Новые методы гибридизации и использование гетерозиса

В селекции растений и животных благодаря генетике и наличию хромосомных карт селекционер может планомерно «внедрять» желательный признак в создаваемый сорт путем добавления в хромосомный набор гибрида той хромосомы, которая несет нужный признак. Во многих случаях удается «включить» с геном нового сорта участок хромосомы другого сорта, содержащий группу генов, обеспечивающих нужный признак (гены иммуности, гены мужской стерильности и тдь). В настоящее время известно много сортов, созданных таким перспективным методом прикладной генетики (см.: Замещение хромосом и анализ анэуплоидов в селекции растений // Эллиот Ф. Селекция растений и цитогенетика. М., 1961).

Широко применяется в селекции генетический метод индивидуального отбора семян, представляющий, по существу, отбор полезных с точки зрения сельскохозяйственной практики мутаций.

Методом серийного индивидуального отбора семян выводит свои знаменитые высокомасличные сорта известный советский селекционер В. С. Пустовойт

В основе получения большинства сортов сельскохозяйственных растений и животных лежит, как известно, гибридизация с последующим отбором материала, получающегося при расщеплении гибридов в нескольких поколениях. Закономерности расщепления были объяснены только на основе законов классической генетики, и любой селекционер, признает он или нет на словах хромосомную теорию наследственности, на деле не может не использовать методов классической генетики при проведении скрещиваний. Даже подбор пар для скрещиваний, особенно межвидовых, требует обязательного учета числа хромосом, ибо в противном случае гибридизация представляет собой игру вслепую и приводит во многих случаях к стерильности гибридов.

Общепризнаны успехи классической генетики в создании межлинейных гибридов кукурузы, имеющих на 20–30 % большую урожайность по сравнению с обычными сортами. Создание таких гибридов основано на генетической концепции чистых самоопыляющихся линий, концепции, которая подвергалась долгое время ошибочной, предвзятой критике со стороны противников классической генетики.

После 1936–1937 годов, когда Н. И. Вавилов и В. В. Таланов широко поставили вопрос о внедрении в СССР этого метода, он распространился по всему миру, и особенно в США, где быстро всю площадь под кукурузой стали занимать только такими межлинейными гибридами.

Большое практическое значение метода получения межлинейных гибридов ярко показано в приводимой ниже докладной записке академика Н. И. Вавилова с сотрудниками, направленной ими в 1940 году в руководящие земельные органы. Этот пока не публиковавшийся[51] документ, о котором уже упоминалось в предыдущих разделах, мы считаем необходимым привести полностью ввиду его большого значения для понимания всей ситуации.

«Наркому Земледелия СССР тов. Бенедиктову

Зам. Наркома Земледелия СССР тов. Чуенкову В. С.

Считаем долгом обратить Ваше внимание на нездоровое явление, наблюдающееся в агрономической науке нашей страны в последние годы.

В угоду ряду положений, развиваемых Президентом Всесоюзной академии с. Х. наук им. В Л. Ленина акад. Т. Д. Лысенко, некоторые ответственные печатные органы, как «Социалистическое земледелие», журнал «Селекция и семеноводство», «Яровизация», т. е. основные органы, знакомящие в данное время широкие круги с состоянием ел. науки, занимаются опорочиванием бесспорных крупных достижений, апробированных широкой практикой, буквально искажая то ценное, что, казалось бы, нужно было использоцать всемерно в практике нашей социалистической страны. Мы остановимся на одном из крупных искажений, принявшем особенно широкие размеры.

В последние десятилетия в США, в связи с генетическими и селекционными исследованиями, были обнаружены замечательные факты: кукуруза, обычно являющаяся перекрестноопыляющимся растением, при принудительном самоопылении (инцухте) дает резкую депрессию, как и многие перекрестноопыляющиеся организмы Эта депрессия выражается в снижении роста, продуктивности, в уменьшении размеров початков. Однако эти самоопыленные линии (инцухтлинии) в пределах одного сорта и разных сортов при скрещивании их между собою, как определенно показала практика, дают в первом поколении гибридов как бы взрыв мощности. Такие инцухтгибриды не только не уступают исходному перекрестноопыляющемуся сорту, но резко превосходят его нередко на 30–40 и даже 50 %. Благодаря легкому скрещиванию у кукурузы, благодаря раздельнополости, крупным соцветиям, высокому коэффициенту размножения, операция получения гибридов инцухтлинии не представляет трудностей и настолько проста, что применяется широко фермерами и семеноводами. Эго мероприятие оказалось настолько эффективным благодаря хорошей семеноводческой организации в США, что ныне стало крупным фактором поднятия урожайности кукурузы.

