрений, поливе, а у животных — «оплата» корма и т. д.

Селекция на современном этапе

Современная селекция животных, растений и микроорганизмов в целях повышения эффективности в обязательном порядке учитывает потребности рынка сбыта с/х продукции, что особенно актуально для развития конкретной отрасли того или иного производства. Например, выпечка хлеба высокого качества, с хорошим вкусом, эластичным мякишем и хрустящей рассыпчатой корочкой должна осуществляться из сильных (стекловидных) сортов мягкой пшеницы, в которых содержится большое количество белка и упругой клейковины. Высшие сорта печенья изготавливают из мучнистых сортов мягкой пшеницы, а для производства макаронных изделий лучше всего подходят твердые сорта пшеницы.

Как ни странно, селекция животных и микроорганизмов связаны между собой. Дело в том, что результаты последней используются в биологической борьбе с возбудителями болезней животных, а также различных сортов культурных растений.

Яркий пример селекции, основанной на учете потребностей рынка, – это пушное звероводство. Выращивание пушных зверьков, отличающихся различным генотипом, отвечающим за цвет и оттенок меха, зависит от веяний моды.

Теоретические основы

В целом селекция должна развиваться на основе законов генетики. Именно эта наука, изучающая механизмы наследственности и изменчивости, позволяет с помощью различных воздействий влиять на генотип, от которого, в свою очередь, зависит набор свойств и признаков организма.

Генетика играет определяющую роль в процессе решения селекционных задач. Она позволяет, используя законы наследственности и изменчивости, осуществлять планирование селекционного процесса таким образом, учитывать особенности наследования конкретных признаков.

Отбор исходного генетического материала

Селекция животных, растений и микроорганизмов может быть результативной только при условии тщательного отбора исходного материала. То есть правильность выбора исходных пород, сортов, видов обусловлена изучением их происхождения и эволюции в контексте тех свойств и признаков, которыми нужно наделить предполагаемый гибрид. В поиске нужных форм в строгой последовательности учитывается весь мировой генофонд. Так, первоочередным является использование местных форм с необходимыми признаками и свойствами. Далее осуществляется привлечение форм, произрастающих в других географических или климатических зонах, то есть используются методы интродукции и акклиматизации. В последнюю очередь прибегают к методам экспериментального мутагенеза и генетической инженерии.

Селекция животных: методы

В этой области науки разрабатываются и изучаются наиболее результативные способы, позволяющие выводить новые породы домашних животных и улучшать уже существующие.

Селекция животных имеет свою специфику, которая связана с тем, что, у животных отсутствует способность размножаться вегетативным и бесполым путем. Для них характерно только половое размножение. Из данного обстоятельства вытекает и то, что для выведения потомства особь должна достигнуть половой зрелости, а это влияет на сроки исследований. Также возможности селекции ограничиваются и тем, что, как правило, потомство особей является немногочисленным.

Основными методами выведения новых пород животных, как и сортов растений, можно назвать отбор и гибридизацию.

Селекция животных, направленная на выведение новых пород, чаще всего использует не массовый, а индивидуальный отбор. Это обусловлено тем, что уход за ними более индивидуализирован по сравнению с уходом за растениями. В частности, за поголовьем скота численностью 100 особей ухаживает порядка 10 человек. Тогда как на площади, где произрастают сотни и тысячи растительных организмов, работают от 5 до 8 селекционеров.

Гибридизация

Одним из ведущих методов является гибридизация. При этом селекция животных осуществляется путем инбридинга, неродственного скрещивания и отдаленной гибридизации.

Под неродственным скрещиванием понимают гибридизацию особей, которые принадлежат к различным породам одного и того же вида. Данный метод позволяет получить организмы, имеющие новые признаки, которые затем можно использовать в процессе выведения новых пород или совершенствования старых.

