Гибриды зерновых культур
5 (100%) 2 votes

В настоящей статье хотим обратиться ко всем, кто имеет непосредственное отношение к хлебной ниве Украины – к аграриям, как основным специалистам, создающим зерновую продукцию, к ученым, благодаря чьим достижениям возможны инновации в сельском хозяйстве, к властям, которые просто обязаны делать все возможное и невозможное, чтобы аграрный сектор всегда имел возможность достойно творить, работать и быть движущей силой на пути постоянного роста благополучия нашей державы. В рамках данной статьи хотим поделиться своим видением будущего в селекции зерновых культур как основы аграрного производства.



По оценке Организации по продовольствию и сельскому хозяйству (ФАО) ООН, для обеспечения 8 миллиардов землян продуктами питания необходимо, как минимум, удвоить объемы производства зерна и другой растениеводческой продукции. Необходимостью становится внедрение современных сельхозтехнологий, которые основываются на использовании современных высокопродуктивных машин, гибриды сельхоз культурорганических и минеральных удобрений, рострегулирующих веществ, новейших методов орошения, новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур, которые имеют генетическую устойчивость к стрессовым экологическим факторам в соединении с высокими урожайными и качественными показателями.

 

В мире от вредителей и возбудителей болезней потери урожая пшеницы ежегодно составляют в среднем 14,1%. В годы мощных эпифитотий и массовых размножений вредителей эти показатели значительно выше. В Украине урожай пшеницы с каждого четвертого гектара земли, засеянного хлеборобом, уничтожается возбудителями заболеваний и вредителями.



Наиболее обоснованной против возбудителей заболеваний растений признана интегрированная система защиты. А в пределах этой системы именно генетические подходы, базирующиеся на создании и выращивании устойчивых к  фитопаразитам сортов и гибридов, должны стать приоритетными, ведь выращивание именно таких сортов и гибридов с экономической, экологической и стратегической точек зрения является высокоэффективным.

Основатель учения о иммунитете растений академик М.И. Вавилов, обосновывая роль устойчивых сортов в защите растений писал:

введение иммунных культур

«Среди мероприятий по защите растений от различных заболеваний, вызванных паразитическими грибами, бактериями, вирусами, а, также, разнообразных насекомых, наиболее радикальным средством борьбы является введение в культуру иммунных сортов…».

 

Темпы роста затрат на химическую защиту растений превышают темпы прироста растениеводческой продукции. Из года в год растущее масштабное, часто не полностью контролированное использование пестицидов вызывает обеспокоенность как ученых, врачей, экологов, специалистов защиты растений, так и мирового сообщества. В связи с этим создание и выращивание генетически защищенных
от болезней и вредителей сортов и гибридов сельскохозяйственных культур приобретает особую актуальность и значимость. Это одно из наиболее важных направлений для уменьшения зависимости аграриев от пестицидов, а для Украины – надежный путь к экологической, экономической и продовольственной безопасности.



Успех селекции в устойчивости к возбудителям заболеваний зависит от многих составляющих – знаний, умений и условий. Необходимы глубокие знания как биологии паразитов и растений-хозяев, так и закономерностей их взаимоотношений. Одной из важнейших составляющих успешных исследований являются сведения о возбудителях заболеваний, которые типичны для определенной зоны выращивания сортов пшеницы.

Нужна исчерпывающая информация о видовом, расовом, биотипном и штаммовом составе патогенов, о специализации к растениям-хозяевам, их распространении и частоте встречаемости, вирулентности, агрессивности, изменчивости и прочее.

Очень важной является информация о селектируемой культуре, главным образом о ее генетической, физиологобиохимической основе устойчивости к паразитам, об источниках и донорах эффективных генов этой устойчивости, о исходном селекционном материале, знание современных методов и умение использовать этот материал, оценки и отборы на всех этапах селекционного процесса.

