(http://lupin-rus.blogspot.com/2006/07/lupin-breeding.html)
В настоящее время наиболее перспективным направлением в селекционной работе является комплексный подход, основанный на применении знаний частной генетики как качественных так и количественных признаков, использовании в работе созданных или выделенных генетических доноров хозяйственно ценных признаков и моделей статической генетики и биометрии.
Это позволяет решать следующие задачи:
- Изучать селекционную ценность отдельных генов, групп и созданных на их основе доноров с последующим использованием лучших из них в селекции.
- Создавать трансгрессивные формы за счет вовлечения в селекционный процесс образцов, имеющих аллельные различия в контроле образцов. Трансгрессивные формы можно эффективно выявлять на основе разработанного в отделе зерновых бобовых культур ВИР эколого-географического подхода.
- Создавать и выявлять исходный материал, обладающий групповой устойчивостью к разным видам, штаммам и расам патогенов за счет аккумуляции в создаваемых генотипах разных генов устойчивости, путем испытания исходного материала в контрастных условиях среды и подбором пар для скрещивания на основе эколого-географического подхода.
- Изучать качественный состав популяции возбудителей болезней в конкретных условиях, а также степень их вирулентности, что позволит целенаправленно создавать устойчивые сорта для каждого региона и при необходимости своевременно проводить сортосмену.
- Целенаправленно получать новые мутанты с применением скрининга и рекомбинации новых сложных ассоциаций генов.
Ценное свойство люпина – его способность благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями фиксировать атмосферный азот. За счет этого повышают плодородие почвы биологическим путем, экономят дорогостоящие минеральные удобрения, Выращивают экологически чистую продукцию и не загрязняют окружающую среду. В связи с изложенным селекция на высокую азотфиксирующую способность очень перспективна.
Основными направлениями селекции люпина на повышение симбиотической азотфиксации являются:
- Подбор эффективных селекционных штаммов клубеньковых бактерий к уже созданным высокопродуктивным сортам люпина;
- Создание высокопродуктивных сортов с высокой клубнеобразующей способностью, активнотью и эффективностью симбиотической азотфиксации при взаимодействии с соответствующими штаммами клубеньковых бактерий в условиях естественного низкого содержания или отсутствия в почве минерального азота;
- Поиск комплементарных симбиозов, способных выбирать из почвы определенный и эффективный штамм бактерий;
- Создание сортов, избегающих конкуренции со спонтанной микрофлорой (без применения препаратов);
- Выведении сортов, образующих большое количество клубеньков с высокой активностью и эффективностью биологической азотфиксации при наличии в почве достаточного количества минерального азота, но не использующих его;
- Нахождение образцов, которые на минеральном фоне обеспечивают положительный эффект при применении ризоторфина;
- Создание эффективных комплементарных симбиозов макро- и микросимбионтов для разных селекционных задач.
Исключительно актуальная в настоящее время проблема селекции в отношении всех видов люпина – создание сортов, устойчивых к вирусным и грибным болезням, особенно фузариозу и антракнозу. Неудачи последних лет, приведшие к сокращению посевных площадей под люпином, связаны с этими заболеваниями.
Важной задачей для создания сортов однолетних видов является селекция на скороспелость и стабильную семенную продуктивность. Скороспелые сорта должны обладать рядом других положительных качеств. К ним прежде всего следует отнести быстрые темпы роста люпина, что позволит упростить борьбу с сорной растительностью. Признак нерастрескиваемости бобов должен быть придан всем новым сортам люпина узколистного. Кроме того, новые сорта этого вида должны обладать симподиальным типом ветвления.
Новое перспективное направление – создание форм и сортов с детерминантным типом роста стебля и детерминированным ветвлением.
Основные направления в селекции люпина узколистного следующие:
Создание скороспелых сортов интенсивного типа, с высокой и стабильной урожайностью семян до 2,5-4,0 и зеленой массы 35,0-50,0 т/га, с высоким содержанием белка в семенах (до 35%) и зеленой массе (17-20%), с нерастрескивающимися бобами, устойчивых к грибным и вирусным заболеваниям, к заморозкам до -10 градусов Цельсия и кратковременной засухе. (Курлович Б.С., ВИР, 1995г.)
Ценный исходный материал
В диком состоянии в настоящее время люпин произрастает в странах по всему периметру средиземного моря и в северо-восточной части Африки. (Купцов Н. С., Такунов И. П. 2006).
Наиболее распространенными и изученными, представляющими перспективу как исходный материал при селекции, являются следующие виды: L. LuteusL. 2n=52 (Желтый); L. RothmaleriKlinr. 2n=52 (Ротмалара); L. albus 2n=50 (Белый); L. vaviloviAtabEt. Maiss. 2n=50 (Вавилова); L. AngostifoliusL. 2n=40 (Узколистный); L. linifoliusRoth 2n=40 (Льнолистный); L. OpsianthusAtab. EtMaiss. 2n=40 (Поздноцветущий); L. PilosusL. 2n=40 (Волосистый); L. digitatusForsk. 2n=40 (Пальчатый); L. hirsutusL. 2n=24 (Мохнатый); L. mutabilisSweet. 2n=48 (Изменчивый) и др.
