Гибридизация растений

ГИБРИДИЗАЦИЯ РАСТЕНИЙ

Гибридизация — основной метод селекции растений. Гибрид (от латинского hybrid— помесь) получают от скрещивания двух растений, относящихся к разным разновидностям, сортам, видам и родам. При слиянии половых клеток — гамет—получается зигота, дающая начало гибридному организму.

Успех работы при гибридизации зависит от подбора родительских пар для скрещивания. Их подбирают по разным показателям: по экологическому признаку, по продуктивности и др.

Гетерозис. У гибридов первого поколения наблюдается повышение урожайности и мощности растения. Это явление названо гетерозисом. Для использования его в практике сельского хозяйства разработана методика получения гибридов полевых у овощных и плодовых культур. Различают гибриды внутривидовые, межвидовые и межродовые. К внутривидовым относят гибриды, полученные в результате переопыления особей в пределах одного ботанического вида (межсортовые, сортолинейные, трехлинейные и двойные межлинейные).

Межсортовые гибриды являются результатом скрещивания двух сортов. В селекции кукурузы чаще применяют сортолинейные и двойные межлинейные гибриды. Линией  называют потомство одного самоопыленного растения. Самоопыленные линии, полученные принудительно у перекрестников, называют инцухт-линиями. От скрещивания сорта с линией получают сортолинейный гибрид. Межлинейные гибриды — результат скрещивания двух линий. Наиболее урожайными являются двойные межлинейные гибриды, полученные от скрещивания простых межлинейных гибридов. Наиболее распространены двойные межлинейные гибриды ВИР 42МВ, ВИР 25ТВ, ВИР 156ТВ и др. Гибридные семена выращивают ежегодно (гетерозис проявляется в первом поколении гибридов).

Для удешевления производства гибридных семян кукурузы в настоящее время используют цитоплазматическую мужскую стерильность пыльцы. В качестве материнских растений отбирают формы, дающие стерильную (бесплодную) пыльцу. При этом отпадает необходимость ручного обламывания метелок на материнских растениях на участках гибридизации. В качестве отцовских форм отбирают растения, обладающие способностью восстанавливать фертильность (плодовитость) пыльцы у полученных гибридов.

Получение межвидовых и межродовых гибридов относят к отдаленной гибридизации. Этот раздел современной биологии является важным и перспективным в деле создания более продуктивных, устойчивых к болезням и вредителям форм растений, менее прихотливых к условиям выращивания.

В сельскохозяйственной практике используется немногим более одного процента существующих в природе цветковых растений. Среди дикой флоры есть много ценных форм, пригодных как исходный материал в селекции при отдаленной гибридизации. Трудность получения отдаленных гибридов заключается или в нескрещиваемости отдельных видов, или в получении стерильного (неплодовитого) потомства. И. В. Мичурин при работе с плодово-ягодными культурами доказал возможность создания ценных форм путем отдаленной гибридизации. Он создал сотни сортов плодовых, ягодных и декоративных растений, применив впервые в истории межвидовые скрещивания (предварительное вегетативное сближение, опыление смесью пыльцы, стимуляция деятельности рылец). Для преодоления бесплодия отдаленных гибридов И. В. Мичурин применял метод ментора (воспитания).

Коллективом ученых под руководством академика Н. В. Цицина разработаны биологические основы селекции новых сортов пшеницы и ржи при скрещивании их с дикими растениями рода Elymus (колосняк) и Аgropyrum (пырей). В результате созданы однолетние озимые и яровые пшенично-пырейные.

Полиплоиды—это новые формы растений, имеющие кратное увеличение гаплоидного числа хромосом исходного образца (более 2). Получают их при обработке семян и растений раствором колхицина. Для сахарной свеклы мяты перечной и арбуза перспективны триплоидные формы; для клевера, райграса, ржи, гречихи — тетраплоидные.

Во всех странах используют триплоиды сахарной свеклы, которые получают при скрещивании тетраплоидов и диплоидов.

Мутации вызываются физическими факторами (нейтроны, альфа-частицы, гамма-лучи и др.) и химическими мутагенами (этиленимин, диэтилсульфат, сдиметилсульфат, нитрозоэтил мочевин а и др.)- Возникают они в результате перестройки хромосомного аппарата или изменений гена. В селекции применяют скрещивание мутантов, имеющих ценные, но неодинаковые признаки. Такие мутанты получены у ячменя, овса, гречихи, многолетних трав, хлопчатника, подсолнечника, гороха и других культур.

Селекция иммунных сортов. Значительный ущерб (ежегодно в среднем 20% во всех странах мира) урожаю всех сельскохозяйственных культур и его качеству наносят различные болезни и вредители. Самый радикальный и экономически наиболее выгодный метод борьбы с вредителями и болезнями — выведение иммунных, невосприимчивых к ним сортов растений (особенно с комплексной устойчивостью к ряду заболеваний). Важное практическое значение при этом имеет гибридизация с использованием в качестве исходного материалу местных и селекционных сортов, устойчивых к болезням и вредителям.