Планирование селекционного процесса включает следующие этапы:
1. определение основных способов работы с селекционным материалом: характера изучения коллекционного материала; способы создания популяций и численности популяций, создаваемых различными способами; способов работы с популяциями; способа отбора.
2. определение схемы селекционного процесса: числа его звеньев и их назначение, места где они будут размещаться. А также площадей, делянок в них, норм высева, числа повторений, способов размещения образцов в повторении, частоты размещения стандарта
3. Определение технических данных делянок в питомниках и сортоиспытаниях: длины, числа рядков в делянке, ширины междурядий, межделяночных и межполосных (межъярусных) дорожек (дорог).
4. Определение объема скрещиваний (или других приемов создания популяций), объема популяций и отборов из них, питомников и сортоиспытаний (число образцов в них), примерного процента браковки в разных звеньях.
5. Определение системы наблюдений, оценок и учетов (какие именно наблюдения, оценки и учеты, в каком объеме и по какой методике следует вести в том или ином питомнике или сортоиспытании).
Способы работы с селекционным материалом зависят от культуры, зоны, а также от индивидуальных особенностей селекционера.
Для тщательного изучения коллекции требуется 2—3 года. Зато число популяций может быть сильно уменьшено. Это сэкономит труд и позволит детальнее проработать популяции (увеличить объем популяций и объем отборов из них). Кратковременное, ориентировочное изучение коллекции (а иногда знакомство с образцами по данным других учреждений) обычно связано с созданием большого количества популяций (чаще всего гибридных комбинаций) с целью выбрать из них в дальнейшем перспективные.
Способ создания популяций во многом зависит от культуры. Так, при работе с ячменем хороший результат дает и гибридизация, и мутагенез. В селекции пшеницы широко используется гибридизация, а автополиплоидия не имеет перспективы. Напротив, у ржи автополиплоиды представляют селекционную ценность.
Выбор поколения для отбора основывается на известных генетических закономерностях. Отбор из ранних гибридных поколений позволяет сразу ограничить круг материала, с которым целесообразна дальнейшая работа, но, как правило, выделяет гетерозиготы, что заставляет прибегать к повторным отборам у самоопылителей. По некоторым данным, отбор из F3—F4 предпочтительнее отбора из поздних гибридных поколений (метод пересева) задерживает выделение растений-родоначальников, но зато дает больший процент гомозиготных форм. При методе пересева быстро накапливается избыточное количество семян. Часть популяции приходится отбрасывать. Можно делать это чисто механически, а можно использовать массовый отбор, оставляя для пересева только лучшие растения. Последнее требует дополнительной затраты труда. Можно организовать испытание популяций (в том числе по мере накопления семян на больших делянках с повторностью), отбрасывая малоурожайные или не отвечающие другим требованиям. Иногда браковку популяций ведут уже с первого поколения (например, исключая полегающие, поражающиеся болезнями и т. д.). Кроме того, считают, что высокогетерозисные комбинации Ft дают в последующих поколениях наиболее урожайные линии. Метод пересева может быть с успехом использован для естественного отбора наиболее устойчивых генотипов в районах с неблагоприятными климатическими условиями, например при селекции озимых на морозостойкость в местностях с суровыми малоснежными зимами.
У мутантов отбор целесообразно вести в ранних поколениях. Рецессивные мутации проявляются со второго мутантного поколения.
