Тема 15: Общие приемы селекции цветочных культур

Вопросы:

1. Выведение новых форм и сортов декоративных растений

2. Перестройка природы растений

3. Подбор родительских пар

4. Гибридизация

5. Отбор.

Выведение новых форм и сортов декоративных растений

Выведением новых форм культурных растений (селекцией) человек начал заниматься тысячи лет тому назад. Но селекция шла очень медленно. Только теория Ч. Дарвина о происхождении видов подвела научную основу под выведение новых сортов растений и пород домашних животных. Ч. Дарвин доказал, что все живые существа образовались на нашей планете естественным путем, в процессе развития (эволюции).

Он дал объяснение, как в процессе эволюции возникает у живых существ приспособленность к условиям среды и целесообразность в строе­нии. Ч. Дарвин отметил, что в результате естественного отбора выживают к оставляют после себя потомство только такие существа, у которых изме­нения носят наиболее полезный приспособительный характер. Существа, менее приспособленные, а тем более с вредными для них изменениями, погибают.

Естественный отбор, или выживание наиболее приспособленных организмов, и приводит к появлению новых, более совершенных форм и видов. В своих работах Ч. Дарвин показал, что процесс возникновения новых видов, который постоянно, но чрезвычайно медленно происходит в природе, может быть значительно ускорен с помощью искусственного отбора.

При искусственном отборе среди большого количества растений или животных для дальнейшего размножения отбирают только те особи, у которых есть нужные человеку признаки.

При последующем размножении этих отобранных экземпляров снова получают большое количество особей и вновь проводят отбор форм, наиболее уклонившихся в желательную сторону.

Учение Ч. Дарвина об изменчивости и искусственном отборе легло в основу всех последующих работ в области селекции. Чтобы ускорить селекцию, пользуются специальными приемами, например половой и вегетативной гибридизацией; цель этих приемов — обогатить наследственность, усилить изменчивость и придать растениям необходимые свойства.

Новый этап в развитии селекционной науки связан с именем великого преобразователя природы И. В. Мичурина. Исходя из правильного пони­мания законов живой природы, поняв сущность индивидуального развития растительною организма, И. В. Мичурин установил, что новые свойства и признаки растений приобретаются ими под влиянием условий внешней среды и передаются по наследству. И. В. Мичурин показал, что, изменяя условия существования растительных организмов, человек переделывает их природу, наследственность.

И. В. Мичурин, творчески развивая дарвинизм как учение о развитии живой природы, поднял его на новую, более высокую ступень, вскрыл причины, вызывающие изменчивость, разработал новые, совершенные методы селекции и указал пути управления развитием организмов.

И. В. Мичурин и его последователь академик Т. Д. Лысенко правильно поняли такие явления, как единство организма и среды, а также роль обмена веществ как основного процесса жизни. Работы И. В. Мичурина и Т. Д. Лысенко позволяют сознательно и направленно изменять природу растений. Решение данной задачи связано с преодолением консерватизма наследственности. Достигается это воздействием на растение измененными условиями среды в определенные стадии его развития, половой и вегетативной гибридизацией и другими приемами.

Одновременно с И. В. Мичуриным на другом полушарии земного шара работал американский селекционер Л. Бербанк. На основе учения Ч. Дар­вина ему удалось достигнуть больших успехов. Он получил кактус без колючек с очень высоким урожаем съедобных для скота сочных пластин, вывел бескосточковую сливу, замечательные сорта орехоплодных и фруктовых деревьев.

Значительных успехов Л. Бербанк достиг и в выведении новых сортов декоративных растений. Можно назвать такие выведенные им сорта, как ромашка Шаста, имеющая цветок диаметром 10—17,5 см ослепительной белизны, душистая калла, вербена с запахом жасмина. Удивительная гвоздика, имеющая утром белоснежные цветки и меняющая днем окраску до ярко-розовой и вечером до темно-малиновой. Бербанк работал с розами, гладиолусами, георгинами, лилиями, пальмами, некоторыми вьющимися и другими растениями.

И. В. Мичурин также получил не только новые формы и сорта плодовых и ягодных растений, но и немало новых форм и сортов декоративных растений (розы, лилии и др.). Например, он вывел одних только роз 24 наименования. Заслуга И. В. Мичурина заключается в том, что его теория стала основой дальнейших работ по селекции, внесла новый вклад в развитие передовой материалистической науки о жизни.

Мичурин принадлежит к разряду счастливых деятелей. Счастливых потому, что итоги его работ останутся жить в веках.

