СЕЛЕКЦИОННЫЕ ПРОГРАММЫ УЛУЧШЕНИЯ ЛЕСНЫХ ДРЕВЕСНЫХ

В последнее десятилетие в селекционной работе с лесными древесны­ми растениями наметилась тенденция перехода от эмпиризма к планомер­ной целенаправленной селекции.

Разрабатываются долгосрочные селекционные программы генетического улучшения основных древесных лесообразующих хвойных и листвен­ных пород. Эти программы являются предметом обсуждения и дискуссий на различных региональных и международных совещаниях и симпозиу­мах.

Основной целью селекционных программ является повышение про­дуктивности лесных пород, увеличение выхода древесины с единицы пло­щади, улучшение ее качества.

Во многих странах разрабатываются программы как частные, по от­дельным породам, так и региональные для различных групп пород.

Разрабатываются также селекционные программы общетеоретическо­го плана, в которых освещены и вопросы технологии селекционного про­цесса.

В этих программах обсуждаются многие общие для лесных пород теоретические и технологические проблемы и частные вопросы улучшения лесных древесных, такие, как биологические особенности некоторых групп растений и отдельных лесных пород, выбор стратегии на будущее, организационные принципы интернациональных программ, экономическая целесообразность программ, проблемы семенных садов, взаимодействие генотип-среда, проблемы сохранения генетической изменчивости, сохранение генофонда и создание банков генов, математическая обработка данных и проблема их хранения.

Накопленный в осуществлении селекционных программ опыт пока­зал, что даже при повышении прироста древесины на 2,5–4,0% окупает­ся стоимость затрат на выполнение селекционных программ.

Экономическая целесообразность селекционных программ – убедитель­но доказана на многих примерах: для южных сосен в США разными ав­торами приводятся данные о дополнительном приросте, полученном при селекции в размере от 2,5–4,0 до 10–20%. Хавербек счита­ет, что метод отбора у древесных может дать повышение продуктивнос­ти на 3–10%. Для тополей доказана возможность при гибридизации по­лучить прибавку древесины до 45%.

Прибыль при выполнении селекционных программ улучшения лесных древесных пород составляет в разных странах от 6,7 до 20%].

В последнее время чаще обсуждаются проблемы сохранения генети­ческой изменчивости при селекции и сохранения генофондов естествен­ных популяций. Генетическая изменчивость является частью стратегии природы в сохранении жизнеспособности популяций. При любом спосо­бе селекции будь то отбор или гибридизация, естественные популяции, отличающиеся широкой амплитудой генетической изменчивости, заме­няются более однородными синтетиками, а часто и клонами, что влечет за собой определенный риск. Например, при возникновении новых болез­ней и вредителей моноклоновые культуры тополя 1–214 сильно постра­дали от Marssonina brunnea.

Для лесных пород с длительным жизненным циклом, в течение кото­рого условия могут значительно изменяться, смесь генотипов будет иметь преимущества за счет феномена компенсации и буферности. Для топо­лей показано, что компенсаторные эффекты более выражены в худших условиях роста, чем в лучших. Для других лесных пород эффек­ты компенсации и буферности смесей еще не изучены.

Сохранению генетической изменчивости в синтетических популяциях или увеличению изменчивости за счет смешения клонов селекционеры должны уделять большое внимание.

С понятием генетической изменчивости тесно связано понятие взаимо­действия генотипа со средой. Благодаря естественному отбору в попу­ляции выживают деревья, достигшие равновесия с определенной средой обитания.

В свою очередь, потомство этих деревьев благодаря мутациям и ре­комбинации генов при переопылении приобретают новые свойства и сно­ва проходят испытание на "выживаемость", так осуществляется процесс адаптации. Поэтому характер взаимодействия генотип-среда является од­ним из решающих факторов при выборе направлений селекции: созда­вать ли локально адаптированные сорта или сорта с широкой амплитудой изменчивости и приспособляемости.

Наряду с селекцией, задачей которой является генетическое улучшение древесных, повышениеих продуктивности, в последнее время все большее внимание исследователей уделяется сохранению генофонда лес­ных древесных. Ценнейшие популяции, отработанные в про­цессе эволюции отбором, под воздействием техногенных и антропогенных факторов исчезают. В селекции сельскохозяйственных культур уже сейчас остро ощущается потеря дикого генофонда; огромные источники изменчивости, изученные Н.И. Вавиловым, быстро исчезают. "Мир, кото­рый знал Вавилов, исчез... По-видимому, в настоящее время мы распола­гаем в высшей степени чувствительными методами для изучения почти любого вопроса биологии. В процессе развития мы забываем, как ста­вить фундаментальные вопросы. Наш век – век больших знаний и малой мудрости... Нам не следует слишком увлекаться нашими методами, сле­дует научиться вновь ставить кардинальные вопросы природе в духе Ва­вилова".

Именно вавиловский подход должен быть основой составления селек­ционных программ улучшения лесных древесных растений. Эти расте­ния являются дикими природными популяциями, сформировавшимися в процессе длительной эволюции и наиболее приспособлены к тем или иным условиям среды.

Задачи селекции часто не совпадают со стратегией эволюции природ­ных популяций, поэтому при выборе направлений селекции следует хо­зяйственные требования в максимальной мере сочетать с необходимостью сохранения генетической изменчивости, обеспечивающей популяциям адаптивность и жизнеспособность.

Целесообразное использование, сохранение и преумножение ценного генофонда основных лесообразуюших пород – важнейшая задача буду­щих селекционных программ.

В связи с этим составление селекционных программ невозможно без тщательного изучения исходного материала. Знание закономерностей фор­мирования популяционных систем в условиях панмиксии, изоляции, интро-грессии позволит правильно определить направления и методы целенап­равленной селекции. Последовательность процесса разработки селекцион­ных программ улучшения лесных древесных можно выразить следующей схемой:

1. Изучение исходного материала, его генетико-эволюционная характе­ристика и биологические особенности;

2. Формулировка целей селекции;

3. Определение направлений селекции;

4. Обоснование методов селекции:

а) селекция географических экотипов;

б) индивидуальный отбор;

в) гибридизация;

г) использование спонтанной полиплоидии, искусственная полиплои­дия и мутагенез.

Коротко рассмотрим содержание этапов разработки селекционных про­грамм улучшения лесных древесных пород.