ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ЧИСТОТА ГИБРИДОВ — ОСНОВА УРОЖАЙНОСТИ

Генетическая чистота гибрида или линии — это соответствие генов коммерческого гибрида оригинальному (исходному) гибриду, созданному селекционером.

Она определяется при полевом обследовании растений степенью сходства морфологических признаков (высоты, формы листьев, цвета метёлки и пестичных нитей и т.д.) исходному гибриду или линии и записывается в виде процента типичных растений или процента стерильных растений.

В процессе семеноводства при пересеве линий, даже при соблюдении пространственной изоляции, происходит спонтанное засорение материала чужой пыльцой. Для сохранения чистоты линий в селекцентрах сортовые прополки проводят обученные специалисты под руководством селекционеров.

Если не заниматься поддержанием типичности и стерильности родительских форм, то падение урожайности конечных гибридных семян неизбежно. Например, при производстве простого гибрида, состоящего из двух линий, если в материнской линии цвело 20% растений, которые смогли опылить 50% своих растений, урожайность зерна полученных семян вполне может упасть в 2 раза за счёт того, что линейные растения ниже по продуктивности, чем гибридные в 3 и более раза.

Полевые обследования стерильности материнской формы могут гарантировать урожайные качества получаемых семян. Что касается отцовской линии, то она должна быть морфологически однородной, типичной по внутриотраслевому стандарту на 99%.

Советский ГОСТ допускал предельный процент цветения материнской формы 2%. При разработке внутриотраслевого стандарта Кубанской ассоциации семеноводов кукурузы принято более жёсткое ограничение, а именно не более 1% цветущих растений материнской формы.

Как связать поддержание генетической чистоты гибрида с его структурой?

Легче всего поддерживается и контролируется генетическая чистота в простом двухлинейном гибриде.

По существу, простой гибрид — это клон, все растения имеют один и тот же генотип и, соответственно, одинаковы морфологически. Засорение чужой зародышевой плазмой сразу заметно по вегетативным признакам растений и початку. Поэтому проконтролировать в поле качество гибридизации простого гибрида довольно легко.

Кроме того, для получения простого гибрида требуется вести семеноводство всего двух линий, что облегчает контроль их чистоты сортовыми прополками.

Следующий тип применяемых гибридов — трёхлинейные, состоящие из материнской формы — простого гибрида и отцовской линии.

В товарном посеве трёхлинейного гибрида увидеть засорение очень трудно, только по початку при уборке можно определить его степень гибридности, и то приблизительно. Это объясняется тем, что растения трёхлинейного гибрида уже не являются клоном, они имеют генетическое разнообразие за счёт расщепления наследственных свойств материнского гибрида.

Чтобы гарантировать качество семян трёхлинейного гибрида, участок гибридизации необходимо тщательно обследовать.

Ещё большее генетическое разнообразие обнаруживает товарный посев четырёхлинейного гибрида. Растения варьируют по признакам расщепляющихся генов, происходящих от двух гибридных родителей. Для получения двойного гибрида нужно вести первичное семеноводство четырёх линий и двух простых гибридов, это дополнительный год работы и пересева материала, что увеличивает вероятность их засорения чужеродными генами.

И, наконец, самая сложная конструкция — синтетическая популяция.

Она получается часто следующим образом. Скрещиваются два четырёхлинейных гибрида, получается 8-ми линейный гибрид. Эта процедура осуществляется при обрывании метёлок на материнском гибриде на площади порядка 1-2 га. Потом идёт нарастающее размножение семян путём пересева и опыления своей пыльцой.

В производство попадает в лучшем случае второе поколение, а чаще поколение пересева даже не указывают, а прячут за лукавыми словами туманного содержания: элита, первая репродукция и т.д.

В такой разнородной генетической структуре, как популяция, конечно уже невозможно проконтролировать идентичность её исходному 8-ми линейному гибриду из-за того, что растения все разные по форме, размеру и цвету листьев, метёлок, початков. В популяции невозможно провести полевое обследование на типичность растений и написать акт на предмет сортовой чистоты. Популяция — самое удачная конструкция для подделки семян. Можно товарные семена второго поколения четырёхлинейного гибрида обозвать популяцией и уже специалист в поле не обнаружит по растениям подмену, потому что растения четырёхлинейного гибрида тоже разнообразны по морфологии.

Что касается урожайности популяций при опылении своей пыльцой, то она, конечно, намного ниже, чем у гибридов, полученных от скрещивания. Ещё Дарвин в 19 веке в труде «Роль перекрестного опыления и самоопыления в мире растений» доказал, что мощность растений резко возрастает при скрещивании с другим сортом или подвидом и наоборот — мощность растений падает при размножении сорта внутри себя. Популяция постепенно расщепляется на подпопуляции по сроку цветения. В растениях, проявляются вредные гены — отрицательные мутации, которые ранее маскировались при скрещивании. Всегда присутствует определённый процент растений, не дающих початка.

По нашим данным сорт-популяция Урванская белая в 2003 остро засушливом году уступил по урожаю зерна белозёрному гибриду на 44%. Это падение продуктивности можно распространить и на другие популяции, размножаемые в себе.

Но уменьшается не только урожай зерна, но и всего сухого вещества. В нормальном незагущенном посеве между урожаем зерна и листостебельной массы существует прямая зависимость.

Поэтому утверждение о том, что популяции хороши для получения силоса, не выдерживает никакой критики.