Таблица 2 – Данные для планирования селекционного процесса при работе с яровой пшеницей
Звено |
Норма высева |
Коэф-фициент размно-жения |
Способ посева |
Площадь делянки, м2 |
Процент браков-ки |
Коллекция |
50-80 шт/м |
15-25 |
СР-1,СКС-6-10 |
1-2 |
20-50-ежегод-но |
Питомник гибридиза-ции |
30-50 шт/м |
Вручную под линейку, СР-1 |
Зависти от объема гибридизации |
||
F1 |
10-20 шт/м |
50-80 |
Вручную под линейку, ср-1 |
Зависит от числа гибридных семян |
5-20 |
F2 |
50-80 шт/м |
15-20 |
СР-1,СКС-6-10, СН-10Ц |
Зависит от количества посевного материала и объема популяции, необходимого для отбора |
5-20 |
СП1-года |
20-50 шт/м |
20-30 |
Вручную под линейку, СР-1 |
0,15-0,4 |
90-95 |
СП2-года |
50-60 шт/м |
15-25 |
СР-1,СКС-6-10 |
1-2 |
80-85 |
КП |
4,5-5 млн.шт/га |
10-15 |
СР-1,СКС-6-10, СН-10Ц |
2-4 |
70-80 |
ПСИ |
5-6 млн.шт/га |
10-15 |
СКС-6-10, СН-10Ц |
10-20 |
60-75 |
КСИ |
5-6 млн.шт/га |
10-15 |
СКС-6-10, СН-10Ц |
25(при 6-ти кратной повторности)-50 (при 4-х кратной повторности) |
50-75 |
Контрольные вопросы
1. Назовите, из каких ресурсов подбирается исходный материал для селекции
2. Укажите основные этапы планирования селекционного процесса
3. Назовите, из какого семенного материала формируется каждый из питомников.
2. Маркировка и комплектация селекционных образцов
Все селекционные образцы должны быть промаркированы. В противном случае невозможно проследить родословную образца и сопоставить его оценки в разные годы в поле и в лаборатории. Наиболее рациональна двойная маркировка, когда указывают номер делянки данного года и индивидуальный номер образца, который присваивается на все время работы с ним. Первый показывает год, когда выращены семена, и звено, в котором они получены, второй — родословную образца. Номера делянок могут быть сквозными от коллекции до конкурсного сортоиспытания, а также автономными для каждого звена. В первом случае номера не повторяются, и место любого образца в том или ином питомнике или сортоиспытании можно установить однозначно. Во втором случае нумерация в каждом звене начинается с 1, и место образца может быть определено по сокращенному наименованию звена на этикетке или на пакете (например, КСИ-87 — конкурсное сортоиспытание 1987 г.). Поскольку сокращенное наименование звена указывают во всех случаях, второй способ лаконичнее — позволяет избежать при маркировке слишком больших чисел.
Если в питомнике (сортоиспытании) имеется повторность, то при автономной нумерации делянок возможна или сквозная нумерация в пределах звена или нумерация каждой повторности отдельно. В последнем случае номер повторения указывают через черточку, например, 127-2, т. е. 127-я делянка во втором повторении. Применение данного способа особенно удобно тогда, когда определенный номер делянки соответствует определенному образцу. Если применяют рендомизацию, номера делянок в поле располагаются в этом случае не по порядку.
Роль индивидуального номера образца в коллекции и в питомнике гибридизации выполняет название образца (если это районированный сорт) или номер коллекции того учреждения, откуда он получен. Номера коллекции Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства имени Н. И. Вавилова (ВИР) начинаются с буквы К (например, К-22855), в других случаях в скобках указывают сокращенное название учреждения, откуда поступил образец. Для иностранных образцов указывается название страны. Если образец собственной селекции, то указывается его индивидуальный селекционный номер. Все эти сведения имеются в каталоге исходного материала, который ведется в отделе (лаборатории) и в который заносят данные об образцах, поступающих в отдел. Форма каталога приведена ниже.
Таблица 3 – Форма каталога
№ по ката-логу |
Назва-ние образца (№ по каталогу ВИР) |
Разно-вид-ность |
Оригина-тор (учрежде-ние, страна) |
Год поступле-ния |
Откуда полу-чен |
Харак-терис-тика |
Индивидуальный номер образца в остальных питомниках составляется из номера гибридной комбинации (или номера мутантной популяции): h5, h181 и т. д. (М28, М75 и т. д.) и, если проведен отбор, из номера элитного растения. Например, h25-17, h187-3. При повторном отборе добавляется через черточку номер нового элитного растения. Например, h-25-17-8. Расшифровка номера гибридной комбинации (материнская и отцовская формы) приводится в каталоге скрещиваний, мутантной популяции — в каталоге мутантных популяций. Здесь же указывается количество элитных растений, отобранных из каждой комбинации. Форма каталога приведена ниже.
