селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

А. В. Созинов
СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВО
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ
РАСТЕНИЙ
методические указания для лабораторно-практических занятий
Лесниково - 2014
УДК 633.11
Созинов А.В. Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений:
методические указания для лабораторно-практических занятий. – Лесниково:
КГСХА, 2014. – 64 с.
Р е ц е н з е н т ы: Исаенко В.А., доцент, кандидат с.-х. наук
Быков А.И., доцент, кандидат с.-х. наук
Методические указания подготовлены в соответствии с Федеральным Государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению 35.06.01 – Сельское хозяйство и программой дисциплины «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений». Предназначены для аспирантов
по направлению 35.06.01 – Сельское хозяйство профилю подготовки «Селекция
и семеноводство сельскохозяйственных растений». Рассмотрены основы селекционного процесса полевых культур, технологии семеноводства, размножение
картофеля на безвирусной основе.
Рекомендуется для аспирантов высших учебных заведений для лабораторных занятий.
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании методического совета ФГБОУ ВПО Курганская ГСХА (протокол № 4 от 18 апреля 2014
г.)
© Созинов А. В., составление, 2014
©ФГБОУ ВПО «Курганская
государственная сельскохозяйственная
академия имени Т. С. Мальцева», 2014
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................. 4
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ ............................. 5
2 РАБОТЫ ПО СБОРУ И ИЗУЧЕНИЮ РАСТИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ .... 6
3 ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ............................................... 10
4 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА 12
5 РОЛЬ МУТАГЕНЕЗА И ПОЛИПЛОИДИИ В СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ .. 17
6 СЕЛЕКЦИЯ НА ГЕТЕРОЗИС ......................................................................... 26
7 ОТБОРЫ МАССОВЫЙ, ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ И ИХ МОДИФИКАЦИИ
................................................................................................................................. 27
8 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СЕЛЕКЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА ........................................................................................................ 34
8.1 Система селекционных оценок ........................................................... 34
8.2 Составление посевных ведомостей, заполнение полевых
журналов ........................................................................................................... 36
8.3. Анализ урожайности.............................................................................. 38
9 СЕМЕНОВОДСТВО ......................................................................................... 40
10 ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА СЕМЕНОВОДСТВА В РОССИИ
................................................................................................................................. 41
11 ПРОИЗВОДСТВО СЕМЯН НА ПРОМЫШЛЕННОЙ ОСНОВЕ ............. 42
11.1 Планирование производства семян элиты .................................. 42
11.2 Особенности семеноводства картофеля на безвирусной
основе ................................................................................................................ 49
11.2.1 Оригинальное семеноводство картофеля ............................................ 49
11.2.2 Методология создания безвироидного генобанка ............................... 53
11.2.3 Ускоренное размножение картофеля ................................................... 54
11.2.4 Получение микроклубней картофеля in vitro ...................................... 56
ЛИТЕРАТУРА ....................................................................................................... 62
3
ВВЕДЕНИЕ
Селекционный процесс – это совокупность операций, выполняемых в определенной последовательности с целью создания новых сортов (гибридов)
сельскохозяйственных растений. Каждый цикл селекционного процесса от начала работы по созданию сорта до ее завершения состоит из трех этапов:
1) создание популяций для отбора;
2) отбор элитных растений;
3) испытание их потомств.
В специальных программах эта схема может видоизменяться.
Популяции для отбора создаются путем гибридизации, мутагенеза и полиплоидизации, а при создании самоопыленных линий – с помощью инбридинга.
Семеноводство решает две основные связанные между собой задачи –
сортосмену и сортообновление. В идеальном варианте при плановом внедрении
новых сортов в производство сортообновления быть не должно. Создание нового сорта происходит за период, в течение которого ухудшение сортовых качеств и урожайных свойств старого сорта достигает экономической значимости.
Цель дисциплины - углубить и расширить знания аспиранта в области
создания сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, первичного и промышленного семеноводства, сформировать навыки самостоятельной научноисследовательской и педагогической деятельности.
В результате освоения дисциплины аспирант должен:
иметь ясное и четкое представление о природе наследственности, методах
воздействия на растительный организм с целью создания высокопродуктивных
сортов и гибридов;
знать новейшие направления и методы селекции, принципы подбора растительных пар и требования, предъявляемые к современным сортам и гибридам;
уметь применять теоретически материал селекции в вопросах зонального
семеноводства;
получить навыки в технологических вопросах семеноводства, определении районированных сортов сельскохозяйственных культур по морфологическим признакам, ведении сортового контроля и планирования сортовой политики организации.
4
1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ РАСТЕНИЙ
(2 часа)
До второй половины XIX в. наиболее распространённым методом селекции был массовый отбор, при котором семена лучших растений объединяют и
высевают вместе. Затем селекционеры стали применять индивидуальный отбор,
предусматривающий раздельный посев семян с каждого отобранного растения.
Благодаря работам В. Иоганнсена, опубликованным в 1903 и 1909 гг., было выяснено, что отбор будет результативен только в гетерогенных популяциях. Но в
этом случае отбор выделяет только те формы, которые уже имеются в популяции. Решающее значение для формирования научной селекции имели вторичное открытие в 1900 г. законов наследственности и возникновение в начале XX
в. генетики. Три исследователя Г. де Фриз в Голландии, К. Корренс в Германии
и Э. Чермак в Австрии независимо друг от друга вторично открыли законы наследственности, впервые сформулированные Г. Менделем в 1865 г. и не оцененные по заслугам его современниками. Эти законы легли в основу дальнейшего развития селекции. Принцип перекомбинации генов (принцип генетической рекомбинации), описанный в работах Г. Менделя, открыл возможность
соединения в одном сорте ценных качеств родительских форм. Проявление новых комбинаций признаков в результате скрещиваний получило название комбинативной, или комбинационной, изменчивости. Генетическая рекомбинация
составляет основу селекции. Гибридизация остаётся основным и решающим
методом создания новых сортов. Выяснение локализации генов в хромосоме и
составление генетических карт позволяет селекционеру точно планировать получение нужных комбинаций генов у потомства. Из опытов Г. Менделя вытекает важный практический вывод: поскольку гибридные растения в генетическом
отношении одинаковы (единообразны), то в F1 нельзя проводить отбор. Это
можно делать со второго поколения, когда отмечается расщепление и проявляются константные гомозиготные формы.
Новые возможности открылись перед селекцией в связи с разработкой
методов искусственного индуцирования мутаций, т.е. изменений, вызывающих
возникновение у организмов новых признаков и свойств. Мутации поставляют
ценное «первичное сырьё» в виде нового генетического исходного материала.
Например, немецкий генетик Т. Штуббе путём повторного четырёхкратного
воздействия рентгеновским излучением на мелкоплодный дикий томат смородинолистный – прародитель культурного томата (масса ягоды 2 г) – и применения отбора на увеличение размера плодов получил крупноплодные мутанты
(массой до 20 г), повторив за короткий срок процесс, длившийся в природе сотни лет. Последующее развитие селекции происходило на основе использования
разнообразных генетических методов изменения наследственности растений. В
5
их числе: методы гетерозисной селекции, полиплоидия, гаплоидия, генетическая инженерия, выращивание изолированных клеток и тканей на искусственной питательной среде.
Вопросы к семинару
1. В чём особенность селекции как комплексной науки?
2. С какими науками связана селекция?
3. Назовите основные функции селекционных центров.
4. Чем характеризуются основные этапы в истории развития селекции?
5. Какие открытия в области биологии сыграли решающую роль в возникновении научной селекции?
6. Назовите выдающихся отечественных селекционеров, охарактеризуйте
их вклад в разработку теории и методов селекции.
7. Каковы основные достижения селекции по отдельным культурам?
8. Расскажите об истории селекции в Сибири.
9. Расскажите о работах Н.И. Вавилова для теории и практики селекции.
10. Какие генетические методы применяются в селекции?
2 РАБОТЫ ПО СБОРУ И ИЗУЧЕНИЮ РАСТИТЕЛЬНЫХ
РЕСУРСОВ
(2 часа)
Селекционная работа начинается с подбора исходного материала. Исходным материалом в селекции называют культурные и дикие формы растений,
используемые для выведения новых сортов.
Различают исходный материал местного происхождения и интродуцированный. Исходный материал местного происхождения формируется в какомлибо конкретном районе. К интродуцированным относятся сорта, привлечённые из других мест и при этом сохранившие свои прежние свойства.
Как местный, так и интродуцированный исходный материал делится на
сформировавшийся и создаваемый искусственно. Использование растительных
форм инорайонного происхождения связано с интродукцией. Интродукцией (от
лат. введение) называют перенос в какую-либо страну или область видов и сортов растений, ранее не произраставших в данной местности. Например, кукуруза, подсолнечник, картофель, табак и хлопчатник-упланд появились в странах
восточного полушария в результате их интродукции из Америки. В формировании сортимента США и Канады большую роль сыграли русские сорта пшеницы, ячменя, овса, клевера, донника и других культур.
Случаи, когда интродуцированные виды и сорта оказываются хорошо
приспособленными к новому местообитанию, называются натурализацией (от
6
лат. подлинный). Это вариант интродукции, когда новые условия произрастания соответствуют потребностям перенесённых растений. Например, шведские
сорта овса Победа и Золотой дождь, горох Капитал, картофель Ранняя роза и
Берлихинген. Если почвенно-климатические факторы и широта местности, откуда привлекается интродуцированный сорт, совпадают с местными условиями, то можно рассчитывать на натурализацию. Интродуцированный материал
может быть использован в двух направлениях: 1) для непосредственного внедрения в производство, если сорт окажется хорошо приспособленным к местным условиям и высокоурожайным; 2) в качестве исходного материала для
проведения отборов и гибридизации.
Исходя из этого весь интродуцированный материал подразделяется на
три группы: 1) новые культуры; 2) новые сорта существующих культур; 3) источники новых признаков для существующих культур.
Новая культура – это любая культура, впервые завозимая в данный район
или страну. Например, полба в Европе была вытеснена мягкой пшеницей и рожью. Чем больше известно о географическом размещении, диапазоне и характере изменчивости растений, тем эффективнее можно использовать интродукцию. Исследования российских учёных во главе с Н.И. Вавиловым выявили ряд
закономерностей в географическом распределении растительных ресурсов земли. Эти закономерности определили, в каких направлениях нужно вести поиски
новых видов и сортов. Анализ коллекции растительных форм, которые были
собраны во время экспедиций, охвативших более 60 стран и всю территорию
бывшего СССР, позволил Н.И. Вавилову создать теорию о центрах происхождения и разнообразия культурных растений. Эта теория впервые была сформулирована в 1926 г.
Согласно теории о центрах происхождения наибольшее разнообразие
форм, разновидностей и видов культурных растений, приуроченное к определённым областям, свидетельствует о географической локализации видообразовательного процесса этих культур.
Н.И. Вавилов показал, что в современной геологической эпохе видовое
разнообразие распределено по земле неравномерно. К числу областей, характеризующихся богатым разнообразием растительных форм, относят ЮгоВосточный Китай, Индокитай, Индию, Малайский архипелаг, Юго-Западную
Азию, Эфиопию и др. Северные же страны и области – Сибирь, вся Средняя и
Северная Европа, Северная Америка – отличаются бедностью видового состава.
В большинстве случаев один род или вид приурочен к одному центру, но
некоторые культуры связаны с двумя или несколькими центрами разнообразия.
7
Поэтому Н.И. Вавилов различал первичные и вторичные центры происхождения.
Первичные центры происхождения характеризуются нахождением эндемичных разновидностных признаков. В случае палеоэндемизма (древнего происхождения) он может охватывать не только признаки разновидностей и видов,
но и родов культурных растений. Первичные центры включают в себя большое
число генетически доминантных признаков. На периферии основного древнего
ареала вида и при изоляции (на островах и в горах) выделяются и формируются
преимущественно рецессивные формы. В первичных центрах наблюдается наибольшее разнообразие культуры, и здесь растения впервые были введены в
культуру.
Первичные центры необходимо отличать от вторичных, поскольку современный максимум сортового разнообразия может быть результатом поступления видов из разных центров или их гибридизации между собой. Вторичные
центры возникли в результате миграции отдельных форм из первичных центров. Например, первичный центр происхождения кукурузы находится в Мексике, а Китай стал вторичным центром образования её восковидных типов.
Центры происхождения были установлены Н.И. Вавиловым в результате использования ботанико-географического дифференциального метода, который
заключается: 1) в дифференциации изучаемых растений на линнеевские виды и
генетические группы, с помощью различных методов анализа; 2) установлении
ареала этих видов по возможности в более раннее время; 3) определении состава ботанических разновидностей и рас каждого вида; 4) распределении разнообразия по областям и странам и установлении географических центров скопления основного разнообразия; 5) установлении географических центров разнообразия генетически близких диких и культурных видов; 6) использовании
данных археологии, истории и лингвистики. Н.И. Вавилов установил восемь
самостоятельных мировых очагов (центров) происхождения культурных растений:
1) Китайский (136 культур). Родина проса (3 вида), гречихи, сои, корнеплодов и клубнеплодов, большого числа плодовых растений (первое место),
многих цитрусовых, эндемичных форм сахарного тростника.
2) Индийский (Индостанский) (117 культур). Родина риса, сорго, нута и
маша, кунжута и индийской конопли, чёрного перца и многих других овощных
и плодовых растений, а также цитрусовых.
2а) Индо-Малайский подцентр (55 культур). Родина банана, кокосовой
пальмы, некоторых цитрусовых.
8
3) Среднеазиатский (42 культуры). Родина гексаплоидной (мягкой), карликовой и круглозёрной пшениц, гороха, чечевицы, чины, нута, многих масличных, 26-хромосомного травянистого хлопчатника.
4) Переднеазиатский (84 культуры). Родина 9 видов пшеницы (культурной однозернянки, твёрдой и мягкой пшеницы, пшеницы тургидум и др.); винограда, груши, черешни и других плодовых; дыни; кормовых трав. Малая Азия и
Закавказье – родина ржи.
5) Средиземноморский (84 культуры). Родина большого числа овощных
культур, пшеницы однозернянки, овса, чечевицы, вики, гороха и др. Многие
культуры отличаются здесь крупносемянностью. Это вторичный центр разнообразия культурных растений.
6) Абиссинский (38 культур). Родина культурного ячменя, большого числа разновидностей пшеницы, кофейного дерева, финиковой пальмы, африканского проса, кунжута, абиссинского банана и др.
7) Южномексиканский и Центральноамериканский (49 культур). Родина
кукурузы, американских видов фасоли, трех видов тыквы, перца, многих плодовых, какао, хлопчатника-упланда (на нём основано мировое хлопководство).
8) Южноамериканский (Перувиано-Эквадоро-Боливийский) (45 культур).
Родина большого числа видов картофеля, зерновых культур, табака, томата,
перца, перувианского хлопчатника и др.
8а) Чилоанский подцентр. Родина четырех культур – обыкновенного картофеля, мадии, чилоанского костра и земляники.
8б) Бразильско-Парагвайский подцентр (13 культур). Родина каучуконосного дерева, арахиса, какао, ананаса и др.
В 1968 г. П.М. Жуковский сформулировал концепцию мегагенцентров и
эндемичных микрогенцентров. Он выделил 12 мегагенцентров и 102 микрогенцентра. П.М. Жуковский установил 4 новых центра происхождения: Австралийский, Африканский, Европейско-Сибирский и Североамериканский.
Для селекции более важны установленные П.М. Жуковским микрогенцентры дикорастущих видов, генетически родственных культурным. Эти виды
существуют на всех континентах и на многих океанических островах, они могут быть использованы селекционерами как источники ценных признаков. Из
микрогенцентров происходят кофе аравийский (Эфиопия), картофель с острова
Чилоэ, хевея бразильская, арбуз из пустыни Калахари, пшеница Тимофеева из
Грузии.
В Западной Грузии была распространена узкоэндемичная популяция
пшеницы зандури, представляющая собой исторически сложившееся сочетание
нескольких видов. Эта популяция имеет большую ценность благодаря высокой
устойчивости к различным видам ржавчины, головни и к мучнистой росе. Эта
9
популяция служит важнейшим источником ЦМС пшеницы для селекции на гетерозис. Перспективы селективной гибридизации с видами из микрогенцентров
подтверждаются на примере пшеницы, ячменя, хлопчатника, тыквы, цитрусовых и других культур.
Вопросы для семинара
1. Каковы значение сорта и его функции?
2. Объясните, что такое исходный материал и приведите его классификацию.
3. Каковы основные способы получения исходного материала для селекционного процесса?
4. Какой исходный материал используют для отбора при аналитической и
синтетической селекции?
5. В чём сущность теории Н.И. Вавилова о центрах происхождения культурных растений, её значение для селекции?
6. Охарактеризуйте суть концепции мегагенцентров и эндемичных микрогенцентров, сформулированной П.М. Жуковским.
8. Поясните понятия: «интродукция», «акклиматизация», «натурализация».
9. Где находится национальное хранилище мирового генофонда, какова
его задача?
3 ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ
(4 часа)
Закон гомологических рядов был сформулирован Н.И. Вавиловым в 1920
г. Он включает два положения:
1) Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами
наследственной изменчивости. Зная ряд форм в пределах одного вида, можно
предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов. Чем ближе
генетически расположены в общей системе роды и виды, тем полнее сходство в
рядах их изменчивости.
2) Целые семейства растений характеризуются определённым циклом изменчивости, охватывающим все роды и виды, составляющие семейство.
Созданием генофондов растительных ресурсов занимаются во многих
странах, а также в международных организациях, в частности ФАО (продовольственная сельскохозяйственная организация ООН). Организуются международные государственные институты по важнейшим культурам – рису, пшенице, кукурузе, картофелю и др. Генофонд различных сельскохозяйственных
10
культур пополняется путём сбора уже существующих форм растений, а также
путём гибридизации, мутагенеза, полиплоидии и т.д. В 1894 г. в России по инициативе Р.Э. Регеля было создано Бюро по прикладной ботанике. В 1930 г. это
бюро было преобразовано во Всероссийский институт растениеводства (в настоящее время ГНЦ РФ ВНИИР), центр интродукции растений в России. Для
изучения и сбора растительного материала с 1920 по 1940 г. было организовано
180 экспедиций, в том числе 140 – по бывшему СССР и 40 – в 64 зарубежные
страны. После войны в 1965–1976 гг. проведено ещё 48 экспедиций в 54 страны. Основная задача Всероссийского института растениеводства (ВИР) – сбор и
всестороннее изучение растительных ресурсов для использования в селекции
сельскохозяйственных культур. По численности и составу коллекция ВИР является уникальной и одной из самых крупных в мире; насчитывает более 300
тыс. образцов исходного материала (сорта, виды и дикие сородичи культурных
растений).
Работа ведётся по следующим основным направлениям: 1) мобилизация
растительных ресурсов путём экспедиций, закупка семян и посадочного материала и обмен ими с научными учреждениями и семенными фирмами зарубежных стран; 2) поддержание коллекции образцов в живом виде, размножение их,
а также закладка на длительное хранение; 3) изучение коллекционных образцов
для выявления доноров высокой продуктивности и других ценных качеств в селекции; 4) снабжение селекционных и других научно-исследовательских учреждений исходным материалом; 5) разработка теоретических проблем в области
классификации, эволюции, географии и истории культурных растений, физиологии, генетики, иммунитета и др.; 6) оказание научно-агрономической помощи
производству.
В коллекции растительных ресурсов ВИР находится 1 740 видов растений. Национальное хранилище семян для генофонда ВИР было построено в
1976 г. в Краснодарском крае на территории Кубанской опытной станции института. Основная задача национального хранилища – сохранение генетических
ресурсов для их использования в селекционно-генетических работах в будущем. Хранилище рассчитано на 400 тыс. образцов. По мере выявления ценных
сортообразцов они используются как непосредственно для внедрения в производство, так и в качестве исходного материала для селекции.
Вопросы к семинару
1 Какое значение имеет для селекции Н.И. Вавилова закон гомологических рядов в наследственной изменчивости признаков?
2 Каковы задачи ВНИИ растениеводства?
11
4 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СОЗДАНИЯ ИСХОДНОГО
МАТЕРИАЛА
(4 часа)
Модель сорта
Успех селекционной работы определяется качеством селекционной программы, в которой спланированы цели селекции и возможные пути их реализации. Селекционер должен разработать модель сорта.
Модель сорта – это научный прогноз, показывающий, каким сочетанием
признаков должны обладать растения, чтобы обеспечить заданный уровень
продуктивности, устойчивости и других требуемых производством качеств.
Другими словами, модель – это образец какого-либо определённого сорта с научно обоснованным оптимальным сочетанием признаков для конкретных условий среды. Построение модели затруднено, так как оно опирается на конкретные знания генотипа моделируемого сорта и путей его синтеза, а также среды,
для которой он проектируется. Поэтому, по мнению В.А. Зыкина, в отношении,
например пшеницы, в литературе имеются только сведения об идеале сортов
или их отдельных признаков. Построение идеала сорта не представляет трудностей, так как оно основано на общих требованиях к сорту в их максимальном
выражении для конкретных условий среды с учётом достижений селекции.
Идеатип – это один из вариантов моделей (лучший идеальный вариант), дальняя цель селекции.
К основным элементам структуры урожая у зерновых относятся такие
признаки, как кущение, число колосьев, число зёрен и масса зерна в колосе. Эти
элементы формируются в ходе онтогенеза последовательно, один за другим, и
обнаруживают сезонную тенденцию, что выявляется при благоприятном влиянии экологических факторов на их формирование.
В модели (плане сорта) приводятся детальные описания хозяйственных,
морфологических и физиологических признаков, а также тех путей (комбинации скрещивания, способы и фоны отбора), благодаря которым будут достигнуты заданные параметры.
По мнению В.А. Кумакова (1985), всесторонне разработанная модель
должна включать: 1) характеристику условий выращивания, для которых создаётся модель, с доказательством реальности планируемого уровня урожайности;
2) описание всех селекционно-значимых признаков; 3) доказательства правильности (перспективности) выбранных параметров признаков; 4) генетический
анализ признаков; 5) указания на доноров важнейших признаков.
Не следует отождествлять понятие «модель» с перечнем требований,
предъявляемых к сорту. Модель сорта – это научный прогноз, который должен
быть обоснован.
12
Параметры модели (идеала сорта) разделяют на три группы: 1) признаки
продуктивности (фотосинтез, транспорт веществ, конкуренция растений в посеве). Эти признаки играют ведущую роль в оптимальных условиях (сорта
Мексики, США, Германии);
2) признаки устойчивости к стрессам (климат, болезни, вредители и др.)
определяют величину урожая в континентальном климате (большая часть России, Украины, Казахстана) и повышают урожай на фоне неблагоприятных факторов;
3) признаки, связанные с требованиями к технологии возделывания (пригодность к механизированной уборке, скороспелость) и переработки урожая
(хлебопекарные качества, лёжкость при зимнем хранении и др.).
Основные факторы, формирующие модель: 1) агроэкологические условия
– соответствие сорта экологическим ресурсам предполагаемой природноклиматической зоны его распространения и агротехническим условиям возделывания; 2) достижения селекции и смежных с ней наук; 3) технология возделывания; 4) требования народного хозяйства (требования пищевой и перерабатывающей промышленности, исторически сложившиеся требования к сорту и т.
д.); 5) возможности культуры.
Исходным пунктом конструирования модели является стандартный коммерческий сорт, наиболее успешный в зоне действия селекционера. Описание
этого сорта дополняется перечнем параметров, которые должны быть улучшены у создаваемого сорта.
Чтобы составить модель сорта, необходимо: 1) установить признаки сорта, которые являются результатом взаимодействия его с окружающей средой; 2)
определить признаки сорта, обусловленные взаимодействием растений друг с
другом (аутоконкуренция); 3) выяснить потребности товарного рынка Перед
созданием модели селекционер изучает почвенно-климатические условия региона, рассматривает материалы по местным сортам, данные сортоучастков и
селекционных учреждений региона. Кроме того, селекционер анализирует свой
опыт и обобщает передовой опыт производства, изучает литературные источники по биологии селектируемой культуры, проводит экстраполяцию имеющихся тенденций развития признаков на перспективу, анализирует связи признаков и строит математические модели продукционного процесса.
Все признаки и свойства растений, планируемые в модели, должны быть
теоретически и экспериментально обоснованы. Экспериментальное обоснование моделей сортов строится на сравнительном изучении существующих сортов, изогенных линий и гибридных популяций. Исследование вклада признаков
в урожайность и разработка научных рекомендаций по направленности селекционного отбора могут быть проведены несколькими методами.
13
1. Корреляционный мультифакторный анализ больших наборов сортов и
гибридов. В системе Государственного сортоиспытания накоплен большой
цифровой материал, который используется для анализа коррелятивных связей
признаков и определения их вклада в урожай. Вторым источником являются
конкурсные испытания. Для анализа этих данных цифровой материал вводится
в компьютерные базы данных.
2. Исследование серии топкроссных или диаллельных скрещиваний.
3. Полевые испытания изогенных линий, несущих в одном генотипе различные интересующие селекционера признаки.
4. Отслеживание динамики частот признаков при многолетнем пересеве
(не менее 4 лет) гибридных популяций (С.Ф. Коваль, 1983).
В случае использования изогенного метода в разработке и создании модельных сортов выполнение программы селекции складывается из следующих
этапов работы:
1. Выявление доноров нужных генов. Вопросы стратегии выявления и
использования селекционных доноров описаны в работах А.Ф. Мережко (1984).
2. Идентификация генов, контролирующих нужные признаки.
3. Создание изогенных (изопризнаковых) линий (аналогов) сортов путём
многократных возвратных скрещиваний.
4. Размножение и экологическое изучение изолиний или, если это линейный сорт, использование линий как механической смеси.
5. Перемещение из изолиний в один генотип (сорт) всех нужных генов с
целью выведения модельных высокопродуктивных, отвечающих всем требованиям производства сортов (В.А. Крупнов, 1984).
На основе использования изогенных линий и аналогов сортов С.Ф. Коваль предложил построение модели сорта разделить на несколько этапов.
1. На основании данных конкурсного и Государственного испытаний определяется сорт-прототип с максимальным числом достоинств, устанавливаются главные недостатки его, подлежащие коррекции.
2. На изогенных линиях, аналогах изучается вклад признаков в продуктивность и урожай.
3. Создаются аналоги ВС2 – ВС4 прототипа, маркированные по отдельным показателям. Создание аналогов урожайных сортов и перспективных форм
следует проводить непрерывно в каждом регионе не только в ходе основного
селекционного процесса, но и для создания высокоценных доноров для традиционной селекции.
4. Исправленные по отдельным признакам аналоги прототипа скрещиваются между собой для перенесения в единый генотип всех корректирующих
маркёров. За редким исключением урожай сорта не может быть увеличен ис14
правлением только одного
ного дефекта, так как на адаптивность
ость и урожай влияет
множество факторов, а такж
также вторичные эффекты вводимых
мых в генотип маркёров. Так иммунитет к бурой
буро ржавчине влечёт за собой задер
задержку созревания,
густое опушение листаа и ост
остистость колоса усиливают полегани
легание.
5. Полученные в результате
рез
гибриды проходят компле
омплексный отбор на
провокационных фонах,
х оце
оцениваются по технологическим качествам
каче
зерна и по
спектру запасных белков,
ков, а затем поступают в общую систем
истему станционного
испытания.
Построенная по этой
ой схеме модель была реализованаа в виде
ви ярового сорта мягкой пшеницы Терция
ерция. Основой модели будущего сорта стали признаки
краснозёрности и повышаю
ышающие урожай иммунитеты к болезн
олезням (бурая ржавчина и мучнистая роса), а также
та
жёткое опушение листа для
ля защ
защиты всходов от
скрытостебельных вредител
дителей.
Генотип будущего
его сорта
со
создавался последовательным
льным скрещиванием
ВС4 аналогов Новосибирск
бирской 67: А-1 (красное зерно R 1),, А-2
А (иммунитет к
бурой ржавчине Lr 9), A-33 (иммунитет к мучнистой росе Pm
m 4), А-7 (жёсткое
опушение листа): [(А-1 х А
А-2) х (А-1 х А-3)] х А-7.
Для условий Западно
падной Сибири предложено несколько
лько моделей сортов
яровой мягкой пшеницы.
цы. Н
Например, модели для степи и южной
южно лесостепи Западной Сибири разработаны
отаны С.И. Леонтьевым (1980) (табл. 1).
Таблица 1 – Модели сортов яровой мягкой пшеницы для условий
услов степи и южной лесосте
состепи Западной Сибири С.И. Леонтьева
нтьева
15
В данных моделях описаны параметры сортов двух биотипов (агротипов), различающихся комплексом хозяйственно-биологических свойств и морфологических признаков. Сорта интенсивного агротипа обладают отзывчивостью на увлажнение и богатый агрофон, устойчивостью к полеганию и поражению болезнями. Однако они часто менее засухоустойчивы и более требовательны к условиям произрастания. На хорошем агрофоне в условиях достаточной влагообеспеченности интенсивные сорта формируют урожай до 5–6 т/га и более, имеют
хорошее качество зерна, отвечают требованиям интенсивной технологии земледелия, эффективно используют благоприятные условия для формирования
высокого урожая и качества зерна. Абсолютное большинство современных сортов пшеницы по биологическим особенностям относятся к группе сортов интенсивного биотипа.
Это такие реестровые сорта яровой мягкой пшеницы, как Омская 28,
Эритроспермум 59 (среднепоздние); Омская 33, Нива 2 (среднеспелые), Омский
корунд – твёрдая пшеница и др.
Вопросы к семинару
1. Каково значение сорта для сельскохозяйственного производства?
2. Назовите главное стратегическое направление селекции, приведите
примеры по разным культурам.
3. Перечислите основные требования к сортам, приведите примеры.
4. Какие задачи выдвинула перед селекцией интенсификация земледелия?
5. Что такое модель сорта и какие имеются трудности построения модели
сорта?
6. В чём различие понятий: «модель сорта», «идеатип», «идеал сорта»?
7. Назовите основные группы параметров модели и факторы, учитываемые при построении модели.
8. На каких методах и принципах основано экспериментальное обоснование параметров модели?
9. Из каких этапов складывается выполнение программы селекции в случае использования изогенного метода при разработке и создании модельных
сортов по С.Ф. Ковалю (на примере создания сорта Терция)?
10. Чем отличаются сорта пшеницы интенсивного и климатически выносливого биотипов?
11. Опишите основные параметры моделей сортов яровой мягкой пшеницы, разработанные С.И. Леонтьевым и В.А. Зыкиным.
16
5 РОЛЬ МУТАГЕНЕЗА И ПОЛИПЛОИДИИ В СЕЛЕКЦИИ
РАСТЕНИЙ
(4 часа)
Генетические структуры клетки способны изменяться под влиянием различных физических и химических факторов. Генетически стойкие изменения в
генах и хромосомах называются мутациями.
Новый организм с изменённым признаком вследствие мутирования гена
или перестройки хромосомы называют мутантом. Мутации могут быть полезными, вредными или нейтральными для организма.
Большинство из них вредные или даже летальные, например хлорофильные мутации.
Мутагенами называют различные физические и химические факторы, с
помощью которых получают индуцированные мутации. Из них используют
главным образом различного типа излучения и химические вещества.