При селекции любого культурного растения весьма важно использовать подходящий исходный материал. От этого зависит значительная доля успеха в селекционной работе.
Несмотря на то, что селекция узколистного люпина очень молода (начало было положено в конце сороковых годов), её результативность значительна. Селекционным путём достигнуты скороспелость, неполегаемость, высокая и стабильная продуктивность (урожай семян и вегетативной массы), малоалкалоидность и другие хозяйственно ценные признаки культуры. Для продвижения северных границ ареала узколистного люпина необходимы более скороспелые сорта – с продолжительностью периода вегетации 85..95 дней. Создание таких сортов возможно на основе измененного морфотипа растений – с генетическим блокированием бокового ветвления. Исследованиями НИИСХ ЦР НЗ установлено, что формы с ограниченным ветвлением центрального побега (эпигональное) или боковых побегов I порядка (детерминантные) имеют несомненное преимущество по скороспелости и семенной продуктивности в зонах с коротким вегетационным периодом и невысокой (менее 1900ºС) суммой положительных температур.
Впервые такой принципиально новый морфобиологический тип растений люпина узколистного описан Г.А. Дебелым и А.В. Зекуновым. Курлович изучал характер наследования детерминантности ветвления и установил, что у одних образцов этот признак контролируется рецессивными аллелями двух генов (deb 1, deb 2), у других доминантными аллелями двух других генов (Deb 3 и Deb 4). При этом во всех случаях происходит неаллельное взаимодействие генов, на характер которого оказывает модифицирующее влияние окружающая среда. Установлено, что гибридизация детерминантов с формами обычного ветвления позволяет получить ценные рекомбинаты для создания ультраскороспелых сортов зернофуражного использования. Селекция узколистного люпина в данном направлении успешно развивается в Австралии и Белоруссии. В России созданы и в Государственный реестр селекционных достижений два детерминантных сорта Ладныйи Дикаф 14 .
В ранних комбинациях скрещиваний чаще использовали сорта Москвского селекцентра Ладный, Дикаф 14 и сортообразец селекции Белорусского НИИ земледелия и кормов Ланадекс 1.
Сорт Ладный – индуцированный мутант ценного в селекционном отношении сорта Немчиновский 846, обладающего высокой комбинационной способностью. Детерминация его ветвления контролируется рецессивными генами deb 1, deb 2.
Детерминированный с нерастрескивающимися бобами сорт Дикаф 14 получен селекционерами ТСХА и НИИСХ ЦР НЗ от скрещивания Фрост с Ланадекс 1. Материнская форма этого сорта хорошо изучена. Сорт Фрост имеет несколько ценных генов, An и gl контролируют соответственно устойчивость к антракнозу и к серой листовой пятнистости, ius – малоалкалоидность, leus – белые цветки и семена, s – мягкокожурность семян. Ланадекс 1 – это принципиально новая форма растения, имеющая в пазухах листьев вместо боковых побегов цветки. Этот призак контролируется доминантными аллелями Deb 3 и Deb 4.
По многообразию рекомбинантов выделился гибрид Брянский 35 Х Дикаф 12. В первом поколении гибрид отличался высокой зерновой продуктивностью и дружным созреванием, что свойственно рекомбинантам. Во втором поколении он выщепил продуктивные по семенам формы с разной степенью детерминации ветвления, растение с пигментированными бобами, что свидетельствует о наличии гена нерастрескиваемости 1е. Очень многообразен он по высоте растений. Гибрид гетерозиготен по алкалоидности. Для последующей селекционной работы из него отобраны интересные формы с комплексом хозяйственно полезных признаков.
В селекционных питомниках по зерновой продуктивности выделился колосовидный селекционный номер (СН). Брянский 1272 комбинации ДПСЛXДанко. По количеству семян он превзошёл стандартный сорт Дикаф 14 на 54%, а по массе – на 146%. По этим показателям он не уступает высокопродуктивному сорту обычного морфотипа Брянский 123. Эта константная форма имеет довольно развитые нижние побеги, которые отходят от стебля под углом, близким 90º и служат своеобразными подпорками для центрального стебля. По длине вегетационного периода Брянский 1272 относится к ультраскороспелой группе. Период вегетации варьирует по годам от 75 до 80 дней. Отличительная особенность СН Брянский 1272 – устойчивость к растрескиванию бобов. Она сопровождается проявлением маркерного признака этого свойства – розовая окраска створок бобов. К сожалению сорт не стабилен по концентрации алкалоидов. Требуется дальнейшая селекционная доработка по этому признаку.