Анализ системы защиты пшеницы от патогенов показал, что в ней главенствующим есть сорт, который ограничивает развитие патогенов и показывает устойчивость к ним, повышая эффективность иных средств защиты, в т.ч. химических и биологических. Однако создание устойчивого сорта к одному определенному возбудителю не решает всех задач и не отвечает требованиям производства и хозяйственной эффективности. Сорта должны обладать групповой устойчивостью, то есть иметь устойчивость к группе
возбудителей основных заболеваний.

Создание иммунных и толерантных сортов – сложный творческий процесс,  участниками которого являются фитопатолог, генетик и селекционер. Роль каждого очень высоко значима. И от умения взаимодействовать ученых между собой будет зависеть качество конечного продукта.



Успех селекции зависит, в первую очередь, от наличия исходного материала, доноров устойчивости, имеющих высокоэффективные, желательно доминантные гены устойчивости.

Необходимыми есть методы фитопатологических оценок, которые обеспечивают создание искусственных инфекционных (или провокационных) фонов, оценок степени устойчивости к фитопатогенам по реакции растений на инфекцию патогенов, интенсивность поражения растений.

успешная селекция кормовых культур

Также необходимыми являются разработки оценок и отборов устойчивых генотипов на всех этапах селекционного процесса, вплоть до передачи на Государственное сортоиспытание в первичном семеноводстве.

Но вместе с тем, необходимой является работа, касаемая создания устойчивого исходного материала, который будет обладать не только устойчивостью к патогенам, а также иметь другие хозяйственно-ценные признаки и свойства.

Например, основными источниками эффективных генов устойчивости являются дикие и культурные родственники пшеницы. Это виды эгилопсов, пшеницы, пырея, ржи. Интрогрессия (внедрение) в пшеницу новых эффективных генов устойчивости от других видов злаков очень важна, так как с течением времени количество таких генов уменьшается в связи с появлением в популяциях патогенов вирулентных и агрессивных рас, биотипов, штаммов, которые преодолевают их устойчивость.



В Украине, да и за ее пределами, наиболее весомый и реальный взнос в селекцию на иммунитет сделан именно в Селекционно-генетическом институте. Более 40 лет в отделе фитопатологии и энтомологии направление создания генетически устойчивого исходного материала пшеницы и ячменя является основным приоритетом.

Здесь проводятся исследования физиолого-биохимической и генетической основы устойчивости пшеницы и ячменя к возбудителям основных заболеваний (ржавчины (желтой, листовой и стеблевой), мучнистой росы, септориоза, пиренофороза, фузариоза колоса, головне).

Доминируют исследования генетики устойчивости – как теоретической, так и  практической основы селекции на иммунитет. Исследуются характер наследования устойчивости и ее генетическая основа. Осуществляется масштабная работа по интрогрессии в пшеницу высокоэффективных генов устойчивости от ее диких сородичей по результатам межвидовой гибридизации с применением современных методов преодоления не скрещивания, в том числе биотехнологично. Эта работа с успехом проводится при тесной кооперации ученых отдела фитопатологии и ученых отдела генетических основ селекции.

Среди селекционных и коллекционных материалов постоянно осуществляется поиск устойчивых сортов, которые используются в селекции как доноры этого свойства. Фитопатологами, генетиками и селекционерами СГИ проводится работа по созданию уникального селекционного материала пшеницы и ячменя, который обладает устойчивостью к возбудителям болезней, в том числе групповой (к 5-7 возбудителям) и на этой основе создаются уникальные устойчивые сорта.

В СГИ разрабатываются и постоянно усовершенствуются системы и методы фитопатологической оценки устойчивости пшеницы и ячменя к возбудителям всех основных заболеваний на искусственно созданных и провокационных фонах в полевых инфекционных питомниках, в условиях искусственного климата и в лабораториях.