Работу И. В. Мичурина продолжают ботанические сады и другие на­учные учреждения России, а также целая плеяда его после­дователей — селекционеров-оригинаторов, занимающихся выведением но­вых форм декоративных растений.

Российскими селекционерами получено большое количество новых сортов и форм цветочно-декоративных растений, приспособленных к почвенно-климатическим условиям разных зон страны.

Не так давно в парках, садах, скверах преобладали растения с та­кими названиями, как Барон фон Золимахер, Принц Уэльский, Графиня фон Доннерсмарк и им подобные.

Ненормальность такого положения отмечал еще И. В. Мичурин, который писал: «Стыдно считать, что все самое лучшее можно получить только из-за границы».

Селекционерами выведено немало отечественных сортов георгинов, гладио­лусов, флоксов и других цветочно-декоративных растений, не только не уступающих иностранным сортам, но и превосходящих их: на­пример, георгины Советская Арктика, Александр Невский, Василиса прекрасная, Мичурин, Кремлевская звезда и т. д.; гладиолусы Глинка, Крылья Советов, Победа, Антон Чехов, Красная Москва и т. д.; флоксы Салют, Память Ермоловой, Красный маршал, Радуга и т. д.; пеон Победа; тюльпан Русский богатырь; астры Северное сияние, Краса Советов и т. д.

Северо-Кавказский комбинат цветочного семеноводства ведет селек­цию левкоев на махровость и бордюрных летников. Им выведено до 500 гиб­ридных сеянцев канн, роз, гладиолусов, полученных от скрещивания культурных сортов с дикорастущим имбрикатусом, оригинальная форма ветвящейся лилии и несколько других гибридов лилий.

Калошинский опытно-показательный питомник под руководством Л. А. Колесникова выпускает саженцы новых сортовых сиреней.

В Измайловском комбинате декоративного садоводства ведется отбор элиты нескольких сотен различных сортов цветов.

Селекция роз, сирени, канн, георгинов и других растений про­водится И. П. Ковтуненко в совхозе «Декоративные культуры» около Нальчика.

Собранная в Главном ботаническом саду Академии наук России кол­лекция цветочно-декоративных растений позволила получить много интересных форм флоксов, гладиолусов, георгинов, роз и т. д.

Академик И. Г. Эпхфельд (г. Ленинград) вывел из семян от свободного опыления прекрасные гибриды полиантовых роз (окученные землей, они зимуют под Ленинградом в открытом грунте); гибридные гладиолусы с крупными цветками путем межсортового скрещивания.

Лесостепная селекционная опытная станция получила новые инте­ресные по декоративным качествам гибридные формы сирени, жасмина и др.

Чтобы выявить наиболее ценные отечественные сорта и рекомендовать их для внедрения в производство, в системе Министерства сельского хозяйства России организовано государственное сортоиспытание декора­тивных культур, которое проводится Государственной комиссией по сорто­испытанию плодовых и ягодных культур. Сеть сортоучастков охватывает юг, северо-запад и централь­ную часть России.

Сорта в Государственную комиссию представляются опытными учреж­дениями, добровольными обществами, совхозами, колхозами, а также отдельными цветоводами.

Методикой государственного сортоиспытания декоративных культур установлено следующее количество посадочного материала по каждому сорту, необходимое для представления на государственное сортоиспытание: флокс, дельфиниум, ирис — 48 штук, тюльпан, нарцисс, гладиолус, лилия низкорослая — 60 штук, георгин — 30—50 штук, лилия высоко­рослая и среднерослая — 32 штуки, сирень, жасмин, розы парковые и плетистые — 15 штук, розы чайно-гибридные и гибридно-полиантовые -36 штук, розы ремонтантные — 30 штук, розы полиантовые — 48 штук.

Многолетники кустовые и корневищные представляют деленными маточными кустами с 3—4 побегами и хорошо развитой корневой системой, георгины — укорененными черенками с хорошо развитой корневой систе­мой или маточными клубнями в количестве от 9 до 15 штук, гладиолусы и луковичные — клубнелуковицами и луковицами первого разбора, розы — однолетними саженцами, привитыми на сирень — двух­летними саженцами, окулированными на S. vulgaris, жасмин — трехлет­ними саженцами, полученными черенкованием. В порядке исключения сирень и жасмин принимаются в виде укорененных отводков.