Основы теории мутаций были заложены в трудах Х. Де Фриза (1901–
1903), вскоре после переоткрытия законов Г. Менделя. Представления о скачкообразном изменении наследственных свойств были впервые сформулированы русским ботаником С.И. Коржинским, который обосновал мутационную
теорию эволюции в своём труде «Гетерогенезис и эволюция» (1899).
Основные положения мутационной теории С.И. Коржинского – Х. де
Фриза сводятся к следующему:
1. Мутации возникают внезапно как дискретные изменения признака.
2. Новые формы стабильны.
3. В отличие от ненаследственных изменений мутации не образуют непрерывных рядов, не группируются вокруг какого-либо среднего типа. Они являются качественными изменениями.
4. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и
вредными.
5. Вероятность обнаружения мутаций зависит от размера выборки исследованных особей.
6. Сходные мутации могут возникать неоднократно.
Строгие доказательства возникновения мутаций впервые были представлены В. Иоганнсеном (1908–1913), изучавшим наследование количественного
признака – массы семян в чистых линиях фасоли и ячменя.
Мутационный процесс подчинён определённым законам. Так Н.И. Вавилов в 1920 г. установил, что мутации у генетически близких видов имеют
большое сходство (закон гомологических рядов). Мутации, возникающие случайно в разных направлениях, при объединении их в системе вида обнаружи-
17
вают общую закономерность. В селекции с помощью индуцированного мутагенеза можно решать следующие задачи:
1) обеспечение изменчивости с широким спектром мутаций и высокой
частотой их проявления в целях получения исходного материала для отбора;
2) получение мутантов со специфическими изменениями отдельных признаков в целях исправления отдельных дефектов сортов. При этом другие хозяйственно важные признаки должны остаться без изменений; 3) увеличение
рекомбинации генов и разрыв нежелательного сцепления генов;
4) осуществление переноса фрагментов хромосом одного вида в хромосомы других видов при отдалённой гибридизации;
5) получение гомозиготных мутантов путём воздействия на гаплоиды излучениями и последующего удвоения у них числа хромосом и т. д. Преимущества метода мутагенеза перед другими методами селекции.
1. При улучшении одного или многих признаков существенно не перестраивается генотип улучшаемого сорта. При мутагенезе возникает меньше гетерозиготных локусов в первом поколении, поэтому за более короткий срок
можно получить константно не расщепляющиеся линии.
Гомозиготность достигается главным образом к М3, а у 10–20% от всего
мутантного материала гомозиготны уже семена растений в М1 и М2, т. е. мутации проявляются уже без расщепления. 10–20% не расщепляющихся в М2 семей содержат относительно большую частоту полезных мутаций, чем все остальные.
2. В результате мутаций у растений могут проявляться новые, ранее неизвестные, полезные признаки, для передачи которых гибридизация является неэффективной. Общий механизм, добавляющий большое число совершенно новых полезных признаков, заключается в том, что мутагены индуцируют перемены таких генов, которые появляются в спонтанном порядке крайне редко или
не отмечаются вообще. Если мутанты имеют отдельные положительные отклонения, их используют в скрещиваниях с лучшими сортами или другими мутантами.
3. Действие мутагенов на генетический аппарат более упорядочено, чем
при спонтанном мутагенезе. Часть мутагенов совсем не вызывает хромосомных
перестроек.
4. Мутагенезом можно вызывать взаимные транслокации хромосом у отдалённых гибридов F1, когда естественная рекомбинация не даёт желаемого
эффекта. При внутривидовой гибридизации частота рекомбинации тесно сцепленных генов может быть значительно повышена мутагенными факторами.
Этим же устраняются нежелательные корреляции между признаками: например, между урожайностью и склонностью к полеганию, поскольку хромосом18
ные перестройки нарушают сцепление генов, определяющих коррелирующие
признаки.
Полиплоидией называют изменчивость, связанную с кратным увеличением основного числа хромосом в клетках организма. Для полиплоидов характерно более мощное развитие вегетативных и репродуктивных органов, что вызвано увеличением у них размеров клеток. Полиплоидия играет большую роль в
эволюции культурных растений. Большинство родов покрытосеменных растений включают полиплоидные виды (1/3 от всех изученных видов). Ряд важнейших сельскохозяйственных культур представляют собой полиплоидные
формы. Обычно более ценными оказываются формы с большим числом хромосом. Например, гексаплоидная мягкая пшеница, твёрдая пшеница (10–11% мировых посевов данной культуры). Диплоидная культурная однозернянка возделывается на незначительной площади.
Полиплоидия в природе обнаружена у таких культур, как картофель (2n =
48), хлопчатник (2n = 26; 52), табак (2n = 48), арахис (2n = 20; 40), люцерна (2n
= 16; 32; 48) и др. Однако у таких культур, как рожь (2n = 14), ячмень (2n = 14)
и свёкла (2n = 18), в природе обнаружены только диплоидные виды.
В селекции растений полиплоидию как практический приём стали применять после открытия А. Блексли в 1937 г. направленного полиплоидизирующего действия колхицина на делящиеся клетки растений. Колхицин – это алкалоид, выделенный из семян и клубнелуковиц безвременника осеннего.
Экспериментальная полиплоидия позволяет решать следующие проблемы
селекции и генетики растений:
1. Повышение продуктивности.
2. Преодоление самонесовместимости.
3. Преодоление межродовой и межвидовой нескрещиваемости.
4. Восстановление плодовитости у отдалённых гибридов.
5. Закрепление гетерозиса.
6. Проведение синтеза и ресинтеза видов.
7. Установление групп сцепления при генетическом анализе.
В селекции используют два типа полиплоидов: аутополиплоиды и аллополиплоиды. Аутополиплоиды получают путём кратного увеличения в клетках
наборов хромосом одного и того же вида (АА>АААА). Аллополиплоиды – соединением в одном геноме хромосомных наборов разных видов с последующим удвоением числа хромосом у гибридов F1 (АА х ВВ = F1 AB A AABB).
Аллополиплоиды получают также путём скрещивания разных аутополиплоидов (АААА х ВВВВ = F1 ААВВ).
19
Сегментные аллополиплоиды – это промежуточные между аутополиплоидами и аллополиплоидами формы, у которых хромосомы разных геномов
различаются не по всей длине, а частично.
Основные различия между аутополиплоидами и аллополиплоидами:
1. Фертильность наиболее сильно снижается у аутополиплоидов, что связано с нарушениями процесса мейоза, особенно у культур, возделываемых на
семена. У аллополиплоидов хромосомы каждого типа представлены парами,
поэтому мейоз протекает нормально и плодовитость снижается меньше, чем у
аутополиплоидов.
2. Морфологически аутополиплоид сходен с родительской формой, а аллополиплоид занимает промежуточное положение между родительскими видами и похож на гибрид между ними.
Ряд методов получения полиплоидов для разных культур.
1. Колхицинирование семян. Этот способ пригоден для культур с быстропрорастающими семенами. Семена подвергают обработке либо в сухом виде,
либо предварительно замачивают в воде. Перед посевом семена промывают в
проточной воде. Концентрация раствора 0,1–0,2%, экспозиция – 3–6 дней. Если
предварительно замачивают в воде, то набухшие семена проращивают в чашках
Петри в течение 0,5–48 ч на фильтровальной бумаге, смоченной колхицином.
Например, таким путём получают тетраплоиды картофеля, табака, райграса, клевера, шелковицы и других культур. Положительная сторона метода
колхицинирования семян – почти полное отсутствие химерных тканей у выросших растений. Недостаток – резко снижается выживаемость проростков
вследствие задержки развития корневой системы. Это не желательно при ограниченном количестве семян (при отдалённой гибридизации).
2. Погружение проростков в водный раствор колхицина или помещение
их на фильтровальную бумагу, смоченную колхицином. Концентрация раствора 0,01–0,2%, продолжительность обработки 3–12 ч и более. Недостаток –
сильная задержка в развитии и гибель проростков (семян). Для устранения этого недостатка корешки изолируют от действия раствора колхицина. Для этого
проросшие семена укрепляют на специальной сетке корешками вверх. Например, у зерновых злаков проростки с колеоптилем длиной 2–4 мм опускают на
30 мин в чашку Петри корешками вверх. После этого их высаживают в ящики в
теплице.
3. Обработка мелкосемянных культур. Семена проращивают в чашках
Петри на фильтровальной бумаге. В момент наклёвывания семян чашки переворачивают вверх дном и отрастающие корешки в результате геотропизма растут вниз. Когда они достигнут 0,5–0,8 см длины, чашки возвращают в исходное
20
положение, семена заливают раствором колхицина, а корешки накрывают
влажной фильтровальной бумагой. Концентрация раствора 0,05–0,1%, экспозиция – 2 ч. Этим методом получают тетраплоиды моркови, салата, петрушки и
других культур.
4. Капельный метод является одним из самых надёжных для двудольных
растений. Суть его в том, что капли раствора колхицина наносят пипеткой на
точку роста молодых сеянцев утром и вечером или через каждые 3–4 ч в течение 3–4 сут, иногда с перерывом на несколько суток. При этом используют
водные растворы колхицина, водно-глицериновые и водно-агаровые (0,4% агара). Концентрация раствора 0,1–0,4%. Растения при обработке содержат на рассеянном свету, относительная влажность воздуха 70–80%. Лучше вместо водных растворов использовать колхицин-трагакантовую смесь, т. к. вода быстро
испаряется. Эта смесь хорошо прилипает, не смывается при поливе.
5. Метод инъекций. При работе со злаковыми культурами раствор колхицина концентрацией 0,1–0,2% вводят шприцем в центральную часть стебелька
на уровне корневой шейки. У кукурузы обработку этим способом проводят в
фазе 1–2 листа в утренние часы. Впрыскивание заканчивают, когда вверху, в
раструбе развивающегося листа, появляется капля раствора. Обработку повторяют в течение нескольких дней. Для пшеницы разработан метод полиплоидизации путём инъекции 0,1–1,0%-ного раствора колхицина в цветки на трёх стадиях развития: до опыления, во время опыления и после опыления. У винограда
инъекции проводят в молодые побеги, у капусты – в почки маточных растений
на ранних стадиях их развития.
6. Метод CIMMYT. В CIMMYT при получении тритикале используют
метод введения раствора колхицина в растение с помощью глазных пипеток с
укороченным концом через основания листочков.
7. Обработка корней. Этот метод наиболее эффективен при работе с пшеницей, просом и другими злаками, у которых верхушка малодоступна, а также
при работе с гречихой, томатами и прочими культурами. В начале выкапывают
молодые растения и отмывают корни, затем попеременно погружают на 12 ч то
в слабый раствор колхицина, то в проточную воду для снижения повреждения
корней. Концентрация раствора – 0,0125–0,4%, экспозиция – 24–144 ч. 8. Обработка взрослых растений. Суть метода заключается в том, что оставляют несколько побегов, на которых обрабатывают все точки роста. Концентрация раствора выше обычного (0,2–1%). Обработку можно проводить, нагибая побеги и
погружая их в раствор. При этом используют капельный метод, тампоны и желатиновые капсулы, метод инъекций и др.
9. Обработка путем погружения побега. На побеге делают небольшой
надрез на 1–2 см ниже верхушки и погружают надрезанную часть в пробирку с
21
раствором. Все почки на расстоянии не менее 4–5 см от обработанной части
удаляют.
10. Обработка цветоносных побегов. Суть метода в том, что колхицин
вводят в растение через стебель в период заложения и формирования спорогенной ткани. Применяется метод у двулетних культур (сахарная и кормовая свёкла, турнепс). Обработка цветоносных побегов во второй год жизни ускоряет работу, т. к. позволяет получить тетраплоидные семена в первый год жизни. Например, у свёклы надрезают до половины у основания цветоносный побег
(длиной 10–12 см) и расщепляют его. Отщепленный конец погружают в пробирку с 0,01%-ным раствором колхицина. В результате образуются диплоидные
яйцеклетки и пыльца. Таким путём удаётся получить до 40–50% тетраплоидных
семян.
Получение и идентификация полиплоидных форм растений
Тетраплоидные сорта ржи, клевера, гречихи, турнепса и некоторых других культур, а также триплоидные гибриды сахарной свеклы широко используются
в производстве. Ведется работа по созданию хозяйственно ценных полиплоидных форм других растений. Чаще всего для получения полиплоидов используют алкалоид колхицин, так как он обеспечивает большой процент полиплоидных форм у всех сельскохозяйственных культур.
Раствором колхицина воздействуют либо на сухие, наклюнувшиеся и
проросшие семена, либо на точки роста растений более позднего возраста. Заранее приготовленный маточный раствор колхицина концентрации 1–2% (его
нужно хранить в темном месте) разводят до необходимой концентрации.
Известно множество приемов обработки колхицином. Они различаются
по концентрации раствора, экспозиции и технике воздействия. Здесь описаны
только некоторые.
У ржи тетраплоиды можно получать, воздействуя на сухие или наклюнувшиеся семена. 0,01–1%-ным раствором заливают сухие семена, поместив их
в стеклянную емкость, и оставляют на срок от 3 ч до 3 сут (чем больше концентрация, тем меньше экспозиция). По истечении этого времени раствор сливают,
а емкость с семенами подставляют под струю водопроводной воды для отмывки семян от раствора. Затем их высевают.
Можно воздействовать колхицином на наклюнувшиеся семена: их завязывают в марлевый узелок и подвешивают под струю водопроводной воды на
3–4 ч, а затем оставляют в узелке на сутки при комнатной температуре, после
чего обрабатывают колхицином, как описано выше.
22
Описанные способы просты, однако связаны с повреждением корневой
системы, которая особенно чувствительна к колхицину. Этого можно избежать,
если воздействовать на точки роста, изолировав корневую систему от попадания на нее раствора колхицина. При работе с рожью применяют следующий
способ. Наклюнувшиеся семена раскладывают на мелкоячеистую металлическую сетку. Сетку помещают в емкость, наполненную водой так, чтобы уровень
ее смачивал нижнюю поверхность сетки. Сверху емкость закрывают стеклом
для создания влажной камеры. Когда корешки достигнут длины 1–1,5 см, и семена хорошо укрепятся на сетке, ее вынимают, переворачивают вверх корнями
и опускают ростками в раствор колхицина. Корни должны быть вне раствора.
Чтобы они не высыхали, нужно поместить их во влажную камеру.
Хорошие результаты дает выдерживание в 0,2%-ном растворе колхицина
в течение 16–24 ч. Затем сетку с проростками переносят в кювету и возвращают
в исходное положение. Кювету ставят под струю водопроводной воды на 2–3 ч
для отмывки.
В кювете проростки выдерживают сутки на воде или растворе Кнопа, после чего проростки с утолщенным (но не чрезмерно) гипокотилем, что является
косвенным признаком полиплоидных форм, высаживают в ящики или вазоны,
наполненные смесью почвы и песка. Через 2–3 недели ящики помещают в камеру для яровизации (при –1°C) на 60 дней. Затем растения в тех же ящиках оставляют до созревания
Сходный способ применяется для получения полиплоидов у клевера,
только его семена сразу проращивают в чашках Петри на фильтровальной бумаге, которая играет роль сетки. На 4–5-й день после начала проращивания
фильтровальную бумагу вместе с проростками переносят в другую чашку Петри с раствором колхицина (0,2–0,25%). В раствор опускают семядоли (экспозиция — 16 ч). После отмывки (достаточно трижды залить проростки водой и
слить ее) проростки оставляют на фильтровальной бумаге в чашке Петри еще
на 10 дней, после чего пересаживают в ящики с почвой. Пересаживают только
проростки с разросшимися темно-зелеными семядолями. Через месяц, когда
образуется розетка, растения с признаками тетраплоидов высаживают в поле.
