Успех гибридизации в значительной степени определяется правильным подбором для скрещивания исходных родительских форм.
Выбор родительских пар для скрещивания — один из самых трудных и важных вопросов практической селекции. Трудность его заключается в том, что любой признак или свойство родительских организмов не передается непосредственно их потомству. Гибридизация — сложный процесс образования новых форм, основанный на развитии генотипа в постоянно меняющихся условиях внешней среды. В гибридном организме признаки и свойства, полученные от родителей, образуя различные сочетания, развиваются в каждом поколении заново. Поэтому необходимо знать, как наследуются те или иные признаки при определенных условиях развития растений.
Обобщение накопившегося фактического материала позволило установить некоторые закономерности формообразовательных процессов в гибридных популяциях и разработать общие принципы и методы подбора родительских форм для скрещивания.
Эколого-географический метод подбора родительских пар. Сорта и формы растений формируются и приспособляются в ходе естественного и искусственного отбора к определенным почвенно-климатическим условиям. Так, в Западной Сибири сформировались сорта пшеницы, устойчивые к длительной весенней засухе, в республиках Средней Азии — сорта, устойчивые к засухе в период налива зерна. В северных областях отбор создал скороспелые сорта н формы зерновых культур. В степных районах нашей страны с черноземными почвами, а также в подобных областях США и Австралии сформировались экотипы староместных популяций и селекционные сорта с повышенным содержанием белка, отличающиеся стекловидным зерном и сильной клейковиной. У китайских пшениц выработалось экологическое свойство быстрого налива зерна. Итальянские пшеницы обладают комплексным иммунитетом к стеблевой ржавчине, имеют крупное зерно, короткий стебель, но низкий процент белка, всего 9—10 %.
К современному сорту сельскохозяйственных растений предъявляются очень-высокие требования. Признаки и свойства, которыми он должен обладать, в комплексе в природе не существуют, а разобщены среди географически отдаленных экотипов. Сущность метода подбора родительских пар по экологическому принципу в том и состоит, чтобы признаки и свойства, разобщенные между географически и экологически отдаленными сортами и формами, объединить в одном новом сорте в нужном их сочетании.
Например, местная поволжская популяция яровой пшеницы Полтавка, из которой А. П. Шехурдин вывел линейный сорт Лютесценс 62, обладала высокой пластичностью и засухоустойчивостью в фазе выход в трубку — колошение, но устойчивость к засухе в фазе налива зерна у нее была низкой, и в годы, когда в этот период наблюдалась высокая температура воздуха, урожай сильно снижался. В то же время было известно, что JB Средней Азии в результате отбора у местных пшениц выработалась высокая устойчивость к засухе в фазе налива зерна, поэтому среднеазиатские экотипы пшеницы характеризуются наивысшей засухоустойчивостью в это время. Чтобы сочетать в одном гибриде засухоустойчивость в разные фазы роста, Полтавку скрестили с местным среднеазиатским сортом Грекум. Полученный от этого скрещивания сорт Лютесценс 91 в дальнейшем стал родоначальником многих саратовских гибридных сортов яровой пшеницы.
При подборе родительских пар на основе эколого-географического метода часто наблюдаются трансгрессии и новообразования, связанные не просто с географической отдаленностью скрещиваемых форм, а с различиями их генотипов, с возможностью комбинирования у получаемых гибридных форм и сортов свойств и признаков разных родителей. Ценность тех или иных экотипов определяется не степенью их географического удаления от места скрещивания, а признаками и свойствами, которые отбор мог создать только в условиях различных природно-климатических зон.
Успех метода подбора пар по эколого-географическому признаку зависит от ряда условий. Главные из них: наличие обширных коллекций; необходимые масштабы скрещивания; правильная методика индивидуальных отборов из гибридных популяций.
Эколого-географический метод подбора родительских пар при гибридизации — основной в современной отечественной и зарубежной селекции. Особенно широко и успешно использовал его в селекции озимой пшеницы академик П. П. Лукьяненко. Правильно подбирая исходные родительские пары, он в отдельных комбинациях получал у гибридов увеличение урожайности на 25—40 % и более.
Чем более сложны и суровы экологические условия, тем более важно, чтобы один из родительских местных сортов был к ним особенно хорошо приспособлен. При создании сортов для Юго — Востока страны необходимо брать для скрещивания в качестве материнских или отцовских форм засухоустойчивые местные сорта. В Якутской АССР в основе создаваемого сорта яровой пшеницы или ячменя должен быть скороспелый северный экотип. В Северном Казахстане сорт яровой пшеницы следует создавать с участием местного холодостойкого и устойчивого к весенней засухе экотипа и т. д.
Подбор пар по комплексу хозяйственно-биологических признаков. Это один из наиболее распространенных методов. Применяя его, стремятся, чтобы скрещиваемые пары дополняли одна другую по элементам структуры урожая, устойчивости к полеганию, засухе, наиболее распространенным болезням и вредителям, качеству продукции. При этом число отрицательных признаков у исходных родительских форм должно быть минимальным. В селекции яровой пшеницы сейчас широко применяют ярово-озимые скрещивания. При этом у яровых гибридов значительно повышается продуктивность колоса. Таким путем получены высокоурожайные экологически пластичные сорта яровой пшеницы Московская 35, Омская 9, которые высевают на больших площадях.
Подбор пар на основе различий устойчивости сортов к заболеваниям. При селекции на устойчивость к грибным заболеваниям — ржавчине, головне и др. — обязательно нужно учитывать расовый состав паразитов. Одно и то же заболевание, как правило, вызывается не одной, а несколькими расами. Например, известно более 200 рас листовой ржавчины и около 20 рас пыльной головни пшеницы. При этом сорт может быть устойчивым к одним расам болезни и поражаться другими расами. Необходимо создавать сорта, способные противостоять возможно большему числу физиологических рас паразитов при самых разнообразных экологических условиях и, следовательно, способных возможно дольше сохранять свою устойчивость.
Установлено два типа устойчивости растений к заболеваниям: расоспецифнческая и полевая, или неспецифическая. Расоспецифическая устойчивость проявляется в реакции сверхчувствительности или повышенной чувствительности растения к определенным расам патогена, когда происходит быстрая гибель клеток при проникновении в них гиф гриба, вследствие чего патогенное начало быстро локализуется с образованием так называемых некрозов. Полевая устойчивость более стабильна, она имеет сложную полигенную природу и связана с рядом защитных особенностей сорта, ограничивающих или замедляющих поражение. Таким редким качеством обладают, например, созданные в Краснодарском НИИСХ сорта озимой пшеницы Ранняя 12 и Скороспелка 36. Они на протяжении четверти века сохраняют высокую полевую устойчивость к бурой ржавчине.
Сорта, обладающие полевой устойчивостью, могут противостоять всем расам патогена в полевых условиях и способны продолжительный период сохранять ее, несмотря на изменения, происходящие со временем в расовом составе паразита. Полевая устойчивость должна обеспечивать основу иммунитета создаваемым сортам. Дополнительно им следует придать обусловленную основными генами специфическую устойчивость, дающую более высокий общий уровень устойчивости к существующим расам патогена. Следовательно, подбираемые для скрещивания родительские формы должны вносить в гибридную популяцию оба типа устойчивости.