Отбор материала и создание инбредных линий

Исходным материалом для создания инбредных линий служат местные популяции, местные сорта народной селекции, новые селекционные сорта или их смеси. Важно то, что исходный материал содержит огромный запас генетической изменчивости, поэтому можно ожидать получения большого числа генетически различных самоопыленных или инбредных линий.

У кукурузы как самого важного растения, гибридные сорта которого широко используются в производстве, в качестве исходного материала для создания инбредных линий использовали все выращиваемые в Америке местные популяции, большей частью желтозерные. В Югославии такие популяции собраны из всех районов возделывания кукурузы, а также от сортов Maksimirski zuban, Osjecki zuti zuban, Novosadski zuti zuban и т.д. Поскольку генофонд местных популяций кукурузы в значительной степени уже использован, в последние годы с целью создания новых инбредных линий ведется работа по получению нового селекционного материала. Так, для этого применяют синтетические сорта, формируют гибридные популяции, содержащие новые рекомбинации генов, а затем из такого материала методом принудительного самоопыления выделяют инбредные линии.

Создание инбредных линий

Создание самоопыленных, или инбредных, линий у растений-самоопылителей особой трудности не представляет, так как сами сорта - это большей частью уже линии. Из этих сортов методом индивидуального отбора можно быстро получить и чистые линии. Таким путем выводят гетерозисные гибриды томатов, риса и других самоопыляемых культур.

У растений-перекрестников, склонных к самоопылению, инбредные линии получают в процессе принудительного самоопыления через шесть и более поколений. Из исходной популяции отбирают отдельные растения и семенами каждого из них засевают отдельный рядок или делянку. В период вегетации проводят наблюдения и самоопыляют лучшие растения. У растений, имеющих двуполые цветки (подсолнечник, рожь и др.), до цветения изолируют целое соцветие или колос; семена, полученные таким образом, и есть результат самоопыления. При работе с однодомными (кукуруза, арбуз) или двудомными растениями (хмель, спаржа) для самоопыления необходимо еще до цветения по отдельности изолировать женские и мужские репродуктивные органы. Созревшую пыльцу наносят на рыльца пестиков того же или женского растения.

Семена растений первого поколения самоопыления (S0) высевают методом педигри в отдельные рядки или на отдельных делянках. Растения S1 резко отличаются друг от друга, так как в результате самоопыления происходит расщепление признаков родителей, гетерозиготных по наибольшему числу признаков. Для повторного самоопыления внутри отдельного потомства вновь отбирают лучшие растения, явно ослабленные потомства выбраковывают.

Далее семена, полученные от самоопыления, высевают методом педигри. В S2 внутри каждого потомства проявляется большая выравненность по признакам, и теперь можно говорить о начале формирования линий, но в то же время начинается дифференциация по отдельным потомствам. Действие самоопыления или близкородственного размножения отчетливо проявляется в том, что большинство растений в потомствах характеризуется низкорослостью и слабым развитием. У некоторых потомств или отдельных растений появляются признаки дегенерации, а именно: общее завядание, пожелтение листьев, альбинизм, частичная стерильность завязи или пыльцевых зерен в камерах пыльников, восприимчивость к болезням и т.д.

В лучших потомствах или линиях отбирают лучшие растения, которые подвергают самоопылению. Полученные семена высевают методом педигри. Для S3 характерна достаточная выравненность растений внутри каждой линии при еще большей дифференциации между линиями. Во всяком случае, в этом поколении формируется большое число линий, различающихся по ряду признаков. Эффект инбридинга еще сильнее проявляется в снижении высоты стебля, уменьшении продуктивности, отчетливой дегенерации и т.д. Некоторые линии из-за ослабленности должны быть выбракованы.

В дальнейших поколениях проводят постоянный отбор лучших растений, подвергая их принудительному самоопылению и размножая методом педигри. После 6-8 поколений самоопыления и отбора отрицательное влияние инбридинга приостанавливается, линии очень выравненны по большинству признаков (около 96 % гомозиготности). Однако от исходного материала они отличаются низкорослостью, меньшим числом листьев, низкой урожайностью, т.е. это совершенно иные, измененные растения.

В силу того что процесс инбридинга привел к сильной дифференциации между линиями, от исходной популяции или сорта, например Novosadski zuban, можно получить сотни различных инбредных линий. От степени генетической разнородности исходного материала будет зависеть число генетически различных линий, полученных в процессе инбридинга.

Процесс создания инбредных линий путем самоопыления удобен для видов, дающих при самоопылении относительно достаточное количество семян, и в том случае, когда это технически не сложно, например у кукурузы и подсолнечника. Однако у некоторых видов из-за несовместимости (рожь) или других осложнений (лесные породы) инбредные линии получать очень трудно. В таких случаях прибегают к гаплоидии, позволяющей выделять диплоидные гомозиготные линии, которые затем используют для производства гибридов.