По разработкам учёных по кормлению животных силос первого класса получается при уборке в молочно-восковой спелости, содержании сухого вещества 25-30% и содержании крахмала не менее 32%. Крахмал — это основное вещество эндосперма и он содержится только в зерне; его нет в листостебельной массе. Поэтому для идеального силоса доля початков в убранной массе должна составлять 35-40%.

У такого силоса наивысший коэффициент переваримости (75%) и самая высокая энергетическая ценность. Это данные исследователей из Германии.

Никакая популяция не способна обеспечить долю початков 35-40%. По нашим данным только гибриды могут достичь таких показателей — от 30 до 39%.

Историческая справка: Соединённые Штаты прекратили выращивать сорта-популяции в 30-х годах прошлого века, т.е. 80 лет тому назад. Из стран СНГ кроме России лишь Украина имеет в реестре популяцию Надднепрянская — но всего одну.

Зато мы по количеству районированных популяций на первом месте. Владимир Семёнович Сотченко насчитал их аж 20 штук. Это не только наш позор, но и лазейка для фальсификаторов семян.

Предлагаю и обращаюсь с просьбой к Петру Александровичу Чекмареву, чтобы специальным приказом исключить все популяции кукурузы из государственного реестра сортов, допущенных к использованию.

Что касается оптимальной конструкции гибрида, то самую высокую продуктивность по зерну дают простые двухлинейные гибриды. Им уступают трёхлинейные гибриды в среднем примерно на 5-10% и четырёхлинейные на 10-12%. Это объясняется расщеплением наследственных свойств в сложных гибридах и отклонением части растений по продуктивности в худшую сторону от оптимального сочетания генов.

Что сдерживает распространение простых гибридов? Это прежде всего низкая цена на семена. При сложившейся средней цене в прошлом году 40 руб. за 1 кг и ниже, простые гибриды выращивать убыточно. Их урожайность на участке гибридизации 2-2,5 раза ниже, чем трёх- и четырёхлинейных гибридов.

Так в нашем НПО в 2008 году урожайность простого гибрида Кубанский 320 СВ составила 1,8 т. готовых семян с гектара, а трёхлинейного Кубанский 247 М — 4,1 т. с 1 га.

По этой простой причине производители семян не заинтересованы выращивать семена простых гибридов и страна при этом недополучает как минимум 10-15% урожая зерна.

Чтобы переломить эту пагубную тенденцию нужно ввести дифференциацию цен на простые и сложные, как правило, силосные гибриды. Семена простых гибридов должны быть в 2 раза дороже.

Соединённые Штаты перешли полностью на простые гибриды в 1965 году, мы же отстаем от них уже более, чем на 40 лет. По мнению выдающегося селекционера Фореста Тройера, благодаря достижениям селекции и биотехнологии, в 2004 году США преодолели 100 центнерный рубеж средней урожайности по стране. Вдумайтесь — это средняя урожайность! В 2007 г. валовой сбор зерна в США составил 332 миллионов тонн при средней урожайности зерна 94 центнера с 1 га.

Высочайшие достижения селекции и биотехнологии стимулируются справедливой ценой на семена. Так, по данным, приведённым Ф. Тройером в 2004 г. при цене посевной единицы $150 общее количество проданных семян составило 30 млн. пос. единиц что составило 4,5 млрд. долларов. Стоимость всего зерна, выращенного за этот период при цене $2,5 за один бушель (25,4 кг) составила 29,5 млрд. долларов. То есть, стоимость семян составила 15% от общей цены валового сбора зерна. В пересчёте на рубли цена одного килограмма семян в США в 2004 г. должна была бы составить 318 руб (1 кг товарного зерна стоил 3,3 руб).

Однако для нас такие цифры немыслимы.

Те нищенские деньги, которые мы в селекцентре зарабатываем от реализации семян, недостаточны для того, чтобы развивать современные методы селекции.

Так, наши селекционные методики находятся на уровне 80-х годов селекцентров США, когда они ещё не применяли новейшие приемы биотехнологии и генной инженерии.

В наше время даже небольшие европейские компании, например, КВС, имеют биотехнологические лаборатории, в которых работают квалифицированные специалисты по молекулярной биологии и генетике. Это даёт им преимущества в скорости создания новых более продуктивных гибридов. К примеру, в США только внедрение в наследственный пул кукурузы трансгена БТ позволило обеспечить 100% иммунитет ко основным видам насекомых-вредителей и сразу поднять урожайность по стране примерно на 10%. Это оценка профессора А.Н. Фролова из ВИЗР.

При сложившейся сверхнизкой цене на семена 40 руб за 1 кг невозможно развернуть работы по биотехнологии и молекулярной биологии. Развертывание таких работ представляет для нас большие затраты, которые составят не менее 15 млн. рублей в год. Вывод напрашивается сам собой. Достаточное финансирование нашего селекцентра определяется справедливой ценой на семена. Эта цена, конечно, не может составлять 320 руб. за 1 кг, как в США. Однако, в целях поддержания развития отрасли мы полагаем, что весной 2010 года семена силосных гибридов должны стоить 60 руб. за 1 кг, а простых гибридов — 100-120 руб за 1 кг.

Чтобы такие цены действительно имели место, нужно приложить все усилия к тому, чтобы убрать из рынка дешёвый контрафакт.

В этом вопросе я присоединяюсь к предложениям, высказанным предыдущими докладчиками.

Особенно важным считаю обязательность подписи на сертификате сортовой идентификации оригинатора — как гаранта генетической чистоты гибрида.

Спасибо за внимание.

Доклад на общероссийском собрании Национальной ассоциации производителей кукурузы по проблемам семеноводства кукурузы (пос. Кубань Гулькевичского р-на Краснодарского края), 8 июля 2009 г.