КЛОНОВЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ

В исследованиях гетерозиса нами принят системный подход: отдельные растения и популяции рассматриваются как открытые динамические систе­мы со сложной иерархией их элементов. Комплексное исследование этих элементов на организменном, тканевом, клеточном и молекулярном уров­нях дает возможность выявить особенности разных категорий и типов гетерозиса.

Традиционные методы в изучении механизма гетерозиса у сельско­хозяйственных растений неприемлемы в лесной селекции, так как много­летний жизненный цикл древесных растений не позволяет в короткий срок получать чистые линии и смену нескольких поколений. Поэтому в исследованиях гетерозиса нами принят принципиально новый метод: для исследования используется генетически однородный материал клоны, из которого созданы кленовые биологические модели.

Для клоновых моделей использовались гибриды с заранее известными свойствами и признаками, определенными при оценке в плантациях предвари­тельного размножения, селекционных и коллекционных культурах, в сортоиспытании.

Клоновые биологические модели создавались следующим образом:

укорененные в теплице черенки гибридов и их родительских форм высажи­вают на выравненном почвенном фоне с равномерным размещением на площади. Так как гибриды и родительские деревья различаются по воз­расту, для снятия онтогенетических эффектов производится двухкратная срезка побегов на пень, после чего для исследований используют однолет­ние побеги. Модель используется 3–4 года, затем ее закладка при необходи­мости повторяется заново.

Клоновая биологическая модель – очень удобный объект для изучения индивидуального гетерозиса, так как на генетически однородном материа­ле – клонах можно проводить исследования в сезонной динамике, онтогенезе, повторять их в разные годы при различных погодных условиях, на разных агрофонах, в разных географических пунктах.

Такие модели созданы на Украине на Кобелянском селекционном питомиике в Полтавской области и в Башкирии, на Башкирской лесной опытной станции.

Созданы 4 модели. Первая модель соматического гетерозиса у тополей включает три гибрида полусибса по отцу: Дружба 8 (тополь волосистоплодный тополь лавролистный), Новоберлинский 3 и 7 (тополь пирамидаль­ный тополь лавролистный) и их родительские виды – тополи волосистоплодный, пирамидальный, лавролистный.

Вторая модель адаптивного гетерозиса у тополей включает три гибрида полусибса по отцу: Ноктюрн 2 (тополь волосистоплодный тополь пушистоплодный), Стройный 1 (тополь пирамидальный пушистоплодный), Удивительный 2 (тополь дельтовидный тополь пушистоплодный) и их материнские виды – волосистоплодный, пирамидальный, дельтовидный. К сожалению, отцовский вид тополя пушистоплодного черенками не раз­множается и в модели не использован.

Третья модель соматического гетерозиса у ив включает три гибрида сибса ивы белой с ивой ломкой – Лесная песня 7, Мавка 3, Олимпийский огонь 18 и их родительские виды – ива белая и ива ломкая.

Четвертая модель адаптивного гетерозиса у ив включает один гибрид Лесная песня 7 и его родительские виды – ивы белая и ломкая.

Все исследуемые клоны в разных моделях связаны той или иной сте­пенью родства (рис. 6), а именно: Новоберлинский и Стройный, Дружба и Ноктюрн – полусибсы по матери; Ново берлинский и Дружба, а также Ноктюрн, Стройный и Удивительный – полусибсы по отцу. У ив и в модели соматического, и в модели адаптивного гетерозиса все гибриды сибсы.

У гибрида Дружба, родители которого мало различаются по характе­ру термоустойчивости, при разных температурах комплементация не наблю­дается.

У гибридов Стройный и Удивительный с адаптивным гетерозисом, но без соматического гетерозиса термоустойчивость не отличается от роди­тельских форм.

Таким образом, термоустойчивость может быть одним из вспомогатель­ных тестов на гетерозис только у гибридов, обладающих и соматическим и адаптивным гетерозисом.