Технология селекционного процесса

Техника скрещивания и получения семян. Наибольший про­цент удачи дают скрещивания при обильном количестве пыль­цы, которую необходимо по возможности заготовить перед опы­лением или заранее. Для этого цветки с созревшими пыльни­ками собирают утром, подсушивают в течение 5—6 ч, затем пыльцу из них ссыпают на черное стекло или глянцевую бумагу, постукивая препаровальной иглой по колонке пыльников. При большом объеме скрещиваний для выделения пыльцы исполь­зуют механические вибраторы (например, электрозвонок). Пыльцу ссыпают в пробирку, закрывают пробкой, этикетируют и хранят в холодильнике при 3—6°С.

В жаркую погоду опыление проводят в утренние и вечерние часы, в пасмурную — в любое время суток. Вечером процент удачных скрещиваний возрастает в 2 раза по сравнению с ут­ренними часами.

Скрещивание с предварительной кастрацией пыльников при­меняют при генетических исследованиях, изоляцию кастриро­ванных цветков — при работе с дикими видами. В практической селекции опыление проводят без кастрации и изоляции полу­раскрытых цветков, в день их раскрытия и на следующий день. В соцветии оставляют пять—семь цветков. Опыляют по 50— 100 цветков каждой комбинации несколькими способами: с по­мощью ученического пера, окуная рыльце пестика в пыльцу, с помощью стеклянной трубки или отрезка гусиного пера с поршнем внутри для выталкивания пыльцы

Для увеличения процента завязывания ягод используют ме­тод декапитации стеблей, состоящий в следующем: в поле сре­зают верхушки стеблей высотой 50—70 см с цветоносами, поме­щают их в проточную воду или питательную смесь в специаль­ном домике (затененном, но хорошо освещенном, обтянутом марлей для создания повышенной влажности) и опыляют. На завязавшиеся ягоды, чтобы не потерять их, надевают марлевый мешочек, туда же кладут этикетку с номером комбинации. Доза­ривают ягоды в помещении при 10—15 °С и влажности 50— 50%, затем семена извлекают вручную, отмывают, подсушивают и ссыпают в пакеты.

Все результаты скрещивания заносят в специальный жур­нал-, где отмечают порядковый номер, комбинацию скрещива­ния, число опыленных цветков, завязавшихся ягод, дату, место скрещивания (поле, марлевая теплица, декапитационный до­мик), время (утро, вечер). На этикетке, которую привязывают к цветоносу, пишут только номер скрещивания и число опылен­ных цветков.

Выращивание сеянцев. Селекционные учреждения выращи­вают ежегодно большое количество сеянцев (40—45 тыс.). В связи с этим часть семян высевают уже в зимнее время в спе­циально подготовленные торфоперегнойные кубики размером IXlXlсМ либо наклеивают на фильтровальную или другую тонкую бумагу на расстоянии 0,7 см в ряду и 4 см между ряда­ми. Все образцы соответствующим образом этикетируют по ком­бинациям и хранят до весны при температуре 3—5°С.

Весной кубики переносят в теплицу, увлажняют и через 10 дней вместе с растениями пересаживают в обычные торфо­перегнойные кубики размером 7X7X7 см (при выращивании в поле) или пластмассовые горшочки (при горшечной культуре).

Бумагу с наклеенными семенами весной укладывают в кю­вету с увлажненной смесью земли и торфа, сверху присыпая слоем торфа 0,3— 0,5 см.

Большую часть семян высевают в третьей декаде апреля в посевные ящики или пластмассовые кюветы с почвой на глу­бину 0,5 см. Рассаду сеянцев для полевой культуры пикируют в торфоперегнойные кубики 7x7x7 см, затем высаживают в поле. -

Оптимальный срок высадки рассады в поле — перед появле­нием у них пяти—семи настоящих листьев (через 45—55 дней после посева). Посадку проводят рассадопосадочной машиной по схеме 70X70 см с поливом. За сеянцами ведут соответст­вующий уход (рыхление, уничтожение сорняков, окучивание и т. д.).

