МАССОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ СОРТА

Рис. 66 Схема селекционного процесса и сортоводства

лесных древесных пород

В основу лесоводственной и промышленной оценки лесных древесных растений положены их лесохозяйственные и товарные показатели. Традиционная оценка леса по запасу древесины и по времени ее выращивания является основной и главной при выборе селекционного направления.

Не меньшее значение имеет оценка древесных растений по физико-механическим свойствам древесины. Древесина хвойных и лиственных пород используется в промышленности раздельно, поэтому сложилось два направления ведения хозяйства: на выращивание древесины хвойных пород и на выращивание лиственной древесины.

Введение новых строительных материалов способствовало увеличению спроса на новейшие сортименты древесины. Увеличились потребности в отделочной и мебельной древесине, обладающей высокой декоративностью. Поэтому, декоративность древесины тоже селекционный показатель.

Растущие потребности целлюлозно-бумажной промышленности с сырье способствовало развитию направлению в селекции древесных пород – селекции на качество древесного волокна. Древесина должна обладать определенной длиной древесного волокна для выделки бумаги.

Кроме селекции на быстроту роста и качество древесины, одним из направлений сортоводства лесных древесных пород является увеличение урожайности и улучшение качества плодов и семян лесных пород (сосны сибирской, лещины, грецкого ореха, яблони, груши, облепихи и других).

Одним из направлений селекции лесных древесных растений является повышение смолопродуктивности хвойных пород.

Другое перспективное направление – селекция резонансной древесины для изготовления музыкальных инструментов.

В особую группу по селекции технических пород выделяют лесные вида, обладающие пробковой корой (дуб пробковый, бархат амурский), а также виды древесных пород, кора которых обладает дубильными свойствами (некоторые виды ивы, дуб, скумпия и другие).

Многие лесные древесные и кустарниковые растения обладают высокими лекарственными свойствами и нуждаются в соответствующей селекции.

С особой остротой встает вопрос о селекции лесных древесных пород на фитонцидность в связи с рекреационным использованием лесов в зоне промышленных предприятий и индустриальных городов. Это вызывает необходимость селекции древесных пород на газоустойчивость и другие антропогенные воздействия.

При полезащитном лесоразведении в степных районах необходима селекция древесных растений на засухоустойчивость, соленоустойчивость и другие неблагоприятные условия.

Направления селекции лесных древесных растений:

· Лесохозяйственные и товарные показатели.

· Физико-механические свойства древесины.

· Производство строительных материалов.

· Декоративность древесины.

· Качество древесного волокна.

· Увеличение урожайности и улучшение качества плодов и семян орехоплодных лесных пород.

· Повышение смолопродуктивности хвойных пород.

· Резонансность древесины.

· Древесные породы, кора которых обладает дубильными свойствами и пробковые породы.

· Породы с лекарственными свойствами.

· Фитонцидность в связи с рекреационным использованием лесов.

· Засухоустойчивые, соленоустойчивые породы при полезащитном лесоразведении.

Следует отметить, что в селекционную работу по вышеуказанным и другим направлениям ведения хозяйства включаются не только местные древесные породы, но многочисленные экзоты, ценность которых доказана их интродукцией в различные лесорастительные зоны нашей страны.

Отбор растений с последующим культивированием их в искусственно улучшенных условиях по сравнению с дикой природой привел к созданию сортов растений.

Сорт – группа сходных по хозяйственно-биологическим свойствам и морфологическим признакам растений, отобранных и размноженных для возделывания в соответствующих природных и производственных условиях с целью повышения урожайности и качества продукции.

Сорт создается в процессе производственной деятельности человека и является средством производства. Этим он отличается от ботанической формы.

Группа растений, составляющих сорт, имеет общее происхождение, так как она является размножаемым потомством одного или немногих растений. Степень сходства потомства размножаемых сортов может быть различной и зависит от исходного материала и методов отбора.

У лесных древесных пород в качестве сорта может выступать:

· Клон или определенная группа объединяемых селекционерами испытанных клонов при вегетативном размножении.

· Семенное потомство отселектированной формы, географического экотипа, популяции.

· Разводимый семенами первого поколения межвидовой гибрид от отдельной экспериментальной комбинации и скрещивания растений производителей.

По происхождению сорта подразделяют на местные и селекционные.

