Почему для успешной селекционной работы необходимо знать исходные свойства дикорастущих видов растений?

Если говорить простым языком, селекция — это «осознанное улучшение» культурных растений. А дикорастущие виды — это их «родня», огромный природный резервуар наследственных признаков. Чтобы осознанно улучшать, нужно понимать, чем именно эта родня обладает. Поэтому знание исходных свойств дикорастущих видов — это фундамент нормальной селекционной работы.

Разложу по пунктам, зачем это нужно.

1. Источник полезных признаков, которых нет у культурных сортов

Культурные растения веками отбирали по признакам, важным для человека: урожайность, вкус, крупные плоды, удобство уборки и т.д. При этом многие «дикие» свойства, неочевидные человеку, могли потеряться или ослабнуть.

У дикорастущих видов часто встречаются:

• устойчивость к болезням и вредителям;

• устойчивость к засухе, морозам, засолению почв и другим стрессам;

• способность расти на бедных, каменистых почвах;

• более высокая зимостойкость;

• особые биохимические свойства (витамины, эфирные масла, вкусовые вещества, лечебные соединения).

Если селекционер знает, какие именно дикие виды чем славятся, он может целенаправленно включать их в скрещивания, чтобы «подлить» нужные гены в культурную форму.

Без знания исходных свойств это превращается в тыканье пальцем в небо: скрестили что-то с чем-то — а получите ли вы нужный признак, никто не знает.

2. Расширение генетической базы культурных растений

У культурных сортов генетическое разнообразие часто довольно узкое: многократный отбор «лучших» растений приводит к тому, что многие варианты генов просто исчезают. Это делает культуру уязвимой: появляется новый тип вредителя или болезнь — и сразу страдает весь сортовой состав.

Дикорастущие виды — это огромный запас разных генетических вариантов (аллелей).

Зная их исходные свойства:

• можно осознанно привносить новые комбинации генов в культурную популяцию;

• снижать риск того, что один-единственный стресс «выбьет» сразу всю культуру в регионе;

• поддерживать «генетическую гибкость» сортов, чтобы они могли подстраиваться под новые условия.

То есть дикие виды — это как «генетический банк», а знание их свойств — это справочник по тому, какие «вклады» там лежат и какие из них стоит использовать.

3. Подбор оптимальных родительских форм для гибридизации

Селекционные скрещивания — не случайный процесс. Чтобы получить конкретный набор свойств у нового сорта, селекционер должен:

• понимать, какие признаки несёт каждый из родителей;

• предвидеть, какие сочетания признаков реально получить в потомстве.

Например, если цель — вывести сорт, который:

• переносит засуху,

• устойчив к определённой болезни,

• при этом даёт более-менее приемлемый урожай,

то нужно выбрать:

• культурный сорт с хорошей урожайностью;

• дикий вид, у которого доказано есть засухоустойчивость;

• возможно, ещё один дикий родственник с устойчивостью к конкретному патогену.

Если не знать исходных свойств дикорастущих форм, родительские пары будут подбираться почти вслепую, а это огромная потеря времени, сил и средств, и часто — нулевой или слабый результат.

4. Адаптация культур к новым и меняющимся условиям среды

Климат меняется, меняется структура земледелия, расширяются площади под новые культуры. Дикорастущие виды как раз и демонстрируют, в каких условиях какой вид способен выживать:

• какие растения выдерживают длительные засухи;

• какие — сильные морозы без снега;

• какие лучше растут на кислых, щелочных или засолённых почвах;

• какие справляются с затенением и т.д.

Зная исходные экологические приспособления дикорастущего вида, селекционер может:

• выбирать его как донора устойчивости к нужным условиям;

• целенаправленно создавать сорта для определённых климатических зон и типов почв;

• «настраивать» культуру под экстремальные условия, где обычные сорта не выживают.

5. Предотвращение потери важных признаков при окультуривании

Процесс окультуривания (доместикации) часто сопровождался потерей ряда полезных диких черт. Например:

• уменьшение естественной устойчивости;

• ослабление корневой системы;

• снижение способности к самовосстановлению популяций.

Если селекционер знает, какими свойствами обладал дикий предок, можно:

• выявить, какие признаки были утрачены;

• вернуть часть этих признаков обратно через межвидовые скрещивания;

• не «добить» окончательно те полезные черты, которые ещё остались.

Без понимания исходных свойств легко случайно избавиться в ходе отбора от чего-то очень важного, просто потому что оно неочевидно на первый взгляд (например, скрытая устойчивость к редкой болезни).

6. Более точное планирование экспериментов и экономия ресурсов

Селекция — процесс долгий и затратный: годы, иногда десятилетия работы. Невозможно и бессмысленно скрещивать всё со всем. Зная свойства дикорастущих видов:

• заранее отбрасывают заведомо неподходящие формы;

• концентрируют усилия на видах, у которых есть шансы дать нужный результат;

• лучше планируют схемы скрещиваний и дальнейшие циклы отбора.

Иначе селекция идёт по пути «слепого перебора», что в современных условиях, когда нужно быстро получать новые сорта под изменяющийся климат и рынок, просто непозволительная роскошь.

7. Научное понимание путей эволюции культурного вида

Для серьёзной селекции важно понимать:

• от каких диких предков произошёл культурный вид;

• какие эволюционные пути и изменения он прошёл;

• какие признаки были сформированы естественным отбором, а какие — человеческим.

Знание исходных свойств дикорастущих форм:

• позволяет восстановить историю формирования культуры;

• помогает понять, какие признаки «глубоко укоренены» в геноме и труднее поддаются изменению, а какие изменяются сравнительно легко;

• даёт возможность использовать эволюционную логику для прогнозирования, какие направления отбора будут успешнее.

Это уже более научный, теоретический уровень, но он напрямую влияет на практику.

8. Сохранение и использование генофонда (генетических ресурсов)

Сейчас во всём мире создаются генбанки и коллекции дикорастущих и местных форм растений. Но сам по себе набор семян в хранилище мало что даёт, если не знать, что там лежит.

Знание исходных свойств дикорастущих видов нужно, чтобы:

• ценить и приоритизировать их сохранение (особенно редких и исчезающих);

• описывать и классифицировать образцы не только по внешнему виду, но и по устойчивости, биохимии, фенологии (сроки цветения, созревания и т.д.);

• целенаправленно использовать коллекции в селекционных программах.

Иначе генофонд превращается в «чёрный ящик».

Итог

Для успешной селекционной работы обязательно нужно знать исходные свойства дикорастущих видов растений, потому что именно они:

• являются главным природным источником новых полезных признаков;

• расширяют генетическую базу культурных растений;

• позволяют осознанно подбирать родительские пары при скрещиваниях;

• помогают адаптировать сорта к новым и экстремальным условиям;

• дают возможность вернуть или сохранить важные утратившиеся признаки;

• экономят время и ресурсы, позволяя избегать «слепого перебора»;

• обеспечивают научное понимание происхождения и возможностей культуры;

• лежат в основе рационального использования и сохранения генофонда.

Без этого знания селекция превращается в полуслучайный эксперимент. С этим знанием она становится управляемой, целенаправленной и гораздо более эффективной.