1.4 Принципы подбора родительских пар и методы преодоления нескрещиваемости

Правильный подбор родительских пар для скрещивания – один из самых трудных и важных вопросов практической селекции. Трудность его заключается в том, что любой признак или качество родительских организмов не передается непосредственно потомству. В гибридном организме признаки и качества, полученные от родителей, создают различные сочетания и развиваются в каждом поколении заново.

При скрещивании двух различных растений между собой необходимо прежде всего знать проявление закона доминирования. Поэтому при подборе пар надо, чтобы отцовский компонент имел хотя бы один доминантный признак, по которому с уверенностью можно судить о достоверности полученных настоящих гибридов и отбраковывать в первом же поколении ложные гибриды, которые приводят к неправильным выводам, усложняют работу и в конечном итоге добиться возможных результатов. При подборе пар для скрещивания селекционер заблаговременно должен знать и планировать получение определенного количества и соотношения новых комбинаций, представлять возможное разнообразие гомозиготных и гетерозиготных генотипов в пределах фенотипически одинаковых выщепляющихся форм. Уже в первом поколении требуется тщательная оценка гибридов по сравнению со своими родителями по показателям доминирования и степени гетерозиса. Эти данные всегда позволят дать объективную оценку гибридов первого поколения, определить их ценность и сделать вывод о полезности дальнейшей работы с ними. В зависимости от модели запланированного сорта можно рассчитывать частоту возникновения желаемых форм, научно обоснованно планировать объем и направление селекционной работы по подбору пар для скрещивания и целенаправленному использованию гибридных комбинаций.

Общеизвестными и признанными принципами скрещивания являются подбор пар по экологическим признакам, по элементам структуры урожая, по продолжительности отдельных ваз вегетации, подбор пар на основе разницы по устойчивости сортов к болезням.

Эколого-географический метод.

Цель: объединить по возможности все положительные признаки и свойства разных экотипов в новом сорте. В скрещивания включают лишь формы с наилучшим выражением общих для экотипа признаков и с наиболее удачным сочетанием.

Например:

- наличие коллекционных богатых экотипов;

- правильный выбор родительских форм;

- большой объем скрещивания;

- точная методика отбора из гибридного потомства;

- подбор пар на основе элементов структуры урожая.

Подбор пар по экологическому признаку был успешно применен Мичуриным. Учет исторически сложившихся биологических требований родительских организмов, изучение условий существования их предков позволили ему предвидеть возможный ход развития молодого гибридного растения в новых условиях. Он обнаружил, что при скрещивании местных сортов с инорайоными, первые, как более приспособленные к данным условиям, в большей степени передают свои признаки и свойства потомству.

• Подбор пар по элементам структуры урожая.

Урожайность и выраженность отдельных элементов родительских пар - главные критерии их оценки. Как известно, урожайность сорта определяется рядом компонентов, оказывающих большее или меньшее влияние на конечный эффект. Если использовать высокоурожайные формы родительских пар, урожайность которых обусловлена за счет разных качественных и количественных признаков у обоих родителей, то в потомстве могут встретиться особи, превышающие по генеративности обе родительские формы за счет объединения генов, определяющих урожайность. Это явление увеличения или уменьшения значения какого-либо признака Шведский селекционер Нильсон-Эле назвал трансгрессией.

• Подбор пар по продолжительности отдельных фаз вегетации.

При создании новых сортов часто оказывается необходимым совместить урожайность со скороспелостью, а в декоративном растениеводстве – с продолжительностью или сроком цветения. При этом следует учитывать, что общая продолжительность вегетации любого растения состоит из продолжительности отдельных фаз (фазы набухания почек, фазы распускания листьев и так далее). Подбирая для скрещивания сорта с разной длительностью отдельных фаз, можно добиться сочетания у гибрида, например, наиболее коротких и получить скороспелый сорт. Основное требование – точное знание фенологии обоих исходных сортов.

• Подбор родительских пар на основе устойчивости их к болезням.

Устойчивость отдельных видов к болезням связана с таким понятием как иммунитет. Данное свойство обуславливается генетически и может быть передано культурным потомкам.

