Если вам наскучили существующие сорта яблок и хотите вывести свой идеальный сорт, то вот небольшой гид начинающего селекционера.
Зайдя в магазин или на рынок в разных точках света можно увидеть большое количество различных сортов яблок: от привычного нам "Голдена" и "Галы" до экзотического "Джаза " и "Хрустящего Дракона ". Всего в мире насчитывается более 7 500 сортов яблок, которые имеют разный вкус, цвет и размер. Иногда можно встретить фиолетовые яблоки, с ягодным вкусом или кремовой мякотью.
Причиной такого разнообразия являются попытки человечества вывести новый фрукт. Улучшение сортов фруктов — это один из способов удовлетворить ожидания фермеров и потребителей. Аграриям важнее всего, чтобы яблоки были устойчивы к болезням и могли долго хранится. Потребители же клюют на вкус, внешний вид и новизну. Поэтому селекционеры должны учитывать все: начиная от поведения яблока в разном климате до формирования нужного размера и вкуса. Создать новый сорт можно и самому, главное иметь терпение и желание продолжать селекцию.
Чтобы создать сорт яблок с желаемыми характеристиками, селекционер должен в первую очередь отобрать другие яблоки с похожими особенностями. Например, вы хотите вывести крупный плод, устойчивый к засухе. Для этого можно взять массивный "Кандиль Синап " и любящий пустыни "Ньютаун Пиппин ".
Как только родители выбраны, селекционеры ждут весны, когда зацветут деревья. После этого нужно взять пыльцу с одного цветущего дерева (отца) и перенести ее на другое растение (мать). То есть все это делается с помощью перекрестного опыления . Когда материнский цветок становится яблоком, его семечки собирают, а затем сажают.
На то, чтобы из полученных семян выросли деревья может уйти около пяти лет. При этом из-за способа наследования все посаженные саженцы будут иметь разный набор генов и характеристик. Это значит, что желаемое яблоко может появится не сразу, поэтому нужно большое потомство. Данный этап может занимать годы, так как нужный сорт яблок получается в случайном порядке. Это одно из самых главных отличий селекции от генной инженерии, когда ученые знают, какое яблоко должно получится при вмешательстве в ДНК фрукта.
Когда саженцы дадут плоды с нужными характеристиками, их отправляют на фермы для дальнейшей оценки.
Один из самых скучных, но не менее важных этапов, которые обязан пройти каждый селекционер, прежде чем его сорт увидит мир. Селекционеру надо оценить, как различный климат и тип почв влияет на рост и развитие яблока. Плоды саженцев и их различные клоны, которые выращивались в разных условиях, должны быть протестированы для обеспечения преемственности. То есть проверить стабильность постоянного выращивания полученного сорта яблок.
Селекционеры подвергают оценке 45 различных характеристик яблока, таких как плотность и твердость мякоти, размер, сладость сока и срок сохранения свежести. В течении нескольких лет они отсеивают "плохие" яблони, выбирая только те, которые дали лучшие плоды. Эти уникальные растения образуют новый сорт яблок.
Чтобы получить копию нового сорта, все яблони должны быть посажены из оригинального саженца. То есть вы берете ветвь из существующей яблони нового сорта и прививаете ее на корневую часть подвоя, чтобы из ветки получилось дерево-клон. В качестве подвоя выступает другое дерево, которое имеет хорошую корневую систему и обеспечивает усиленный рост.
Если вы провели все эти манипуляции, то поздравляем, вы вывели новый сорт. Можете уже в шутку называть себя Виктором Франкенштейном. Но есть еще один этап, который для некоторых селекционеров является одним из сложнейших.
Шаг четвертый: назвать новый сорт
Да, это своего рода последний босс, которого надо обязательно пройти, чтобы новый сорт вышел в свет. После того, как вы создали свое яблоко и запатентовали его, селекционер выбирает своего рода товарный знак. Этот шаг дает ему долгосрочные права на этот сорт яблок и его клонов.
Название должно быть оригинальным, что уже может показаться не простой задачей из-за 7 500 других наименований. Например, есть сорта "Балтика " и "Жигулевское " (все верно, это названия яблок, а не того, что вы подумали). Кто-то называет сорт в честь самого себя, тот же Симиренко , а кто-то в честь региона, в котором было выращено яблоко — Arkansas Black .
Есть ли другой способ вывести новый сорт?
Да, но он трудный в исполнении — это подвергание семян или плодов радиоактивному излучению, в результате чего получаются различные мутанты. Мы недавно писали про атомное земледелие и о культурах, которые были выведены этим методом. Поэтому если у вас нет постоянного доступа к рентгену или не затерялось немного кобальта-60 в шкафу, то вы вряд ли будете использовать этот метод.
Как выводится сорт
Наука, которая разрабатывает методы (способы) выведения сортов растений,
называется селекцией. Латинское слово "селекциа" по-русски означает
отбор или выбор.
Отбор человек применяет с давних пор. Первобытные люди отбирали дикие
растения, которые давали им пищу или волокно для одежды, и переносили их
к своим жилищам. В результате длительного отбора появились новые,
культурные растения. Можно сказать, что все 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. 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. Во Франции, Германии, США также развивались крупные
предприятия, снабжавшие сельское хозяйство специально выведенными
высокосортными семенами и высокопородными животными.
С первой половины прошлого века началось особенно бурное развитие
естествознания. Научные открытия следовали одно за другим. Важнейшее
значение имело создание клеточной теории. Были установлены многие
закономерности в размножении и питании растений.
С развитием естествознания появилась научная селекция, в основу которой
положена теория Чарлза Дарвина.
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 в селекции растений.
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. Лучший колос
обмолачивают и высевают каждое зерно в отдельности. Среди выросших
растений мы снова найдем лучшие и худшие. Опять отберем из них лучшие.
Такой многократный отбор в результате может дать более или менее
однородный материал, который будет обладать всеми признаками и
свойствами, которые нас интересуют. Отбор надо вести в тех же 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 однородными по ценным для нас признакам и
свойствам, мы можем приступить к простому их размножению...
Но иногда отобранные растения теряют признаки в следующем же поколении.
Причины этого явления различны.
Например, под влиянием разных условий 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 посеянные в долине семена дадут снова
светлые колосья.
Другой пример. Все цветковые растения в основном делятся на
перекрестноопыляющиеся и самоопыляющиеся. 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 нами
была создана новая форма озимой ветвистой ржи.
В некоторых случаях ненаследственные изменения бывают довольно резкими.
Таким путем, например, известный американский селекционер JI. 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 он посеял 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 мелкие клубни необычной формы, на другом - крупные с глубокими
глазками, на следующем - клубни красного цвета, с грубой кожурой... Но
на двух кустах росли клубни, которые можно было немедленно выделить в
самостоятельный сорт. Это были очень большие гладкие белые клубни,
превосходящие во всех отношениях любой из существовавших сортов".
Сорт картофеля Бербанк, несмотря на то что он был выведен в 1872 г., до
наших дней возделывается на полях. Свою ценную находку Бербанк назвал
открытием. По его словам, "материалы для 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, он наиболее
доступен любителям природы. Но, как вы убедились, и в нем есть свои
сложности.
В селекции применяется также метод гибридизации (скрещивания).
Прежде чем приступить к скрещиванию, ставят определенную задачу.
Например, необходимо получить такой сорт пшеницы, который был бы более
урожайным. Для достижения зтой цели прежде всего подбирают 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, где производится оценка потомства выведенного
ранее растения, которое 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, он рекомендуется
там для возделывания и с этого момента становится районированным сортом,
т. е. сортом государственным.
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.
Так, методом отдаленной гибридизации И. В. Мичурин создал, например,
прекрасный 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 плоды, в то же время новый сорт оказался устойчивым против
морозов и болезней.
В наше время метод отдаленной гибридизации широко применяется в селекции
всех культур, в том числе и зерновых растений, в частности пшеницы, ржи,
ячменя.
При отдаленной гибридизации для получения последующих поколений иногда
применяются возвратные скрещивания - гибриды первого поколения
скрещиваются с одной из родительских форм.
Многие селекционеры используют в своей работе метод сложной ступенчатой
гибридизации, в основе которого лежит система повторных скрещиваний.
Автор этого метода - ученый-селекционер А. П. Шехурдин.
Методом сложной ступенчатой гибридизации получены ценные сорта пшеницы -
Альбидум 43, Альбидум 210, Альбидум 24, Стекловидная 1 и др.
Больших успехов можно ожидать от скрещивания культурных растений с
дикими. Приведем 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 грибковых 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?
Культурные растения скрещиваются с дикими в большинстве случаев с
трудом. Часто гибриды первого поколений): 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.
Один из лучших современных методов в этих случаях - метод полиплоидии.
Он заключается в следующем. Проросток гибридного семени первого
поколения обрабатывают 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. Они дают начало
полиплоидным побегам или полиплоидному растению в целом. Такие
растения-полиплоиды уже способны давать
семена. Далее с ними ведется обычная 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 находились как бы в скрытом состоянии. Ученым предстоит еще
много потрудиться, чтобы познать эти сложные жизненные явления. В итоге
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 снова отрастает, и поздней осенью ее или скармливают
скоту в виде зеленого корма, или убирают на сено. Эти новые растения, не
встречавшиеся ни в природе, ни среди культивируемых человеком, уже
созданы и совершенствуются.
Живая природа, в частности мир растений, непрерывно изменяется. Это один
из великих законов жизни. Используя этот закон, человек может 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 можно не только выращивать
растения самых различных стран мира, но и ставить опыты, выводить новые
сорта и создавать 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 ключ, с помощью которого человек откроет
новые тайны растений и сделает их еще более полезными.
Н.В. Цицин
Размещение фотографий и цитирование статей с нашего сайта на других ресурсах разрешается при условии указания ссылки на первоисточник и фотографии.
"Очень люблю розы и мечтаю вывести свой сорт. К сожалению, цветовод я начинающий, опыта селекции у меня нет. Расскажите, пожалуйста, как вывести новый сорт?".
Существует несколько способов получения нового сорта. Самый доступный и наиболее распространенный — искусственное перекрестное опыление (пыльцу с тычинок одного или нескольких сортов переносят на пестики другого). Таким способом выведено наибольшее количество современных сортов.
Селекционер всегда ставит перед собой определенную цель: создать новый сорт с желаемыми признаками — окраской, ароматом, махровостью, формой цветка. Соответственно подбирая родительские пары по форме цветка, окраске, запаху, можно в какой-то мере управлять созданием новой розы.
Не все признаки в одинаковой мере передаются потомству. Красная окраска, как правило, наследуется более стойко по сравнению с желтой или белой. Иногда желаемый цвет, махровость или форма цветка в первой комбинации не получаются, тогда стоит повторить то же самое скрещивание на следующий год.
Гибридизацию начинают со сбора пыльцы. Ее собирают и хранят в течение определенного времени, так как пыльники у роз созревают раньше пестиков.
К этой операции приступают, когда бутоны готовы к раскрытию, но еще не раскрылись. В ясную солнечную погоду, в первой половине дня, пыльники выщипывают пинцетом и собирают в стеклянную емкость, этикетируют ее, отмечая сорт розы и дату сбора пыльцы. Затем пыльники рассыпают на бумаге тонким слоем и подсушивают при комнатной температуре.
Можно поступить по-другому: срезать бутоны, удалить с них лепестки и в таком виде оставить, пока не созреет пыльца. При встряхивании пыльника она легко высыпается на бумагу. Затем ее собирают в пробирку и хранят до опыления. Лучше всего хранить пыльцу в холодильнике при температуре 2—5°С.
Процесс гибридизации включает также кастрирование цветка. Чтобы избежать самоопыления, из цветков (пока они еще не раскрылись) удаляют пыльники. Есть несколько способов кастрации: удаление пыльников; удаление пыльников с тычинками; удаление пыльников с тычинками и лепестками.
К кастрации приступают за несколько дней до распускания цветков. Преждевременная кастрация с удалением лепестков в состоянии плотного бутона, когда пыльники не совсем желтые, отрицательно сказывается на жизнедеятельности цветка. Ее проводят, когда бутоны становятся рыхлыми. На кусте кастрируют не более двух бутонов, остальные срезают. Тогда лучше завязываются и развиваются плоды.
Сначала скальпелем или острым ножом осторожно подрезают бутон по кругу на границе с чашелистиками, а далее разрезают его до верхушки. Затем отделяют подрезанную часть бутона, осторожно отгибают лепестки и пинцетом выщипывают пыльники. Делать это необходимо очень осторожно, чтобы не повредить пестики, так как это может привести к отмиранию цветка.
После кастрации, чтобы избежать нежелательного опыления насекомыми, на цветок накладывают изолятор (пергаментный или марлевый).
К опылению приступают, когда на рыхлых пестиках появляются клейкая жидкость и характерный блеск. Обычно это происходит на 2—3-й день после кастрации. Перед опылением с кастрированных цветков снимают изолятор, кисточкой или резинкой наносят пыльцу на рыльце и легонько ее втирают (для пыльцы каждого сорта необходима отдельная кисточка или резинка). Затем на цветки снова надевают колпачки. Для получения более надежных результатов опыление следует повторить на следующий день, особенно если после него прошел дождь.
Опыление роз лучше всего проводить в период первого цветения. Данные каждого опыления нужно записывать. Это очень важно для проведения гибрида в сорт. Результаты опыления необходимо периодически проверять.
По истечении 12—15 дней пергаментные или целлофановые изоляторы меняют на марлевые. Практикой доказано, что под марлевым колпачком плоды созревают и сохраняются лучше. Плоды собирают, когда они начинают буреть. У перезревших семян (орешки) очень плотный верхний покров, поэтому они всходят очень долго, а иногда только через год, что затягивает процесс селекции нового сорта.
Период развития плода от опыления до созревания — 70 — 100 дней, у некоторых сортов роз — более 100 дней.
После сбора плодов семена очищают от мякоти и стратифицируют (смешивают в ящиках с песком), хорошо растирают в руках, а затем на 10—12 дней помещают в подвал, где температура 5—8°С. После этого семена с песком высевают в грунт. Можно высевать их в ящики или в горшочки и помещать в теплицу.
Участок, где высеяны гибридные семена, хорошо поливают и мульчируют. Если они высеяны осенью, в сентябре, всходы появляются на следующий год в апреле-мае. Когда у сеянцев образуется 2—3 листка, их пикируют.
Молодые растения требуют тщательного ухода. Первое цветение допускают только во второй половине лета. Во время цветения отбирают лучшие перспективные гибридные розы для размножения. Размножают окулировкой. Окончательный отбор проводят на 3—4-й год, когда качества гибридных растений проявляются в полной мере.
Лучшие сорта для селекции: Глория Деи, Кордес Зондермельдунг, Кримсон Глори, Гехаймрат Дуисберг, Спект Йелоу, Фрау Карл Друшки, Шарлотт Армстронг.
В нескольких номерах журнала "Амурский садовод" мною было не мало рассказано о различных сортах плодовых и ягодных культур, подробно описаны их основные хозяйственные характеристики, отличия и потенциальные возможности. Описывая их, я старался рассказать об особенностях амурских и инорайонных сортов, объяснить причины, по которым невозможно возделывать множество сортов фруктовых деревьев и ягодных кустарников в открытозимующей форме в условиях Приамурья.
Читая эту информацию, наверняка у множества садоводов возникает вопрос - почему в Амурской области нет сортов плодовых и ягодных культур, которые были бы схожи по крупноплодности к примеру с алтайскими сортами? Или почему нельзя вывести сорт груши или яблони с размерами плодов, не уступающим привозным китайским или аргентинским? И, наконец, как вообще выводятся сорта плодовых?
Вывести такие сорта можно, но для этого требуется очень много времени и больших затрат труда. А вот каким образом происходит выведение новых сортов я и постараюсь ответить в этом номере.
Для начала расскажу, что представляет собой сорт плодового растения.
Все сорта плодовых и ягодных культур в генетическом отношении являются клонами. В селекции существует даже такое понятие «сорт-клон» - совокупность растений, обладающих комплексом хозяйственно-полезных качеств, передающихся при вегетативном размножении. Вегетативное размножение это размножение усами (у земляники), корневыми отпрысками (малина), черенками и отводками (смородина, крыжовник, жимолость), делением куста (безусая земляника, смородина), прививкой (груша, яблоня, абрикос, слива). Если вы попытаетесь размножить какой-либо сорт при помощи семян, то он либо не воспроизведет себя полностью, либо потеряет какие-то отдельные качества (вкус, размер плодов или ягод, зимостойкость), да и назвать сортом полученное растение уже будет нельзя. С чем же это связано?
Чтобы ответить на этот вопрос необходимо разобраться, как выводятся сорта плодовых культур, из каких основных этапов состоит селекционная работа.
Создание модели будущего сорта
Прежде чем приступить к выведению нового сорта необходимо определить его параметры, создать модель.
Модель сорта - это тот идеал, который представляет каждый любитель фруктов и ягод, то есть, что именно хотел бы видеть обычный потребитель. Обычно это желание видеть в своем саду или на полке в магазине красивые, долго не портящиеся фрукты, богатые витаминами и очень приятные на вкус. Однако, для селекционера, ориентирующегося на потребителя, добавляется еще несколько показателей: сроки созревания - для увеличения продолжительности снабжения рынка; продуктивность - для повышения эффективности производства; зимостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к болезням и вредителям и другие показатели.
Создавая модель сорта, селекционер определяет его основные параметры и уж затем приступает к следующему этапу.
Подбор родительских форм
Чтобы создать сорт, необходимо подобрать родительские формы, которые послужат генетической основой для будущего сорта. Подбор родительских форм это очень трудоемкий процесс, который иногда занимает не один год. В основном это связано с тем, что необходимо время на то, чтобы найти нужную форму, размножить ее вегетативно, высадить в коллекцию, дождаться плодоношения, а не редко и изучить в течение двух-трех лет.
В качестве родительских форм могут привлекаться уже существующие сорта (как местные, так и инорайонные), обладающие комплексом хозяйственно-полезных качеств. Чаще всего инорайонные сорта используются для улучшения каких-либо отдельных признаков (например, крупноплодности).
Не редко в селекции используются в качестве родительских форм те гибридные формы, которые были поучены ранее в селекционном процессе, но по разным причинам не смогли стать сортами (низкая зимостойкость, высокая осыпаемость плодов, резкая периодичность плодоношения и др.). У таких форм могут быть отдельные признаки, которые они смогут передать своему потомству и уже в нем проявиться в сочетании с другими показателями.
В качестве исходного материала также могут использоваться дикорастущие представители местной флоры (сибирская ягодная яблоня, уссурийская груша, маньчжурский абрикос, дикорастущие виды черной смородины и др.). Достоинством диких форм является их высокая способность противостоять комплексу неблагоприятных условий, высокая устойчивость к грибным, бактериальным и вирусным заболеваниям, высокое содержание органических кислот и витаминов в плодах.
После того, как определены родительские формы, селекционер приступает к следующему этапу селекционного процесса - гибридизации.
Гибридизация
Гибридизация, или скрещивание - это процесс объединения наследственности двух родительских форм, а также форм предыдущих поколений.
Процесс гибридизации относительно не сложен и его может провести даже любитель хотя бы немного знакомый со строением цветка. Цветок большинства плодовых культур (за исключением облепихи) содержит в себе как мужскую часть (тычинки), так и женскую (один или несколько пестиков). На вершине тычинки (в пыльнике) созревает пыльца, каждое пыльцевое зерно несет в себе два спермия. В основании пестика (в завязи) созревает одна или несколько яйцеклеток. При опылении пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика (его вершину), там оно прорастает - вытягивается пыльцевая трубка, идущая до самого семязачатка, по пыльцевой трубке спермии попадают внутрь зародышевого мешка и происходит оплодотворение яйцеклетки. В результате оплодотворения образуется зигота, развивающаяся в зародыш семени. В результате этого процесса образуются плоды с семенами, содержащими наследственность двух растительных организмов. Однако в природе процесс опыления происходит неконтролируемо. В случае же целенаправленной гибридизации селекционер сам подбирает родителей и производит опыление искусственно.
Чтобы произвести искусственное опыление, для начала необходимо собрать пыльцу того растения, которое выбрано в качестве отцовского производителя. Для этого собирают бутоны за два-три дня до распускания, иглой выбирают из них пыльники, подсушивают на бумаге. Созревший пыльник растрескивается и из него высыпается пыльца. Хранят пыльцу в стеклянных флакончиках.
Одновременно с заготовкой пыльцы производят подготовку цветков на растении, которое выбрано в качестве материнского. За два дня до распускания бутонов производят их кастрацию - удаляют все пыльники, чтобы исключить самоопыление цветков и надевают марлевые изоляторы для того, чтобы не допустить к ним пчел, которые могут принести нежелательную пыльцу с других растений. После распускания цветков в изоляторе, производят их опыление - аккуратно наносят пыльцу на рыльце пестика кусочком резинки на медной или алюминиевой проволоке. Произведя опыление, снова одевают марлевый изолятор на ветку.
Обычно через неделю становится ясно, произошло ли оплодотворение. В случае успеха завязывается плод, несущий в себе гибридные семена.
Осенью, после созревания плода, семена выбирают, подсушивают и высевают на подготовленные гряды. Для таких культур как абрикос, слива, вишня производят предварительную подготовку к посеву - стратификацию (выдерживают при температуре +3…+5 0 С в течение одного месяца).
В том случае, если полученные гибридные семена жизнеспособны, на следующий год получают гибридные сеянцы, сочетающие признаки двух родителей.
Другие способы получения материала для селекции
Большинство сортов плодовых и ягодных культур содержат в себе гены множества поколений сортов и гибридов, имеется множество доминирующих признаков, проявляющихся при жизни, а также признаков внешне не видимых, находящихся в подавленном (рецессивном) состоянии. Последние могут проявиться в следующих поколениях, если растение размножается семенным путем. Именно поэтому все сорта плодовых и ягодных культур размножаются только вегетативным путем (клонированием), который позволяет сохранить все хозяйственно-полезные качества. Собственно это будет являться ответом на один из поставленных в начале этой статьи вопросов, а именно, с чем связано сохранение сортовых признаков только при вегетативном размножении.
В редких случаях, правда, происходит и вегетативная изменчивость, получившая в научном мире название «почкового спорта» или клоновой изменчивости. Вегетативная изменчивость происходит в результате мутаций, происходящих в тканях растений. В результате таких мутаций может произойти полное перерождение сорта. Чаще всего клоновая изменчивость проявлятеся в изменении окраски плодов, когда на дереве вдруг проявляется ветвь с плодами совершенно другого цвета.
Селекционеры уже давно научились использовать это явление в своих целях, ведь достаточно размножить мутировавшую ветвь, чтобы получить новый сорт. Известно, что почти все сорта яблок (особенно американского происхождения) с яркой красной окраской являются почковыми мутантами обычных желтоплодных и зеленоплодных сортов.
Для человека мало сведущего в клоновой селекции можно привести пример с картофелем, который, как и плодовые растения, размножается вегетативно (клубнями) и тоже очень сильно подвержен клоновой изменчивости. Если из года в год садить только мелкие клубни этого растения, то произойдет его вырождение. И, наоборот, отбирая для посадки крупные, ровные клубни можно добиться улучшения сорта.
Не редко ученые стимулируют появление мутаций при помощи специальных химических веществ (химический мутагенез) или радиационного облучения (радиационный матагенез), но данные методы занимают незначительное место, по сравнению с традиционным методом получения исходного материала для селекции (гибридизацией).
В любом случае, какой бы метод получения гибридного материала не был использован (гибридизация или мутагенез, клоновый отбор), это всего лишь один из этапов большого и трудоемкого селекционного процесса. Получить гибридный организм это только пол дела, в дальнейшем предстоит вырастить его до плодоношения и провести всестороннее изучение.
Описанный процесс для кого-то может показаться простым, однако его не так просто осуществить, так как не редко на него уходит от двух до пяти лет. Также требуется время для того, чтобы полученные гибридные сеянцы вступили в плодоношение. Что же следует дальше? В чем сложность выведения новых сортов? Сейчас мы в этом и постараемся разобраться.
Рост, рост, рост….
Итак, мы получили гибридные сеянцы, они уже несут в себе гены обоих родителей, однако мы не знаем, насколько много нужных нам признаков они сочетают. Сравнить это можно лишь с ростом ребенка, когда неизвестно, кем он вырастет - инженером, поэтом, ученым или гением, сочетающим в себе множество талантов и умений. Выяснить это можно лишь с годами. Таким образом, чтобы выяснить какими свойствами будет обладать гибридный сеянец нужно дождаться его плодоношения.
Все мы знаем, как долго растут деревья, и как долго нужно ждать того момента, когда деревья приносят первые плоды. Но что касается гибридных сеянцев, то у некоторых культур они растут еще дольше. К примеру, груши и яблони вступают в плодоношение на 8-14 год после посева семян. Есть правда и скороплодные культуры - это смородина, малина, абрикос, которые вступают в плодоношение на второй-третий год после посева.
Длительность вступления в плодоношение связана с необходимостью прохождения ювенильного (юношеского периода), когда растительный организм взрослеет, постепенно приобретает признаки культурности и, наконец, приносит плоды. Если проследить за ростом гибридного сеянца груши, то в начале жизни он будет сильно походить на своих диких предков - у него будут мелкие почки, светлая кора, большое количество колючек. В некоторых случаях эти признаки могут отсутствовать в раннем возрасте, что говорит о хороших потенциальных возможностях гибрида. Часто селекционеры на ранней стадии определяют по этим косвенным признакам, насколько хорошим сочетанием качеств плодов будет обладать тот или иной гибрид. Однако, это не всегда достоверно и приходится ждать вступления в плодоношение сеянцев.
В дальнейшем, по мере роста, из года в год, сеянцы начинают приобретать признаки культурности - у них темнеет кора, почки становятся более крупными, меняется размер и форма листьев, окраска листьев также может стать темнее, количество колючек становится меньше (не редко они исчезают полностью) и, наконец, сеянец вступает в плодоношение.
Здесь хочу сделать небольшое отступление - когда вы захотите приобрести саженцы каких-либо плодовых растений на рынке, у частных продавцов, а иногда и в специализированных питомниках, то сами сможете отличить по указанным мною признакам культурный саженец от дичка, который вам могут «не нарочно» предложить. Данные признаки закрепляются навсегда и передаются из поколения в поколение при вегетативном размножении. Для яблони к культурным признакам можно отнести большую, чем у дичков толщину побегов и их опушенность, а также опушенность листьев - чем она выше, тем больше культурность, выше качества плодов. Что касается ягодных культур, то там признаки культурности на вегетативных частях почти не проявляются и распознать дичок почти не возможно.
Но вернемся к гибридным сеянцам. Первые плоды, которые приносит сеянец, чаще всего не показывают всех своих качеств в первые годы, иногда требуется несколько лет, чтобы стабилизировались признаки вкуса, размера, формы и окраски. Лишь после этого можно судить о достоинствах и недостатках гибрида. В целом, на рост и предварительную селекционную оценку уходит от 8 до 20 лет в зависимости от того, насколько быстро вступает плодовая порода в плодоношение. При этом селекционеру важно получить не менее трех товарных урожаев с одного дерева или куста, чтобы выделить гибрид из общей массы. В идеале на это уходит три года, но очень часто случаются неурожаи по причине нападения вредителей или в особо суровые зимы сеянец оказывается не зимостойким. В этом случае селекционер предпочитает проверить гибрид дополнительно еще в течение двух-трех лет, чтобы исключить попадание малоценных образцов на первичное сортоизучение, которое требует больших материальных затрат и времени.
Давайте представим, что по прошествии нескольких лет, наконец, был выделен гибрид с нужными качествами. Он хорош всем - имеет вкусные и привлекательные плоды, довольно урожаен, не плохо выдержал зимы, да и к вредителям вроде как устойчив. Но как выяснить, будет ли он успешно расти не только на том месте, где вы его посадили, но и в других, отличающихся по микроклиматическим условиям? Насколько лучшим он будет в сравнении с уже существующими (районированными) сортами. Чтобы выяснить это, необходимо перейти к следующему этапу - первичному сортоизучению.
Первичное сортоизучение
Первичное сортоизучение это этап, когда выделенный в результате селекционного отбора гибрид, сравнивается со стандартным (районированным) сортом. Сравнение проводится очень тщательным образом. Как же оно выглядит?
Для начала необходимо вырастить достаточное количество посадочного материала изучаемых новых сортообразцов и стандартных сортов. Для этого их размножают вегетативно. О необходимости вегетативного размножения плодовых культур с целью сохранения я говорил в первой части статьи и здесь подробно на этом вопросе останавливаться не буду. Для сравнительной оценки нового сортообразца необходимо вырастить от 15 до 30 саженцев в зависимости от культуры. Например, чтобы изучить один новый сорт черной смородины, необходимо высадить 30 растений районированного сорта и 30 растений изучаемого. При этом высаживаются они риндомизировано (в разброс) в трех повторениях (по 10 растений в каждом повторении).