При работе с другими объектами часто применяют капельный метод. Он
состоит в том, что капли раствора колхицина периодически наносят на точки
роста. Можно добавлять в раствор агар или камедь трагакантового астрагала
(растение из семейства бобовые) — трагакант: в этом случае капли меньше растекаются. Трагакант после высыхания обладает свойством вторично набухать
под действием влаги (росы, полива), что продлевает действие колхицина.
У сахарной свеклы большой выход тетраплоидов дает обработка всходов
в фазе «вилочки». Обработку ведут в теплице при температуре 15–20°C и отно23
сительной влажности воздуха 60–80%. Семена высевают в ящики. На 6–10-й
день приступают в обработке. На проростки каждые 2–3 ч (в дневное время)
наносят глазной пипеткой каплю раствора колхицина 0,2%-ной концентрации.
Обработку ведут в течение 12–20 дней. Семядоли под воздействием обработки
утолщаются, первая и вторая пары листьев угнетаются, появление их задерживается. При сильном угнетении делают перерыв на 3–4 сут, обработку колхицином временно прекращают. Примерно через месяц после окончания обработки растения, имеющие признаки тетраплоидов, высаживают в поле.
У свеклы 2-го года жизни оставляют 2–3 наиболее мощных цветоносных
побега, остальные удаляют. Эту операцию проводят в самом начале вегетации.
Когда оставленные побеги достигнут 6–8 см, начинают обработку. Готовят
0,3%-ный раствор колхицина в 0,4%-ном водном растворе агара. Раз в сутки
наносят его на точки роста побегов. Растения выращивают, притеняя их (например, натянутой на каркас марлей). Обработку прекращают, когда завершится рост побегов. Если побеги сильно угнетаются, делают перерыв.
Удаляют вновь появляющиеся побеги. Во всех случаях, во время обработки колхицином и пока растения еще не окрепли, их следует выдерживать
при рассеянном свете. При работе с колхицином нужно соблюдать осторожность, работать в резиновых перчатках, не допуская попадания раствора на кожу.
В год обработки колхицином возникают, как правило, химерные по плоидности растения, а значит, различные по плоидности семена. Задача состоит в
том, чтобы выбрать растения, имеющие наибольшее количество тетраплоидных
клеток. Для этого используют косвенные признаки.
Контроль по косвенным признакам в необходимых случаях дополняют
цитологическим контролем. Контроль за плоидностью должен быть многократным, так как в химерных по плоидности тканях диплоидные участки могут вытеснять тетраплоидные. Тетраплоидные растения обычно имеют более короткие междоузлия, более широкие и толстые листовые пластинки темнозеленого
цвета, более крупные цветки и плоды, у них часто проявляется махровость
цветка. Хорошими диагностическими признаками служат длина и ширина замыкающих клеток устьиц, число хлоропластов в них, размер пыльцевых зерен
и количество пор в них. У тетраплоидов все эти показатели выше, чем у диплоидов. Выбор наиболее эффективного диагностического признака зависит от
объекта.
У ржи в год обработки колхицином, помимо утолщенного гипокотиля,
признаками полиплоидности служат широкий темно-зеленый лист с крупной
широкой лигулой, крупная двухпоровая пыльца (у гаплоидных пыльцевых зерен — одна пора), более крупные семена.
24
У клевера растения с преобладанием тетраплоидных тканей имеют крупные толстые темно-зеленые семядоли, утолщенные черешки листьев. Листья
темно-зеленые, часто гофрированные. Опушение более редкое, но длинное и
поэтому очень заметное. Пыльцевые зерна округло-угловатые в отличие от
овальных у диплоидов.
При обработке колхицином сахарной свеклы в фазе «вилочки» первый
отбор по особенностям листьев ведут при высадке растений в поле, второй,
также по морфологическим признакам, — после приживания растений, третий
— цитологическими методами (препараты готовят из листьев). На следующий
год у высадков цветоносные побеги контролируют по числу хлоропластов в замыкающих клетках устьиц (оно достигает у тетраплоидов 24–25 против 13–15 у
диплоидов). Диплоидные побеги удаляют. Затем ведут цитологический контроль. Оставляют растения (побеги), имеющие не менее 70–80% тетраплоидных
клеток.
При обработке колхицином сахарной свеклы 2-го года жизни тетраплоидные побеги выявляют, просматривая пыльцу и определяя число пор в экзине
(у тетраплоидов оно в 2,5 раза больше). Оставляют те побеги, где диплоидная
пыльца составляет не менее 90–95%.
Окончательно выделяют тетраплоиды в С1 (растения, выросшие из семян,
полученных на обработанных растениях). У ржи и сахарной свеклы применяют
цитологический контроль. У ржи для этой цели можно использовать корешки
проростков, у сахарной свеклы — молодые листья. У клевера форма пыльцевых
зерен настолько надежный диагностический признак, что к цитологическому
контролю можно не прибегать. Техника цитологических анализов описана в
книге З. П. Паушевой «Практикум по цитологии растений» (М. : Колос, 1988).
Задание
1. Вырастить и обработать раствором колхицина проростки клевера лугового так, чтобы раствор не попадал на корневую систему.
Вопросы к семинару
1. В чём преимущества мутационной селекции?
2. Что такое мутагены? Приведите примеры высокоэффективных химических мутагенов.
3. Назовите эффективные в селекции виды ионизирующих и неионизирующих излучений.
4. Перечислите приёмы обработки растений или их органов физическими
и химическими мутагенами?
5. Как снизить повреждающий эффект мутагенов?
25
6. Каковы особенности отбора мутантов в зависимости от характера мутаций и вида растений?
7. Охарактеризуйте особенности получения и отбора мутантов у самоопыляющихся культур.
8. Каковы особенности получения мутантов перекрёстноопыляющихся и
вегетативно размножающихся культур?
9. Назовите основные достижения мутационной селекции.
1. Что такое автополиплоиды? Укажите их положительные и отрицательные свойства?
2. Перечислите требования к объектам полиплоидии.
3. Какие методы получения полиплоидов разработаны?
4. Каким методом получают триплоидные гетерозисные гибриды сахарной свёклы?
5. Как проводят отбор полиплоидов, какие косвенные признаки используют при отборе?
6. Приведите примеры эффективного использования полиплоидии в селекции.
7. Как используют анеуплоиды в селекции?
8. В чём значение гаплоидии?
9. Опишите селекционный процесс при использовании метода экспериментальной гаплоидии.
6 СЕЛЕКЦИЯ НА ГЕТЕРОЗИС
(6 часов)
Гетерозис в широком смысле – это все положительные эффекты, ведущие
к превосходству гибридов F1 над родительскими формами. Гетерозис в полной
мере проявляется в F1. При генеративном размножении в последующих поколениях он теряется. У вегетативно размножаемых растений гетерозис передаётся потомству стойко. Для практического использования гетерозиса у генеративно размножаемых видов необходимо в больших масштабах скрещивать определённые родительские формы (линии, сорта). Селекцией на гетерозис называют создание гибридов F1, отличающихся высоким гетерозисом по урожайности, качеству продукции и другим хозяйственно важным признакам. При селекции на гетерозис скрещивание служит для массового получения гибридных
семян и их дальнейшего использования в производстве.
Гетерозисные гибриды по урожайности превышают обычные свободноопыляющиеся сорта на 30–50%. Явление гетерозиса широко используют в селекции кукурузы, сорго, подсолнечника, томата и других культур.
26
Явление гетерозиса объясняется тремя основными гипотезами:
1. Гипотеза сверхдоминирования объясняет проявление гетерозиса гетерозиготным состоянием гибридов.
2. Гипотеза доминирования исходит из того, что к гетерозису ведёт вызванное скрещиванием накопление доминантных аллелей продуктивности.
3. Гипотеза генетического баланса объясняет гетерозис физиологической
сбалансированностью процессов обмена веществ. На сбалансированность гибридов влияют также ядерно-плазменные взаимоотношения, например, если в
гибридном идеотипе присутствуют генетически различные митохондрии (усиливаются дыхание и энзиматическая активность).
Гетерозисная селекция включает несколько этапов:
1. Подбор исходного материала.
2. Создание самоопылённых линий.
3. Изучение комбинационной способности этих линий.
4. Использование наиболее пригодных линий в качестве родительских
форм для создания простых, двойных и других типов гибридов или для составления гибридной популяции.
Вопросы к семинару
1. Что такое гетерозис и какова его генетическая основа?
2. Как объясняется эффект гетерозиса с точки зрения физиологии?
3. Какие типы гибридов используются в производстве?
4. Назовите основные этапы создания гетерозисных гибридов.
5. Как производят подбор исходного материала для создания самоопылённых линий?
6. Какими методами создают самоопылённые линии?
7. Что такое комбинационная способность и как определить комбинационную способность самоопылённых линий?
8. Что такое ЦМС и каковы генетические причины этого явления?
9. Каково значение явления ЦМС в гетерозисной селекции?
10. Перечислите типы ЦМС у кукурузы.
11. Опишите основные схемы получения гибридов с использованием
ЦМС.
12. Как используются ГМС и самостерильность в гетерозисной селекции?
7 ОТБОРЫ МАССОВЫЙ, ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ И ИХ
МОДИФИКАЦИИ
(8 часов)
27
Отбор – обязательный этап селекционной работы. Различают два основных вида отбора – массовый и индивидуальный. При массовом отборе растения, отобранные из популяции, объединяют в один образец, что упрощает работу, но лишает селекционера возможности проверить правильность отборов
по потомству; при индивидуальном – потомство каждого отобранного растения
испытывается отдельно. В селекционной практике преобладает индивидуальный отбор.
Массовый отбор применяют в первичном семеноводстве, в селекции перекрестников, а у самоопылителей в том случае, когда хотят отобрать какую-то
однородную по ряду признаков группу растений.
Отбор лучше всего вести из специальных посевов, размещенных на однородном по рельефу и плодородию участке, выполненных узкой фракцией семян
с одинаковой для каждого растения площадью питания. В таких посевах
уменьшается размах модификационной изменчивости. Однако при отсутствии
специальной техники отбор проводят и из посевов, где были использованы
обычные сеялки. Для культур сплошного посева нормы высева устанавливают
близкими к производственным (несколько уменьшая их).
Крайние рядки делянок не используют для отбора, поскольку растения в
них находятся в нетипичных условиях. Лучше всего вести отбор в поле, но если
времени не хватает, можно вырвать растения с делянки с корнями, связать их в
сноп, и отбор проводить из снопа в лаборатории в зимнее время.
Поскольку отбираются не только наследственно-ценные растения, но в
подавляющем большинстве случаев – положительные модификации, не следует
слишком суживать объем отборов. Из гибридной популяции целесообразно отбирать до 15% растений. Но отбирают и гораздо меньший процент (до одного)
поскольку объем отборов определяется возможностями для испытания потомств отобранных растений-родоначальников (элитных растений). В селекции
отбор ведут на комплекс признаков. Техника отбора должна обеспечивать его
результативность и в то же время экономить время и труд селекционера. Наиболее полную оценку отбираемого материала обеспечивает отбор по растениям.
Но в ряде случаев можно ограничиться отбором по отдельным побегам и даже
по зернам (плодам). Так, в селекции яровой пшеницы широко применяется поколосовой отбор, в то время как при работе с ячменем – культурой, урожайность которой в значительной степени создается за счет боковых побегов, –
предпочтителен отбор по растениям.
Массовый отбор у ржи
В поле в конце восковой – начале полной спелости (или из снопов) отбирают растения, имеющие наиболее мощные, тяжелые, хорошо озерненные колосья. Степень открытости зерна не должна быть велика. Если зерно выступает
28
из чешуй на 1/3 и более, оно считается открытым и такие колосья лучше не отбирать. Колосья не должны быть зелеными, что свидетельствует о позднеспелости. Можно отбирать как торчащие, так и поникающие колосья. Последний
тип предпочтителен для районов, где во время уборки наблюдается дождливая
погода: у поникающих колосьев влага скатывается по чешуям, не проникая к
зерну. Соломина под колосом должна быть достаточно прочной (особенно у
поникающих колосьев), что предотвратит обламывание колосьев во время
уборки.
Предпочтительны растения, имеющие высокую продуктивную кустистость (3–4 боковых побега с полноценными колосьями). Колосья должны находиться в одном ярусе. Число подгонов (боковых побегов без колоса или с колосом, сильно отставшим в развитии от продуктивных побегов) – минимальное
(лучше, если они отсутствуют). Колосья и солома не должны иметь следов заболеваний (стеблевой ржавчины, спорыньи и т. д.) и повреждений вредителями.
Отбирают растения с прочной соломой, умеренной высоты, а при селекции на
короткостебельность – низкорослые растения.
Идеальный тип растения, сочетающий все указанные признаки, встречается очень редко. Поэтому нужно отбирать растения с минимальным количеством отрицательных свойств. Причем следует учитывать, что признаки неравноценны: среди них имеются главные и относительно второстепенные. К главным
нужно отнести продуктивность растения и главного колоса (мощность главного, число и мощность боковых колосьев), устойчивость к болезням и вредителям, устойчивость к полеганию (прочная солома, короткостебельность). Важность признака определяется также конкретными агроэкологическими условиями. Так, в районах с коротким летом особенное внимание следует обращать
на скороспелость.
Отобранные растения должны пройти браковку по зерну. Их связывают в
сноп, к которому привязывают этикетку с указанием названия питомника, номера делянки и года отбора. Каждое растение обмолачивают отдельно, а зерно
высыпают в картонную или пластмассовую чашку. Чашки расставляют на столе
в светлой комнате (но не на прямом солнечном свету) и просматривают. Это
можно делать и в вечернее время, если помещение освещено лампами дневного
света.
При просмотре обращают внимание на количество зерен, крупность зерна
(мелкозерные образцы бракуют), выполненность (бракуют щуплое зерно), выравненность (однородность по крупности), окраску (предпочтительно зерно
светлой окраски: желтое, зеленое), поражение его болезнями и повреждение
вредителями. Особое значение придают таким признакам, как количество, выполненность зерна и поражение его болезнями.
29
Бракуют образцы
ы с проросшим
п
зерном. Забракованное
ное зерно
з
ссыпают в
пакет с надписью «брак».
ак». В
Все оставшееся зерно объединяют
яют в один образец и
помещают в пакет, на котором
котор пишут индивидуальный номер
омер популяции (или
ее название) и год урожая.
В учебных целяхх можно
мож усложнить анализ и получить
чить количественные
характеристики ряда показа
оказателей, которые записывают в таблицу
таблиц 2.
Плотность колоса
са определяют,
опр
деля число члениковв коло
колосового стержня
на его длину. Различают
ают колосья
к
рыхлые, средней плотност
тности, вышесредней
плотности, высокой плотно
лотности. Этим градациям соответствует
твует следующее число члеников колосового
го сте
стержня на 10 см его длины: меньше
ьше 32;
3 от 32 до 35; от
36 до 39; 40 и больше. В их число входят членики колосового
ого стержня,
с
которые
несут недоразвитые колоск
олоски. Технически удобнее сосчитать
ать число колосков.
Число члеников будет на один
од меньше, так как самый нижний
ний колосок сидит на
уступе соломины. Длину
ину колосового
к
стержня измеряют от основания
ос
самого
нижнего колоска до основан
нования верхнего.
Таблица
ица 2 – Результаты анализа растений ржи
Высоту стебля измеря
змеряют от его основания (там, гдее отве
ответвляется самый
верхний корешок) до основа
снования колоса.
