Методы селекции растений и животных, отбор и гибридизация, формы отбора

 В ряде случаев перед  селекционерами стоит задача  выведения новых сортов самоопыляющихся  растений, обладающих свойствами, которые  отсутствуют у местных сортов-популяций.  В таких случаях возникает  необходимость применения других  методов селекции.

Одним из таких методов  является систематическая селекция, основанная на скрещивании исходных форм, каждая из которых обладает признаками, желательными для селекционера. В  этом и заключается метод гибридизации.

 Применение и разработку  метода гибридизации можно показать  на примере работ известных  селекционеров нашей страны А.  П. Шехурдина и В. Н. Мамонтовой, которые всю свою жизнь посвятили работе в области селекции яровой пшеницы на Саратовской селекционной опытной станции (ныне НИИСХ Юго-Востока).

 А. П. Шехурдин пришел работать на опытную станцию с первых дней ее организации, имея за плечами только низшую сельскохозяйственную школу. (Он один из своей многодетной семьи, имеющей пятерых детей, получил образование). Испытывая недостаток образования, А. П. Шехурдин в 36 лет заканчивает вечернюю школу и поступает в Саратовский сельскохозяйственный институт. Через четыре года он его заканчивает и получает диплом агронома, хотя, по сути дела, он им давно уже является. Несмотря на трудности личного характера (у А. П. Шехурдина в тяжелые годы гражданской войны умерла жена, и он остался один с тремя детьми), он продолжал активно работать и вместе с Г. К. Мейстером стал автором особого метода селекции — сложной ступенчатой гибридизации.

 Этот метод заключается  в скрещивании двух далеких  географических форм, отличающихся  друг от друга по ряду хозяйственно  ценных признаков, проведение  среди гибридов старших поколений  отбора в широких масштабах  и создании таким путем нового  сорта, соединяющего положительные  свойства исходных форм. Затем  такой сорт используется в  качестве одного из родителей для скрещивания с далекой формой, которая обладает отсутствующими у него хозяйственно ценными признаками. Путем проводимого в широких масштабах отбора выделяется сорт, соединяющий положительные свойства родительских форм. Этот сорт снова используется в качестве одного из родителей для скрещивания с далекой от него формой и т. д. При такой ступенчатой гибридизации происходит непрерывное улучшение вновь выводимых сортов, которые все время приобретают новые и новые положительные хозяйственно ценные свойства.

 Путем ступенчатой гибридизации А. П. Шехурдин к 1937 г. вывел невиданный в то время сорт мягкой пшеницы стекловидная-1 (альбидум 1264), имевшей макаронные, крупяные и другие качества зерна, сходные со свойствами зерна твердых пшениц и даже превышающие их. Этот сорт послужил исходным для создания большой группы новых сортов сильных мягких пшениц, полученных как самим А. П. Шехурдиным, так и В. Н. Мамонтовой и их учениками.

 В 1936 г. за выдающиеся заслуги в развитии селекции и создании сортов яровой пшеницы А. П. Шехурдину была присуждена ученая степень доктора сельскохозяйственных наук, а в 1945 г. он стал профессором, в 1946 г. — заслуженным деятелем науки РСФСР (он награжден орденом Ленина, двумя орденами Трудового Красного Знамени), а в 1942 г. (год войны) за создание сортов яровой пшеницы, высокоурожайных и устойчивых к бурой ржавчине, А. П. Шехурдину было присуждено звание лауреата Государственной премии.

 Но была и другая, оборотная сторона у этой нашедшей  признание титанической работы. Всех, кто знал А. П. Шехурдина, поражало его неиссякаемое трудолюбие. Его рабочий день начинался нередко еще до восхода солнца и заканчивался глубоким вечером. Часами он просиживал в лаборатории, занимаясь выбраковкой зерна.

 Итог его работы  таков: под его руководством  было выведено более 28 сортов  яровой пшеницы, только за годы  войны — 4 новых сорта. Перед  Великой Отечественной войной  сортами, выведенными Шехурдиным, было занято 10 млн гектаров, что составляло 44 % всех посевных площадей яровой пшеницы в стране. В 1977 г. площадь, занятая сортами, полученными в Саратове, составляла свыше 27 млн гектаров.

 Так о А. П. Шехурдине отзывался директор Саратовской опытной станции: «...Специалист А. П. Шехурдин — человек редких знаний и исключительных дарований, беззаветный труженик и в то же время поразительно скромный человек. Вся его жизнь — это селекция пшеницы, неугасимое стремление дать для сельского хозяйства лучшие, наиболее совершенные сорта...»

 Сам А. П. Шехурдин в своей научной деятельности выделял три этапа: с 1911 по 1918 гг., когда селекционеры пользовались в основном методом индивидуального отбора; с 1918 по 1927 гг., когда доминирующее значение приобрел метод гибридизации; с 1927 и, условно, по 1933 г. — велась разработка метода сложной ступенчатой гибридизации. Этот метод используется до сих пор; он стал венцом научной деятельности Шехурдина, дал сельскому хозяйству немало выдающихся сортов.