Таблица 4 – Форма каталога
№ гибрид-ной комбина-ции |
Год скрещивания |
Способ скрещива-ния |
Материнская форма |
Отцовская форма |
||
Назва-ние |
№ по каталогу исходного материала |
Назва-ние |
№ по каталогу исходного материала |
|||
продолжение
Число цвет-ков |
Число гибридных семян |
Процент удачи |
Выпол-ненность семян |
Поколе-ние, из которого сделан отбор |
Число отобранных элитных растений |
Если применяется индуцированный мутагенез, ведут каталог мутантных популяций.
Номер делянки и индивидуальный номер образца проставляются в посевных ведомостях, полевых журналах, ведомостях, с которыми образцы поступают на анализ в технологическую и биохимическую лаборатории, на пакетах, сноповых и мешочных этикетках. На пакетах, сноповых и мешочных этикетках надписи делают простым карандашом (в ведомостях и журналах можно писать шариковой ручкой). Надписи должны быть сделаны разборчиво и в определенном месте пакета (например, со стороны клапана в нижнем правом углу) — это облегчает работу с материалом. На полевых этикетках (номерных колышках), выставляемых на делянках, указывают только номер делянки без обозначения звена. Во всех случаях стандарт обозначают «Ст» или «St».
Комплектация посева — подготовка образцов к посеву и определение их фактического числа, которое предстоит высевать в данном году в каждом звене селекционного процесса.
Подготовку к посеву начинают после завершения оценок и браковок в данном звене. Коллекцию составляют из образцов прошлого года, изучение которых еще не закончено, и новых поступлений. Питомник гибридизации включает материнские и отцовские формы, намеченные для гибридизации. Гибридный питомник составляют из образцов, полученных от скрещивания (F1), и образцов последующих поколений, избежавших выбраковки. Питомник мутантов состоит из образцов различных мутантных поколений. Число образцов в различных звеньях испытания потомств элитных растений определяется количеством образцов в предыдущем звене, оставшихся после лабораторной браковки, а в селекционном питомнике 1-го года — числом элитных растений, отобранных для посева. Конкурсное сортоиспытание комплектуется за счет образцов прошлого года, изучение которых должно быть продолжено, и новых поступлений из предыдущего звена.
Образцы могут быть оставлены повторно в контрольном питомнике и предварительном сортоиспытании, если целесообразность продвижения их в следующее звено сомнительна и в то же время есть основания воздержаться от их выбраковки. Чтобы подготовить образец к посеву, нужно очистить его от сорных примесей (мякины, соломы), слишком щуплых и битых семян и набрать количество семян, необходимое для высева на делянке столько раз, сколько повторностей предусмотрено. Семена с элитных растений (колосьев) и семена, полученные от скрещивания (F1), очищают вручную. Более крупные образцы для посева селекционного питомника 2-го года, а иногда и коллекции очищают на ручных решетах. Еще более крупные образцы обрабатывают на семяочистительной машине СМ-0,15.
В малых образцах (селекционного питомника 1-го года, первого гибридного поколения) число семян, необходимое для посева, отсчитывают, пользуясь разборной доской и шпателем (рис. 5) или автоматическим счетчиком семян АСС-1М. Для посева F1используют все имеющиеся семена.
Рисунок 5 – Разборная доска и шпатель
Начиная с селекционного питомника 2-го года целесообразно комбинировать подсчет и взвешивание. Если образец высевают с повторениями, то достаточно после тщательного перемешивания отсчитать необходимое число семян для первого повторения, взвесить их, а для остальных повторений, не отсчитывая, взять такие же навески. При достаточно большой делянке сначала определяют массу 1000 семян, а затем рассчитывают массу семян, необходимую для посева. Для конкурсного сортоиспытания массу 1000 семян определяют согласно ГОСТ 12042 — 80. Однако для контрольного питомника, более ранних звеньев и даже для предварительного сортоиспытания можно использовать упрощенный способ. Образец тщательно перемешивают и отсчитывают подряд 50 семян. Операцию повторяют еще 2 раза. Объединяют отсчитанные семена (всего 150 семян), взвешивают их и результат умножают на 6,67.
