29. Массовый отбор

При массовом отборе из исходнойпопуляции одновременно отбирают большое число растений: от нескольких сотен до нескольких тысяч. Отбор проводят непосредственно в поле, выбирая из посева лучшие растения по комплексу тех признаков, которые должен иметь будущий сорт. Все отобранные растения дополни­тельно просматривают в лаборатории для установления типично­сти, выполненности зерна, отсутствия болезней и т. д. Растения, имеющие какие-либо отрицательные признаки, удаляют. Семена всех растений, оставшихся после браковки, объединяют и высе­вают на следующий год на одном участке. При этом новый сорт представляет собой потомство всех лучших отобранных растений. Массовый отбор бывает однократным и многократным. Иногда улучшение исходной популяции по требуемым признакам достигается после проведения одного отбора — такой отбор называется однократным. Он может быть результативным у самоопыляющихся культур. У перекрестноопыляющихся растений для достижения поставленной цели требуется проведение многократного отбора. В Первый год из исходной популяции (местного сорта) отбирают лучшие элитные растения. Их урожай объединяют, и на следующий год семена высевают для проведения повторного массового отбора. Часть семян урожая первого отбора высевают в сортоиспытании. Здесь результаты первого отбора сравнивают с исходной популяцией, а также с луч­шим стандартным районированным сортом. Урожай повторного массового отбора используют на посев для проведения третьего отбора и дальнейшего сортоиспытания. Если сортоиспытание дало хорошие результаты, организуют пред­варительное размножение нового сорта и испытание его на госу­дарственных сортоиспытательных участках. В последующие годы работу по этой схеме продолжают в таком же порядке до получе­ния нужных результатов. Преимущества метода — простота, доступ­ность и быстрота проведения. Благодаря этому его можно использовать не только в научно-исследовательских учреждениях, но и в производственных условиях. Массовый отбор широко применяют в семеноводстве как метод сохранения морфологических признаков и хозяйственно-биологических свойств выращиваемых сортов. Одна из разновидностей его— негативный, когда не отбирают лучшие растения, а удаляют из посева худшие особи. Негативный отбор также очень часто применяют в семеноводче­ской работе. Его используют при прополке семеноводческих по­севов озимой пшеницы от ржи, чечевицы от плоскосемянной вики. Массовый отбор дает хорошие и быстрые результаты в том случае, когда его задачи совпадают с направлением естественного отбора. В селекции на улучшение, качества продукции (повышение сахаристости, белковости, крахмалистости) возможности массового отбора очень ограниченны. Он оказывается значительно более эффективным в работе с перекрестноопыляющимися растениями, чем с самоопылителями. При использовании генетически богатых по­пуляций перекрестноопыляющихся растений эффективность мас­сового отбора может оставаться достаточно высокой на протяжении многих поколений. Большой недостаток этого метода — невозможность проверки отбираемых растений по их потомству. Массовый отбор стараются проводить на участках, выровненных по рельефу и плодородию почвы. Массовый отбор, таким образом, не позволяет выделять из популяций наиболее ценные в селекционном отношении формы и реализовать их преимущества в урожае. Особенностью массового отбора является его относительная односторонность, выражающаяся в отборе генотипов только по материнской линии.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ОТБОР

Сущность этого метода состоит в том, что отбирают отдельные растения, потомство каждого из которых размножают в дальней­шем раздельно. Исходные, родоначальные особи многократно проверяют по потомству. Потомства худших, случайно отобранных растений выбраковывают. Выращивая рядом в одинаковых уеловиях и в разные годы, сравнивают сотни потомств отобранных элитных растений. Это дает возможность устанавливать различия между наследственными, генотипическими, и ненаследственными, фенотипическими, изменениями и, пользуясь этим, выделять и размножать лучшие потомства. Метод индивидуального отбора значительно более сложен и трудоемок по сравнению с массовым отбором. Для выведения и размножения нового сорта требуется много времени. Но эти недостатки данного метода перекрываются его огромным преиму­ществом — высокой результативностью, т.к. возмож­но оценитьи сравнить отбираемые элитные растения по их потомству на всех стадиях селекционного процесса. Сорта, выведенные методом индивидуального отбора, из-за высокой гомозиготности стойко сохраняют свои хозяйственно-биологические качества в длительном ряду поколений.

30. Мас.отб у самооп.

При работе с самоопыляющимися культурами применяют, как правило, однократный индивидуальный отбор. Исходным материа­лом для него служат естественные, гибридные и мутантные по­пуляции. Потомство одного элитного растения, выделенного из естественной популяции, называется линией, а полученный на ее основе сорт — линейным, потомство одного элитного растения, отобранного из гибридной популяции, — гибрид­ной линией, а полученный на ее основе сорт — гибрид­ным. Элитное растение, отобранное из материала, обработанного мутагенами, называется мутантом, его потомство — мутантной линией, а полученный в дальнейшем сорт — мутантным.

