Задачи и направления селекции. Исходный материал Соя.

ЗАДАЧИ И НАПРАВЛЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ.

Традиционные направления селекции сои: на урожайность, скороспелость, устойчивость к полеганию, болезням, вредителям, содержание масла и белка в семенах. В последние годы опре­делилось новое направление — на повышенную азотфиксирую- щую активность.

Селекция на урожайность. Большинство районированных сортов имеет потенциальную урожайность 3—4 т/га; в респуб­ликах Средней Азии при орошении она составляет 3,5—4 т/га. Рекордная урожайность в США достигает 7 т/га.

Индивидуальный отбор на продуктивность в гетерогенных популяциях необходимо вести по следующим показателям, об­ладающим высокой наследуемостью и низким уровнем модифи- кационной изменчивости: высота растений, длина междоузлий, число узлов на главном стебле, число семян в бобе, масса 1000 семян, индекс урожая.

Формирование, отбор исходных форм для селекции и созда­ние новых сортов следует ^проводить на максимально вырав­ненном фоне.

При гибридизации наибольшую степень выражения элемен­та у одной родительской формы следует дополнять средним выражением этого элемента у другой. Оценку селекционного матёриала следует проводить по комплексу признаков, так как максимальное выражение одного из элементов, как правило, сопровождается близким к минимальному выражением другого. Отбор на урожайность необходимо сочетать с отбором на опти­мальное (15—17 см) прикрепление нижних бобов и устойчи­вость к растрескиванию, что позволит снизить до минимума по­тери урожая при уборке.

Селекция на скороспелость. Это направление приобретает особое значение в связи с. интродукцией сои в новые, более северные районы, оно важно также при создании сортов для пожнивных посевов в южных районах с большой суммой актив­ных температур.

Для каждой зоны необходимо создавать свои скороспелые формы с учетом экологических условий. Южным скороспелым сортам требуется сумма активных температур 2000—2200°С. При посеве в северной зоне возделывания культуры у них уве­личивается вегетационный пер-иод, они переходят из группы ультраскороспелых в группу среднеспелых и среднепозднеспе- лых, а северные ультраскороспелые сорта на юге приобретают карликовость, урожайность их резко снижается.

Сорта северного экотипа должны иметь следующие парамет­ры основных показателей: сумма активных температур (10°С и выше) 1700—1800 °С, повышенная интенсивность фотосинтеза, активный симбиотический потенциал 15—20 тыс. ед., детерми- нантный тип роста, минимальное или нулевое ветвление, высота стебля 45—60 см, число продуктивных узлов не менее семи, высота прикрепления нижнего боба не ниже 15 см, число бобов в узле 2—2,5, семян в бобе 1,7—2, масса 1000 семян 115—150 г, индекс урожая не менее 35%, содержание белка в семенах 38—40%; масла 15—18%.

Скороспелые сорта должны иметь густоту стояния растений перед уборкой 500—600 тыс/га. В таких посевах возникает опас­ность полегания, в связи с этим необходимое свойство таких сортов — устойчивость к полеганию.

Ультраскороспелые сорта выведены в Швеции (серии Фиске- би, Шведская 856), однако они характеризуются очень низким прикреплением бобов (в связи с чем непригодны к механизиро­ванной уборке) и повышенной растрескиваемостью бобов. В ТСХА созданы формы сои северного экотипа (Мутант 1, ряд линий), устойчиво вызревающие на широте Москвы и Рязани в различные по метеорологическим условиям годы, дающие урожай семян 2—2,5 т/га.

При любом направлении селекции важно отбирать формы, устойчивые к распространенным в зоне вредителям и болезням. В нашей стране сою чаще всего поражают болезни всходов: фузариозы и бактериозы, пятнистость листьев — пероноспороз, аскохитоз, септориоз, корневые гнили, бактериальное увядание, склеротиниоз.

Селекция на содержание белка и масла. Большинство возде­лываемых сортов содержит 38—45% белка и 17—21% масла. У отдельных форм эти показатели достигают соответственно 52 и 27%. Между содержанием белка и масла отмечается четко выраженная обратная корреляция (г= минус 0,3—0,7). Боль­шей масличностью отличаются крупносеменные среднеспелые сорта.

В соевом масле наиболее важна незаменимая линолевая кислота (50—60%)- Однако ее количество прямо коррелирует с содержанием линоленовой кислоты (2—3%), придающей мас­лу специфический запах и способствующей быстрой окисляемо- сти его.

При. селекции сои на повышенное содержание белка следует учитывать, что в семенах скороспелых форм с цветной и тем­ной окраской семенной оболочки его больше, чем в желтосе- мянных среднеспелых. У высокобелковых сортов суммарное количество белка и масла выше, чем у высокомасличных.

