Основные направления сортоводства в Республике Беларусь

В настоящее  время огромное значение имеет сортоводство, результаты которого важны как в сельскохозяйственной деятельности человека, так и в промышленности. Выведение сортов возможно следующими способами:

1) мутация.  Иногда растение образует побег,  отличающийся своим внешним видом (характером роста, формой листьев, окраской цветков) от обычных соседних побегов. Такой побег называют мутантом. При вегетативном размножении из него получают потомство, сохраняющее те же признаки. Мутанты часто встречаются у хризантем, роз, георгинов; многие из существующих разновидностей этих растений были получены в результате мутации. Клон — ряд следующих друг за другом поколений генетически однородных потомков одной исходной особи, образующихся в результате вегетативного размножения.

2) гибридизация. Гибрид — растение, полученное в результате скрещивания генетически различающихся родительских форм (видов, разновидностей или сортов). В садоводстве под этим термином понимают растение, выросшее от скрещивания двух различных видов или разновидностей в пределах одного вида. Родители обычно относятся к одному роду, но встречаются вполне жизнеспособные гибриды от растений двух различных родов одного семейства. Скрещивание растений двух разных семейств не приносит потомства.

Межвидовые  гибриды определяются по наличию знака «х» между названием рода и новым видовым эпитетом (Primula х kewensis). Новое название межродовых гибридов составляют из комбинации родовых названий родителей, ставят впереди символ «х»: xCupressocyparis leylandii (Cupressus macrocarpa x Chamaecyparis nootka-tensis).

При самоопылении каждого из родителей, используемых для получения гибридов, образуются однородные потомки. Однако скрещивание  двух родительских особей не приводит к образованию растения, также  дающего однородное потомство. Гибридная линия наследует признаки обоих родителей.

Гибриды первого поколения, или F1-гибриды, образуются скрещиванием специально подобранных  родителей, характеризующихся однородным потомством высокого качества. Последующее  перекрестное опыление первого поколения бесперспективно, поскольку в его потомстве (F2) произойдет расщепление признаков, ведущее к потере однородности.

3) Отбор  или селекция (линии). Растения, выращенные  из семян, всегда различаются  по внешнему виду и жизнеспособности, тогда как потомство самошшлякпцихся растений (линии) будет генотипически однородным, обнаруживая лишь незначительные отклонения. Но если подобные наследственные аномалии остаются и от таких растений продолжают получать семена, линия начинает постепенно вырождаться. Поэтому для сохранения ценных сортов цветов и овощных культур растения низкого качества строго выбраковывают и не используют в семеноводстве. Любое потомство одной особи или селекционное растение, имеющее отклонения от родителей, следует рассматривать как новую разновидность. 
 

1.3 Значение сортоводства 

Цели  и задачи сортоводства обусловлены  уровнем агротехники и уровнем  индустриализации растениеводства. Например, в условиях дефицита пресной воды уже выведены сорта ячменя, которые  дают удовлетворительные урожаи при  орошении морской водой. Очень важно создание сортов, продуктивных в условиях мороза без снега при ясной погоде, поздних заморозков и т. д.

Одним из важнейших достижений человека было создание постоянного и достаточно надежного источника продуктов  питания путем окультуривания и возделывания растений. Главным фактором одомашнивания служит искусственный отбор организмов, отвечающих требованиям человека. У культурных форм растений сильно развиты отдельные признаки, часто бесполезные или даже вредные для их существования в естественных условиях, но полезные для человека. Например, продуктивность всех культурных растений значительно выше, чем у родственных диких видов, но вместе с тем они хуже адаптируются к постоянно меняющимся условиям среды и не имеют средств защиты от поедания (горьких или ядовитых веществ, шипов, колючек и т. п.). Поэтому в естественных условиях культурные, т. е. одомашненные формы существовать не могут.

Одомашнивание привело к ослаблению действия стабилизирующего отбора, что резко повысило уровень изменчивости: и расширяло его спектр. При этом одомашнивание сопровождалось отбором, вначале бессознательным (отбор тех особей, которые лучше выглядели, обладали ценными для человека качествами), затем осознанным, или методическим. Широкое использование методического отбора направлено на формирование у растений определенных качеств, удовлетворяющих человека.

Процесс одомашнивания новых видов растений для удовлетворения потребностей человека продолжается и сейчас. За последние  годы почти во всех странах резко повысилась продуктивность полевых культур, что во многом обусловлено достижениями селекционеров. Так, в США прибавки урожая для некоторых культур составили более 100 %.

Для каждого  сорта характерна определенная реакция  на окружающую среду. Положительные свойства сорта проявляются лишь при определенных условиях, поэтому сорта, выведенные в одной стране, не всегда пригодны для другой страны, для другой почвенно-климатической зоны. Благодаря работе селикционеров, удалось значительно повысить урожайность многих культур. Сорта пшеницы, выведенные П.П. Лукьяненко (Безостая, Аврора, Кавказ), В.Н. Ремесло (Мироновская 808, Мироновская Юбилейная, Ильичевка и др.), в производственных условиях в среднем дают 50-70ц/га и занимают в посевах миллионы гектаров. Сорта подсолнечника, выведенные В.С. Пустовойтом, содержат до 57% масла. Высокоурожайные сорта кукурузы на поливных землях дают до 150 ц/га. Сорта, введенные в культуру, должны быть не только высокоурожайными, но и быть устойчивыми к неблагоприятным условиям. Например, томаты с одновременным созреванием всех плодов, кукуруза с початками, растущими на одной высоте. Выведены низкорослые сорта яблонь и других плодовых деревьев, удобные для сбора плодов. Выращены карликовые неполегающие сорта пшеницы с длинным тяжелым колосом. В результате многолетних работ академика Н.В. Цицина и его сотрудников получены ценные сорта зерновых путем гибридизации пшеницы с многолетним сорным растением пыреем, новое культурное растение тритикале (гибрид ржи и пшеницы).

