КАК ВЫВОДИТСЯ СОРТ

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 

Наука, которая разрабатывает методы (спо­собы) выведения сортов растений, называется селекцией. Латинское слово «селекцио» по-русски означает отбор или выбор.

Отбор человек применяет с давних пор. Первобытные люди отбирали непосредственно в природе дикие растения, которые давали им пищу или волокно для одежды. Отобранные растения они переносили к своим жилищам. В результате длительного отбора появились но­вые, культурные растения (см. стр. 90). Число их по мере роста знаний и опыта людей посте­пенно увеличивалось. Теперь можно сказать, что

все те культурные растения, которые мы возде­лываем на своих полях, огородах, в садах, в основном результат многовековой деятельности человека. Многие виды и формы растений, со­зданные неизвестными селекционерами, суще­ствуют с незапамятных времен.

Около двух тысяч лет назад в древнем Риме появились произведения писателя и агронома Колумеллы, ученого Варрона, поэта Верги­лия, в которых встречаются первые указания, как нужно вести отбор растений.

Долгое время селекция была искусством, которое передавалось из поколения в поколение. К концу XVIII — началу XIX в. селек­ционеры-практики вывели немало сортов и не­виданных до того времени форм растений, осо­бенно овощных и декоративных цветочных. Больших успехов они достигли и в выведении новых пород сельскохозяйственных животных. Так, Англия в тот период стала ведущей страной по развитию племенного животноводства, ми­ровым поставщиком племенных лошадей, ро­гатого скота, кур. Как в Англии, так и во Франции, Германии, США и других странах быстро развивались крупные предприятия, снаб­жавшие сельское хозяйство высокосортными семенами и высокопородными животными.

С первой половины прошлого века началось особенно бурное развитие естествознания, науч­ные открытия следовали одно за другим. Боль­шую роль в то время сыграло создание Шванном и Шлейденом клеточной теории (см. т. 4 ДЭ, ст. «Клеточное строение растений и жи­вотных»). Были установлены многие законо­мерности в размножении и питании растений.

С развитием естествознания появилась и научная селекция. Фундаментом науч­ной селекции явилась теория английского уче­ного Чарлза Дарвина. Используя свои личные исследования и огромный опыт животноводов и растениеводов в создании и улучшении пород и сортов, он доказал, что современные расте­ния и животные произошли от более простых организмов в результате естественного отбора и эволюции, неизбежной из-за свойства измен­чивости организмов (см. т. 4 ДЭ, ст. «Эволю­ционное учение Чарлза Дарвина»).

Научная селекция стала могучим оружием в руках человека — преобразователя природы. О замечательных достижениях отечественных и зарубежных ученых-селекционеров вы прочте­те в разделе «Творцы сельскохозяйственной науки».

Познакомимся с методами, которые применя­ют в своей работе ученые-селекционеры, чтобы вывести новые сорта или формы растений.

Метод отбора, хотя он и наиболее древний, остается и до сих пор одним из основных ме­тодов селекции растений.

Человек давно подметил, что каждое расте­ние способно в той или иной степени переда­вать потомкам свои признаки. На этом явлении природы и основывается метод отбора и другие селекционные методы. Приведем несколько примеров.

В каждом посеве есть лучшие и худшие растения, а среди лучших — наилучшие. На­пример, для злаков это растения с крупным и

многозерным колосом, устойчивые к болезням, осыпанию, полеганию. Взяв лучший колос с выбранного растения, надо обмолотить его и высеять каждое зерно в отдельности. Среди выросших растений мы снова найдем луч­шие и худшие. Опять отберем из них луч­шие. Такой многократный отбор может дать в результате более или менее однородный материал, который будет обладать все­ми теми признаками и свойствами, которые нас интересуют. Отбор надо вести в тех поч­венных и климатических условиях, в которых новый сорт будет возделываться.

Надо быть очень наблюдательным, уметь подмечать особенности строения, свойства и признаки растений, выделяющие их из всех остальных. Для этого необходимо проводить тщательное наблюдение за выращиваемыми ра­стениями. Убедившись, что растения стали од­нородны по ценным для нас признакам и свой­ствам, мы можем приступить к простому их размножению.

Надо знать, что не всегда отбор дает поло­жительные результаты. Иногда отобранные ра­стения по тем или иным причинам теряют нуж­ные признаки в следующем же поколении. При­чины этого явления различны. Например, под влиянием разных условий среды в растении могут происходить ненаследственные измене­ния, так называемые модификации. Многие формы мягкой пшеницы, выращенные в доли­не, имеют белый или слегка красноватый колос, а в высокогорных районах цвет колоса у них становится темно-красным или почти черным. Но если семена, собранные с таких растений, посеять в долине, они дадут снова светлые ко­лосья.

