Реферат: Селекция
Реферат: Селекция
Титова Елена , Авчинка Инга
История селекции.
Возникновение селекции связано с введением в культуру растений и одомашниванием животных. Начав возделывать растения и разводить животных, человек стал отбирать и размножать наиболее продуктивные, что способствовало их непроизвольному улучшению. Так на заре человеческой культуры возникла примитивная селекция. Её история исчисляется тысячелетиями. Древние селекционеры создали прекрасные сорта плодовых растений, винограда, многие сорта пшеницы, породы домашних животных. Им были известны некоторые современные селекционные приёмы. Например, искусственное опыление финиковой пальмы применяли в Египте и Месопотамии за несколько веков до н. э. С развитием земледелия и животноводства искусственный отбор лучших форм приобрёл массовый сознательный характер — появилась народная селекция. В России крестьяне создали сорта пшеницы (Крымка, Белотурка, Полтавка, Гарновка и др.), подсолнечника (Зелёнка, Фуксинка), высокорослые кряжи льна-долгунца (Смоленский, Псковский), сорта клевера (Пермский), яблони (Антоновка, Грушовка) и др., получившие название местных, или стародавних, хорошо приспособленные к местным условиям произрастания. Лучшие сорта хлопчатника СССР и США берут своё начало от форм, происхождение которых связано с культурой майя. В Перу выращивают кукурузу с очень крупным зерном (относится к Куско-группе), созданную много веков назад. В результате длительной народной селекции получены каракульская и романовская породы овец, арабская и ахалтекинская породы лошадей, серый украинский скот, ярославская и холмогорская молочные породы крупного рогатого скота и др. В дальнейшем местные сорта и породы были использованы для выведения селекционных сортов и пород. Развитие капитализма оказало большое влияние на селекционную практику, привело к зарождению промышленной селекции. В конце 18 — начала 19 вв. в Великобритании были впервые созданы селекционные питомники, организовано племенное животноводство. Племенными животными Великобритания снабжала многие страны. Во 2-й половине 19 в. повысился интерес к выведению новых сортов растений. В Германии Ф. Ахард заложил основы селекции сахарной свёклы на повышенное содержание сахара и высокую урожайность. В Европе и Америке были созданы промышленные семенные фирмы, крупные селекционно-семеноводческие предприятия. В 1774 под Парижем основана селекционная фирма «Вильморен», снабжающая семенами всю Францию и экспортирующая их во многие страны. В США опытно-селекционые станции и лаборатории были организованы в каждом штате. Селекцией занимались также семеноводческие компании. Л. Бёрбанк вывел сорта плодовых и декоративных растений. В это же время в США, Франции, Великобритании, Швеции и других странах проводилась большая работа по сбору растительных ресурсов, интродукции растений. Растительные коллекции стали исходным материалом для выведения новых сортов. Большое влияние на развитие селекции оказали открытия в области ботаники, зоологии, микроскопической техники. С изобретением специальных приборов, инструментов, машин селекционный процесс всё более механизировался, Несмотря на значительные успехи, промышленная селекция была лишена тех научных предпосылок, которые позволили ей в дальнейшем превратиться в теоретически обоснованную селекционную науку. Селекционеры 18—19 вв. действовали лишь на основании опыта и интуиции, хотя и применяли многие современные методы. Решающую роль в возникновении научной селекции сыграло эволюционное учение Ч. Дарвина, становление и развитие общей генетики, а затем генетики растений и генетики животных, радиационной генетики.
В России началом развития научной селекции считается 1903 — год организации Д. Л. Рудзинским при Московском сельскохозяйственном институте селекционные станции, на которой были выведены первые в стране сорта зерновых культур и льна. Больших успехов достигла селекция после Октябрьской революции 1917. В 1921 был принят декрет «О семеноводстве», подписанный В. И. Лениным, заложивший основы единой государственной системы селекционно-семеноводческие работы в СССР. В 20—30-е гг. создана сеть новых научно-исследовательских селекционных учреждений, организовано государственное сортоиспытание, проводится сортовое районирование, развернулись большие генетические и селекционные исследования. Открытый Н. И. Вавиловым гомологических рядов закон в наследственной изменчивости, обоснованные им теория центров происхождения культурных растений, эколого-географические принципы С., учение об исходном материале растений и иммунитете растений стали широко использовать в селекционной практике.
Селекция за рубежом.
Применяя те же методы, что и в СССР, селекционеры ряда стран добились больших успехов.
| Ирис бородатый- немецкая селекция |
В Канаде большое внимание уделяется селекции зерновых культур. Основные направления селекции пшеницы: выведение короткостебельных сортов, устойчивых к ржавчине, с зерном высокого качества — крупным, с повышенным содержанием белка и каротина, хорошими технологическими свойствами, морозостойких для озимой пшеницы. В гибридизации используют сорта из Мексики, США, СССР (Ульяновку Алабасскую, Безостую 1), Индии и других стран. Проводится селекционная работа с овсом — выведены короткостебельные высоколизиновые сорта, обладающие комплексной устойчивостью к ржавчине, мучнистой росе, головне и др. болезням, с повышенным содержанием белка и масла, с ячменём— короткостебельные сорта, неполегающие, иммунные к ржавчине, пригодные для пивоварения. Хорошие результаты наблюдаются в селекции корневищных форм люцерны, сои, подсолнечника и других культур.
В Швеции селекцией растений занимаются Свалёвский и Вейбульсхольмский институты и их филиалы. При выведении сортов зерновых культур — ячменя и овса — особое внимание обращается на устойчивость к полеганию, осыпанию и прорастанию зерна на корню, иммунность к мучнистой росе, ржавчине и др. болезням, повышенное содержание белка и лизина в зерне.
Селекция
Слово "селекция" произошло от лат. "selectio",что в переводе обозначает "выбор, отбор". Селекция (от лат. selectio-выбор, отбор) - это наука о методах создания новых сортов растений и пород животных. По Н. И. Вавилову, селекция — это эволюция, направляемая волей человека. Для успешной селекционной работы учитывают: 1) исходное сортовое и видовое разнообразие растений и животных — объектов селекционной работы, 2) мутации и роль среды в проявлении и развитии изучаемых признаков, 3) закономерности наследования при гибридизации, 4) формы искусственного отбора (массовый и индивидуальный).
Направления и методы селекции. В селекции растений выделилось нескольких направлений: - селекция на урожайность, которая является главным критерием сорта, продолжает оставаться основным направлением селекции;
- селекция на качество: высокое содержание желаемых веществ (крахмала в картофеле, белка в пшенице, кормовом ячмене, кукурузе, масла в семенах подсолнечника, сои, рапса, сахара в сахарной свёкле и т. п.); более низкое содержание нежелательных соединений (алкалоидов в люпине, белка в пивоваренном ячмене, азотистых веществ в сахарной свёкле); хорошую пригодность для переработки (высокие мукомольные и хлебопекарные качества у пшеницы, пригодность для консервирования плодов и овощей, разваримость зерна крупяных культур); лёжкость плодов, овощей, картофеля, кормовых корнеплодов и т. п.;
- селекция на содержание в белке зерновых культур незаменимых аминокислот (лизина, триптофана), на химический состав масла, на длину волокна.
-селекция на устойчивость к болезням и вредителям и их комплексу, на холодостойкость, зимостойкость, морозостойкость, засухоустойчивость, приспособленность к орошаемым условиям, высоким дозам удобрений, машинной уборке и др.
Сочетание различных направлений в селекции обеспечивает создание сортов с комплексом свойств и признаков, обладающих высокой урожайностью и приспособленных к определённым почвенным, климатическим и хозяйственным условиям,
В животноводстве ведётся селекция на продуктивность и качество продукции (жирномолочность, белковость и аминокислотный состав молока, длину и тонину шерсти, крупность яиц), плодовитость (особенно в овцеводстве и свиноводстве), окраску шкурок, приспособленность к местным условиям и др.
Основные методы, применяемые в селекции: отбор, гибридизация с использованием гетерозиса и цитоплазматической мужской стерильности, полиплоидия и мутагенез.
-Отбор (массовый и индивидуальный) составляет сущность селекционной работы и ведётся по комплексу свойств и признаков.
Отбор в растениеводстве, выделение лучших по заранее определённым хозяйственным признакам растений и лучшего семенного материала для последующего размножения. Отбор — один из основных методов выведения сортов с.-х. растений. Его обычно ведут по комплексу признаков: урожайности, устойчивости к болезням и вредителям и др. В практической селекции растений в СССР применяли 2 основных вида отбора: массовый и индивидуальный.
