Чрезвычайно заманчиво использование гетерозиса у пшеницы. Предпосылкой работ в этом направлении послужило открытие вначале японским генетиком X. Кихарой, а затем американскими учеными Уилсоном и Россом явления цитоплазматической мужской стерильности у пшеницы. И если открытие Кихары было вначале воспринято как представляющее теоретический интерес, то исследования американцев сразу привлекли к себе внимание селекционеров. Уилсон и Росс получили при скрещивании Т. timopheevi × Т. aestivum (сорт Бизон) форму с цитоплазматической мужской стерильностью. Последующими беккроссами (ЦМС-форма × Бизон) была получена линия сорта Бизон с цитоплазматической мужской стерильностью. У созданной линии женские генеративные органы цветка функционировали нормально, а в пыльниках не образовывалась жизнеспособная пыльца. Естественно, что для размножения таких растений необходим опылитель, фертильная форма (сорт). Но так как ЦМС передается по материнской линии, то, как правило, в следующем году семена со стерильных форм дадут стерильные растения. В то же время практическое использование ЦМС-системы возможно только в том случае, если имеется сорт-опылитель, который обладает способностью восстанавливать фертильность первого поколения. Долгое время не удавалось найти такой восстановитель для стерильной линии, созданной на основе сорта Бизон. Такая форма (линия № 542437) была найдена американскими учеными Шмидтом, Джонсоном и Манном в 1962 г. на селекционной станции в штате Небраска. Как указывает Э. Д. Неттевич, после этого открытия наметились реальные предпосылки для использования гетерозиса у пшеницы.
С 1965 г. работы по созданию гибридной пшеницы развернулись во многих странах мира, в том числе в СССР. В нашей стране селекция гибридной пшеницы проводится во Всесоюзном научно-исследовательском институте растениеводства имени Н. И. Вавилова, Всесоюзном селекционно-генетическом институте (г. Одесса), Краснодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства и некоторых других. Применяют следующую схему работы:
а) выявление комбинаций, дающих гетерозис;
б) селекция стерильных аналогов;
в) селекция аналогов — восстановителей фертильности.
Выявление гетерозисных комбинаций. К настоящему времени проведено огромное число наблюдений и опытов, которые показали, что уровень гетерозиса у первого поколения гибридов пшеницы может быть чрезвычайно высоким. Например, в опытах на Селекционно-генетической станции ТСХА имени П. И. Лисицына вес зерна с растения по сравнению с лучшей родительской формой составлял по ряду комбинаций 122—168%.
При этом наибольший уровень продуктивности, как правило, чаще бывает при скрещивании сортов, относящихся к различным экологическим группам.
Для выявления гетерозисных комбинаций сорта пшеницы скрещивают между собой или вначале с тестером. Особенно важно выявить комбинации, которые в меняющихся условиях среды устойчиво сохраняли бы гетерозис.
Создание стерильных аналогов. Источниками цитоплазматической мужской стерильности могут быть, кроме Т. timopheevi, также виды Т.zhukovskyi, Т. timonovum и Т. araraticum. Наиболее широко в селекции гибридной пшеницы используется Т. timopheevi. Получение на основе названных выше форм стерильных аналогов не представляет особого труда, так как большинство сортов мягкой пшеницы из мирового сортимента являются закрепителями стерильности. Для создания аналогов с мужской стерильностью используют метод беккроссов в течение 5—6 поколений (98,45% ядерного материала отцовского сорта). При этом ежегодно для скрещивания отбирают формы, наиболее сходные с сортом-опылителем. Дальнейшее размножение стерильных аналогов проводят па изолированных площадках при посевах аналогов и опылителей чередующимися рядами в соотношениях 2:1 и 3:1 (стерильный аналог занимает 65—75% площади посева).
Мастер класс по рисованию москва курсы школы рисования.
При создании стерильных аналогов может наблюдаться эффект влияния цитоплазмы Т. timopheevi на развитие некоторых признаков У стерильных аналогов (плейотропный эффект). Стремятся для работы выделить формы, у которых это влияние было бы положительным (повышение белковости зерна), а не отрицательным (снижение веса 1000 зерен и т. п.).
Создание аналогов — восстановителей фертильности. В связи с тем, что большинство сортов пшеницы являются закрепителями стерильности, значительно затрудняется создание аналогов — восстановителей фертильности. Недостаточно разработан этот вопрос и с генетической точки зрения. По данным Ливерса (1964), восстановление фертильности у форм с цитоплазмой Т. timopheevi обусловлено действием двух доминантных генов Rf1 и Rf2.
Более поздние исследования говорят о полигенной системе главных факторов, проявляющих неполную доминантность при восстановлении фертильности у форм с цитоплазмой Т. timopheevi, а также о наличии генов-модификаторов. Причем число таких генов-восстановителей различно у разных форм. Исходя из этого положения, в настоящее время в США, Канаде, Италии и других странах широко применяют гибридизацию для объединения в одном сорте генов — восстановителей фертильности. Лучшими источниками восстановительной способности считаются линия Вильсона (Т. timopheevi × Маркиз2), сорта Примени и Палмарес. Особенно большого внимания заслуживает сорт Примени — источник восстановления фертильности для ЦМС-форм не только с цитоплазмой Т. timopheevi, но и с цитоплазмой Т. zhukovskyi и Т. araraticum.
Как правило, при создании аналогов — восстановителей фертильности применяют комбинированную схему М. И. Хаджинова для создания аналогов — восстановителей кукурузы.
Академик П. П. Лукьяненко в работах по созданию аналогов — восстановителей фертильности применял две оригинальные схемы. Использование первой схемы — неполного беккроссирования — позволяет выявить липни с наивысшей восстановительной способностью. Вторая схема представляет собой ускоренный путь создания восстановителей фертильности.