big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Единство теории и практики в генетике

Марксистская диалектика говорит о преимуществе практики над теорией. В принципиальном плане это, конечно, верно. Однако в наши дни наука приобрела громадное значение, ее содержание необычайно обогатилось, а развитие приобрело невиданные темпы, взаимосвязь практики и науки не всегда отчетливо проявляется. Известно, что по отношению к познанию критерий практики: 1) является его источником; 2) служит его целью, ибо является сферой приложения знаний; 3) служит критерием истинности познания.

В свое время наука родилась из производственной деятельности человека. Единство производства и науки очевидно, однако нельзя забывать, что наряду с практикой производства возникла практика эксперимента и логика теорий, в результате чего появились целые области экспериментальных и теоретических дисциплин, которые то объединяются с производством, то уходят далеко вперед, прокладывая пути в будущее. Мы видим, что в ряде случаев при изучении природы, в форме, казалось бы, совершенно абстрактной, как молнии вспыхивают открытия, которые подчас прокладывают новые пути цивилизации. Наиболее ярко это проявилось в развитии экспериментальной физики, которая широко использовала математику и открыла для человечества атомную энергию. Недаром XXIII съезд КПСС указал на необходимость всемерного развития теоретических исследований, требуя при этом максимального приближения науки к практике, к жизни. В программе партии сказано, что «применение науки становится решающим фактором могучего роста производительных сил общества».

Современное естествознание благодаря теоретическим и экспериментальным дисциплинам имеет громадный задел на будущее. Этот задел таит в себе семена революционных преобразований в производстве. Для государства создание этого задела естествознания — громадная опора в борьбе за будущее, которое нередко оказывается близким будущим. Хотя общую научную основу селекции генетики давали в течение XX в., тем не менее еще сравнительно недавно главные теоретические разделы экспериментальной генетики были таким заделом на будущее. Однако сейчас положение радикально меняется. В наши дни осуществляется глубокий союз новой генетики и селекции.

Теории и законы являются важнейшими философскими категориями, выражающими духовные и материальные стороны единого процесса познания и преобразования природы. Теория — это обобщенный в сознании людей опыт, совокупность знаний об объективном мире. Практика — это активная деятельность людей по преобразованию природы и общества. Преодолев ограниченность прежней философии, Маркс и Энгельс создали качественно новую диалектико-материалистическую теорию познания, положив в основу процесса познания материальную, производственную деятельность людей.

В. И. Ленин писал: «Точка зрения жизни, практики должна быть первой и основной точкой зрения теории познания. И она приводит неизменно к материализму...» (Полн. собр. соч., т. 18, стр. 145). Практика является не только основой познания, она и служит его целью. Человек в конечном итоге для того и познает окружающий мир, раскрывает законы его развития, чтобы использовать результаты науки в своей практической деятельности. Единство теории и практики — это важный принцип марксизма-ленинизма. В СССР связь теоретической науки с практикой все возрастает и углубляется. Создание новых могущественных производительных сил требует непосредственного участия научной теории в процессе производства. Научные достижения все быстрее и глубже проникают в практику, изменяя технику, сельское хозяйство и медицину. Наука все больше и больше становится, непосредственной производительной силой, а производство — технологическим применением науки.

На передний край науки выдвинут раздел физики, изучающий строение материи, закономерности мира элементарных частиц и атомных ядер, и раздел биологии — генетика, изучающая глубинное строение живой материи, закономерностей мира элементарных частей гена, его изменения, воспроизведения и функции. Именно здесь в мельчайших деталях вырисовывается картина мира неорганической и органической природы, от которой в конечном счете зависит наша власть над атомом и космосом, геном и эволюцией всей жизни. Генетика, как и физические науки, находится на пороге фундаментальных открытий, которые приведут к пересмотру основных представлений современной физики о структуре материи и основных представлений биологии о сущности процессов, лежащих в основе органической материи. Эти открытия знаменуют новейшие перспективы преобразования как живой, так и неживой природы.

Однако уже сейчас наука и техника достигли огромной высоты; они позволяют добиться могучего подъема производства. Раскрытие материальной сущности явления наследственности имеет важнейшее значение как для философии диалектического материализма, так и для формирования новых методов активного вмешательства в природу организмов. Хорошо известно, что чем основательнее научная теория, чем лучше она отражает коренные объективные законы природы, тем величественнее перспективы ее практического использования. Разработка фундаментальных проблем науки — это не только будущее производства, это еще и свидетельство зрелости методов и теорий данной науки в тех ее разделах, которые в наши дни служат практике. Ярким примером служат космические полеты. Они не только открывают перед человечеством горизонты будущих достижений космонавтики. Создание космических кораблей, их выход на орбиту и обеспечение возврата на Землю влекут за собой общий рост уровня «земной» техники, требуют решения технических задач, что оказывает самое серьезное влияние на развитие всего народного хозяйства.

Таково же значение и фундаментальных работ по общей и молекулярной генетике. Они не только открывают новые горизонты получения направленных мутаций, но и в высшей степени стимулируют развитие остальных методов генетики.

Особое положение генетики по отношению к сельскохозяйственному производству объясняется тем, что генетика является теоретической, научной основой для селекции растений, животных и сельскохозяйственных микроорганизмов. Соответственно этому приемы и методы селекции должны строиться с учетом и на основе данных науки о сущности наследственности и закономерностях ее изменчивости.

Однако, кроме этого, в настоящее время имеется ряд крупных новых достижений, использование которых может оказать большое влияние на практику — селекцию растений, животных и микроорганизмов, а также на семеноводство и племенное дело. Первым примером таких достижений является разработка методов генетически регулируемого гетерозиса у растений.

Гетерозис представляет собой особую повышенную продуктивность и жизнеспособность организмов, свойственную гибридным формам, полученным от особых генетически подобранных родителей. Генетика разработала методы повсеместного получения явления гетерозиса даже у тех форм, у которых он ранее не подозревался, показав, как это явление можно регулировать. Ключом к овладению гетерозисом оказался инцухт-метод, т. е. длительное родственное размножение, ведущее к получению генетически чистых инцухт-линий, в сочетании с генетическими методами проверки комбинаций ценности получаемых инцухт-линий, что обнаруживается при анализе свойств гибридов, получаемых при многообразных комбинациях скрещиваемых линий. Все началось еще в начале нашего века с исследований по менделевской наследственности в условиях принудительного самоопыления у кукурузы. В наши дни это скромное начинание ряда лабораторий по экспериментальной генетике вылилось в мощную индустрию по производству гибридных семян кукурузы, которая преобразила всю селекцию и семеноводство этой культуры. К 1955 г. 80% посевных площадей в США были заняты гибридами кукурузы.

Трудной работой при гибридизации линий кукурузы было отламывание метелок, несущих пыльцу с мужскими половыми клетками, у растений одной из родительских линий. Эта задача была решена на основе генетики мужской цитоплазматической стерильности и системы генов — восстановителей плодовитости. Введение в одну из исходных линий цитоплазматической мужской стерильности приводило к тому, что пыльца в метелках не образовывалась и перекрещивание линий в нужном направлении происходило автоматически. Гены-восстановители, введенные в другую самоопыленную линию, обеспечивали плодовитость гибридов.

Открытие цитоплазматической мужской стерильности и систем генов — восстановителей плодовитости имело важнейшее значение для всей проблемы генетически регулируемого гетерозиса у растений. Оно сделало возможным применение методов создания гибридных сортов к таким культурам, у которых в нужных масштабах контролировать скрещивание обычными путями практически невозможно. Среди таких культур мы встречаем просо, сорго, лук, томаты, перец, сахарную и кормовую свеклу, рожь, огурцы, клещевину, тыкву, гречиху, подсолнечник, пшеницу и др.

Во всех случаях, когда методами генетически регулируемого гетерозиса получены гибридные сорта, мы встречаемся с резким подъемом урожайности. Межлинейные гибриды сорго на 40—80% превышают по урожайности простые межсортовые гибриды; у гетерозисных гибридных сортов лука прибавка урожая составила 30—45% и т. д. Гетерозисные гибридные сорта идут на смену обычным по многим овощным культурам. В Японии все сорта репчатого лука в производстве являются гибридными, из 33 сортов капусты 26 сортов — гибриды, 32 сорта огурцов являются гибридами и только один сорт обычным и т. д. В Болгарии 70% всех посевных площадей и площадей под томатами на экспорт занято гибридными сортами.

Использование гетерозиса имеет огромное значение для поднятия продуктивности лесов, которым среди производительных сил природы принадлежит одно из первых мест. Общая площадь мировых запасов леса составляет 29% всей суши. В СССР около 1/3 лесов мира (1237 млн. га). Однако продуктивность лесов низка: на 1 га ежегодный прирост составляет 1,3 куб. м древесины.

Для создания быстрорастущих пород большое значение могут иметь межвидовые гибриды. Естественные гибриды обнаружены у лиственниц, елей, берез и других видов, причем эти гибриды проявляют гетерозис. Кроме того, в естественных популяциях идут процессы широкой внутрипопуляционной изменчивости. Проведение в них отбора индивидуальных растений показало наличие экземпляров с выдающейся скоростью роста и высокими качествами древесины. Такие экземпляры получили международное название «плюс-деревья». Их наследственные особенности во многом связаны со сложной гетерозиготностью, так что использование таких деревьев при вегетативном размножении имеет исключительно важное значение. Такие «плюс-деревья», обладающие ценным генотипом, должны использоваться в семеноводстве. По праву считается, что генотип «плюс-деревьев» представляет собой золотой фонд лесного хозяйства страны, на них должна быть ориентирована работа лесосеменных плантаций. Искусственная гибридизация с получением гетерозисного потомства становится одним из главных методов селекции в лесном хозяйстве. Так, например, стоит вопрос о получении промышленных гибридов первого поколения у сосны, которые будут сочетать мощный рост, высокую смолопродуктивность, устойчивость против вредителей и неблагоприятных климатических факторов. В практике в промышленных масштабах уже давно используют гибриды тополей и ив, размножающихся вегетативно.

Наибольшую прибавку урожая в абсолютных величинах гетерозис может дать у культур, которые возделываются на больших площадях. К таким культурам относится пшеница, являющаяся основной продовольственной культурой мира.

Хотя пшеница и не является строгим самоопылителем, частота естественного самоопыления у нее достаточно велика. В то же время проведение искусственной кастрации для производственного получения гибридных семян у пшеницы исключено. Поэтому возможным методом гетерозисного семеноводства для нее является использование цитоплазматической мужской стерильности и системы генов — восстановителей фертильности. Но, хотя у пшеницы мужская стерильность известна с 1951 г., она не могла быть использована в практических целях, так как не было линий восстановителей фертильности. Такие линии впервые были найдены в 1962 г., что сделало проблему гетерозисного семеноводства пшеницы реальной. Это открытие рассматривается как крупнейшее в селекции пшеницы за последние 50 лет. Гибриды пшеницы, полученные с использованием мужской стерильности, превосходят по урожайности исходные формы на 50%. В перспективе использование гетерозиса в семеноводстве пшеницы позволит получать урожаи до 100 ц/га.

Обнадеживающие результаты на отечественных сортах получены П. П. Лукьяненко, который, используя систему из мужской цитоплазматической стерильности и генов — восстановителей фертильности, показал, что урожайность гибридов за счет гетерозиса повышается на 50% и более.

Одна из важнейших задач будущего в проблеме генетически регулируемого гетерозиса — это закрепление гибридных генотипов, дающих гетерозис. В этом случае, с одной стороны, отпало бы сложное семеноводство гибридов, а с другой — сама урожайность могла бы быть поднята во много раз по сравнению с тем, чего мы сейчас достигаем при межлинейной гибридизации. Тогда исходными для сорта могли бы быть отдельные, уникальные сверхгетерозисные экземпляры растений. Наиболее радикальный метод закрепления гетерозиса — перевод размножения культуры на основы апомиксиса, т. е. получение семян без оплодотворения. Эта труднейшая задача становится в наши дни на повестку генетических исследований.

Основной особенностью апомиктов является отсутствие у них мейоза, что исключает механизм расщепления при образовании семян. В случае перевода гибридов на размножение путем апомиксиса любой уникальный гибрид будет сохранять во всем своем бесполосемянном потомстве высокие качества.

Нет сомнения, что решение проблемы апомиксиса будет иметь революционизирующее значение для разработки принципиально новых методов селекции растений, и в частности для более широкого и эффективного использования явления гетерозиса.

Широкое практическое использование методов генетически регулируемого гетерозиса — это один из важнейших путей интенсификации сельского хозяйства.

Полиплоидия — явление кратного увеличения наборов хромосом в клетках организма — явилась одним из важнейших факторов эволюции форм в природе и создания высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур.

Естественно возникшими полиплоидами, отобранными человеком, не подозревавшим об их полиплоидной природе, являются твердая и мягкая пшеницы, картофель, хлопчатник, табак, слива, люцерна и многие другие растения. Познание закономерностей возникновения полиплоидных форм позволило разработать высокоэффективные методы создания новых высокопродуктивных полиплоидных форм самых разнообразных видов растений.

Удвоение числа хромосом в клетке в наши дни регулируется при помощи химии. Лучшее средство — это влияние алкалоида колхицина, который, поражая веретено деления, направленно преобразует обычную диплоидную клетку в тетраплоидную. Вместе с тем полиплоидия — это направленное изменение свойств растительных организмов.

Как правило, полиплоиды характеризуются укрупненными клетками, большими размерами вегетативных органов. Изменяются у них также биохимические и физиологические свойства; усиливается синтез углеводов и как следствие этого — белков, витаминов, алкалоидов, дубильных веществ и др. Поэтому полиплоиды часто оказываются более полезными для человека, чем диплоидные формы.

Цитологическое изучение большого числа дикорастущих видов растений показало, что среди них около трети полиплоидов. Таким образом, природа широко использовала полиплоидию в процессе эволюции. При этом оказалось, что среди культурных растений многие также представляют собой полиплоиды. По образному выражению П. М. Жуковского, человек питается преимущественно продуктами полиплоидии. Пшеница, картофель, овес, сахарный тростник, табак, земляника, батат, банан, слива, вишня, ананас, цитрусовые, яблони, груши, актинидия и многие другие культурные растения представляют собой естественные полиплоиды, бессознательно отобранные человеком за их выдающиеся качества. После открытия эффекта колхицина во всем мире развернулись исследования по экспериментальному получению полиплоидов. К нашему времени такие полиплоиды получены более чем у 500 видов растений.

В мировой сельскохозяйственной практике используются экспериментально полученные полиплоиды сахарной свеклы, ржи, сераделлы, люцерны, клевера, арбуза, турнепса, масличных, крестоцветных, яблони, груши, шелковицы и очень многих декоративных культур, превосходящих обычные диплоидные формы по важнейшим хозяйственным показателям.

На триплоидном уровне в ряде случаев наблюдается значительный гетерозисный эффект. Практическое применение этот прием нашел в семеноводстве сахарной свеклы, огурцов, арбуза.

В нашей стране к настоящему времени получены высокоценные полиплоидные формы у многих сельскохозяйственных растений: у ржи, ячменя, пшенично-ржаных и пшенично-пырейных гибридов, гречихи, картофеля, кукурузы, шелковицы, редиса и других овощных и некоторых бахчевых культур; у ряда лекарственных и эфиромасличных растений — мяты, опийного мака, пиретринной ромашки, птичьего паслена, валерианы и др., у ягодных культур, сахарной и кормовой свеклы, а также декоративных растений.

Очень серьезное экономическое значение имеет внедрение триплоидных сортов сахарной свеклы. В настоящее время во многих странах Европы триплоидные гибриды, получаемые от свободного переопыления специально выведенных тетраплоидных форм с диплоидными сортами, полностью или почти полностью вытеснили сорта обычной диплоидной свеклы, превысив их по сбору сахара в среднем на 9—12% в производственных посевах. Стоимость получаемой дополнительной продукции от применения этого метода отдельными странами достигает значительной величины, превышая расходы на все научные исследования.

В нашей стране эта работа впервые была начата по инициативе генетиков в Институте цитологии и генетики Сибирского отделения Академии наук СССР (1957), в Институте генетики и цитологии АН БССР (1959), в Отделении генетики и цитологии АН УССР (1959), затем в нее включились Научно-исследовательский институт сахарной свеклы МСХ РСФСР (Рамонь) и опытные станции Всесоюзного научно-исследовательского института сахарной свеклы (Киев). В результате этой работы в настоящее время в названных учреждениях созданы необходимые тетраплоидные формы, используемые в скрещиваниях с диплоидными сортами; выделены высокопродуктивные комбинации триплоидных гибридов, достоверно и значительно превышающие продуктивность лучших диплоидных сортов при станционных сортоиспытаниях, проведенных во многих пунктах страны. Наконец, имеются и триплоидные гибриды, успешно прошедшие государственное сортоиспытание и районированные в некоторых зонах свеклосеяния.

Триплоидные гибриды сахарной свеклы вытесняют из производства обычные диплоидные сорта и занимают в настоящее время в ряде стран до 60—70% от площадей посевов под сахарной свеклой. Выведение высокопродуктивных полиплоидных гибридов сахарной свеклы, дающих на 10—20 и даже 30% более высокий сбор сахара в сравнении с диплоидными сортами, позволило сделать огромный шаг вперед в селекции этой ценнейшей культуры.

Благодаря огромным площадям посевов сахарной свеклы в Союзе экономический эффект от планового внедрения новых высокопродуктивных полигибридов неизмеримо возрастает. Только за счет внедрения триплоидных сортов выход сахара с тех же площадей увеличится на 10—20%. В течение пятилетки 1971—1976 гг. это будет одним из важнейших экономических вкладов, полученных от внедрения генетики в сельское хозяйство.

Высокоценны также кормово-сахарные триплоидные гибриды, характеризующиеся высокой урожайностью, повышенной сахаристостью и более высоким содержанием сухих веществ.

В государственное сортоиспытание переданы тетраплоидные сорта редиса, триплоидные кормово-сахарные гибриды и ряд новых триплоидных гибридов сахарной свеклы.

Районированный полиплоидный сорт мяты Прилукская 6 в настоящее время занимает свыше 70% площадей под мятой на Украине. Культура ее продвинулась на Северный Кавказ и в Молдавию.

Большие возможности для целей селекции создаются путем применения довольно простой методики закрепления гетерозиса на полиплоидном уровне у вегетативно размножаемых культур (мята, шелковица, плодово-ягодные, некоторые древесные породы и др.).

М. Ф. Терновский осуществил передачу полезных признаков дикого вида табака к культурному и создал высокоценные сорта папиросных Табаков. Лучшие из них в настоящее время широко районированы.

Весьма ценен многолетний полиплоидный 56-хромосомный вид пшеницы, созданный при межродовой гибридизации пшеницы с пыреем (Н. В. Цицин). Подвидами его являются зерно-кормовые и однолетние озимые и яровые пшеницы. Зерно-кормовые пшеницы после уборки урожая зерна с высоким содержанием белка и клейковины дают еще до 150 ц/га отрастающей зеленой массы. В результате межродовой гибридизации пшеницы с рожью при использовании полиплоидии получены амфидиплоиды Triticale с содержанием белка до 24% (В. Е. Писарев). Путем обратных скрещиваний с мягкой пшеницей получены константные пшеницы сильного типа, превосходящие стандарты по белку более чем на 3%, с высокими хлебопекарными качествами. Поставлен вопрос о кардинальной реконструкции и улучшении мягкой пшеницы на основе изучения ее геномного состава и путем замещения ее генома, определяющего склонность к грибным заболеваниям, на геном ржи и некоторых видов Aegilops. Эта задача в связи с успехами в области экспериментальной полиплоидии оказалась вполне осуществимой.

В последнее время развернуты работы по созданию амфидиплоидов пшенично-ржаного типа и их гибридов с пшеницей, способных переносить суровые зимы Сибири, путем гибридизации озимых пшениц с высокозимостойкими формами ржи (В. Е. Писарев).

Большие перспективы открывает использование экспериментальной полиплоидии диких видов картофеля для их скрещивания с культурными сортами, что позволяет осуществить задачу выведения сортов картофеля, устойчивых к фитофторе (к агрессивным расам), раку, макроспориозу, вирусам X и Y, к картофельной нематоде (Н. А. Лебедева). В 1964 г. передан в госсортоиспытание трехвидовой гибрид картофеля № 390, полученный с использованием полиплоидов диких видов, обладающих устойчивостью к раку, к обычным расам фитофторы, обладающий полевой устойчивостью к фитофторе, устойчивый к вирусу X (не заболевает даже при искусственном заражении), устойчивый к макроспориозу, предположительно относительно устойчивый к картофельной нематоде. Наряду с комплексной устойчивостью гибрид № 390 является высокоурожайным (до 600 ц/га), обладает высокими вкусовыми качествами и глубоким периодом покоя (хорошо хранится).