Схема селекционного процесса. Она предусматривает исполь­зование имеющеюся и создание нового исходного материала, проведение оценок и отбор лучших родительских форм, сеянцев, гибридов, клонов в питомниках

Питомник родительских форм. Здесь в горшечной культуре выращивают дикие и культурные виды картофеля в поле или теплице, селекционные и местные сорта, лучшие гиб­риды. В ноле родительские формы высаживают с площадью питания 70x70 или 70x35 см по 20—40 клубней каждой фор­мы. В летней пленочно-марлевой теплице размещают 100— I 10 образцов по 10 растений каждого в рядке. В теплице доста­точно влажно, растения там вытягиваются, их подвязывают к кольям. Обязательно проводят прочистку от больных растений и примесей. В питомнике родительских форм выполняют все скрещивания. В теплице процент завязывания ягод выше, чем в поле.

Питомник сеянцев первого года. В нем выращи­вают сеянцы из семян. Каждый сеянец изучают отдельно. Ведут негативный отбор. Весной перед пикировкой сеянцы оценивают на полевую устойчивость к фитофторе путем массового зараже­ния и отбора невосприимчивых форм. В период выкопки клуб­ней проводят их браковку по следующим признакам: длинные столоны, синяя окраска клубней, поражение фитофторой и пар­шой. Лучшие кусты иногда отбирают полностью или от всех берут по одному клубню, плохие бракуют. Отобранные гибриды поступают в следующий питомник.

Питомник одноклубневок. Каждый гибрид здесь представлен одним клубнем, их высаживают по комбинациям ярусами по 10 в рядке. В период вегетации проводят фено­логические наблюдения (всходы, цветение, отмирание ботвы), учет поражения листьев болезнями. Гибриды оценивают по типу куста, форме, окраске кожуры и мякоти клубня, глубине глаз­ков, числу клубней, компактности гнезда, пораженности клуб­ней болезнями. От сомнительных гибридов отбирают по одному клубню для повторного испытания в этом питомнике, а лучшие поступают в питомник гибридов второго года. Бракуют до 90 % образцов.

Питомник гибридов второго года (клоны первого года). Гибриды высаживают однорядковыми де­лянками с числом клубней, кратным 5 (10, 15 и т. д. в зависи­мости от наличия материала). Через каждые 20—50 гибридов размещают делянки стандартных сортов. К оценкам, проводи­мым в предыдущем питомнике, добавляют следующие: урожай­ность, скороспелость (выкапывают по два куста через 60— S5 дней после посадки), содержание крахмала, размер клубня. .Бракуют до 70 % гибридов.

Питомник предварительного испытания. Гиб­риды высаживают одно-двухрядковыми делянками по 60— 180 клубней в одно-трехкратном повторении.

Гибриды и стандартные сорта располагают по группам спе­лости. Учеты и наблюдения те же, что и в предыдущем питом­нике. Дополнительно оценивают гибриды по товарности клуб­ней, их столовым качествам (вкус, потемнение мякоти), содер­жанию сырого протеина {-*при селекции на этот признак), устой­чивости ботвы к фитофторе методом искусственного заражения, устойчивости к раку, нематоде.

П игом н и к о с п о в п о г о и спит а н и я. Испытание про­водят 1—2 года. Гибриды высаживают на одно-четырехрядко- вых делянках по 30—60 клубней в рядке в четырехкратном повторении. Стандартные сорта и гибриды размещают по груп­пам спелости через 8—10 номеров. Наблюдения и учеты те же, что и в предыдущем питомнике. Гибриды дополнительно оцени­вают по полевой устойчивости листьев и клубней к фитофто- розу (лабораторным методом, при развитии болезни до размера эпифитотин — в поле), через 2 года дают среднюю оценку сте­пени поражения. Материал из этого питомника поступает в кон­курсное сортоиспытание, питомник селекционного размножения, экологическое и динамическое испытания.

Конкурсное испытание. Перспективный селекцион­ный материал испытывается в течение 3 лет по методике госу­дарственного сортоиспытания. Делянки четырехрядковые по 50 клубней в рядке в четырехкратном повторении (всего 800 клубней). Семенной материал для конкурсного испытания берут в течение двух следующих лет в питомнике селекционного раз­множения. Повторяют учеты и наблюдения, проводимые в пи­томнике основного испытания, кроме оценки на ракоустойчи- вость. Дополнительно гибриды оценивают на фитофтороустой- чивость на инфекционном фоне (на Сахалинском опорном пункте), в лабораторных условиях определяют Д'-гепы (разовое определение, при сомнительной реакции — повторное), опреде­ляют устойчивость клубней к механическим повреждениям, их лежкость в период зимнего хранения. Параллельно с конкурс-' ным проводят динамическое, экологическое и производственное испытания.

