1.3 Різноманітність вихідного матеріалу кукурудзи

Основний світовий генофонд кукурудзи включає лінії, створені стандартним методом, кумулятивної селекції, насичуючих або беккросних схрещувань [133, 134].

Сучасні дослідники [132, 133, 134] вважають, що успіх в селекції ліній в майбутньому визначатиметься залученням нових джерел зародкової плазми, нових методів ідентифікації батьківських форм, розробки нових моделей гетерозису. Вважається, що залучення зародкової плазми місцевих сортів та рас з географічно віддалених районів буде вносити генетичне різноманіття у світовий генофонд ліній.

Напрацьовано великий досвід по використанню екзотичної зародкової плазми в селекції ліній. Значна частина сучасного світового генофонду ліній має в родоводі ті чи інші екзотичні форми. Екзотичними формами слід вважати сорти та популяції з географічно-віддалених країн, які не пов'язані походженням з генетичною плазмою ліній місцевої селекції. Такі форми іноді поєднані в раси і є результатом природного та штучного багаторічного добору, представляють собою різні фази еволюції кукурудзи. Звичайно вони не мають господарського значення, але значно збагачують генофонд цієї культури [135].

Більша частина зародкової плазми, яка не зв'язана походженням з тропіками, походить не більш, ніж з 3-4 відомих рас, що складає всього 2 % від зафіксованих та вивчених 150- 180 рас. Це пов'язане з тим, що екзотики мають значну кількість небажаних ознак, які в свою чергу позитивно корелюють з корисними ознаками і при адаптації виключаються. Тому при інтродукції таких форм потрібно вивчати їх придатність для використання в даній зоні.

У. Браун [67] вважає найбільш перспективними серед тропічних і субтропічних рас, сортів та популяцій такі: мексиканські зубовидні форми Tuxpeno; кременисті з тропічного узбережжя, кубинські кременисті форми - Guban Flint та інші. Р.А. Ортега [136] вивчаючи мексиканські сорти на Кубанській дослідній станції, виділив продуктивні, багатокачанні, довгокачанні, крупнозерні форми, придатні для використання в селекції ліній

В останні роки, завдяки поширеному попиту на такі сорти, збільшилась інтродукція їх в європейські країни та залучення в селекційні програми.

Успішну інтрогресію тропічної екзотичної плазми в селекцію вихідного матеріалу здійснили вчені цілого ряду країн [15, 55, 137-142].

Серед кращих ліній, створених в Інституті рослинництва ім. В.Я.Юр'єва з участю екзотичних форм, можна назвати УХК 808, УХК 810, селектовані з мексиканського синтетика POP 46 [143].

Особливо широке розповсюдження в селекційних програмах має бразильський сорт Tuxpeno. Відомо, що він створений методом циклічного добору в умовах водного стресу і має високі показники посухостійкості - вміст абсцизної кислоти, інтенсивність фотосинтезу та виділення СОг, підвищену провідну здатність пластичних речовин [144]. Н. Nelson [145] впродовж 20 років створював лінії з участю сорту Tuxpeno. Було створено 4 унікальні лінії, які ввійшли в комерційні гібриди, серед них ВТ 1 - продуктивна, стійка до хвороб, з інтенсивним ростом та посухостійкістю. Цей сорт використовувався в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва при створенні ліній.

Дослідники також звертають увагу на місцеві раси та сорти європейських країн. Так, Н.М. Зотеєва [146] повідомляє, що місцеві раси Румунії, описані доктором М. Kristea, розподілені на расові комплекси в залежності від регіонів, де вони довгий час вирощувались. Виділені раси кремнистої кукурудзи Hincanesa, Secuesc з коротким качаном, низькорослими рослинами; скоростиглі раси кременистої кукурудзи з довгим циліндричним качаном - Rominesc comun, Ardelenesc, Banatean, Moldovenesc; раси кукурудзи зі скловидним дрібним зерном - Portocaliu, Pinoletto; раси кременистої кукурудзи з довгим тонким 8-рядним качаном - Scorumnic, Lapusan, Cincantin; раси зубовидної кукурудзи Corn Beld Dent, Південна зубовидна багаторядна, Зубовидна з конусовидним качаном, Зубовидна ранньостигла.

Виділені за холодостійкістю сорти Pingarau 136, Cimpulung, Moldovenesc 258, Stroesti 43; за посухостійкістю - Destefanesti de Stoicanesti, Rominesc de Urlat, Rominesc de Ceptura, Balta albe; з підвищеним вмістом білка в зерні - Vatra Moldovenesc 205, Cruca 242, Rominesc de Ratesti, Rominesc de Negresti, Rominesc de coteasca; з підвищеним вмістом лізину - Ardelenesc, Cincantin; з підвищеним вмістом триптофану - Frumosu 181, Cruca 240, Bunalmita 150; з підвищеним вмістом олії - Cincantin, Portocalin, Pinoletto, Warna 121, Piltinocesa 56, Warna 120, Trumosu 166; з підвищеним вмістом крохмалю - Corci de Flaminsi.

Деякі з румунських рас кукурудзи відзначаються підвищеною продуктивністю та високою комбінаційною здатністю. Оскільки вони відповідають умовам України за вегетаційним періодом, їх залучали до селекції ліній. В колекції Центру зібрано 16 таких форм, в тому числі Cincantin (Номер Національного каталогу (UB0102700), Rumanian 628Е70 (UB0101054), Romanesque de Moara (UB0101112), Dintete Calului de Mageation (UB0101113), які відзначались в наших дослідах стійкістю проти вилягання рослин та поникання качанів, а дві останні ще і посухостійкістю [147].

