Валентина Грязева - Селекция растений

• Название: Селекция растений
• Автор: Валентина Грязева
• Жанр: Биология

Учебное пособие составлено в соответствии с программой курса «Лесная селекция». В учебном пособии рассматриваются все основные вопросы селекции растений: генетические основы селекционных процессов, методы отбора, гибридизации и мутагенеза лесных древесных пород, селекционно-генетические основы лесного сортового семеноводства. Оно предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 250100 – Лесное дело.

---

Селекционная категория насаждения определяется по количеству деревьев данной породы, пригодной для сбора семян – плюсовых, нормально лучших и нормально средних (таблица 1).

Таблица 1 – Характеристика категорий насаждений

Плюсовые насаждения встречаются редко. Они представляют большую ценность как источник самого высококачественного посевного и прививочного материала. Эти насаждения высших бонитетов с деловой первоклассной древесиной, здоровые и без повреждений.

Плюсовые насаждения являются заказниками, рубки главного пользования в них запрещены. В плюсовых насаждениях проводится тщательная подеревная инвентаризация с целью удаления всех малоценных деревьев и содействия росту и плодоношению лучших.

На каждое плюсовое насаждение заводится специальный паспорт с подробной характеристикой насаждения. На плане указывается его местонахождение.

Нормально лучшее насаждение высокой производительности и среднего качества.

Нормально среднее насаждение средней производительности и среднего качества.

Инвентаризация древостоев проводится по ширине и форме кроны, форме ствола, степени очищенности стволов от сучьев, смолопродуктивности, по качеству древесины и т. д.

Рисунок 3 – Селекционные категории насаждений: а) плюсовые; б) нормальные; в) минусовые

Плюсовые деревья должны обладать повышенными хозяйственными показателями по сравнению с другими рядом растущими в одинаковых условиях одновозрастными деревьями данного вида (рисунок 4).

Плюсовое дерево – это самое лучшее дерево по продуктивности и хозяйственной ценности формы, выделенной в результате генетико-селекционного анализа популяции данного вида в определенных конкретных лесорастительных условиях.

При обязательной одновозрастности и одинаковой площади питания с растущими рядом одновидовыми экземплярами они должны иметь высокий прирост в высоту и по диаметру, хорошее самоочищение от тонких сучьев, без наростов на стволе и косослоя, полнодревесный и прямой ствол, устойчивость к болезням. Высота плюсового дерева на 15–20 % выше средней высоты насаждения, а диаметр на 30–35 %. Это деревья без каких-либо пороков и повреждений, с превосходной очищенностью, с полной сглаженностью мест старых мутовок. Безсучковая часть ствола плюсового дерева около 3/4 его высоты.

Рисунок 4 – Селекционные категории деревьев сосны обыкновенной: а) плюсовые; б) нормальные; в) минусовые

Плюсовые деревья, показавшие при семенном размножении высокий уровень наследования хозяйственно ценных признаков и свойств, выделяются в группу элитных деревьев. Отбор элитных деревьев, проверенных по потомству, соответствует индивидуальному отбору сельскохозяйственных растений, т. е. отбору по генотипу. Плюсовые деревья встречаются редко. Их необходимо выявлять в процессе всех полевых работ по лесоустройству, а не только на пробных площадях. На каждое плюсовое дерево заводится специальная учетная карточка, в которой дается порядковый номер и подробная характеристика его, окружающих деревьев и всего насаждения, а также план местонахождения плюсового дерева с увязкой просек и дорог. Плюсовые деревья необходимо тщательно оберегать от какихлибо повреждений.

Нормальные деревья характеризуются промежуточными признаками между плюсовыми и минусовыми деревьями. Нормальные деревья делят на две группы: нормально лучшие и нормально средние.

Нормально лучшие деревья сильного роста и среднего качества. По высоте они превосходят средние на 10–15 %, по диаметру на 25– 30 %. От плюсового нормально лучшее дерево может отличаться отсутствием какого-либо одного положительного признака при наличии всех остальных.

Нормально средние деревья (2-го и 3-го классов роста по Крафту) не имеют явных пороков, повреждений и болезней, но имеют дватри отрицательных признака, например: однобокую крону, небольшую кривизну ствола, небольшие утолщения в местах старых мутовок и т. д.

Минусовые деревья (4-5-го классов роста по Крафту) – низкокачественные, поврежденные, больные, кривоствольные, сучковатые, с плохой очищенностью от сучьев.