Термин “инбри́динг” происходит от английских слов, означающих «внутри» и «разведение». То есть осуществляется скрещивание особей, относящихся к близкородственным формам одной популяции. В случае с животными речь идет об осеменении близкородственных организмов (мать, сестра, дочь и т. д.). Целесообразность проведения инбридинга основана на том, что происходит разложение исходной формы того или иного признака на ряд чистых линий. Они, как правило, обладают пониженной жизнеспособностью. Но если эти чистые линии в дальнейшем скрестить между собой, то будет наблюдаться гетерозис. Это явление, которое характеризуется появлением у гибридных организмов первого поколения усиления определенных признаков. Это, в частности, жизнеспособность, урожайность и плодовитость.

Селекция животных, методы которой имеют достаточно широкие границы, использует и отдаленную гибридизацию, являющуюся процессом, прямо противоположным инбридингу. В этом случае скрещиваются особи разных видов. Целью отдаленной гибридизации можно назвать получение животных, у которых будут развиты ценные эксплуатационные свойства.

Исследования М. Ф. Иванова

Известного русского ученого М. Ф. Иванова с детства интересовала биология.

Перспективы развития селекции

На каждом этапе развития перечень целей и задач селекции как науки обусловлен особенностями требований агротехники и зоотехники, этапом индустриализации растениеводства и животноводства. Для Российской Федерации весьма важным является создание сортов растений и пород животных, сохраняющих свою продуктивность в различных климатических условиях.

Интродукция как метод селекции

Введение в культуры иноземных пород, которые в естественных условиях в диком виде не произрастают, называется интродукцией, а вводимые породы – интродуцентами или чаще всего экзотами

Когда же целесообразно заниматься интродукцией:

– когда скорость роста вводимого экзота превосходит местную породу (например, лиственница);

– если древесина экзота по ценности лучше древесины местной породы (например, орех);

– когда экзоты дают ценные продукты, которые нельзя получить от местных пород (пихта сибирская, кедр сибирский, орех грецкий, облепиха);

– когда экзоты в неблагоприятных лесорастительных условиях растут лучше местных пород (лиственница Даурская на болотах);

– когда экзоты отличаются ценными декоративными качествами (дуб красный, клен серебристый, ель колючая, тополь пирамидальный).

Принято различать два вида интродукции: натурализацию и акклиматизацию.

Под натурализацией понимается интродукция породы в сходные условия, которые соответствуют видовым наследственным свойствам экзота. Экзот здесь также нормально существует, как и у себя на родине; успешно растет и хорошо размножается.

Акклиматизация – это вид интродукции, когда порода вводится в необычные условия, отличные от условий его родины, и для нормального существования этой породы необходимы существенные изменения ее видовых наследственных биологических и экологических свойств. В большинстве случаев лесоводы, говоря об интродукции понимают под этим термином акклиматизацию.

Вторая половина ХХ века характеризуется широким развитием лесной интродукции. В различных странах интродуценты занимают все большие лесокультурные площади, вытесняя коренные лесообразующие породы с лучших местообитаний. Так, псевдотсуга Мензиеза стала основной лесокультурной породой во Франции и Германии. Сосна веймутова и лиственница японская – в восточной Германии, пихта великая и благородная – в Англии, сосна Муррея – в Швеции. Экономический эффект от внедрения ряда быстрорастущих интродуцентов в плантационную культуру достаточно велик, так как большинство интродуцентов отличается большей продуктивностью.

Причин, обуславливающих высокую продуктивность некоторых интродуцентов в лесных культурах, может быть несколько. Но основная причина заключается в различном филогенетическом развитии интродуцентов и аборигенных видов. По новым данным палеографии, Европа с конца неогена претерпела целый ряд катастрофических изменений климата. В результате длительного ледникового периода, третичные виды, близкие к современным интродуцентам, отличавшиеся мощным ростом в благоприятных условиях и недостаточной устойчивостью к экстремальным проявлениям климата, вымерли и уступили свое место новым бореальным видам, приспособленным к суровым условиям существования. Однако эта спецификация на высокую адаптивность не могла не сказаться при формировании генотипа аборигенных видов, сократив или заблокировав их энергию роста. В современной генетической литературе признается несцепленность генов, контролирующих с одной стороны адаптивность, а с другой стороны продуктивность (энергию роста). Вся история эволюции подтверждает правильность этих выводов: наиболее адаптивные виды отличаются сравнительно меньшей энергией роста и наоборот.