З диких співродичів кукурудзи найчастіше в селекції використовували теосінте мексиканське (Euchlacna mexicana Schrad, 2п=20). Теосінте походить з Мексики та Центральної Америки. Це однолітня високоросла рослина, має добре облиствене стебло, яке закінчується слабо розвиненою волоттю. Жіночі квітки зібрані в колоски по 2 або більше, покриті обгортками, що нагадують качани кукурудзи. Теосінте - рослина короткого дня, для розвитку потребує освітлення не більше 10 годин, тому в наших умовах вирощували рослини, затіняючи їх від 17 години вечора до 8 години ранку з фази 3-4 листків впродовж 20-25 діб. Для співпадання цвітіння з ранньостиглими і середньостиглими формами висівали теосінте в 2-3 строки через 6-8 діб. Встановлено реципрокний ефект при схрещуваннях кукурудзах теосінте [148].

Взаємодія плазми кукурудзи та теосінте при інцухті дозволила виділити біотипи з ознаками, що успадковуються від теосінте - підвищена кількість качанів на рослині, високий вміст білка в зерні, стійкість проти летючої та пухирчастої сажки [15].

В Молдові селектовані лінії МК 35, МК 357 з участю плазми теосінте, які мають підвищений рівень білка, кількість качанів на рослині, добре комбінуються з іншими лініями [149,150].

В умовах Західного Сибіру для селекції ранньостиглого вихідного матеріалу використано дикий співродич кукурудзи – Tripsacum dactykoides L. (2п=72). Він відноситься до тетраплоїдної раси, походить з Центральної Америки. Це багаторічна кореневищна рослина з довгим жорстким листям, розмножується здебільшого кореневищами з пагонами, суцвіття змішане - верхня частина представлена чоловічими квітками, нижня жіночими. Від самозапилення міжродового гібрида були одержані лінії, рослини яких схожі на кукурудзу, але успадкували від тріпсакум ранньостиглість і холодостійкість, мали підвищену продуктивність [151].

Із співродичів кукурудзи відомі також коікси (Соіх) - однорічні та багаторічні кущисті рослини, що добре облиствені. Походять із тропічних районів південно - східної Азії. Квітки двостатеві, зібрані в колосках. Коікси майже не використовують в селекційних дослідженнях, так як і шіонахіе (Chionachne korindii, 2п=20). Дослідження О. Шишкінської [152] про взаємовідношення між родами маїсових показали незалежність походження їх в процесі дивергентної еволюції від одного предка з триби Andropogoneae.

Аналіз методів створення та родоводів поширеного в світі генофонду кукурудзи розкриває широкі можливості його використання в гетерозисній селекції цієї культури.

З часу відкриття гетерозису значна частина селекційних програм орієнтована на створення самозапилених ліній. За всі роки гетерозисної селекції в багатьох селекційних установах різних країн накопичена величезна їх кількість. Деяка частина з них ввійшла в родоводи поширених гібридів. Інша, значно більша частина, знаходиться в робочих колекціях селекціонерів і тільки невелика частка з них накопичена та зберігається в генбанках.

Як приклад, можна навести наявність ліній в генбанках країн Європи. Так, в Інституті генетичних ресурсів рослин (Болгарія) зібрано 2128 ліній, в генбанку Франції - 4600 ліній, Нідерландів - 285 ліній, Португалії - 4526, Словакії - 1362, Інституту кукурудзи (Земун Поле) - 2230 ліній [147].

В більшості країн родоводи ліній закриті. Тільки при реєстрації ліній в США журнал Crop Sceins друкує родоводи нових ліній. Так, при реєстрації ліній В 90 і В 91 показано, що вони створені в 1988 році на дослідній с.-г. станції штату Айова з синтетичних популяцій BSCB1 (R) С7 і BSCB (R) С8. У лінії В 90 відмічена висока пилкоутворююча здатність і її рекомендовано використовувати, як батьківську форму. Лінія В 91 високопродуктивна, тому вона придатна як материнська і як батьківська форма [153].

В Національному центрі генетичних ресурсів рослин України зібрана інформація та створена база даних родоводів 1338 ліній різного географічного походження [155].

Незважаючи на велике різноманіття самозапилених ліній, створених в різних агрокліматичних зонах та установах, більшість з них близькі за родоводами [15, 156].

Систематизація 1238 ліній, зібраних в Центрі за родоводом в залежності від типу вихідної форми показала, що найчастіше використовувались, як вихідний матеріал для селекції ліній, гібриди різного типу складності. З їх участю створено 87,3 % ліній. Значно менше до інцухту залучали синтетики (5,6 %) і сорти (6,1 %), зовсім рідко - лінії (0,9 %) (табл. 9). Тільки в США, Франції, Канаді 35,6 - 23,1 % відомих нам ліній створено з сортів, а в Польщі, Німеччині, Іспанії - 66,7 - 100 % таких ліній.

Використання генетичної плазми кращих гібридів, як зареєстрованих, так і тих, що проходять випробування, має свої переваги. Звичайно це високопродуктивні гібриди, добре пристосовані до механізованого вирощування, стійкі проти хвороб та шкідників, тому і створювання ліній на їх основі зовсім ефективне.

В генетичному плані спорідненість вихідних форм у гібридів та залучення їх до створення нового покоління самозапилених ліній може призвести до виникнення епіфітотій хвороб, що часто спостерігалось як на кукурудзі, так і на інших культурах. Відомо, що епіфітотія північного гельмінтоспоріозу в кукурудзяному поясі США принесла чималі збитки фермерам. В середньому світові втрати зерна в результаті ураження посівів кукурудзи хворобами складають 9,4 %.