Евгений Ярославцев - Взрасти свой сад
Народная селекция, отбор лучшего из того, что случайно получается естественным путем (например, из семян, полученных от свободного опыления), имеет древнюю историю, продолжается и теперь. Однако создание новых сортов приняло более активную форму, когда в него включились ученые. Они стали не просто отбирать лучшее из того, что преподнесла природа, а проводить опыление цветков одних сортов пыльцой, взятой с цветков чем-то выделяющегося другого сорта.
Человеком, впервые объяснившим причины разнообразия потомства, полученного из семян яблони, был Андрей Тимофеевич Болотов, выдающийся русский естествоиспытатель, один из образованнейших людей своего времени. Обратите внимание на годы его жизни — 1738—1833. Какое долголетие! Полтора века прошло после его физической смерти, но и современные и последующие поколения селекционеров будут пользоваться высказанной им идеей. Более двух веков назад (1778) А. Т. Болотов опубликовал небольшую статью об опылении яблони, в которой дал подробное описание устройства цветка и подчеркнул особое значение пыльцы: «…сия весьма нужная семенная пыль, рассыпавшись, попадает на кончик… пестиков и сие долженствует помогать к тому, чтобы плод на дереве завязался». Может, сейчас эти строки покажутся наивными, но в то время, когда были написаны, еще не только процесс оплодотворения не был исследован, но и наличие пола у растений подвергалось сомнению. На основании результатов изучения строения цветков, назначения их составных частей и роли в половом процессе А. Т. Болотов впервые дал описание и группировку различных половых форм у растений, общепринятую до настоящего времени (растения двудомные, однодомные и т. д.). Не думайте, что это пустяк: посадив растения облепихи, смородины и земляники с несовершенным типом цветка, вы не получите урожая, если рядом не будет сортов-опылителей. Более 200 лет назад Болотов рекомендовал искусственное скрещивание как наиболее эффективный метод получения новых сортов и дал детальное описание техники искусственного скрещивания. В статье «Опыт над яблочными семенами» в 1823 году Андрей Тимофеевич высказал мысль о перекрестном опылении у яблони и важной роли пчел в этом процессе.
Решению о том, какие растения взять в качестве исходных (родительских), предшествует очень кропотливая аналитическая работа. Во-первых, четко определяется задача: с какими признаками необходимо получить растение. Далее собираются сведения о растениях, этими признаками обладающих, и о наборах в них генов, ответственных за передачу конкретных признаков, определяются комбинационные возможности отобранных сортов-доноров.
Честь первого ученого, применившего скрещивания в качестве метода практической селекции растений, принадлежит профессору Российской Академии наук, современнику А. Т. Болотова Йозефу Кельрейтеру. Но первая его публикация с некоторыми выводами теоретического и практического порядка появилась лишь в 1772 году — двенадцать лет спустя после проведения опытов — и только на русском языке, поэтому его работы в других странах были неизвестны. Вот и получилось, что когда в России уже была практически доказана эффективность скрещивания как метода создания новых сортов различных культур, в Западной Европе еще спорили о наличии пола у растений.
Первым селекционерам-практикам было нелегко. Не проще и современным. Несмотря на то, что уже известны списки растений-доноров, на изучение и подбор соответствующих пар (а чаще целой группы сортов) уходит до 30 процентов времени и усилий селекционера, затрачиваемых им на получение нового сорта.
Искусственное опыление цветков при гибридизации — дело несложное, но необходимо заранее подготовить весь инвентарь. Прежде всего, надо сшить марлевые изоляторы для защиты цветков до и после опыления от посещения пчелами и другими насекомыми. Размеры их зависят от объекта. Для яблони это, как правило, сшитые из марли «рукава» длиной 35 и шириной 20 сантиметров, для вишни и сливы соответственно 70 и 40 сантиметров. В «рукав» продевают ветку с бутонами, а верхнее и нижнее отверстия завязывают шпагатом.
Для сбора и хранения пыльцы нужны небольшие тщательно вымытые сухие стеклянные баночки. На баночки надо заранее наклеить полоски бумаги для надписи сорта пыльцы. Чтобы предохранить пыльцу от высыхания и попадания пыльцы других сортов, баночку сверху нужно закрыть ватным или марлевым тампоном. Для удобства работы на деревьях баночки с пыльцой можно привязать к тонкому шнурку и одеть на шею.