На рисунке приводится схема однократного индивидуаль­ного отбора у самоопыляющихся растений. В 1год из исход­ной популяции отбирают и отдельно обмолачивают лучшие расте­ния. Семена всех оставшихся после браковки элитных растений на следующий год высевают отдельно в селекционном питомнике. Здесь бракуют худшие линии (семьи) и оставляют лучшие. Каждая линия (семья), высеваемая в селекционном питомнике, полу­чает определенный номер, под которым она проходит дальнейшие испытания и размножения. Все линии до присвоения им в конце испытания сортовых наименований называют номерами. На 3год оставшиеся после браковки номера высевают в селекционном питомнике второго года, а лучшие из них — в конт­рольном питомнике (КЛ), где также бракуют худшие и выделяют лучшие номера. В таком же порядке лучшие номера продвигают в конкурсное сортоиспытание (КС), иногда в предварительное (ПС), а затем в государственное сортоиспытание (ГС). Одновре­менно с испытанием проводят предварительное размножение самых лучших номеров (ПР) и начинают семеноводческую работу с ними. Индивидуальный отбор из гибридных комбинаций самоопыли­телей имеет некоторые особенности, связанные с явлением расщеп­ления в потомствах отбираемых элитных растений. Отбор из F₂ позволяет сразу выде­лять наиболее ценные формы, оценивать их и, ускоренно размно­жая, быстро включать в сортоиспытание. Но в последующих поко­лениях очень часто происходит расщепление и возникает необ­ходимость отборов. Этот недостаток многие селекционеры исправ­ляют, проводя отборы дважды: сначала в F₂, а затем в старших поколениях. Успех селекционной работы зависит от ее масштабов. Т.о. рекомендуют отбирать в F₂—F₃ лучших комбинаций не­сколько сотен и даже тысяч растений по продуктивности, устойчи­вости к болезням и морозу на провокационных фонах, в суровых условиях перезимовки, при искусственном промораживании, чтобы иметь для дальнейшего более всестороннего изучения в контроль­ном питомнике несколько сотен гибридных линий.

На рисунке приведена схема индивидуального отбора из гибридных популяций, применяемая в Краснодарском НИИСХ в селекции озимой пшеницы. В F₂ отбирают лучшие, высокопро­дуктивные, устойчивые к ржавчине элитные растения. Работу ведут в больших масштабах, оставляя до 50—60 тыс. и более линий, высеваемых на следующий год в селекционном питомнике. В конт­рольном питомнике высевают четвертое поколение, в конкурсном сортоиспытании — пятое — седьмое. В лучших семьях конкурсного сортоиспытания, намеченных для посева на следующий год, проводят повторные индивидуальные отборы элитных растений. По каждой семье отбирают до тысячи и более растении. Их потом­ства высевают раздельно в семеноводческих питомниках. Для конкурсного сортоиспытания до пятого-шестого поколения используют семена, полученные без повторных индивидуальных отборов, а начиная с седьмого поколения — семена предварительного се­меноводческого отбора. Эти же семена используют для испытания на сортоучастках, производственного испытания в колхозах и совхозах и для посева суперэлиты. В дальнейшем на посевах предварительного размножения проводят повторные отборы элит­ных растений для закладки новых семеноводческих питомников.

Из естественных популяций выведены, например, сорта озимой пшеницы Ульяновка и Горьковчанка, яровой пшеницы Лютесценс 62 и Минская, овса Советский и Победа, ячменя Нутанс 187 и Айхал, большинство сортов проса, гороха, чечевицы и многих других культур. Из гибридных попу­ляций индивидуальным отбором созданы такие выдающиеся селек­ционные сорта, как озимая пшеница Безостая 1 и Кавказ, яровая пшеница Саратовская 29 и Мелянопус 26, яровой ячмень Нутанс 244 и Московский 121, овес Льговский 78, просо Саратовское 2, горох Рамонский 77 и многие другие. Метод педигри. Работу с гибридными популяциями у само­опыляющихся культур иногда ведут путем многократного инди­видуального отбора с постоянной проверкой отбираемых растений по потомству, когда родословные их известны в течение ряда по­колений. При селекции методом педигри отбор элитных растений, как обычно, начинают в F₂. Отобранные растения высевают инди­видуально (линиями). В F₃ проводят жесткую браковку худших линий, а в оставшихся линиях снова применяют индивидуальный отбор лучших растений с аналогичной проверкой их потомств в по­следующих поколениях. После того как отдельные линии достиг­нут высокой константности по нужным хозяйственно полезным свойствам и морфологическим признакам (обычно это наступает в F_b—F_e), растения внутри них объединяют и лучшие отобранные линии высевают для сравнительного испытания в селекционном и контрольном питомниках

31. инд.отб.у перекрестн.

