Техніка гібридизації рослин
Гібридизація рослин складається з підготовки суцвіття (рослини) до гібридизації, кастрації та запилення.
Рослини з закритим або відкритим типом цвітіння, двох або одностатеві потребують різної підготовки до схрещування і різним прийомам запилення. Важлива також тривалість життєздатності пилку. Розглянемо методи штучного запилення, які застосовують при схрещуванні.
Примусове запилення здійснюється штучним перенесенням пилку з чоловічого рослини на материнське. Пінцетом збирають з квіток пильовики, які мають жовте забарвлення, але ще були розкрилися, їх вміщують у бюкси. Знімають ізолятор з кастрованого материнського суцвіття (квіток) і проводять запилення, захоплюючи пильовик пінцетом і вкладаючи його в кастрований квітка. При цьому доречно на пильовик набрати пилку, яка витрусила в бюкси з пиляків, що тріснули. Закінчивши запилення, знову надягають ізолятор.
При обмежено вільному запиленні після кастрації материнських рослин на них надягають ізолятори, під які підводяться чоловічі рослини з зрілими пильовиками, по два чоловічих колоса на один колос материнської форми. Якщо терміни цвітіння не збігаються, рослини вирощують в вегетаційних судинах і розміщують близько материнських рослин. Більшість селекційних установ застосовують Житомирський метод, за яким зрізані рослини чоловічої статі вміщують в банки з водою і підводять під ізолятор. Час від часу рослини корисно струшувати. При схрещуванні Комахозапилювані рослин, наприклад конюшини, під ізолятор пускають комах, які запилюють цю рослину в природних умовах.
Обмежено вільний запилення можна проводить і без ізолятора. Для цього батьківські рослини висівають по черзі рядами. Перед цвітінням материнські рослини готують до схрещування, потім каструють, а запилення відбувається природно. У цьому випадку необхідна просторова ізоляція до 1-2 км форм, які схрещують, ось других сортів.
Вільно групове запилення відрізняється ось обмежено вільного тим, які проводяться не однією, а декількома чоловічими формами (сортами). Цей метод можна здійснювати під ізоляторами і без них.
Вільне запилення перекрестноопиляющіхся культур проводять при певних умовах природним шляхом. Поруч з позитивним (великий відсоток зав'язування насіння) негативним є вибірковість запилення, що погіршує якість гібридів.
Виготовлення ізоляторів. Для більшості рослин, які запилюються вітром, застосовують пергаментні ізолятори. їх виготовляють, зшиваючи або склеюючи клеєм, що не розмокає. Цей клей готують так: 400 г столярного клею варять в 500 мл води до консистенції Гуміарабіку, охолоджують, додають до нього 4-5 мл насиченого розчину дихромата калію і ретельно перемішують.
Для виготовлення ізоляторів можна використовувати і целофан. Залежно ось способу запилення застосовують різні ізолятори. При примусовому запиленні можна користуватися малими одиночними ізоляторами, які надягають на окремий колос. Це склеєна з пергаменту трубочка, яку зав'язують зверху ниткою, надягають на колос і зав'язують знизу ниткою, попередньо помістивши в місці зав'язування вату, щоб запобігти проникненню під ізолятор комах. При обмежено вільному запиленні використо-вують групові ізолятори. Розміри ізолятора залежать від розміру суцвіття. На ізоляторі простим олівцем пишуть назву материнської форми (ставлять знак 0, дату кастрації і прізвище співробітника, який виконував цю операцію) Провівши запилення, на ізоляторі пишуть назву чоловічий форми (ставлять знак 0, дату запилення і прізвище виконавця).
Ізолятори для рослин, що запилюються комахами, зшивають у вигляді мішечків з марлі або батисту в залежності ось особливостей будови квітки і біології цвітіння. Як ізолятор можна використовувати вату (соєву, лляну). Квітки деяких рослин взагалі не ізолюють.
