В селекции кукурузы огромную роль играет генетика. Использование инцухта и гетерозиса, цитоплазматической мужской стерильности, спонтанного и индуцированного мутагенеза и гаплоидии позволило существенно увеличить урожайность и улучшить качество зерна кукурузы [5]. Наиболее эффективным методом селекции кукурузы является метод межлинейной гибридизации. Путем создания новых самоопыляющихся линий достигается наследственное улучшение кукурузы по разнообразно-ценным признаками растения и початка. При скрещивании линий получают гибриды с повышенной производительностью. Создание линий и гибридов на их основе составляют основное содержание метода селекции кукурузы на гетерозис, предусматривающий долгий процесс инбридинга для получения гомозиготных линий [6]. Прелесть самоопыляющихся линий и сортов для селекции на гетерозис определяется их комбинационной способностью — биологическим свойством, обеспечивающим эффект гетерозиса при скрещивании. Комбинационную способность линий и сортов определяют методами диаллельных скрещиваний, топкроса и поликросса [2]. Использование гаплоидии позволяет в два — три раза ускорить процесс инбридинга. О возможности использования гаплоидии в селекционных программах по кукурузе сообщалось неоднократно.
Большое значение в селекции гибридной кукурузы имело открытие цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС). Практической целью использования цитоплазматической мужской стерильности является перевод линии на стерильную основу с восстановлением мужской фертильности. Это предполагает создание стерильного аналога материнского отца и аналога-восстановителя родительского. Селекция кукурузы на гетерозис с использованием ЦМС осуществляется в следующей последовательности:
- создание самоопыляющихся линий и их оценка;
- создание и испытание гибридов;
- перевод перспективных гибридов на стерильную основу с восстановлением мужской фертильности;
- размножение исходных форм гибридов.
Использование цитоплазматической мужской стерильности в семеноводстве кукурузы позволяет осуществлять получение гибридных семян на больших площадях без трудоемкой операции с обрыва метелок [5].
Селекция самоопыляющихся линий базируется на проведении самоопыления и отбора растений и початков по внешним признакам на протяжении нескольких лет, что считается стандартным методом (в основном это три, четыре последовательных генерации самоопыления).
Для получения более высокого процента ценных линий целесообразно применять кумулятивную селекцию кукурузы, которая включает получение инбредных линий по стандартному методу и повторение цикла самоопыления гибридных растений от скрещивания выделенных в первом цикле лучших линий.
Еще одним эффективным методом селекции самоопыляющихся линий кукурузы является метод периодического отбора на специфическую комбинационную способность.
Создание межлинейных гибридов кукурузы осуществляется по различным программам, в зависимости от количества линий, имеющихся в наличии, изученности их по ценным признакам и итогов предыдущей селекции. На сегодня, когда прогнозирование урожайности гибридов по признакам их родительских линий невозможно, приходится применять скрещивание в массовых масштабах. При этом результативность селекции в основном зависит от выбора линий-тестеров для скрещивания с другими линиями. Гибриды получают путем скрещивания самоопыляющихся линий с тестерами, затем идет испытание межлинейных гибридов и выделение лучших комбинаций и, наконец, новые гибриды изучаются в питомнике конкурсного сортоиспытания.
Одной из проблем в селекции кукурузы является проблема создания нового исходного материала.
Достижениям в области селекции скороспелых гибридов является создание и внедрение в производство таких новых раннеспелых и среднеранних высокоурожайных гибридов, как Харьковский 18, Днепровский 203, Днепровский 273М, Коллективный 101ТВ, Коллективный 150ТВ, Коллективный 210АТВ, Саратовский 16, Коллективный 244МВ, Молдавский 251, Юбилейный 60 МВ, обеспечивающих урожайность зерна 60-80 ц / га, хотя и они не все отвечают требованиям производства, относительно стабильности урожаев зерна, влажности (35-40%) и устойчивости к болезням. И это в значительной степени обусловлено тем, что некоторые из них создавались на основе старых отечественных и зарубежных линий и сортов (ВИР 26, ВИР 27, W75, F 2, F 7, Ч21, Шиндельмайзер и другие), в процессе создания которых не выдвигались те требования, которые в наше время определяют ценность гибридов. Такие гибриды как: Днепровский 141, Днепровский 179, Днепровский 203, Молдавский 214, Молдавский 215, Молдавский 258, Коллективный 247, Коллективный 248, Коллективный 160, Черкасский 30, Буковинский 12, Краснодарский 203, Краснодарский 326, Харьковский 18Т, Харьковский 19Т, Харьковский 125, характеризуются высокой устойчивостью к поражению наиболее вредными болезнями, устойчивостью к полеганию и высоким потенциалом урожая зерна [4].
Достижениям в области селекции гибридов кукурузы устойчивых к биотическим и абиотическим факторам является создание новых линий с сочетаннем устойчивости к жаре, засухе и холоду: СЛФ 5-9, СЛФ 9, СЛФ 17-2, СКФ 55, СКФ 86, СКФ 116, ДЖК 16 , ДЖК 35, ДЖК 40, ДЖК 140. Также, с участием новых линий были созданы высокопроизводительные жаро-и засухоустойчивые гибриды Эллада 420 СВ и Криничанский 257 СВ, полученные путем самоопыления семей кукурузы различных циклов отбора зародышевых плазм Ланкастер и Айодент. Эти гибриды превосходят стандарты по урожайности зерна на 0,35 — 0,47 и 0,53 — 0,74 т / га соответственно. Они переданы на Государственное сортоиспытание сельскохозяйственных культур в 2003 и 2005 годах [1, 3].
Различия направлений сельскохозяйственного использования и специфика климатических условий зон сева современной кукурузы требуют от практической селекции и биотехнологии разработки соответствующих методов создания скороспелых и среднеранних, холодостойких и энергично выращиваемых гибридов для обширной северной зоны Степи, среднеспелых и среднепоздних засухоустойчивых гибридов для сева на зерно в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения, а также гибридов для орошения. Основной проблемой селекции кукурузы остается нехватка и трудности при создании исходного материала, так как в основном ведутся работы по созданию новых продуктивных гибридов, а накопление массы посевного материала продолжается годами. Следовательно, перспективным направлением в области селекции кукурузы является сокращение селекционного процесса путем использования биотехнологических методов и технологий.
Перечень литературы
- Гаркава О.М. Оцінка та добір селекційного матеріалу кукурудзи на жаро- та посухостійкість: Автореф.дис… канд.с.-г. наук: 06.01.05 / Інститут зернового господарства. – Дніпропетровськ, 2006. – 20с.
- Генетика сільськогосподарських рослин / За ред. Макрушина М.М.. – К.: Урожай. – 1996. – 225с.
- Грабовський М.Б. Адаптація вихідного матеріалу кукурудзи плазми Лакауне до умов степової зони України: Автореф.дис… канд.с.-г. наук: 06.01.05 / Інститут зернового господарства. – Дніпропетровськ, 2006. – 17с.
- Домашнев П.П., Дзюбецкий Б.В., Костюченко В.И. Селекция кукурузы. – М.: Агропромиздат, 1992. – 208 с.
- Сатарова Т.М. Андрогенез та ембріокультура у кукурудзи invitro.Дис… доктора біол. наук. – Дніпропетровськ, 2002. – 537 с.
- Стрельчук С.І., Демидов С.В., Бердишев Г.Д., Голда Д.М. Генетика з основами селекції. – Київ: Фітосоціоцентр, 2000. – 292с.
Автор статьи: Ляпустина Е.В.