Генетические возможности растений. Гены и их действие

С самых первых дней существования сельского хозяйства человек пытался выводить лучшие сорта полезных растений для себя и своих домашних животных. Тысячелетиями он делал это, просто сохраняя для посева семена от лучших растений. Лишь в XX в. этот массовый отбор был дополнен плановыми селекционными программами.

Гены и их действие. Успехи научно обоснованной селекции растений в большой степени зависели от знания закономерностей наследуемых признаков. Единица наследственности получила название «ген»; каждая растительная (и животная) клетка обладает обширным набором генов, сгруппированных вместе в хромосомах и состоящих с химической точки зрения из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Именно от генетического устройства (или генотипа) зависит облик растения во взрослом состоянии, а среда модифицирует максимальный потенциал генотипа.

У каждого растения так много генов, что потенциальная изменчивость признаков, передаваемая от родителей к потомкам, необычайно велика. Наука о выявлении этого потенциала делает еще лишь первые шаги, лишь первые успехи достигнуты в использовании генетических ресурсов растений для осуществления «зеленой революции». Простой отбор часто бывает невозможен, и новые разновидности зависят в равной степени и от сельскохозяйственной практики, и от работы генетика (2, 4).

2. Даже в наиболее передовых сельскохозяйственных районах средний урожай все еще довольно сильно отстает от генетических возможностей существующих сортов растений. Подсчитано, что на северо-востоке Европы при идеальных условиях пшеница может дать более 15 т, ячмень-около 14 т и картофель-95 т с гектара. А средний урожай в странах Европейского экономического сообщества в 1974 г. составил: пшеницы - 4,02 т, ячменя - 3,97 т, а картофеля 28,3 т с. гектара.

В экспериментально созданных условиях картофель дает урожаи, близкие к потенциально возможным, но самый высокий урожай пшеницы оказывается более чем в 2-3 раза меньше возможного. Достижение возможного уровня будет зависеть от использования лучших сортов, обеспеченности сбалансированным удобрением, отсутствия заболеваний и сорняков и от правильного баланса тепла и влаги для каждого вида сельскохозяйственных культур

3. Для сохранения исходного материала для селекции создаются банки генов. При простом скрещивании зерновых инбредные линии (А и Б) испытываются на скрещиваемость (В), и полученные семена сохраняются в контролируемых условиях (Г). Периодически их подвергают проверке на всхожесть, и если она падает ниже 95%, скрещивание повторяют для обновления семенного фонда. Родительские популяции для скрещивания поддерживают, выращивая инбредные линии из материала, размножаемого вегетативно

Цели современных схем селекции растений почти обязательно включают увеличение урожаев. В то же время селекционер может стремиться улучшить и такие генетически определяемые качества, как питательность, скорость созревания, устойчивость к болезням и неблагоприятным климатическим условиям (Ключ). В задачи селекции может входить и создание растений, достигающих одинаковой высоты и одновременно созревающих, что облегчает механизированную уборку.

Ключ. Полукарликовая пшеница сорта Марис-Фундин (Кембриджская селекция) получена в результате скрещивания высокоурожайных пшениц Японии и Мексики с европейскими сортами. Ее короткие стебли помогают противостоять штормовым ветрам и дождям перед уборкой урожая и во время нее.