Обоснования выбора материнского и отцовского растений из пары партнеров.

В качестве материнского растения надо брать здоровые, неистощенные экземпляры вида, иначе может получиться слабое потомство. Материнские растения передают более полно обычно свои признаки и особенности потомству, чем отцовские.

Чтобы обеспечить успешное скрещивание, надо брать молодые, только что вступившие в пору плодоношения, растения, лучше всего цветущие. При этом следует учитывать, что молодые растения обладают меньшей способностью передачи своих свойств гибридному поколению по сравнению со старшими по возрасту растениями со сложившейся наследственностью. Поэтому если те или иные свойства материнского вида должны быть ослаблены, молодое растение надо брать в качестве материнского. Если же требуется преобладание свойств в потомстве материнского растения, то его нужно брать из числа старых.

Местные виды и формы вполне устойчивы и приспособлены к мастным условиям существования. Они отличаются всегда большей способностью передавать свои свойства. При скрещивании с такими видами гибриды от них обычно уклоняются в сторону мастных видов.

Также следует сказать о местных и культурных формах. Дикие формы растений обычно сильно способствуют передаче своих свойств, тогда как передача свойств и признаков у культурных форм значительно слабее.

Скрещиваемые растения должны выбираться из географически отдаленных областей. Кроме географической и экологической отдаленности видов необходимо отдавать предпочтение видам, стоящим в систематическом отношении далеко (межвидовые скрещивания).

После того, как будут подобраны пары для скрещивания, составляется план скрещивания, в котором учитывают биологию цветения видов и форм скрещиваемых растений, и предусматриваются такие комбинации видов, при которых оба вида цветут одновременно, или отцовский вид зацветает раньше материнского. В противном случае необходимо использовать пыльцу прошлого года из холодильника.

Методы преодоления нескрещиваемости.

Вероятность оплодотворения пи гибридизации (искусственном опылении) у разных растений разная. Нескрещиваемость или трудность скрещивания при гибридизации вызывается следующими причинами:

1. пыльца растения одного вида не прорастает на рыльце другого;

2. пыльца прирастает, но пыльцевые трубки растут так медленно, что оплодотворение не происходит;

3. оплодотворение происходит, но зародыш гибнет на той или иной стадии развития

Успех скрещивания зависит от степени родства: чем ближе в систематическом плане находятся растения, тем легче они скрещиваются. Хорошо скрещиваются растения в пределах одного вида (внутривидовые скрещивания), тяжелее – растения разных видов в пределах одного рода (межвидовые скрещивания), и еще тяжелее – растения разных родов в пределах одного семейства (межродовые скрещивания). Мичурин осуществлял как межвидовые, так и межродове скрещивания на основе разработанных им самим следующих методов преодоления нескрещиваемости.

1. Метод смеси пыльцы.

Химические выделения разнообразной пыльцы, наносимой на рыльца цветов материнского растения, способствуют прорастанию пыльцы вида-опылителя.

2. Метод посредника.

Иногда если два растения не скрещиваются межу собой, подбирают третье, хорошо скрещивающееся с одним из пары. Такое растение называют посредником. Полученный гибрид затем скрещивают со свободным партнером.

3. Метод предварительного вегетативного сближения.

Если два растения не скрещиваются, то иногда одно из них прививают на второе. После зацветания привоя можно приступить к гибридизации.

4. Метод добавления пыльцы материнского растения

Часто пыльца материнского растения воздействует как катализатор в процессе оплодотворения.

Для преодоления нескрещиваемости иногда используют метод предварительного увеличения наборов хромосом (искусственная полиплоидия). Установлено, что у некоторых сельскохозяйственных культур (например, картофеля) межвидовые скрещивания удаются только среди полиплоидов.

Определенную роль в скрещиваемости видов может играть цитоплазма.

Скрещиваемость видов зависит также от факторов внешней среды – температуры, влажности воздуха и почвы, особенностей вегетационного периода и так далее. Успех скрещивания также может быть связан с индивидуальностями отдельных особей.