Отсюда можно сделать заключение: потенциальные возможности интродуцентов в ассимиляции благоприятных условий климата выше, чем у местных высокоадаптивных видов. В то же время настоящая стадия четвертичного периода характеризуется как межледниковая, т.е. сейчас климат значительно мягче того, к которому адаптированы местные эволюционно молодые виды. Это дополнительное климатическое обеспечение может быть использовано местными видами и интродуцентами в различной степени, а именно интродуцентами более полно, чем и объясняется преимущество экзотов в энергии роста.

Работы по интродукции известны еще в начале 18 столетия, и вплоть до конца 19 столетия они велись хаотично без учета происхождения и свойств растений. После такого длительного периода на основе накопленного опыта возникли зачатки интродукционной теории. С самого начала эта теория подчеркивала ограниченные возможности интродукции древесных растений. Так например, известный немецкий дендролог-лесовод Майр считал, что свойства и признаки пород, их требования к условиям жизни постоянны, и что поэтому приспособления видов к новым условиям, т.е. акклиматизации, быть не может. По Майру, интродукция древесных пород возможна только в виде натурализации, когда растения переносятся в условия сходные с условиями его родины. Эта теория Майра получила название теории “климатических аналогов”.

Во второй половине Х1Х столетия в Козлове, в средней части Европейской России, начинает свои работы И.В.Мичурин, создавший новую эру в интродукционной теории и практике. И.В.Мичурин поставил своей целью улучшение плодоводства. В то время северное плодоводство было развито слабо, а сорта плодовых были малоценны и немногочисленны. Продвижение ценных сортов плодовых с юга на север надеялись осуществить постепенным приучением деревьев к холоду. Однако такой путь оканчивался неудачами.

И.В.Мичурин на основе длительного многолетнего опыта разработал новые методы по созданию зимостойких плодовых и декоративных пород. Важнейшими из этих методов являются:

1) перенос растения семенами, а не саженцами и черенками. Благодаря этому растение формируется в новых условиях с самого начала роста и развития и оказывается более жизнеспособным в этих условиях;

2) ступенчатая акклиматизация. Суть ее заключается в постепенном продвижении интродуцируемого растения в новые условия путем семенного размножения и искусственного отбора наиболее устойчивых особей в промежуточных пунктах интродукции;

3) скрещивание географически и экологически отдаленных видов и сортов древесных пород с целью изменения их наследственности. Эта дает возможность сильно расширить границы интродукции, резко увеличить ее возможности.

На основе этих основных методов И.В.Мичурин создал оригинальную теорию интродукции древесных растений, которая резко отличалась от зарубежных теорий тем, что научно обосновала возможности расширения области разведения ценных древесных пород и указала пути интродукции.

В настоящее время на основе огромного практического опыта и разносторонних научных исследований разработаны современные научные методы интродукции растений. Теоретической основой этих методов являются генетико-селекционные положения:

1. Под влиянием новых условий среды организм может изменяться лишь в границах нормы реакции генотипа. Эти изменения фенотипические и не наследуются потомками. Сам генотип не меняется. Если новые условия среды выходят за границы нормы реакции генотипа, т.е. не отвечают наследственности организма, то организм в этом случае существовать не может и погибает.

2. Виды организмов характеризуются, как правило, большим внутривидовым разнообразием. В частности, у древесных пород есть экотипы, популяции, формы, наблюдается широкая индивидуальная изменчивость. Это обуславливает существенные различия в наследственных особенностях особей, принадлежащих к одному виду. Исходя из этого, интродукция требует не единичных особей, а по возможности большого их числа. Это увеличивает вероятность того, что часть генотипов из числа интродуцированных будет подходящими для новых условий и обеспечит нормальное развитие своих фенотипов.

