Глава 2. Основные направления, задачи и методы селекции сорго

§ 1. Методика и схема селекционного процесса

При обобщении многолетнего опыта селекционной работы нами уточнена и используется методика и схема селекционного процесса по зерновому сахарному сорго и суданской траве, куда включены все селекционные питомники (см. схему).

СХЕМА селекционного процесса сорговых культур

Питомник первичного исходного материала. Здесь изучаются прежде всего образцы мировой коллекции ВИР и других учреждений, местные ценные образцы, гибридный материал второго и третьего поколений, продолжающие расщепляться, мутантные формы в начальной стадии их изучения и различные образцы, в которых выделяются и улучшаются ценные признаки, т. е. весь материал, по которому только началась первичная селекционная обработка.

В этот большой питомник входят 2 самостоятельных: коллекционный и гибридный. Он может включать и другие питомники (индуцированных мутаций, изучения наследования признаков и др.), где проводится агробиологическое изучение, а по выделенным растениям - биометрические учеты. При строгом индивидуальном отборе проводится самоопыление метелок на 10-12 растениях каждого образца из наиболее выделившихся и отвечающих всем требованиям к будущим самоопыленным линиям. Этому питомнику придается особое значение, ибо от качественного отбора в нем зависят результаты всей будущей селекционной работы. В период уборки при комплексной оценке и жесткой браковке по каждому образцу отбираются 2-3 наиболее типичные продуктивные метелки. Делянки в питомниках однорядковые, с 25-27 растениями, площадью 5 м², а на гибридах F₂ - 3-4-рядковые - 150-200 растений. Стандарты размещаются через 15-20 номеров.

Селекционный питомник. Сюда переводятся те образцы, формы и семьи сорго, которые выделены по продуктивности и комплексу других хозяйственно-ценных признаков в третьем поколении, из питомников первичного исходного материала. В этом питомнике они находятся 2 года - до константного состояния как будущие самоопыленные линии. Наиболее выравненные формы, получившие высокую комплексную оценку, скрещиваются со стерильными линиями-тестерами различных направлений использования для оценки их на реакцию ЦМС и комбинационную способность. Они же и другие продуктивные и константные линии после всесторонней оценки переводятся в питомник самоопыленных линий. Остальные, не доведенные до константного состояния, продолжают изучаться, а образцы, получившие низкую оценку, выбраковываются. Делянки питомника двухрядковые, с 50-60 растениями, площадью 10 м². Стандарты размещаются через 15-20 номеров.

Питомник самоопыленных линий. Здесь путем инцухтирования и тщательного индивидуального отбора окончательно селектируются линии в 5-м поколении. Проводятся оценка их по комплексу признаков и свойств, учет урожая и биометрические исследования. Наиболее перспективные линии размножаются и скрещиваются со стерильными линиями для оценки их по реакции на ЦМС и комбинационной способности. С целью объективной и всесторонней оценки пыльца берется с 10-12 растений каждой изучаемой линии. По наиболее продуктивным линиям методом семейственно-группового отбора создаются сорта. Перспективные линии, оказавшиеся закрепителями стерильности, переводятся в питомник насыщающих скрещиваний для создания продуктивных стерильных аналогов. Наиболее перспективные линии высеваются на изолированных участках для размножения и создания новых гибридов с их участием. Делянки в питомнике двухрядковые, площадью 10 м². Стандарт размещается через 15-20 номеров.

Питомник стерильных линий. Сюда переводятся стерильные гибриды наиболее перспективных, отвечающих требованиям по морфологическим признакам и биологическим свойствам самоопыленных линий, которые по реакции на ЦМС оказались закрепителями. Путем насыщающих скрещиваний и тщательных отборов на стерильность и другим признакам создаются стерильные аналоги и к ним - линии - закрепители стерильности. Затем в 5-7 поколениях насыщения по достижении стерильности 95-100% наиболее перспективные стерильные аналоги скрещиваются с самоопыленными линиями для всесторонней оценки. Образцы высеваются попарно (семьями). Проводится жесткая браковка растений с фертильными метелками. На каждой семье изолируются попарно 5-6 метелок для насыщений, затем при уборке отбираются 2-3 наилучшие. Делянки в питомнике однорядковые, площадью 5 м², с 25-27 растениями.

Питомник гибридизации. В нем высеваются все стерильные линии, с которыми планируется создание гибридов и проводятся ручные скрещивания со многими сортами и линиями для получения гибридов на стерильной основе различного использования. Пыльца для нанесения на стерильные метелки различных линий берется с перспективных образцов, находящихся в питомниках самоопыленных линий, селекционном и коллекционном. При этом с каждого образца она собирается из метелок 10-12 растений и наносится на 2-3 стерильные метелки.

Питомник оценки новых гибридов на продуктивность. В задачу его входит всестороннее фенотипическое изучение гибридов первого поколения, которые в массовом количестве впервые получены от ручных скрещиваний и на экранных изоляторах. Таких гибридов бывает 800-1000, однако, чтобы не загружать другие питомники, здесь путем предварительной визуальной оценки по ряду комплексных признаков и свойств проходит жесткая выбраковка менее ценных гибридов. По тем гибридам, которые получили высший балл комплексной оценки, проводится учет урожая. Таких гибридов обычно остается 25-30% от изученных, которые на следующий год изучаются в питомниках комбинационной способности и реакции на ЦМС. Чтобы не потерять ценную гибридную комбинацию при наличии достаточного количества семян, посев проводится в двухкратной повторности в течение одного года. Делянки, в питомнике однорядковые, площадью 5 м². Стандарт размещается через каждые 10 гибридов.