Процент череззерницы
рницы рассчитывают как процент бесплодных
беспло
цветков к
общему числу цветковв в ко
колосе. При этом учитывают только
лько п
первые и вторые
цветки развитых колосков
сков, поскольку именно они формируют
руют продуктивность
колоса. Удобно определять
елять общее число таких цветков, подсчи
одсчитав число развитых колосков и умножив
жив его
е на 2. Наличие зерен в третьих
их цветках
ц
положительным признаком не счит
считается: такие зерна слишком мелки.
лки.
Массу 1000 зерен
н в граммах
гр
при фактической влажности
ности зерна (mф) определяют по формуле:
30
· 1000
ф
,
где m0 – масса целых зерен, г; N – количество целых зерен в массе, шт. Массу
1000 зерен в граммах в пересчете на сухое вещество (mс) вычисляют по формуле
ф 100
,
100
где w — влажность зерна.
Выравненность стеблей, выполненность и выравненность зерна отмечают
градациями: хорошая, средняя, плохая.
Указывают название болезни и вредителя, поражения которыми обнаружены.
Форма зерна может быть удлиненной (отношение длины к ширине больше 3,3) и овальной.
Индивидуальный отбор у пшеницы
В селекции яровой (а иногда и озимой) пшеницы часто применяют поколосовой отбор. Отбирают наиболее продуктивные колосья. О продуктивности
колоса судят прежде всего по его величине. Колос должны быть многозерными
(4–5 зерен в наиболее развитых колосках середины колоса). Признаком продуктивного колоса служит отсутствие недоразвитых колосков в его основании (в
зависимости от частоты встречаемости таких колосков допускается отбор колосьев, имеющих в основании 1–2 недоразвитых колоска), хорошая озерненность верхушки. Продуктивность колоса также определяют, встряхивая его в
руке, при этом должна чувствоваться тяжесть колоса. Обращают внимание на
тип колоса, остистость, окраску. В зависимости от агроэкологических условий
в соответствии с моделью сорта, разработанной для данной местности, предпочитают тот или иной тип, ту или иную окраску колоса, наличие или отсутствие
остей.
При работе с пшеницей в центральных районах Нечерноземной зоны часто предпочитают безостые белые колосья, бракуют колосья с ясно выраженной
скверхедностью (сильным уплотнением и расширением верхушки колоса). В то
же время слишком рыхлые, веретеновидные колосья (показатели экстенсивного
типа) также не представляют интереса. Предпочтение отдают поникающим колосьям, в которых зерно меньше прорастает на корню в условиях повышенной
влажности.
Не отбирают слишком рыхлые и чрезмерно плотные колосья, колосья с
прозеленью, что указывает на позднеспелость. Цветковые и колосковые чешуи
должны быть достаточно жесткими и хорошо предохранять зерно от осыпания,
31
колос и соломина — без следов поражений болезнями и повреждений вредителями.
Солома должна быть прочной, устойчивой к полеганию. Это достигается
за счет толщины соломины и ее стенок, а также за счет их прочности. Солома
может быть довольно тонкой, но эластичной и прочной. Обращают внимание
на прочность соломины под колосом. Если при обрывании колоса стебель отрывается от корней, такой колос отбирать не следует: побег поражен корневыми гнилями.
Большое значение придается оптимальной высоте растений. Так, в Нечерноземной зоне не следует брать колосья с растений при общей высоте побега менее 90 см, слишком короткостебельные формы здесь успеха не имеют. В
то же время чрезмерно высокорослые растения также нежелательны.
Если отбор ведут по растениям, то к перечисленным признакам нужно
добавить достаточно высокую продуктивную кустистость, отсутствие или малое количество подгонов и хорошую выравненность стеблей.
Колосья отбирают с длинной соломой и связывают их в сноп. Если отбор
ведется по растениям, то в сноп связывают растения. На сноп привязывают
этикетку с указанием питомника, номера делянки и года отбора. Каждый колос
(растение) обмолачивают отдельно и зерно просматривают. Обращают внимание на те же показатели, что и при отборе у ржи.
У пшеницы зерно белой и красной окраски. В местностях, где во время
уборки бывают затяжные дожди, нельзя отбирать белозерные формы, так как
они не имеют периода покоя и прорастают на корню. Предпочтительнее темнокрасное зерно: оно обладает наиболее дли тельным периодом покоя. Зерно у
пшеницы может быть стекловидным, мучнистым, полустекловидным. Предпочтительнее стекловидное зерно, что обычно связано с хорошими хлебопекарными качествами и высоким содержанием белка. В Нечерноземной зоне допускается и полустекловидное зерно, а при других отличных показателях – и мучнистое. У пшеницы, предназначенной для возделывания в условиях сухого
климата, отбирают только стекловидные образцы. По форме зерно может быть
округлым и удлиненным: округлое дает больший выход муки. Больший выход
муки получается также из зерна с неглубокой бороздкой. В учебных целях отбор можно усложнить, определив ряд количественных показателей и сделав запись о каждом отобранном растении в приведенной таблице 3.
В дополнение нужно отметить следующее. Колос у мягкой пшеницы считается рыхлым, если число члеников колосового стержня на 10 см его длины 16
или меньше, средней плотности – 17–22, плотным – 23–28, очень плотным – 29
и больше.
Задание
32
1. Провести массовый отбор у ржи. Каждый студент отбирает по 5 растений, выполняет их полный анализ и по результатам его проводит отбор.
В конце занятия преподаватель составляет сводную ведомость для всех
отобранных растений и с участием студентов проводит из них отбор лучших.
Зерно отобранных растений объединяют в один образец.
2. Провести индивидуальный отбор у пшеницы. Каждый студент отбирает 10 колосьев или (при отборе по растениям) 5 растений, анализирует их и
проводит отбор.
Таблица 3 – Результат анализа растений пшеницы. Комбинация скрещивания
______, гибридное поколение
Вопросы к семинару
1. Что такое аналитическая селекция?
2. Какие математические методы применяют для прогноза действия отбора?
3. В чём суть массового отбора, его преимущества и недостатки?
4. Что такое индивидуальный отбор, его преимущества перед массовым
отбором?
5. Что такое многолинейные сорта, для чего они создаются?
6. Назовите особенности отбора в гибридных популяциях самоопылителей.
7. Опишите методы педигри, пересева и их модификации.
33
8. В чем особенности отбора у перекрёстноопыляющихся культур?
9. Опишите методы половинок, семейно-группового и индивидуальносемейного отборов.
10. Какие методы отбора применяют для использования эффекта гетерозиса у перекрёстноопыляющихся культур?
11. Опишите метод клонового отбора.
8 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СЕЛЕКЦИОННОГО
МАТЕРИАЛА
(8 часов)
8.1 Система селекционных оценок
Система селекционных оценок — это перечень оценок в разных звеньях
селекционного процесса с указанием метода их проведения, необходимого для
этого оборудования, точности оценок (градации признака) и способа выражения их результатов. Система оценок строится по следующему принципу: чем
ближе звено к завершению селекционного процесса, тем многообразнее и точнее оценки (исключение составляет коллекционный питомник). В селекционном питомнике, где образцов очень много, невозможно осуществить весь комплекс оценок: для этого понадобилось бы слишком много времени. Ряд оценок
не может быть проведен из-за малого объема образца. Так, невозможна хлебопекарная оценка пшеницы, оценка качества пряжи у льна-долгунца и т. д. Но
большое количество точных оценок в селекционном питомнике не требуется. У
множества образцов обнаруживаются явные дефекты, и они должны быть забракованы. Иначе обстоит дело с заключительным звеном – конкурсным сортоиспытанием, где остались лучшие образцы, выдержавшие конкурс в предыдущих звеньях. Чтобы отдать предпочтение немногим из них, нужны многообразные и точные оценки. Здесь применяют систему оценок, принятую в государственном сортоиспытании.
От селекционного питомника к конкурсному сортоиспытанию в промежуточных звеньях число и точность оценок постоянно возрастают. В коллекционном питомнике оценок обычно больше, они точнее, чем в селекционном, поскольку нужно дать достаточно полную характеристику образцам для подбора
пар при гибридизации или обоснованно выбрать образцы для обработки мутагенами.
Более подробные сведения об особенностях оценки в различных звеньях
даны в разделах, посвященных селекционным оценкам.
34
Ниже дается перечень основных оценок в селекционном процессе яровой
пшеницы для Центрального региона, который может быть положен в основу
при составлении системы оценок. Оценки сгруппированы по видам:
• урожайность и ее элементы;
• фенофазы;
• устойчивость к абиотическим факторам (взята только устойчивость
к засухе);
• устойчивость к болезням;
• технологичность;
• качество продукции.
В перечне фигурирует также оценка популятивности (представляет собой
образец популяции или константную форму).
К оценкам имеется комментарии. Так, указано, что оценка будет глазомерной в том случае, если она может быть выполнена и с помощью приборов.
Когда оценка выполняется с помощью прибора (даже примитивного), указан
прибор или метод, и тогда результаты выражаются в показателях прибора. Результаты глазомерных оценок устойчивости могут быть отражены в 3-балльной
или 5-балльной системе в зависимости от того, в каком звене они ведутся. Если
употреблено слово «поражение» вместо слова «устойчивость», это означает,
что результат в баллах не выражается, а просто бракуются сильно пораженные
делянки или не отбираются пораженные растения. В необходимых случаях указаны количество взятого материала и время, затрачиваемое на анализ одного
образца (в него не входят подготовительные операции). Это позволяет представить, в каком звене такую оценку целесообразно проводить. Инфекционный
фон можно закладывать в виде отдельного питомника параллельно определенному звену селекционного процесса, к которому его и следует от нести.
Перечень оценок:
• крупность, тяжесть, форма колоса – глазомерно;
• урожайность – глазомерно;
• урожайность – путем взвешивания;
• элементы структуры урожайности на пробных площадках;
• даты всходов, кущения, выхода в трубку, колошения, восковой и
полной спелости;
• устойчивость к засухе;
• поражение болезнями (пятнистости, пустулы) на листьях, стеблях,
колосьях;
• устойчивость к болезням (пятнистости, пустулы) на листьях, стеблях, колосьях;
35
• поражение корневыми гнилями по легкости выдергивания растений
из почвы (легко выдергивающиеся поражены);
• поражение пыльной головней;
• устойчивость к видам ржавчины на инфекционном фоне;
• устойчивость к пыльной головне на инфекционном фоне;
• устойчивость к твердой головне на инфекционном фоне;
• устойчивость к септориозу на инфекционном фоне;
• устойчивость к полеганию;
• выполненность, выравненность, крупность, стекловидность зерна –
глазомерно;
• хлебопекарные качества методом седиментации (косвенный метод;
5 г, 10 мин);
• натурная масса зерна с помощью пурки (2 кг, 10 мин);
• количество и качество сырой клейковины на приборах (50 г, 30
мин);
• физические свойства теста на фаринографе (0,5 кг, 30 мин);
• физические свойства теста на альвеографе (0,5 кг, 40 мин);
• хлебопекарные качества микровыпечкой (50 г, 4,5 ч);
• хлебопекарные качества стандартной выпечкой (1,5 кг, 4,5 ч);
• популятивность образца (популятивный или нет).
Задание
Составить систему оценок в виде перечня звеньев селекционного процесса и планируемых в них оценок. Результаты представить в форме таблицы 4.
Таблица 4 – Система оценок
Задания по планированию селекционного процесса могут быть изменены
применительно к другой культуре и зоне. Их можно усложнить, введя в схему
селекционного процесса параллельные звенья в виде посевов на провокационном и инфекционном фонах, а также перестроить для работы методом поликросса, ведения селекции на гетерозис.
8.2 Составление посевных ведомостей, заполнение полевых журналов
На каждый питомник (сортоиспытание) составляется посевная ведомость
(таблица 5).
Таблица 5 – Посевная ведомость на ______ (наименование звена и год)
36
В ней указывают номер делянки, индивидуальный номер образца и число
рядков в делянке, если оно у разных образцов различно (питомник гибридизации, гибридный питомник). В графу «Примечание» заносят начало повторений,
полос (ярусов), пластин (при посеве сеялкой СКС-6А), а также погрешности,
возникающие при посеве. Посевную ведомость заполняют, переписывая маркировку с пакетов образцов, подготовленных для посева, а при наборе в кассеты –
одновременно с ним.
Для контрольного питомника и сортоиспытаний, имеющих повторения,
первоначально составляют схему посева, в которой указывают расположение
образцов в повторениях и ярусах, а затем после подготовки образцов семян для
посева – посевную ведомость, в которую образцы записывают в том порядке, в
котором их будут высевать.
По посевным ведомостям заполняют полевые журналы. На каждый питомник или сортоиспытание составляют свой журнал (если питомник очень
большой, то два или более). При незначительном объеме каких-либо звеньев
данные о них можно поместить в одном журнале. Журнал имеет удобный для
работы в поле формат, служит для записи результатов оценок, браковок, данных фенологических наблюдений.
Во время посева работают с посевными ведомостями, а журналы хранятся
в лаборатории. В последующем все записи ведут в журналах, а посевные ведомости хранятся в качестве дубликатов, по которым можно установить, какие
образцы и в каком порядке посеяны в питомниках и сортоиспытаниях.
На обложке журнала указывают название питомника, год и фамилию ответственного исполнителя. Ниже приведена одна из возможных форм журнала
для конкурсного сортоиспытания яровых зерновых культур (таблица 6).
Таблица 6 – Журнал для конкурсного сортоиспытания
Задание
37
1. Составить часть посевных ведомостей на посев селекционного и контрольного питомников.
2. Ознакомиться с содержанием полевого журнала.
8.3. Анализ урожайности
Цель анализа урожайности – выделить образцы, надежно превышающие
стандарт по этому показателю. В ранних звеньях селекционного процесса, когда группа образцов составляет блок со своим стандартом, масса зерна каждого
образца рассчитывается в процентах к этому стандарту с точностью до 1. Зада
ют определенный уровень урожайности образца, ниже которого он подлежит
браковке, например, 120% к стандарту. Этот уровень выбирают так, чтобы после браковки сохранился определенный процент образцов (например, 5% в селекционном питомнике). Конечно, такой способ сопряжен с ошибками. В частности, если стандарт по какой-либо причине дал малый урожай, все образцы в
блоке получают очень высокую оценку и будут отобраны. Поэтому необходима
корректировка. Если будут обнаружены блоки с очень высокими урожаями в
процентах к стандарту, а абсолютный урожай стандарта окажется низким, следует пересчитать урожай указанных образцов в процентах к стандартам соседних блоков. Если образец обладает какими-либо выдающимися свойствами
(высокий процент белка, устойчивость к болезням), то для него следует сделать
исключение. Такой образец не подлежит браковке, даже если он несколько уступает стандарту по урожайности. Если питомник имеет повторения, то браковку образцов удобно вести в каждом из них, а судьбу образца в целом решать, сопоставляя результаты этих браковок.
Если в большинстве повторений образец забракован, он исключается из
дальнейшего посева.
В сортоиспытании обязательна вариационно-статистическая обработка
данных. Для этой цели целесообразно использовать дисперсионный анализ.
Образцы, существенно уступающие стандарту по урожайности, выбраковывают, те из них, которые особенно ценны по другим свойствам, включают в рабочую коллекцию как исходный материал.
Поскольку сортоиспытание перспективных образцов ведут 3 года и более,
решение о передаче образцов в Госсортоиспытание или выбраковке принимают
с учетом урожайности, полученной за все годы, и других свойств. Если сортоиспытание (или контрольный питомник) заложены стандартным методом, то,
прежде чем проводить дисперсионный анализ, необходимо привести урожаи
образцов к среднему стандарту.
Таблица 7 – Урожайность сортов
38
Урожайность среднего стандарта – (3,54 + 4,04)/2 = 3,79.
Урожайность сорта А, приведенная к среднему стандарту, в 1-м повторении – (3,79 ⋅ 113)/100 = 4,28 т/га.
То же, во 2-м повторении – (3,79 · 124)/100 = 4,70 т/га.
