Селекція

Добір з місцевих сортів і колекційного матеріалу. Добір залишається основним методом селекції. Багаторазовим масовим і сімейним доборами і різноманітними їх модифікаціями і комбінаціями створено більшість сортів жита. Добір проводили з місцевих сортів –популяцій або вільно запилюваних сортів і зразків колекції ВІР.

Районовано більше 10 сортів, створених раніше масовим і сімейно-груповим добором з місцевих і селекційних сортів. Найбільш відомі серед них сорти В’ятка, В’ятка 2, Харківське 194, Харківське 55. Сорти, створені добором з місцевих популяцій, часто відрізняються високою пластичністю, пристосованістю до несприятливих умов вирощування, стабільною, але не дуже високою врожайністю. При проведенні добору застосовують різноманітні спеціально створені або підібрані фони, особливо в селекції на зимостійкість. У деяких випадках використовують і прямі результати природнього добору. Так, сорт Омка одержаний в результаті природнього добору з суміші сортів у місцевих суворих умовах перезимівлі. Він є цінним вихідним матеріалом і використовується в селекції інших сортів.

Застосування різноманітних методів добору дає змогу досягати відповідної одноманітності популяції і покращення за відповідними ознаками, але добір як метод створення нових сортів інтенсивного типу, з комплексом господарсько цінних ознак, втрачає своє значення, оскільки не створює нових, більш урожайних форм жита. В селекції добір є і залишиться складовою частиною всіх методів і сприяє виділенню і накопиченню необхідних генотипів з великої різноманітності форм, одержаних з допомогою гібридизації, поліплоїдії, селекції на гетерозис, генетичної інженерії.

Гібридизація. В селекції жита при створенні популяцій для добору широко використовувалося вільне перезапилення спеціально підібраних сортів за відповідними ознаками. В розсаднику гібридизації створюють сприятливі умови для взаємного природнього перезапилення рослин різних сортів шляхом черезрядного посіву, воно може проводитися одноразово або багаторазово. Формування сортової популяції відбувається багаторазовим масовим добором на фоні вільного перезапилення.

Більш широкого поширення при створенні вихідних популяцій для добору одержав метод складних гібридних популяцій, коли у вільному перезапиленні приймають участь декілька спеціально підібраних компонентів. Після завершення доборів, з одночасною оцінкою за господарсько цінними ознаками і особливостями, і досягнення відносної одноманітності популяції об’єднують у сорт.

Використовують два варіанта створення і розмноження сорта. В одних випадках застосовують спрощений метод одержання складних популяцій без строгого збереження компонентів первинного вихідного матеріалу і розмноження шляхом пересіву і добору з змішаної гетерогенної популяції. Таким чином створені сорти Деснянка 2 (Носівська селекційна станція), Чишминське 2, Чишминське 3, Чулпан (Башкирський НДІ землеробства і селекції польових культур), Білоруське 23 (Білоруський НДІ землеробства), Таловське 12 (НДІ Центрально-Чорноземної смуги ім. В.В. докучаєва) і ін.

В НДІ сільського господарства ПівденногоьСходу вихідні сорти і гібриди після перезапилення і доборів не об’єднують, а сіють окремо як компоненти майбутньої складної гібридної популяції і розмножують ізольовано. При формуванні сортової популяції встановлюється відповідне відсоткове співвідношення компонентів, яке зберігається і в первиному насінництві – розсадниках випробування нащадків першого і другого року. Застосування безперервного добору, особливо в сполученні з посівом частково перехідних резервів з страхових фондів насіння (тобто з посівом залишків насіння тих сімей, які в поточномуу році показали кращі результати при польовій оцінці за їх урожайністю), дає змогу підтримувати гетерозиготність популяції і покращувати сорт в процесі насінництва. Таким методом створені відомі сорти Саратовське крупнозерне, Саратовське 4 і Саратовське 5.

В селекції жита широко використовують метод міжсортових парних схрещувань шляхом штучної гібридизації з наступним багаторазовим індивідуально-сімейним добором з гібридних популяцій, В цьому випадку можливо не лише об’єднання бажаних ознак, але і одержання трансгресивних форм, особливо при використанні в схрещуваннях генетично диференційованих сортів.

