Биотехнологические методы селекции растений и их использование (первая часть)

Я работала в лабораториях микроклонального размножения растений в общей сложности около 22 лет. Через мои руки прошли и семенной картофель, и плодовые культуры, в том числе садовая земляника, конечно, декоративные растения. Готова поделиться с вами своими знаниями и опытом селекции растений.

Почему декоративные многолетние растения не соответствуют описанию в каталоге?

...Многие из вас сталкивались с такой проблемой. В первый год после покупки меристемное растение худо-бедно отвечает заявленным в описании характеристикам, но потом хиреет, бледнеет и возвращается к первозданной простоте. Давайте разбираться.
Природные цвета лилейников — желтый и оранжеватый, рыжий. Откуда же появились другие оттенки, «клыки», «глаза»? Вспомним азы. Селекция сама по себе как явление появилась гораздо раньше теории. Первым селекционером был человек. Теоретически обосновал происходящие в природе процессы Мендель. На полтора века его законы были забыты. Затем Томас Морган обосновал хромосомную природу проявления наследственности, а с появлением электронных микроскопов наука сделала огромный рывок. Сегодня изучением закономерностей наследования занимается генетика.

Ученым удалось установить, что за конкретный признак могут отвечать хромосомы, один ген или даже группа  генов. Причем, на гене может быть записан не один признак, а несколько,  так называемых сцепленных признаков. Например, цвет может быть очень крепко связан с «клыкастостью» лепестков, а конкретный вид каймы с яркостью или наличием горла. Разделить эту прочную связь практически невозможно.

Дополнительный важный момент — условия выращивания. Даже выровненная популяция растений с одинаковым генетическим потенциалом в разных специфических природных условиях по разному проявит свой генетический потенциал. Береза, растущая на скалах, крыше подъезда, в кашпо для бонсай или в ухоженном саду проявляет себя абсолютно по-разному. Условия произрастания лилейников у нас и во Флориде (штат США) или Австралии очень разные.

Мы не можем дать все условия для полной реализации генетического потенциала полученным оттуда растениям, в той или иной степени они все равно будут отличаться от параметров, заявленных в каталогах.

Наследственность разных признаков у растений совершенно неодинаковая. Одни признаки наследуются хорошо, другие, очень тяжело. Вот мы скрестили отобранную родительскую пару и хотим получить длинные белые «акульи зубы» на лепестках. В результате этого скрещивания только 1-2 растения в популяции их унаследовали. Наследуемость — количественный параметр передачи признака. Если популяция наследует 40-80% признака, с таким признаком можно работать и быстро добиться хорошего результата. Если 1-20% - такой признак не вытащить. Заранее предвидеть результат сложно. Селекционеры изучают потомство тех родительских пар, которые собираются скрестить, смотрят, как эти пары передают желаемый признак. Если есть стабильные повторения, над экспериментом можно работать. Если их мало, лучше не ввязываться в эксперимент. В плодоводстве, например, всю жизнь селекционер может потратить, чтобы получить один достойный сорт. Отборных форм при этом может быть бесконечное количество. С травянистыми растениями немножко полегче, потому что ограничивающих факторов у размножения меньше.

Работу селекционера могут ограничивать: 

- количество признаков, которые вы хотите получить.

Один признак повторить и закрепить достаточно просто. А если хочется, как Агафье Тихоновне, губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича, или совместить в одном лилейнике горфированность, яркое горло и необычный цвет, предстоит очень напряженная работа. На вашей стороне помимо всего остального может участвовать провидение, которое пошлет или не пошлет нужного «родителя», удача, к тому же понадобится железная логика селекционера и терпение. 

- время регенерации  (получения потомства).

От сеянца до получения семян в средней полосе проходит два года, во Флориде — 9 месяцев. Сами понимаете, время на отклик у нас очень долгое. Чем экзотичнее растение, тем позже оно входит в пору цветения.

- коэффициент размножения.

Одно дело, когда при скрещивании родительской пары получается тысяча семян, другое дело два-три семечка.

Как появляется другой цвет у лилейников?

Цвет определяется активностью алкалоидов, а на его насыщенность влияет кислотность почвы. К тому же, как вы уже знаете, цвет сцеплен с другими признаками, он прочно фиксируется в генах. Как правило, вся экзотика — рецессия. Поэтому работа по выведению чистых белых лилейников, синих роз — трудная и долгая.

(На верхних фотографиях: слева - сорт лилейника Darla Anita, справа - результат микроклонального размножения этого сорта).

Продолжение:

• Вторая часть лекции >>>.
• Продолжение, третья часть лекции >>>.