Местные – сорта, созданные в результате длительного действия естественного и простейших приемов искусственного отбора в определенной местности. Они хорошо приспособлены к конкретным условиям произрастания, обладают хозяйственно-полезными признаками и часто служат исходным материалом в селекции.

Селекционные – сорта, созданные селекционным путем однократного или многократного отбора из местных, инорайонных и иностранных сортов, а также из гибридных популяций. Они отличаются значительно большей выравненностью по морфологическим признакам и хозяйственно-биологическим свойствам.

По способам выведения и размножения сорта делятся:

· Сорта-популяции.

· Сорта-линии.

· Сорта-клоны.

· Сорта-гибриды.

Сорта-популяции получают путем массового отбора перекрестноопыляющихся или самоопыляющихся растений. Они наследственно неоднородны. Все местные сорта относятся к сортам-популяциям.

Сорт-линия – это размноженное потомство одного растения, полученного путем индивидуального отбора самоопыляющихся растений. Они отличаются высокой выравненностью по всем признакам и свойствам. Под влиянием естественного переопыления и мутации сорта-линии постепенно утрачивают свою однородность.

Сорта-клоны получают путем индивидуального отбора у вегетативно размножающихся растений. Сорта-клоны – это потомство одного вегетативно размноженного растения и поэтому они отличается очень высокой степенью выравненности. К ним относят сорта древесных растений, размножаемых в производстве вегетативным путем (черенками, отводками, прививкой и др.).

Сорт-гибрид получают путем скрещивания особей с разной наследственностью. Гибридные сорта отличаются меньшей выравностью, чем сорта-линии и сорта-клоны.

Возделываемые человеком культуры представлены громадным числом сортов, которые различаются между собой многообразием признаков и свойств. Требования к сортам меняются в зависимости от направления и уровня ведения хозяйства.

В соответствии с основными требованиями, предъявляемыми к селекционному материалу по признакам и свойствам, которыми они должны обладать, сорта делятся на хозяйственные группы. Например, группа засухоустойчивых и зимнестойких сортов.

Все признаки и свойства растений физиологически тесно связаны между собой, и характер их проявления зависит от влияния внешних условий. Поэтому создаваемые сорта характеризуются конкретным комплексом признаков и свойств, который можно определить тремя показателями:

· Почвенно-климатические условия, для которых предназначается будущий сорт.

· Уровень агротехники и механизации, при котором сорт будет возделываться.

· Направление и использование породы.

Сорта древесных растений различают по происхождению, методам выведения и размножения. Большинство распространенных в лесной селекции сортов - это сорта-клоны и сорта гибридного происхождения.

Селекционная работа начинается с подбора исходного материала в соответствии с избранным направлением и поставленной целью. Исходный материал – это культурные и дикие формы растений и популяций, используемые для выведения новых сортов.

В качестве исходного материала используют:

· Естественные популяции (дикорастущие формы, сорта местных культурных растений и образцы мировых коллекций растений).

· Гибридные популяции (создаваемые в результате скрещивания сортов и форм в пределах одного вида, и от скрещивания особей разных видов и родов растений).

· Самоопыляемые линии – инцухт-линии (получаемые путем многократного принудительного самоопыления перекрестноопыляющихся растений).

· Искусственные мутации и полиплоидные формы (создаваемые путем воздействия на растения различными мутагенами (радиация, химические вещества, температура и другое)).

Работа по селекции всех видов растений, в том числе и древесных пород, основывается на использовании естественного генофонда местных видов и интродуцентов.

Генофонд того или иного вида представляет совокупность генов слагающих его особей.

Вид у растений представляет собой сложную систему более мелких подразделений (подвидов, климатипов, экотипов и популяций), отражающих его генетическую дифференциацию. Поэтому теоретической основой изучения генофонда вида для последующего использования в практике лесного хозяйства и селекции является исследование популяционной структуры вида и их изменчивости.

Изучение генетических ресурсов (генофонда) начинается с установления объема и границ популяции данного вида. Следующим этапом изучения генофонда является оценка внутрипопуляционной структуры с выделением хозяйственно-ценных форм и особей.

В настоящее время необходимо сохранить лучшие популяции и индивидуумы хозяйственно-ценных видов растений.

