Новые пути развития селекции растений.
Современные успехи в области генетики и молекулярной биологии имели важнейшее значение для формирования новых методов активного вмешательства в процесс создания органических форм. Среди новых методов генетики, которые все более и более проникают в селекцию растений, в первую очередь нужно выделить: 1) метод экспериментальной полиплоидии, 2) метод генетически регулируемого гетерозиса и 3) получение мутаций под воздействием радиации и химических мутагенов (Н. П. Дубинин, 1966).
Экспериментальные полиплоиды получаются или путем отдаленной гибридизации (аллополиплоиды), или методами химического воздействия на исходный генетический материал. В настоящее время существует уже много культурных сортов, созданных в результате отдаленной гибридизации. Так, А. Р. Жеб-раком синтезированы новые формы пшениц на основе скрещивания разных видов. Особый интерес представляют пырейно-пшеничные гибриды, полученные акад. Н. В. Цициным и его сотрудниками. Среди них есть формы пшеницы, унаследовавшие от пырея его многолетность.
Лучшим средством, вызывающим аутополиплоидию у растении, является использование алкалоида колхицина, добываемого из безвременника. М. С. Навашин и Е. Н. Герасимова, действуя на меристему корневых черенков кок-сагыза, получили полиплоидную форму этого растения, отличающуюся крупными размерами и скороспелостью; вес корней у нее увеличился на 60%, а вес семян - в 1,5 раза. Полиплоидные растения у пшеницы, проса и гречихи получены воздействием колхицина на ткани надземных органов молодых проростков или на прорастающие семена. Таким путем В. В. Сахаровым была выведена крупнозернистая, высокоурожайная гречиха. Эта форма дает значительно выше урожай зерна, по сравнению с обычными, гаплоидными (24,8 ц/га вместо 15,5 ц/га). В настоящее время экспериментальные полиплоиды получены более чем у 500 видов растений.
Метод генетически регулируемого гетерозиса основан на сочетании длительного родственного размножения с многообразными комбинациями скрещивания отдельных линий. Еще Дарвин показал, что близкородственное размножение (инбридинг) у растений и животных приводит к снижению жизнеспособности, а перекрестное оплодотворение повышает жизнеспособность организмов (явление гетерозиса). В то же время выведение отдельных линий у перекрестноопыляющихся растений дает возможность выделить из смешанной популяции группы организмов, обладающих необходимыми для селекции свойствами. Такие линии, называемые инбредными, в меньшей степени расщепляются на разные генотипы, хотя и не являются вполне гомозиготными. Исходя из этих положений, поступают следующим образом. Создают большое число инбредных линий, после чего их подвергают скрещиванию между собой. Этим путем выявляют лучшие комбинации, которые дают максимальный эффект гетерозиса. Получаемые при этом гибриды носят название межлинейных. Хозяйственный посев семенами таких гибридов дает большую прибавку урожая. Так, межлинейные гибриды кукурузы дают превышение урожайности на 30-35% по сравнению с лучшими сортами, из которых выводили инбредные линии.
Опыты с воздействием радиации и химических мутагенов
показали, что искусственное вызывание мутаций у растений значительно увеличивает исходную изменчивость и, следовательно, расширяет возможность искусственного отбора. Особенно важно, что при этом у растений проявляются такие хозяйственно ценные признаки, как скороспелость, устойчивость к полеганию, устойчивость к заболеваниям, повышенный фотосинтез и др. В последние годы в ряде стран (ГДР, Швеция, Канада, США) получены промышленные сорта неполегающего ячменя, горчицы и масличного рапса, созданные путем воздействия ионизирующих излучений.
Система государственного сортоиспытания. К каждому новому сорту растений, независимо от того, каким методом он был выведен, практика всегда предъявляет очень жесткие требования. Прежде всего новый сорт должен отличаться наследственными особенностями, имеющими практическую ценность, и иметь определенные преимущества перед другими ранее выведенными сортами. Должны быть известны фенотипические особенности сорта и характер их изменяемости в различных условиях среды. Для каждого сорта необходимо выявить оптимальные климатические условия и разработать свою агротехнику. Иначе говоря, с каждым новым сортом должна быть проведена большая сортоиспытательная работа. Для этой цели в СССР создана сеть сортоиспытательных участков (Госсортсеть), на которых проводится всесторонняя апробация новых сортов. Благодаря тому что такие сортоиспытательные участки имеются во всех климатических зонах, создается возможность районирования каждого зарекомендовавшего себя сорта. Для того чтобы составить представление о размахе такой работы, достаточно указать, что за два года (1963 и 1964) Государственной комиссией по сортоиспытанию было районировано 1025 сортов пшеницы, риса, ячменя, томатов и других культур. Из всего этого видно, что селекция стала делом большой государственной важности. Страна высоко оценивает труды селекционеров, отдающих свои силы и знания этому благородному делу.
Селекция микроорганизмов.
Селекция микроорганизмов - самая молодая отрасль селекции. Несмотря на это, в настоящее время она развивается очень бурно. Основное направление в ней - получение высокопродуктивных мутантных микроорганизмов путем воздействия лучами Рентгена, ультрафиолетовыми лучами и химическими мутагенами. Колонии, выращенные из отработанных мутагенными факторами спор или клеток, дают начало новым линиям или штаммам. Среди них встречаются мутанты, которые обладают рядом положительных свойств и поэтому могут быть использованы в производстве. Чередование обработки мутагенами с отбором (ступенчатый отбор) через несколько этапов дает новый штамм, превосходящий по продуктивности исходный.
Примером может служить работа С. И. Алиханяна и С. Ю. Гольдат по выведению указанным методом нового штамма пенициллина. Путем обработки рентгеновыми лучами конидий исходного штамма гриба Penicillium chrysogenum указанными исследователями был получен мутант, в 2-2,5 раза превосходящий по продуктивности исходный штамм. В результате дальнейших работ уже через десять лет на заводах пользовались штаммами, активность которых была повышена на 5000%, при этом стоимость выпускаемого пенициллина снизилась в 150 раз.
Сейчас почти все антибиотики вырабатывают путем культивирования мутантных штаммов. Этот же прием используется для получения штаммов - продуцентов аминокислот. Особое место занимает штамм - продуцент лизина, биохимический мутант, синтезирующий в 300-400 раз больше лизина, чем естественные штаммы.
|
:: Главная :: Статьи :: Карта сайта :: Новости и факты :: Форма обратной связи ::