Содержание белка в семенах сои тесно связано с генетиче­ски обусловленным свойством — симбиотической активностью. Растения, способные сформировать большой активный симбио- тический аппарат, а значит, и полностью обеспечить себя азо­том за счет фиксации его из воздуха, содержат значительно больше белка (разница до 10%), чем растения, произрастаю­щие рядом, но иммунные к ризобиям или сформировавшие не­большой и менее активный симбиотический аппарат. В услови­ях кислых почв, недостатка того или иного элемента питания, влаги, пониженных или высоких температур, когда биологиче­ская фиксация азота ослаблена, содержание белка в семенах всегда меньше, чем при оптимальных параметрах указанных факторов. В связи с этим селекцию сои на повышенную симбио- тическую активность, белковую продуктивность и урожайность следует вести при оптимальных условиях симбиоза, т. е. на среднесуглинистых хорошо аэрируемых почвах с рН_СОл около 6,5, достаточно обеспеченных фосфором, калием, магнием, мик­роэлементами (бором, молибденом), при инокуляции семян спе­цифичным активным штаммом ризобий. 'Азотные удобрения применять не следует. На этом фоне отбирают формы с повы­шенной симбиотической активностью по прямым (активность нитрогеназы) или косвенным (интенсивность фотосинтеза, содержание хлорофилла в дистьях, степень развития вегетатив­ных органов) признакам.

Формы, активно фиксирующие азот, имеют несколько более продолжительный вегетационный период, им требуется большая сумма активных температур.

МЕТОДЫ СЕЛЕКЦИИ

Новые формы сои создают с использованием внутривидовой и отдаленной гибридизации, гетерозиса, мутагенеза и полиплои­дии.

Внутривидовая гибридизация. Это основной метод селекции сои. Все лучшие современные сорта созданы на ее основе. Скре­щивания проводят в основном внутри форм маньчжурского, ин­докитайского и корейского подвидов и между ними. Принцип дополнительности — ведущий при подборе родительских пар. Возвратные скрещивания применяют для улучшения сущест­вующих сортов путем придания им одного-двух желаемых при­знаков от формы-донора или создания серий изогенных линий, используемых в генетико-селекционных исследованиях. Наибо­лее эффективны сложные скрещивания с участием четырех и более родительских форм.

Отдаленная гибридизация. Использование этого метода до сих popне приводило к практическому успеху, хотя представ» ляет теоретический интерес. Несмотря на высокую гомологич- ность геномов уссурийского и культурных подвидов сои обык­новенной, гибридизация между ними затруднена вследствие раз­личных режимов митотического цикла: профазный индекс сок уссурийской равен 0,71, культурных подвидов—0,39. Кроме того, дикорастущая соя передает гибридам много отрицательных до­минантных признаков. Гибриды с ней могут использоваться как промежуточный этап в сложных скрещиваниях.

Гетерозис. У сои обнаружена ядерная и цитоплазматическая мужская стерильность. Лучшие гибриды превышают по урожай­ности районированные сорта на 40—50 %. Однако традиционные при селекции на гетерозис сложности, связанные с созданием стерильных аналогов и линий — восстановителей фертильности, при работе с соей усугубляются клейстогамией в очень мелком цветке.

Полиплоидия. С помощью колхицина в ряде учреждений по­лучены автотетраплоидные формы сои. В отличие от диплоидов эти формы имеют утолщенные высокие стебли, более крупные листья, крупные семена, более продолжительный период веге­тации. Фертильность тетраплоидов низкая, по урожаю семян они уступают диплоидам, но превышают их по накоплению веге­тативной массы. В связи с тем что листовая поверхность этих форм больше, чем у диплоидов, они формируют более мощный и активный симбиотический аппарат, но фиксированный азот расходуется в основном на рост вегетативных органов.

Мутагенез. Этот метод создания исходного материала для селекции используется достаточно широко. С его помощью по­лучены формы с такими хозяйственно полезными признаками, как повышенная продуктивность, скороспелость, устойчивость к ряду болезней, полеганию, нерастрескиваемость бобов, высо­кое содержание масла и белка в семенах. С использованием радиационного мутагенеза С. Г. Тедорадзе создал сорт Универ­сал 1.

В ТСХА воздействием гамма-излучения на семена сорта Се­верная 5 в дозе 40—80 Гр (мощность 0,4 Гр/мин) Г. С. Посы- панов впервые получил ультраскороспелые формы северного экотипа, хорошо растущие при низкой напряженности инсоля­ции в июле—августе и сумме активных температур всего 1650— 1700°С, вызревающие ежегодно на широте Москвы (55,8° с. ш.) независимо от метеорологических условий года, имеющие потен­циальную урожайность 1,6—1,8 т/га.

На Ряз-анской государственной областной сельскохозяйствен­ной опытной станции М. П. Гуреевой совместно с Г. С. Посы- пановым этим же методом создан сорт М-1 детерминантного типа роста, вызревающий на 2 нед раньше исходного сорта

Северная 2, с потенциальной урожайностью более 2 т/га, хорошо приспособленный к механизированной уборке.

Успешно используются химические мутагены: нитрозоэтил- мочевина, диэтилсульфат и этиленимин в дозах соответственно 0,04—0,05, 0,025—0,05 и 0,01—0,015% при экспозиции 6 ч.