Статья «Эффективность селекции растений. Информационные материалы и методические указания к уроку».

Статья «Эффективность селекции растений. Информационные материалы и методические указания к уроку».

Какими причинами определяется

эффективность отбора при селекционной работе? Вопрос этот имеет

важное практическое значение. Отбор тем эффективнее, чем разнообразнее

в наследственном отношении исходный материал. Это

разнообразие достигается разными путями. Одним из них служит

разнообразный в отношении географического происхождения материал.

Мы уже видели, какое большое значение для селекции имеет

коллекция культурных растений ВИРа, собранная в различных

районах земного шара. Второй путь увеличения разнообразия материала

для селекции представляет гибридизация. Скрещивание

в сочетании с отбором — один из самых эффективных путей селекционной

работы. Наконец, увеличение наследственной изменчивости

может достигаться путем повышения мутационной изменчивости

действием различных внешних факторов (стр. 209).

В тех случаях, когда наследственное разнообразий исходного

материала невелико, отбор малоэффективен. Примером могут служить

чистые линии самоопылителей. Отбор в чистых линиях, яв-

ляклцихся гомозиготными по большинству генов, практически не

дает никакого результата. В чистых линиях источником наследственных

изменений могут быть лишь мутации, но они происходят

относительно редко. У самоопылителей отбор обычно бывает эффективным

лишь до тех пор, пока из исходной неоднородной по наследственному

составу популяции не будут выделены чистые линии.

В дальнейшем он перестает действовать. Для изменения

свойств линии следует прибегнуть к гибридизации, которая приведет

к неоднородности наследственного состава, за счет чего вновь

может эффективно применяться отбор.

Полиплоидия и отдаленная гибридизация растений. У растений

одной из форм наследственной изменчивости служит кратное увеличение

числа хромосом, которое называется полиплоидией (стр. 207).

В происхождении культурных растений она играет большую роль.

Многие из них являются полиплоидами (по сравнению с родственными

дикими видами). К числу их относятся пшеница, картофель,

некоторые сорта сахарной свеклы, сахарного тростника, табака,

многие плодовые деревья.

В генетике и селекции в настоящее время разработан ряд методов

экспериментального получения полиплоидов. Этот путь в практическом

отношении часто очень перспективен, так как многие

полиплоиды по сравнению с исходными (диплоидными) формами

обладают более мощным ростом и более высокой урожайностью.

За последние годы, например, все более широкое распространение

(в том числе и в Советском Союзе) приобретает экспериментально

полученная полиплоидная сахарная свекла, обладающая более

высокой сахаристостью по сравнению с диплоидными сортами.

В качестве одного из перспективных путей получения новых продуктивных

форм культурных растений применяется отдаленная

гибридизация. Обычно скрещивание происходит в пределах вида.

Иногда оказывается возможным получение гибридов между

разными видами растений из одного рода и даже видами, относящимися

к разным родам. Так, например, существуют гибриды

ржи и пшеницы, пшеницы и дикого злака эгилопс и многие другие.

Однако такие отдаленные гибриды в большинстве случаев оказываются

бесплодными. Поэтому они не имеют значения ни для селекции,

ни для эволюции видов. Действительно, если межвидовые

гибриды размножались бы и оставляли потомство, то существование

видов в природе стало бы невозможным, так как процесс гибридизации

стер бы границы между ними. Бесплодие отдаленных гибридов

сохраняет относительную константность видов.

В чем причина бесплодия отдаленных гибридов? Эти причины

разнообразны. Мы укажем лишь главнейшие. В большинстве

случаев у отдаленных гибридов нарушается нормальный ход созревания

половых клеток. Хромосомы обоих родительских видов

оказываются настолько несхожими между собою, что нарушается

процесс мейоза. Хромосомы оказываются неспособными конъюгиро-

вать, и в результате этого не происходит нормальной

редукции их числа. Эти нарушения

оказываются еще более значительными, когда

скрещивающиеся виды отличаются по числу

хромосом (например, диплоидное число хромосом

ржи — 14, мягкой пшеницы — 42). Но даже

и прн одинаковом числе хромосом скрещиваемых

видов нормальный ход мейоза при отдаленной

межвидовой гибридизации обычно нарушается

и гибриды оказываются бесплодными.

Существуют лй какие-либо методы восстановления

плодовитости отдаленных гибридов?

Одним из выдающихся достижений современной

генетики и селекции явилась разработка способов преодоления

бесплодия межвидовых гибридов, которое в некоторых случаях

приводит к восстановлению их нормального размножения. Впервые

это удалось осуществить в 1924 году советскому генетику

Г. Д. Карпеченко при скрещивании редьки и капусты. Оба эти

вида имеют (в диплоидном наборе) по 18 хромосом. Соответственно

их гаметы несут по 9 хромосом (гаплоидный набор). Гибрид

имеет 18 хромосом, но он совершенно бесплоден, так как «редечные

» и «капустные» хромосомы не конъюгируют друг с другом, и

поэтому процесс образования гамет не может протекать нормально.

Г. Д. Карпеченко удалось удвоить число хромосом гибрида. В ре-*

зультате получилось, что в гибридном организме оказалось 36 хромосом,

слагающихся из двух полных диплоидных наборов редьки

и капусты. Это создало нормальные возможности для мейоза, так

как каждая хромосома имела себе парную. «Капустные» хромосомы

конъюгировали с «капустными», а «редечные» — с «редечными».

Каждая гамета несла по одному гаплоидному набору редьки и

капусты (9 + 9 = 18). В зиготе вновь оказывалось 36 хромосом.

Гибрид стал плодовитым и размножался вполне нормально. Таким

образом, отдаленная гибридизация в сочетании с удвоением числа

хромосом (создание полиплоида) привела к полному восстановлению

плодовитости.

Гибрид оказался вполне постоянным, т. е. не расщеплялся на

родительские формы, так как хромосомы редьки и капусты всегда

оказывались вместе. Это вновь созданное человеком растение не

было похоже ни на редьку, ни на капусту.'Оно отличалось очень

мощным ростом вегетативных частей. Стручки занимали как бы

промежуточное положение и состояли из двух половинок, из которых

одна напоминала капусту, вторая — редьку (рис. 156).

Существует Немало культурных растений, созданных в результате

отдаленной гибридизации. Укажем некоторые из них. В результате

многолетних работ акад. Н. В. Цицина и его сотрудников

получены ценные сорта зерновых на основе гибридизации пшеницы

с сорным растением — пыреем. Среди них имеются такие

формы, которые от пырея наследуют многолетность и получается

многолетняя пшеница, которую нет необходимости сеять каждый

год, ибо корневища ее перезимовывают, как у пырея. Несколько

сортов, выведенных на этой основе, уже прошли сортоиспытания

и вышли на поля (например, Пшенично-пырейный гибрид 599

и ряд других).

Перспективны многие формы пшениц, выведенные А. Р. Жеб-

раком на основе скрещивания разных видов. Широкое приложение

метод отдаленной гибридизации нашел в плодоводстве, в частности

в результате замечательных работ И. В. Мичурина.

Использованная литература: