Лесная селекция и генетика – наука об улучшении качества и повышении продуктивности лесов путем управления наследственностью и изменчивостью древесных и кустарниковых растений. Она неразрывно связана с лесным семеноводством, задача которого заключается в получении сортовых семян древесных растений и районировании их пользования. Сортом называют совокупность растений с улучшенными по сравнению с исходными видами и сортами хозяйственными и биологическими признаками, устойчиво передающимися потомству при семенном и вегетативном размножении.
Селекцией называют процесс выведения новых – и улучшения существующих сортов растений. Современная селекция применяет отбор, используя при создании исходного материала гибридизацию, полиплоидию и мутагенез. Однако и в настоящее время отбор остается основой селекционной работы: с отбора исходных форм начинается выведение сорта, отбором заканчивается апробация форм и признание нового сорта.
Наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости, называется генетикой. Генетика же заимствует и использует для обобщения и установления закономерностей наследственности и изменчивости фактический материал, получаемый селекцией в процессе создания сортов. Селекция растений имеет и собственные задачи по управлению процессами сортоводства, которые являются одной из форм направленной эволюции. Селекция – это учение об искусственном отборе в широком смысле этого слова.
Селекционно-генетические и семеноводческие знания о лесных древесных и кустарниковых растениях входят в состав смежной науки – лесной селекции и генетики. Задача этой науки заключается в разработке селекционно-генетических методов повышения продуктивности и улучшения качества создаваемых лесов. Выполнение этой важнейшей задачи практической селекции в области лесоводства неотделимо от сортоводства древесных пород. По способам размножения сорта древесных растений можно разделить на четыре группы: сорта-клоны, сорта-линии, сорта-популяции и сорта гибридного происхождения, или сорта-гибриды.
Сорта, получаемые скрещиванием особей с разной наследственностью и отбором из гибридных семей, называются гибридными.
В лесном хозяйстве и декоративном садоводстве использование диких видов и форм в культуре приобретает в настоящее время особое значение. Возможность применения селекции к лесным древесным растениям не вызывает ни у кого сомнений, а переход при ведении лесного хозяйства от рода и вида к сорту – реальная практическая необходимость.
4 Наследственность и изменчивость древесных растений.
Изменчивость вызывают две большие группы факторов. Первую группу составляют внешние факторы, вторую - наследственные задатки.
Совокупность всех внешних факторов называют средой. К факторам относятся: влияние почвы, влияние климата, влияние представителей этого же вида, находящиеся рядом, влияние вредителей и болезней.
Второй причиной многообразия являются наследственные задатки. Совокупность наследственных задатков называются генотипом, который передается от поколения к поколению. Однако свойства отдельных организмов, следовательно, и деревьев, формируются под влиянием условий окружающей среды. Так вот это совместное действие факторов наследственности и окружающей среды и обуславливают внешний вид и свойства организма.
Носителями наследственности являются видимые под микроскопом при делении клеток хромосомы. На хромосомах распределены основные единицы наследственности - гены. Генотип - это комплекс генов, полученный организмом от его родителей. Путем мутаций (появление новых признаков у особей, которых не было у родителей) в генотип вводятся новые гены, которых не было у родителей.
Изменчивостью называют различие признаков и свойств между двумя особями или группой их; предками и потомками одного и того же или разных видов растений и животных. У межвидовой изменчивости различают метамерную изменчивость - имеются различия отдельных частей организма; индивидуальная изменчивость - несхожесть некоторых признаков у отдельных особей; групповая или внутрипопуляционная изменчивость - несхожесть в группе одного вида и межпопуляционная изменчивость. По характеру изменения признаков и свойств различают прерывистую и непрерывную изменчивость. Примером прерывистой изменчивости во времени могут служить возрастные изменения светолюбия различных пород.
Непрерывную изменчивость можно наблюдать на приросте запаса древесины в лесу. Или непрерывно падает бонитет древостоя в одном и том же типе леса в направлении с юго-запада на северо-восток или с поднятием высоты над уровнем моря. При изучении изменчивости выделяют качественные и количественные признаки.
Качественными называют признаки, которые можно установить глазомерно, окраска цветов, опушенность листа, гладкая или трещиноватая кора, форма кроны и т.д.
Количественные признаки установить глазомерно невозможно, для их определения необходимо проводить измерения, взвешивания - высота и диаметр ствола, число семян в шишке, размеры и вес семян, плодов, вес плодов, выход ядра и т.д.
При характеристике изменчивости следует различать свойства растений - особенности физиологические, биохимические и технологические. Физиологические свойства растений - это степень их засухоустойчивости, холодостойкости, устойчивости к вредителям и болезням, газоустойчивость, реакция на условия освещения, отзывчивость на высокий агрофон, в том числе и применение удобрений, орошение и т.д.
Биохимические свойства - определяются количественным и качественным составом различных веществ: белка, крахмала, сахара, жира, живицы, эфирных масел, витаминов, алкалоидов и др.
Технологические и технические свойства растений связанные с их использованием и промышленной переработкой: физико-механические свойства древесины, качество живицы, пригодность для консервирования плодов и ягод и т.д.
Ч. Дарвин разделил изменчивость на наследственную и ненаследственную. К наследственной изменчивости относится мутационная изменчивость - это появлении у отдельных особей новых признаков, которых не было у его родителей. Мутации появляются в результате изменения наследственного материала и передаются потомству.
Ненаследственной или модификационной изменчивостью называют изменения, возникшие под влиянием окружающей среды. Примеры ненаследственной изменчивости - путем улучшения условий среды можно повысить производительность лесных пород. Правильная обработка почвы, внесение минеральных и органических удобрений, осушение и орошение и другие мероприятия позволят превратить среднюю почву в почву высокого плодородия. Фенотипическая изменчивость - это совокупность признаков и свойств организма и группы особей, которые сформировались при совместном воздействии факторов наследственности окружающей среды.