В 1962 г. районирован сорт картофеля Веселовский 2—4, устойчивый к раку и к агрессивной расе фитофторы. Получены перспективные гибриды от диких видов картофеля (полиплоидных форм). Это гибриды с комплексной устойчивостью к важнейшим болезням и вредителям и одновременно высокоурожайные.

То же самое можно сказать и в отношении других заболеваний и вредителей этой важнейшей культуры.

Большие успехи были достигнуты при использовании полиплоидии в селекции декоративных растений. В настоящее время имеются многочисленные полиплоидные сорта тюльпанов, гиацинтов, сциллы, львиного зева, роз, цикламенов, хризантем, орхидей, примул, дельфиниумов, ирисов, нарциссов и многих других растений. Полиплоиды этих растений характеризуются более крупными и яркими цветками и продолжительным цветением.

В теории и практике селекции одной из важнейших проблем является учение об исходном материале. Работы Иоганнсена (1903), основанные на использовании открытия Менделя и на новых точных математических методах учета изменчивости, создали научные основы для учения об аналитической селекции. Популяции самоопылителей при помощи строгого самоопыления в потомстве отдельных растений разбивались на чистые линии. Многие выдающиеся чистые линии стали родоначальницами сортов. В нашей стране индивидуальным отбором среди самоопыленных линий созданы такие широкоизвестные сорта, как Кооператорка, Степнячка и Земка (А. А. Сапегин на Одесской селекционной станции), Лютесценс 062, Эритросперум 0341 и Гордеиформе 0432 (А. П. Шехурдин на селекционной станции в Саратове) и многие другие.

После успешного развития менделизма стало ясно, что гибридизация обладает огромными возможностями для создания новых форм. Началась эпоха синтетической селекции. В этом случае исходный материал для селекции черпался в разнообразии форм, возникающем при сложном расщеплении, и в тех новых сочетаниях генов, которые осуществлялись в ряде последовательных поколений гибридов. Методы синтетической селекции послужили созданию многих превосходных сортов во всем мире и в СССР. Укажем на сильные сорта пшеницы. Так, сорт яровой пшеницы Лютесценс 758 был получен в потомстве от скрещивания сортов Китченер и Лютесценс 062; сорт Сарруба — в потомстве от межвидовой гибридизации между сортами Белотурка и Полтавка (А. П. Шехурдин). Сейчас среди озимых сильных пшениц выделяется сорт Безостая 1, полученный П. П. Лукьяненко после сложной гибридизации с привлечением русских и аргентинских пшениц.

Замечательные результаты по селекции подсолнечника, достигнутые В. С. Пустовойтом, обязаны отбору высокомасличных форм, полученных в результате сложной последовательности внутривидовой гибридизации.

Новый этап в учении об исходном материале для селекции растений был обоснован трудами Н. И. Вавилова, который разработал эколого-географические принципы в селекции растений. Н. И. Вавилов развил идею о виде растений как о подвижной морфофизиологической системе, в истории которой экологические и географические популяции создавались в определенных условиях среды, знание чего позволяет при их вовлечении в селекцию сознательно использовать их генетические различия. В связи с этим Н. И. Вавилов создал теорию ботанико-географических очагов генетического разнообразия и происхождения культурных растений, теорию географической локализации генотипических и селекционных признаков вида на земном шаре. Все это позволило Н. И. Вавилову вписать новую главу в учение об исходном материале для селекции.

Основной задачей, которую поставил Н. И. Вавилов перед собой и перед руководимым им Всесоюзным институтом растениеводства (ВИР), были поиски наилучшего исходного материала для селекции, разработка научных основ для работы по выведению новых сортов. Н. И. Вавилов неоднократно указывал (см. его статью «Селекция как наука»), что эволюционное учение и генетика пронизывают всю науку о селекции, являются ее основой. По словам Н. И. Вавилова, «селекция представляет собой эволюцию, направляемую волей человека». Селекция, основанная на эволюционной теории и на генетике, как комплексная наука об управлении наследственностью, должна стоять во взаимосвязи с систематикой, географией растений и животных, цитологией, экологией, биохимией, физико-техническими дисциплинами и экономикой. Работа ВИРа, вышедшая в 1935 г. под руководством Н. И. Вавилова, «Теоретические основы селекции» решила эти задачи селекции на базе науки своего времени. Эта работа не имела себе равной в мировой научной литературе. Под руководством Н. И. Вавилова в ВИРе работали: ботаники С. М. Букасов, П. М. Жуковский, М. Г. Попов, М. А. Розанова, Е. Н. Синская, К. А. Фляксбергер; генетики и селекционеры — Г. Д. Карпеченко, А. Н. Лутков, В. Е. Писарев, М. И. Хаджинов; цитолог Г. А. Левитский; биохимики — В. И. Букин, Н. Н. Иванов; анатом В. Г. Александров; физиологи — Н.А.Максимов, И.И.Туманов и другие. В состав ВИРа входило 13 крупных отделений и опытных станций в разных пунктах нашей страны. Везде работали крупные коллективы исследователей в хорошо оснащенных лабораториях и на переданных им обширных опытных полях. Все эти учреждения были охвачены единым планом, всесторонне изучая все лучшие ресурсы растений для их использования в селекции и для интродукции.

В результате Н. И. Вавилов создал громадную сеть научно обоснованной эффективной селекционной работы в СССР. Что касается сборов мировой коллекции, то Н. И. Вавилов и его сотрудники начали работу в 1924 г. В 180 экспедициях по самым различным, подчас опасным и малодоступным районам земного шара была собрана мировая коллекция культурных растений, которая явилась кладезем для селекционеров. Эта коллекция дала огромный разнообразный материал как для аналитической, так и для синтетической селекции зерновых, технических, плодовых и других культур. К 1940 г. мировая коллекция ВИРа насчитывала более 300 тыс. образцов. К этому времени на базе исходного материала мировой коллекции ВИРа было выведено около 350 сортов зерновых, технических, кормовых, овощных и плодовых культур.

Большой вклад в проблему получения гибридов у форм сложного генетического состава на примере плодовых внесли работы И. В. Мичурина. Здесь компоненты гибридизации не подвергаются предварительной длительной генетической обработке, что имеет место при создании принудительно самоопыленных линий, эти компоненты отыскиваются среди форм данного вида или даже среди форм других близких видов. В основу поисков исходных форм в этом случае кладутся их эколого-географические различия. Сам И. В. Мичурин очень ясно формулировал принципы этого раздела учения об исходном материале для селекции в таких словах: «И вот, после этого я стал уже совершенно на правильный путь, к которому пришла наука лишь только за последние годы, а именно стал скрещивать расы и виды растений, удаленных по своему географическому месту обитания» (Собр. соч., т. I. M., Сельхозгиз, 1939, стр. 429—430).

Особенность использования гибридов в работах И. В. Мичурина была связана с тем, что плодовые одновременно могут размножаться как половым, так и вегетативным путем. Отдельные уникальные растения, созданные путем половой гибридизации, становились в руках И. В. Мичурина родоначальниками сортов, так как при вегетативном размножении можно сохранить генотипы любой сложности.

В целом деятельность И. В. Мичурина оставила неизгладимый след в истории нашей науки. Его исследовательская и селекционная работа началась еще в XIX в., однако только после Великой Октябрьской социалистической революции его деятельность получила характерную для него глубину и размах. В. И. Ленин активно поддерживал работы И. В. Мичурина и Н. И. Вавилова.

И. В. Мичурин разработал принципы отдаленной гибридизации и создал глубокое учение об управлении развитием гибридов. В связи с последним стоит его замечательная гипотеза об историческом становлении явлений доминантности. Все эти достижения вошли в сокровищницу современной генетики. Будучи выдающимся селекционером, он дал великолепный пример единства теории и практики, ибо вся его замечательная практика по созданию сортов плодовых пронизана теорией отдаленной гибридизации и в ряде случаев использованием его уникальных методов воспитания гибридов.

Ярко выразил И. В. Мичурин принцип единства теории и практики, активной роли науки, преобразующей мир.

Применяя метод отдаленной гибридизации в селекционной работе, наши ученые достигли больших успехов в создании новых сортов зерновых, овощных, плодовых, технических, цветочно-декоративных и других культур. Отдаленная гибридизация открыла огромные перспективы в создании сортов, устойчивых к болезням, не только зерновых, но и других культур. Особенно ценные результаты получены по выведению гибридных сортов картофеля. В нашей стране и за рубежом выведено около 200 гибридных сортов картофеля с высокой урожайностью и устойчивостью против болезней и вредителей. В СССР получено около 50 гибридных сортов картофеля, представляющих огромный практический интерес.

Широко известны работы, которые ведутся по отдаленной гибридизации растений (Н. В. Цициным, Г. Д. Лапченко, Г. Д. Кржижановским и другими). В результате гибридизации культурных растений с дикорастущими (пшеница × пырей, пшеница × элимус, рожь × пырей) получен целый ряд новых видов и форм растений, таких, как многолетняя и зерно-кормовая пшеницы, пшенично-элимусные, ржано-пырейные гибриды, ветвисто-колосые пшенично-пырейные гибриды и др. Заслуживает также внимания интересный гибридный материал по пшенично-ржаным амфидиплоидам и гибридам древесных растений с травянистыми.

Создан целый ряд высокоурожайных сортов озимых и яровых пшенично-пырейных гибридов. Пять сортов озимых гибридов (ППГ-48, ППГ-391, ППГ-373, Снегиревский 374, Снегиревский 397) передано в государственное испытание; три сорта яровых пшенично-пырейных гибридов (ППГ-56, ППГ-172, Восток, Ракета и др.) внедряются в производство.

Очень интересные и практически ценные результаты получены при межвидовой гибридизации географически отдаленных форм во Всесоюзном НИИ масличных культур (В. С. Пустовойт). Здесь впервые в истории селекции подсолнечника получены высокопродуктивные межвидовые гибриды от скрещивания диких многолетних видов подсолнечника с лучшими сортами селекции института, которые в девятом поколении характеризуются высоким урожаем семян и обладают комплексным иммунитетом — устойчивостью к заразихе, моли, ржавчине и ложной мучнистой росе. Полученные межвидовые гибриды характеризуются значительным разнообразием: есть гибриды ультраскороспелые, среднеспелые с урожайностью, превышающей сорт-контроль на 5—10 ц/га. Два лучших из этих гибридов по сбору масла с гектара значительно (на 261—384 кг) превышают контрольный сорт.

Во ВНИИМК ведутся широким фронтом работы и по селекции целого ряда других масличных культур с использованием межвидовой и межсортовой гибридизации.

Несмотря на то что все изложенные выше пути получения исходного материала для селекции имеют исключительную важность, необходимо указать, что для всей этой проблемы в целом коренным является понимание роли мутаций. Все описанные выше направления в получении и использовании исходного материала для селекции являются результатом сложных процессов отбора и эволюции многих мутаций. Мутации являются теми первичными изменениями, на которых строится эволюция и селекция. Естественное появление мутаций — это процесс, постоянно идущий у всех организмов. В его основе лежат изменения в химии генов, различные структурные преобразования в хромосомах, изменения в числе хромосом.

Хотя современные формы культурных растений и домашних животных создавались в результате использования очень большого числа разнообразных мутаций и их сочетаний, достигнутых при скрещивании, тем не менее новые мутации и сейчас имеют очень большое значение в селекции растений и животных. И. В. Мичурин вывел свой известный сорт Антоновка полуторафутовая из спортивного уклонения, появившегося на одной ветке дерева обычной антоновки. В 1930 г. в Швеции среди лисиц на ферме появилась одна мутантная особь так называемой платиновой окраски. Эта доминантная мутация была размножена и дала начало ценной коммерческой породе. В свое время еще Дарвин указал на пример мутации у овец в виде появления ангорских коротконогих овец.

Мутационная изменчивость лежит в основе всякого исходного материала для селекции, ибо исходное первичное наследственное разнообразие возникает только на основе мутаций. Вполне понятно, что, если бы мы научились в той или иной форме управлять процессом мутаций, это бы повело к самым серьезным изменениям во всей проблеме исходного материала для селекции. Управление процессом мутаций может осуществляться разными путями. С одной стороны, было бы очень интересно резко усилить общие процессы изменчивости, т. е. получать в большом количестве максимальное разнообразие мутаций генов и хромосом. С другой стороны, важнейшее значение должно сыграть использование таких факторов, которые обладают способностью вызывать специфическое мутирование. В этом случае мы бы получили возможность дифференцированно управлять процессом мутаций, вызывая ограниченный круг нужных мутаций, и в конце концов получать только нужные нам определенные наследственные изменения.

Все громадное значение использования в генетике радиации и химических мутагенов связано именно с решением поставленных выше задач. Мы теперь в состоянии, используя факторы внешней среды, вмешиваться в химическую структуру генов, можем вызывать в любом нужном нам количестве мутации генов и хромосом. Этим по-новому решается проблема исходного материала для селекции. Это новое решение ни в малейшей мере не покушается на все изложенные выше направления, каждое из которых решает ту или иную важнейшую задачу создания и использования исходного материала для селекции. Методы индуцированного мутагенеза коренным образом дополняют все остальные разделы учения об исходном материале, так как позволяют вовлечь в селекцию громадный разнообразный первичный материал в виде мутаций генов и хромосом. При этом сами мутации — это действительно только исходный материал. Лишь пройдя строгую селекцию, а в ряде случаев пройдя и через скрещивания, мутации могут положить начало новым сортам.

Мутагенное действие радиации было открыто в 1925—1927 гг. Г. А. Надсоном и Г. С. Филипповым на дрожжах, Г. Меллером на дрозофиле и Л. Стадлером на кукурузе. А. А. Сапегин и Л. Н. Делоне применили рентгеновские лучи для получения мутаций у пшеницы в 1928—1939 гг. Однако эпоха реального использования радиационного мутагенеза в селекции началась примерно с 1945 г. и продолжается в наши дни. И. А. Рапопорт и Ш. Ауэрбах в 1946 г. открыли мощные химические мутагены, в результате чего в последние десять лет начинает возникать химическая селекция. Термины «радиационная селекция» и «химическая селекция» имеют условный характер, они лишь указывают, что действие радиации и химии вызывает мутации. Сама же селекция идет классическими генетическими методами, ибо мутации — это только сырой материал для создания сорта.

Вполне понятно, что мощь новых методов с особой силой проявлялась в селекции тех организмов, у которых для получения мутаций и отбора можно использовать много особей, дающих быструю смену поколений и еще не имеющих генотипически сложных сортов, ибо они не подвергались предварительной селекции. Такие условия в наилучшей форме соблюдены у микроорганизмов. Многие бактерии, грибы, актиномицеты и другие формы представляют в настоящее время величайший практический интерес для сельского хозяйства и медицины. Перед микробиологической индустрией, дающей аминокислоты, витамины, антибиотики, жиры и другие вещества, открыты громадные возможности. Для реализации этих возможностей появление методов радиационной и химической селекции сыграло выдающуюся производственную роль.

В селекции микроорганизмов мы в наибольшей мере приближаемся к тем глубинным процессам, изучаемым при помощи физики, химии и кибернетики, которые раскрыты в исследованиях по молекулярной генетике. В этом случае знание сущности молекулярных преобразований в ДНК, возникающих под действием радиационных и химических факторов, уже находится на грани их практического использования в селекции.

В результате сложилась такая обстановка, что мутагенная селекция оказалась незаменимым звеном в новой области интенсивного использования важнейших микроорганизмов на службе у человека. Влияние радиации или химических мутагенов на молекулярные структуры ДНК микробных клеток преобразует эти структуры и вызывает новые формы протекания биохимических процессов в клетке. Так, можно получить радиационные и химические мутанты микроорганизмов со свойствами «сверхсинтеза» по нужному нам веществу. Именно таким путем радиационная и химическая селекция пенициллов, актиномицетов, дрожжей и других низших грибов и бактерий показала возможность создания форм, получение которых раньше было практически невозможно. Основные работы в этом направлении были выполнены С. И. Алиханяном и его сотрудниками (С. 3. Миндлин, С. Ю. Гольдат, В. Г. Ждановым, Н. И. Ждановой, А. Ф. Тетерятник, К. П. Гариной, Р. С. Клепиковой и другими) в Институте антибиотиков Министерства здравоохранения СССР и в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова. Так, у исходного штамма пеницилла (штамм 1951В25) активность была около 100 единиц. Продажная стоимость пенициллина в то время (1942 г.) была огромной. Методами новой селекции к 1954 г. получены штаммы с активностью в 5000 единиц. При этом штаммы перестали выделять золотисто-желтый пигмент, что резко облегчило химическую очистку пенициллина. То же происходило со стрептомицином, тетрамицином, биомицином и другими антибиотиками.

В настоящее время вся мировая промышленность антибиотиков основана на использовании радиационных и химических мутагенов. Если бы у нас не было новых методов, рожденных в лабораториях экспериментальной генетики, широким массам народа были бы недоступны пенициллин, стрептомицин и другие мощные антибиотические препараты. Укажем в качестве примера, что продуцент пенициллина (новый гибрид 369), выведенный в Институте антибиотиков Министерства здравоохранения СССР при помощи этиленимина и ультрафиолетовых лучей, в 12 раз повысил выход продуктов по сравнению с первым штаммом. Этот штамм обеспечил производительную работу заводов СССР, Чехословакии, Болгарии, Румынии, Китая, Венгрии и ГДР. В том же Институте при помощи этиленимина, ультрафиолетовых лучей и лучей Рентгена выведен продуцент биомицина, продуктивность которого увеличилась на 60%, и продуцент тетрамицина, продуктивность которого превышает продуктивность исходного штамма на 800%. Все заводы СССР, выпускающие биомицин и тетрамицин, работают на этих штаммах. На 800—1000% повышены продуктивности штаммов продуцентов эритромицина и олеандомицина. Сейчас наступает пора широкого использования антибиотиков, аминокислот и витаминов в животноводстве, что опять-таки достигается получением штаммов микроорганизмов со сверхсинтезами этих веществ. Так, добавка аминокислоты — лизина в корм поросятам и цыплятам увеличивает их привес на 25%. В Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова в 1964 г. С. И. Алиханян с сотрудниками получил штамм бактерий, выделяющий в 500 раз больше лизина, чем исходный штамм.

С наступлением эпохи использования атомной энергии началась новая эра в развитии радиационной селекции растений. Селекционеры и генетики получили возможность, помимо рентгеновских и ультрафиолетовых лучей, использовать мощные разнообразные и дешевые источники для облучения растений: долгоживущие радиоактивные изотопы Со60 и Cs137. Кроме того, семена и черенки облучают нейтронами, главным образом на атомных реакторах.

Сейчас за рубежом имеется более 30 зерновых, зернобобовых, масличных и других новых радиационных сортов, имеющих промышленное значение.

В СССР работы по получению радиационных мутаций возобновились в 1957 г. в лаборатории радиационной генетики Института биофизики АН СССР. В течение последних лет при Институте существовал также облучательский центр, который обеспечивал обработку семян, присылаемых со всех концов Союза, гамма-лучами и быстрыми нейтронами. Институт биофизики производил подбор доз и осуществлял методическое руководство. На совещании, организованном в 1964 г. Государственным комитетом по использованиию атомной энергии, Академией наук СССР и Министерством сельского хозяйства СССР, было продемонстрировано большое число отечественных радиационных хозяйственно перспективных мутантных форм.

Среди многих радиационных мутантов у пшениц к наиболее перспективным следует отнести неполегающие формы с хорошим зерном, крупноколосые и устойчивые к грибным заболеваниям. Отбор форм, устойчивых к мучнистой росе и разным видам ржавчины, проводился в условиях естественного заражения растений в полевых условиях. Кроме того, была проведена специальная работа по отбору мутантов, устойчивых к пыльной и твердой головне, путем искусственного заражения растений и отбора непораженных семей с проверкой на иммунитет в ряде последующих поколений.

Путем отбора внутри мутантных линий и скрещивания с исходным сортом и эректоидными (неполегающими) формами предпринимаются попытки объединить иммунитет с прочностью соломины, обусловливающей устойчивость к полеганию. Один мутант — эректоид-72, полученный В. С. Можаевой (Институт общей генетики АН СССР) путем воздействия гамма-лучами, с короткой прочной соломиной, неполегающий, с сильно развитым восковым налетом, мало поражающийся мучнистой росой и ржавчиной, оказалось возможно использовать как исходный материал для создания нового сорта.

Эректоидная форма озимой пшеницы ППГ-186 — Голубая 72 была выведена совместными усилиями Института общей генетики АН СССР и Научно-исследовательского института сельского хозяйства центральных районов нечерноземной зоны. Эта форма не полегает даже при самых неблагоприятных погодных условиях и поэтому особенно превышает по урожаю исходный сорт в годы с повышенной влажностью. Кроме того, она не поражается грибными заболеваниями. Голубая 72 несколько уступает исходному сорту по зимостойкости и, по-видимому, будет перспективным сортом для областей с более мягким климатом.