Пример.
Масса 150 семян — 6,3 г.
Масса 1000 семян — 6,3-6,67=42 г.
Количество семян, необходимое для формирования коллекции, популяций для пересева, испытания и отбора, рассчитывают так же, как для селекционного питомника 2-го года — конкурсного сортоиспытания в зависимости от размера делянки. При определении количества семян для посева в питомнике гибридизации учитывают частоту использования образца в скрещиваниях: чем в большем числе комбинаций он участвует, тем больше делянка.
Рисунок 6 – Посевной ящик; справа — пакеты на нитке
Поправку на нее в предварительном сортоиспытании можно не вводить. Всхожесть определяют по ГОСТ 12038 — 84.
Образцы, подготовленные для посева, либо вовсе не должны содержать сорных примесей, либо (если образец достаточно велик) содержать их минимальное количество, поэтому поправку на засоренность образца вводят только при определении норм высева в сортоиспытаниях. Если засоренность очень мала (менее 1%), поправку можно не вводить. Чистоту определяют по ГОСТ 12037 — 81.
Образцы, подготовленные для посева, либо вовсе не должны содержать сорных примесей, либо содержать их минимальное количество, поэтому поправку на засоренность образца вводят только при определении норм высева в сортоиспытаниях. Если засоренность очень мала (менее 1 %), поправку можно не вводить.
Норму высева с поправкой на всхожесть и чистоту рассчитывают следующим образом.
Масса 1000 семян-35,6 г.
Всхожесть семян-95%
Чистота семян-98,01%
Норма высева всхожих семян-6 млн. на 1 га.
Площадь делянки-25 м2
Норма высева на 25 м2-
(6 000000*35,6)/1000*(100/95)*(100/98,01)*(25/10000)=574 г.
Семена для посева на делянке помещают в пакет. Пакеты маркируют и складывают в том порядке, в котором их предстоит высевать. Для этой цели используют посевные ящики с перегородками. Через определенное количество образцов вставляют пакеты со стандартом. В некоторых селекционных учреждениях практикуется нанизывание пакетов на прочную нитку с помощью толстой иглы.
Рисунок 7 – Расположение образцов в конкурсном сортоиспытании с нулевой повторностью и схема движения комбайна при его уборке
При посеве сеялками с аппаратом центрального высева, которые за один проход засевают по одной делянке в каждом ярусе контрольного питомника или сортоиспытания, пакеты расставляют не по ярусам, как располагаются повторения, а по проходам сеялки: так удобнее при посеве.
Если уборку сортоиспытания предстоит проводить комбайном «Сампо-500», который из-за слишком широкого режущего аппарата может убирать только крайние делянки в ярусах и вместе с тем слишком засоряет образцы при переходе с делянки одного яруса на делянку другого, целесообразно посеять специальную нулевую.
Рисунок 8 – Контейнер с кассетами к сеялке СКС-6-10; внизу — заполнение кассет
повторность для прочистки комбайна. На семена используют урожай с делянок первого повторения, расположение образцов в котором должно соответствовать расположению их в нулевом повторении .
Если планируется посев сеялкой СКС-6-10 в кассетном варианте, то семена засыпают прямо в ячеи кассет. Когда семена для питомника или сортоиспытания подготовлены для посева, данные о числе образцов заносят в ведомость комплектации посева.
Таблица 5 – Ведомость комплектации посева
Питомник |
Число образцов |
Число повторений |
Количество семян, необходимое для посева на делянке, шт.,г |
|
Без стандарта |
Со стандартом |
|||
Контрольные вопросы
1. Назовите основные функции маркировки и комплектации семян, в чем их важность
2. Назовите мероприятия, которые входят в комплектацию семенного материала