Розділ 3. Вихідний матеріал для селекції та методи його створення

Методи створення вихідного матеріалу (гібридизація, мутагенез, генна інженерія)

Селекція пшениці на стійкість проти хвороб. Вирощування у виробництві стійких проти хвороб сортів пшениці є одним з ефективних екологічно чистих і безпечних методів захисту. Створення таких сортів набуває все більшої актуальності і значущості.

Селекція на стійкість проти хвороб ведеться так, як і по інших ознаках і властивостях. Але стійкість не постійна. Вона швидко або повільно втрачається, перш за все через появу в процесі еволюції збудників хвороб вірулентних і агресивних патотипів. У зв'язку з цим селекціонеру доводиться постійно мати справу із рослиною-господарем, і патогеном, контролювати характер їх взаємовідносин, своєчасно виявляти зміни і вносити корективи в селекційні програми.

Стійкість хвороб генетично зумовлена і є результатом спільної еволюції рослин-господарів і патогенів (Н.І. Вавилов, 1986). До різних хвороб вона, в основному контролюється різними генами, що дає можливість, сконцентрувати в одному генотипі стійкість проти кількох хвороб. Але створення сортів стійких проти хвороб – не самоціль. Сорти повинні мати також зимо-морозостійкість, хорошу якість зерна тощо. Хоч у селекційній практиці зустрічається зчеплення генів, відповідальних за хворобостійкість і деякі інші ознаки і властивості, стійкість проти хвороб в основному успадковується незалежно. Тому можна вивести сорт, стійкий проти хвороб, що має інші господарсько-цінні ознаки і властивості.

Згідно з концепцією Вандер Планка (1966), відомі два типи стійкості пшениці проти хвороб – вертикальна або расоспецифічна, горизонтальна чи расонеспецифічна. За цією концепцією вертикальна стійкість контролюється моноолігогенами, а горизонтальна – полігенами. Проте відомо, що поділ стійкості на ці два типи не завжди обґрунтований, виходячи з її генетичної основи.

Немає жорстких розмежувань генів, які відповідають за той чи інший тип стійкості (Рагlеwlіеt J.Е., 1983;.Іоnhsоn R., 1978; 1979; Одинцова Н.Т., Шеломова Л. Ф., 1983; Бабаянц Л. Т., Слюсаренко А. Н., 1985).

Стійкість проти хвороб повинна бути відносно стабільною за часом і в просторі і забезпечувати захист рослин хоч би на період їх вирощування у виробництві. Довготривала стійкість може контролюватися, але частіше полігенами (Бабаянц Л.Т., 1990). Вона залежить від того, проти якого збудника спрямована, яка швидкість його мінливості й утворення вірулентних і агресивних патотипів і розширення інфекції, а також від тривалості епіфітотій і умов навколишнього середовища. В зв'язку з цим великої актуальності набувають різні екологічні випробування, які дають змогу виявити відносно стабільні за стійкістю сорти незалежно від біотичних і абіотичних факторів.

При селекції на стійкість проти хвороб велику селекційну цінність мають ефективні донори, вихідний матеріал, що має групову стійкість та інші цінні ознаки і властивості.

У селекції на стійкість проти хвороб використовують методи гібридизації, мутагенезу і відбору, прості й складні схрещування, внутрішньовидові й віддалені (Бригг Ф., Ноулз П, 1972). Вибір методу визначається поставленими завданнями. Під час простих схрещувань можна передати стійкість гібридному потомству від одного з батьків, або одержати трансгресію за рахунок взаємодії генів обох батьків. Методами бекросів можна створити стійкі аналоги сприйнятливих сортів.

Під час різних ступінчастих схрещувань можна вирішити більш складні завдання. Наприклад, створити сорт з груповою або комплексною стійкістю, або стійкістю проти хвороб у поєднанні з іншими цінними ознаками і властивостями. Можна одержати нову стійкість за рахунок полімерного, адитивного, комплементарного та інших взаємодій генів. Конвергентна селекція дає змогу зосередити в одному генотипі кілька генів стійкості, хоч сам метод трудомісткий, довготривалий і консервативний.

Розроблена Борлаугом (Вогlаug N.Е., 1958; 1965) мультилінійна селекція дає змогу створювати відносно стабільні за стійкістю проти деяких хвороб (іржа, борошниста роса), сорти. Проте вона не позбавлена недоліків. Важко вивести сорт, стійкий проти кількох і не проти всіх хвороб, ускладнюється насінництвом багатолінійних сортів.

Селекцію пшениці на стійкість проти факультативних патогенів і вірусів треба вести, виходячи з полігенної основи стійкості проти них. Можна застосувати полікросс, інші складні схрещування, які дають змогу зосередити в гібридах гени як з адитивними, так і не адитивними ефектами. До цієї групи патогенів дуже ефективна селекція на толерантність.

У селекції пшениці на стійкість проти хвороб використовують мутагенез. За його допомогою можна одержати генні ситуації, зміни в структурі хромосом, а також збільшити частоту кроссінговеру.

Методи біотехнології відкривають нові можливості при створенні стійкого проти хвороб цінного вихідного матеріалу і сортів (Шевелуха В.С, 1986). Наприклад, можливий відбір на селективних середовищах сомаклональних варіантів, стійких проти токсинів Fusarium або інших факультативних патогенів.

Можна використовувати методи одержання гаплоїдів і дигаплоїдів, які дають змогу значно скоротити строки виведення сорту і продовжити період його активної експлуатації як стійкого проти хвороб у виробництві. Біотехнологічні методи широко застосовують для подолання не схрещуваності та інших цілей при міжвидовій і віддаленій гібридизації інтрогресії нових ефективних генів стійкості проти хвороб. Потреба в таких генах з року в рік зростає і набуває все більшої актуальності.