Именно через естественный и искусственный отбор наиболее подходящих новым условиям генотипов и осуществляется акклиматизация видов с изменением за счет этого видовых признаков, а не в результате изменения наследственных видовых признаков интродуцентов под влиянием прямого воздействия среды. Полиморфизм – широкая изменчивость вида в природе и культуре, и обширные естественные ареалы всегда являются положительным признаком при определении перспектив акклиматизации. Особенно легко поддаются акклиматизации полиморфные виды больших родов. Таковы дубы, сосны, ели, клены, шиповники, боярышники и др.

Главным условиям успешности интродукции древесных растений в Беларуси является их зимостойкость. Зимостойкость интродуцентов зависит в первую очередь от их географического происхождения. Она выше у растений из умеренных широт Евразии и Северной Америки. Интродукция возможна также из более южных широт, если интородуценты растут там в горных условиях.

Испытание видов, происходящих из равнинных местоположений Японии, Кореи, Центрального Китая и южной Европы, показало их непригодность для массовой культуры в условиях Беларуси.

Первая попытка введения иноземных видов древесных растений в Беларуси была предпринята французским ботаником Жильбером, приглашенным на работу в Гродно в 1775 г.

В 1848 г. при Горы-Горецком земледельческом институте начал закладываться дендрологический сад для учебных целей и проведения исследований по интродукции древесных пород. Уже к 1859 г. его коллекция насчитывала 280 видов. Вторая половина Х1Х столетия характеризуется быстрым развитием любительской интродукции в Беларуси. Сады и парки в частных имениях начали пополняться иноземными видами. В настоящее время на территории Беларуси еще сохранилось более 100 парков с наличием интродуцентов древесных пород.

К концу Х1Х столетия относятся и первые попытки создания лесных культур из экзотов. В частновладельческих лесах были заложены первые культуры лиственницы европейской и сибирской, сосны веймутовой и черной, пихты сибирской.

Большую интродукционную работу с древесными в Беларуси провело Белорусское отделение Всесоюзного института растениеводства, которое было создано в Лошице. Интродукционная работа здесь велась на строго научной основе. В 1932 году Белорусское отделение ВИРа было ликвидировано, но несмотря на кратковременность существования оно оставило заметный след в интродукции древесных в Беларуси. Дендросектор, возглавляемый И.И.Соболевым, способствовал распространению в озеленении и лесных культурах республики большого количества ценных экзотов, особенно хвойных пород.

Лучшие в Беларуси культуры дугласии, лиственницы, сосны Муррея, кедра сибирского, дуба красного, ореха маньчжурского и ряда других пород были созданы посадочным материалом из Лошицы. Из этого питомника пополнялись многими редкими видами дендрарии республики.

Значительный вклад в дело интродукции новых пород для лесных культур внес Институт леса НАН. Под его руководством за период с 1930 по 1940 гг. были созданы опытные культуры лиственницы сибирской, бархата амурского, ореха маньчжурского, дуба красного, ясеня пеньсильванского, тополей лавролистного и канадского.

Наибольший вклад в развитие интродукции вносит Центральный Ботанический сад НАН, организованный в 1932 году. За время существования ЦБС собрана обширная коллекция древесных и кустарниковых растений, которая насчитывает около 1400 видов.

Коллектив сотрудников ЦБС в своей работе не ограничиваются работами ботанического сада, а изучают и обобщают опыт интродукции по всей республике. В лесных культурах под их руководством испытано 14 видов хвойных и 10 лиственных пород, а для озеленения более 250 видов хвойных и лиственных деревьев и кустарников, в дендрариях испытано до 500 видов. На основании этого рекомендовано для зеленого строительства свыше 100 видов, а для лесного хозяйства более 50.. Наиболее весомый вклад в развитие интродукции в нашей республике внесли Н.Д.Нестерович, Н.В.Шкутко, А.А.Чаховский, Н.И.Чекалинская, А.Ф.Федорук и др.

Источники:

http://altay-krylov.ru/rastenija/gibridy.html
http://www.syl.ru/article/215802/new_selektsiya-jivotnyih-metodyi-selektsiya-rasteniy-i-jivotnyih
http://helpiks.org/9-20208.html