Сохранение биоразнообразия. В зависимости от поставленных целей, биологических особенностей древесных пород и характера исходного материала возможно как дифференцированное, так и комбинированное использование названных выше методов лесной селекции. Безусловно, селекционный эффект будет тем выше, чем интенсивнее применяемый метод. Вместе с тем, с возрастанием его интенсивности сужается исходный генетический полиморфизм лесных популяций. Чрезмерное его ограничение может привести к утрате генов, контролирующих те или иные признаки, что неизбежно скажется на устойчивости и долговечности создаваемых лесов.

Проблеме сохранения генетического разнообразия лесов уделяется всё большее внимание, особенно в связи с сокращением природных ресурсов и расширением зон экологического бедствия. Известно, что не ресурсные, а экологические функции предопределяют в настоящее время планетарное значение лесов. Этот принцип развития лесного хозяйства вытекает из решений международных конференций по защите лесов и сохранению биологического разнообразия (Страсбург, 1990; Рио де Жанейро, 1992; Хельсинки, 1993; Монреаль, 1993 и др.) и определяет стратегические направления селекционных работ. Должно быть обеспечено сохранение баланса между отбором генотипов с высоко предсказуемой селекционной ценностью и одновременно поддержанием уровня изменчивости растений. Это достигается сочетанием долгосрочной стратегии, направленной на сохранение генетического разнообразия с максимальным исключением возможности инбридинга, и краткосрочной стратегии, в основе которой – ограничение генетической изменчивости и по возможности быстрое выделение желаемых генотипов. В итоге леса будущего должны представлять мозаику участков естественного возобновления, лесных культур и плантаций, высаживаемых с использованием селекционно улучшенного материала.

4.1.8 Диагностика признаков при индивидуальном отборе

Селекционная оценка растений на ранних этапах онтогенеза получила название ранней диагностики наследственных качеств лесных растений.

Здесь очень важно выявить связи между селекционируемыми признаками (прямыми) и связанными с ними неселекционируемыми (коррелятивными). В качестве коррелятивных признаков, указывающих на относительно высокую интенсивность роста, можно назвать:

– у сосны – крупность, черную (или светлую) окраску семян, узкую (или широкую) крону, состав монотерпенов, число почек в мутовке;

– у ели – гладкую (или чешуйчатую) кору, гребенчатый тип ветвления, красную окраску у макростробилов, светлую окраску хвои;

– у сосны кедровой сибирской – небольшое количество почек (две-три) у сеянцев (до 3–5 лет) и большое количество почек (пять-шесть) у растений старше 5 лет;

– у сосны, ели, кедра – большое количество семядолей у всходов;

– у дуба – зеркальную кору и одну-две почки на вершине центрального побега;

– у лиственницы – щелочность хвои.

У осины отмечается положительная корреляция между устойчивостью древесины к гниению от ложного трутовика и зеленой окраской коры. Фиолетовая окраска семядолей и хвои у однолетних сеянцев сосны обыкновенной и сибирской, ели европейской указывает на их повышенную зимостойкость; ажурная крона у сосны на повышенную смолопродуктивность; груботрещиноватая кора у березы – на свилеватость (узорчатость) древесины, а гладкая – на прямослойность.

Связь селекционируемого признака с коррелятивным очень наглядно прослеживается у карельской березы, о чем говорят данные А.Я. Любавской (цитируется по М.М. Котову, 1997) (таблица 2).

Таблица 2 – Соотношение анатомических элементов в древесине березы карельской, проц.

По степени выраженности ствола у березы карельской выделяют четыре группы: высокоствольная, короткоствольная, кустовидная и кустарниковая. У типичной формы березы повислой почти 2/3 древесины приходится на трахеиды, около 1/4 – на сосуды, десятую часть занимают сердцевинные лучи и лишь 2,4 % – древесная паренхима. В древесине капов доля проводящих элементов падает, а слабоспециализированных сердцевинных лучей и древесной паренхимы увеличивается. При этом, чем меньше доля проводящих элементов, тем слабее выражен ствол, тем хуже растения растут в высоту.

Если на проводящие элементы в древесине типичной березы приходится 87,3 %, то высокоствольной карельской березы – 55,2 %, кустовидной карельской березы – 34,1 %. Встречаемость капов на стволе, затруднения в подъеме воды и минеральных солей в крону определяют интенсивность роста в высоту или степень подавленности роста. Здесь логика корреляций очевидная и диагностика на ранних этапах онтогенеза результативна.