 На первом этапе  работы методом индивидуального  отбора из местных стародавних  сортов были получены новые  сорта. В работе анализировалось  огромное количество растений. О  трудоемкости работы говорит  такой факт: для выведения только  одного сорта лютесценс-62 было  изучено потомство 15 тыс. отдельных  растений, испытывавшихся в течение ряда лет.

 Очень пригодилась  Шехурдину его природная наблюдательность: он замечал самые мельчайшие изменения, недоступные даже опытному глазу. Он мог не только по колосу, его форме, чешуйкам, но и по зерну определить разновидность сорта, часами бродил он среди своих посевов с записной книжкой, — и на глаз, и всеми прочими методами проверял зерно, раскусывал его.

 В результате индивидуального  отбора наиболее крепких растений («элиты») на основе местного  сорта полтавка был отобран известный сорт лютесценс-62 и два сорта редко встречающейся тогда формы с белым зерном — альбидум-604 и альбидум-721.

 Из местного сорта  селивановский русак тем же путем был выведен сорт остистой мягкой пшеницы эритроспермум-341, из белотурки в 1929 г. был создан сорт твердой пшеницы гордеиформе-432. Эти сорта были более засухоустойчивы, чем местные. Урожайность их выше на 10-26 %.

 Кроме того, зерно альбидум-604 обладало исключительно высокими  мукомольно-хлебопекарными качествами.

 Из выведенных сортов  особенно большое народнохозяйственное  значение имел сорт лютесценс-62.

А. П. Шехурдин и его коллеги отлично понимали, что методом отбора невозможно вывести сорта, обладающие сложным комплексом ценных биологических и хозяйственных свойств. Селекционеры пришли к выводу, что для создания более совершенных сортов следует применять новый для того времени метод гибридизации в сочетании с индивидуальным направленным отбором.

В процессе работы А. П. Шехурдин разработал методику и технику искусственного скрещивания; он заметил и доказал на практике, что опыление цветков лучше производить не заготовленной ранее пыльцой, а непосредственно из созревших пыльников отцовских колосьев в тот момент, когда пыльца наиболее жизнеспособна.

 А. П. Шехурдин первым в истории отечественной селекции осуществил оригинальные скрещивания: внутривидовые — между близкими сортами пшеницы, межвидовые — скрещивал твердую пшеницу с мягкой, и даже межродовые — скрещивал пшеницу с рожью, пыреем, житняком, по сути дела, проводя отдаленную гибридизацию.

 В это время уже  работала с Шехурдиным его ученица и продолжательница дела Валентина Николаевна Мамонтова, выпускница Высших женских сельскохозяйственных курсов им. И. А. Стебута в Петербурге.

 Впоследствии, как и  А. П. Шехурдин, В. Н. Мамонтова заочно заканчивает Саратовский сельскохозяйственный институт, ученую степень кандидата и доктора наук Валентина Николаевна получила без защиты диссертации — за выведение новых сортов пшеницы.

 За сорта саратовская-29, 210, 35 и 38 в 1968 г. Мамонтовой В.  Г. была присуждена Ленинская  премия. В 1965 г. за большие успехи  в селекции и семеноводстве  и в связи с 70-летием со  дня рождения Мамонтова В. Н. удостоена звания Героя Социалистического труда, ей присвоили звание почетного гражданина г. Саратова.

 Но, возвращаясь к периоду  20-х гг., можно сказать о таких  успехах: путем непрерывного отбора  из восьмого поколения скрещивания  твердой пшеницы белотурки с  мягкой полтавской были созданы  сорта саррубра (саратовская красная) и сарроза (саратовская розовая). Эти сорта превосходили родительские формы по урожаю на 2-2,5 ц с га, были уникальными по качеству сырья.

 В 1935 г. академик  Н. И. Вавилов писал: «Из наиболее  крупных практических достижений  Саратовской станции отметим  безостый гибрид твердой и  мягкой пшеницы саррубра, полученной от скрещивания полтавки и белотурки. Этот гибрид ныне занимает сотни тысяч гектаров в культуре и является наиболее крупным практическим достижением в мировой межвидовой гибридизации».

 Применяя метод обычной  гибридизации, Шехурдин и его сотрудники поняли, что, несмотря на значительный объем и длительный период работ по гибридизации, однократные скрещивания все-таки незначительно повышают урожайность и засухоустойчивость.

 Применяя повторные  скрещивания гибридов с одним  из лучших родительских сортов  или с другой ценной формой, Шехурдин таким образом разработал метод сложной, ступенчатой гибридизации. Особое значение здесь играл подбор родителей нового сорта.

 Так были созданы  выдающиеся сорта альбидум-43, альбидум-24, саратовская-210, саратовская-29, саратовская-36, саратовская-38, саратовская-39.