Питомники оценки образцов по реакции на ЦМС и комбинационную способность являются основными звеньями в окончательной оценке новых стерильных, самоопыленных линий и сортов, на реакцию к ЦМС и комбинационную способность. Параллельно с этим проводится выявление продуктивности гибридов. Наиболее ценные из них поступают в предварительное, а затем конкурсное испытание. В этих питомниках оценка проводится по типу контрольного питомника, методом топкросса в трехкратной повторности, на однорядковых делянках площадью 5 м². Стандарты размещаются через 12-15 номеров. На части растений (5-8) у гибридов метелки самоопыляются для определения завязываемости семян и реакции на ЦМС. В питомниках проводятся оценка по комплексу признаков, биометрические измерения, учет урожая и статистическая обработка.

Предварительное испытание. В этот питомник переводятся наиболее продуктивные и ценные по ряду хозяйственно полезных признаков и свойств гибриды, выделившиеся в предыдущих питомниках. Изучение длится 2 года. Делянки двухрядковые, площадью 15-20 м², повторность трехкратная, стандарт размещается через 15 гибридов. Здесь проводятся учеты, измерения и уборка комбайном "Сампо-500" со всей делянки, а также статистическая обработка урожайных данных методом дисперсинного анализа.

Конкурсное испытание. Сюда помещаются наиболее перспективные гибриды, проявившие себя в течение двух лет в предварительном испытании и изучаются 2-3 года. Делянки трехрядковые площадью 30-40 м², повторность - четырехкратная, 2-3 стандарта высеваются на повторность. Уборка, учет урожая и математическая обработка проводятся по методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.

Производственное испытание проводится в нескольких хозяйствах различных зон с целью окончательной оценки сортов и гибридов и выявления наиболее перспективных из них, выделившихся в конкурсном испытании, для передачи в Государственное испытание. Эта работа проводится согласно методике Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.

Размножение гибридов и родительских форм проводится на экранных изоляторах и изолированных участках. Экраном шириной 180-200 м может служить конопля, сорт подсолнечника Гигант или высокорослая кукуруза, которые достигают высоты 3-3,5 м. Они являются искусственной преградой против попадания сорговой пыльцы с одного участка на другой. В этих питомниках размножаются все гибриды и их родительские формы, семена которых поступают в предварительное, конкурсное, производственное испытания, другие питомники, а также в Государственное испытание. Проводятся тщательные сортовые и видовые прополки, а в начале цветения - удаление единичных фертильных метелок у стерильных растений.

Таким образом, трехлетние данные конкурсного и двухлетние - производственного испытания дают основание выделить перспективные по продуктивности и другим хозяйственно ценным признакам гибриды (при наличии достаточного количества семян) для передачи в Государственную комиссию по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур.

Вышеописанная схема селекционного процесса является наиболее удобной и широко применяется в практической селекции.

В качестве исходного материала для селекционной работы использовались в основном образцы зернового, сахарного сорго и суданской травы коллекции ВИР, а также сортовой материал ВНИИ кукурузы. Кроме того, с 1962 г. в изучение ежегодно включался и материал, полученный нами в результате гибридизации. Всего за 21 год было изучено 41211 различных по происхождению и назначению образцов, в том числе 14217 гибридов первого поколения.

В процессе исследований было проведено 12890 ручных внутривидовых и межвидовых скрещиваний на фертильной и стерильной основе. В результате были созданы различные гибридные формы для целенаправленной селекционной работы.

Особенно широко в гибридизацию включались образцы сорго коллекции ВИР с высокой комбинационной способностью.

В связи с многообразием форм различного хозяйственного назначения во всех селекционных питомниках особое внимание уделялось прежде всего методу индивидуального отбора путем самоопыления под изоляторами отдельных растений из образцов коллекции ВИР и ВНИИ кукурузы. Одновременно с изучением исходного материала в годы исследований с целью создания высокопродуктивных сортов и линий на гибридном материале скрещивались лучшие образцы с последующей полевой оценкой первого и второго поколений путем сравнения их с родительскими формами и стандартами. Основными критериями оценки гибридов были урожайность, раннеспелость и пригодность растений к механизированной уборке. Для гибридизации проводился подбор исходных родительских форм с четко выраженными хозяйственно-ценными свойствами и признаками для получения нужного их сочетания в новом гибриде, с высоким проявлением эффекта гетерозиса.

В первый период работы для изучения реакции образцов сорго на ЦМС, а также для создания высокогетерозисных гибридов на стерильной основе и определения комбинационной способности исходных форм использовалась стерильная линия Стерильное 8, полученная в 1961 г. из ВНИИ кукурузы. С 1963 г. в селекционную работу были включены новые раннеспелые линии с ЦМС, созданные на Синельниковской селекционно-опытной станции: Низкорослое 81С, Низкорослое 92 и Белозерное 5С, а с 1965 г.- стерильные аналоги зернового и сахарного сорго нашей селекции.

Таким образом, наличие разнообразного исходного материала, перспективных стерильных линий и опылителей позволило развернуть широкую работу по созданию новых высокопродуктивных сортов, а также самоопыленных линий, которые широко используются нами в качестве родительских форм для выведения высокогетерозисных гибридов первого поколения.