В Институте цитологии и генетики СО АН СССР П. Н. Шквариковым получены мутанты яровой пшеницы 1656, 1519, 2119 и 625, по средней урожайности превосходящие материнский сорт соответственно на 12,6, 24,2, 10,1 и 17%. При этом первый из них отличался повышенной устойчивостью к полеганию и улучшенными хлебопекарными качествами, а два последних — более ранним созреванием (на 7—8 дней). По озимой пшенице заслуживают упоминания мутанты 27 194, 25 987 и 18 504. Все они превосходили материнский сорт по зимостойкости на 20—28% и давали больший урожай — соответственно на 32, 58 и 36%. Три других мутанта озимой пшеницы — 28 972, 69 и 98 — отличались повышенной зимостойкостью на 10—15%, и, кроме того, из муки этих мутантов получался на 18—22% больший объемный выход хлеба. Из испытанных мутантов томатов три — 474/2, 243/11 и 514/9 —давали урожай зрелых плодов за первую декаду сбора на 62—112% и за вегетационный период на 5% больше в сравнении с материнским сортом. Эти мутанты отличались также более высокими вкусовыми достоинствами. Среди лучших мутантов картофеля были 204/62 и 198/49, которые получены в результате облучения гибридных семян, и 506/56 и 524/11 — в результате облучения клубней. Два последних являются более раннеспелыми, по урожаю клубней они на 12—21% (в среднем за 5 лет) превосходили сорта, культивируемые в зоне Новосибирска. В ближайшее время они будут переданы в государственное сортоиспытание. Получены также мутанты картофеля, отличающиеся высокой продуктивностью, устойчивостью к фитофторе и более высоким содержанием крахмала.

Интересные мутанты гороха с повышенной продуктивностью, устойчивостью к аскохитозу и высоким содержанием белка получены в НИИ сельского хозяйства в Немчиновке.

Многие спельтоидные (с рыхлым колосом) формы пшеницы имеют наряду с отрицательными качествами (тонкая соломина, рыхлый колос, трудный обмолот зерна и т. д.) некоторые положительные: крупное, выровненное зерно с высоким содержанием белка (до 20% сырого протеина при 14—15% у исходной формы) и иммунитет к мучнистой росе и ржавчине. От скрещивания такого спельтоида с исходным сортом ППГ-186 удалось выделить растения с улучшенным зерном, близким по качеству к спельтоидам, и с морфологическими признаками (форма колоса, длина соломины и т. д.) исходного сорта ППГ-186. От этих растений уже получен ряд константных линий.

У томата получены мутанты, превышающие исходные формы по числу зрелых плодов на 34—47% при одинаковой или повышенной урожайности, штамбовые, карликовые и ряд Других ценных форм.

В настоящее время в предварительном сортоиспытаний находятся многочисленные раннеспелые, неполегающие, урожайные, устойчивые к болезням и вредителям и другие ценные формы разных культур.

В государственное сортоиспытание передано 5 сортов, в основу которых положены радиационные мутанты.

Так, из семян, облученных в 1958 г. в лаборатории радиационной генетики Института биофизики АН СССР, селекционером Теодорадзе на селекционной станции в Натахтари получены сорта сои Чудо Грузии и фасоли Сапарке-75. Оба сорта переданы в государственное сортоиспытание в 1964 г. Соя Чудо Грузии характеризуется необычно мощным развитием куста и по выходу зеленой массы намного превышает исходный сорт. Семена мутанта в два раза крупнее, чем исходные, и имеют признаки, не характерные для сортов сои, выращиваемых на Кавказе.

Кормовой сорт люпина, полученный из радиационных мутантов, выделенных из облученных алкалоидных люпинов, характеризуется, кроме отсутствия алкалоидов, необламываемостью бобов, высокой облиствленностью, повышенной засухоустойчивостью, интенсивностью накопления сухого вещества и белка, большой продуктивностью, а также повышенной жизнеспособностью. Этот сорт выведен селекционером Головченко в Украинском научно-исследовательском институте земледелия в Киеве.

Сорт томатов Луч-1 (авторы П. К. Шкварников и М. И. Кулик), выведенный в Институте цитологии и генетики СО АН СССР, характеризуется раннеспелостью, продуктивностью, хорошими вкусовыми качествами.

Сорт хлопчатника № 1, получен из мутанта, выделенного после облучения гамма-лучами исходного сорта 108Ф в стадии бутонизации, в Институте экспериментальной биологии Узбекской ССР Ш. И. Ибрагимовым и Р. И. Ковальчук. Этот сорт был уже высеян в 1965 г. на значительной площади и дал очень хорошие результаты по всем показателям.

В Институте биофизики АН СССР получен сорт томатов № 333 с помощью воздействия этиленимина на сорт Снегиревский. Сорт № 333, прошедший конкурсное сортоиспытание, созревает на 2 недели раньше и устойчив к фитофторе. Урожай зрелых плодов на 60% больше, чем у исходного сорта.

В наши дни наряду с радиационной селекцией широкое применение приобретает использование химических мутагенов. В СССР центром работ по химическим мутагенам является отдел генетики, работающий под руководством И. А. Рапопорта, в Институте химической физики АН СССР. Доказано, что химические мутагены, такие, как алкилирующие соединения и другие, являются мощным средством для изменения наследственности организма. Под их действием получены замечательные штаммы микроорганизмов, целый ряд интересных мутантов у пшеницы, ячменя и у других растений. В Институте химической физики АН СССР установлено, что наиболее мощными мутагенами являются нитрозоэтилмочевина и 1,4-бисдиазоацетилбутан. Мутации генов представляют собой молекулярные химические изменения в ДНК. Вполне понятно, что разработка путей направленного мутирования, т. е. получения нужных изменений в определенных генах, главным образом будет решаться с помощью использования химических мутагенов, обладающих способностью к дифференциальному воздействию на разные составные части генетического материала. Сейчас имеются факты, показывающие, что поиски таких мутагенов являются вполне реальной задачей. Исследовательская работа по этому вопросу ведется в больших масштабах. По вопросу о химическом мутагенезе в год выходит более 1000 работ, организованы лаборатории и институты в Швеции, Англии и в США.

Показано, что спектр мутаций при использовании разных мутагенов оказывается различным. Найдены вещества, которые не вызывают структурных мутаций хромосом, а только химические преобразования в локусах, т. е. в отдельных генах внутри хромосом. Работы, вскрывшие специфику действия разных типов химических мутагенов, окончательно утвердили то принципиально важное положение, что качество мутаций зависит от качества воздействия на хромосомы со стороны внешнего фактора.

Все эти значительные особенности химического мутагенеза позволяют очень высоко оценить будущее применения химических мутагенов для селекции. Под действием радиации возникает широчайший спектр наследственной изменчивости. Фотоны электромагнитных излучений (гамма-лучи, рентгеновские лучи), ионизирующие частицы, пролетающие в клетке (нейтроны, протоны, альфа-частицы), неприцельно вызывают изменения генов и хромосом. Разные виды ионизирующих излучений отличаются по спектру вызываемых ими мутаций. Эти отличия очень интересны, они позволяют использовать разные виды ионизирующих излучений для получения в одних случаях мутаций преимущественно одного типа, а в других — другого. Однако при всем этом все же главной чертой мутагенного действия радиации является ее неприцельность, получение широчайшего разнообразия всех типов мутаций.

Тот факт, что при химическом мутагенезе имеет место гораздо более специфическое мутирование, позволил некоторым исследователям считать, что радиационная селекция имеет несравненно меньше перспективы, чем химическая селекция. Так ли это? По-видимому, нет, ибо задачи селекции очень многосторонни: для решения одних задач радиация всегда останется неизменным инструментом, для решения других — на первый план выйдет химическая селекция. Оба основных фактора искусственного мутагенеза — радиация и химические мутагены — очень важны для целей практической селекции, но каждый из них обладает своим достоинством. Для химических мутагенов достоинством является специфика их действия, однако, когда нужно вызывать широкую изменчивость, они уступают в этом радиации.

Существенным является то, что использование радиации в практическом отношении представляет много методологических и экономических преимуществ. Недаром наряду с уже существующими крупнейшими центрами, такими, как Брукхевенская лаборатория в США, центр в Харуэле в Англии, атомный центр в Бомбее в Индии, реактор в Скандинавии и другие, сейчас организуются новые крупнейшие центры радиационной селекции, такие, как Европейский центр в Вагенгеин (Голландия) и др. Многие типы мутаций, такие, как неполегаемость, устойчивость к заболеваниям, преобразование структур хромосом и другие, легко получаются при использовании радиации.

Необходимо иметь также в виду специфику объектов. Так, например, при обработке гамма-лучами томаты оказываются способными давать больше мутаций, чем при обработке этиленимином.

Для оценки перспектив радиационной селекции особенно существенным является то, что есть важнейший раздел теории и практики селекции, который, по-видимому, навсегда упрочивает положение радиации как важнейшего инструмента селекции. Этим разделом является получение мутаций в полигенных системах. Речь идет о полимерных факторах, число которых при селекции на важнейшие хозяйственные признаки, такие, как урожайность, скороспелость, зимостойкость и другие, исчисляется десятками и сотнями. Благодаря своей неприцельности пока только радиация дает гарантию широкой изменчивости по малым мутациям. В настоящее время использование радиации при селекции на количественные признаки только начинается, возможно, что именно эта работа в максимальной мере раскроет громадные возможности радиационного мутагенеза. Профессор Штуббе облучил в ГДР дикие формы томатов и, проводя селекцию по количественным признакам в течение немногих поколений, добился создания форм, плоды которых по размеру не уступали культурным сортам. Генетический анализ показал, что эти новые признаки дикарей основаны на действии целого ряда полимерных факторов. Этот пример показывает мощь радиационной селекции на путях селекции количественных признаков, генетика которых определяется полимерными факторами. Такой эффект радиации вполне понятен; именно свойство неприцельного попадания в разные участки генетического материала в максимальной степени позволяет вызывать мутации во многих разных, не связанных друг с другом генах, обладающих полимерным эффектом.

На этом пути оказываются интересные возможности подготовки диких форм для их гибридизации с культурными растениями. До сих пор скрещивание с дикарями влекло за собой резкое осложнение отбора в последующих поколениях, так как наследственность дикаря во многом отягощала отрицательными свойствами наследственность гибридов. Если же дикарь предварительно будет подвергнут радиационной селекции и если при ее помощи у него будут сняты основные мешающие гибридизации компоненты, то все дело отдаленной гибридизации может проходить гораздо успешнее.