По однолетним и двухлетним цветочным культурам в государствен­ное сортоиспытание должны быть представлены семена 1-го класса в сле­дующих количествах: астра — 15 г, левкой — 15 г, антирринум — 5 г, душистый горошек — 150 г, виола — 25 г.

Селекция (от лат. Selectio - выбор, отбор) - это наука о выведе­нии новых сортов и улучшении существующих. Как правило, целью селекции является выведение растений, имеющих определенные декоративные биологические и хозяйственные признаки. Например, современные селекционеры стремятся получить новые сорта флоксов устойчивых к заболеванию мучнистой росой; раннеспелых сортов гладиолусов с цветками красивой формы и чистых окрасок и т. д.

Методы селекции. Самым простым методом селекции является посев семян от свободного естественного опыления с последующим отбором наиболее интересных экземпляров.

Лучшие результаты по широте целенаправленного формообра­зования растений получены при использовании искусственной гиб­ридизации - скрещивания между собой двух или большего чистых форм с целью совмещения в одном сорте ценных качеств, свойствен­ных исходным организмам.

Учеными также разработаны методы, позволяющие искусствен­но увеличивать число хромосом в ядрах клеток. Обрабатывая точки роста или семена растений раствором колхицина, можно нарушить процесс деления хромосом, в результате чего их число увеличивается в два раза. Клетки с удвоенным, учетверенным L (и т. д.) числом хро­мосом получили название полиплоидных. Полиплоидные растения имеют сильный стебель, отличаются яркостью окраски и размерами цветков, обильным цветением.

В природе мутации появляются в результате воздействия на ор­ганизм факторов окружающей среды. Примером естественной мута­ции являются первые попугайные формы тюльпанов.

Искусственные мутагенные изменения можно получить при воздействии на вегетативные (почки, луковицы, побеги) или генера­тивные органы (семена, пыльцу, яйцеклетки) растения химически­ми соединениями (этиленметилом, этиленимином, диэтилсульфатом) или облучением (гамма-лучами, нейтронами, рентгеновскими луча­ми) Дозы и сила обработки зависят от индивидуальных особенностей вида и его состояния.

Гибридизация может быть близкородственной или отдаленной: при близкородственной внутривидовой гибридизации скрещиваются различные сорта одного вида; при отдаленной - виды или сорта раз­личных видов. При межвидовой или межродовой гибридизации могут возникать трудности из-за нескрещиваемости далеких в родственном отношении видов. Для повышения их скрещиваемости используются специально разработанные и широко применяемые селекционерами следующие методы: предварительное вегетативное сближение, прививка одного растения на другое с последующим их переопыле­нием; опыление смесью пыльцы различных видов и сортов, в ре­зультате чего гибридные семена лучше завязываются (метод основан на избирательности оплодотворения); применение метода посред­ника, если два сорта не скрещиваются между собой, а только с треть­им, то сначала их скрещивают с ним, а затем уже полученный гибрид - с одной из исходных форм; применение стимуляторов (гиббереллина, янтарной кислоты и др.) усиливающих рост пыльцевых трубок на рыльце пестика; хирургическое вмешательство - укорачивание столбика пестика, впрыскивание шприцем пыльцевой суспензии не­посредственно в завязь; добавление к отцовской пыльце материн­ской в качестве стимулятора (материнскую пыльцу нейтрализуют, растирая ее в фарфоровой ступке)

При отдаленной гибридизации иногда проводятся возвратные скрещивания, когда гибриды первого поколения вновь скрещиваются с одной из родительских форм.

Создание нового сорта представляет собой ряд следующих друг за другом этапов: подбор исходных родительских пар; скрещивание и получение гибридных семян; выращивание гибридных сеянцев; пер­вичный индивидуальный отбор перспективных сеянцев; размножение отобранных сеянцев и передача их на для оценки экспертной комис­сией и дальнейшей рекомендации лучших сортов на сортоиспытание; сортоиспытание на сортоучастке декоративных культур.

Правильный подбор исходных родительских пар является осно­вой результативности гибридизации. Для скрещивания подбирают сорта или виды, дополняющие друг друга по отдельным признакам. При этом из нескольких сортов, обладающих необходимым призна­ком, отбирают тот, который имеет наименьшее количество отрица­тельных качеств. Более тщательно следует подбирать материнское растение, так как большей частью гибриды наследуют многие биоло­гические и декоративные особенности от материнского сорта.