Урожайность сорта Б, приведенная к среднему стандарту, рассчитывается
таким же образом.
Задание
Провести браковку по урожайности в различных звеньях селекционного
процесса по имеющимся данным с учетом характеристик образцов по другим
показателям.
Вопросы к семинару
1. Как классифицируются методы оценки селекционного материала?
2. Какие особенности в применении методов оценок признаков характерны для разных этапов селекционного процесса?
3. Как проводится оценка продолжительности вегетационного периода?
Расскажите об особенностях селекции на скороспелость.
4. Каковы особенности селекции на зимостойкость, засухо- и солонцеустойчивость и какие применяются методы оценки?
5. Охарактеризуйте селекцию на приспособленность к механизированному возделыванию, перечислите методы оценки.
6. Каковы особенности селекции на устойчивость к болезням и вредителям, методы оценки?
7. Как проводится селекция на продуктивность и урожайность, каковы
методы оценки?
8. Как проводится оценка мукомольно-хлебопекарных качеств у мягкой
пшеницы, каковы особенности селекции на повышенное содержание белка, незаменимых аминокислот и др.?
9. Как проводится оценка качества зерна у твёрдой пшеницы и ржи?
39
9 СЕМЕНОВОДСТВО
(6 часов)
Планирование в семеноводстве зависит от многих причин и прежде всего
от биологических особенностей культуры, уровня развития производственных
отношений и производительных сил. Сам процесс планирования семеноводства
включает расчеты по сортосмене, получению семян в хозяйствах (районе, области) и производству семян элиты. Таким образом, процесс планирования семеноводства представляет собой три самостоятельных этапа, тесно связанных
между собой.
Предлагаемая последовательность решения задач обусловлена тем, что
сортосмена играет ведущую роль в семеноводстве.
Дальнейшие расчеты производства семян в хозяйстве, районе, области
позволяют спланировать план-заказ на семена элиты и соответственно объем
работ в первичных звеньях семеноводства.
Далее будут рассматриваться зерновые культуры, однако планирование
производства семян можно организовать и по другим сельскохозяйственным
культурам.
Внутрихозяйственное семеноводство предусматривает:
• создание специализированного подразделения по производству высококачественного семеноводческого материала;
• планирование производства;
• выбор сортов;
• выделение отдельного семеноводческого севооборота;
• учет особенностей технологии возделывания культур на семена;
• оценку сортовых и семенных качеств;
• хранение;
• реализацию;
• подготовку семян к посеву;
• организационно-экономическое обеспечение указанной деятельности.
При планировании семеноводства учитывают источники поступления семян, порядок сортосмены и сортообновления, структуру посевных площадей,
выход кондиционных семян, норму высева, объемы основных, страховых и переходящих фондов семян.
Отдельные звенья системы земледелия, предназначенные для максимального производства товарной продукции, не всегда подходят для семеноводства.
Это касается как структуры посевных площадей, которая в семеноводческих
40
хозяйствах определяется спецификой севооборотов, так и состава и рационального использования машинно-тракторного парка.
По степени завершенности цикла производства семян юридических лиц и
индивидуальных предпринимателей можно разделить на две группы:
• с законченным циклом, при котором семена производятся, проходят послеуборочную доработку и реализуются;
• с незаконченным циклом, когда семена только производятся, а их
послеуборочную доработку проводят на специализированных
(межхозяйственных) предприятиях, где осуществляется предварительная очистка, сушка, вторичная доработка, протравливание семян, хранятся страховые и переходящие фонды семян. Такая схема
наиболее распространена в семеноводстве кукурузы, сахарной
свеклы, подсолнечника, овощных культур, трав.
Семеноводство решает две основные связанные между собой задачи –
сортосмену и сортообновление. В идеальном варианте при плановом внедрении
новых сортов в производство сортообновления быть не должно. Создание нового сорта происходит за период, в течение которого ухудшение сортовых качеств и урожайных свойств старого сорта достигает экономической значимости.
Оценку соблюдения технологических требований производства семян,
полевую апробацию, отбор проб для анализа осуществляет агрономическая
служба конкретного хозяйства совместно со специалистами «Россельхозцентра».
10 ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА СЕМЕНОВОДСТВА В
РОССИИ
(6 часов)
В системе семеноводства важнейшее место принадлежит сортосмене. После включения сорта в реестр семена элиты по существующим схемам первичного семеноводства при использовании индивидуального отбора могут быть
получены лишь через 6–8 лет. Поэтому применяется система ускоренного размножения семян, начиная с конкурсного испытания. Главной задачей этой системы является сокращение до 2–3 лет срока перехода на посев нового сорта после его включения в реестр.
Возможные пути ускоренного размножения предполагают разные подходы к принципам планирования в семеноводстве. В одном случае размножение
нового сорта идет под контролем НИИ в различных научно-производственных
подразделениях; во втором – размножение начинается в пределах одного хозяйства с площади 1–2 га и продолжается в течение нескольких лет.
41
Обычно учреждение, начинающее семеноводство нового сорта, закупает
семена из питомника размножения, суперэлиты или элиты в учреждении – оригинаторе сорта.
С целью ускоренного размножения сорта часто используются пониженные нормы высева. Необходимо учитывать следующее: чем ниже норма высева,
тем большее значение приобретают плодородие выбранного для посева поля,
предшественник, сроки сева, технология возделывания. По мере роста площадей под новым сортом норма высева будет повышаться.
В этом случае, а также приступая к массовому размножению нового сорта, прошедшего конкурсное испытание, для модельных расчетов по проведению сортосмены любой культуры предлагается использовать уравнение экспоненциальной функции (Гуляев, 1989):
где Sn – возможная расчетная площадь посева в любом году; S1 – первоначальная площадь, занимаемая сортом в год его включения в реестр или признания перспективным; Y – урожайность кондиционных семян с 1 га в данном
году; HВ — норма высева.
Пример
Культура — ячмень.
Сорт Михайловский.
Урожай кондиционных семян с 1 га — 1,5 т.
Норма высева — 0,2 т/га.
Площадь в начале размножения 500 га.
Через 4 года сорт будет высеваться на площади 210 937 га.
Задача по проведению сортосмены может быть модифицирована в зависимости от площади в начале размножения, урожая кондиционных семян, нормы высева. В задачу на разных этапах внедрения нового сорта могут быть введены неодинаковые коэффициенты размножения, на первых этапах – значительно более высокие за счет пониженной нормы высева, чем в последующие
периоды, когда норма высева приближается к рекомендуемой в производстве.
Задача по планированию сортосмены может быть решена для района, области. При расчетах необходимо учитывать, что каждый килограмм семян нового сорта идет исключительно на размножение.
11 ПРОИЗВОДСТВО СЕМЯН НА ПРОМЫШЛЕННОЙ ОСНОВЕ
(4 часа)
11.1 Планирование производства семян элиты
При выращивании семян элиты должно быть обеспечено:
• поддержание всех ценных хозяйствен но-биологических свойств и
признаков сорта;
42
• сохранение отличимости, однородности и стабильности путем отборов и очистки и предотвращения биологического и механического засорения;
• оздоровление семян от болезней, контролируемых в семеноводстве;
• быстрейшее размножение семян в целях дальнейшего осуществления сортообновления или сортосмены.
Основным методом поддержания сорта является индивидуальный и массовый отбор.
Далее приведена схема выращивания элитных семян, которая включает
следующие основные звенья.
При производстве семян элиты самоопыляющихся и перекрестноопыляющихся культур должен применяться, как правило, метод индивидуального
отбора.
Метод массового отбора используют прежде всего при семеноводстве
сортов, созданных методом массового отбора, а также при ускоренном размножении семян элиты перспективных и дефицитных сортов.
Производство семян элиты можно разделить на 2 этапа: первичные звенья
и размножение семян до элиты.
К первичным звеньям семеноводства относятся: питомник испытания потомств 1-го года; питомник испытания потомств 2-го года; питомник размножения 1-го года.
Остальные звенья: питомник размножения 2-го года, суперэлита и элита –
предназначены для размножения семян.
Такое разделение имеет определенную условность, так как питомник
размножения 1-го года может быть отнесен к разным звеньям в связи с тем, что
при использовании массового отбора работа начинается с этого питомника, а
также из-за небольшой его площади (1–4 га).
Здесь возможен тщательный контроль за состоянием посевов. Поэтому
питомник размножения 1-го года отнесен к звеньям первичного семеноводства.
Для закладки питомника испытания потомств 1-го года используют семена растений (колосьев, метелок), отобранных на чистосортных посевах питомников размножения, суперэлиты, элиты.
В качестве исходного материала для сортов, впервые включенных в реестр, рекомендуется производить отбор на посевах конкурсного и производственного испытаний, а также на любых посевах, имеющих высокую сортовую
чистоту и типичность.
Лучшие растения убирают с корнями, производят их оценку, индивидуально обмолачивают. Широко распространенным методом является отбор по
колосу (метелке). После подработки семян на ситах осуществляют визуальную
43
оценку по качеству. Обычно уровень браковки составляет по озимым 15–30%, а
по яровым зерновым культурам — 40–60%. Для закладки питомника испытания
потомств 1-го года рекомендуется использовать не менее 300 линий, семей. Их
число зависит от плана-заказа на производство семян элиты и коэффициента
размножения той или иной культуры.
Схема размещения, техника посева, способы наблюдений за растениями в
процессе роста и развития, уборки, учета урожая, оценки аналогичны тем, которые применяются в селекционном питомнике.
Через 20–30 потомств необходимо высевать стандарт – семена суперэлиты последнего выпуска. Введение этого стандарта необходимо для контроля за
ООС.
Повышение коэффициента размножения семян в питомнике испытания
потомств 1-го года может быть достигнуто за счет использования широкорядного посева, уменьшения числа зерен в рядке и соответствующего увеличения
числа рядков. Процент браковки обычно составляет 15–30% от общего числа
линий.
Питомник испытания потомств 2-го года, предназначенный для дальнейшего отбора лучших и выбраковки худших потомств, засевают с помощью сеялок СКС-6-10, СКС-6А, СН-10Ц или СН-16 с делителем семян, устанавливаемым в семенном ящике, размещая стандарт (семена суперэлиты выпуска прошлого года) через 20 семей. Площадь делянки зерновых культур при пониженных нормах высева может быть до 20 м2. Число рядков в делянке, ее длину,
ширину междурядий и дорожек рассчитывают с учетом возможности унификации их посева, ухода и уборки. Полевые наблюдения, учеты, оценки и выбраковку проводят так же, как в питомнике испытания потомств 1-го года.
Уборка делянок производится селекционно-семеноводческими комбайнами.
Питомник размножения служит для накопления семян. В зависимости от
культуры, зоны возделывания этот этап при получении семян занимает 2–4 года.
Все агротехнические приемы направлены на повышение коэффициента
размножения (высокий агрофон, благоприятные предшественники, пониженная
норма высева и т. д.). В процессе вегетации осуществляют видовые и сортовые
прополки, для удобства проведения которых во время посева между проходами
сеялки оставляют дорожки шириной 30–40 см.
Начиная с этого питомника, единственным видом отбора является негативный. С питомника размножения для контроля за чистосортностью и типичностью посевов начинают применять полевую апробацию.
44
Следовательно, при индивидуальном отборе, используя питомник размножения 2-го года, семена элиты можно получить через 6 лет.
Схема получения семян элиты при использовании метода массового отбора выглядит следующим образом: питомник размножения 1–2-го годов, суперэлита, элита. В качестве исходного материала используют те же посевы, что
и при индивидуальном отборе.
Родоначальные растения (колосья, метелки) обмолачивают и оценивают
по зерну. Семена лучших из них объединяют для посева в питомнике размножения 1-гогода. Обычно рекомендуется отбирать не менее 2–3 тыс. растений
(колосьев, метелок), необходимых для закладки питомника размножения 1-го
года. Браковка составляет 30–40%, но может и колебаться в зависимости от
особенностей культуры, зоны возделывания и т. д.
Оптимальным сроком начала работ по созданию элиты следует считать
год признания сорта перспективным. Начало производства оригинальных семян
возможно и в год передачи сортов на Госсортоиспытание. В целях ускорения
темпов создания элиты предлагается схема, в которой в единое целое сведены
различные методы ее получения (таблица 8).
Таблица 8 – Схема получения элиты
Расчеты показывают, что при плане-заказе на элиту, например, озимой
пшеницы в количестве 1000 т и коэффициенте размножения 10, достаточно 1 т
исходных семян (1-й год посева —10 т, 2-й год — 100 т, 3-й год — 1000 т). Таким образом, уже в 1-й год включения сорта в реестр план-заказ на производство семян элиты может быть выполнен. Этот способ получения элиты применим
и на 2-й год после включения сорта в реестр.
Использование массового отбора особенно эффективно в первый период
размножения сортов. Выпуск элиты озимой пшеницы на основе массового отбора может быть осуществлен на 3-й год после включения в реестр. Для этого
необходимо отобрать 6–7 тыс. растений или около 22 тыс. колосьев с учетом
последующей браковки. После браковки оставляют семена примерно с 19 тыс.
колосьев, что дает при продуктивности одного колоса 1,2 г около 22,5 кг зерна.
После их подработки на семяочистительной машине для закладки питомника
45
размножения 1-го года будет получено примерно 15 кг семян. Посев в питомнике размножения производят с пониженной нормой высева на площади 0,15
га. Способы посева могут быть разнообразные: ленточный, широкорядный,
разреженный рядовой.
С этого участка можно получить до 0,5 т чистых семян, которыми при
норме высева 0,1 т/га засевают 5 га в питомнике размножения 2-го года. При
урожае 2,0 т/га чистых семян общий сбор составит 10,0 т. Такого количества
достаточно для посева 50 га суперэлиты.
При коэффициенте размножения 10 засевается 500 га. Следовательно, на
3-й год после включения сорта в реестр с помощью массового отбора выполняется план-заказ на семена элиты в количестве 1 тыс. т.
Когда сорт занимает ареал, определенный при включении в реестр (это
должно происходить на 3–4-й год после его регистрации), в хозяйства, производящие элиту, поступают семена, полученные с помощью индивидуального
отбора по сокращенной схеме (с одногодичным испытанием потомства).
Когда сорт занимает ареал, определенный при включении в реестр (это
должно происходить на 3–4-й год после его регистрации), в хозяйства, производящие элиту, поступают семена, полученные с помощью индивидуального
отбора по сокращенной схеме (с одногодичным испытанием потомства) (табл.
9).
Таблица 9 – Схема получения семян элиты при ускоренном
размножении сортов
46
Если сорт будет возделываться в производстве более 6 лет, то выбор метода получения элиты должен определяться его биологическими особенностями.
В работе рекомендуется использовать схему питомников испытания и
размножения семян для расчета площадей посева и объемов производства семян (табл. 9).
В зависимости от коэффициента размножения семян, объемов работ и
возможностей учреждения, производящего семена элиты, схема семеноводческого процесса может быть сокращена, например, по просу и рису, а по зернобобовым и гречихе – увеличена за счет питомников размножения 3–4-го годов.
Поправочные коэффициенты при определении числа отбираемых растений или соцветий и закладываемых в питомниках семей устанавливают по возможному объему браковок.
Для этого можно использовать формулу
где K – поправочный коэффициент; х – процент браковки.
Например, при объеме браковки 20% поправочный коэффициент будет
равен 1,2450, а при 30% – 1,429 (табл. 10).
Полученные по модели результаты увеличиваются в соответствии с необходимыми размерами страховых фондов для каждой генерации.
47
Учреждения, производящие семена элиты, создают страховые и переходящие фонды в следующих размерах: страховые фонды семян первичных
звеньев – 100%, суперэлиты – не менее 50% потребности для закладки этих
звеньев, элиты и I репродукции – не менее 25–30% потребности спецсемхозов
хозяйств для сортосмены и сортообновления.