 Новые сорта выгодно  отличались от родительских форм, так, альбидум-43 в среднем за 20 лет превысил урожайность родительского  сорта на 35 %, созревает он на 4-5 дней раньше, чем полтавка и лютесценс-62.

 Применение метода  сложной ступенчатой гибридизации  приносит ощутимые результаты, но этот процесс может быть очень длинным. Так, сорт альбидум-43 вошел в производство через 33 года после начала работы и получен путем сложного ступенчатого скрещивания 12 форм.

 А. П. Шехурдин и его сотрудники широко применяли скрещивание географически отдаленных форм. Первое такое скрещивание было осуществлено еще в 1913 г. соединением пшеницы грекум, происходящей из Средней Азии, и местного сорта полтавки. Тем же способом был создан ряд высокоурожайных сортов яровой пшеницы. С местными выведенными сортами скрещивались канадские пшеницы кейченер и маркиз, наиболее ценными из полученных оказались сорта лютесценс-758 и саратовская-33, имеющие прочную соломину и не полегающие в условиях орошения при урожае 30-35 ц с га.

 Много внимания уделялось  выведению сортов, устойчивых к  грибным болезням, — пыльной и твердой головке, к бурой, митовой и стеблевой ржавчине, мучнистой росе.

 После смерти А. П.  Шехурдина (1951) его исследования успешно продолжила В. Н. Мамонтова. Она плодотворно использовала в своей селекционной работе отдаленную гибридизацию и метод ступенчатой гибридизации. В трудный период 1948 г., когда метод ступенчатой гибридизации подвергался резкой критике, она проявила большую твердость и принципиальность и продолжала работать в этом направлении. В результате ей удалось получить 13 очень ценных новых сортов яровой пшеницы, которые в 1964 г. занимали площадь в 16,5 млн га. А в 70-х гг. пшеница, выведенная Шехурдиным и Мамонтовой, заняла на полях страны 21 млн га. Такого еще не бывало. Первые огромные потоки зерна с казахстанской целины шли как раз за счет сорта, который получил всемирно известное имя — саратовская-29. Столь популярной она стала не только потому, что дает высокие урожаи и стойко переносит засушливые условия открытых всем ветрам степей. Содержание белка в зерне в благоприятные годы достигает огромной цифры — 21 %. Хлеб из ее муки получается высоким и пышным. Саратовская-29 среди сильных пшениц по качеству муки не имеет равных.

 Согласно справочнику:  пшеница считается отличной, если  сила муки у нее превышает  400 джоулей, хорошей, когда этот  показатель равен 350-400 джоулям,  и слабой, если он меньше 180. У  саратовской-29 сила муки, в зависимости  от погодных условий и агротехники  возделывания, колеблется от 640 до 1000 джоулей!

 Лондонская технологическая  лаборатория Кент-Джонса дала  такую оценку этому сорту: «Сорт  саратовская-29 обладает необыкновенно  высокой силой муки и является  совершенно выдающимся сортом».

 Сортами В. Н. Мамонтовой  засевались земли Казахстана, поля  Башкирии, Сибири. Для небывалых  урожаев целинной пшеницы не  хватало элеваторов.

 За 57 лет работы в  Научно-исследовательском институте  сельского хозяйства Юго-Востока  (г. Саратов) В. Н. Мамонтова  создала одна и в соавторстве  20 районированных в стране сортов. Янтарное зерно знаменитого сорта  саратовская-29 закупали зарубежные  страны для выпечки хлеба.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Знаменитые сорта, созданные  А. П. Шехурдиным и В. Н. Мамонтовой, еще раз закрепили славу Саратовской земли, которая всегда была знаменита отменными на всю Россию калачами, крупными, пышными, с румяной, нависающей грибом корочкой. Если в начале века пекари добивались улучшения качества хлеба простым механическим смешиванием муки из различных местных сортов, то саратовские селекционеры решили эту проблему, когда им удалось создать новые сорта яровой пшеницы, обладающие достаточно высокой силой муки.

 На базе прекрасных  сортов, созданных А. П. Шехурдиным и В. Н. Мамонтовой, в настоящее время селекционеры выводят новые сорта, отвечающие современным требованиям агропромышленного производства и мирового рынка. И это стало возможно благодаря существованию таких методов, как сложная ступенчатая гибридизация и индивидуальный отбор.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гужов Ю. Л., Фукс А., Валичек П. Селекция и семеноводство культивируемых растений. М.: Изд-во РУДН, 1999.

2. Сеятели  и хранители. М.: Современник, 1992.

3. Жизнь в  науке. Саратов: Приволжское кн. изд-во, 1979.

4. А. П.  Шехурдин. Избранные сочинения. М.: Изд-во сельскохозяйственной лит-ры, 1961.

5. Н. И.  Вавилов. Теоретические основы  селекции. Т. II. 1935.