Другой пример. Все цветковые растения в основном делятся на перекрестноопыляющиеся и самоопыляющиеся (см. т. 4 ДЭ, ст. «Половое размножение растений»). Но есть растения, ко­торые по характеру оплодотворения являются одновременно и теми и другими. Если условия благоприятные, т. е. стоит солнечная теплая погода, они цветут открыто и происходит пере­крестное опыление. В ненастную погоду цветок полностью не раскрывается, что приводит к самоопылению. Вести отбор среди «перекрест­ников» значительно труднее, чем у самоопы­ляющихся растений. Так, например, у озимой ржи можно нередко наблюдать появление ко­лосьев с зерном интенсивно розовой, почти ма­линовой окраски. Однако отбор растений по этому признаку обычно не удается. Из-за пе­рекрестного опыления из малиновых зерен вырастают растения, в колосьях которых обра­зуются зерна с обыкно­венной для озимой ржи окраской.

У озимой ржи мож­но наблюдать, хотя и не часто, растения с вет­вистым колосом. Чтобы закрепить этот признак, мы прежде всего долж­ны исключить возмож­ность переопыления это­го растения с каким-ли­бо другим, имеющим обыкновенное строение колоса. Для этого все ко­лосья выбранного рас­тения ветвистого типа должны быть изолиро­ваны вместе, под одним бумажным мешочком. Тогда опыление прои­зойдет лишь между ними. Растения с ветвистым

строением колоса, развившиеся из полученных семян, надо выращивать отдельно, удалив все растения с неветвящимися колосьями. Чтобы закрепить этот признак, надо и в последую­щих поколениях сразу же после колошения уни­чтожать все растения, у которых колосья обык­новенные, неветвистые. Тогда естественное пе­рекрестное опыление произойдет между расте­ниями, имеющими только ветвистое строение колоса. Таким путем нами1 была создана новая форма озимой ветвистой ржи.

В некоторых случаях ненаследственные из­менения бывают довольно резкими. Таким путем, например, известный американский се­лекционер Бербанк вывел новый сорт карто­феля. Вот как это произошло. На картофель­ном поле, где произрастал малоизвестный сорт картофеля, не дававший обычно семян, Бер­банк обнаружил на одном растении ягоду. В ней оказалось 23 семени, которые весной посея­ли на грядке. Из каждого семени развились пышные кусты, но осенью ни одно из этих ра­стений ягод не дало, зато каждое из них об­разовало гнездо прекрасных клубней. Бербанк писал об этом: «По мере того как мы продви­гались вдоль ряда, выкапывая один куст за другим, мы обнаруживали на каждом последую­щем кусте клубни нового типа. На одном были

Колос обыкновенной озимой ржи (слева) и пять колосьев ветвистой озимой ржи.

мелкие клубни необычной формы, на другом — крупные с глубокими глазками, на следую­щем — клубни красного цвета с грубой кожу­рой. Но на двух кустах выросли клубни, кото­рые можно было немедленно выделить в само­стоятельный сорт. Это были очень большие гладкие белые клубни, превосходящие во многих отношениях любой из существующих сортов».

Сорт картофеля Бербанк, несмотря на то что он был выведен в 1872 г., до наших дней возделывается на полях. Важно отметить, что сам факт нахождения такой ценной ягоды кар­тофеля Бербанк назвал открытием. По его сло­вам, «материалы для подобных открытий окружают нас в изобилии». Это очень верно. Внимательный наблюдатель может найти много ценного в лесу, на лугах, по склонам гор, берегам морей, рек и на любом поле.

Отбор — самый простой метод получения новых сортов растений, но и в нем есть свои сложности, как вы убедились. Все же этот ме­тод наиболее доступен всем любителям при­роды.

Основная зерновая культура в нашей стра­не — пшеница. Большинство старых сортов пшеницы было получено из местных и зарубеж­ных сортов путем отбора. К ним относятся та­кие знаменитые в свое время сорта, как яро­вые — Цезиум 111, Лютесценс 62, Мильтурум 321; озимые — Украинка, Лютесценс 329, Кооператорка, Степнячка и др. Все эти пшеницы сыграли в истории развития селекции и се­меноводства зерновых большую роль. Сейчас они уже сходят со сцены. На смену им при­шли новые сорта (Безостая 1, Саратовская 29 и др.), полученные главным образом мето­дом гибридизации (скрещивания). Примерно то же самое можно ска­зать и о сортах других культурных расте­ний. Как же применяется в селекции метод гибридизации?