Индивидуальный отбор у перекрестноопыляющихся растений. Из-за постоянного переопыления и расщепления сорт у пе­рекрестноопыляющихся культур нельзя вывести путем однократ­ного индивидуального отбора. В селекции этих растений приме­няют многократный индивидуальный отбор, когда элитные растения отбирают неоднократно, а повторяют отбор несколько раз до тех пор, пока не будут достигнуты требующиеся результаты. Многократный отбор может перейти в непрерыв­ный. В этом случае выделение элитных растений из лучшей семьи проводят из года в год, пока полученный на ее основе сорт нахо­дится в производстве. Различие между многократным и непрерывным отборами ус­ловно, оно зависит только от продолжительности работы. Из исходной популяции (образца) отбирают элитные растения с нуж­ными хозяйственно полезными признаками и свойствами. Потом­ство одного отобранного у перекрестноопылителей элитного расте­ния называется семьей. Урожай их семян на следующий год высевают раздельно по семьям в селекционном питомнике. Семьи сравнивают между собой, худшие бракуют, из лучших снова отбирают элитные растения для посева в селекционном питомнике следующего года. Здесь также отбирают элитные растения, бра­куют худшие растения и семьи; лучшие семьи объединяют и используют для конкурсного сортоиспытания и предварительного размножения. Дальнейшую работу проводят в том же порядке. При получении хороших результатов в конкурсном сортоиспыта­нии новый сорт передают для посева на государственных сорто­испытательных участках, одновременно организуют его семеноводство. Таким образом, сущность данного метода заключается в после­довательно повторяемом отборе лучших, элитных растений из лучших семей. У перекрестноопыляющихся растений потомство формируется в результате переопыления, т. е. на основе объединения материн­ской и отцовской наследственности, и потомство тех или иных элитных растений может быть вследствие переопыления их с нежелательными отцовскими формами. Поэтому в селекцион­ной работе с перекрестноопыляющимися культурами важно не только правильно вести отбор элитных материнских растений, но и подбирать такие отцовские растения-опылители, которые бы улучшали наследственные каче­ства будущего потомства. В общем виде задача сводится к необ­ходимости контролировать отбор по материнской по отцовской линии. Т.о. используют 2 основных варианта многократного инди­видуального отбора: индивидуально-семейный и семейно-груп-повой. Индивидуально-семейный отбор. При этом методе семена каждого элитного растения высевают по семьям на отдельных изолированных площадках. Между площад­ками устанавливают такое расстояние, при котором полностью исключается возможность переопыления семей между собой. Переопыление растений происходит только в пределах семьи. Благодаря переопылению растений внутри своей семьи быстро достигается выравнивание — усиление и закрепление тех призна­ков, по которым ведется отбор. Семейно-групповой отбор. Отобранные родоначальиые элитные растения в этом случае разделяют на несколько групп (обычно 3—4). В каждую группу подбирают семьи, относительно сходные по хозяйственно-биологическим свой­ствам и морфологическим признакам. В то же время каждая такая группа семей представляет собой популяцию, состоящую из по­томства в той или иной степени наследственно разнородных расте­ний. Группы семей размещают на изолированных площадках, в пределах каждой группы семьи высевают раздельно, но рядом друг с другом. Следовательно, потомства растений различных групп между собой переопыляться не могут, но происходит пере­опыление потомств растений в пределах каждой группы. При этом методе отбора выравненность потомства достигается медленнее, но зато устраняется опасность близкородственного переопыления и создаются достаточные возможности для накопления и усиления тех признаков и свойств, на которые проводится отбор. Сорта ржи - Вятка 2, Волжанка, Тулунская зеленозерная, Саратовская 4, Харьковская 55, Харьковская 60, Белта, Ле­нинградская тетра 4 и др. При проведении многократного индивидуального отбора у пе­рекрестноопыляющихся растений, чтобы исключить нежелатель­ное влияние отцовских родительских форм, применяют так назы­ваемый метод половинок, или остатков, который позволяет контролировать отбор не только по материнской, но и по отцовской линии. Сущность его состоит в том, что урожай каждого элитного растения делят на две части (половинки). Одну из них высевают в селекционном питомнике, а другую сохраняют в резерве. Семена лучших потомств, выделившихся в селекцион­ном питомнике, вследствие их опыления неизвестными отцовскими формами для посева в следующем году не используют. Селекцион­ный питомник на второй год засевают семенами резервных поло­винок. На третий год в этом питомнике высевают семена половинок урожая тех растений, потомства которых в пред-м году были лучшими, и от лучших отобраных растений вновь собирают семена, разделяя их на 2 части…

43. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА,+42(классификац.методов оценки селекц.матер-ла)

Все отбираемые в процессе селекционной работы номера и сорта называют селекционным материалом. Главные показатели, характеризующие сорта или селекцион­ные номера, — их урожайность и качество продукции. Но эти показатели, во-первых, очень сложны, поскольку определяются большим числом отдельных более простых признаков и свойств, и, во-вторых, сильно изменяются под влиянием различных условий выращивания. Селекционер должен хорошо представлять и правильно оцени­вать слагающие урожайности и качества продукции культуры, с которой ведется селекционная работа в определенных почвенно-климатических условиях. Чтобы новые передаваемые в производство сорта давали еже­годно устойчиво высокие урожаи и хорошее качество продукции, необходимо в процессе их выведения проводить оценку селекцион­ного материала по следующим показателям:

1) продуктивности;

2) устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям возделывания (оценки на зимостойкость и засухоустойчивость);

3) устойчивости к болезням: ржавчине, головне, гельминтоспо-риозу, корневым гнилям, фитофторозу и т. д.;

4) пригодности к механизированному возделыванию и уборке урожая (оценки на полегаемость и осыпаемость);

5) качеству продукции (определение содержания белка, крах­мала, жира, оценка мукомольно-хлебопекарных качеств зерна пшеницы и др.).

Сорта сельскохозяйственных культур должны быть экологи­чески пластичными, давать устойчиво высокие урожаи при меняю­щихся погодных условиях, противостоять засухе, холоду, засо­ленности почвы, болезням и вредителям, иметь стабильное каче­ство продукции. Для создания таких сортов необходимо всесто­ронне оценивать селекционный материал на ранних этапах их выведения; испытывать гибридные популяции и отбираемые из них линии с учетом возможного ареала будущего сорта и его хо­зяйственного использования в различных экологических и поч-венно-климатических условиях, по разным предшественникам при разных нормах внесения минеральных удобрений и т. д.

ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ

Продуктивность — это средняя урожайность одного рас­тения. Урожайность посева с единицы площади определяется про­изведением двух величин: продуктивности и среднего числа рас­тений. Следовательно, продуктивность — один из двух показате­лей, определяющих урожайность сорта. На самых ранних этапах селекционного процесса, когда отбирают элитные растения, и в первые годы испытания их потомства оценивать будущие сорта можно только по продуктивности родоначальных растений. Но и позднее, когда появляется возможность определять урожайность селекционных сортов и номеров, оценка по продуктивности сохра­няет свое значение. Продуктивность растения у зерновых колосовых культур скла­дывается из числа колосоносных стеблей, среднего числа зерен с одного колоса и массы 1000 зерен. Очень часто продуктивность растений хорошо характеризует урожайность сорта. В то же время в селекции на продуктивность необходимо учи­тывать наличие двух типов форм: одна из них может формировать урожай за счет крупного колоса и зерна при сравнительно небольшой густоте стеблестоя, вторая — за счет интенсивного продук­тивного кущения при средних размерах колоса и крупности зерна. Продуктивная кустистость, число зерен в колосе, масса 1000 зерен у зерновых культур сильно изменяются под влия­нием незначительных различий в условиях выращивания в преде­лах одного даже самого небольшого участка (влияние микро-, рельефа, разницы в увлажнении, плотности почвы, распределении питательных веществ, глубины посева и т. д.). Важный средством создания сортов и гибридов интенсивного типа является генетико-селекционное улучшение активности фото-синтетического аппарата растений, к показателям которой отно­сятся число хлоропластов в палисадных клетках, удельная поверх­ностная плотность листа, фотохимическая и ферментативная ак­тивность хлоропластов и др. При селекции высокопродуктивных сортов с высоким уровнем фотосинтеза эти показатели могут слу­жить тест-признаками. Первостепенное внимание в селекции на мощность фотосинтетического аппарата должно уделяться повы­шению содержания карбоксилазы в растениях, на единице пло­щади посева. В последнее время для различных почвенно-климатических зон страны разрабатываются модели сортов с характеристикой фи­зиологических признаков, обусловливающих продуктивность. На­пример, В. А. Кумаковым (НИИСХ Юго-Востока) обоснована модель сорта яровой пшеницы для засушливой черноземной степи Поволжья. В нее включены следующие параметры: вегетационный период и его структура; основные показатели фотосинтетической Деятельности (площадь листьев, чистая продуктивность, интен­сивность фотосинтеза); активность корневой системы, характери­зующаяся числом корней разных типов, глубиной их проникнове­ния; элементы структуры урожая, в том числе роль побегов ку-Щения в его формировании; показатели засухоустойчивости и водного режима (суточные кривые транспирации и содержание воды в листьях отдельных ярусов). Научное обоснование моделей) сортов способствует правильному выбору стратегических направ­лений в селекции на продуктивность в различных зонах.

