Проблемы селекции устойчивых к болезням сортов растений

Еще больше надежд сулят новые методы клеточной селекции, в разработку которых большой вклад внесла известный советский физиолог Р. Г. Бутенко. Расти тельную ткань можно с помощью определенных ферментов разбить на отдельные клетки, способные в специальных питательных средах длительное время сохранять жизнеспособность. При введении в суспензию клеток токсина фитопатогенного гриба или бактерии все чувствительные к токсину клетки погибнут, а отдельные, устойчивые к токсину, сохранятся. Специальными при смени из таких клеток можно получать целые растения. Они сохранят устойчивость к токсину и возможно будут устойчивы к болезни. Если частота устойчивых к токсину клеток очень низкая, ее увеличивают обработкой суспензии клеток перед введением токсина мутагенными факторами. Тогда токсин станет фактором отбора устойчивых к ному мутантов. Следовательно, только что описанная мутагенная селекция сможет осуществиться на клеточном уровне. Разница будет лишь в том, что для проверки того числа растений, какое получится из клеток, находящихся в одной колбочке, не хватит и гектара. Таким образом, методы получения клеточных суспензий и их регенерации в целые растения, разработанные физиологами, позволили применить к селекции растений гораздо менее трудоемкие и более эффективные принципы селекции микроорганизмов. Можно пойти дальше и ферментами снять с растительных клеток их стенки, оставив лишь протопласты, покрытые цитоплазматической мембраной. Эти протопласты также в определенных питательных средах могут сохранять жизнеспособность, восстанавливать свои клеточные стенки, а затем регенерировать в целые растения. Протопласты обладают замечательным свойством: при добавлении к их суспензии некоторых органических веществ они начинают сливаться друг с другом, причем сливаются протопласты, выделенные из Рваных видов растений, гибридизация между которыми невозможна. Слияние протопластов — перспективный прием для получения гибридов между нескрещивающиеся видами. С помощью протопластов в будущем ученые смогут вовлечь в культурные сорта огромное число генов устойчивости к разнообразным болезням, генов, что хранятся пока в диких растениях мертвым (для человечества) грузом.Достижения генетики и физиологии растений позволили подойти к решению самой трудной проблемы селекции устойчивых к болезням сортов — повышению их горизонтальной устойчивости. Вспомните как сами собой затухли эпифитотии ржавчины кукурузы в Африке в результате накопления генов горизонтальной усидчивости па ежегодном сильном инфекционном фоне. Следовательно, из гетерогенной популяции перекрестно опыляемых растений на фоне сильного заражения возбудителями болезней можно выделить отдельные индивидуумы, обладающие повышенным уровнем горизонтальной устойчивости. Было высказано предположение Использовать такой отбор и для самоопылителей, к которым относятся важнейшие сельскохозяйственные растения: пшеница, ячмень, рис, зернобобовые и другие, тем более что в лабораториях фитохимиков появились препараты, подавляющие развитие пыльцы, по не влияющие на развитие яйцеклеток. Если такими препаратами обработать в определенной фазе роста самоопыляющееся растение, у пего из-за отсутствия пыльцы пропадет способность к самоопылению, но способность оплодотворяться чужеродной пыльцой сохранится. Английский фитонатолог Р. Робинзон предложил высевать смесь сортов пшеницы различного происхождения и разной степени устойчивости к ржавчине, в период цветения собирать с нее пыльцу и распылять ее над растениями, предварительно обработанными вышеописанными препаратами (мужскими гаметоцидами). Такую процедуру следует в течение нескольких лет проводить на фоне искусственного заражения ржавчиной, причем отбирать семена для посева только с наименее пораженных растений. Накопление многих желательных генов в одном гибриде — случайный процесс, вероятность которого тем выше, чем больше гибридов будет проверено на инфекционном фоне. Например, если в популяции в равном число представлены растения, имеющие пять разных генов, то вероятность возникновения гибрида, содержащего все пять генов, составляет 10 в -3, то есть 1:1000. Получение гибридов растений-самоопылителей обычными методами очень трудоемкий процесс: цветок предварительно кастрируют (удаляют пыльники), наносят на него пыльцу, собранную с цветков другого сорта, каким-то образом маркируют гибридные цветки и так далее. Ясно, что много гибридных семян не получишь. С помощью же химических гаметоцидов производят миллионы гибридных семян за сезон. После выделения высокоустойчивых гибридов можно использовать другой прием: помещают их пыльцу на специальные питательные среды и выращивают целые растения из отдельных пыльцевых зерен. Эти растения будут содержать в своих ядрах только по одному набору хромосом, так как получены из гаплоидных клеток. Набор хромосом в этих растениях можно удвоить с помощью колхицина и получить диплоиды (вернее дигаплоиды), гомозиготные по всем генам и, следовательно, не расщепляющиеся при размножении самоопылением. В итоге получают чистые линии растений, имеющих высокий уровень стабильной горизонтальной устойчивости. Описанная программа селекции уже с успехом реализуется в двух тропических странах — Замбии и Бразилии, где вредоносность ржавчины пшеницы очень высока.

Зарожение яблони Селекция болезнеустойчивых сортов растений Методы, позволяющие преодолеть нескрещиваемость Сорторазмещение на полях Эволюция болезней Неорганические и органические фунгициды Недостаток фунгицидов Проблемы применения фунгицидов Адаптация грибов к химическим средствам Грибы, устойчивые к химическим средствам