Динамическое испытание. Длится в течение 3 лет. Его основная задача — определить группу спелости гибридов по сравнению со стандартными районированными сортами. Для этого за период вегетации берут четыре пробы по 15 кустов в четырехкратном повторении (всего 240 кустов): первую — в начале образования клубней у скороспелого стандарта, после­дующие— через каждые 10 дней. Гибриды оценивают но уро­жаю клубней и массе ботвы, товарности, средней массе товар­ного клубня, содержанию крахмала, вкусу.

Для экономии земельной площади рекомендуют объединять питомники конкурсного и динамического испытания, высаживая в каждом повторении по 260 клубней (4 рядка по 50 клубней конкурсного и в продолжение по 15 клубней динамического ис­пытания в каждом рядке). Ко времени уборки конкурсного ис­пытания пробы динамического испытания уже взяты и в питом­нике на их месте остаются широкие разворотные полосы для уборочных машин.

Экологическое испытание. Его проводят для выяв­ления пластичности гибридов в течение 3 лет: в первый год —

4.42 по методике предварительного, во второй и третий год — основ­ного испытания. Материал учреждение-оригинатор рассылает на опытные станции, в селекцентры зоны, лаборатории по первич­ному семеноводству, где его используют в первый год. В после­дующие годы оценивают материал, выращенный в пункте испы­тания.

Питомник селекционного размножения. Слу­жит для размножения гибридов, находящихся в конкурсном ис­пытании. Повторность однократная, размер делянки от 65 мг до 1 га (в зависимости от наличия материала). Проводят феноло­гические наблюдения, учет болезней (3—4 раза), прочистки, предварительный учет урожая. Питомник размещают на изоли­рованном участке, материал для него отбирают по результатам индексации и серологического анализа.

Производственное испытание. Этот вид испыта­ния проводят в условиях ОПХ, колхозов или совхозов. Выса­живают перспективные формы, прошедшие двухлетнее конкурс­ное испытание, на площади от 0,25 до 0,5 га. В качестве стан­дартов используют районированные сорта одной с испытуемым материалом группы спелости. Технология посева общепринятая для данной культуры в хозяйстве 'или интенсивная. Проводят учет урожая.

Перспективные сорта, начиная с питомника основного испы­тания, размножают в селекционном питомнике, чтобы после окончания всех испытаний и итоговой оценки сорта иметь для передачи в государственное сортоиспытание 5 т семенного ма­териала.

методы оценки селекционного материала

Большое значение для селекции картофеля имеет оценка ус­тойчивости гибридного материала к болезням, вредителям, эк­стремальным условиям среды, а также качества их клубней.

Оценка устойчивости к болезням. Устойчивость к вирус­ным болезням может быть выявлена в самый ранний пе­риод роста сеянцев. Для этого их заражают с помощью пи- столета-распылителя с расстояния 10—15 см инокулюмом ви­русов X иY,в который добавлен абразив (карборунд, целит) для нарушения целостности листьев и повышения эффективно­сти приема. После инокуляции сеянцы опрыскивают водой, что­бы на листьях не оставалось высохшего инокулюма, а через 7— 10 дней выносят из теплицы наружу. Выбраковку по внешним признакам проводят неоднократно в течение 1,5—2 мес после инокуляции, затем все внешне здоровые растения проверяют серологически и давшие с сывороткой положительные реакции удаляют.

Устойчивость картофеля к фитофторозу выявляют с по­мощью лабораторных и полевых методов. Полевую устойчивость сеянцев к болезни оценивают в фазе четырех — шести листьев путем заражения их суспензией расы 1, 2, 3, 4 (инфекционная нагрузка !0—12 конидий в поле зрения микроскопа Х120) и на 5. 9, 15-й день удаляют пораженные растения.