Пример
Культура – ячмень сорта Михайловский.
План-заказ на производство семян элиты – 1000 т.
Урожай ячменя в семеноводческом хозяйстве – 4,0 т/га.
Выход семян с 1 га – 2,0 т.
Страховой фонд из расчета 25% от общей потребности семян – 250 т.
Общая потребность семян с учетом страхового фонда – 1000 + 250 =
= 1250 т.
Необходимая площадь для посева элиты S1 – 1250/20 = 625 га.
Норма высева для посева элиты – 0,25 т/га.
Выход семян с 1 га – 2,0 т.
Страховой фонд – 50% от общей потребности семян.
Площадь посева без страхового фонда составляет:
Площадь посева для страхового фонда – 78,125/2 = 39,06 га.
Необходимая площадь для посева суперэлиты S2 – 78,125 + 39,06 =
= 117,185 га.
Норма высева для посева суперэлиты – 0,25 т/га.
Выход семян с 1 га – 2,0 т.
Страховой фонд – 50% от общей потребности семян.
Площадь посева без страхового фонда:
Площадь посева для страхового фонда – 14,65/2 = 7,325 га.
Необходимая площадь для посева питомника размножения 2-го года S3 –
14,65 + 7,325 = 21,975 га.
Таблица 10 – Схема производства элитных семян зерновых культур
48
Норма высева для посева питомника размножения 2-го года – 0,15 т/га;
выход семян с 1 га – 2,0 т.
Страховой фонд – 100% от общей потребности семян.
Площадь посева без страхового фонда:
Когда процесс в первичном семеноводстве налажен, то число колосьев,
необходимых для отбора, уменьшится на величину страхового фонда, так как
он будет использоваться ежегодно на посев.
И только в случае экстремальных погодных условий или стихийного бедствия, при которых невозможно провести отбор растений для закладки питомника испытания потомств 1-го года, страховой фонд сыграет свою роль.
Результаты расчетов записывают в виде сводной таблицы 11, которая
служит рабочим планом для закладки питомников первичного семеноводства и
последующих звеньев размножения.
Таблица 11 – План закладки питомников
11.2 Особенности семеноводства картофеля на безвирусной основе
11.2.1 Оригинальное семеноводство картофеля
Исходный семенной материал. Технологию получения оздоровленного
исходного материала можно представить в виде следующих этапов:
49
• предварительная полевая оценка (два года) селекционного или клонового семенного материала на сортовую типичность, продуктивность и зараженность грибными, бактериальными, фитоплазменными, вирусными и вироидными болезнями;
• введение здорового продуктивного материала в культуру in vitro
или освобождение от патогенов минимально инфицированных растений методами апикальной меристемы, термо- и химиотерапии;
• многократная проверка генераций растений in vitro на скрытую зараженность бактериальными, вирусными и вироидными болезнями;
• клонирование коллекционных сортообразцов in vitro на питательных средах без регуляторов роста с периодическим обновлением
материала;
• производство оздоровленных миниклубней;
• регулярная полевая оценка сортообразцов в культуре in vitro, браковка линий с признаками вырождения, обновление коллекции новыми здоровыми и продуктивными линиями;
• полевое размножение оздоровленного материала, производство суперсуперэлиты в необходимых объемах.
Оздоровление сортов. Система безвирусного семеноводства основана на
оздоровлении сортов и ускоренном размножении исходного семенного материала в условиях, исключающих повторное заражение. Ключевая роль при этом
отводится созданию банка здоровых сортообразцов.
Для создания здорового исходного материала сортов необходимо сочетание полевых методов отбора лучших клонов с лабораторными методами оздоровления: культуры верхушечных (апикальных) меристем, термотерапии, подавления синтеза вирусов химическими препаратами и различными их сочетаниями.
Метод культуры верхушечных меристем. Термин «верхушечная меристема» (по М. Холлингсу) применим к кусочку ткани, включающему меристемный
купол с первой парой листовых зачатков (примордиев).
Минимальный размер апикального участка меристемы, из которого можно вырастить целое растение картофеля – 0,1 мм.
Оздоровление сорта включает ряд последовательных операций:
• отбор и оценку клонов в коллекционном питомнике на сортовую
типичность, продуктивность и зараженность грибными, бактериальными, вирусными и вироидными болезнями;
• предварительную подготовку клубней для вычленения меристем;
• определение исходной зараженности (клонов) клубней;
50
• вычленение верхушечных меристем из ростков клубней или из пазушных почек растений;
• получение растений-регенерантов;
• черенкование их и дву- трехкратная проверка комплексом биологических (индикаторные растения), биохимических (электрофорез),
иммунохими ческих (ИФА), молекулярно-генетических (молекуляр
ная гибридизация, полимеразная цепная реакция) и электронномикроскопических методов на зараженность вирусными, вироидными и бактериальными болезнями;
• проверка генетической идентичности меристемных линий исходным генотипам;
• формирование и поддержание банка оздоровленных сортообразцов.
Выращивание растений из меристем осуществляется на различных питательных средах, лучшей из которых является среда с минеральной основой Мурасиге – Скуга (среда MS).
Поскольку получение регенерантов из меристем на питательной среде
одного состава связано с большими затратами труда и времени, была разработана технология поэтапного морфогенеза меристем.
На первом этапе необходима регуляция начального морфогенеза в культуре апикальной меристемы для быстрого образования зачаточных листьев и
стебля.
Второй этап касается регуляции дальнейшего морфогенеза и сводится к
индуцированию корнеобразования, дальнейшему росту стеблей и листьев.
Меристему вычленяют из зеленых или этиолированных ростков клубней.
После предварительного проращивания клубней ростки длиной 2 см и
более снимают стерильным лезвием с клубня.
Вычленение меристем проводят в стерильном микробиологическом боксе
или в ламинат-боксе. Инструмент, используемый для вычленения (пинцеты,
скальпели, иглы, лезвия), стерилизуют перед каждой операцией, погружая в
спирт с последующим обжигом в пламени спиртовки.
Ростки перед вычленением меристем стерилизуют в 0,1%-ном растворе
диацида (смесь этанолмеркурхлорида и N-цетилперидиний хлорида). Стерилизация ростков в данном растворе проходит в течение 3–5 мин. Стерилизовать
можно также в 1,6%-м растворе гипохлорида кальция (или натрия) или в 0,1%ном растворе сулемы.
Дезинфицированные ростки помещают в стерильную чашку Петри с добавлением небольшого количества дистиллированной воды для предупреждения их подсыхания.
51
Перед вычленением с верхушки ростка удаляют верхние покровные листочки, последовательно обнажая боковые и верхушечные меристемы с примордиальными листочками. Увеличение бинокулярного микроскопа при этом 24или 32-кратное. Каждую операцию по обрыванию листочков и вычленению меристемы проводят отдельным стерильным инструментом.
Пробирку с посаженной на среду меристемой переносят в специальную
камеру с контролируемым режимом освещения, влажности и температуры (интенсивность освещения – 6–8 тыс. лк, температура 22–24°C, продолжительность светового дня – 16 ч в сутки, влажность — около 70%).
Время от посадки меристем до регенерации растения с 5–6-ю листочками
составляет 30–45 дн. Затем проростки из меристем пересаживают на специальную питательную среду для укоренения.
Спустя 20–30 сут после пересадки укоренившееся растение с 5–8-ю листочками черенкуют. Микрочеренки — фрагменты стебля с одним листочком
высаживают в пробирки с питательной средой для размножения. Линии микрочеренков от каждой апикальной меристемы-мериклону присваивают индивидуальный номер. По мере формирования мериклонов их диагностируют на содержание вирусной инфекции методами электронной микроскопии и иммуноферментного анализа. Наличие инфекции вироида веретеновидности клубней
картофеля определяют методами электрофореза и (или) молекулярной гибридизации. Больные мериклоны выбраковывают, а свободные от патогенов после
оценки по идентичности сорту и продуктивности поступают в коллекцию безвирусных сортообразцов для микроклонального размножения с целью реализации программ производства семенного картофеля.
Сочетание метода верхушечной меристемы с термотерапией, химиотерапией.
Положительное действие метода термотерапии отмечено при освобождении растений от вирусов с патогенспецифичными нуклеопротеиновыми компонентами.
Процесс освобождения от вирусов в разных частях растений часто протекает неодинаково. Так, клубни с вирусной инфекцией могут быть освобождены
от нее при их выдерживании в темноте в течение 20 дн при температуре 36°C, в
то время как зараженные растения в этих условиях не излечиваются.
Режим тепловой обработки подбирают экспериментально для каждой
комбинации вирус – растение.
Для увеличения безвирусной зоны апикальной меристемы и повышения
эффективности оздоровления применяют сочетание метода верхушечной меристемы и химиотерапии с использованием физиологически активных веществ –
ингибиторов синтеза вирусов.
52
11.2.2 Методология создания безвироидного генобанка
Обработка растений препаратами ТУР и симбионт-1 повышает толерантность растений к ВВКК.
Обязательное условие при формировании генобанка — тестирование на
ВВКК исходного клона, который вводится в культуру in vitro. Только клон,
свободный от ВВКК, при необходимости должен оздоравливаться методами
химио- и термотерапии в культуре апикальной меристемы от вирусной, бактериальной и грибной инфекции.
При обнаружении зараженных вироидом растений их необходимо уничтожить для снижения риска перезаражения.
Предотвращение новых заражений.
Для картофеля в качестве потенциальных источников переноса вироида
можно рассматривать все, что вступает в контакт с посадочным материалом:
почву, орудия, сетки, мешки, стеллажи для хранения, пинцеты, скальпели при
микрочеренковании и т. д. При размножении картофеля на гидро- и ионитопонных установках распространение вироида представляет особую опасность,
поскольку он переносится с питательным раствором.
Наиболее эффективный прием обеззараживания от вироидов – кратковременная обработка зараженных поверхностей разбавленным (0,25%) раствором гипохлорита натрия или кальция.
Инструменты выдерживают в течение 10–12 ч в 1М-растворе КОН. Затем,
после обильного промывания водопроводной и споласкивания дистиллированной водой, инструменты заворачивают в плотную бумагу и прожаривают в течение часа в сушильном шкафу при темпе ратуре 200°C.
Перед черенкованием каждого пробирочного растения инструмент обжигают над горящей спиртовой горелкой.
Для черенкования каждой меристемной линии необходимо иметь одноразовый или отдельный набор инструментов (пинцет, скальпель, чашки Петри и т.
д.).
Поддержание и сохранение банка оздоровленных сортов. Оздоровленный
генобанк представляет собой коллекцию сортов, которые идентифицированы
по критериям сортовой типичности и генетической стабильности, тестированы
на отсутствие болезней и поддерживаются в асептических условиях in vitro или
в строго изолированных от возможного вторичного заражения в условиях in
vivo и используются как исходный материал для ускоренного размножения
биотехнологическими методами.
При регенерации из эксплантов (меристем) генотип полученных растений
может отличаться от исходного, при этом возрастает вероятность появления
спонтанных мутаций. Растения картофеля могут иметь даже разное число хро53
мосом. Поэтому наряду с морфофизиологическими критериями сортовой идентификации разработана система молекулярногенетической оценки оздоровленного генобанка при его поддержании и на основе набора систем молекулярногенетических маркеров осуществлена паспортизация генобанка.
Депонирование in vitro имеет несомненные преимущества перед поддержанием коллекции в полевых условиях, где возможно вторичное заражение.
Материал доступен в любое время года, он защищен от биотических и абиотических факторов, отпадают карантинные ограничения при передаче (обмене)
меристемных растений и т. д.
К недостаткам сохранения генобанка in vitro относятся:
• отсутствие оптимального температуро-влажностного режима в отечественных фитотронах в летний период, когда температура в них
может достигать 40°C и более;
• использование регуляторов роста в питательной среде;
• использование ретардантов – замедлителей роста (алар, ТУР, манит
и др.) для увеличения времени в цикле необходимых микрочеренкований;
• длительное (более 10 лет) депонирование приводит к тому, что некоторые сорта теряют исходные характеристики при переводе в полевую культуру.
Поэтому формирование коллекции оздоровленных сортообразцов в культуре in vitro необходимо проводить на безгормональной среде в строго регулируемых условиях температуры и освещения.
Завершающий этап формирования оздоровленного генобанка – получение
сертификата на микрорастения на основе внешних экспертных анализов на
ВВКК, вирусы и бактериозы, проводимые в двух аккредитованных испытательных лабораториях – МГУ и отделе биотехнологии ВНИИКХ. Потребителями продукции генобанка выступают региональные биотехнологические лаборатории по производству оригинального семенного картофеля.
11.2.3 Ускоренное размножение картофеля
Существующие приемы ускоренного размножения семенного картофеля
можно разделить на несколько групп:
• способы ускоренного размножения в культуре in vitro;
• ускоренное размножение частями клубней, ростков, растений;
• получение нескольких урожаев в год при условии искусственного
прекращения периода покоя клубней;
• способы, повышающие число клубней, формируемых растением;
54
• рассадная культура;
• использование различных биотехнических средств.
Микрочеренкование растений. Этот метод обычно используют при размножении первых здоровых растений, выращенных из верхушечных меристем,
или введении в культуру клонов.
Размножать оздоровленные растения можно на агаризованной (твердой)
среде в стерильных условиях или на жидкой среде с исключением органических соединений в нестерильных условиях.
После отрастания растений до образования 5–8 листочков их в стерильном боксе пинцетом извлекают из пробирки и на стерильной чашке Петри острым скальпелем или лезвием безопасной бритвы разрезают на черенки, включающие часть стебля с одним листочком. На старой питательной среде можно
оставить часть стебля с корневой системой для повторного отращивания. Черенки сажают в пробирку с питательной средой на глубину междоузлия.
Для черенкования каждого растения берут стерильные инструменты и
чашки Петри. Растения из черенков выращивают при температуре 20–23°C, относительной влажности 70–80%, освещении люминесцентными лампами с силой света 3–4 тыс. лк и 16 ч светового периода.
На 3–4-й день после посадки у черенков начинается рост стебля и корней.
Через 12–15 дней растения полностью отрастают и готовы для повторного черенкования.
Для выращивания растений из черенков используют питательную среду
Мурасиге — Скуга. Среду готовят на бидистиллированной воде. Для массового
приготовления среды используют концентрированные маточные растворы компонентов.
Размножать растения в пробирках можно по упрощенной методике с исключением автоклавирования в обычном лабораторном помещении. Для этой
цели используют жидкую питательную среду с минеральной основой по Мурасиге – Скугу.
Из фильтровальной бумаги нарезают полоски шириной длиной 8–10 см
шириной около 1 см. Сгибая их пополам, делают мостики с отверстиями для
черенка в центре сгиба. Мостики вставляют в тщательно вымытые кипяченой, а
затем дистиллированной водой пробирки. Черенки помещают в отверстие мостика в пробирке до пазухи листа. В пробирки из пипетки наливают питательную среду до уровня верхней части мостика так, чтобы пазушная почка черенка
находилась несколько выше уровня среды.
Сверху пробирку закрывают кусочком ваты. Через 20–25 дней растения
отрастают и пригодны для повторного черенкования. Периодически по мере
уменьшения уровня среды в пробирке ее нужно подливать. После получения из
55
черенков нужного количества растений в пробирках их пересаживают в зимние
или летние пленочно-марлевые теплицы с хорошо увлажненной питательной
смесью.