Для підвищення результативності добору з гібридних популяцій застосовують метод парних або групових перезапилювань рослин, які відібрані за селективною ознакою ще до цвітіння.

Використовують в селекції озимого жита клонування рослин.Це дає можливість ретельно вивчити біотичний склад популяції, спрямоване перезапилення клонів сприяє формуванню популяцій з потрібними особливостями. Клонування виділених рослин проводять при весняному посіві, 3 – 4 рази за вегетаційний період розділяють кущ на частини з трьох – чотирьох пагонів з корінням розаджують їх на ділянках, проводять відповідний догляд (полив, боротьба з бур’янами і т.д.). При клонуванні значно збільшується коефіцієнт розмноження (до 300 тис.), що дає можливість оцінювати клон за багатьома ознаками. В 2005 р. з використанням клонування нами було отримано з однієї насінини 12,3 кг повноцінного насіння. З використанням клонового розмноження створені сорти Гібрид 173, Ярославна, Голубка.

При селекції інтенсивних сортів почали використовуватися методи складних, ступінчастих, конвергентних схрещувань в сполученні з оцінкою відібраних елітних рослин по нащадках. В цьому випадку застосовують сімейний добір з методом резервів. Прикладів використання саме таких селекційних прийомів в теперішній час безліч. Створено сорт Восход 1 в НДІ сільського господарства центральних районів Нечорноземної зони Російської Федерації. На Носівській селекційній дослідній станції з використанням насичуючих і конвергентних схрещувань створені всі сорти , що внесені до Реєстру: Боротьба, Богуславка, Воля, Арфа, Дозор, Синтетик 38, Хлібне.

В селекції жита одержав розповсюдження полікрос-тест-метод створення синтетичних сортів, в основу якого покладено міжсортова або парна гібридизація з наступним добором сімей методом половинок за комплексом господарсько цінних ознак і високою загальною комбінаційною здатністю (ЗКЗ). В синтетичний сорт входять сім’ї з високою ЗКЗ, які зберігають на ізольованих ділянках, які потім об’єднують в популяцію сорта, що призводить до прояву ефекта внутрішньо популяційного гетерозису.

Опрацьовано метод створення синтетичних сортів на основі поліктопкрос-метода, при якому як компоненти для сортів синтетиків використовуються не сім’ї з високою ЗКЗ, а їхні кращі нащадки, що дає змогу систематично накопичувати в популяції кращі генотипи. Цим методом був створений високоврожайний сорт Янос (Німеччина).

В селекції жита, окрім внутрішньовидової, застосовується і віддалена гібридизація. Дикий багаторічний вид S. montanum (підвиди montanum і kuprijanovii) використовував О.І. Державін у схрещуваннях з сортами культурного жита. Таким чином був створений підвид derzhavinii – культурне багаторічне жито сорти якого вирощуються як кормова культура (Саратовське багаторічне, Одеське багаторічне, Київське двохукісне, Державінське 29 + 2). Деякі форми цих підвидів, мають високу стійкість до хвороб, залучаються до схрещувань з сортами культурного жита для створення донорів стійкості, підвищення білку і лізину в зерні.

Деякі селекціонери проводять роботи по гібридизації жита з пирієм, видами егілопса, хайнальдією.

Поліплоїдія. Створення і використання тетраплоїдних сортів – відносно новий напрямок в селекції озимого жита. Перші тетраплоїди жита одержані біля 70 років тому методами теплового шока і дією на паростки рентгенівським опроміненням. У 1940 р. проведені роботи по одержанню мітотичних тетраплоїдів жита шляхом обробки насіння, проростків і рослин розчином колхіцина. Цей метод широко використовується до теперішнього часу.