Важнейшим достоинством радиации является также ее способность к широкому вызыванию структурных мутаций хромосом. В некоторых случаях умение изменять распределение генов по хромосомам имеет существенное значение для селекции. Сире в 1956 г. дал блестящий пример использования радиационных методов в селекции пшениц. Гибриды пшеницы с эгилопсом были подвергнуты облучению. В этих опытах удалось получить транслокацию участка хромосомы эгилопса с генами устойчивости к заболеваниям на хромосому пшеницы и создать сорт устойчивой пшеницы. Решить эту задачу обычными методами отдаленной гибридизации не удавалось. Другой пример такого рода был получен в Ташкентском институте шелководства А. В. Струнниковым. При выкормке коконы самцов тутового шелкопряда дают выход шелка на 30% больше, чем коконы самок. При использовании радиации оказалось возможным кусочек хромосомы вместе с геном, вызывающим темную окраску, перенести из аутосомы в ту половую хромосому, наследование которой происходит только по женской линии. В результате появились породы тутового шелкопряда, меченные по полу. Самки этих пород откладывают яйца двух цветов — темные, из которых развиваются самки, и светлые, которые дают самцов. Машины с фотоэлементом сортируют грену, и на выкормку идут только самцы. В гибридных породах повышение выхода шелка от использования самцов достигает 39%.

Выдающийся пример использования генетики для поднятия сельскохозяйственного производства дан за последние 5 лет в Индии. В течение ряда десятилетий урожай пшеницы на полях Индии составлял около 8 ц/га при условии, что из 13 млн. га посевов 4 млн. га земель орошаются.

В 1961 г. М. С. Сваминатан, директор Индийского Института сельскохозяйственных исследований в Дели, сформулировал главные причины малых урожаев пшеницы в Индии и указал качества, какие надо придать индийским сортам, чтобы заметно увеличить урожаи зерна.

Первое из этих требуемых качеств связано с приданием пшенице свойства неполегаемости и устойчивости к болезням. М. С. Сваминатан предложил привлечь для решения этих задач три гена карликовости у пшениц, ранее открытые в Японии. До этого промышленные сорта карликовых пшениц, гомозиготные по одному или по двум японским генам карликовости, были созданы в Мексике и в Канаде. В Индию были завезены семена четырех сортов мексиканских карликовых пшениц: Лерма Рожо 64А, Сонора 63, Сонора 64 и Майо 64, которые в течение 1963, 1964, 1965 гг. испытывались в разных районах Индии. Одновременно начались работы по созданию индийских карликовых пшениц путем скрещивания мексиканских карликов с индийскими сортами и путем вовлечения мексиканских карликов в мутагенную селекцию.

Путем гибридизации получен ряд интересных индийских карликовых пшениц, таких, как Калиап Сона, Соналика, Сайфед Лерма.

Однако наибольший успех выпал на долю мутагенной селекции. В 1963 г. Г. Варушез и М. С. Сваминатан облучили семена четырех карликовых мексиканских пшениц, которые все имели красное зерно, что в Индии понижало их товарную ценность из-за специфических недостатков при хлебопечении. Исследуя мутации, возникшие после облучения, Г. Варушез и М. Сваминатан нашли белозерный мутант со стекловидным зерном. Кроме того, у этого мутанта количество белка в зерне поднялось с 14,5 до 16,5% и содержание в белке ценнейшей аминокислоты — лизина с 2 до 3%. Этот мутант дал начало сорту Шарботи Сопора, который отличается высокими хлебопекарными качествами, содержит в гомозиготном состоянии два гена карликовости, отличается высокой неполегаемостью; его урожай достигает 70 ц/га при длительности вегетации не менее 140 дней. Благодаря своей раннеспелости сорт является главным компонентом при получении четырех урожаев путем последовательного посева на одной площади четырех разных культур, общий вегетационный период которых укладывается в рамки года.

Внедрение генов карликовости и на основе карликовых сортов получение мутагенного радиационного сорта Шарботи Сопора привело к тому, что на орошаемых участках повышен урожай в среднем до 70—80 ц/га. Общий сбор пшеницы в Индии составлял в 1951—1952 гг. 7 млн. т, в 1967—1968 гг. он возрос до 17 млн. т. Этот скачок производства зерна, достигнутый генетическими методами, получил в Индии название «пшеничной революции». Правительство Индии отметило этот успех генетиков выпуском специальной почтовой марки, посвященной «пшеничной революции». В настоящее время генетики Индии с большим успехом на базе мутационной селекции готовят «рисовую революцию», которая должна резко изменить зерновой баланс по рису, этой главной продовольственной культуры Индии.

Сорт Шарботи Сопора был получен путем радиационных воздействий, мутанты риса — с помощью химических мутагенов.

Мы видим, таким образом, что методы радиации и химии позволяют многосторонне изменять наследственность растений, микроорганизмов и животных.

Мы находимся еще в самом начале развития новых методов мутагенной селекции. Радиационная и химическая селекция взаимодополняют друг друга. Еще долго оба эти направления будут служить человечеству, углубляя методы управления наследственностью организмов.

Исследования по генетическим основам селекции животных имеют важнейшее народнохозяйственное значение. За годы Советской власти в СССР создано около 60 новых пород и породных групп животных. СССР занимает первое место в мире по численности домашних птиц, второе — по крупному рогатому скоту, овцам и пушным зверям. Однако продуктивность наших животных отстает от вполне достижимого и экономически необходимого уровня.

Задача генетики — совместно с учением о кормлении и содержании животных в максимально короткие сроки заметно поднять продуктивность наших основных сельскохозяйственных животных.

Методы селекции сельскохозяйственных животных могут быть значительно интенсифицированы на основе современной генетики, особенно, если иметь в виду, что более медленная смена поколений у таких видов сельскохозяйственных животных, как крупный рогатый скот и овцы, замедляют прогресс под воздействием селекции. Однако плоды планомерной селекционной работы, начатой сейчас, скажутся полностью в молочном и мясном скотоводстве и овцеводстве в 1970—1990 гг. Для других видов сельскохозяйственных животных — свиней, птиц, шелковичного червя, а также для пушных зверей — результаты селекции могут быть весьма ощутимыми к 1980 г.

Перед животноводством встает огромной важности задача — при уменьшенной площади земли в расчете на человека, представленной в качестве кормовой базы, сильно увеличить продукцию. Эта задача может быть разрешена в основном не столько за счет увеличения поголовья животных, сколько за счет повышения их продуктивности. При этом необходимо учитывать ряд новых тенденций в животноводстве.

Обличение тяжелого физического труда вызвало уменьшение потребности в жирах, чему еще способствовали современные представления медицины, что пища, богатая жирами, повышает распространение сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому во всем мире идет перестройка всех видов животноводства на производство мяса, богатого белком, а не жиром. Яркое свидетельство тому — развитие производства бройлеров и индейководство, упадок разведения уток, перестройка в Северной Америке и Западной Европе направления свиноводства с сального и мясо-сального на мясное, преобладающий спрос на ягнятину, молодую говядину и телятину.

Резко повысился спрос на цельное молоко, творог, сыр, т. е. на молочный белок. Под влиянием этого спроса ныне разработаны методы быстрого определения содержания белка в молоке, что позволило в ряде стран организовать селекцию молочного скота по этому признаку, 10—15 лет тому назад практически неосуществимую.

Идет процесс одомашнивания новых видов животных, а также контролирование популяций многих диких животных, что сильно расширило область применения селекции и поставленные перед ней задачи. Возникла совершенно новая отрасль животноводства — звероводство. В птицеводстве получает значительное распространение новый вид птицы — японский перепел. Большое значение приобретает прудовое рыбоводство, проводятся работы по селекции и гибридизации ряда ценных видов проходных рыб в целях акклиматизации в новых условиях существования в связи со строительством гидростанций, что требует селекции на адаптированность к ним. Создаются новые формы для их акклиматизации в естественных водоемах.

Процесс индустриализации ряда важных отраслей животноводства (птицеводства, молочного скотоводства, свиноводства) потребует селекции на приспособление их к существованию в необычных для них условиях и на приспособление к ряду новых производственных процессов. Например, механизация дойки уже вызвала необходимость селекции по, таким признакам, как скорость молокоотдачи и форма вымени, обеспечивающим нормальную молокоотдачу и предотвращение мастита.

Сосредоточенность большого поголовья животных в помещениях, загонах или клетках позволяет легко переформировать группы и осуществлять индивидуальный и групповой отбор животных. В целом условия индустриального животноводства благоприятны для наиболее сложных и действенных методов селекции. Но в СССР имеются огромные площади пустынь, полупустынь, сухих степей и горных пастбищ, где по крайней мере в ближайшие десятилетия будут преобладать экстенсивные формы сельского хозяйства.

Одной из основных целей селекции животных в этих районах явится приспособление их к специфическим условиям экстенсивного животноводства в суровых климатических и кормовых условиях.

Важнейшей, задачей является улучшение методов отбора племенных производителей. Благодаря применению искусственного осеменения стало обычным получение от одного быка до 8000 телят, а от барана — до 10 000 ягнят. В этих условиях селекционер получает такие возможности распространения наследственных задатков выдающихся животных, о которых еще 30 лет назад животноводы не могли и мечтать. Но искусственное осеменение может с такой же силой распространить и плохую наследственность и быть причиной регрессии животноводства, если выбор производителей был ошибочным. Поэтому необходимо наличие системы отбора производителей, обеспечивающей выбор действительно лучших.

Испытание производителей по качеству потомства должно стать государственным мероприятием, особенно для таких видов сельскохозяйственных животных, как крупный рогатый скот и овцы.

Возможность сохранения спермы быков методом глубокого замораживания позволяет использовать ее в течение практически неограниченного времени. Этим снимается основное препятствие к широкому внедрению в практику разведения и селекции молочного отбора быков по качеству их потомства. Для получения первых сведений о качестве потомства испытуемых быков необходимо не менее четырех лет. Замораживание спермы производителей, поставленных на испытание по качеству их потомства, позволяет получать потомство от выявленных улучшателей даже тогда, когда самих этих улучшателей уже давно нет в живых. Необходимо, однако, перед широким внедрением этого метода изучить влияние хранения спермы на процесс мутаций.