Техніка гібридизації окремих культур
Пшениця. Кастрацію проводять після виколошіванія рослин. На колосі видаляють нижні колоски і верхівку. З кожного колоска видаляють середні квітки, залишаючи лише дві бічні. Потім обрізають ості і остеоподобние відростки з невеликою частиною квіткової луски. У безоста форм верхню частину колосковой і квіткових лусок можна не обрізати. З кожної квітки пінцетом видаляють три тичинки, які містяться між квітковими лусками, не травмуючи рильця
Кастрований колос ізолюють етикетують, про що роблять за-пись в спеціальному журналі.
Для запилення використовують зрілі тичинки жовтого або-жовто-зеленого кольору, які збирають в Бюксі. Найсприятливішими для запилення є ранкові (до 10 год) і вечірні (з 17 до 20год) годинник.
При примусовому запиленні шматочки тичинок з пилком на носять пінцетом на рильце маточки.
Рильця маточки здатні приймати пилок 7-9 діб після; кастрації. Денна норма техніка - 50 кастрованих і запилених
Колос.Прі обмежено вільному методі запилення 3-5 кастрованих, колоса материнського сорту вміщають під один загальний ізолятор. Колос батьківського сорту зрізає і вміщує в баночки з водою, які прив'язують до кілків і розміщують під цим самим ізолятором, щоб вони знаходилися вище колоса материнського-сорту. Розміри ізолятора з пергаменту 25х10 см.
Різновидом обмежено вільного запилення є методом «ТВЕЛ» запропонований мексиканським селекціонером Н. Борлаугом
У цьому випадку використовують поодинокі ізолятори. Луска при підготовці материнського колоса до кастрації підрізає. Колос батьківської форми, який ось-ось повинен зацвісти або в нього вже розкрилися одна дві квітки, зрізують, підрізають луску (при цьому видаляють і ості) і, зігріваючи в руках, очікують, коли почнеться цвітіння. Тоді розкривають верхню частину ізолятора, не знімаючи його з колоса, вводять колос, який зацвів, і обертають над колосом материнської форми так, щоб обсипати його пилком. Потім колос чоловічий форми виймають, кути ізолятора Загиней-ють, щоб закрити отвір, і скріплюють канцелярською скріпкою.
При вільному ветроопиленію материнську форму висівають в масиві сорти запилювачі. Перед початком цвітіння колос ма-терінськой сорти каструє, зайві зрізають, щоб уникнути са-моопиленія.
Штучно стерилізувати пилок без пошкодження рильця можна, витримуючи, колос у фазі повного виколошіванія за 72 рік до початку цвітіння в пергаментних ізоляторах, внутрішня поверхня яких змочена гасом, або обробляючи молоді рослини гідрозід-малеиновой кислотою (ГМК) в концентрації 250 мг / л при двократному обприскуванні.
У природних умовах пилок пшениці і друге зернових культур зберігає здатність запліднювати протягом ЗО-40 хв. При зберіганні зрізаного колоса (запилювачі) в холодильнику (t = 0 ... 4 ° С) або в бюксі на льоду пилок зберігає життєздатність протягом 6 діб і більше.
Ячмінь. Для кастрації вибирають колос, у якого тичинки в квітках середній частині колоса досить розвинені, проте ще зелені. Найчастіше це збігається в часі з появою остюків з піхви листка.
При підготовці колоса до кастрації можна обійтися без видалення бічних недорозвинених колосків, якщо в них не утворюється пилок або їх цвітіння сильно спізнюється.
Для запилення вибирають зрілі тичинки батьківських форм, які пінцетом переносять у кастровані квітки. Найсприятливішими для запилення є 2-3е добу після кастрації. Хороші результати спостерігаються і при використанні методу «ТВЕЛ».
Життєздатність пилку ячменю може зберігатися протягом 26 діб, якщо його витримувати при температурі - 2 ° С в ексикаторі над хлоридом кальцію. У звичайних умовах пилок зберігає життєздатність не більше доби.
