Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.
Скачать (прямая ссылка):
Даже в наиболее развитых в техническом отношении странах урожаи сельскохозяйственных культур возрастают теперь яе с такой быстротой, как на протяжении последних пятидесяти лет. Все «легкие» способы повышения урожаев — введение гибридных сортов и усиленное применение удобрений, искусственного орошения и пестицидов — уже использованы. Добиться дальнейшего повышения урожайности теперь труднее. Так, урожайность кукурузы, по-видимому, достигла максимального уровня — чуть выше 100 бушелей на акр — и стабилизировалась на этом уровне. Дальнейшего увеличения производства зерна, вероятно, можно будет достичь, изменяя растения таким образом, чтобы повысить качество конечного продукта, как, например, в случае кукурузы с высоким содержанием лизина, и устранить имеющие место потери, а также в результате более разумного использования областей с неблагоприятными условиями среды. Социологи, критикуя «зеленую революцию», указывали также на то, что введение сортов, требующих применения новейшей сельскохозяйственной техники, давало преимущество крупным хозяйствам («агробизнесу») над мелкими, семейными фермами, что часто приводило к нежелательным с социальной точки зрения результатам. ' t
СОЗДАНИЕ НОВЫХ РАСТЕНИИ
Селекция растений
Высокие нынешние урожаи сельскохозяйственных культур стали возможны в значительной мере благодаря искусству селекционеров, которым удалось создать немало продуктивных болезнеустойчивых сортов. Один из выдающихся успехов был достигнут с кукурузой. Современная кукуруза ^ это гибрид, соединивший в себе гены от нескольких инбредных линий.
Все четыре линии иа протяжении нескольких поколений подвергаются инбридингу, чтобы обеспечить гомозиготиость-
Инбридинг Инбридинг
I ?
Гомози- готиая линия В
Гомози- готная линия Г
Затем каждую пару инбредных линий скрещивают внутри себя, чтобы получить более мощные гибриды
Два гибрида скрещивают для получения «гибридной кукурузы»
«Гибридная
кукуруза»
Генетикам было давно известно, что длительный инбридинг понижает мощность и продуктивность большинства сельскохозяйственных культур и домашних животных. Скрещивание же некоторых высокоинбредных линий нередко вызывает явление, называемое гетерозисом, или гибридной силой. Потомки от таких скрещиваний гораздо крупнее и отличаются от родительских сортов большей мощностью и продуктивностью, очевидно, вследствие наличия в их клетках особых сочетаний генов. Несмотря на новейшие сведения, полученные в области молекулярной биологии, мы не можем дать точного биохимического объяснения этому усиленному росту гибридов.
Для создания современной гибридной кукурузы были использованы четыре отдельные линии. Сначала эти линии скрещивали попарно, а затем два полученных таким образом гибрида скрестили между собой и в результате этого «двойного скрещивания» получили гибридную кукурузу (рис. 16.1). Разумеется, семена, производимые такими растениями при самоопылении, не «размножаются в чистоте», а отличаются высокой изменчивостью. Поэтому фермерам приходится ежегодно поку-
Линия В Линия Г
I *
бри,
I I
Все четыре полученные таким образом линии слабые и малоурожайные
Мощная высокоурожайная линия кукурузы, содержащая гены от всех четырех нибредиых линий. Не размножается в чистоте.
Семена приходится всякий раз приобретать у селекционеров.
Рис. 16.1. Современная «гибридная кукуруза» была создана путем постепенно, го объединения генетического материала четырех различных инбредных линий. Свойства конечного сорта, естественно, зависят от генетической природы исходных инбредных линий.
пать новые семена, производимые на специальных семенных фермах. Несмотря на такие дополнительные расходы, американские фермеры идут на это, поскольку при достаточном внесении удобрений затраты на семена окупаются повышением урожай^ ности. Прибыли, полученные в результате повышения урожайности за счет выращивания одной лишь гибридной кукурузы, могли бы покрыть всю сумму, затраченную на изучение растений в США за все время существования страны. Первоначальное повышение урожаев кукурузы в 30-х годах и позже было обусловлено введением этих генетических гибридов, а дальнейшее их повышение связано с возрастающим применением химических удобрений, а затем и пестицидов. Гибридные сорта выведены теперь и для многих других растительных культур, и, несмотря на высокую стоимость производства гибридных семян, именно эти семена обеспечивают почти по всему земному шару богатые урожаи и хорошие доходы.
При помощи отбора и скрещивания также можно повысить урожайность культур, создавая сорта, приспособленные к особым местным условиям. Многие старые местные сорта, издавна выращиваемые в данной области, хотя и малоурожайны, при внесении в почву небольших количеств удобрений оказываются более продуктивными, чем высокоурожайные сорта, созданные для интенсивного земледелия; к тому же они более устойчивы к заболеваниям. Подобные сорта содержат ценный генофонд, ожидающий того, чтобы его начали использовать для областей с экстремальными условиями.
В настоящее время селекционеры уделяют особенно много внимания поискам солеустойчивых растений для выращивания их в областях, почвы которых стали засоленными (см. также гл. 14). Некоторые дикорастущие виды томатов, например, произрастают в приморских районах, куда доходят соленые брызги океана. Гены, имеющиеся у этих видов, могли бы повысить солеустойчивость культурных сортов томатов. Проводятся также испытания на солеустойчивость хранящихся в семенных банках хлебных злаков; при этом уже удалось выявить у них значительные различия, которые могут послужить основой для выведения солеустойчивых сортов. Это показывает, какую важную роль играют семенные банки, даже если в них хранятся «устаревшие» сорта. Аналогичные программы проводят в поисках холодо- или засухоустойчивых сортов.