О масштабе событий можно судить по следующим официальным цифрам: в 1935 г. под инцухтгибридами было занято 500 тыс. акров (1 га – 2,4 акра); в 1936 г. – 1300000 акров; в 1937 г. – 3000000 акров, в 1938 г. – 17000000 акров, в 1939 г. – 23000000 акров (около 9 млн га). В основном чрезвычайно стабильный урожай кукурузы в США на протяжении 60 лет в последние годы начал решительно повышаться. Средняя прибавка от применения инцухтгибридов выражается, по данным Департамента земледелия, в 20 %. В 1938 г., по данным, сообщенным нам Департаментом земледелия, в США увеличение валового сбора от замены селекционных сортов гибридами инцухтлинии выразилось в 100 млн пудов. Прибавка урожая в 1939 г. была, соответственно, еще выше. Практика США разработала различные варианты использования инцухтлиний в практическом хозяйстве. В начале использовались преимущественно простые гибриды от скрещивания двух инцухтлиний; в позднейшем для удешевления этой операции и для получения более высококачественного материала в семенном отношении и для удобства планирования семеноводством в практику введены так называемые двойные инцухтгибриды, которые получаются путем скрещивания двух простых инцухтгибридов между собой. Иногда применяется и третий способ так называемых топкрассов, когда инцухтлиния скрещивается с обыкновенным открыто опыляемым сортом – популяцией.

Вся суть этой работы заключается именно в том, что в начале применяется инцухт (принудительное самоопыление), который позволяет отобрать наследственно ценные формы, которые при скрещивании с другой инцухтлинией или открыто опыляемой формой дают повышение продуктивности. Кроме того, как показывает большой прямой опыт, такого рода инцухтгибриды дают более выровненное потомство, более пригодное для механизации, для консервного дела.

Вся ценность инцухтметода состоит в том, что он дает возможность отобрать в потомстве чистой инцухтлинии, хотя бы на формах со сниженной продуктивностью, желательные качественно ценные признаки, как неполегаемость, болезнестойкость и т. д. Инцухт в этом отношении является одним из решающих моментов в успехе последующей гибридизации. Гибридизация восстанавливает мощность, даже в более повышенной степени, чем у исходной формы, и, кроме того, приводит к улучшению качества продукции. Все это бесспорно, апробировано огромной практикой, документировано и является общепризнанным не только в практике США, но и в других странах.

Как это ни странно, начиная с Т. Д. Лысенко и его ближайших последователей, на эти инцухтгибриды начинается гонение. Работы Орджоникидзевской, Днепропетровской и Кубанской станций подтвердили данные США. В условиях нашего планового хозяйства, где мы можем регулировать 238 нашей семеноводческой государственной системой получение такого рода инцухтгибридов на станциях или в специальных семеноводческих хозяйствах, казалось бы, заслуживает самого серьезного внимания. Этот метод подробно изложен в работах Всесоюзного института растениеводства, в специальной брошюре б. Руководителя Отдела кукурузы Департамента земледелия д‑р Ричи. Однако, как это ни странно, вместо всемерного использования этого метода для радикального улучшения кукурузы такие органы, как газета «Социалистическое земледелие», журнал «Селекция и семеноводство» и в особенности журнал «Яровизация», начинают буквально опорочивать этот метод, смешивая инцухтгибриды с межсортовыми гибридами. Редакции этих органов, казалось бы, обязанные быть на уровне науки, начинают путать советских селекционеров, семеноводов, молодежь вузов, агрономов, заявляя, что это дело, дескать, давным‑давно известное, инцухтгибриды путают с межсортовыми гибридами, которые, как показывает многолетняя американская практика, не дали в отношении данного растения положительных серьезных результатов и совершенно не вошли в производство, несмотря на многолетнюю работу в этом направлении. Например, редакция «Селекция и семеноводство» в № 2 за 1939 г. этого журнала в примечании к статье МЛ. Карпа, объективно излагающего вопрос о практическом использовании инцухта в США, развязно и невежественно пишет, что повышением урожаев кукурузы американцы обязаны на инцухту, а межсортовой гибридизации. Еще более радикально выступает в № 2 1940 г. редакция журнала «Яровизация». Кому и для чего нужно такого рода одурачивание – понять трудно, и объяснить это можно только неведением и каким‑то фанатизмом. Особенно стараются в этом отношении люди, сами не работающие и технически не знающие этого дела, вроде И. И. Презента, который с апломбом поучает студентов о том, что не знает сам редактор журнала «Яровизация». Об этом он весьма развязно повествовал на последнем совещании по организации агрономической науки при НКЗ СССР.