Прежде чем приступить к скрещиванию, нужно поставить определенную задачу. Напри­мер, необходимо получить такой сорт пшени­цы, который был бы более урожайным. Для до­стижения этой цели нужно прежде всего подоб­рать исходный материал. Каким он должен быть? Наряду с другими положительными свой­ствами и признаками избранные сорта пшеницы должны отличаться высокой урожайностью.

Семена отобранных сортов высевают на уча­стке (селекционеры называют его питомником исходного материала) в обычных, полевых ус­ловиях. Из выращенных растений выбирают самые лучшие по сочетанию хозяйственно по­лезных признаков, а также по продуктивности и скрещивают их между собой. Полученные се­мена высевают затем в гибридном питомнике с хорошо обработанной и удобренной почвой, где вновь отбираются лучшие растения. Семена лучших гибридных растений разных поколений затем высеваются в селекционном питомнике. Здесь дается оценка потомству от выделен­ного ранее растения. Потомство называют линией. Лучшие линии поступают в контроль­ные питомники для дальнейшего изучения и затем в предварительное сортоиспытание гиб­ридов. Самые лучшие сорта, выдержавшие ис­пытание, поступают в станционное конкурс­ное сортоиспытание. Здесь обычно отбирают­ся сорта высокого класса, которые направ­ляются в систему государственного сортоис­пытания. Если сорт выдержит в этом испытании конкурс, т. е. в определенных районах, областях страны займет по урожаю и другим хозяйствен­но ценным признакам первое место, то он ре­комендуется там для возделывания. С этого момента он становится районированным сор­том, т. е. сортом государственным.

Но работа селекционера не заканчивается на этом. Одновременно с районированием на автора сорта возлагается большая и ответст­венная обязанность — обеспечить семеноводство высококачественными семенами (см. стр. 109).

Большинство современных сортов получе­но в результате скрещивания близких форм (внутри вида). Однако в наше время все чаще применяется так называемая отдаленная ги­бридизация растений, относящихся не толь­ко к разным видам, но и родам. Научные ос­новы отдаленной гибридизации заложены И. В. Мичуриным. Пример — работа И. В. Ми­чурина по скрещиванию устойчивой к неблаго­приятным условиям Уссурийской груши, пло­ды которой плохого качества, с грушей Бере рояль, обладающей совершенно противополож­ными свойствами и качествами (см. т. 4 ДЭ, ст. «Иван Владимирович Мичурин»).

Методом отдаленной гибридизации создал И. В. Мичурин и прекрасный новый сорт вишни Краса севера. Цветки вишни Владимир­ская ранняя он опылил пыльцой черешни сорта Винклер белая (вишня и черешня относятся к разным ботаническим видам). Вишня вынос­ливее черешни, зато плоды черешни крупнее и содержат больше сахара. Полученные гибрид­ные растения дали крупные розовые плоды, в то же время новый сорт вишни оказался устойчи­вым против морозов и болезней.

В наше время метод отдаленной гибридиза­ции широко применяется в селекции всех куль­тур, в том числе и зерновых растений — пше­ницы, ржи, ячменя и др.

При отдаленной гибридизации иногда про­водятся возвратные скрещива­ния — гибриды первого поколения снова скрещиваются с одной из родительских форм.

Многие селекционеры используют метод сложной ступенчатой гибридиза­ции, в основе которого лежит система по­вторных скрещиваний. Автор этого метода — ученый-селекционер А. П. Шехурдин — так оп­ределил сущность ступенчатой гибридизации: «Полученные в результате скрещивания формы растений с рядом положительных признаков вновь скрещиваются с другими формами или сортами, имеющими другие положительные свойства, отсутствующие у ранее полученных форм растений».

Методом сложной ступенчатой гибридиза­ции получены ценные сорта пшеницы — Альбидум 43, Альбидум 210, Альбидум 24, Стек­ловидная 1 и др.

В выведении новых сортов, а также видов пшеницы и ржи особенно больших успехов можно ожидать от скрещивания культурных растений с дикими. Приведу пример из нашей практики получения пшенично-пырейных гиб­ридов. У обычной пшеницы есть ряд недостатков: она малоустойчива против неблагоприят­ных условий, страдает от морозов и засухи, поражается болезнями, ее зерно мучнистое. Пырей же не боится ни засухи, ни холода, отдельные виды его очень устойчивы против грибных заболеваний. В зерне пырея содержит­ся много клейковины, ценной для хлебопечения. Можно ли, скрещивая эти два растения, по­лучить гибриды, в которых сочетались бы по­лезные признаки и пшеницы и пырея?