При массовом отборе выделяют большое число лучших по ряду признаков и однотипных растений. Их обмолачивают вместе, семена высевают на одну делянку. Такой отбор называют однократным массовым; если он повторен в ряде поколений, — многократным массовым. Массовый отбор-прост и широко применяется в селекционной работе с перекрёстноопыляющимися культурами. Недостатки его — невозможность проверить отбираемые растения по их потомству и выделить из популяции наиболее ценные формы.
При индивидуальном отборе, так же как и при массовом, выделяют лучшие растения по ряду признаков, но обмолачивают их раздельно и семена высевают на отдельные делянки. Т. о., исходные родоначальные растения могут быть проверены по потомству. Потомства худших растений выбраковывают. Количество родоначальных (элитных) растений обычно составляет от нескольких сот до 2—3 тыс. Индивидуальныйотбор., так же как и массовый, может быть однократным и многократным.
Отбор в животноводстве, вид искусственного (методического) отбора; выбор на племя наиболее ценных в хозяйственном отношении животных. Наряду с подбором родительских пар, оцененных по качеству потомства, и правильным выращиванием молодняка, отбор — важнейший приём создания и совершенствования пород с.-х. животных. В племенной работе наиболее эффективен индивидуальный отбор, основанный на всесторонней (комплексной) оценке животных по индивидуальным и наследственным качествам. Основа отбора — наследственная изменчивость, позволяющая получать желательные сочетания признаков и закреплять их в потомстве. Накопление в процессе целенаправленного отбора полезных качеств приводит к совершенствованию пород и созданию новых форм. Учитывая, что организм животного — единое целое, и принимая во внимание установленный Ч. Дарвином принцип «соотносительной изменчивости и корреляции» в развитии отдельных частей организма, отбор необходимо вести по признакам, которые часто тесно взаимосвязаны. Отбор в ряде поколений по одному признаку (например, только по экстерьеру или продуктивности) приводит, как правило, к ухудшению других или к общему ослаблению конституции сельскохозяйственных животных и различным функциональным расстройствам. Эффективность отбора в животноводстве зависит от численности популяции и её ареала (они должны быть достаточными), плодовитости и скороспелости животных (быстрота смены поколений), характера наследования признаков, их изменчивости, наличия коррелятивных связей между признаками, интенсивности и направления отбора (чем выше процент выбракованных животных в стаде, тем лучше оставшаяся его часть, т. е. тем быстрее совершенствуется стадо). Общим показателем эффективности отбора служит отношение показателя превосходства потомков отобранных на племя родителей над средней популяции или стада к показателю превосходства этих родителей над той же средней.
- Гибридизация, скрещивание организмов, различающихся наследственностью, т. е. одной или большим числом пар аллелей (состояний генов), а следовательно, — одной или большим числом пар признаков и свойств. Скрещивание особей, принадлежащих к разным видам либо ещё менее родственным таксономическим категориям, называют отдалённой гибридизацией. Скрещивание подвидов, сортов или пород называют внутривидовой гибридизацией. Процесс гибридизации, преимущественно естественной, наблюдали очень давно. Животные-гибриды (например, мулы) существовали уже за 2 тыс. лет до н. э. Возможность искусственного получения гибридов впервые предположил немецкий учёный Р. Камерариус (1694): впервые искусственную гибридизацию осуществил английский садовод Т. Фэрчайлд, скрестив в 1717 разные виды гвоздик. Сущность гибридизации заключается в слиянии при оплодотворении генотипически различных половых клеток и развитии из зиготы нового организма, сочетающего наследственные задатки родительских особей. К явлениям гибридизации относится также копуляция у одноклеточных организмов. Для первого поколения гибридов часто характерен гетерозис, выражающийся в лучшей приспособляемости, большей плодовитости и жизнеспособности организмов, а также мутации — основные источники наследственной изменчивости, одного из главных факторов эволюции. Гибридизация широко используется в селекции. В зависимости от целей применения гибридизации различают «комбинационную» селекцию (преследует цель соединения желательных признаков исходных форм) и «трансгрессивную» селекцию (ставит целью получение и отбор генотипов, превосходящих по селектируемому признаку обоих родителей).
Гибридизация в растениеводстве.
В селекции растений наиболее распространён метод гибридизации форм или сортов в пределах одного вида. С помощью этого метода создано большинство современных сортов с.-х. растений. Отдалённая гибридизация — более сложный и трудоёмкий метод получения гибридов. Основное препятствие получения отдалённых гибридов — несовместимость половых клеток скрещиваемых пар и стерильность гибридов первого и последующих поколений. Использование полиплоидии и возвратного скрещивания (беккросс) позволяет преодолеть нескрещиваемость пар и стерильность гибридов. Применяются и др. методы: смесь пыльцы, предварительное вегетативное сближение, нанесение раствора гиббереллина на рыльце пестика и др. Степень стерильности отдаленных гибридов зависит от филогенетических отношений скрещиваемых видов, от наличия гомологичных хромосом или геномов в половых клетках гибрида первого поколения.
Техника гибридизации разных с.-х. культур различна. Для получения гибридов кукурузы намеченные к гибридизации сорта (линии) высевают чередующимися рядами и удаляют султаны на материнских растениях за несколько дней до их цветения. У перекрёстноопыляемых культур, например ржи, применяют кастрацию цветков материнских растений. Кастрированные колосья накрывают изоляторами вместе с отцовскими цветущими колосьями, помещенными в бутылочки с водой, подвешенные на специальные колья. У плодовых растений кастрация проводится за 1—3 дня до распускания бутонов. Оставленные женские цветки изолируют марлевым мешочком в два слоя. Через 1—3 дня на рыльца пестиков материнского растения наносят заранее собранную пыльцу. Оплодотворённые цветки снова изолируют. Гибридные семена, особенно при отдалённой гибридизации, обычно щуплые, недоразвитые, из них трудно вырастить гибридное растение. Это лучше удаётся, если зародыши таких семян вычленить и поместить на искусственную питательную среду.
Отдалённая гибридизация используется для получения форм растений с ценными урожайными качествами и устойчивых к грибным заболеваниям и вредителям. Межвидовые гибриды подсолнечника, полученные академиком В. С. Пустовойтом и Г. В. Пустовойт, содержат в семенах до 55% масла и отличаются групповым иммунитетом к болезням и паразитам.
Гибридизация в животноводстве.
В зоотехнии различают собственно гибридизацию и межпородное скрещивание животных, потомство от которых, в отличие от гибридного, называют помесным. Помеси легко скрещиваются между собой и дают потомство; гибридные животные зачастую с трудом могут быть получены, а полученные гибриды нередко оказываются частично пли полностью бесплодными, что затрудняет или делает невозможным дальнейшее их разведение. Трудности гибридизации вызываются многими факторами: -отличиями в строении половых органов у разных видов животных, затрудняющими акт спаривания; -отсутствием полового рефлекса у самца на самку др. вида; -гибелью сперматозоидов в половых путях самок другого вида; -отсутствием реакции сперматозоидов на яйцеклетку самок другого вида, делающим невозможным оплодотворение; - гибелью зиготы; нарушениями в развитии плода, приводящими к появлению уродов; полным или частичным бесплодием гибридов и т.п. В результате применения искусственного осеменения животных при гибридизации первые две из перечисленных трудностей получения гибридов устранены. По вопросу о преодолении нескрещиваемости разных видов при гибридизации, вызванной др. причинами, известны лишь единичные эксперименты, недостаточно проверенные или имеющие методические погрешности. При полном бесплодии не дают потомства оба пола гибридов, при частичном — бесплоден один пол, у млекопитающих обычно самцы. Из-за бесплодия самцов дальнейшее разведение гибридов проводят путём скрещивания гибридных самок с самцами одного из исходных видов, что нередко приводит к утере ценных особенностей гибридов. У гибридного потомства часто возникает явление гетерозиса (повышенной жизненной силы), более резко выраженного, чем у помесей. Наиболее древними в практике животноводства являются гибриды лошади с ослом (мул, лошак) и зеброй (зеброид), одногорбого верблюда с двугорбым (нар), яка и зебу с крупным рогатым скотом. Гибридные животные, как правило, превосходят родительские формы по многим хозяйственным полезным качествам: работоспособности, выносливости, продуктивности и др. В США скрещиванием быков браманского зебу (Индия) с коровами шортгорнской породы получена специализированная мясная порода крупного рогатого скота санта-гертруда (завезена в СССР). В Аскании-Нова путём гибридизации красного степного скота с зебу получен зебувидный скот, отличающийся более высоким содержанием жира в молоке и более устойчивый к пироплазмозу, чем скот красной степной породы. Получены гибриды крупного рогатого скота с гаялом, зубром, бизоном, а также гибриды зубра с бизоном (зубробизоны), бизона с яком, зебу, гаялом. Попытки гибридизации буйвола с крупным рогатым скотом не удаются. В свиноводстве практикуется в основном гибридизация домашних свиней с диким кабаном для укрепления телосложения свиней культурных пород и улучшения их приспособленности к местным условиям.
Гибридные животные: 1 — зебу аравийский; 2 — корова красной степной породы; 3 — корова, гибрид первого поколения между зебу и красной степной породой крупного рогатого скота.
Гибридные животные: 1 — дикий баран архар; 2 — овца породы прекос; 3 — баран породы архаромеринос
Гибридные животные: 1 — одногорбый верблюд (дромедар); 2 — двугорбый верблюд (бактриан); 3 — нар, гибрид первого поколения между дромедаром и бактрианом.
Гибридизация даёт возможность искусственно создавать исходный материал, объединять в одном организме свойства и признаки родительских форм, исправлять отдельные недостатки сорта или породы. При гибридизации, особенно отдалённой (например, географически отдалённых форм, разных видов и даже родов), можно получать новые формы, не похожие на исходные. Подбор пар для скрещивания часто определяет успех последующей селекционной работы. В качестве исходного материала используют естественные и гибридные популяции, самоопылённые линии, искусственные мутанты, полиплоидные формы; в СССР — также коллекцию ВИРа, иностранные сорта. Эффективен подбор пар, основанный на генетике селектируемых признаков. Если известно число генов, определяющих наследование признаков, то можно предвидеть частоту появления нужных сочетаний родительских признаков у гибридных растений. Всеобщее признание получил подбор пар по экотипам (экологический тип, экологическая раса, совокупность однородных популяций в пределах одного и того же вида растений, которые приспособились к определённым климатическим, эдафическим или ценотическим условиям и у которых выработались в этих условиях наследственные морфологические, физиологические, биохимические и другие особенности), различающихся генотипически, а также хозяйственно-ценными и биологическими свойствами и признаками. Наилучший результат даёт скрещивание отдалённых экотипов. Используют ступенчатую и возвратную гибридизацию, основанную на системе повторных скрещиваний; она позволяет добиться сочетания в гибридном потомстве тех ценных свойств, которые не удаётся получить при однократных скрещиваниях. Методом гибридизации и последующим отбором выведены многие современные сорта зерновых, масличных, кормовых, овощных, плодовых и других культур.
-Гетерозис (от греч. heteroiosis — изменение, превращение), «гибридная сила», ускорение роста и увеличение размеров, повышение жизнестойкости и плодовитости гибридов первого поколения при различных скрещиваниях как животных, так и растений. Во втором и последующих поколениях гетерозис обычно затухает. Различают истинный гетерозис — способность гибридов оставлять большое число плодовитых потомков, и гигантизм — увеличение всего гибридного организма или отдельных его частей. Гетерозис обнаружен у разнообразных многоклеточных животных и растений (в т. ч. и самоопылителей). Сходные с гетерозисом явления наблюдаются при половом процессе и у некоторых одноклеточных. У с.-х. животных и возделываемых растений гетерозис нередко приводит к значительному повышению продуктивности и урожайности. По Дарвину, гетерозис обусловлен объединением в оплодотворённой яйцеклетке разнородных наследственных задатков. На этой основе возникли две главные гипотезы о механизме гетерозиса. Гипотеза гетерозиготности («сверхдоминирования», «одногенного» Г.) была выдвинута американскими исследователями Э. Истом и Г. Шеллом (1908). Два состояния (два аллеля) одного и того же гена при их совмещении в гетерозиготе дополняют друг друга в своём действии на организм. Каждый ген управляет синтезом определенного полипептида. У гетерозиготы синтезируются несколько различных белковых цепочек вместо одной и нередко образуются гетерополимеры — «гибридные» молекулы; это может дать ей преимущество. Гипотезу доминантности (суммирования доминантных генов) сформулировали американские биологи А. В. Брюс (1910), Д. Джонс (1917) и др. Мутации (изменения) генов в общей массе вредны. Защитой от них служит увеличение доминантности «нормальных» для популяции генов (эволюция доминантности). Совмещение у гибрида благоприятных доминантных генов двух родителей приводит к Г. Обе гипотезы Г. могут быть объединены концепцией генетического баланса (американский учёный Дж. Лернер, английский К. Матер, русский генетик Н. В. Турбин). В основе гетерозиса, по-видимому, лежит взаимодействие как аллельных, так и неаллельных генов; однако во всех случаях гетерозис связан с повышенной гетерозиготностью гибрида и его биохимическим обогащением, что и обусловливает усиление обмена веществ. Особый практический и теоретический интерес представляет проблема закрепления Г.
Гетерозис в сельском хозяйстве. Использование Г. в растениеводстве — важный приём повышения продуктивности растений. Урожай гетерозисных гибридов на 10—30% выше, чем у обычных сортов. Для использования Г. в производстве разработаны экономически рентабельные способы получения гибридных семян кукурузы, томатов, баклажанов, перца, лука, огурцов, арбузов, тыквы, сахарной свёклы, сорго, ржи, люцерны и др. с.-х. растений. Особое положение занимает группа вегетативно размножаемых растений, у которых возможно закрепление Г. в потомстве, например сорта картофеля и плодово-ягодных культур, выведенные из гибридных семян. Для использования Г. с практической целью применяются межсортовые скрещивания гомозиготных сортов самоопыляющихся растений, межсортовые (межпопуляционные) скрещивания самоопылённых линий перекрёстноопыляющихся растений (парные, трёхлинейные, двойные — четырёхлинейные, множественные) и сортолинейные скрещивания. Преимущество определённых типов скрещивания для каждой с.-х. культуры устанавливается на основе экономической оценки. Устранению трудностей В получении гибридных семян может способствовать использование цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС), свойства несовместимости у некоторых перекрестноопыляющихся растений и других наследственных особенностей в структуре цветка и соцветия, исключающих большие затраты на кастрацию. При выборе родительских форм для получения гетерозисных гибридов оценивают их комбинационную способность. Первоначально селекция в этом направлении сводилась к выделению лучших по комбинационной ценности генотипов из популяций свободноопыляющихся сортов на основе инбридинга в форме принудительного самоопыления. Разработаны методы оценки и повышения комбинационной способности линий и др. групп растений, используемых для скрещиваний. Наибольший эффект в использовании Г. достигнут на кукурузе. Создание и внедрение в производство гибридов кукурузы позволило повысить на 20—30% валовые сборы зерна на огромных площадях, занимаемых этой культурой в разных странах мира. Созданы гибриды кукурузы, совмещающие в себе высокую урожайность с хорошим качеством семян, засухоустойчивостью и иммунитетом к различным болезням. Районированы гетерозисные гибриды сорго (Гибрид Ранний 1, Гибрид Восход), гетерозисные межсортовые гибриды сахарной свёклы, из которых наибольшее распространение получил Ялтушковский гибрид. Для получения гетерозисных форм все шире используются линии сахарной свеклы со стерильной пыльцой. Явления Г. установлены также у многих овощных и масличных культур. Получены первые результаты в изучении Г. у гибридов пшеницы первого поколения, созданы стерильные аналоги и восстановители фертильности (плодовитости), выявлены источники ЦМС у пшеницы.
В животноводстве явления Г. наблюдаются при гибридизации, межпородном и внутрипородном (межлинейном) скрещивании и обеспечивают заметное повышение продуктивности с.-х. животных. Наибольшее распространение получило использование Г. при промышленном скрещивании. В птицеводстве при скрещивании яйценоских пород кур, например леггорнов с австралорпами, родайландами и др., яйценоскость помесей первого поколения возрастает на 20—25 яиц в год; скрещивание мясных пород кур с мясояичными обусловливает повышение мясных качеств; Г. по комплексу признаков получают при скрещивании близкородственных линий кур одной породы или при межпородных скрещиваниях. В свиноводстве, овцеводстве и скотоводстве промышленным скрещиванием пользуются для получения Г. по мясной продуктивности, что выражается в повышении скороспелости и живого веса животных, увеличении убойного выхода, улучшении качества туши. Свиней мясосальных (комбинированных) пород скрещивают с хряками мясных пород. Мелких малопродуктивных овец местных пород скрещивают с баранами мясошерстных пород, тонкорунных маток — с баранами скороспелых мясных или полутонкорунных пород. Для повышения мясной продуктивности коров молочных, молочно-мясных и местных мясных пород скрещивают с быками специализированных мясных пород.
- Полиплоидия (от греч. polýploos — многопутный, здесь — многократный и éidos — вид), кратное увеличение числа хромосом в клетках растений или животных. Так можно получать растения — полиплоиды с увеличенным числом хромосом (триплоиды, тетраплоиды), отличающиеся от обычных (диплоидных) более интенсивной окраской, толстыми листьями и стеблями, мощным развитием, а нередко повышенным содержанием белка, сахара, крахмала. В производстве распространены триплоиды сахарной свёклы, получаемые при скрещивании тетраплоидов с диплоидами и обладающие гетерозисом. Триплоиды в основном стерильны, поэтому у них используют только первое поколение. На основе применения полиплоидии выведены высокоурожайные сорта ржи, красного клевера и других растений. Полиплодия широко распространена в мире растений. Среди раздельнополых животных встречается редко, главным образом у аскарид и некоторых земноводных. Полоплодия имела огромное значение в эволюции дикорастущих и культурных растений (полагают, что около трети всех видов растений возникли за счёт полиплодии, хотя в некоторых группах, например у хвойных, грибов, это явление наблюдается редко), а также некоторых (преимущественно партеногенетических) групп животных. Доказательством роли полиплодии в эволюции служат т. н. полиплоидные ряды, когда виды одного рода или семейства образуют эуплоидный ряд с увеличением числа хромосом, кратным основному гаплоидному (например, пшеница Triticum monococcum имеет 2n = 14 хромосом, Tr. turgidum и др. — 4n = 28, Tr. aestivum и др. —6n = 42). Полиплоидный ряд видов рода паслён (Solanum) представлен рядом форм с 12, 24, 36, 48, 60, 72 хромосомами.
-Искусственный мутагенез — один из перспективных методов селекции. Естественные мутации сопровождающиеся появлением полезных для человека признаков, возникают очень редко. На их поиски приходится затрачивать много сил и времени. Частота мутаций резко повышается при воздействии мутагенов. К ним относятся некоторые химические вещества, а также ультрафиолетовое и рентгеновское излучения. Эти воздействия нарушают строение молекул ДНК и служат причиной резкого возрастания частоты мутаций. Наряду с вредными мутациями нередко обнаруживаются и полезные, которые используются учеными в селекционной работе. Путём воздействия мутагенами в растениеводстве получают и полиплоидные растения, отличающиеся более крупными размерами, высокой урожайностью и более активным синтезом органических веществ. Особое место в практике улучшения плодово-ягодных культур занимает селекционная работа И. В. Мичурина. Большое значение он придавал подбору родительских пар для скрещивания. При этом он не использовал местные дикорастущие сорта (так как они обладали стойкой наследственностью, и гибрид обычно уклонялся в сторону дикого родителя), а брал растения из других, отдаленных географических мест и скрещивал их друг с другом.
| Методы | Сущность метода | Примеры |
|
Биологически отдаленная гибридизация: а) межвидовая |
Скрещивание представителей разных видов для получения сортов с нужными свойствами | Вишня владимирская X черешня Винклера белая = вишня Краса севера (хороший вкус, зимостойкость) |
| б) межродовая | Скрещивание представителей разных родов для получения новых растений | Вишня Х черемуха = Церападус |
| Географически отдаленная гибридизация | Скрещивание представителей контрастных природных зон и географически отдаленных регионов с целью привить гибриду нужные качества (вкусовые, устойчивости) | Груша дикая уссурийская Х Бере рояль (Франция)=Бере зимняя Мичурина |
| Отбор | Многократный, жесткий: по размерам, форме, зимостойкости, иммунным свойствам, качеству, вкусу, цвету плодов и их лежкостн | Продвинуто на север много сортов яблонь с хорошими вкусовыми качествами и высокой урожайностью |
| Метод ментора | Воспитание в гибридном сеянце желательных качеств (усиление доминирования), для чего сеянец прививается на растение-воспитатель, от которого эти качества хотят получить. Чём ментор старше, мощнее, длительнее действует, тем его влияние сильнее |
Яблоня Китайка (под вой)X гибрид (Китайка Х Кандиль-синап) = Кандиль-синап (морозостойкий) Бельфлер-китайка (гибрид-подвой) X Китайка (привой) = Бельфлер-китайка (лежкий позднеспелый сорт) |
| Метод посредника | При отдаленной гибридизации для преодоления нескрещнваемости использование дикого вида в качестве посредника |
Дикий монгольский миндаль Х дикий персик Давида = миндаль Посредник Культурный персик X миндаль Посредник = гибридный персик (продвинут на север) |
| Воздействие условиями среды | При воспитании молодых гибридов обращалось внимание на метод хранения семян, характер и степень питания, воздействие низкими температурами, бедной питанием почвой, частыми пересадками |
Закаливание гибридного сеянца. Отбор наиболее выносливых растений |
| Смешение пыльцы | Для преодоления межвидовой нескрещиваемости (несовместимости) | Смешивалась пыльца материнского растения с пыльцой отцовского, своя пыльца раздражала рыльце, и оно воспринимало чужую пыльцу |
Мутацией называют изменение количества или структуры ДНК данного организма. Мутация приводит к изменению генотипа, которое может быть унаследовано клетками, происходящими от мутантной клетки в результате митоза или мейоза. Мутирование может вызывать изменения каких-либо признаков в популяции. Мутации, возникшие в половых клетках, передаются следующим поколениям организмов, тогда как мутации в соматических клетках наследуются только дочерними клетками, образовавшимися путем митоза, и такие мутации называют соматическими.
Мутации, возникающие в результате изменения числа или макроструктуры хромосом, известны под названием хромосомных мутаций или хромосомных аберраций (перестроек). Иногда хромосомы так сильно изменяются, что это можно увидеть под микроскопом. Но термин «мутация» используют главным образом для обозначения изменения структуры ДНК в одном докую, когда происходит так называемая генная, или точечная, мутация.
Внезапные спонтанные изменения фенотипа, которые нельзя связать с обычными генетическими явлениями или микроскопическими данными о наличии хромосомных аберраций, можно объяснить только изменениями в структуре отдельных генов. Генная, или точечная (поскольку она относится к определенному генному локусу), мутация - результат изменения нуклеотидной последовательности молекулы ДНК в определенном участке хромосомы. Такое изменение последовательности оснований в данном гене воспроизводится при транскрипции в структуре мРНК и приводит к изменению последовательности аминокислот в полипептидной цепи, образующейся в результате трансляции на рибосомах.
Существуют различные типы генных мутаций, связанных с добавлением, выпадением или перестановкой оснований в гене. Это дупликации, вставки, делении, инверсии или замены оснований. Во всех случаях они приводят к изменению нуклеотидной последовательности, а часто - и к образованию измененного полипептида. Например, делеция вызывает сдвиг рамки.
Генные мутации, возникающие в гаметах или в будущих половых клетках, передаются всем клеткам потомков и могут влиять на дальнейшую судьбу популяции. Соматические генные мутации, происходящие в организме, наследуются только теми клетками, которые образуются из мутантной клетки путем митоза. Они могут оказать воздействие на тот организм, в котором они возникли, но со смертью особи исчезают из генофонда популяции. Соматические мутации, вероятно, возникают очень часто и остаются незамеченными, но в некоторых случаях при этом образуются клетки с повышенной скоростью роста и деления. Эти клетки могут дать начало опухолям - либо доброкачественным, которые не оказывают особого влияния на весь организм, либо злокачественным, что приводит к раковым заболеваниям.
— выведение чистых линий (один из приемов селекции) путем многократного принудительного самоопыления растений: потомство такого растения становится гомозиготным по всем генам; в дальнейшем скрещивают особи двух чистых линий, что резко повышает урожайность гибридов первого поколения, их жизнестойкость. Это явление называется гетерозисом. Однако в последующих поколениях гетерозис снижается, урожайность уменьшается, и поэтому в практике используют только гибриды первого поколения.