К сожалению, в унисон этой нездоровой тенденции, в угоду модному течению наблюдается и среди специалистов охота смазывать факты (например, Б. П. Соколов, селекционер Днепропетровской станции) и даже свои бесспорные достижения в этом отношении, объясняя их, в угоду мнению президента сх. академии, эффектом от межсортовой гибридизации, благо термин, обычно употребляемый в американской литературе «гибридная кукуруза», подразумевая под этим инцухтгибриды, а не межсортовые гибриды, дает к этому повод.

Не находя возможным останавливать долго Ваше внимание на этих аномалиях, ведущих буквально к извращению фактов, мы считаем своим долгом указать Вам на недопустимость таких искажений представаления о мировой практике с кукурузой. Русская наука в прошлом и советская наука должна максимально использовать все ценное из зарубежного опыта, брать все нужное для нас, все, что ведет к повышению урожая, к повышению его качества, а не подгонять и извращать факты в ущерб делу, с единственной целью – попасть в унисон мнению некоторых хотя и авторитетных, но не во всем компетентных товарищей.

В заключение мы считаем, что метод инцухтгибридов в интересах повышения урожайности и качества кукурузы должен найти широкое применение в кукурузных районах нашей страны. Организацию производства инцухтлиний и гибридных семян можно поручить существующим станциям, имеющим уже значительный опыт в этом отношении, как Орджоникидзевской, Днепропетровской, Кубанской станции ВИР, Грузинской, Харьковской. Необходимо дать указание упомянутым органам на необходимость объективного подхода к этому делу и предоставить полную возможность для истинного освещения положения дел без порчи посылаемых статей неграмотным редактированием

Академик Н. И. Вавилов

Специалисты по кукурузе ВИР

Кандидат с.‑х. наук К. В. Кожухов

Кандидат биол. наук М. К. Хаджинов

Р.S. К этому позволяем себе приложить перевод письма руководителя Отдела хлебных злаков Департамента земледелия США д‑ра Мак Кола, адресованного академику Н. И. Вавилову в июле 1939 г., освещающего этот вопрос в США. Кроме того, нами послан запрос о результатах за 1939 г. и по состоянию этого дела в 1940 г.»

В настоящее время метод межлинейных инцухтгибридов успешно применяется при выращивании ряда других растений и даже в промышленном птицеводстве.

Особенно большое значение методы генетики приобрели в селекции на иммунитет к болезням и паразитам, причем здесь важны взаимные генетические исследования как паразитов, так и хозяина. Вся селекция на иммунитет в США основана на методах классической генетики, и почти вся площадь посевов в США засевается иммунными сортами растений. Советский Союз при наличии некоторых успехов в области селекции на имунитет все же теряет от болезней значительно большую часть урожая, чем США. Потери от болезней растений ежегодно, по ориентировочным подсчетам, равны 1 миллиарду пудов зерна в год – это столько, сколько в лучшие годы дает целина, и победить этот бич земледелия можно лишь с помощью классической генетики.

Управление полом у животных

Вопрос управления полом растений и животных также может быть решен лишь на основе знаний о хромосомном механизме определения пола. Советский генетик БЛ. Астауров внедрил в практику оригинальный метод получения однотипных по полу поколений тутового шелкопряда, обеспечивающий повышенную шелковистость. Оригинальный способ сортировки мужских и женских коконов был предложен советским генетиком ВА. Струнниковым, добившимся сцепления мужской и женской (У и X) хромосом с генами разной окраски грены. Благодаря этому мужскую грену, имеющую более темный цвет, стало возможным отбирать машинным способом и выкармливать гусениц только мужского пола, обеспечивающих увеличенный (на 20 %) выход шелка.

Но это лишь отдельные иллюстрации, так как многочисленные генетические методы и прием нашли широкое и проверенное временем применение в зоотехнии, цветоводстве, микробиологии и т. д.