Впервые в Украине учеными отдела фитопатологии и энтомологии на основе эффективных Pm, Lr, Yr, Sr, Bt-генов создан уникальный исходный материал, обладающий групповой устойчивостью к возбудителям мучнистой росы, видов
ржавчины, головневых и других заболеваний. На основе этого материала созданы, пожалуй, первые в Украине конкурентноспособные и уникальные по своим характеристикам сорта с групповой устойчивостью и высокими хозяйственно-ценными признаками: Княгиня Ольга, Ластивка Одесская и Выхованка Одесская.



Отдел фитопатологии и энтомологии СГИ имеет четыре стационарных инфекционных питомника, где на искусственных фонах отдельных заболеваний проводится фитопатологическая оценка селекционного и коллекционного материала пшеницы и ячменя, а на комбинированных инфекционных фонах основных болезней осуществляется оценка и отбор генотипов, имеющих групповую устойчивость. Все полевые инфекционные питомники расположены на постоянных изолированных делянках среди дубовой посадки, а основной – защищен лесополосами.

Учеными-фитопатологами разработана система фитопатологических оценок и отборов в процессе селекции, начиная с первичных участков селекции вплоть до передачи сортов в Госсортоиспытания. Разработаны и усовершенствованы методы наработки и сохранения споровых и других инфекционных материалов, которые необходимы
для искусственного заражения растений, для оценки устойчивости. Практическая селекционная работа по этой схеме показала ее высокую эффективность. Создан исходный селекционный материал и сорта пшеницы, которые обладают групповой устойчивостью к основным заболеваниям.

В последние годы в СГИ начались исследования физиолого-биохимических и генетических основ устойчивости ячменя к возбудителям ржавчины, мучнистой росы, головни. Идентифицированы эффективные Mla, Un–гены ячменя. Впереди решение других проблем. Работая в отрасли иммунитета растений всегда следует помнить, что устойчивость к возбудителям заболеваний – категория очень нестабильная.

Со временем устойчивость теряется, прежде всего в результате появления новых агрессивных рас, во время эволюции самих патогенов, мутаций, гибридизации и т.д.
Весьма вероятно попадание агрессивных рас и биотипов в Украину с соседних территорий воздушными потоками или бесконтрольное их ввезение с семенами, посадочным материалом и другими растительными материалами. Как очень страшный пример могу рассказать следующее. Наиболее показательным является распространение с Африканского континента агрессивных рас стеблевой ржавчины
пшеницы Уганда-99 и некоторых других.

Они распространяются в северном, северо-западном и северо-восточном направлениях и уже обнаружены в Индии, Пакистане, Турции. Есть сведения о появлении этих зловещих рас уже на Кавказе, в Краснодарском крае, а оттуда – возможен прямой путь попадания спор патогена воздушным путем на территорию Украины. И если бы у нас не были созданы устойчивые к стеблевой ржавчине сорта, мы имели бы колоссальные потери и жили бы в постоянном страхе ожидания их появления.



Мы надеемся, что читатели поняли всю важность ситуации с генетической защитой к возбудителям болезней. Итак, постоянная кропотливая работа ученых для отслеживания биологических процессов ведет к усовершенствованию научно-методической основы создания сортов с групповой устойчивостью к возбудителям основных заболеваний. Именно поэтому мы уделяем большое внимание постоянному контролю за состоянием патогенных свойств популяций патогенов и тенденций относительно изменений их в  пространстве и времени. И именно поэтому среди
растительных ресурсов разного эколого-географического происхождения ищем и разрабатываем методики идентификации и изоляции генов устойчивости с разной генетической основой.

«А можно ли все вопросы защиты растений решать через иммунитет» – спросите Вы и будете правы, вопрос важен. Конечно-же, нет! Это решается лишь в комплексе. Как пример, могу привести защиту озимого или ярового ячменя от возбудителей болезни. Можно создать генетическую конструкцию, устойчивую к мучнистой росе, карликовой ржавчине, головневым, однако преодолеть проблему развития темно-бурой и сетчатой пятнистости, которые всю работу фитопатолога-селекционера сведут на нет, невозможно отдельно ни генетикой, ни химией.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here