Тетраплоїдні рослини, що одержані в результаті колхіцинування, мають колос з пониженою озерненістю, що пов’язано з порушеннями в мейозі і, внаслідок, з наявністю анеуплоїдних рослин в тетраплоїдних популяціях. Шляхом систематичного багаторічного добору вдається збільшити озерненість колоса тетраплоїдного жита до 80 – 90%. Підвищення зав’язування зерна тетраплоїдного жита досягають також при схрещуванні тетраплоїдів різноманітного генетичного походження, оскільки тетраплоїдні форми походять від поодиноких диплоїдних рослин і їх популяції включають незначне число генотипів, а при ізольованому розмноженні проявляється депресія в результаті відповідного інбридингу.

Поряд з колхіцинуванням для одержання тетраплоїдних форм використовують метод валентних схрещувань: (2х) х (4х) або (4х) х (2х). Він ґрунтується на природній можливості одержання поодиноких гібридних тетраплоїдних зернівок (0,006 – 0,4%) від злиття виникаючих нередукованих гамет (з подвоєним числом хромосом – 14) диплоїдного жита з нормальними (які мають таке ж число хромосом) гаметами тетраплоїдного жита, Подібні мейотичні поліпоїди мають більш високу озерненість колоса (до 90%). Опрацьований способ одержання високо плодовитих аутотетраплоїдних аналогів диплоїдних сортів жита шляхом поєднання метода колхіцинування з методом валентних схрещувань.

Перший тетраплоїдний сорт Бєлта, створений під керівництвом М.Д. Мухіна в Білоруському НДІ землеробства, широко був розповсюдженим з моменту районування в 1969 р. З того часу було районовано ще серія тетраплоїдних сортів: Ленінградська тетра, Поліська тетра, Черкащанка, Старт, Житомирська тетра, Українська тетра, В’ятка тетра, Пуховчанка, Крижачок, Тетра коротка і ін. Урожайність нових сортів тетраплоїдного жита при інтенсивному вирощуванні 5 – 6 т/га і більше.

Використання гетерозиса. Явище гетерозиса при перезапиленні сортів жита встановлено в багатьох дослідженнях, причому він може проявлятися в підвищенні зимостійкості, продуктивної кущистості, стійкості до вилягання, крупнисті, озерненості і продуктивності колоса та по інших показниках. Максимальний гетерозисний ефект спостерігається в між лінійних гібридів (у деяких випадках до 52%).

Застосування гаметоцидів не дає надійної стерильності материнських компонентів, тому масове виробництво гібридного насіння можливе лише при використанні цитоплазматичної чоловічої стерильності (ЦЧС). Відкриття у жита ЦЧС дало змогу проводити контрольовані схрещування спеціально підібраних компонентів для одержання більшої кількості гібридного насіння. Створення генетичних систем ЦЧС відкрило реальні передумови для використання гетерозиса в селекції жита. Але виробництво гібридного насіння має сенс і практичну цінність лише при умові прояву у жита високого і стабільного гетерозису.

Жито – культура з низьким коефіцієнтом розмноження, тому, успіх використання гетерозиса залежить від істотного підвищення врожайності гібридів. Економічно виправданий гетерозис буде в тому випадку, якщо приріст урожайності становитиме не менше 25% до кращого районованого сорта. В.Д. Кобилянський і Ю.А. Косов (1972) дійшли висновку, що кращий прояв гетерозиса в жита відбувається при схрещуванні генетично диференційованих географічно віддалених сортів, які належать до різних екологічних груп.

Гетерозисні гібриди, що перевищують стандарт за врожайністю зерна, частіш за все виходили при схрещуванні високоврожайних сортів або при участі хоча б одного високоврожайного сорта. Рівень гетерозиса досягав максимальної величини в першому поколінні гібридів, знижуючись на 9 – 20% в другому і на 10 – 30% - у третьому. Велике варіювання за величиною гетерозиса міжсортових гібридів спостерігалося при реципрокних схрещуваннях. Різниця по величині врожаю реципрокних гібридів досягала 30 – 40%.Гетерозис у міжлінійних гібридів в деяких дослідах варіював від 33% (Morgenstern, Geiger, 1975) до 52% (Madej, 1976).

Таким чином, у жита при міжсортовому або між лінійному схрещуванні цілком можливо одержувати економічно значимий гетерозис.