Роль сорту та основи селекційного процесу в сучасному рослинництві

Сорт — це сукупність подібних за господарсько-біологічними властивостями та морфологічними ознаками рослин однієї культури, споріднених за походженням, відібраних та розмножених для вирощування у певних природних та виробничих умовах з метою підвищення урожайності та якості продукції.

Як вихідний матеріал використовуються вже наявні в природі сорти та форми рослин, наприклад дикорослі форми, місцеві сорти культурних рослин, сорти зарубіжної селекції, а також форми

Теоретичні основи 52 продуктивності рослин та утворення урожаю рослин, що створюються в самому процесі селекції. Особлива цінність перевірених часом місцевих сортів як вихідного матеріалу полягає в їхній пристосованості до умов вирощування. Однак серед місцевих сортів сільськогосподарських культур можуть бути відсутні форми з високими технологічними та смаковими якостями продукції, зі стійкістю до шкідників та хвороб тощо.

Виняткова цінність дикорослих форм полягає в їхній стійкості до несприятливих умов — посухи, морозу, засолення ґрунту, шкідників, хвороб та ін. Дуже важливо мати в наявності не просто високоврожайні сорти, а сорти з широкою екологічною пластичністю, стійкі до несприятливих погодних умов, особливо небезпечних хвороб та шкідників. Нові сорти повинні забезпечувати отримання високоякісної продукції та містити найбільшу кількість тих речовин (білок, жир, крохмаль, вітаміни, волокно тощо), заради яких вирощується та чи інша культура. Крім того, вони мають бути добре пристосовані до механізованого вирощування. Такі сорти вже є, а селекціонери продовжують селекційний процес за цими найважливішими напрямками.

Роль сорту в підвищенні урожайності та покращенні якості сільськогосподарської продукції загальновизнана. Сорт — це біологічний фундамент урожаю. За останніми оцінками, частка участі селекції у підвищенні урожайності у світовому землеробстві сягає 70 %, причому вона зростатиме, що пов'язано як із загальною тенденцією до біологізації та екологізації сучасного землеробства, так і зі зростаючими можливостями селекції.

Важливе місце у селекційному процесі посідає метод гібридизації. У селекції рослин найбільш поширена внутрішньовидова гібридизація, при якій особини, що схрещуються, належать до одного виду. Техніка схрещувань різних сільськогосподарських рослин неоднакова. Вона залежить від будови квіток (одностатеві або двостатеві), способу запилення та характеру цвітіння (самозапилення або перехресне запилення, вітрозапилення або комахозапилення, закрите або відкрите цвітіння), тривалості цвітіння, тривалості життєздатності пилку та приймочки маточки, деяких інших причин. Наприклад, для отримання гібридів кукурудзи рослини, заплановані до гібридизації, висівають рядами, що чергуються (через 4 ряди материнської форми сіють 2 ряди батьківської форми) і вручну видаляють волоті на материнських рослинах за кілька діб до цвітіння. Згодом з'явився менш трудомісткий хімічний метод кастрації, заснований на ефекті ЦЧС — цитоплазматичної чоловічої стерильності, що створюється в результаті вибіркового ураження чоловічих гамет токсином фітопатогенного гриба Helminthosporium maydis.

й особливостях його створення 53

При штучній примусовій гібридизації двох ліній або сортів відзначається гетерозис — феномен «гібридної сили», або збільшення життєздатності, потужності розвитку, продуктивності гібридів першого покоління F1 порівняно з батьківськими формами. У наступних генераціях (F2, F3) цей ефект згасає. Лише певні пари батьківських форм дають при схрещуванні гетерозисні гібриди. Особливо часто ефект гетерозису проявляється при схрещуванні чистих ліній, одна з яких гомозиготна за домінантними, а інша — за рецесивними генами. Такі лінії створюють для отримання гетерозисних гібридів, які на відміну від сортів необхідно відтворювати щороку.

Для практичного використання у виробництві ефекту гетерозису в даний час розроблені та широко використовуються методи отримання гібридного насіння таких культур:

• кукурудзи;
• жита;
• огірка;
• томата;
• цибулі;
• цукрового буряку;
• деяких інших культур.