Можно, если правильно подобрать исходные родительские пары, добиться их скрещивания, тщательно вести отбор в определенных усло­виях. Нужно сказать, что культурные растения скрещиваются с дикими в большинстве случаев с трудом. Часто гибриды первого поколения бывают стерильными, т. е. неспособными завя­зывать зерна ни от естественного опыления, ни от искусственного нанесения пыльцы на рыль­ца. В таких случаях приходится прибегать к разным способам преодоления стерильности у растений.

Один из лучших современных методов в этих случаях — метод полиплоидии. Он заключается в следующем. Проросток гибридного семени первого поколения подвергают обработ­ке раствором ядовитого вещества колхицина, ко­торый, действуя на делящиеся клетки, задер­живает расхождение хромосом в них и образо­вание клеточной перегородки между дочерними клетками. В результате возникают клетки с удвоенным набором хромосом (см. стр. 100 и т. 4 ДЭ, ст. «Наследственность»). Они дают начало по­липлоидным побегам или полиплоидному расте­нию в целом. Такие растения-полиплоиды уже способны давать семена. Далее с ними ведется селекционная работа.

Соединение признаков скрещиваемых расте­ний не происходит механически. Это слож­ное биологическое явление, которое современ­ная наука усиленно изучает. При отдаленной гибридизации происходит перестройка всего организма, нередко появляются такие призна­ки и свойства, которые у родителей не были ясно выражены, а находились как бы в скрытом состоянии. Ученым предстоит еще много по­трудиться, чтобы познать эти сложные жизнен­ные явления.

В нашей лаборатории в итоге этой сложной и длительной работы были созданы пшенично-пырейные гибриды типа обычной озимой и яро­вой пшеницы. Эти сорта успешно возделываются во многих районах страны.

С помощью отдаленной гибридизации можно создать не только новые виды и формы расте­ний, но и новые культуры, например многолет­нюю пшеницу, которая может давать урожай 2—3 года подряд от одного посева. После убор­ки на зерно она отрастает, и поздней осенью ее или скармливают скоту в виде зеленого корма, или убирают на сено. Эти новые растения, ранее не встречавшиеся ни в природе, ни среди культивируемых человеком, уже созданы и сейчас совершенствуются.

Живая природа, в частности мир растений, непрерывно изменяется. Это один из великих законов жизни. Используя этот закон, человек может бесконечно не только улучшать уже су­ществующие растения, но и создавать новые, такие, каких никогда не было на Земле.

Селекция, как и всякая наука, год от года обогащается новыми методами выведения сор­тов. Бурное развитие физики и химии постави­ло на службу селекционеру новейшие техниче­ские приборы, станции искусственного клима­та, новые конструкции оранжерей, где не толь­ко можно выращивать растения самых различ­ных стран мира, но и ставить опыты, выводить новые сорта и создавать новые виды, разно­видности и формы.

В селекции все чаще применяются радиа­ционные излучения, радиоактивные и хими­ческие вещества, с помощью которых можно изменять растения.

Однако наиболее плодотворных результатов можно ожидать только в том случае, когда все эти методы применяются в тесном сочетании с основными селекционными методами — отбором и гибридизацией. Именно это единство селек­ционных методов — тот ключик, с помощью которого человек откроет новые тайны растений и сделает их еще более полезными.

Человек создает новые растения, каких никогда не было на Земле, например вот такую пшеницу. Слева направо:

безостый колос озимой мягкой ветвистой пшеницы, остистый колос той же пшеницы, ветвистый колос озимой

твердой пшеницы и обыкновенная неветвистая пшеница (для сравнения).

Любопытные цифры

Больше всего сортов известно у плодовых, ягодных и декоративных растений.

Пять основных плодовых куль­тур — яблоня, груша, персик, слива и вишня (включая черешню) — насчитывают свыше 17500 сортов.

Причем свыше 6 тыс. сортов у яблони и около 3 тыс. у персика.

Земляника имеет 2 тыс. сортов, крыжовник— 1500.

Из декоративных растений пер­венство держат розы.

В настоящее время миру известно около 10 тыс. сортов этого расте­ния.

Значительно меньше сортов у зер­новых и овощных культур. Но и сре­ди них есть «чемпионы», такие, как пшеница, рис и картофель; насчиты­вающие тысячи сортов.