Взятые для гибридизации сорта должны полностью соответст­вовать сортовой принадлежности. Хорошие результаты получаются при скрещивании сортов различного географического происхождения (например, американские с европейскими или белорусские с алтай­скими)

Для селекции могут быть использованы и дикие формы путем переноса их в культуру непосредственно из естественных условий местообитания. При их скрещивании гибридному потомству доволь­но часто передается повышенная жизнестойкость и иммунитет к за­болеваниям. Так, дикие виды тюльпанов не болеют вирусной пестролепестностью, в то время как у культурных сортов это заболевание является основной причиной гибели. Поэтому главным направлением селекции тюльпанов является получение сортов с признаком устой­чивости к пестрению, унаследованным от диких видов.

Для получения доброкачественных гибридных семян и повы­шения процента завязи необходимо знать биологические особенности цветения и опыления исходных родительских пар. Все растения де­лятся на само- и перекрестноопыляющиеся и приспособлены к тому или иному типу опыления. У самоопыляющихся пыльники лопаются и дают зрелую пыльцу в еще закрытом цветке; у перекрестноопы­ляющихся - рыльце и пестик созревают в разное время. Самоопыле­ние не происходит у двудомных и однодомных раздельнополых растений. У некоторых растений этому препятствуют особенности строения цветка.

Знание особенностей цветения и опыления позволяет опреде­лить для каждого конкретного вида оптимальное время проведения кастрации цветков, сбора пыльцы и опыления. Если раньше созрева­ют пыльники, то такое явление называется протерандрией, если пес­тики - протерогинией. Благодаря последней, скрещивание душистого горошка можно проводить без кастрации, опыляя пестики до созре­вания собственных пыльников.

Жизнеспособность пыльцы и пестика у различных культур не одинакова. Восприятие пыльцы рыльцем устанавливается опытным путем. Для этого ежедневно проводят опыление части созревших ры­лец, а затем по проценту завязавшихся семян устанавливают наибо­лее оптимальное время его восприимчивости. Жизнеспособность пыльцы в искусственных условиях может сохраняться дольше, чем в естественных, и зависит от способа хранения. Разработана методика длительного хранения пыльцы в стеклянных запаянных капсулах при температуре 1...2 °С, у ряда растений она сохраняет свою жизнеспо­собность свыше года и удобна для пересылки.

Техника скрещиваний. Для скрещиваний выбирают цветки хорошо развитых, крупных, здоровых растений. Обычно используют цветки первого цветения (розы, георгины) чтобы к осени семена ус­пели хорошо вызреть. Когда бутон готов к раскрытию, производят кастрацию, чтобы не произошло опыление собственной пыльцой. С этой целью пинцетом удаляют еще не лопнувшие пыльники. У неко­торых растений (флокс, сирень) имеющих мелкие цветки, пыльники удаляют вместе с венчиком. На кастрированные цветки надевают изоляторы, которые шьют из пергаментной бумаги. Между стеблем и изолятором прокладывают вату (от проникновения насекомых-опылителей) а изолятор завязывают шпагатом.

Пыльцу на рыльце пестика наносят мягкой кисточкой или ку­сочком карандашной резинки, надетой на препаровальную иглу. Ко­гда пестик созрел и готов к восприятию пыльцы, на рыльце выделя­ется влага (секрет) Наиболее благоприятное для опыления время — утренние часы и сухая теплая погода. После нанесения пыльцы на рыльце опять надевают изолятор. Для большей надежности оплодо­творения опыление цветка повторяют на следующий день.

Пыльцу для опыления собирают заранее. Для этого крупные, хорошо окрашенные бутоны срезают и пинцетом выщипывают пыль­ники. Последние раскладывают на чистую бумагу в сухом, защищен­ном от прямых солнечных лучей месте. При дозревании пыльники лопаются, и из них высыпается пыльца, которую используют для опыления. Хранят пыльцу в стеклянных бюксах или пергаментных пакетиках, которые помещают в эксикатор с хлористым кальцием (для создания постоянной и умеренной влажности воздуха) Эксика­тор ставят в холодильник с температурой 2...3 °С.

Особое внимание при гибридизации обращается на чистоту про­водимых работ и точность документации. При каждой новой комби­нации скрещивания кисточку промывают спиртом, а бюксы для пыльцы - дезинфицируют. На бюксах простым карандашом пишут название сорта или вида и дату сбора пыльцы. При скрещивании на ветку с опыленным цветком вешают пергаментную этикетку с указа­нием номера комбинации, количества опыленных цветков, даты скрещивания. В журнале фиксируют все необходимые данные по опылению и сбору гибридных плодов и семян.