Овес. Каструють волоті, в яких з листкового піхви з'явилося кілька колосків. Волоть обережно виймають з піхви, залишають 10-15 хороший розвинених колосків, інші зрізають ножицями, а із залишених колосків пінцетом видаляють другий і третій квітки. Нижні (перші) квітки із зеленими тичинками каструють. На мітлу надягають ізолятори. Для проведення запилення ізолятор знімають, після запилення його знову надягають і залишають на волоті до збирання врожаю. Квітки запилюють, коли їх рильця стають пір'ястими, приблизно через 3 доби після кастрації (в холод ну погоду через 4-5, в жарку- 1-2 добу). На кастрований квітка переносять 2-3 тичинки, пилок на рильце можна переносити щіточкою.
У природних умовах пилок вівса зберігає життєздатність не більш 1 години. Якщо зберігати його при температурі 4 ° С, то вів придатний для запилення протягом 2-4 години.
Просо. Для кастрації залишають 10-15 хороший розвинених квіток у верхній і середній частинах волоті, інші видаляють. Квітки каструють в момент розкриття квіткової луски, тобто на початку цвітіння. Запилення краще проводить в день кастрації. Ручна кастрація з примусовим запиленням у проса досить трудомістка. Для підвищення продуктивності і збільшення виходу гібридного насіння застосовують різні методи штучного схрещування. На Веселоподільський дослідно селекційної станції процес примусового запилення замінили багаторазовим струшуванням чоловічих волоті над кастрованими квітками материнських в момент їх відкритого цвітіння. Для розкриття квіток потрібно потерти волоті між долонями.
В Інституті землеробства УЛАН (І. В. Яшовскій) проводять кастрацію водним шляхом. Волоть періодично занурюють в посудину з водою, а потім легкими ударами, її по долоні витрушують з квіток тичинки, що намокли.
В Інституті рослинництва ім. В. Я. Юр'єва кастрацію проса проводять гарячим повітрям за допомогою приладу ПТУ (польовий термостат універсальний). При 52 ° С але експозиції 6-8 хв пилок гине, а рильце залишається життєздатним.
Найперспективнішим є хімічний метод стерилізації пилку про-са обприскуванням рослин 2,4-діхлорфеноксіоцтовою кислотою (1-5% -й водний розчин) в фазі повної викидання волоті.
Горох. Для отримання гібридного насіння кастрацію проводять так. У бутоні, який був ще не розпустилися, відкривають вітрільце, голкою розрізають човник уздовж кіля, обережно розсовують розрізані половинки і видаляють всі 10 тичинок, намагаючись не пошкодити рильця. Пилок батьківської форми можна завдає одночасно з кастрацією. Життєздатність пилку зберігається 2-З діб. Для нанесення пилку використовують пінцет чи канцелярське перо. Кастровані і запилені квітки ізолюють марлевими або капроновими ізоляторами або обмотують тонким шаром вати.
У зв'язку з більш раннім дозріванням Гинецей штучне запилення бутонів можна проводить і без попередньої кастрації. Зав'язування гібридного насіння досягає 87-96%. Пилок гороху може зберігатися 3-7 доби, а при низькій вологості повітря - протягом місяця.
Картопля. Квітки фертильності материнських рослин каструють. Для запилення використовують канцелярське перо або пінцет. Відбирають 5-8 зрілих бутонів, інші видаляють. Після нанесення пилку рильце ізолюють як ось власної, так і ось побічної, пилку. Як ізолятор використовують солому злаків - пшениці, жита, ячменю. Діаметр соломини повинен бути близьким до діаметра рильця квітки, довжина-1,5-2,0 см. Квітки з ягодами вміщають в марлеві мішечки. Як правило, ягоди в полі не дозрівають, тому за 2-3 добу до збирання врожаю їх зривають і вони дозрівають в прохолодному приміщенні. З достиглих ягід відмивають насіння і висушують до повітряно-сухому станом.
Пилок картоплі в природних умовах зберігає життєздатність до 8 діб, однак для запилення потрібно використовувати пилок протягом 1-3 діб після збору. Над хлоридом кальцію в ексікато-ре, вміщені в холодильник при -2 ° С, життєздатність пилку зберігається протягом декількох місяців.