Методи і деякі специфічні напрямки селекції

Переважаючим методом створення популяцій для добору в селекції ячменю залишається внутрішньовидова гібридизація. Сучасні сорти ячменю мають достатньо складні родовідні, оскільки до схрещувань залучалися сорти гібридного походження. Застосовують прості, складні, зворотні, ступінчасті схрещування. Насичуючі схрещування використовують переважно при передачі генів стійкості до хвороб, або, наприклад, гена високого вмісту лізину.

Віддалена гібридизація в селекції ячменю практичного значення не має. Культурний ячмінь легко схрещується з H. spontaneum і H. agriocrithon Aoberg (які, про що було вказано вище, деякими систематиками не визнаються за окремі види). Схрещування з іншими видами не дає результатів. Якщо насіння і зав’язується, то зародок гине.

Вирощування зародків на живильному середовищі дало змогу одержати гібриди культурного ячменю з 15 дикими видами. Одержані також гібриди ячменю з житом, пшеницею (в тому числі з T. timopheevii) і різними видами з родів пирію і елімуса. Ці схрещування, як правило, були успішними краще, якщо культурний ячмінь, використовували за батьківську форму. Схрещування з дикими видами перспективні, оскільки серед них є посухостійі, холодостійкі, солевитривалі, стійкі до шкодочинних хвороб, але отримані гібриди стерільні і в селекції ячменю не використовуються. Створений амфідиплоїд ячменю і пшениці – трітодеум (трітікум плюс гордеум), але поки що важко визначити його переспективність.

Індукований мутагенез. Цей метод створення вихідного матеріалу широко застосовується в селекції ячменю. Перші мітантні комерційні сорти його були одержані в Швеції: Паллас і Марі – радіомутанти сорту Бонус. Зараз таких сортів дуже багато. В Чехії створений короткостеблий високоврожайний сорт Діамант. В США хімічним мутагенезом одержано сорт озимого ячменю Лютер з короткою соломиною і високим потенціалом урожайності. Стійкий до вилягання мутантний сорт Мінський створено в Білоруському НДІ землеробства. В Краснодарському НДІ сільського господарства хімічним мутагенезом створені озимий сорт Дебют і ярий Темп. Як і в інших культур, у ячменю мутанти часто використовують як вихідний матеріал для гібридизації. Вже згадувалося про видатні сортоутворюючі мутантного сорту Діамант, Широко застосовують у схрещуваннях інший короткостеблий, кущистий мутант з Чехії – КМ 1192. Вище приводилися відомості про мутантне походження донора високого вмісту лізину.

В різних селекційних установах одержано велике число поліплоїдів ячменю, але всі вони недостатньо продуктивні, тому що мають погану озерненість колоса і низьку продуктивну кущистість. Однак при відновленні диплоїдного числа хромосом виявлялася різноманітність, яку можна використовувати в подальшій селекційній роботі.

Використання гаплоїдії. Ячмінь – одна з культур, в селекцію якої почали широко впроваджувати біотехнологічні методи. Розпочаті роботи з застосуванням гаплоїдії. Одержані гаплоїди з пилку на живильних середовищах. У ФРН число гаплоїдів, що отримані на 100 пиляків, досягнуло 14. Але перші селекційні результати досягнуті шляхом схрещування гібридів F1 культурного ячменю з H. bulbosum L., який виступає в цьому випадку як „гаплопродюсер”. Хромосоми H. bulbosum в процесі розвитку зародка елімінуються. Утворені зернівки через 11 – 16 днів після запилення виймають з колосів, виймають зародок під мікроскопом і переносять його на тверде живильне середовище. Зернівки попередньо стерілізують і всі оперції проводять в умовах стерільності. Пробірки з зародками витримують 3 тижні в темноті, щоб розвилася коренева система. З появою клеоптиля їх переносять у ростові камери, де вирощують рослини до фази двох-трьох листочків.

Для отримання подвоєних гаплоїдів рослини прямо в пробірках заливають розчином колхіцину. Коріння в цьому випадку захищені живильним середовищем. Пробірки поміщають у вакуум-камеру, що сприяє кращому проникненню розчину в тканини рослин, які потім пересаджують у маленькі горщики з стерілізовною сумішшю грунту, піску і торфу. Коли рослини зміцніють, їх пересаджують у великі вазони і доводять до зрілості. Якщо диплоїзація не відбулася (зерно не зав’язалося), проводять повторний обробіток колхіцином, зрізуючи пагони і надіваючи на зрізи трубочки, в які заливають розчин колхіцину. Застосовують обробіток фізіологічно активними речовинами, що підвищує ступінь зав’язування насіння від схрещування з H. bulbosum і дає можливість рослинам поправитися після обробітку колхіцином. Добір проводять серед нащадків подвоєних гаплоїдів. Оскільки робота з раннішніх поколінь проводиться з гомозиготним матеріалом, це дає змогу скоротити строки створення сорта до 6 років і використовувати малі об’єми популяцій. Так, сорт озимого ячменю Мінго, одержаний в Канаді методом гаплоїдної селекції, був відібраний серед нащадків 40 подвоєних гаплоїдів. У СГІ цим методом були створені сорти Істок і Одеський 115. Вихід гаполоїдів залежить від генотипа гібрида культурного ячменю, а також H. bulbosum.Останній може мати 14, 28 і 42 хромосоми. Для схрещування беруть спеціальні 14-хромосомні зразки. Як „гаплопродюсер” можна використовувати жито. Але результати в цьому випадку гірші. Одеське багаторічне жито виявилося вдалим партнером для схрещування з озимим ячменем завдяки співпадінню часу їх цвітіння.

В Швеції знайдена лінія ячменю з рецесивним геном hap - індуктором гаплоїдії. При схрещуванні цієї лінії з звичайним ячменем в F2 вищіплюється дл 40% гаплоїдних рослин.

Селекція на густоту стебел. У ячменю, як і в пшениці, виявилося спрямування селекції на створення сортів з пониженою аутоконкуренцією, здатних витримувати велику густоту стояння рослин. Є зразки, які можуть утворювати 700 – 800 колосоносних пагонів на 1 м2. Вважають, що їх число можна довести до 1000 шт.

Селекція на високий вміст лізину. В селекції ячменю як особливий напрямок формалізувалося створення високолізинових сортів з використанням генів lys. Зерно таких сортів має підвищену кормову цінність. Однак гени високого вмісту лізину знижують врожай на 10 – 15%. Це стримує селекцію високолізинових сортів.

Селекція на стійкість до хвороб. Створення сортів, стійких до хвороб, - складна проблема. Гени стійкості до борошнистої роси швидко долаються генами вірулентності патогена. Олігогенна стійкість до інших облігатних збудників хвороб втрачається повільніше (особливо до жовтої іржі). Однак число донорів обмежене, і стає необхідним посилювати селекцію на горизонтальну тривалу в часі, хоча і не повну стійкість.

Гібридний ячмінь.Спроби створення гібридного ячменю поки що не мали успіху. ЦЧС одержана на основі сполучення цитоплазми H. jubatum і ядра культурного ячменю. Від такого схрещування з’явилися і лінії-відновлювачі. Однак цитоплазма H. jabatum викликає дуже пізнє цвітіння, що перешкоджає одержанню гібридного насіння. Відкрита ЦЧС у H. spontantaneum. У ньому ж знайдені відновлювачі фертильності. Для використання генів чоловічої стерільності ms, були опрацьовані схеми, які дозволяють виділяти з популяції гомозиготні стерільні рослини для одержання на них гібридного насіння. Однак економічно такі схеми себе поки що не виправдали.