Включение в селекцию нового ценного материала предопределяет ее успех. Только вовлечение в селекционный процесс дикорастущих видов-доноров иммунитета к парше, и прежде всего вида Malus floribunda, позволило решить проблему создания сортов яблони, устойчивых к этой болезни. Использование в селекции вишни вида Census maackii оказалось успешным в работе по созданию сортов и подвоев вишни, устойчивых к коккомикозу. Гибридизация сортов алычи с сортом китайской сливы Скороплодная дала наилучшие результаты в создании зимостойких сортов этой культуры.
Исходным материалом могут быть сорта, формы диких видов, искусственные и естественные мутанты, полиплоиды, гаплоиды, апомикты. Однако наибольшую ценность для улучшения современного сортимента плодовых и ягодных культур как источники новых признаков представляют собой дикорастущие виды и примитивные староместные сорта.
Эффективное использование богатого генофонда плодовых и ягодных растений невозможно без учета происхождения и систематического положения семейств, родов и видов, к которым они относятся.
Систематическая принадлежность плодовых растений
Наиболее приемлемым для селекционной работы с плодовыми и ягодными растениями является вавиловский подход к виду как системе разнообразных форм, реализующих его внутривидовой генетический потенциал. Объем вида определяют с учетом особенностей его морфологии, экологии, биологии. Для селекционеров важен генетический критерий, поскольку только на уровне вида начинают действовать системы генетической несовместимости, за исключением случаев перекрестной стерильности, вызванной действием гена St.
Выделение некоторыми ботаниками из состава отдельных видов плодовых и ягодных растений более мелких видов вносит путаницу в изучение исходного материала и затрудняет его селекционное использование. Не до конца уточнены объемы ряда видов яблони, груши и других плодовых растений. У видов алычи — Prunus cerasifera Ehrh. — различные исследователи выделяли 11 видов, из состава вида микровишня простертая — Microcerasus prostrata (Labill) Roem выделяли 27 видов и т. д. Тщательное изучение этих видов не подтвердило правомерность их выделения. В частности, гибриды между такими видами вели себя как типичные внутривидовые гибриды, не проявляя снижения жизнеспособности, фертильности, что характерно для межвидовых гибридов.
Для селекционной практики очень важно определить и объем рода. В большинстве случаев название плодовой культуры соответствует родовому названию. Все виды яблони входят в род Malus, груши — в род Pyrus, персика — в род Persica, смородины — в род Ribes и т. д. Но в некоторых случаях один или несколько видов одного рода имеют народное название, отличающееся от родового. Черешня — Cerasus avium — один из видов вишни, алыча — Prunus cerasifera и терн Prunus spinosa — виды рода слива, клубника — Fragaria viridis — вид рода земляника, ежевика — Rubus caesius — вид рода малина.
Объем рода некоторых плодовых и ягодных растений различными ботаниками также трактуется по-разному. Например, отечественные ботаники и плодоводы придерживаются объема рода Prunus по Миллеру, куда включают только виды сливы. В зарубежных странах в состав этого рода согласно системе Кэне включают все косточковые культуры, кроме принсепии. Для плодоводов это создает большие неудобства, а иногда и путаницу, когда под родовым названием Prunus фигурирует и миндаль, и персик, и вишня, и абрикос, и черемуха. Поэтому в селекционной работе с косточковыми культурами удобнее придерживаться первого подхода к определению объема рода, ограниченному видами одной культуры.
В селекционных программах, основанных на использовании отдаленной гибридизации, необходимо учитывать филогенетические связи между видами и особенно родами плодовых и ягодных растений. Схематично такие связи принято изображать в виде генеалогического древа. Примером этого может служить генеалогическое древо рода косточковых растений (подсемейство Prunoideae). На этой схеме уровни родства связаны со способностью к скрещиваемости между видами этих родов и плодовитостью полученных гибридов.
Генеалогическое древо подсемейства Prunoideae
Хотя генетические связи между видами и особенно между родами большинства плодовых и ягодных растений изучены недостаточно, имеющиеся сведения позволяют в ряде случаев составить представления о родственных связях между ними. Недооценка таких связей между видами нередко приводит к существенным просчетам в селекционной работе.
