ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

В тех случаях, когда желательный признак, например устойчивость растений к патогену, контролируется доминантным геном, отбор на повышение его частоты в пе­рекрестноопыляющемся сорте-популяции или синтетике наиболее эффективно прово­дить в два этапа. Вначале отбираются особи, обладающие желательным признаком. Поскольку в их число попадают не только доминантные гомозиготы, но и гетерозиготы, для отбраковки последних надо произвести или самоопыление отбираемых расте­ний, или переопыление особей в пределах каждой семьи их потомков и после этого испытать растения следующего поколения на наличие или отсутствие расщепления в этих семьях по изучаемому признаку. По результатам такого испытания отбраковываются все расщепляющиеся семьи и используются в процессе селекции или улучшающего се­меноводства резервы семян лишь элитных растений, являющихся доминантными гомозиготами, что позволяет в идеале за один цикл отбора довести концентрацию жела­тельного гена в популяции до 100 %.

Однако при работе с перекрестноопыляющимися популяциями даже при однократном самоопылении отбираемых растений устраняются гены самонесовместимости, что ведет к снижению уровня гетерозиса в следующих поколениях, а переопыление особей в пределах каждой семьи требует изоляции этих семей, что практически невы­полнимо при больших масштабах работы. Потомства не отбракованных гетерозигот выщепляют особи с нежелательным признаком, поэтому при селекции и семеноводстве сортов таких культур частоты желательных доминантных генов медленно возрастают в течение ряда лет отборов.

Для повышения результативности отборов этого типа надо было разработать та­кой способ оценки, который позволял бы отличать нерасщепляющиеся семьи потомков элитных растений от семей, выщепляющих особи с рецессивным нежелательным при­знаком. В качестве объектов исследования служили сорта-популяции подсолнечника, различающиеся по частоте выщепления растений, восприимчивых к молдавской расе заразихи, а также линия СЛ-2349 - донор доминантного маркерного гена антоциановой окраски растений.

С помощью донора такого маркерного гена определили величину панмиктической единицы в полевом посеве подсолнечника, т.е. число соседних растений, пыльца которых в основном опыляет цветки корзинки одного материнского растения. Оказа­лось, что большинство завязей в корзинке оплодотворяется пыльцой самых ближнихрастений в посеве, а пыльца 60 соседних растений оплодотворяет почти все завязи.

На основе этих данных предложили изменить форму делянок в питомнике оценки потомств: высевать семьи потомков не на длинных однорядных, а на коротких четырех­рядных делянках с тем, чтобы в период цветения переопыление происходило преиму­щественно между растениями в пределах каждой семьи потомков.

После уборки и уче­та урожая отбирали пробы семянок каждой семьи для испытания второго поколения потомков на восприимчивость к поражению заразихой. Такое испытание, проведенное в теплице на фоне высокой инфекционной нагрузки, показало (см.таблицу), что, несмотря на частичный перенос пыльцы с делянки на делянку, в основном растения каждой се­мьи переопылялись между собой, поэтому по степени поражения достаточно четко вы­деляются семьи, выщепляющие неустойчивые к заразихе растения подсолнечника.

Поражаемость заразихой 2-го поколения потомков элитных растений из разных сортов подсолнечника

после выращивания 1-го поколения на 4-рядных делянках

в питомнике оценки потомств без изоляции

Например, при таком испытании оказалось, что 95 % семей 2-го поколения потомков элитных растений, отобранных из сорта Кавказец, были устойчивы к заразихе со степе­нью поражения не более 18 заразих на 10 растений при жестком инфекционном фоне, а среди потомств элит из сорта Лидер таких семей было 57,8 %. Очевидно, если выбра­ковать резервы семян 42,2 % семей этого сорта со степенью поражения от 20 до 70 за­разих на 10 растений, это позволит значительно уменьшить степень выщепления вос­приимчивых растений в посевах этого сорта за счет резкого повышения концентрации гена устойчивости в популяции.

Дополнительные исследования показали, что полностью устранить рецессивный ген восприимчивости за один цикл такого отбора не удается из-за того, что даже гомозиготные по доминантному гену материнские растения при цветении в семенном пи­томнике частично опыляются пыльцой, несущей рецессивный ген. Это проявляется в появлении семей 2-го поколения потомков с небольшим числом заразих в расчете на 10 растений (в таблице класс 7-18 заразих). Выделяется также и класс семей с числом заразих 0-6 на 10 растений, что обусловлено преодолением иммунитета устойчивых растений отдельными особями заразихи.

Иммунитет подсолнечника к ложной мучнистой росе, высокое содержание олеиновой кислоты в масле и другие признаки также контролируются доминантными генами и имеют такой же характер расщепления. Поэтому предложенный способ мож­но использовать для повышения эффективности отборов и на другие доминантные при­знаки подсолнечника, а возможно, и других перекрестноопыляющихся растений.