Основные методы сохранения генофонда:

· Создание генетических резерватов.

· Создание коллекционных культур.

· Сохранение уникальных и элитных деревьев.

· Сохранение семян, пыльцы и меристемы.

Генетические резерваты (заказники) являются основной формой сохранения и поддержания ценного генетического фонда лесных древесных пород. Они представляют собой участки древостоя, типичного для данного природно-климатического района, по своим фитоценотическим и лесоводственным показателям, рельефу, почвенному покрову и другим условиям.

В генетический резерват включают самые высокопродуктивные и высококачественные насаждения. Создаются на основе насаждений пятого класса возраста естественного происхождения. Рубки главного пользования в резерватах проводят таким образом, чтобы обеспечить естественное возобновление и получение ценных семян. В резерватах категорически запрещаются выборочные и концентрированные рубки. Насаждения генетически резерватов исключают из лесопромышленного пользования, и все виды побочного пользования в них запрещены.

Семенные насаждения и семенные плантации обеспечивают сохранение лучших и элитных насаждений.

Клоновые архивы – это специальные клоновые посадки для сохранения генотипов плюсовых деревьев. Создают для проверки селекционируемых генотипов.

Географические и экологические культуры создают для проверки влияния происхождения семян на рост древесных растений одного и того же вида в конкретных условиях произрастания. Они позволяют определить наиболее приспособленные и продуктивные климатипы и экотипы вида в данных условиях произрастания.

Архивы семян и пыльцы – для сохранения генофонда лесных древесных пород для будущей работы по их генетическому улучшению.

Коллекционные культуры – для обеспечения сохранности редких и исчезающих видов и популяций древесных растений.

Отбор в работе по селекции растений является наиболее важным и решающим процессом управления наследственной изменчивостью. При искусственном отборе из существующего генетического многообразия выделяют и размножают только ту часть, которая больше всего соответствует целям селекции.

В зависимости от поставленных перед селекционерами задач отбор ведут по одному, нескольким или многим признакам. Односторонний отбор по одному какому-либо признаку без учета связи его с другими особенностями растения может иметь отрицательные последствия, если в результате его нарушается физиологическая слаженность процессов, влияющих в целом на формирование продуктивности и урожайности. Поэтому отбор проводят по комплексу взаимосвязанных признаков.

Различают три вида отбора, применяемые в лесной селекции: массовый, групповой и индивидуальный.

Массовый - отбор лучших климатических экотипов.

Групповой – отбор высококачественных плюсовых насаждений, популяций лесных древесных пород.

Индивидуальный – отбор лучших биотипов или клонов из более ценных форм.

Сущность индивидуального отбора сводится к выбору лучших растений для раздельного размножения и испытания потомства каждого из них, то есть исходные родоначальные растение отдельно проверяются по потомству. Потомство худших, случайно отобранных деревьев выбраковывается. Это дает возможность селекционеру выделить и размножить лучшие из них.

При работе с самоопыляющимися растениями применяется однократный индивидуальный отбор.

Потомство одного элитного растения, выделенного из естественной популяции, называется линией, а полученный на ее основе сорт – линейным.

Потомство одного элитного растений, отобранного из гибридной популяции, называется семьей, а полученный сорт – гибридным.

При скрещивании различных видов потомство обычно бывает стерильным. Это связано с тем, что число хромосом у разных видов различно. Несходные хромосомы не могут нормально сходиться в пары в процессе мейоза, и образующиеся половые клетки не получают нормального набора хромосом. Однако если у такого гибрида происходит геномная мутация, вызывающая удвоение числа хромосом, то мейоз протекает нормально и дает нормальные половые клетки. При этом гибридная форма приобретает способность к размножению и утрачивает возможность скрещивания с родительскими формами. Кроме того, межвидовые гибриды растений могут размножаться вегетативным путем.

Потомство одного элитного растения, отобранного из мутантной популяции, называется мутантом, а полученный сорт – мутантным.

У перекрестноопыляющихся растений в связи с постоянным переопылением и расщеплением новый сорт можно выделить только, применяя многократный индивидуальный отбор.

Многократный отбор может перейти в непрерывный. В этом случае элитные растения из лучшей семьи выделяют из года в год, пока полученный, на ее основе сорт высевается в производство.