В СССР имеется около 41 млн. коров. Вероятно, около 32— 35 млн. коров принадлежат к молочному направлению скотоводства. Я. Л. Глембоцкий предлагает следующую схему испытания производителей.

Современная техника искусственного осеменения позволяет обслуживать все поголовье всего 10—14 тыс. быков. Это позволяет ставить вопрос о том, чтобы к 1980 г. все поголовье молочных коров осеменялось спермой исключительно от проверенных по потомству и давших при этом лучшие результаты производителей.

Бык в среднем «работает» 5 лет, следовательно, для «ремонта» поголовья быков-улучшателей потребуется ежегодно пополнение в виде 2000—2800 новых улучшателей. Чтобы обеспечить должную эффективность селекции, необходимо тщательно отбирать быков для постановки на испытание по потомству; из числа испытанных оставлять на племя лишь 1/3 давших лучшее потомство; каждого испытуемого быка скрещивать со 100 коровами достаточно высокой (не менее средней для породы) продуктивностью, что позволит оценить быка по продуктивности при первой лактации 30—40 дочерей; проводить испытание в хозяйствах с нормальными условиями кормления.

Основным препятствием к внедрению в практику селекции молочного скота испытания быков по качеству потомства являлась необходимость ждать 3,5—4 года результатов испытания. Держать множество быков, не используя их столь длительное время, практически невозможно и слишком дорого. Теперь же можно в течение одного-полутора лет от каждого испытуемого быка параллельно с использованием его для скрещивания с выделенными ему 100 коровами получить для консервации такое количество спермы, которого хватит для осеменения 10—15 тыс. коров.

Следовательно, не обязательно всех поставленных на испытание быков содержать до окончания испытания. По выявлении результатов испытания хранящейся в сперматеках спермы 2/3 от испытанных быков будет уничтожаться, а 1/3 поступать в широкое использование.

Иначе следует организовать испытание производителей для тех чистопородных племенных стад, которые являются поставщиками быков и испытуемых для пользовательного молочного скотоводства. Здесь, чтобы обеспечить ежегодно постановку на испытание 6 000 бычков, надо иметь около 60 000 коров в племенных хозяйствах. В этих хозяйствах использование производителей должно быть не столь интенсивным, как в хозяйствах с пользовательным скотом, не более 150—200 голов в среднем на быка, ибо в племенных стадах будет осуществляться линейное разведение, индивидуальный подбор, межлинейные кроссы и т. п. Для 60 000 коров потребуется иметь 300—400 основных производителей, для «ремонта» которых надо будет ежегодно получать 60—80 испытанных по потомству быков.

Последних надо будет отбирать строже, чем для пользовательных стад (одного из 5 испытывавшихся), значит, надо будет ставить на испытание 300—400 молодых быков. Испытывать их надо будет на высокопродуктивных коровах. Для этой цели нужно будет иметь ряд племенных стад с общим поголовьем 40—50 тыс. коров, которые будут представлять собой, по существу, племенные станции специального назначения. Маточное поголовье этих стад будет пополняться как за счет собственного производства, так и за счет излишнего (но обязательного высокопродуктивного) молодняка племенных совхозов — поставщиков быков.

Чтобы осуществить предлагаемую схему племенной работы с молочным скотом, надо разделить страну на ряд зон в соответствии с границами союзных и автономных республик, поголовьем молочного скота, величиной территории и т. п. В каждой из таких зон должна быть центральная государственная станция по племенному делу и искусственному осеменению, спермо-хранилище (сперматека), группа хозяйств, выделенных для испытания производителей, машинно-счетная станция и научно-исследовательское учреждение (институт, опытная станция, кафедра вуза), обеспечивающая научное руководство и консультирование при решении неизбежно возникающих в ходе селекции сложных проблем.

Желательно, чтобы в каждой зоне были и племенные хозяйства принятых для этой зоны плановых пород, но этот принцип вряд ли сможет быть строго выдержан, так как многие лучшие племенные стада молочного скота сосредоточены в настоящее время в сравнительно немногих областях.

Поголовье чистопородного мясного скота в нашей стране сейчас настолько мало, что до 1980 г. не приходится думать об организации испытания быков этих пород по такой же системе и в таких же масштабах, как для молочного скотоводства. В пользовательских стадах надо будет использовать всех чистопородных мясных быков, кроме показавших плохие результаты при проверке их по скороспелости и оплате корма. Испытывать по потомству надо будет лишь быков для «ремонта» бычьего состава племенных стад. При этом следует придерживаться для части испытуемых быков правила проведения испытания на коровах молочного направления, дабы создать линии мясного скота, дающие производителей, обеспечивающих при скрещивании с коровами молочных пород хорошую сочетаемость с ними.

В овцеводстве искусственное осеменение начали применять значительно раньше, чем в скотоводстве. В отдельных случаях удавалось осеменять спермой одного барана за случной сезон до 17 тыс. маток. Однако в целом нагрузка маток на одного барана при искусственном осеменении меньше, чем на одного быка, ибо у крупного рогатого скота случка происходит более или менее равномерно в течение всего года, а у овец в течение лишь одного месяца. Практически в пользовательных стадах один баран должен быть в наличии (при искусственном осеменении) на 200—300 маток (не считая баранов, используемых для вольного докрытая и пробников). Маточное поголовье овец всех пород в стадах совхозов и колхозов исчисляется примерно в 60 млн. голов. Следовательно, поголовье основных баранов должно быть порядка 200 тыс. Приняв за средний срок «работы» барана 4—5 лет, получим, что ежегодно надо пополнять стадо основных баранов 40—50 тыс. молодых. Если предъявить требование, чтобы этот «ремонт» происходил лишь за счет показавших лучшие результаты при испытании по качеству потомства, то по самым скромным подсчетам понадобится ежегодно испытывать 100 тыс. баранов. Эта задача нереальная, да и ненужная. Ведь значительная часть признаков, селекционируемых у тонкорунных, полугрубошерстных и смушковых пород овец, —  настриг шерсти, качественные показатели шерстной и смушковой продуктивности, живой вес, скороспелость—характеризуются высокой наследуемостью, поэтому при отборе баранов для пользовательных стад, даже в тех случаях, когда дело идет об использовании их с нагрузкой в 1000—2000 голов, можно удовлетвориться тщательной оценкой их индивидуальной продуктивности, экстерьера и их происхождения.

Можно принять, что в племенных стадах овец отбор для искусственного осеменения в пользовательных стадах в среднем одного барана из трех молодых обеспечит пользовательное овцеводство высококачественными производителями. Отсюда следует, что в племенных стадах необходимо иметь примерно 300 тыс. маток элиты и первого класса для обеспечения пользовательного овцеводства хорошими производителями.

Но этих 300 тыс. маток нужно скрещивать лишь с проверенными по качеству потомства баранами. Приняв, что в племенных стадах норма маток на барана не должна превышать 200—300 голов, мы получим, что все поголовье племенных баранов в них должно равняться, примерно, 1000—1500 головам, и столько же баранов надо ставить ежегодно на проверку по качеству потомства, чтобы одного из 4—5 проверяемых выбирать для «ремонта» основного стада производителей.

Для проведения испытания в племенных овцесовхозах и племфермах необходимо иметь 100—150 тыс. хороших, не ниже первого класса, маток. Выделять для испытания по качеству потомства специальные хозяйства нецелесообразно.

Если будет найден, наконец, столь же эффективный, как для спермы быков, метод консервации спермы баранов, то изложенная выше система отбора и использование производителей в овцеводстве будет требовать значительного пересмотра, ибо станет возможным использование спермы проверенных по потомству баранов в пользовательном овцеводстве.

В свиноводстве и птицеводстве также следует оценивать племенные качества производителей по их потомству лишь в племенных хозяйствах, поставляющих племенную продукцию пользовательным.

Принципиальным и очень важным отличием этих двух видов животноводства является возможность оценки племенных качеств путем испытания по потомству не только производителей, но и самок. Широкое распространение межпородных и межлинейных скрещиваний в свиноводстве и птицеводстве требует применения испытания производителей на сочетаемость.

Важнейшим направлением генетики животных является использование гетерозиса, возникающего при межпородных и межлинейных скрещиваниях. Межлинейные скрещивания широко применяются в птицеводстве и при разведении тутового шелкопряда. Гетерозис в результате межпородного скрещивания используется в свиноводстве, овцеводстве, молочном скотоводстве.

Большое значение имеет применение генетических методов при разведении молочного скота, который в скотоводстве СССР одновременно является основным поставщиком мяса, а также при разведении тонкорунных овец. Численность молочного скота всегда будет значительно превышать численность специализированного мясного скота. Это требует всемерного увеличения мясной продуктивности молочного скота, что может быть достигнуто селекцией на сочетание высокой молочной и хорошей мясной продуктивности с широким использованием промышленного скрещивания молочного скота на производителей мясных пород.

Приложение генетических методов к улучшению животных имеет свою заметную специфику, отличную от селекции растений. В истории этого вопроса имеется ряд этапов. Первый этап был связан с общим приложением генетических закономерностей при разведении и скрещивании с использованием законов Менделя, учения о гетерозиготности и гомозиготности, учения о генотипе и фенотипе и т. д. Затем наступила эпоха генетического анализа сущности породы и ее эволюции и обоснования метода индивидуального испытания производителей. В 40-х годах началась эпоха популяционной генетики в приложении к разведению животных. Имеются все основания считать, что популяционная генетика призвана решить главные проблемы, вставшие перед современной практикой разведения животных.

Эти новые задачи связаны с появлением новых форм использования животных, которые можно обозначить как индустрию животноводства, появление которой вызвало совершенно новые требования к селекции и разведению. Элементы индустрии в животноводстве проявляются в том, что начинает применяться единая технология кормления и содержания больших групп животных. Требуется, чтобы породы оценивались как единообразные популяции. Только в этом случае единая технология кормления и содержания будет иметь рациональный характер. В индустрии животноводства нет места для индивидуального подхода к животным, что было основой мелкого животноводства в прошлом. В результате на первое место выступили требования создания единообразно реагирующих высокопродуктивных популяций.

Маневренность современных генетических методов в создании таких популяций можно показать как на примере генетической эволюции пород, так и при создании гибридных промышленных популяций.

Хорошим примером быстрой генетической эволюции пород являются результаты селекции датских свиней за последние 30 лет. За это время селекционеры при помощи методов генетики заметно улучшили оплату корма и одновременно резко снизили толщину спинного сала, которое в наши Дни потеряло ценность.

Применение генетических методов резко ускоряет результативность селекции, но все же, когда мы имеем дело с внутри-породной селекцией, она требует немало времени, обычно десятки лет. Генетика нашла пути достижения радикальных результатов в товарном животноводстве за сравнительно короткое время. Наиболее ярко это выразилось в использовании генетических методов получения промышленных гибридов. Лучшим примером этого рода является получение гетерозисных цыплят.

Этот метод под названием бройлерного производства развивается в огромных масштабах во всем мире. Его задача состоит в производстве цыплят, которые за восемь недель достигают веса 1,4 кг. При современном промышленном производстве бройлерных цыплят прибавка веса на 1 кг достигается при использовании ими всего лишь 2 кг корма. Улучшение бройлерных цыплят шло необычайно быстрыми темпами. В США в 1952 г. оплата 3,2 кг корма выражалась в получении 1 кг живого веса цыплят, а в 1964 г. тот же вес достигался при затрате всего лишь 2,0 кг корма. Бройлерное птицеводство произвело революцию в мировом производстве мяса.

Для того чтобы достичь таких результатов, потребовалось выполнение обширной генетической и экономической программы. В США в процессе выполнения этой программы были организованы птицеводческие тресты, по типу крупных предприятий. Чтобы получить нужное количество племенных производителей бройлеров, нужно было вовлечь в генетическую работу гигантские популяции кур, ибо только в таких популяциях нашлась нужная генетическая основа для выполнения программы.

Птицеводческие бройлерные предприятия в США держат под генетическим контролем более миллиона несушек. Эти предприятия обслуживаются большим штатом высококвалифицированных генетиков. Генетическая оценка каждой несушки требует обработки более сотни данных во многих вариантах, что производится счетными машинами. Здесь недопустимо запоздание с обработкой данных, они должны поспеть ко времени включения несушек в генетический процесс.

Разработка прикладной генетики птиц вызвала к жизни сложную систему предприятий. Родительские пары поступают на предприятия из центров разведения. Товаропроизводительные предприятия получают суточных цыплят бройлеров, полученных от скрещивания родительских пар. Эти пары составляют из яйценоских кур и скороспелых петухов. Яйца и мясные тушки бройлеров поступают в сборочные, обрабатывающие, упаковочные и, наконец, в торговые предприятия. В результате птицеводство всех стран попало на некоторое время в зависимое от США положение. Сейчас начинается сотрудничество в области генетики; в общий синдикат разведения птиц вступили Франция, Бельгия, Голландия, Люксембург, Испании, Италия и Швейцария. Страны социалистического сотрудничества по линии СЭВ также начинают вести работы в этом направлении. В СССР достигнуты определенные успехи в бройлерном птицеводстве. Эта работа не по силам отдельным сравнительно небольшим странам, ибо она опирается на использование громадных исходных популяций птиц.

Методы создания гетерозисных гибридов при межпородном скрещивании и при скрещивании инбредных линий сейчас успешно начинает распространяться на разведение овец, свиней и даже мясных коров. Во всех этих случаях рационально использовать искусственное осеменение. Мелкая курица, овца и свинья требуют меньших затрат корма; при осеменении их спермой немногих элитных производителей появляется гетерозисное потомство, удовлетворяющее промышленность.

Вот как, например, решается задача получения высококачественной ягнятины и шерсти в Венгрии. Общий путь увеличения производства баранины — это развитие поголовья овец в направлении типа, имеющего лучшие мясные формы и большой вес. Однако очевидно, что поголовье овец с большим живым весом на каждую единицу веса производит меньше шерсти, так как поверхность тела измеряется в квадратной, а вес в кубической степени. Поэтому гораздо экономичнее содержать линии маток с меньшим весом для производства шерсти. Для получения мяса эти же матки осеменяются спермой баранов из линии крупных мускулистых животных, передающих потомкам способность к быстрому росту. Эти бараны производятся в малом количестве, необходимом для производства гибридного скота на убой. В этих случаях мы имеем простые направления для селекции каждой из линий, что резко увеличивает возможность их генетического прогресса.

Генетические методы дают возможность резкой интенсификации селекции популяций на основе метизации. Венгерские селекционеры (А. Хорн и др.) в короткие сроки создали породу — популяцию молочного скота после прилития к венгерской пестрой корове 1/4 крови джерсеев. Коровы этой породы при 4000 кг молока дают лишние 15—20 кг жира. Расчеты показывают, что, если обычными методами улучшать пеструю породу венгерского пестрого скота, для этого понадобилось бы 45—50 лет.

Развитие генетики популяций призывает к осторожности в использовании такого метода преобразования пород, как искусственное осеменение спермой генетически проверенных производителей. Теория и опыт показывают, что генетический процесс в популяциях животных — это функция размера популяций, находящейся под генетическим контролем, из которой при соответствующем генетическом давлении мы выбираем животных для дальнейшего разведения. Генетика количественных признаков отчетливо показывает, что генетический процесс при выборе 100 лучших животных из 100000 будет в 10 раз эффективнее в сравнении с выбором 100 животных из 10 000.

При искусственном осеменении влияние отдельных выдающихся производителей на породу может оказаться очень большим.

Однако эта работа должна сопровождаться постоянной заботой об улучшении генетической структуры популяций животных. Влияние отдельных производителей связано с угрозой элиминирования больших групп генов, что сокращает рекомбинационный резерв популяции^ и нарушает систему генетики внутрипородного гомеостаза. Это обстоятельство может наложить печать на генетику сельскохозяйственных животных при неразумном, одностороннем использовании искусственного осеменения. Оно требует широкого планирования мер развития пород как сложных гетерозисных популяционных систем.

Задачей генетики в новых условиях является создание животных для их индустриального разведения в условиях, когда они должны одинаково реагировать на современную технологию, что уже осуществлено в бройлерном птицеводстве. Конечно, все это нельзя понимать буквально, без учета специфики содержания, кормления и многих других биологических и хозяйственных особенностей разных пород. Однако общая задача интенсификации производства животноводства очевидна. Решение этой задачи требует от генетики большой обобщающей работы. Разведение животных должно стать всего лишь биологическим звеном в технологии производства мяса, молока, жира, яиц и т. д. Ярчайшим примером этого нового подхода служит производство бройлеров. Каждому очевидно все значение чистопородного разведения домашних животных, при этом все же надо признать, что будущее товарного животноводства в основном, по-видимому, будет состоять в использовании гетерозисных гибридов и гибридов комбинационной производительности.

Животноводство переживает тот же период, что и растениеводство около 30 лет назад, когда было ясно значение принципов гетерозиса для кукурузы, но было не осознано, что использование гетерозиса станет путем использования всех главных сельскохозяйственных культур. Ту роль, которую в растениеводстве сыграла гибридная кукуруза, в животноводстве играет бройлерное птицеводство.

Теория популяционной генетики ставит практическую селекцию перед очень трудной задачей — выбрать из огромного материала наиболее ценные группы генотипов, чтобы использовать их для прогресса пород и гибридов сельскохозяйственных животных.

Раньше животновод имел дело с наследственными признаками отдельных животных, теперь настала пора изучения наследуемости количественных признаков в популяциях. Более того, зная наследственность и изменчивость данного свойства, мы в состоянии планировать прогресс селекции, при использовании определенных генетических методов, а также эффективность разных методов генетической селекции для разных видов животных и для разных их свойств. Важнейшим в этой работе является, кроме качества продуктов, проблема оплаты корма животных. Необходимо, чтобы животные давали больше мяса, молока и яиц при меньшей затрате кормов, что позволит резко поднять эффективность животноводства на единицу территории.

Роль животного белка в пище человека исключительно велика. Общая потребность в белках за сутки равна примерно 70 г, из которых около половины должна быть животным белком высокой биологической ценности. Они нужны как для развивающегося, так и для взрослого организма. Используя меченые атомы, удалось показать, что через 80 дней белки организма, считая и мышцы, наполовину разрушаются, ресинтезируются. В этом процессе не участвуют вещества, лишенные азота (жиры, углеводы).

Учитывая роль белков в пищевых ресурсах человека и значение методов генетики популяций, можно сказать, что основная задача ближайшего будущего зоотехнии сводится к созданию промышленных гибридов, пород-популяций и чистых пород, состоящих из животных таких генотипов, которые при соответствующем кормлении и содержании максимально единообразно производили бы больше продуктов, среди которых главное место принадлежало бы белкам.

Важнейшее значение имеет селекция на оплату корма, которая должна найти применение у всех основных видов сельскохозяйственных животных. Показатели оплаты корма должны быть введены в программу селекции и, в первую очередь, в свиноводство и птицеводство.

Необходимо начать селекцию молочного скота по форме вымени. К этой селекции необходимо прибегнуть сейчас же, введя этот признак в практику селекции не только племенных, но и пользовательных стад и в оценку быков, испытуемых по качеству потомства. В племенных стадах следует ввести в число селекционируемых признаков показатель скорости молокоотдачи.

Необходимо вести селекцию всех видов животных на приспособленность их к специфическим условиям содержания, связанным с интенсификацией и индустриализацией, с экспериментальными условиями среды

В частности, необходимо введение в число селекционируемых признаков молочного скота оценки по продолжительности жизни коров и сохранению высокой продуктивности. В частности, в мясном скотоводстве рекомендуется начать селекцию белоголовой казахской породы на придание ей пигментации век и пигментированного кольца вокруг глаз в целях создания устойчивости к распространенному у этой породы заболеванию — рака глаз.

В последние годы с помощью иммуногенетических методов исследования групп крови животных и некоторых других биохимических компонентов (типов гемоглобина, трансферина и ферментов) предоставляется полная возможность безошибочно решать вопрос о происхождении племенных животных в сомнительных случаях. Актуальность этой проблемы вытекает хотя бы из того факта, что по массовым зарубежным и отечественным данным в родословных документах племенного крупного рогатого скота отцы животных были записаны неправильно в 15—30% случаев.

Необходимо в течение ближайших 5 лет внедрить иммуногенетические методы контроля племенных записей во всех племзаводах, племсовхозах, на племенных станциях и на станциях искусственного осеменения, создав для этого соответствующую материальную базу.

Примеры бройлерного птицеводства, промышленной гибридизации свиней и мясного скота, генетической оценки производителей и др. ярко показывают наступление нового генетического этапа в развитии практики разведения и использования животных. Только на базе генетических методов и создания экономических предпосылок мы получим возможность создания крупномеханизированного индустриального животноводства.

В области селекции растений, животных и микроорганизмов наступает эпоха глубокого единства практической селекции и генетической теории. Генетика становится серьезной производительной силой сельского хозяйства.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.