Полевую устойчивость в селекционных питомниках оценива­ют методом искусственной инокуляции отделенных листьев (по шесть каждого образца из среднего яруса), нанося на них сус­пензию повышенной (18—20) и пониженной (15—16 в поле зрения микроскопа) концентрации конидий расы 1, 2, 3, 4. Оценку проводят через 3—4 дня после заражения, а затем дваж­ды последовательно через двое суток по девятибалльной шкале СЭВ, вычисляя средний балл поражения образца. Контролем служат хорошо изученные по полевой устойчивости сорта. При развитии эпифитотии фитофтороза полевую устойчивость листь­ев и клубней оценивают визуально в поле.

Сверхчувствительность (/?-гены) листьев и клубней опре­деляют путем ^заражения отделенных листьев и ломтиков клуб­ней суспензией определенных рас гриба и последующей оценки. В качестве контролей используют сорта с известными /^-генами в листьях и клубнях.

Оценку устойчивости к бактериальным болезням проводят в полевых и лабораторных условиях. Лабораторные методы включают искусственное заражение клубней (ломтиков) и срезанных стеблей (при оценке устойчивости к черной ножке) или клубней (при оценке устойчивости к кольцевой гнили) чи­стыми культурами возбудителей болезней, выдерживание их в условиях определенной температуры и влажности и последую­щую оценку степени заражения.

Полевой метод оценки селекционного материала также ос­нован на искусственном заражении клубней перед посадкой чи­стыми культурами возбудителей, которые вводят в них с по­мощью шприца. Развитие болезни контролируют в период веге­тации и при уборке. Полевой метод оценки применяют на по­следних этапах селекционного процесса

Оценка устойчивости к механическим повреждениям. Такую оценку нужно проводить ежегодно, начиная с питомника ги­бридов второго года. Первоначально применяют лабораторный метод оценки устойчивости клубней к потемнению мякоти с по­мощью прибора динамической" прочности (ПДП), а для гибри­дов в основном и конкурсном испытаниях — механизированную уборку в поле. Их убирают комбайном или картофелекопателем КСТ-1,4, которые сильно повреждают клубни. В день уборки учитывают внешние (обдирание кожуры, вырывание мякоти, трещины), а через 10—20 дней хранения при температуре 16— 18°С и внутренние (потемнение мякоти) повреждения. По ре­зультатам учета вычисляют процент поврежденных клубней, в том числе по видам механических повреждений.

Качество клубней. Данный признак определяется многими по­казателями— формой, глубиной глазков, окраской кожуры и мякоти, вкусовыми достоинствами, содержанием крахмала, бел­ка, витаминов. Первые пять признаков оценивают визуально. Содержание крахмала, белка, витаминов устанавливают изве­стными лабораторными методами.

Степень однородности клубней (пробы по сухому веществу) определяют в солевых растворах, потемнение мякоти — на раз­резе сырых клубней.

Столовые качества клубней — целостность кожуры, плотность мякоти после варки, мучнистость (рассыпчатость), клеклость, водянистость, вкус, запах, потемнение мякоти после варки — оценивают при дегустации. Клубни варят без соли, отмечая продолжительность варки. Все указанные показатели опреде­ляют по внешнему виду, органолептически и выражают в бал­лах. Общая оценка столовых качеств представляет сумму бал­лов.

Оценку сортов на продолжительность хранения без сниже­ния столовых качеств клубней нужно проводить 2 раза: пер­вый—в течение 1—2 мес после уборки, второй — в конце зи­мы—начале весны до прорастания клубней.

Пригодность клубней для переработки на чипсы. Этот пока­затель оценивается в лабораторных условиях по содержанию редуцирующих Сахаров и качеству чипсов. Содержание Сахаров определяют известными методами, например хроматографиче- ским экспресс-методом БелНИИКПО( контроль—цветовая шка­ла на основе стандартных растворов глюкозы).

Пригодность к переработке на чипсы определяют после двух­недельного рекопдиционирования образцов при 23°С. Ломти нарезают толщиной 1,1 —1,2 мм, жарят 2 мин при 160—180°С. Качество готовых чипсов оценивают по девятибалльной цвето­вой шкале.

Высокую пригодность гибридов для переработки на чипсы на ранних этапах селекции выявляют методом «жареных дис­ков», в основу которого положена идентичность протекания ре­акции Майларда при жарении ломтей и жарении дисков из фильтровальной бумаги, пропитанных выжатым на них соком разрезанного пополам кл'убня. Диски сравнивают с цветовой шкалой. Половинки ценного материала используют в дальней­шем в селекционной работе.

Практическое занятие № 15