ОЦЕНКА ЗИМОСТОЙКОСТИ

Причины гибели растений в осенне-зимний и ранневесенний периоды в различных зонах и в разные годы неодинаковы. Расте­ния могут вымерзать в начале зимы при отсутствии или недостач точности снежного покрова. Особенно часто посевы озимой пшеницы гибнут от действия низких температур рано весной, после схода снега. Очень опасны для озимых культур зимние оттепели, со­провождающиеся дождями, при этом часто образуется притертая ледяная корка, под которой растения вымерзают или погибают в результате нарушения газового обмена. Осо­бенно опасна толстая ледяная корка, когда растения полностью вмерзают в лед. Притертая ледяная корка не вызывает сплошной гибели или сильных выпадов растений только при кратковремен­ном ее действии и слабых морозах. Ледяная корка — наиболее опасный из всех экологических факторов перезимовки. Установлено, что сорта, имею­щие сравнительно замедленный темп роста в позднеосенний пе­риод, как правило, более зимостойки. Из сказанного следует, что способность растений противо­стоять неблагоприятным условиям перезимовки, их зимостой­кость — очень сложный признак, обусловленный различными биологическими свойствами растений и в то же время сильно из­меняющийся под влиянием условий произрастания. Сорт, зимо­стойкий благодаря устойчивости к выпреванию в зоне с большим снежным покровом, может оказаться совершенно незимостойким в районах с малоснежными морозными зимами, где зимостойкость непосредственно связана с устойчивостью растений к низким тем­пературам. При оценке селекционного материала на зимостойкость необ­ходимо учитывать, что в разные годы перезимовка растений скла­дывается неодинаково. Большое влияние на нее оказывает закали­вание растений, которое проявляется тем сильнее, чем больше в их клеточном соке осенью накапливается Сахаров и сухих ве­ществ. Процесс закаливания растений особенно хорошо идет при ясной солнечной теплой погоде днем и небольших отрицательных температурах ночью. В этих условиях накапливающиеся в днев­ное время в результате ассимиляции сахара мало расходуются ночью. При высокой и маломеняющейся в течение суток темпера­туре, а также при пасмурной погоде закаливание растений про­исходит плохо. Полевые методы оценки зимостойкости: Глазомерная оценка перезимовки. Оценка перезимовки при весеннем подсчете живых и погиб­ших растений. Искусственное создание бесснежья, значительного снежного покрова и ледяной корки. Посев на склонах. Посев в других районах. Метод монолитов. Это один из наиболее точных и широко распространенных приемов оценки зимостойкости сортов. В те­чение зимы на посевах каждого изучаемого сорта 3—5 раз выру­бают монолиты определенных размеров. Если это делают вручную, монолит обычно имеет длину 20—30 см, ширину 12—15 и глубину Ю—12 см. В каждый монолит должно попасть не менее 15 расте­ний одного рядка.

Вырубают четыре монолита каждого сорта. Два монолита от­таивают при небольших плюсовых температурах, а затем их пере­носят в теплое помещение для отрастания растений. Через 15 дней подсчитывают число живых и мертвых растений и опреде­ляют состояние перезимовавших озимых на день взятия моно лита. Два других монолита без оттаивания помещают в шкафы холодильной установки для искусственного промораживания. Растения пшеницы обычно промораживают при температуре ми­нус 18—20 ^СС, а озимого ячменя при минус 15 °С в течение 24 или 48 ч. При таком режиме промораживания почти всегда удается установить четкие различия между сортами по морозостойкости. Посев в ящиках (метод В. Я. Юрьева). Одновременно с посе­вом изучаемых сортов в поле их высевают в ящики с землей. Ящики могут быть любого размера, наиболее удобны длиной 40 см, ши­риной 30 и высотой 12—15 см. Перед выпадением снега ящики переносят в закрытое неотапливаемое помещение, где растения испытывают более суровое, чем в поле, воздействие низких температур, так как они лишены снеж­ного покрытия.

Метод оценки морозостойкости озимых на стеллажах.