Новости
01.12.2016


29.11.2016


29.11.2016


29.11.2016


28.11.2016


16.12.2015

Селекция на кислотоустойчивость широко ведется в США, Канаде, Бразилии, ряде европейских стран. Примером практического использования достижений селекции на устойчивость к Н+ и Аl3+ токсичности являются бразильские коммерческие сорта пшеницы, а также мексиканские сорта тритикале. Выращивание устойчивых генотипов ячменя в эдафически неблагоприятных условиях обеспечивает 60%-е увеличение числа стеблей на единицу площади. Кроме прибавки урожая сорта зерновых культур, устойчивые к ионной токсичности, характеризуются более высокой отзывчивостью на минеральные удобрения и мелиоранты, что позволяет экономнее их использовать, снижая себестоимость продукции и улучшая экологию.
Достижения в селекции на алюмоустойчивость зерновых культур базируются на применении эффективных скрининговых методов ранней диагностики (тестирование в условиях водных культур), результаты которых достаточно тесно коррелируют с данными полевых испытаний. К настоящему времени установлена локализация генетических факторов кислотоустойчивости. Так, у пшеницы показано, что гены, контролирующие этот признак, локализованы в геномах А и Э. Для ряда зерновых культур определено, что устойчивость к токсикантам кислых почв детерминирована генами, локализованными в хромосомах 5-й группы. Причем выносливость пшеницы к ионам алюминия является комплексным признаком, который контролируется несколькими главными генами, генами-модификаторами и, возможно, генами-супрессорами, подавляющими выносливость к Аl3+.
В меньшей степени изучены физиологические и генетические механизмы, определяющие устойчивость к избытку марганца, железа, цинка, меди на фоне низких значений pH. Выявлено, что толерантность к действию эдафических стрессоров оказывается специфичной, а сорт, устойчивый к Аl3+, может быть высокочувствительным к Мn2+, и наоборот. Поэтому при разработке селекционных программ следует принимать во внимание эффективность защитных механизмов растений на кислых почвах.
Высокая почвенная кислотность - один из наиболее существенных лимитирующих факторов для бобовых трав. Оптимум pH для клевера, люцерны, донника лежит в пределах 6,0-7,5. Кроме известных кормовых достоинств этих культур необходимо учитывать их средообразующую роль на кислых почвах. Многолетние бобовые травы - наиболее эффективные накопители гумуса, а сами гумусовые вещества способны связывать подвижные металлы-токсиканты. В то же время, например, для клевера показано, что стрессовые эдафические условия произрастания приводят к резкому торможению развития клубеньков, снижению нитрогеназной активности и как результат - снижению азотфиксации и общей продуктивности растений. Для ряда бобовых трав (люцерна, клевер, лядвенец, донник) установлено внутривидовое разнообразие по устойчивости к кислотности почв, что свидетельствует о принципиальной возможности создания устойчивых сортов.
Избыток соли действует как стрессор, резко снижая величину и качество урожая. При этом каждый вид (сорт, гибрид) имеет определенные физиологические пределы толерантности к концентрации соли. Так, хлопчатник, ячмень, подсолнечник и сахарную свеклу удается выращивать на относительно засоленных почвах, тогда как фасоль и кукурузу только на незасоленных. Существенные различия по солеустойчивости имеются и между сортами.
Механизмы толерантности к засоленности включают компоненты толерантности к осмотическому эффекту и к специфичной токсичности ионов. При этом на уровне целого растения, ткани и клетки действуют разные механизмы. Считается, что отбор на толерантность к засоленности субстрата не включает специфические механизмы толерантности, а, скорее, связан с общей продуктивностью растений с точки зрения их роста, выживания и урожайности. Засоленные поля оказываются крайне вариабельными по степени засоленности. Причем в разных частях одного и того же участка продуктивность растений может варьировать от нулевой до нормальной, что приводит к снижению общей урожайности. Поэтому оценка селекционного материала при выращивании его на засоленных почвах оказывается практически невозможной из-за значительной пространственной неоднородности засоленных почв в естественных условиях. Постановка опыта возможна лишь при контролируемом поливе растений (выращивание на нормальных почвах) с использованием воды, содержащей определенное количество тех или иных солей. Для этих же целей успешно используется, например, система капельного орошения соленой водой и одновременно отбор растений на толерантность к засоленности, по показателям их роста, а также величины и качества урожая. Кроме того, искомые генотипы могут быть отобраны довольно точно и путем выращивания растений в засоленных гидропонных культурах. Такие системы использовались в работах Epstein, Norlyn и других исследователей. Разрабатываются также методы отбора на толерантность к засоленности в культуре клеток.
Создание толерантных к засолению сортов культурных растений имеет два ограничения: недостаток гендоноров толерантности к засоленности и отсутствие методов быстрой и точной оценки селектируемого материала по этому признаку. И все же поиск необходимых генетических источников нередко оказывается весьма результативным. Так, дикий вид томата Lycopersicon cheesmanii, обнаруженный на Галапагосских островах Rick, оказался превосходным донором толерантности к засоленности и был использован для гибридизации с культурным томатом L. esculentum. В работах Dvorak и его коллег из Калифорнийского университета для переноса в пшеницу в качестве гендонора толерантности к засолению был использован русский пырей (Elytrigia pontica).