Методы селекции животных
| Методы | Селекция животных |
| Подбор родительских пар | По хозяйственно ценным признакам и по экстерьеру (совокупности фенотипических признаков) |
|
Гибридизация: а) неродственная (аутбридинг) |
Скрещивание отдаленных пород, отличающихся контрастными признаками, для получения гетерозиготных популяций и проявления гетерозиса. Получается бесплодное потомство |
| Б) близкородственная (инбридинг) | Скрещивание между близкими родственниками для получения гомозиготных (чистых) линий с желательными признаками |
|
Отбор: а) массовый |
Не применяется |
| Б) индивидуальный | Применяется жесткий индивидуальный отбор по хозяйственно ценным признакам, выносливости, экстерьеру |
| Метод испытания производителей по потомству | Используют метод искусственного осеменения от лучших самцов-производителей, качества которых проверяют по многочисленному потомству |
| Экспериментальное получение полипоидов | Не применяется |
| Экспериментальный мутагенез | Применяется для получения исходного материала для селекции высших растений и микроорганизмов |
| Генетическая инженерия | Создание новых комбинаций генов в молекуле ДНК имеет большие перспективы в микробиологии для получения лекарственных препаратов |
Селекционный процесс отличается непрерывностью, методы его всё время совершенствуются. Это обусловлено возрастающими требованиями производства к новым сортам и породам — их продуктивности и качеству продукции, способности противостоять болезням и вредителям, а также продвижением культур и отраслей животноводства в новые районы, изменением технологии выращивания и т. п. В 30—40-е гг. в СССР были широко районированы сорта пшеницы Лютесценс 62, Цезиум 111, Украинка, дававшие зерна 25—30 ц с 1 га; у пришедших на смену современных сортов: Безостая 1, Мироновская 808, Аврора, Кавказ, Мироновская юбилейная и др. — урожайность в производственных условиях достигает 50—70 ц с 1 га. В 19 в. выращивание стекловидной краснозёрной яровой пшеницы на значительные части прерий Канады и на С. Великих равнин США стало возможным благодаря раннеспелому сорту Ред Файф, который в начале 20 в. был заменен сортом Маркиз, созревавшим на несколько дней раньше, что позволило расширить пшеничную зону. Выведение новых пород овец, приспособленных к условиям Сибири, способствовало продвижению тонкорунного овцеводства в новые районы. Повышенным спросом на цветные шкурки норок объясняется выведение зверьков с палевой, голубой, жемчужной, сапфировой окраской меха. Селекция тесно связана с систематикой, анатомией, морфологией, физиологией, экологией растений и животных, биохимией, иммунологией, растениеводством, зоотехнией, фитопатологией, энтомологией и др. науками, использует их приёмы и методы исследования. Исключительно большое значение для селекции имеют знания биологии опыления и оплодотворения, эмбриологии, гистологии и молекулярной биологии.
Теоретической основой селекции является генетика, основные положения которой стали фундаментом для селекционной практики. Большую роль в селекционной практике играет гибридологический анализ. В свою очередь, генетика черпает в селекции данные для обобщения и благодаря им развивает свои теории. Селекционная работа в нашей стране проводится в специальных хозяйствах, на опытных станциях, в селекционных центрах, в племенных совхозах. Обычно породу или сорт выводят для районов с определенными климатическими условиями, в которых их генотип проявится в наилучшей форме.
Порода, сорт, штамм — это популяции организмов, полученных в результате селекции. Сорт-совокупность особей культурных растений одного вида, устойчиво обладающих в конкретных условиях возделывания определенными морфофизиологическими и хозяйственными признаками. Порода- группа сельскохозяйственных животных одного вида, имеющих общее происхождение (в результате искусственного отбора) и отличающихся специфическими, передающимися по наследству признаками. Штамм- чистая культура микроорганизмов (бактерий, грибов) одного четко выделенного и хорошо изученного вида, отличающаяся от других культур того же вида организмов рядом физиолого-биохимических свойств. Они характеризуются сходными наследственными особенностями и определенными внешними признаками, наследственно закрепленной продуктивностью. Например, молочные породы крупного рогатого скота отличаются величиной удоя, процентом жирности и содержанием белка в молоке. Но все их ценные свойства выявляются лишь при хорошем содержании, кормлении, а также в определенных природных условиях.
Совершенствование существующих форм животных, растений и полезных микроорганизмов невозможно без знания исходного материала, без изучения его происхождения и эволюции. Этим целям отвечают работы Н. И. Вавилова по установлению центров происхождения культурных растений в очагах древнейшего земледелия, созданию их коллекции и использованию в качестве исходного материала для выведения новых сортов. Он выделил восемь таких центров: Индийский — родина риса, сахарного тростника, цитрусовых; Среднеазиатский — родина гороха, бобов, мягкой пшеницы; Китайский— хлебных злаков, бобовых; Средиземноморский — капусты, клевера; Абиссинский — кофе, ячменя; Переднеазиатский — пшеницы, ржи, плодовых культур, дыни; Южномексиканский — хлопчатника, кукурузы, томатов, тыквы, фасоли; Южноамериканский —родина картофеля, хинного дерева. Эти центры особенно изобилуют многообразием видов. Н. И. Вавилов со своими сотрудниками собрал из этих мест мировую коллекцию растений, обладающих большим генотипическим разнообразием. Эта коллекция и теперь служит богатым исходным материалом для скрещивания и выведения ценных сортов, т.е. для селекционной работы. При районировании культурных растений и разведении домашних животных учитывают закономерности, установленные Вавиловым (закон гомологических рядов).
Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову)
| Название центра | Географическое положение | Родина культурных растений |
| Южноазиатский тропический | Индия, Индокитай, Южный Китай, о-ва Юго-Восточной Азии | Рис, сахарный тростник, огурец, баклажан, черный перец, цитрусовые и др. (50% культурных растений) |
| Восточноазиатский | Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань | Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры — слива, вишня, редька и др. (20% культурных растений) |
| Юго-западно-азиатский | Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия | Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, морковь, чеснок, виноград, абрикос, груша и др. (14% культурных растений) |
| Средиземноморский | Страны по берегам Средиземного моря | Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер, чечевица и другие кормовые травы (11% культурных растений) |
| Абиссинский | Абиссинское нагорье Африки | Твердая пшеница, ячмень, кофе, сорго, бананы |
| Центрально-американский | Южная Мексика | Кукуруза, длинноволокнистый хлопчатник, какао, тыква, табак |
| Андийский (Южноамериканский) | Южная Америка вдоль западного побережья | Картофель, ананас, кокаиновый куст, хинное дерево |
Селекция микроорганизмов.
Продукты биосинтеза одноклеточных организмов с каждым годом все более широко применяют в различных отраслях народного хозяйства, где используется ферментативная деятельность грибов и бактерий: в хлебопечении, пивоварении, виноделии, приготовлении многих молочных продуктов. В связи с этим развивается промышленная микробиология и селекционная работа по выведению новых штаммов микроорганизмов с повышенной продуктивностью. Такие штаммы имеют большое значение для производства кормового белка, ферментных и витаминных кормовых препаратов, используемых в животноводстве.
В пивоваренной промышленности в настоящее время зерновой солод заменяют амилазами микроорганизмов, при этом вкусовые качества пива сохраняются. Применение ферментных препаратов в виноделии позволяет ускорить созревание и улучшить качество вин. Ферменты микроорганизмов широко используют в медицине и фармацевтической промышленности. Плесневые и лучистые грибы, измененные методами селекции, вырабатывают в сотни раз больше антибиотиков по сравнению с исходными формами. Микроорганизмы применяют в селекции и для производства бактериальных удобрений, аминокислот, витаминов, стимуляторов роста и микробиологических средств защиты растений от вредителей и болезней.
Антибиотики и селекция резистентных штаммов видов микроорганизмов
Селекция плодовых и ягодных культур:
В результате селекции за период с 1930 по 2006 гг. учеными института создано 184 сорта плодовых и ягодных культур, в т.ч.: яблони – 36, груши – 17, вишни – 10, черешни – 18, сливы – 11, алычи – 8, абрикоса – 6, смородины черной – 24, смородины красной – 5, крыжовника – 15, земляники садовой – 14, малины – 3, облепихи – 2, калины – 1, аронии черноплодной – 2, ореха грецкого – 4, винограда – 4, семенных подвоев груши – 1, сливы – 2 и черешни – 1. Существующий сортимент, наиболее приспособленный к почвенно-климатическим условиям Беларуси, позволяет круглый год иметь на столе потребителя свежие плоды и ягоды.
Яблоня:
За период 1995-2006 гг. передано в ГСИ 11 сортов, в том числе иммунных к парше – 6. За этот период включено в Государственный реестр сортов и древесно-кустарниковых пород Беларуси – 13: Антей, Весялина, Белорусское сладкое, Имант, Надзейны, Алеся, Коваленковское, Вербное, Заславское, Чаравница, Память Сикоры, Память Сюбаровой, Лучезарное. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации включено 7 сортов яблони: Антей, Весялина, Коваленковское, Алеся, Память Сикоры, Память Сюбаровой, Чаравница, на 4 последних получены патенты.
Создание высокопродуктивных сортов яблони с высококачественными плодами и обладающих высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды – главная цель селекции яблони. Основные задачи, которые требуют решения на пути совершенствования селекционного процесса:
1) Создание товарных конкурентоспособных в наших условиях сортов по качеству плодов при минимальной химической защите от вредителей и болезней, в основном сортов зимнего и позднезимнего сроков созревания. Сохранение потенциала продуктивности 25-30 т/га, получение не менее 8 урожаев в 10 лет. Отбор сортов скороплодных, со сдержанным ростом, смешанным типом плодоношения (кольчаточным и на однолетних побегах).
Внедрение новых методов хранения плодов облегчит задачу селекционеров в совершенствовании качества плодов. Тем не менее, расширение сезона потребления яблок в свежем виде за счет продолжительности хранения в традиционных условиях (хранилищах с естественным охлаждением) остается одной из задач при отборе сорта.
2) Cоздание нового исходного материала, обладающего комплексной устойчивостью к наиболее вредоносным заболеваниям в настоящее время (парше, европейскому раку и цитоспорозу), не упуская из виду степень устойчивости растений к мучнистой росе и филлостиктозу.
Достигнуть в сорте стабильной прочной устойчивости можно лишь сочетая разные источники устойчивости. В селекционной программе основу исходного материала составляют сорта и гибриды, обладающие высоким уровнем полигенной устойчивости к парше и раку коры и древесины, полученные на основе местных и интродуцированных сортов, а также гибридов от межвидовой гибридизации с использованием видов Malus sieboldii, M.baccata, M.sargentii, M.micromalus, M.floribunda 821, M.coronaria.
3) Необходимость совершенствования методов отбора на ранней стадии развития гибридов. Успех любой селекционной программы зависит от количества сеянцев в гибридной семье. Однако анализ объемов гибридного фонда и количество выведенных сортов в институте показывает, что не всегда большой объем определяет успех. Гораздо важнее верно определить исходные комбинации. С целью сокращения селекционного процесса в последние годы внедряется новая схема, в которой после массового отбора на устойчивость к болезням в первые 2 года развития сеянцев размножаются устойчивые отборы на клоновых подвоях 62-396 и ПБ-4, что позволяет уже на 5-й год от посева оценить качество плодов гибридов.
Возможность прогнозирования разных характеристик многолетнего плодового растения на ранних этапах онтогенеза по совокупности физиолого-биохимических параметров проводится в институте на предмет тестирования растений на устойчивость к стрессовым факторам среды (холод, инфекция) с помощью биохимических методов (изменчивость изоферментов пероксидазы, содержание сахаров, крахмала, фенольных соединений).
Исследования по селекции и сортоизучению яблони проводятся сотрудниками З.А. Козловской, Г.М. Марудо, Ю.Г. Марчук, Е.Н. Бирюк, Т.А. Гашенко, С.И. Ярмоличем и В.М. Евдокименко. Телефон: +375-17-506-66-38.
Груша:
В Государственном реестре сортов и древесно-кустарниковых пород Беларуси находится в настоящее время 5 сортов белорусской селекции: Забава, Бере лошицкая, Лагодная, Белорусская поздняя, Духмяная. В 2005 г. передано два новых сорта осеннего срока созревания. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации включен в 2001 г. сорт Белорусская поздняя, на который получен патент.
Создание новых сортов груши различных сроков созревания, обладающих высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды, пригодных для возделывания в интенсивном саду, сочетающих высокую урожайность (20 т/га) и качество плодов - главная цель селекции груши.
Для успешного выполнения поставленной цели имеется и создается новый исходный материал, обладающий основными селектируемыми признаками.
Основу исходного материала составляют сорта и гибриды, полученные на основе межвидовой гибридизации с использованием Pyrus ussuriensis Maxim, Р. serotina Rehd, Р. Bretschneideri Rehd, обладающие высоким уровнем устойчивости к парше, септориозу, бактериальному раку.
Создание товарных конкурентоспособных сортов со сдержанным ростом и компактной формой кроны ведется на базе сортов и гибридов, обладающих этими признаками.
Исследования по селекции и сортоизучению груши проводятся сотрудниками М.Г. Мялик, О.А. Якимович, М.П. Гарост. Телефон: +375-17-506-60-47.
Абрикос:
Селекция начата в 1935 г. И.И. Шевчуком, продолжена Р.Э. Лойко, в настоящее время продолжается селекционером А.В. Бут-Гусаим. Основные направления селекционных работ - зимостойкость, устойчивость к парше косточковых (Cladosporium carpophilum Thum), дырчатой пятнистости, качество плодов. Выведены сорта Знаходка, Спадчына, Памяти Шевчука для южных, Память Лойко, Память Говорухина для центральных районов РБ. В Госреестр сортов и древесно-кустарниковых пород включены сорта Знаходка и Спадчына. В центральной зоне РБ создан новый гибридный фонд. Выделены элитные сеянцы.
Исследования по селекции и сортоизучению абрикоса проводятся сотрудниками В.А. Борисевичем и А.В. Бут-Гусаим. Телефон: +375-17-506-62-28.
Слива:
За последние 10 лет передано в систему ГСИ 3 сорта сливы домашней собственной селекции и 2 интродуцированных, 4 сорта сливы русской (диплоидной) собственной селекции и 1 интродуцированный. В Государственном реестре сортов и древесно-кустарниковых пород Беларуси находится в настоящее время 11 сортов белорусской селекции: Кромань, Ветразь, Асалода, Прамень, Мара, Найдена, Лама, Ранняя лошицкая, Витьба, Даликатная, Витебская поздняя. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации включены в 2001 г. сорта Кромань и Мара, на которые получены патенты.
Основное направление по селекции сливы домашней – это создание новых и выделение интродуцированных сортов сливы домашней универсального назначения, устойчивых к грибным болезням с урожайностью не менее 16 т/га. Сохранение потенциала продуктивности, получение не менее 8 урожаев в 10 лет; отбор сортов скороплодных, со сдержанным ростом, с повышенной зимостойкостью дерева и генеративных органов; привлечение нового исходного материала с целью совершенствования качества плодов – основные задачи в совершенствовании сортимента данной культуры.
Слива русская (диплоидная, алыча крупноплодная). Создание новых сортов сливы русской, обладающих высокой зимостойкостью, ежегодной урожайностью, с высокими товарными качествами плодов. В качестве исходного материала привлекаются сорта и формы, полученные на основе видов Prunus ussuriensis, P. salicina, P. americana и межвидовых гибридов диплоидных слив.
Алыча крупноплодная:
С начала 80-х годов в Беларуси ведется активная селекция по созданию собственного сортимента этой культуры с надежной зимостойкостью. Использование в селекции зимостойких видов P. ussuriensis и P. americana позволило получить высокозимостойкое потомство, на основе которого выделено два сорта: Прамень и Ветразь. Дальнейшая селекционная работа дала возможность впервые в нашей стране создать высококачественные сорта алычи: Витьба, Асалода, Лама.
Исследования по селекции и сортоизучению сливы и алычи крупноплодной проводятся сотрудниками В.А. Матвеевым и В.С. Волатом. Телефон: +375-17-506-66-38.
Вишня:
За последние годы переданы в ГСИ сорта вишни: Глубокская, Вянок, Жывица, Заранка, Гриот белорусский. Сорта Вянок, Жывица включены в Государственный реестр сортов и древесно-кустарниковых пород Беларуси. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации, включен сорт Жывица.
Главная цель в селекции вишни – создание высокопродуктивных, с высококачественными плодами сортов, способных приспосабливаться к экстремальным условиям произрастания.
Основные задачи, требующие разрешения на современном этапе – выведение устойчивых к коккомикозу и монилиозу самоплодных сортов, при минимальной химической защите (3-4 обработки), с потенциалом продуктивности 10-15 т/га, ежегодным плодоношением. Основу исходного материала в селекции данного направления составляют местные и интродуцированные устойчивые к коккомикозу и монилиозу сорта и гибриды, производные вишни обыкновенной, вишни степной, черешни, а также сорта и гибриды, полученные при межродовой гибридизации с использованием черемухи Маака.
На базе сортов, производных вишни степной, ведется селекция на зимостойкость, сдержанный рост и компактность кроны деревьев.
С целью получения сортов с крупными (массой 5 г и более), высококачественными плодами в селекцию привлекаются сорта и гибриды вишне-черешневого происхождения с особо крупными плодами (массой 7 г и более).
Черешня:
За последние годы переданы в ГСИ сорта Журба, Сюбаровская, Гронкавая, Гастинец, Наслаждение, Медуница, Витязь. За период 1995-2005 гг. включены в Государственный реестр сортов и древесно-кустарниковых пород Республики Беларусь сорта Северная, Народная, Гронкавая, Сюбаровская, Гастинец. В Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации, включен сорт Гронкавая, на который получен патент.
Главная цель в селекции черешни – создание высокопродуктивных сортов, с высокой экологической адаптивностью, с высококачественными плодами, универсального назначения.
Создание зимостойких, устойчивых к коккомикозу сортов на основе белорусских, российских, прибалтийских зимостойких сортов и южных (в основном украинских) крупноплодных сортов и гибридов, которые сохраняются после суровых зим.
Проводится отбор сортов, отвечающих требованиям интенсивного садоводства, отличающихся быстрым наращиванием урожая, с крупными (не менее 5 г) плодами плотной консистенции мякоти (бигарро), нерастрескивающимися в дождливую погоду, с сухим отрывом, разных сроков созревания.
Исследования по селекции и сортоизучению вишни и черешни проводятся сотрудниками М.И. Вышинской и А.А. Тарановым. Телефон: +375-17-506-66-38.
Орех грецкий:
Селекция начата в 1935 г. И.И. Шевчуком. С 1963 г. ведется селекция обыкновенных и скороплодных форм (Juglans regia L. f. fertilis Petch. et Kirch) на зимостойкость, скороплодность, урожайность, химический состав плодов. Выделена серия перспективных форм с массой ореха от 8 до 18 г и урожайностью до 100-120 кг/дер. На этой основе выведены сорта Самохваловичский-1, Самохваловичский-2, Память Минова, Пинский.
Разрабатана технология размножения ореха грецкого зимней прививкой.
Исследования по селекции и сортоизучению ореха грецкого проводятся сотрудниками А.В. Бут-Гусаим, В.А. Борисевичем. Телефон: +375-17-506-62-18.
Смородина черная:
Работа по селекции смородины черной начата в 1937 г. В результате многолетней селекции А.Г. Волузневым создана новая генетическая основа и выведены трехгеномные сорта, отвечающие требованиям мирового стандарта – Белорусская сладкая, Минай Шмырев, Кантата-50, Пилот Александр Мамкин, Паулинка, Партизанка, Золушка. В дальнейшем на новой межсортовой основе выведены продуктивные сорта с урожайностью 10-15 т/га, включенные в 1988-1991 гг. в Госреестр РБ (Катюша, Память Вавилова, Церера), а сорта Дар Павловой и Клуссоновская в 1986-2000 гг. переданы на государственное сортоиспытание.
За последние годы селекционером Н.А. Зазулиной выведено 5 новых сортов смородины черной: Свiцязянка, Волшебница (ранние), Памяти Волузнева, Белорусочка (средние) и Рогнеда (поздний) с урожайностью 12-14 т/га, зимостойких, самоплодных, устойчивых к основным болезням, с десертным вкусом ягод, содержанием витамина С 185-205 мг/ 100 г. В настоящее время в Госреестр РБ включено 8 сортов белорусской селекции: Белорусская сладкая, Партизанка, Катюша, Память Вавилова, Церера, Клуссоновская, Волшебница, Купалинка.
Исследования по селекции и сортоизучению смородины черной проводятся сотрудниками В.Т. Гуменюком, А.М. Дмитриевой и К.Л. Коровиным. Телефон: +375-17-506-61-33.
Смородина красная:
В результате практической селекции селекционерами А.Г. Волузневым и Н.А. Зазулиной выведены 3 новых сорта - Ненаглядная с красными, Батищевская и Прыгажуня с розовыми ягодами. В 1999-2002 гг. Н.А. Зазулиной и В.Т. Гуменюком выведено 2 новых сорта смородины красной (Крыничка с розовыми и Пурпурная с ярко-красными ягодами) среднего срока созревания, с урожайностью 13-15 т/га, десертного назначения, высокими вкусовыми качествами. В дальнейшем селекционной программой предусмотрено создание зимостойких, пластичных, высокоурожайных сортов, имеющих среднюю по величине кисть 10-12 см, с прочной кожицей, с улучшенным биохимическим составом, устойчивых к грибным болезням и легко размножающихся одревесневшими черенками.
Исследования по селекции и сортоизучению смородины красной проводятся сотрудником В.Т. Гуменюком. Телефон: +375-17-506-62-17.
Крыжовник:
Сортоизучение и селекция крыжовника начаты А.Г. Волузневым в 1936 г. Итогом многолетней селекционной работы явилось выведение 10 сортов - Яровой, Изюмный, Щедрый, Красавец Лошицы, Белорусский, Белорусский красный, Белорусский сахарный, Капля, Машека, Крепыш. В Госреестр сортов и древесно-кустарниковых пород включены Щедрый - с 1954 г., Белорусский - с 1996 г., Машека - с 1997 г. В 1990-1998 гг. селекционером Н.А. Зазулиной выведены 4 сорта - Память А.Г.Волузнева, Берендей, Беловежский, Коралл, проходящие госсортоиспытание в настоящее время. В 2003 г. селекционером Т.М.Андрушкевич передан в систему госсортоиспытания новый сорт Раволт, отличающийся зимостойкостью, самоплодностью, урожайностью (10,5 т/га), средней массой ягоды 3,7 г, слабой пораженностью сферотекой. Селекционная программа по крыжовнику ставит своей целью получение высокоурожайных (10-13 т/га), зимостойких, самоплодных, устойчивых к сферотеке, слабошиповатых сортов с крупными плодами десертного вкуса.
Исследования по селекции и сортоизучению крыжовника проводятся сотрудником Т.М. Андрушкевич. Телефон: +375-17-506-64-07.
Малина:
Исследования последних лет по малине показали необходимость создания для условий Беларуси сортов с прочными несгибающимися побегами, зимостойких, урожайных, с крупными ягодами высоких вкусовых достоинств. В 1975-1980 гг. селекционерами А.Г. Волузневым и Г.П. Раинчиковой из гибридного фонда выделены 2 сорта - Аленушка и Pocинка, отличающиеся сравнительно прочными побегами, высокой зимостойкостью, хорошей урожайностью (7,6-8 т/га) и крупными ягодами отличного вкуса. С 1978 г. сорт Аленушка включен в Госреестр РБ. В 2000 г. селекционером А.В. Пантеевым передан в систему госсортоиспытания сорт малины Двойная, характеризующийся зимостойкостью, урожайностью 10 т/га, крупными ягодами (2,5 г).
Исследования по селекции и сортоизучению малины проводятся сотрудником Л.В. Легкой. Телефон: +375-17-506-64-07.
Земляника садовая:
По значимости и площадям занимает второе место в республике среди ягодных культур, уступая лишь смородине черной. Селекционная работа направлена на выведение зимостойких, урожайных сортов с ярко окрашенными ягодами, десертного вкуса, устойчивых к наиболее распространенным болезням. А.Г. Волузневым выведено 8 сортов - Лявониха, Минская, Чайка, Аврора, Колхозная, Искра, Полянка, Веснянка. В последние годы селекционером А.В. Пантеевым выведено 2 сорта - Красный берег и Классика. С 2000 г. в Госреестр РБ включен сорт Красный берег, а сорта Классика и Славяночка переданы в систему госсортоиспытания. Сорта среднего срока созревания, урожайные (9,6-10,0 т/га), средняя масса ягоды 8,7-10,0 г.
Исследования по селекции и сортоизучению земляники садовой проводятся сотрудником Н.В. Столбановой. Телефон: +375-17-506-64-07.
Виноград:
Сортоизучение и селекция проводятся с 1932 г. Р.Э. Лойко и С.Ю. Соболевым создана уникальная коллекция, насчитывающая 300 очень ранних и ранних сортов. Совместно с ВНИИГСПР (Россия, г. Мичуринск) выведены 3 сорта винограда: Космос, Космонавт, Краса севера, а также собственный сорт Минский розовый. Разработана технология размножения винограда, включающая агротехнику маточника черенков и агротехнику размножения винограда одревесневшими черенками в условиях защищенного грунта.
Селекция на фронте: судьба советских селекционных станций в годы Второй мировой войны1
Каждая научная дисциплина в СССР пережила свою собственную военную драму, связанную с разрухой, голодом, эвакуацией. Но если математикам достаточно было просто оказаться в тылу со своими бесценными мозгами, то для селекционеров, у которых и объект, и результат исследования практически не существуют в отрыве от земли, эвакуация научного продукта в полном объеме была практически невозможна.
Но именно советская селекция оказалась в поле зрения Германии при разработке научной стороны политики автаркии, а затем стала центральным звеном доктрины эксплуатации восточных территорий (Ostordnung). Главной стратегической задачей для селекционеров в 1920-1930-е гг. считался доступ к центрам происхождения культурных растений. Здесь у СССР, и прежде всего у ВИРа и его директора Н.И.Вавилова, не было конкурентов: вировская коллекция в более чем 200 тыс. образцов, собранная в 180 экспедициях, вызывала у немцев восхищение, смешанное с завистью. При этом соперничество Баура и Вавилова не выходило за рамки научной этики, было весьма плодотворным для обеих стран, предполагало множество контактов двух институтов.
В годы войны ситуация изменилась, и именно ученые Института селекции и других институтов ОКВ стали экспертами при оценке главного советского селекционного продукта – мировой коллекции растений.
Судьба селекционных центров на оккупированных территориях СССР варьировалась. Можно выделить по крайней мере три модели оккупации. В рамках первой учреждение продолжало научные исследования; вместо эвакуированных русских работами руководили немцы; к сотрудничеству привлекались русские специалисты; наиболее ценные научные ресурсы вывозили на территорию рейха. Другая модель предполагала использование селекционного учреждения как источника пищевых ресурсов. Наконец, в третьем случае – после короткой оккупации при вынужденном спешном отступлении – учреждение просто уничтожали.
Разумеется, ВИР и его мировая коллекция растительных генетических ресурсов (в документах того времени она чаще именуется «мировая коллекция растений») был центральным пунктом в реестре научных ценностей, предназначенных для захвата. К началу блокады из Ленинграда и близлежащих станций удалось вывезти лишь «стратегически важные» коллекции – кок-сагыза (источника природного каучука), дубильных, лекарственных и других технических растений; они были переправлены по воздуху за Урал, преимущественно в Красноуфимск – главный пункт эвакуации ВИРа. Значительную часть коллекции со станций в Детском селе и Павловске перевезли в главное здание института. Там она хранилась – со всеми описанными очевидцами и историками трудностями – весь период блокады, с июня 1941 г. по январь 1944 г. Крысы, холод, влажность сделали свое дело – по подсчетам сотрудников, примерно 30% коллекционных семян потеряли всхожесть. По данным Чрезвычайной государственной комиссии (ЧГК), занимавшейся оценкой потерь советского хозяйства в годы войны, в ленинградском здании ВИРа было утрачено 40 тыс. образцов коллекции, которые оценивались в 1,8 млн руб. Другой ущерб – зданию, архиву, гербарию – оценен в 250 тыс. руб.; общие потери ВИРа только в Ленинграде составили 14,4 млн руб.3
Центральная генетическая и селекционная станция ВИРа в Детском селе (Пушкинские лаборатории ВИРа) оказалась в зоне оккупации. Ее возглавил В.Херцш (W.Hertzsch), глава Восточно-Прусского отделения Института селекции ОКВ; он должен был наладить работу лабораторий, следить за пересевом и сохранностью коллекций. Для этих целей были привлечены некоторые русские сотрудники, оставшиеся на станции. По данным ЧГК, отступая, Херцш и его подручные захватили коллекции озимой и яровой пшеницы, ржи, овса, овощных культур, в том числе томатов и редиса, селекционный материал кок-сагыза, люпина и др. – всего на 2,3 млн руб. По некоторым данным, было увезено 10 тыс. коллекционных образцов. Утрачены оказались также научное оборудование, библиотека, гербарий и бесценная коллекция цветов (66 тыс. растений), начало которой положил знаменитый царскосельский цветовод Фрейндлих. Общий ущерб станции оценен ЧГК в 8,5 млн руб.
Та же участь постигла Экспериментальную базу ВИРа по селекции плодовых, ягодных и кормовых растений «Красный Пахарь» под Павловском. Было вывезено (или погибло) более 120 тыс. экземпляров коллекционных сортов яблони, вишни, сливы, смородины, крыжовника, земляники, малины, ценные гибриды косточковых – между китайской вишней и абрикосом, вишней и персиком и др.
Упомянем также Майкопскую станцию ВИРа на Северном Кавказе. Она пробыла «под немцами» с февраля по август 1942 г. Работа с рядом культур не прекращалась. Так, картофелем продолжала заниматься В.А.Сансберг, этническая немка. Она позволяла себе такие выходки, как плакаты «Немцам вход воспрещен» на селекционных делянках. Всю документацию удалось спрятать, а таблички с пояснительными записями попросту забили в землю. Недостаток информации, а также неясность с ведомственной подчиненностью (два ведомства стремились присвоить себе станцию) спасли ее от разграбления. Сансберг после войны была арестована за «пособничество нацистам».
Вне системы ВИРа ситуация также варьировалась от станции к станции. Например, Харьковская селекционная станция, одна из старейших в стране, была эвакуирована в сентябре 1941 г., но озимые культуры остались высеянными на 28 га. Весной 1942 г. станция стала немецкой собственностью и получила название «Растениеводческой селекционной станции». Работу быстро возобновили; со всех окрестных станций собрали оборудование и скот. В 1943 г. засеяли уже 1000 га, из них 35 использовались для селекционных работ с яровыми и озимыми хлебными культурами и картофелем. Несколько немецких колонистов, а также специалист станции Оробченко и его сын сотрудничали с руководством, продолжая работу на станции. Когда в 1943 г. началось отступление, со станции вывезли все оборудование, посевной материал, селекционные коллекции, сотрудников и технический персонал.
Сильно пострадал Всесоюзный селекционно-генетический институт в Одессе, с октября 1941 г. превращенный в штаб оккупационных войск Румынии. Румыны не имели специальных планов по сохранению института: солдаты использовали книги для топки печей, в результате чего была уничтожена уникальная библиотека в 40 тыс. томов. Опытные поля должны были снабжать армию продуктами. Ситуация изменилась, когда в марте 1943 г. институт перешел к немцам. Граф фон Менгерсен (von Mengersen), сотрудник Института селекции ОКВ, потребовал составить список наиболее ценного из сохранившихся научных ресурсов. Однако эвакуировать институт не успели. Отступая, немцы частично взорвали здание; в частности, сильно пострадала лаборатория генетики.
Шатиловская селекционная станция в Орловской области, также одна из старейших в России, была уничтожена полностью. Некоторую часть оборудования и коллекционных материалов удалось эвакуировать; значительная часть ресурсов осталась на станции. Трагедия произошла после месяца оккупации, при спешном уходе немцев в ноябре 1941 г. Вернувшись на станцию в марте 1942 г., ее директор А.В.Пухальский застал лишь обгоревшие трубы: весь научный городок был сметен с лица земли. Это послужило основанием для дипломатической ноты правительству Германии от 27 апреля 1942 г., подписанной главой МИД В.М.Молотовым. Ущерб, нанесенный станции, оценили в 20 млн руб. – это одна из самых крупных сумм в истории селекционных учреждений.
Места пересылки, хранения и использования похищенных коллекций до сих пор не установлены. Среди возможных – Институт селекции ОКВ в Мюнхеберге, Институт изучения культурных растений ОКВ в Вене, Институт генетики растений под Грацем, относившийся к системе СС. Однако некоторые следы перемещения коллекций все-таки удалось найти. Так, детскосельская коллекция озимых и яровых пшениц в 800 образцов было отправлена в 1942 г. в Тарту, затем в Латвию, где в 1943-1944 гг. пересевалась на опытной станции под Ригой. Эту работу выполняла вировский селекционер Е.И.Николаенко, сопровождавшая коллекции на всем пути. После завершения работ Николаенко удалось бежать, но это не спасло ее от советского ареста. Однако, еще находясь в Тарту, она передала дубликаты образцов семян своему другу врачу К.Н.Бежаницкой, которая бережно их хранила. После войны Бежаницкая неоднократно обращалась в ВИР, пытаясь вернуть коллекцию, но ответа не получила. Вскоре ее арестовали; коллекционный материал погиб во время обыска в квартире.
Война, оккупация и грабежи помогли «замаскировать» те потери, которые понес ВИР и других селекционные учреждения в годы «лысенковщины». Известно, что Т.Д. Лысенко более чем скептически относился к вавиловским коллекциям и их сохранению. Сразу после войны коллекции масличных, табака, чая, лекарственных растений и других культур – всего 30 тыс. образцов – были переданы в отраслевые институты, не имевшие опыта по их хранению и воспроизводству; коллекции погибли через несколько лет. По некоторым данным, суммарное сокращение коллекций ВИРа за 1940-е гг. – 70 тыс. образцов (около 40%). Война, безусловно, была главной, но не единственной причиной потерь. Как «развести» и оценить собственно военные и «лысенковские» потери – вопрос, на который еще предстоит ответить.
Другой вопрос, также требующий изучения, – возможность реституции в области науки, в частности – селекции. Основания для таких размышлений есть. При оценке ущерба произведения искусства очень часто оказывались в одних списках с научными материалами. В частности, такое соседство имело место при оценке ущерба по Ленинградской области, где рядом с похищенными коллекциями подсчитывали потери от разрушения Царскосельского дворца (архитектор Шенброн), подаренного королевой Викторией великому князю Борису Владимировичу. Если возвращение утраченных культурных ценностей продолжается – возможен ли аналогичный процесс в области «произведений науки»?
После войны русские и немцы поменялись ролями. Советское правительство инициировало «демонтаж» немецких научных институтов. Теперь русские ученые оказались в роли экспертов. Но в большинстве случаев победителей интересовали не научные, а технические ресурсы побежденных. Так, из Института селекции ОКВ забрали не коллекции растений и библиотеку, а оборудование для теплиц, рефрижераторы, оптику и т.д. То, в чем страна нуждалась больше, чем в селекционных материалах. Так или иначе, похищенные коллекции никто и никогда не пытался вернуть.