Особливе положення займає група вегетативно розмножуваних рослин, у яких можливе закріплення гетерозису в потомстві (деякі сорти картоплі отримані з гібридного насіння).

У перехреснозапильних рослин важливе нове джерело вихідного матеріалу — самозапильні чисті лінії, або інцухт-лінії. Їх отримують шляхом багаторазового примусового самозапилення. Як вихідний матеріал у процесі відбору можна використовувати й різні гібридні популяції (внутрішньовидові, міжвидові та навіть міжродові).

Цікаві результати отримують за допомогою віддаленої гібридизації. Вона нерідко дозволяє отримати форми рослин із цінними якостями, стійкі до захворювань і шкідників. За допомогою міжвидової гібридизації отримано багато сучасних сортів соняшнику, пшениці, цукрового буряку.

Відомі й міжродові гібриди:

• пшенично-житній (тритикале);
• житньо-пшеничний (секалотритикум);
• пшенично-пирійний та ін.

Одна з суттєвих перешкод для віддаленої гібридизації — несхрещуваність або труднощі у схрещуванні далеких видів. Часто спостерігається також безпліддя отримуваних гібридів. Для подолання несхрещуваності віддалених форм використовують методи посередника, запилення сумішшю пилку, застосовують фізіологічно активні речовини тощо. Крім того, для подолання несхрещуваності та стерильності отримуваних гібридів широко практикують поліплоїдію.

Поліплоїдія — це особливий вид геномних мутацій, за якого відбувається кратне збільшення числа хромосом у клітинах рослин порівняно зі звичайним гаплоїдним набором. Цей механізм дозволяє створювати організми з підвищеною життєздатністю. Агроному важливо враховувати, що поліплоїдні форми культур мають ширшу норму реакції.

Поліплоїдні рослини легше пристосовуються до несприятливих умов зовнішнього середовища, вирізняються високою життєздатністю та екологічною пластичністю. Селекціонери отримують поліплоїди не лише з природних джерел, а й штучним шляхом, обробляючи рослини спеціальними хімічними сполуками. Такий вплив безпосередньо стимулює продуктивність рослин і прискорює формування врожаю.

На основі поліплоїдії вчені вивели численні сорти та гібриди, що забезпечують суттєву надбавку збору. Вони вирізняються покращеною пристосованістю до стресових факторів. Практичний інтерес становлять такі культури:

• пшениця;
• кукурудза;
• буряк;
• гречка;
• картопля;
• плодові культури.

Створенням перспективних сортів та гібридів пшениці, жита, тритикале та інших культур займаються селекційні центри, дослідні станції та профільні інститути. Їхні спеціалісти ведуть безперервну селекційну роботу з покращення генетичного матеріалу. Нові розробки проходять суворий відбір перед тим, як потрапити на поля господарств.

Як нові сорти проходять випробування і чому їм потрібна висока агротехніка

Кожен новий сорт перед впровадженням у виробництво обов'язково проходить перевірку на спеціальних сортовипробувальних ділянках. Експерти оцінюють господарську цінність рослин і ступінь їхньої придатності для конкретних природно-кліматичних зон. За результатами цих випробувань найбільш перспективні сорти та гібриди включають до державного реєстру допущених до використання досягнень.

Головною теоретичною базою селекційного процесу залишається генетика — наука, що вивчає закономірності спадковості та мінливості. Сучасні методи молекулярної генетики, генної інженерії та біотехнології дозволяють цілеспрямовано конструювати нові поєднання генів. Для цього спеціалісти можуть використовувати та переносити корисні геноми абсолютно різних організмів.

У світовому сільському господарстві вже активно застосовуються трансгенні сорти картоплі з спрямованим захистом від загроз. У її геном вбудовують або ген мікроорганізму, що відповідає за вироблення токсину проти колорадського жука, або ген антивірусного білка інтерферону. За аналогічними технологіями створюються і високоврожайні сорти трансгенної кукурудзи, сої та інших культур.