Индуцирование столоно- и клубнеобразования. Применение данной методики in vitro повышает продуктивность растений из микрочеренков после их
высадки в теплицы. При этом растения из микрочеренков в пробирках растут в
течение 3 нед. на питательной среде, содержащей сахарозы 1–4%, с фотопериодом 9–10 ч для ранних сортов и, соответственно, 6–10% и фотопериодом 6–8 ч
для более позднеспелых сортов. Затем растения в течение 2 нед. переводят на
фотопериод 16 ч, после чего их высаживают в теплицы. Число клубней при
этом в пересчете на одно растение увеличивается в среднем в 1,5–2 раза.
Применение метода черенкования растений в пробирках позволяет в течение 3–4 мес. получить 2–3 тыс. растений, пригодных для пересадки в грунт.
11.2.4 Получение микроклубней картофеля in vitro
Разработана методика массового получения микроклубней размером 0,7–
1,8 см в диаметре, пригодных для выращивания в открытом грунте. Основная
масса сортов (95%) образует микроклубни in vitro за 55–60 дн. Для получения
микроклубней используют среды с минеральной основой по Мурасиге – Скугу.
В течение 12 сут после черенкования растения выдерживают на обычном фотопериоде (16 ч) и затем на 30–45 дн переводят на короткодневный фотопериод
(10–12 ч).
У сортов, склонных к клубнеобразованию in vitro, микроклубни можно
получать в пробирках с микрочеренками, выдерживая их в течение 12–15 дн
при искусственном освещении на фотопериоде 16 ч, с последующим перемещением их в помещение с умеренным естественным освещением на коротком
зимнем дне.
Важный фактор столоно- и клубнеобразования – повышенная концентрация сахарозы в среде: 4–6% – для сортов, склонных к клубнеобразованию in
vitro, и 6–8% — для сортов, у которых клубнеобразование in vitro затруднено.
После достижения микроклубнями размера 0,8–1,8 см и отмирания растений их извлекают из пробирок, отмывают от агарового геля в дистиллированной воде и хранят для предупреждения высыхания в колбах с агаровым гелем,
покрытым плотной бумагой. Колбы закрывают ватными пробками и хранят в
холодильнике при температуре 2–4°C. В случае необходимости период покоя
клубней можно прервать искусственным путем.
Посадку микроклубней в хорошо подготовленную почву проводят механизировано или вручную на глубину 4–8 см.
56
В технологии выращивания важное значение имеют обеспеченность влагой, особенно в первый период развития растений, тщательное выполнение
всех семеноводческих мероприятий, включая защиту от болезней и вредителей
и борьбу с переносчиками вирусов тлями путем опрыскивания растений афицидами.
В среднем на одно растение из микроклубня, высаженного в поле, получают 10–16 клубней общей массой 680–700 г. Высота растений из микроклубней на 25–30% меньше, чем из обычных клубней среднего размера. В структуре
урожая таких растений увеличивается фракция мелких клубней (25 г), их 48–
53% по количеству и 10–17% по массе. В первой и последующих клубневых
репродукциях растения не отличаются от обычных. Урожайность картофеля из
микроклубней составляет 200–250 ц/га, а в последующих репродукциях — 300–
370 ц/га.
Размножение ростковыми черенками.
Для получения ростков клубни с осени закладывают на длительное (150–
180 дн) проращивание. Перед этим их тщательно моют, обрабатывают 1%-ном
раствором борной кислоты от грибных инфекций.
Клубни раскладывают в один слой на стеллажах в отапливаемом помещении, температура воздуха — 18–20°C, относительная влажность — 80–90%.
Для получения ростков с междоузлиями длиной 1,5–2 см проращивание
проводят при в течение 8 сут, чередуя искусственное освещение и темноту или
при обычном световом дне без дополнительного искусственного освещения
(рисунок 1).
57
Рисунок 1 – Клубень, подготовленный для ускоренного размножения
К весне ростки длиной 10–20 см за 20–30 дн до посадки обламывают у
основания маточного клубня и приступают к черенкованию. Отделенные ростки разрезают на стекле лезвием на кусочки длиной 1,5 см по числу зачаточных
почек, черенки раскладывают на влажную фильтровальную бумагу в кюветы,
которые по завершении работы накрывают стеклом и оставляют в комнатных
58
условиях. Кюветы время от времени проветривают, снимая стекло примерно на
1 ч в сутки.
Через 2–4 дня проросшие черенки высаживают в грунт (торф + песок или
дерновая земля) или выращивают из них рассаду. Глубина посадки черенков – 1
см, расстояние между растениями в ряду и между рядами – 3–5 см, полив при
выгонке рассады умеренный. Через 15–20 дней рассада пригодна для высадки в
открытый грунт или пленочно-марлевые домики. Схема посадки рассады 70×30
см.
В пленочно-марлевых домиках черенки высаживают сразу на постоянное
место без предварительной выгонки рассады. Схема размещения общепринятая
– 70×30 или 70×40 см. Высаженную рассаду по мере надобности поливают, не
допуская образования почвенной корки.
Рыхление почвы неглубокое, чтобы не повредить корневую систему. Растения подкармливают минеральными удобрениями и 2–3 раза за сезон окучивают для лучшего столоно- и клубнеобразования.
Использование ростковых черенков в качестве посадочного материала
дает коэффициент размножения 1:1000–1500.
Масса клубней с одного растения в среднем составляет 0,5–2 кг в зависимости от сорта и условий выращивания (рисунок 2).
Рисунок 2 – Урожай клубней от растений из ростковых черенков
59
Выращивание микрорастений, ростковых и стеблевых черенков с ограниченной площадью питания. Этот метод выращивания мини-клубней основывается на зависимости продуктивности растений от площади питания.
Микрорастения, ростковые и стеблевые черенки высаживают в ящики с
питательным субстратом с площадью питания 6×6 или 8×8 см, на глубину 1–1,5
см.
Стеблевые черенки — часть стебля длиной около 10 см с одним листом
(можно использовать только пазушные побеги) – высаживают на глубину междоузлия. Предварительно в течение 6 ч для лучшего укоренения стеблевые черенки рекомендуют выдерживать в растворе гетероауксина (50 мг/л). При этом
способе размножения от каждого растения в течение 2 мес. из росткового или
стеблевого черенка образуется в среднем около 2 клубней массой до 10 г. Количество клубней с 1 м2 площади достигает 300–500 шт., а при обычном выращивании – не более 30–40 шт.
Обязательно проведение многократной проверки на отсутствие вирусов у
маточных растений. Если нужно получить клубни большего размера, необходимо увеличить площадь питания (схема 10×10, 20×10, 30×10, 30×20 см и т. д.).
Полученные таким образом клубни используют для закладки питомника предварительного полевого испытания или непосредственно питомника суперсуперэлиты (в зависимости от схемы выращивания элиты).
Метод клубневых единиц. В питомниках предварительного полевого испытания здоровых клонов для повышения коэффициента размножения используют метод клубневых единиц. Для этого клубни массой 60 г и более в каждом
клоне разрезают на несколько частей. Масса каждой части должна быть не менее 30 г с 1–2 глазками. Нож обязательно стерилизуют после каждого разрезанного клубня.
Все части разрезанного клубня, составляющие клубневую единицу, помещают в отдельный бумажный пакет с номером клона, от которого взят клубень. Каждый пакет помещают в отдельную тару. При посадке сохраняют границу между клонами, внутри которых также разграничивают клубневые единицы. В каждом клоне сначала высаживают клубни с большим числом семенных
частей, затем – с меньшим (в убывающем порядке) и заканчивают нарезанными
мелкими клубнями.
Клубни можно резать за несколько недель до посадки, оставляя соединительную перемычку в центре или у его основания.
Окончательно клубни разделяют на части непосредственно при посадке.
Для получения высокого коэффициента размножения в питомниках первичного
семеноводства клоны высаживают с увеличенной площадью питания (140×70
см).
60
Наряду с традиционными технологиями выращивания мини-клубней на
торфяных субстратах в зимних и осенне-летних теплицах, а также на вегетационных площадках разработаны новые технологии их производства на основе
гидропонной (биотехнический модуль КД-10 ЗАО «Дока» Московской области)
и ионитопонной (биотехнический комплекс БТК-1 Института экспериментальной ботаники, г. Минск, Республика Беларусь) культуры.
Биотехнический модуль КД-10 предназначен для выращивания миниклубней картофеля в контролируемых условиях освещенности, температуры и
влажности.
Ускоренное микроклональное размножение оздоровленных растений
осуществляется на стеллажной конструкции в кассетах с пробирками. Источники света располагаются горизонтально, обеспечивая равномерное освещение
пробирок в кассетах. В модуле проводится подкормка растений углекислым газом. В результате время подращивания растений картофеля сокращается с 20–
25 дн при традиционной технологии до 10–15 дн, отпадает необходимость в органических питательных средах, и растения практически не нуждаются в адаптации.
Выращивание растений контролирует система автоматического управления. Клубнеобразование у растений начинается через 5–6 нед. после помещения
их в раствор Кноппа. Сбор кондиционных мини-клубней осуществляется каждые 2–4 дня в течение 2 мес. Продолжительность вегетации растений составляет 110–120 дн, выход мини-клубней – 1500–1600 шт./м2.
Упрощенный биотехнический комплекс БТК-1 позволяет выращивать оздоровленный исходный материал как в весенне-летний, так и в осенне-зимний
периоды. Комплекс совмещает возможность использования его для получения
рассады из пробирочных растений и для выращивания миниклубней (две вегетации). В течение летне-осеннего периода можно провести на комплексе две
вегетации для получения миниклубней с производительностью до 3000 шт.
Эксплуатация комплекса площадью 2 м2 в течение одного года позволяет получить высококачественный оздоровленный материал, пригодный к высадке в сезон на площади 3900 м2.
Гидропонные установки «Минивит-2» (ЗАО «Дока» Московской области)
применяют для производства здорового посадочного материала в виде рассады
и последующего выращивания миниклубней. В качестве исходного материала
используются микрорастения, выращенные в стерильных условиях в пробирках
или в специальных контейнерах на жидких или твердых питательных средах.
Установки обеспечивают доращивание растений-регенерантов и адаптацию их для пикировки в открытый грунт или гидропонную культуру (КД-10).
.
61
ЛИТЕРАТУРА
а) основная литература;
1 Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в 2015 и последующие годы. [Электронный ресурс]. – Официальный интернет-ресурс ФГБУ «Государственная комиссия Российской Федерации
по испытанию и охране селекционных достижений». – Режим доступа:
http://www.gossort.com/docs/rus /REESTR2015.pdf
2 Коновалов Ю. Б. Общая селекция растений / Коновалов Ю. Б., Пыльнев
В. В., Хупацария Т. И. [и др.]. — СПб. : Лань, 2013. — 494 с. – [Электронный
ресурс].
ЭБС
«Лань».
–
Режим
доступа:
http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=5854
3 Пыльнев, В.В. Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. — СПб. : Лань, 2014. — 439 с. – [Электронный ресурс]. ЭБС «Лань». – Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/element.php? pl1_id=42197
4 Рубец, В.С. Атлас растений, учитываемых при апробации сортовых посевов зерновых, зернобобовых, масличных культур, многолетних и однолетних
трав / В.С. Рубец, В.В. Пыльнев, А.Н. Березкин [и др.]. — СПб.: Лань, 2014. —
239 с. [Электронный ресурс]. ЭБС «Лань». – Режим доступа:
http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=53690
б) дополнительная литература
5 Вавилов Н.И. Теоретические основы селекции / Н.И. Вавилов. – М.:
Наука, 1987. – 511 с.
6 Гужов Ю.Л. Селекция и семеноводство культурных растений / Ю.Л.
Гужов, А. Фукс, П. Валичек; под ред. Ю.Л. Гужова. – М.: Агропромиздат, 1991.
– 463 с.
7 Гуляев Г.В. Селекция и семеноводство полевых культур / Г.В. Гуляев,
Ю.Л. Гужов. – М.: Колос, 1987. – 447 с.
8 Гуляев Г.В. Словарь терминов по генетике, цитологии, селекции, семеноводству и семеноведению / Г.В. Гуляев, В.В. Мальченко. – М.: Россельхозиздат, 1983. – 240 с.
9 Коренев Г.В. Растениеводство с основами селекции и семеноводства /
Г.В. Коренев, П.И. Подгорный. – М.: Агропромиздат, 1990. – 575 с.
10 Кузьмин Н.А. Селекция и семеноводство полевых культур / Н.А.
Кузьмин, В.Е. Шевченко, Н.Т. Павлюк. – Воронеж: ВГУ, 1995. – 352 с.
11 Ларионов Ю.С. Вопросы семеноводства зерновых культур (некоторые
аспекты теории и практики) / Ю.С. Ларионов. – Курган: Зауралье, 1992. – 159 с.
62
12 Майо О. Теоретические основы селекции растений / О. Майо; ред.
Ю.Л. Гужова. – М.: Колос, 1984. – 295 с.
13 Практикум по селекции и семеноводству полевых культур / Ю.Б. Коновалов [и др.]; под ред. Ю.Б. Коновалова. – М.: Агропромиздат, 1987. – 366 с.
14 Смирных И.Г. Руководство по апробации полевых культур (сортоведение) / И.Г. Смирных, И.М. Асташин, С.И. Асташина. – Курган: Зауралье,
2006. – 304 с.
15 Руководство по апробации сельскохозяйственных культур (зерновые,
крупяные и зернобобовые культуры): монография / М.Г. Пруцкова. – М.: Колос,
1976. – 376 с.
16 Характеристика сортов растений сельскохозяйственных культур включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к
использованию по Курганской области и 9 Уральскому региону: информационно-справочное пособие. – Курган: КГСХА, 2010. – 82 с.
17 Частная селекция полевых культур / под ред. В.В. Пыльнева. – М.: КолосС, 2005. – 552 с.
в) периодическая печать (журналы)
18 Аграрная наука
19 Аграрный вестник Урала
20 Вестник Курганской ГСХА
21 Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук
22 Главный агроном
23 Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук
24 Достижения науки и техники АПК
25 Земледелие
26 Известия Оренбургского государственного аграрного университета
27 Кормопроизводство
28 Селекция и семеноводство
29 Сибирский вестник сельскохозяйственной науки
г) программное обеспечение и Интернет-ресурсы
30 Agricultural Sciences. E-Books for free online viewing and/or download. –
[Электронный ресурс]. – Сайт E-Books Directory. – Режим доступа:
http://www.e-booksdirectory.com/listing.php?category=323
31 AGRIS: International Information System for the Agricultural Science and
technology. – [Электронный ресурс]. Сайт Food and Agriculture Organization of
the United Nations (FAO). – Режим доступа:
http://agris.fao.org/agrissearch/index.do
63
32 Directory of Open Access Journals (DOAJ). – [Электронный ресурс]. –
Режим доступа: http://doaj.org
33 Google Академия. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
https://scholar.google.ru
34 NAL Catalog (AGRICOLA). – [Электронный ресурс]. – United States
Department of Agriculture. – Режим доступа: http://agricola.nal.usda.gov
35 База данных АГРОС. – [Электронный ресурс]. – Сайт ФГБНУ «Центральная научная сельскохозяйственная библиотека». – Режим доступа:
http://www.cnshb.ru/artefact3/ia/ia1.asp?lv=11&un=anonymous &p1=&em=c2R
36 Научная Электронная Библиотека eLIBRARY.RU. – [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://elibrary.ru/defaultx.asp
37 Официальные сайты. Глобальные сервисы – Агропром в РФ и за рубежом. – [Электронный ресурс]. – портал POLPRED. – Режим доступа:
http://polpred.com/?showpage=sites#a5
38 Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур. – [Электронный
ресурс].
–
Ресурс
twirpx.com.
–
Режим
доступа:
http://www.twirpx.com/files/husbandry/selection/
39 Семеноводство. – [Электронный ресурс]. – Каталог аграрных сайтов
Агропоиск. – Режим доступа: http://www.agropoisk.ru/index1. php?c=31
64