§ 28 Особенности селекции растений

В настоящее время выращивается более 3 тыс. видов пищевых, лекарст­венных, волокнистых, красильных, технических, эфиромасличных и декора­тивных растений. Почти все они ведут начало от дикорастущих предков.

Преобладающее число растений, возделываемых на полях, огородах и в садах разных областей земного шара, приобретало свой культурный облик под воздействием человека. Длительный искусственный отбор и целенаправ­ленная работа селекционеров обеспечили создание культурных форм расте­ний, значительно отличающихся от своих древних прародителей.

Например, фасоль обыкновенная (Phaseolus vulgaris) вошла в культуру стараниями аборигенов Центральной и Южной Америки. Это произошло путем одомашнива­ния вида фасоль аборигенная (Phaseolus aborigineus) — однолетней лианы, встреча­ющейся в диком виде в лесах Мексики, Гватемалы и Венесуэлы и в настоящее вре­мя. У дикорастущей фасоли в плодах (бобах) образуется 2-3 крупных семени, тог­да как у некоторых сортов культурной фасоли в плодах содержится 10-13 семян. То же наблюдается у многих зерновых растений. Так, у пшеницы в колосьях ее куль­турных сортов созревает в 2-3 раза больше зерновок, чем у дикорастущих форм. Но особенно большие различия наблюдаются в весе зерновок. 1000 семян дико­растущей пшеницы весят 5-6 г, тогда как 1000 семян культурной — 40-50 и даже 60 г. Селекционеры изменили не только количество семян, их вес, величину, но и запас питательных веществ (особенно количество и качество белков), всхожесть семян, а также размеры стебля, степень кущения, облиственности и другие свойства злаковых.

Однако есть и такие культурные растения, которые приобрели свои свойства в результате внезапной (спонтанной) мутации (т. е. ошибки при вос­произведении генетического материала под влиянием мутагенов), случайной гибридизации между видами или путем полиплоидии. Впоследствии с помо­щью отбора и целенаправленной гибридизации эти полезные для человека свойства были закреплены и размножены.

В создании новых форм культурных растений сочетается все разнообра­зие методов селекции. Основное значение в селекции культурных растений принадлежит мутациям, спонтанной и искусственной гибридизации между разными видами и полиплоидами.

Особенно широко в селекции растений используется полиплоидия. Боль­шинство культурных растений на Земле являются полиплоидами.

Человечество питается в основном продуктами растительной полиплоидии. Углеводы в виде крахмалов и Сахаров дают нам гексаплоидные и тетраплоидные пшеницы, тетраплоидные виды картофеля, мультиплоидные формы сахарного тростника, триплоидная сахарная свекла, гексаплоидные культурные овсы и др.

Жители Южной Азии, Океании, Тропической Африки, Латинской Америки получа­ют углеводы от полиплоидных батата и банана. Во всем мире потребляется огром­ное количество полиплоидов сливы, вишни, ананаса, абрикоса, винограда, триплоидов и тетраплоидов яблони и груши, октоплоидов земляники (т. е. клубники) и мно­гих других видов и сортов фруктов и ягод.

Растительные белки дают полиплоиды риса, пшеницы, кукурузы, сорго. Жирные пище­вые масла также в основном доставляют в наш организм полиплоидные культуры (ара­хис, подсолнечник, хлопчатник, рапс, маслина). Полиплоидные корма (люцерну, брюкву) используют в питании домашних животных.

До XX в. земледельцы использовали главным образом полиплоиды, возник­шие естественным путем. Но с развитием генетики, когда стала проясняться сущность полиплоидии, начали успешно создавать полиплоидные сорта с нуж­ными качествами, что значительно обогатило сортовое и, главное, качествен­ное разнообразие культурных растений. В подавляющем большинстве случаев полиплоиды значительно превосходят исходные диплоидные растения по мно­гим ценным для человека качествам.

Наиболее часто в селекции пищевых, технических, декоративных и дру­гих растений используется искусственная гибридизация с сопутствующим ей явлением гетерозиса. Имеется много примеров успешного получения продук­тивных сортов в результате преодоления бесплодности гибридов отдаленной межвидовой гибридизации. Например, отечественный генетик Г.Д. Карпеченко в 1926 г. создал плодоносящий гибрид при скрещивании редьки и капусты, используя экспериментальную полиплоидию.

В 50-х гг. XX в. Н.В. Цицину удалось получить межродовой полиплоидный гибрид пшеницы с пыреем, на основе которого был создан новый сорт зерно­кормовой пшеницы, с большим урожаем зерна и с огромной укосной массой кормовой соломы. Сходным образом получен гибрид пшеницы с рожью, назван­ный тритикале. С получением тритикале была решена одна из важнейших про­блем в селекции пшеницы — создание сортов с высокой морозостойкостью.

Многие сортовые линии тритикале отличаются повышенной морозостойкостью, ско­роспелостью и хорошей прочной соломой, устойчивой к полеганию. Содержание белка в зерне и муке повышенное, хлебопекарные свойства в смеси с пшеничной мукой отличные. В настоящее время имеется много сортов тритикале в Швеции, Гер­мании, Венгрии, Канаде, США, Японии и других странах. Там, как и в России, сорта тритикале хорошо растут на разных почвах.

На первом этапе селекции в нашей стране основным методом был отбор лучших сортов растений, которые выращивались в крестьянских хозяйствах. Так, из местных форм были выведены десятки сортов пшеницы, ржи, гречихи, гороха, лука и других культур с повышенной продуктивностью и урожайностью. Начиная с 20-х гг. XX в. постепенно увеличивалась доля новых сортов гибрид­ного происхождения. Селекционеры совершенствовали технологию гибриди­зации, разрабатывали принципы подбора родительских пар, методы оценки гибридов и приемы отбора.

Эффективным оказался метод ступенчатой гибридизации, при которой повторно скрещивают ранние поколения гибрида с другими гибридами и сор­тами. В итоге получают сложный гибридный материал для дальнейшего отбо­ра. Этим методом был получен ценнейший широко распространенный сей­час сорт яровой пшеницы Саратовская-29. П.П. Лукьяненко, используя для гибридизации географически и экологически отдаленные формы, получил один из лучших по продуктивности сорт озимой мягкой пшеницы — Безостая-1. Замечательные сорта озимой пшеницы создал В.Н. Ремесло (Мироновская-808, Юбилейная-50 и др.). Методами скрещивания и отбора B.C. Пустовойт вывел на Кубани ценный сорт подсолнечника, содержащий в семенах более 50% масла. До этого самые высокомасличные сорта подсолнечника содержа­ли в семенах не более 30-32% масла. Методами внутривидовой и отдаленной гибридизации с помощью отбора селекционеры создали много морозоустой­чивых сортов плодовых и ягодных культур, что позволило развивать садовод­ство в условиях севера, в районах рискованного земледелия.

1. Почему полиплоидия широко используется в селекции растений?

2*. Почему гетерозис не является методом селекции?

3*. Назовите известные вам местные сорта полевых и огородных культур.