Многим селекционерам перспективным казался путь создания зимостойких и слаборослых сортов вишни с помощью гибридизации между вишней обыкновенной — Census vulgaris Mill., с одной стороны, вишней Бессея — Cerasus besseyi (Bail.) Lindl. и вишней войлочной — Census tomentosa (Thunb.) Woll. — с другой. Однако многочисленные попытки селекционеров получить такие гибриды к успеху не привели. Полученные в ряде работ гибриды при более тщательном изучении оказались формами материнского вида без признаков вида отцовского, то есть не межвидовыми гибридами. Объясняется это тем, что вид С. vulgaris является представителем типичных вишен (подрод Typocerasus), а виды С. besseyi (правильно С. pumila) и С. tomentosa относятся к подроду микровишен — Microcerasus. Эти два подрода были искусственно объединены в род Cerasus, хотя генетически они очень далеки друг от друга. Виды микровишен скрещиваются с видами родов Prunus, Armeniaca, Persica, но не скрещиваются с видами Typocerasus (Cerasus). Род Microcerasus Webb, emend Spach. восстановлен и скрещивать виды Microcerasus pumila (L.) Erem et Juschev и Microcerasus tomentosa (Thunb.) Erem et Juschev с видами рода Cerasus, в том числе и С. vulgaris, не перспективно. Если бы это было общепризнанной истиной раньше, то бесполезную работу не проводили бы, а микровишню низкую и микровишню войлочную можно было бы использовать в селекции сливы, абрикоса и персика.
Для получения зимостойких сортов перспективным считалось получение гибридов от скрещивания вишни с черемухой. Это стимулировало и то, что И. В. Мичуриным были получены гибриды от скрещивания вишни обыкновенной с черемухой Маака — Padus maackii (Rupr.) Komar., названные им церападусами. Такие гибриды, а также гибриды черемухи Маака с черешней и вишней степной были получены и другими селекционерами. Большинство этих гибридов плодовито. Однако все попытки получить гибриды между видами вишни и другими видами черемухи, в частности с черемухой обыкновенной (кистевой) Padus racemosa (Lam.) Gilib и черемухой виргинской — Padus virginiana (L.) Roem, не дали положительного результата. Подлинность таких гибридов, описанных некоторыми оригинаторами, также не подтвердилась.
Вывод о близком родстве видов черемухи — рода Padus и рода вишня — Cerasus делали на основании легкой скрещиваемости с видами вишни черемухи Маака. Однако исследования Г. В. Еремина и В. С. Симагина показали, что черемуха Маака является не черемухой, а вишней Маака — Cerasus maackii (Rupr.) Erem. et Simag. Это сразу изменило представления о родстве родов вишни и черемухи — они оказались очень далеки, и получение гибридов между их видами проблематично.
Выделение компактных родов, включающих сравнительно небольшое число видов, позволяет четко разграничить понятия межвидовой и межродовой гибридизации. При этом уже выявляются существенные различия в проявлении генетической несовместимости на уровне межродовой гибридизации по сравнению с межвидовой.
Важность познания особенностей происхождения плодовых растений для успеха селекционной работы отмечали И. В. Мичурин, Л. Бербанк и другие селекционеры. Это тем более важно при разработке современных селекционных программ, предусматривающих вовлечение в селекционный процесс огромного разнообразия видов.
Данные палеоботаники не дают возможности воссоздать пути происхождения многих плодовых растений. Известно, что уже в эпоху полтавской флоры в Передней Азии и Европе были распространены многие известные нам плодовые растения. Представителей ряда плодовых растений находили и в других регионах, принадлежали они к различным периодам развития умеренной флоры.
Эволюция плодовых и ягодных растений на уровне родов и видов связана с возникновением центров происхождения большинства из них, миграции в другие регионы, а позднее с антропогенным влиянием. Закономерности этого процесса нашли свое отражение в теории центров происхождения культурных растений, разработанной Н. И. Вавиловым.