Интенсификация лесного хозяйства идет по пути продуктивности лесов и сокращения сроков их выращивания. В настоящее время разработаны методы улучшения генетического качества посадочного материала и выращиваемых их них лесных культур. При планировании лесокультурных и лесоводческих работ необходимо предусматривать использование генетически улучшенных сортов деревьев.

Генетическое улучшение лесов будущего включает систему рекомендаций по выбору наиболее рациональных методов ведения лесного хозяйства на основе генетического анализа наследственности и изменчивости лесных древесных растений. Изучение генетики популяций лесных древесных растений позволяет глубже раскрыть закономерности естественного отбора, создающего многообразие наследственной изменчивости.

Неуклонный рост в лесном хозяйстве механизации, проведение мелиоративных работ, использование минеральных удобрений ставят вопрос о необходимости выведения новых форм и сортов, которые могли бы успешно использовать эти изменения.

При выращивании лесных насаждений из новых сортов и форм следует создавать специализированные хозяйства в соответствии с направлениями селекции.

ЛИТЕРАТУРА

Абрамова З.В., Карлинский О.А.Практикум по генетике. 2-е изд. перераб. и допол.- М.: Колос, 1974.- 208 с.

Абрамова З.В. Генетика. Программированное обучение.–­ М.: Агропромиздат,1985.- 287 с.

Алиханян С.И., Акифьев А.П., Чернин Л.С. Общая генетика: Учебн. для студ.биол. спец. ун-ов.–М.: Высшая школа, 1985.– 448 с.

Ауэрбах Ш.А. Генетика. Перев. с англ.– М.: Атомиздат, 1966.– 318 с.

Ауэрбах Ш.А. Наследственность. Перев. с англ.- М.: Атомиздат, 1969.- 176 с.

Бриггс Ф., Ноулз П. Научные основы селекции.- М.:Колос, 1972.- 216 с.

Ватти К.В., Тихомирова М.М. Руководство к практическим занятиям по генетике: Пособие для студентов биол. фак. пед. ин-тов.– 2 издд., испр.­-М.: Просвещение, 1979.- 189 с.

Гайнутдинов Х.Л. Молекулярные основы функционирования биологических систем. Учеб. пособие для студ. физич. факультета.- Казань: изд-во, 2002.- 131 с.

Дженкинс М. 101 ключевая идея: Генетика.– пер. с англ. О. Перфильева.- М.: ФАИР-ПРЕСС,2002.- 240 с.

Дубинин Н.П. Генетика и будущее человечества.- М.: Знание, 1971.- 32 с.

Дубинин Н.П.Общая генетика.- М.: Наука, 1986.- 559 с.

Лобашев М.Е. Генетика.- Л.: ЛГУ, 1969.- 436 с.

Лобашев М.Е., Ватти К.В., Тихомирова М.М. Генетика с основами селекции.- М.: Просвещение.- 1979.- 356 с.

Киселева З.С.., Мягкова А.Н. Методика преподавания факультативного курса по генетике.- М.: Просвещение, 1979.- 192 с.

Киселева З.С.., Мягкова А.Н. Генетика.- М.: Просвещение, 1983 .- 175 с.

Конюхов Б.В., Пашин Ю.В. Наследственность человека.– М.: Медицина, 1971.– 72 с.

Любавская А.Я.Лесная генетика и селекция.- М: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007.- 247 с.

Медведев Н.Н. Практическая генетика.- М.: Наука, 1966.- 236 с.

Молотков П.И., Патлай И.Н., Давыдова Н.И. и др. Селекция лесных пород.- М.: Лесная промышленность. 1982.- 151 с.

Орлова Н.Н., Глазер В.М., Ким А.И.Сборник задач по общей генетике: Учебн. Пособие.- М.: Изд-во МГУ, 2001.- 144 с.

Рокитский П.Ф.Биологическая статистика.- Минск: Высшая школа, 1973.- 215 с.

Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека: Практикум для вузов.-М.: ВЛАДОС, 2003.- 96 с.

Сойер В.Арифметика наследственности.- М.: Наука. 1970.- 270 с.

Шевцов И.А. Популярно о генетике.- Киев: Наук.думка, 1989.- 216 с.

Шварцман П.Я. Полевая практика по генетике с основами селекции.-М.: Высш.шк., 1986.- 189 с.