Віддалена гібридизація

Схрещування організмів, що належать до різних видів і пологів, називається віддаленою гібридизацією.

Віддалена гібридизація ділиться на міжвидову та міжродову. Приклади міжвидової гібридизації - схрещування м'якої пшениці з твердою, соняшника з топінамбуром, вівса посівного з візантійським вівсом і т. д. Схрещування пшениці з житом, пшениці з пирієм, ячменю з елімусом та інші відносяться до міжродової гібридизації. Мета віддаленої гібридизації - створення рослинних форм і сортів, що поєднують ознаки та властивості різних видів та пологів. У практичному та теоретичному відношенні вона представляє винятковий інтерес, оскільки віддалені гібриди дуже часто відрізняються підвищеною потужністю росту та розвитку, крупністю плодів та насіння, зимостійкістю та посухостійкістю.

Велике значення віддаленої гібридизації у створенні сортів, що мають стійкість до хвороб до шкідників.

Віддалена гібридизація має більш ніж двовікову історію. Перший віддалений гібрид між двома видами тютюну було отримано 1760 р. І. Кельрейтером. З того часу проблема віддаленої гібридизації незмінно привертала до себе увагу багатьох визначних ботаніків, генетиків та селекціонерів у всьому світі. Великий внесок у розвиток теорії та практики віддаленої гібридизації зробив І. В. Мічурін, який на основі цього методу створив велику кількість нових сортів та форм плодових рослин.

Радянські селекціонери першими у світі стали широко використовувати віддалену гібридизацію рослин, і наша країна вважається її батьківщиною. У двадцяті роки в НІІСГ Південного Сходу Г. К. Мейстер схрещував м'яку пшеницю з твердою та озиму пшеницю з житом і отримав на цій основі перші гібридні сорти. У 1930 р. Н. В. Цивдга в радгоспі «Гігант» вперше у світі схрестив пшеницю з пирієм.

При віддаленій гібридизації трапляються великі проблеми. Вони пов'язані з поганою схрещуваністю або несхрещуваністю різних видів і пологів і стерильністю одержуваних гібридів першого покоління.

Ряд способів подолання несхрещуваності рослин при віддаленій гібридизації запропоновано І. В. Мічуріним. При отриманні гібридів між яблунею та грушею, вишнею та черемхою, айвою та грушею, абрикосом та сливою він користувався сумішшю пилку. Очевидно, виділення різноманітного пилку, що наноситься на приймочки квіток материнської рослини, сприяють проростанню пилку виду-запилювача.

У деяких випадках проростання пилку батьківської рослини стимулювалося додаванням пилку материнської рослини. Так, при схрещуванні троянди з шипшиною І. В. Мічурін було отримати насіння. При додаванні до пилку шипшини пилку троянди насіння утворювалися, і з них виросли гібридні рослини.

Для виведення зимостійких сортів персика І. В. Мічурін вирішив схрестити культурні сорти персика із зимостійкою формою дикого мигдалю-бобовника. Але отримати насіння від такого схрещування йому не вдалося. Тоді він провів попереднє схрещування сіянців бобовника з диким персиком Давида. В результаті вийшов гібрид, який він назвав посередником. Він мав достатню зимостійкість і легко схрещувався з культурними сортами персика. Цей метод схрещування при гібридизації різних видів рослин називається методом посередника.

При віддаленій гібридизації схрещування проводять у великих масштабах, так як при незначній кількості запилених квіток може скластися неправильне уявлення про нехрещування тих чи інших видів або пологів рослин. Міжвидові та міжродові гібриди першого покоління, як правило, безплідні або мають дуже низьку плодючість, хочавегетативні органи вони можуть бути добре розвинені.

Причини безпліддя гібридів першого покоління віддалених схрещувань такі:

недорозвиненість генеративних органів. Найчастіше недорозвиненими бувають чоловічі генеративні органи - пильовики, іноді вони навіть не розкриваються. Нерідко стерильні та жіночі генеративні органи;
порушення мейозу. При утворенні гамет можлива погана чи неправильна кон'югація різних видів хромосом. При цьому можливі два випадки.

1. Схрещувані види мають різну кількість хромосом. Наприклад, вид А (2n=14) схрещується з видом Б(2n=28). У гібридів першого покоління число хромосом дорівнюватиме 21. При гаметогенезі утворюється 7 пар бівалентів та 7 унівалентів. Унівалентні хромосоми нерівномірно розподіляються між гаметами, що утворюються. При цьому утворюватимуться гамети з різним числом хромосом - від 7 до 14.

2. Схрещувані види мають однакове число хромосом, але внаслідок їх структурних відмінностей кон'югація між ними може бути порушена. Під час мейозу, як і першому випадку, негомологічні хромосоми розходяться неправильно. Внаслідок цього явища спостерігається також більш-менш виражена стерильність гібридів.

Для подолання безплідності віддалених гібридів першого покоління застосовують такі прийоми.

1. Запилення пилком одного з батьків. Це один із найбільш часто застосовуваних методів, у більшості випадків він дає хороші результати. Недолік його полягає у поверненні у наступних гібридних поколінь ознак і властивостей того з батьків, пилок якого був використаний для повторного запилення.

2. Запилення пилком рослин першого покоління. При великих масштабах роботи та різноманітності батьківських форм серед гібридів першого покоління зазвичайє трохи рослин з фертильним пилком. Їх використовують для запилення стерильних рослин того ж покоління. При цьому повернення до ознак батьківських форм значно слабше.

3. Обробка насіння, що проростає, розчином колхіцину для подвоєння числа хромосом. Цей метод дозволяє отримувати у великій кількості плідні амфідиплоїдні форми зі збалансованим числом хромосом.