Таким образом, значение сортоводства — создание большого разнообразия высокопродуктивных сортов растений, полиплоидных форм, пригодных для выращивания в разных климатических условиях, высокопродуктивных гибридных форм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 

2.1 Материал для сортоводства 

Чем разнообразнее  исходный материал, используемый для  выведения сортов, тем большие  возможности дает он для отбора и  гибридизации. Н.И. Вавилов указывал, что одним из условий, способствующих созданию нового сорта, служит исходное сортовое и видовое разнообразие. Чем больше это разнообразие, тем эффективнее будут результаты селекции. Н.И. Вавилов с большим коллективом сотрудников в результате многочисленных экспедиций, протекавших на территории почти всего земного шара, изучил многообразие и географическое распространение культурных растений. Исследования были предприняты в 20-х и 30-х годах прошлого столетия Всесоюзным институтом растениеводства (ВИР), директором которого многие годы был Н. И. Вавилов. Участвовали и некоторые другие крупные научные коллективы. Экспедициями были охвачены вся огромная территория Советского Союза и много зарубежных стран: Иран, Афганистан, страны Средиземноморья, Абиссиния, Центральная Азия, Япония, Северная, Центральная и Южная Америка и некоторые другие. Во время этих экспедиций было изучено около 1600 видов культурных растений. Экспедиции везли в Советский Союз тысячи образцов семян культурных растений. Они высевались в питомниках ВИРа (Всероссийского института растениеводства), расположенных в разных географических зонах Советского Союза. Эти ценнейшие и уникальные коллекции служат материалом для селекционной работы и по сей день.

В результате изучения всего этого колоссального  материала Н. И. Вавилов установил ряд важных закономерностей, показав, что не во всех географических зонах культурные растения обладают одинаковым разнообразием. Для разных культур существуют свои центры многообразия, где сосредоточено наибольшее число сортов, разновидностей, разнообразных наследственных уклонений. Эти центры многообразия являются вместе с тем районами происхождения сортов данной культуры. Большинство центров совпадает с древними очагами земледелия. Это в основном не равнинные, а горные районы.

Таких центров многообразия Н.И. Вавилов насчитывал сначала 8. В более поздних работах он различает 7 основных центров (см. рис. 1 в приложении):

1) Южноазиатский  тропический центр. Тропическая  Индия, Индокитай, Южный Китай,  острова Юго-Восточной Азии. Исключительно  богат культурными растениями (около 1/3 известных видов культурных растений). Родина риса, сахарного тростника, множества плодовых и овощных культур.

2) Восточноазиатский  центр. Центральный и Восточный  Китай, Япония, остров Тайвань,  Корея. Родина сои, нескольких  видов проса, множества плодовых и овощных культур. Этот центр тоже богат видами культурных растений — около 20% мирового многообразия.

3) Юго-западноазиатский  центр. Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Северо-Западная Индия.  Родина нескольких форм пшеницы, ржи, многих зерновых, бобовых, винограда, плодовых. В нем возникло 14% мировой культурной флоры.

4) Средиземноморский  центр. Страны, расположенные по  берегам Средиземного моря. Этот  центр, где располагались величайшие  древние цивилизации, дал около  11% видов культурных растений. В их числе маслины, многие кормовые растения (клевер, одноцветковая чечевица), многие овощные (капуста) и, кормовые культуры.

5) Абиссинский  центр. Небольшой район Африканского  материка с очень своеобразной  флорой культурных растений. Считается очень древним очагом самобытной земледельческой культуры. Родина зернового сорго, одного вида бананов, масличного растения нута, ряда особых форм пшеницы и ячменя.

6) Центральноамериканский  центр. Южная Мексика. Родина  кукурузы, длинноволокнистого хлопчатника, какао, ряда тыквенных, фасоли — всего около 90 видов культурных растений.

7) Андийский  (Южноамериканский) центр. Включает  часть районов Андийского горного  хребта вдоль западного побережья  Южной Америки. Родина многих  клубненосных растений, и в том числе картофеля, некоторых лекарственных растений (кокаиновый куст, хинное дерево и др.).

Подавляющее большинство культурных растений связано  с одним или несколькими из перечисленных выше географических центров. Но существуют немногие виды, имеющие иное, независимое от этих центров происхождение. Так, например, финиковая пальма была введена в культуру в оазисах Аравии и, возможно, Сахары. 
 

2.2 Методы селекции  растений 

К методам селекции растений относят:

1) массовый отбор

2) индивидуальный отбор

3) естественный  отбор

4) инбридинг  (инцухт)

5) перекрёстное  опыление самоопылителей

6) получение  полиплоидов

7) отдалённая  гибридизация

8) соматические  мутации

9) экспериментальный  мутагенез

Массовый  отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

Индивидуальный  отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет  признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия — потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.

Естественный  отбор в селекции играет определяющую роль. На любое растение в течение  его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно  должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.

Инбридинг (инцухт) – близкородственное скрещивание. Инбридинг имеет место при  самоопылении перекрестноопыляемых растений. Для инбридинга подбирают такие  растения, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса. Такие подобранные растения в течение ряда лет подвергаются принудительному самоопылению. В результате инбридинга многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение. Гетерозис («гибридная сила») — явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Эффект гетерозиса объясняется двумя основными гипотезами. Гипотеза доминирования предполагает, что эффект гетерозиса зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии. Чем больше в генотипе генов в доминантном состоянии, тем больше эффект гетерозиса. Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование — вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние.