Статья «ЦЕНТРЫ МНОГООБРАЗИЯ И ПРОИСХОЖДЕНИЯ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ. СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ. Информационные материалы и методические указания к уроку».

Статья «ЦЕНТРЫ МНОГООБРАЗИЯ И ПРОИСХОЖДЕНИЯ

КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ. СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ. Информационные материалы и методические указания к уроку».

Для успеха селекции важным является исходное многообразие

включаемого в селекционную работу материала. Чем шире размах

изменчивости исходного материала, тем больше возможностей для

отбора и гибридизации. Изучение культурных растений позволило

акад. Н. И. Вавилову открыть важные закономерности их географической

изменчивости. Н. И. Вавилов, в течение ряда лет в двадцатых

и тридцатых годах возглавлявший одно из крупнейших

научных учреждений Советского Союза — Всесоюзный институт

растениеводства (ВИР), осуществил с сотрудниками ряд экспедиций

в различные районы земного шара. Экспедициями, кроме территории

Советского Союза, были охвачены Иран, Афганистан,.

страны Средиземноморья, Абиссиния, Центральная Азия, Япония,

Северная, Центральная и Южная Америка. Как видно из этого

неполного перечня, почти весь земной шар был охвачен экспедициями

ВИРа. Во время экспедиций был собран огромный материал

по самым различным культурным растениям, по их сортовому разнообразию,

по изменчивости. Экспедиции привезли в Советский Союз

тысячи образцов семян культурных растений, которые были высеяны

в питомниках ВИРа, расположенных в разных географических

зонах нашей страны. Эти уникальные коллекции ВИРа и до

нашего времени служат ценнейшим материалом для селекции, так

как содержат огромное количество разных сортов и форм культурных

растений.

В результате изучения собранного материала Н. И. Вавилов

установил, что далеко 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. Таких центров восемь. Их возникновение связано с

происхождением растений, с древнейшими очагами человеческой

культуры. Мы не будем здесь подробно рассматривать все эти

центры многообразия. Они изображены и перечислены на прилагаемой

карте (рис. 155). Укажем, что происхождение такой важнейшей

культуры, как пшеница, связано с четырьмя центрами — Среднеазиатским,

Индийским, Средиземноморским, Абиссинским. Центром

многообразия и происхождения кукурузы является Южномексиканский

и Центральноамериканский, а также отчасти и

Южноамериканский центр. Последний служит и центром происхождения

столь важной культуры, как картофель.

Основными методами селекции растений служат гибридизация

и отбор. Обычно в практической селекционной работе имеет место

сочетание этих методов. Исходя из основных, уже известных нам

генетических закономерностей, сочетают путем скрещивания желательные

признаки, а путем отбора закрепляют желательные комбинации.

Методы отбора могут быть различными, что в значительной

мере зависит от формы размножения данного вида растений.

Различают две основные формы отбора: массовый и индивидуальный.

Первый из них сводится к отбору из исходного материала

целой группы особей, обладающей желательными для селекционера

признаками. Этот метод отбора может быть однократным или повторным

(повторяющимся в целом ряде последующих поколений).

Он часто применяется, например, для улучшения местных малоурожайных

сортов.

Массовый отбор наиболее часто применяется в отношении пере-

крестноопыляющихся растений, к которым относится такая культура,

как рожь. Ряд широко распространенных сортов ржи (например,

известный сорт Вятка) выведен этими методами. Массовый

отбор не может привести к выделению генотипически однородного

материала. Поэтому полученные этими методами сорта обычно

требуют повторного применения отбора для поддержания своих

свойств.

Индивидуальный отбор, который тоже может быть однократным

или повторным, сводится к выделению отдельных особей и получению

от них потомства. Этот метод наиболее применим к самоопыляющимся

растениям (пшеница, ячмень, овес). Потомство одной самоопыляющейся

особи носит название чистой линии. Таким образом,

индивидуальный отбор приводит к выделению отдельных чистых

Самоопыление перекрестноопылителей (инбридинг). Явления гетерозиса.

Самоопыление ведет к повышению гомозиготности, к закреплению

этим путем наследственных свойств. ■ Можно ли при

селекции перекрестноопыляющихся растений прибегать к самоопылению

для получения у них чистых линий? В генетике и селекции

близкородственное скрещивание (самоопыление у растений,

скрещивание между родственными животными) называется и н -

б р и д и н г о м. Еще Дарвину было хорошо известно, что инбридинг

и у растений, и у животных приводит обычно к неблагоприятному

результату: снижению жизнеспособности, уменьшению

продуктивности, или, говоря в общей форме, к вырождению. Это

подтверждено многочисленными исследованиями, проведенными на

ржи, кукурузе и многих других растениях. Например, опыты,

проведенные на кукурузе, показали, что при самоопылении через

10 поколений урожайность снижается примерно вдвое. Аналогичный

результат наблюдается и у ржи.

Чем объясняется неблагоприятное влияние инбридинга? Одной

из основных причин служит переход большинства генов в гомозиготное

состояние. У организмов непрерывно осуществляется мутационный

процесс. Большинство мутаций рецессивны, и значительная

часть их представляет собою неблагоприятные наследственные

иаменения (стр. 206). У перекрестноопылителей эти рецессивные

мутации фенотипически не проявляются, так как находятся в гетерозиготном

состоянии. При инбридинге они переходят в гомозиготное

состояние и оказывают свое действие на развивающийся

организм. Иное дело у самоопыляющихся растений. У них не происходит

накопления рецессивных неблагоприятных мутаций, так

как по мере появления они становятся гомозиготными и отсеиваются

естественным отбором.

Несмотря на неблагоприятное влияние самоопыления, у пере-

шрсстноопыляющихся растений оно часто и успешно применяется

it селекции. Обычно сначала путем инбридинга выводят чистые липни,

у которых закрепляются желательные признаки. Вместе с тем

происходит резкое снижение урожайности. Затем проводят перекрестные

опыления между разными линиями. Это сразу же снижает

предное влияние инбридинга и в ряде случаев ведет к созданию

высокоурожайных растений. Нередко при этом проявляется эффект

г е т е р о з и с а , или, иначе, гибридной силы. Сущность его

заключается в том, что первое гибридное поколение обладает повышенной

урожайностью и жизнеспособностью не только по сравнению

с и н б р е д н ы м и ли н и ями , но и по сравнению с теми

родительскими формами, которые были использованы для создания

инбредных линий. При дальнейшем размножении гибридов,

проявляющих гетерозис, эффект его обычно снижается. Генетические

причины гетерозиса еще не окончательно выяснены, однако

несомненно, что тут играет положительную роль высокая гетеро-

зиготность гибридов, получающихся при скрещивании инбредных

линий.

Практически поступают следующим образом. Сначала создают

большое число инбредных линий, затем приступают к скрещиванию

между ними. Выявляют опытным путем те комбинации, котбрые

дают наибольший эффект гетерозиса. Далее сохраняют эти инбред-

ные линии и для хозяйственного использования высевают гибридные

семена, которые получаются в результате скрещивания линий

(межлинейные гибриды). Хотя на первый взгляд этот путь кажется

несколько сложным, тем не менее на практике он дает огромный

хозяйственный эффект. Инбредные линии ведут специальные семеноводческие

хозяйства, которые снабжают сельскохозяйственное

производство гибридными семенами для производственных целей.

Использованная литература: