Селекция подсолнечника
Подсолнечник — культура больших возможностей. Современные сорта-популяции и гибриды при высокой агротехнике и при благоприятных климатических условиях могут обеспечить урожай маслосемян свыше 4,0 т/га с масличностью семян 53-54 %. За многие десятилетия выращивания подсолнечника он сам по себе изменился как по морфологическим признакам, так и по биологическим особенностям. Современные сорта и гибриды имеют тонкую лузгу, высокую масличность, толерантность к загущению, устойчивость к заразихе и другим болезням.
Главной особенностью селекции является использование закономерностей наследственности. Все улучшения сортов-популяций и гибридов подсолнечника, которые удается получить селекционеру, должны наследоваться и способствовать увеличению производства растительного масла. Современные сорта подсолнечника являются сложными популяциями гетерозиготных растений, обладающими богатой наследственностью. Они служат ценнейшим исходным материалом для получения разнообразных самоопыленных линий. Для получения линий используют межлинейные гибриды, обладающие комплексом ценных селекционных признаков, что дает возможность получать линии, объединяющие лучшие признаки родительских форм гибридов . В селекции самоопыленных линий предпочтение должно отдаваться автофертильным формам как наиболее пригодным при развертывании первичного и промышленного семеноводства. Такие линии легче сохранять в процессе репродуцирования и целесообразно использовать при селекции автофертильных гибридов. Селекция подсолнечника бывает двух направлений: создание сортов-популяций и гибридов. Сорта-популяции — метод простого индивидуального отбора с оценкой потомств и последующим направленным переопылением, т.е. собственно селекция сортов-популяций по В.С.Пустовойту, представляет собой по сути дела некое продолжение народной селекции, существовавшей ранее. То есть в качестве исходного материала берется какая-то икс-популяция или смесь популяций, представляющая собой чрезвычайно полиморфный, гетерозиготный или, образно говоря, генетически «разношерстный» материал, из которого чисто визуально, по каким-то субъективным признакам, импонирующим тому или иному селекционеру, отбираются якобы лучшие растения или их корзинки и, резервируя часть семян, высеваются на отдельном участке для дальнейшего их сравнения. После такой оценки, из резервов лучших — отбираются еще более лучшие и т.д., вплоть до объединения лучших семей, т.е. потомств с корзинок лучших растений. Сорта-популяции подсолнечника цветут свободно. Полезность и необходимость пчел, как опылителей, здесь неоспорима. Это следует из вышесказанного. Что же касается гибридов, исходным материалом в их создании были лучшие сорта-популяции. Хотя уже давным-давно последние не используются для этих целей, а настоящим исходным материалом являются синтетические популяции или синтетики, полученные из наилучших родительских линий и гибридов. Исходная синтетическая популяция, состоящая только из самых наилучших по всем признакам генотипов, концентрирующая в себе максимальное количество полезных наследственных факторов, преднамеренно расщепляется путем инбридинга, инцухта или самоопыления в течение 5-7 поколений на самоопыленные линии с разбросом всех признаков относительно исходной популяции, находящейся как бы в среднем состоянии, как в отрицательную, так и положительную сторону. То есть объединенная и усредненная масса генотипов в гетерозиготном состоянии как бы раскладывается в одну линию, на весь спектр от положительных до отрицательных признаков, но уже в гомозиготном константном состоянии. При этом в процессе самоопыления инбредные линии подвергаются депрессии вплоть до летального исхода. И здесь как раз таки задача селекционера взять в дальнейшую работу линии только положительной части спектра. Далее доведенные до константности, т.е. способности сохранять при изоляции в неизменном виде накопленные признаки десятилетиями линии, скрещивают между собой для выявления наивысшей степени проявления эффекта гетерозиса и высокой комбинационной способности, не говоря уже и обо всех хозяйственно и технологически полезных признаках. Таким образом, создаются десятки тысяч линий с последующей выбраковкой худших из самых лучших и производятся тысячи скрещиваний их между собой, с последующим испытанием и выделением лишь десятков или максимум сотен гибридных комбинаций предварительного испытания, и единицы или максимум десятки для конкурсного испытания. При селекции гибридов на участках гибридизации есть мужские и женские линии. Женские представленные в двух формах: А и Б. Вследствие скрещивания материнской и отцовской формы, образуется межлинейный гибрид F1, который и используется в производстве. А-форма — растения с цитоплазматической мужской стерильностью (ЦМС). Начиная с 1930-1932 гг., после работ М.И. Хаджинова, М. Родса, случаи наследования признака мужской стерильности описаны более чем у 80 видов покрытосеменных растений. Использование мужской стерильности в практике обусловлено тем, что для получения промышленных гибридов нет необходимости проводить кастрирование цветков на материнских растениях. У растений стерильной линии образуется небольшое количество пыльцы, это позволяет провести генетический анализ. В настоящее время ЦМС широко используется в сельскохозяйственной практике для получения гибридных семян. На участке размножения материнской линии А-форму (ЦМС) скрещивают с Б-формой, которая является фертильным аналогом (или закрепителем стерильности. Рекомендуется высаживать А-форму и Б-форму в соотношении 8:6 соответственно. А-форма опыляется Б-формой, в результате чего из семян А-формы опять получаются стерильные растения, а из Б-формы — фертильные. На участке гибридизации А-форма (женская линия) скрещивается с Rf (мужская линия) — восстановитель фертильности. В итоге А-форма дает семена для получения гибрида F1. Это есть гетерозис — гибридная мощность, проявляющаяся в превосходстве гибрида над обоими родительскими формами. На участке гибридизации материнские и отцовские растения рекомендуется высаживать в соотношении 12:4 соответственно, так как отцовские растения ветвистые, и такое отношение считается самым оптимальным. Выделившийся по всем параметрам гибрид необходимо теперь подготовить к промышленному семеноводству. То есть на основе материнской линии с использованием доноров стерильности создается путем беккроссов или насыщающих скрещиваний стерильный аналог или абсолютно аналогичная линия, но без тычинок, что даст в дальнейшем возможность 100%-ной гибридизации. В то же время по отцовской линии создается также аналог — восстановитель фертильности, который в последствии на участках гибридизации опылит на 100% стерильный аналог своей пыльцой, при полной пространственной изоляции от любого другого подсолнечника, и на следующий год уже в производственных посевах хозяйств восстановит фертильность, т.е. восстановятся или появятся снова пыльники или тычинки на растениях гибридов , выращенных из семян, убранных с растений материнской стерильной линии. Таким образом, в отличие от сортов, находящихся в состоянии постоянной изменчивости из-за расщепления и последующего вырождения и деградации, гибриды можно поддерживать в неизменном состоянии бесконечно долго до выведения лучших новых гибридов. В настоящее время сорт рассматривается, как биологический способ производства, целостную генетическую систему, способную к саморегуляции и самоорганизации в агрофитоценозе. Как известно, компонентами гибридов подсолнечника являются самоопыленные линии, полученные путем инцухта и их стерильные аналоги, созданные с помощью беккроссных скрещиваний фертильной линии с ЦМС формой. По продуктивности и другим полезным признакам гибриды превышают сорта-популяции за счет гетерозиса при скрещивании инцухт линий. Стратегия селекции гибридного подсолнечника базируется на создании высокоурожайных самоопыленных линий с высокой устойчивостью к основным болезням и паразитам.