После выделения гибрида в селекционном саду, на его размножение и закладку участка первичного сортоизучения обычно уходит 2-3 года. После этого вновь приходится ждать плодоношения, но оно уже наступает быстрее, ведь все высаженные растения являются клонами.
Дождавшись урожая, селекционер проводит сравнение нового сортообразца с районированным по урожайности, зимостойкости, засухоустойчивости, устойчивости к болезням и вредителям, вкусовым и товарным качествам плодов и другим показателям, которые могут оказаться важными. Оценка проводится в течение трех-пяти лет после начала плодоношения, после чего делается вывод о том, по каким именно хозяйственно-ценным признакам данный сортообразец можно рекомендовать в качестве нового сорта, определяется его назначение - столовое, техническое или универсальное. Не редко по результатам первичного сортоизучения новый сортообразец уступает контрольному сорту, и тогда его либо полностью выбраковывают, либо оставляют в коллекции для использования в дальнейшей селекции за отдельные признаки.
Но, допустим, изучаемый нами сортообразец превзошел по многим показателям стандарт. Что дальше? А дальше государственное сортоиспытание.
Государственное сортоиспытание и районирование
Государственное сортоиспытание проводится на специальных участках, где новый сорт сравнивается с районированным или лучшим инорайонным сортом. Схема и продолжительность госсортоиспытания почти полностью совпадает со схемой и продолжительностью первичного сортоизучения. С той лишь разницей, что оно проводится не в селекционном учреждении, а на специальном участке под наблюдением независимого эксперта.
В том случае, если новый сорт выдерживает и это испытание, действительно соответствует всем заявленным требованиям, ему присваивается сортовое название, вносят в государственный реестр селекционных достижений и допускают к использованию на территории субъекта Российской Федерации. Автору сорта выдается авторское свидетельство, а селекционному учреждению патент. После этого сорт считается районированным.
Чаще всего новый сорт может успешно возделываться только в том регионе, где он был выведен. В некоторых случаях такой сорт оказывается достаточно пластичным для того, чтобы выращиваться в условиях другого региона, тогда он получает более широкое распространение.
Изложенные мною этапы создания нового сорта плодового растения позволяют не плохо представить все сложности этого процесса, а самое главное - его продолжительность. И, таким образом, представленная информация позволяет ответить на вопросы, поставленные в предыдущем номере - «почему нельзя вывести сорт груши или яблони с размерами плодов, не уступающим привозным китайским или аргентинским?», «…как выводятся сорта плодовых культур?». Вывести такие сорта можно, но для этого необходимо много лет селекционной работы и больших финансовых затрат. Селекционная работа в Дальневосточном государственном аграрном университете в области плодовых и ягодных культур продолжается непрерывно, непрерывно ведется работа по улучшению сортовых качеств. Ну а каким образом эта работа ведется, мною был дан ответ в полной мере.
Страница 11 из 12
КАК ВЫВОДЯТ НОВЫЕ СОРТА ЯБЛОНЬ
И ван Владимирович Мичурин, великий преобразователь природы, сказал: «Мы не можем ждать милостей от природы; взять их у нее - наша задача». Шестьдесят лет творческой трудовой жизни Мичурин отдал искусству создания новых сортов. Он указал и путь, каким можно создавать новые сорта растений.
Эта путь гибридизации, или искусственного скрещивания различных сортов растений для получения гибридов (помесей).
Как известно, плодовое дерево без цветения не может завязать плод и дать семя. Лишь в процессе цветения рыльце пестика опыляется пыльцой с этого же или с другого дерева той же породы и происходит оплодотворение. Возникшее таким путем семя будет носителем признаков, свойственных материнским и отцовским деревьям. А при гибридизации человек выбирает производителей преднамеренно, то есть с такими свойствами, какие он хотел бы придать будущему растению.
Вот пример из работы И. В. Мичурина. В средней полосе Европейской части СССР нет сортов груши, которые сочетали бы в себе хороший вкус плодов и способность к длительному хранению, то есть нет зимних сортов. Чтобы получить подобный сорт, Иван Владимирович поступил таким образом. В 1903 году несколько цветков в первый раз зацветшего молодого, шестилетнего, деревца уссурийской груши, мелкие плоды которой грубы, были оплодотворены пыльцой, взятой с горшечного экземпляра груши бере-рояль - итальянского сорта с вкусными и длительно хранящимися плодами.
Из пяти полученных от этого скрещивания гибридов один, по замечанию Ивана Владимировича, «удачно соединил и в свойствах дерева и в качествах своих плодов достоинства обоих растений-производителей». Плоды созревают поздно осенью и сохраняются свежими до марта (бере зимняя Мичурина).