Для выделения пыльников из бутонов потребуются пинцеты, металлические петельки, которые можно заменить скрепками, шпильками или чем-нибудь подобным.
Главный инструмент — «пылилка», необходимая для нанесения пыльцы на рыльца пестиков. Наиболее удобны в работе и экономичны в расходовании «пылилки» из мягкой карандашной резинки, которую надо разрезать на небольшие кусочки треугольной формы (1·0,5 сантиметра). Толстый конец такого треугольника насаживают на препаровальную иглу, и «пылилка» готова. Каждый вариант скрещивания должен проводиться чистой, не использованной ранее «пылилкой».
Для установки баночек с пыльцой и переноса их во время работы потребуется ящик или коробка. Хранить пыльцу лучше всего в эксикаторе (стеклянном сосуде с притертой крышкой), на дно которого помещают хлористый кальций, хорошо впитывающий влагу.
При работе с мелкими тычинками и пестиками (смородина, крыжовник, черемуха и др.) может потребоваться увеличительное стекло (лупа). Понадобятся также этикетки, которые привязываются к веткам с опыленными цветками. На них записывают название сорта-опылителя, дату и другие сведения. Все варианты скрещиваний фиксируются в тетради.
Подобранные в качестве родителей растения не обязательно иметь, как говорится, под рукой. Пыльцу можно получить и издалека или, наоборот, послать в другое место, где ею опылят нужное растение. Техника пересылки пыльцы и хранения ее достаточно отработана: пыльцу насыпают в бумажные пакетики, помещают их в стаканчик с притертой крышкой, куда предварительно кладут несколько гранул хлористого кальция. Можно пыльцу поместить в обыкновенную пробирку и закупорить ее ватной пробкой, в которую завернуты несколько гранул хлористого кальция. Пробку сверху заливают расплавленным парафином. При температуре до 10°C пыльцу хранят непродолжительное время. Оптимальная температура хранения — немного ниже 0°C.
Из гибридных семян (после стратификации) выращивают растения, у которых в той или иной степени сохраняются (наследуются) комплекс признаков или отдельные признаки, присущие исходным растениям, а также формируются новые.
Основы современной генетики заложены в 1865 году Грегором Менделем, монахом из чешского города Брно. Спустя 35 лет основные «законы» были вновь «открыты» сразу тремя учеными — де Фризом, Корренсом, Чермаком, причем независимо друг от друга. В 1910 году американский биолог Томас Морган и его ученики обосновали хромосомную теорию наследственности. В 20—30‑е годы большую роль в развитии генетики в нашей стране сыграли работы Н. Н. Вавилова, Н. К. Кольцова, С. С. Четверикова, А. С. Серебровского и других. Генетика — это наука о законах наследственности и изменчивости организмов, методах управления ими. Ее законы позволяют заранее предвидеть результаты селекции.
На современном этапе развития науки селекционером может стать только разносторонне подготовленный специалист. Прежде всего он должен быть профессиональным биологом, хорошо знающим анатомию и физиологию растений. Серьезная селекционная работа невозможна без глубоких генетических познаний. Необходимо также знать закономерности эволюции видов в природе. Конечно, селекционер-конструктор должен хорошо ориентироваться в современных и перспективных направлениях агротехники, технологии.
Надеемся, понятно, что перечисленные выше этапы селекционного процесса представляют собой всего лишь усеченную, очень сокращенную принципиальную схему получения нового сорта. Целым школам ученых в разных странах пришлось немало потрудиться, чтобы проникнуть хотя бы на порог той кладовой, где хранится тайна механизма наследования и изменчивости признаков, разработать очень сложные методы практической селекции. Назовем только некоторые из них: гибридизация, мутагенез, инбридинг.
Гибридизация — это скрещивание разнородных в наследственном отношении организмов. Она остается пока основным методом. Различают внутривидовую, отдаленную (межвидовую, межродовую) гибридизации, повторные скрещивания с использованием географически и экологически отдаленных пар и т. д.
Как вы, наверное, помните по школьному курсу биологии, вид — это совокупность особей, родственных по происхождению и имеющих качественное отличие от других видов. Каждый из видов приспособлен к определенным условиям среды, имеет определенный ареал, растения в пределах вида хорошо скрещиваются и дают плодовитое потомство.