Еще пример. Широко известный в настоящее время сорт славянка получен Иваном Владимировичем при скрещивании антоновки обыкновенной (материнский сорт) и ренета ананасного (отцовский сорт), родина которого Франция. В результате гибридизации прекрасные вкусовые качества ренета, его исключительная ароматичность как нельзя лучше сочетались с зимостойкостью антоновки и весьма значительной лежкостью ее плодов (до весны).
Как производится гибридизация растений? Молодым садоводам, особенно работающим в кружках, не только полезно знать технику гибридизации, но следует и самим активно принять участие в скрещивании плодовых деревьев.
Техника гибридизации такова. На материнском растении намечают соцветия (так называются группы цветков, вышедших из одной плодовой почки) с нормально развивающимися бутонами и удаляют наименее развитые, оставляя два-три лучших. Бутоны, готовые к тому, чтобы завтра распуститься, сегодня надо вскрыть и кастрировать, то есть тщательно выщипнуть пинцетом или ножницами все пыльцевые мешочки.
Для того чтобы на кастрированные цветки ветром или насекомыми не была занесена пыльца с других цветков, обработанные соцветия следует заключить в белые марлевые мешочки, аккуратно и осторожно завязав их.
Пыльцу с цветка отцовского сорта заготовляют несколько раньше - за один-два дня до кастрации. Раскрыв готовый распуститься, но еще не распустившийся бутон, отрывают пинцетом пыльцевые мешочки и складывают их в стеклянную баночку. Собранную пыльцу помещают для дозревания в теплое и сухое место, но не на солнцепеке. Пыльца скоро дозревает и высыпается из мешочков. В таком виде она может сохраняться, не теряя жизнеспособности, месяц и более (это дает возможность получать пыльцу из отдаленных зон заблаговременно).
На другой день после кастрации цветка материнского растения, утром, между 8 и 12 часами, производится опыление.
Пыльцу в баночке встряхивают и затем кончиком пальца или кусочком резины или пробки, укрепленной на проволоке, наносят на рыльце пестика.
После этого соцветие вновь заключают в изолятор, чтобы предохранить цветки, а впоследствии завязь и плоды от случайных повреждений. На ветку у соцветия прикрепляют этикетку с указанием материнского растения и сорта-опылителя, даты и количества опыленных цветков.
Опыление каждого цветка надо повторить в течение ближайших трех дней.
В дальнейшем, по мере созревания, плоды снимают. Летним сортам дают 7-10 дней для окончательного вызревания, после чего выбирают семена. Сорта, вызревающие в длительной лежке, оставляют на хранение и выбирают из них семена лишь тогда, когда плоды начнут портиться.
Выбранные семена стратифицируют обычным порядком и весной высевают. Однако со стратификацией семян зимних сортов запаздывать нельзя. Произвести ее следует своевременно. При этом, конечно, надо особенно внимательно следить за тем, чтобы каждая группа семян имела свое точное обозначение.
Для большего успеха гибридизации И. В. Мичурин рекомендует исходить из некоторых установленных им положений.
Так, наилучший результат получается, если производители берутся из разных климатических, почвенных зон, с разных рельефов и т. п. Гибриды, полученные от такого скрещивания, легче изменяются в нужную нам сторону, когда окажутся в непривычной для них среде.
Молодые яблони, недавно вступившие в плодоношение, как и взрослые деревья, но чем-либо ослабленные (засушливая погода, холодная весна, пораженные вредителями), имеют меньше шансов передать свои качества гибриду, чем растения, находящиеся в полной силе своего развития.
В годы с теплой, умеренно влажной и тихой весной бывает наибольший процент удачных скрещиваний. При такой погоде качества и свойства лучших сортов, выработанные при благоприятных условиях теплого климата, гораздо полнее передаются гибридам в нашей местности.
Особенно большое значение Иван Владимирович придавал тем влияниям, каким подвергается гибридное растение в первые годы жизни. Пластичность молодого гибрида весьма велика, стойкость же унаследованных признаков ослаблена новой обстановкой, в которой теперь находится гибридное растение. Поэтому воспитание молодого гибрида имеет большое значение.
Уход за деревцами в гибридном питомнике, обработка почвы, борьба с вредителями должны проводиться на высоком агротехническом уровне. Однако в тех случаях, когда одним из производителей является южный сорт, тучная почва исключается. Гибриды, дающие на такой почве буйный рост, изнеживаются. Лишь воспитанные на тощей почве, гибриды оказываются стойкими к морозам.
К удобрению сеянцев, говорит Иван Владимирович, следует приступать только тогда, когда они начинают закладывать свои органы плодоношения. Усиленное питание необходимо продолжать в течение первых трех - пяти лет плодоношения, когда окончательно определятся все характерные для данного растения качества. Кроме того, необходимо удерживать сеянцы гибридов от развития большого числа мелких ветвей прищипкой боковых разветвлений, чтобы направить движение соков к побегам продолжения.
