Вечное движение (О жизни и о себе)
Шрифт:
Новые подходы к селекции сахарной свеклы диктовались также тем, что ко времени начала войны стали очевидны большие трудности, которые встали перед обычной селекцией этого ценнейшего растения. Нашими выдающимися селекционерами, в первую очередь А. В. Мазлумовым, были созданы замечательные сорта этой культуры. Вместе с тем стало очевидно, что дальнейшее улучшение сахарной свеклы обычными методами встречает серьезные затруднения. Увеличение сахаристости в корнях, выражаемое даже в долях процента, шло с трудом. Надо было искать новые пути, и все указывало, что экспериментальная полиплоидия у сахарной свеклы такие новые пути действительно сможет открыть.
Решение этой задачи надо было нацелить на получение триплоидных товарных семян сахарной
На предоставленном участке земли при проведении опытов пришлось выполнять все обязанности, от обработки почвы до микроскопического анализа пыльцы. Когда однолетние корешки, посаженные в почву, дали побеги, их точки роста обработали раствором колхицина. Можно было рассчитывать, что если на такой ранней стадии какое-то количество обычных, диплоидных клеток под влиянием колхицина превратится в тетраплоидные клетки, то они могут послужить основой для развития целого побега, обладающего тетраплоидной тканью.
Растения сахарной свеклы характеризуются способностью так называемой факультативной перекрестной опыляемости. Яйцеклетки их цветков, как правило, опыляются перекрестно, то есть пыльцой с другого растения. Тетраплоидные ткани отличаются по размерам листьев, более темно-зеленой окраской и по другим признакам. Если бы колхицин вызвал образование тетраплоидной ткани у разных растений, тогда можно было бы, уничтожив обычные, диплоидные побеги, заставить тетраплоидную пыльцу опылить тетраплоидную яйцеклетку.
Такой подход к делу резко увеличивал темпы создания тетраплоидных растений сахарной свеклы, он позволял создать экспериментальные тетраплоиды в течение одного лета. В последующие годы надо было получить тетраплоиды из всех основных лучших сортов и изучить качество разных гибридов между тетраплоидами и диплоидами. Использование высокоурожайных триплоидных сортов требовало создания особого семеноводства, связанного с постоянной гибридизацией диплоидных растений на избранную тетраплоидную форму сахарной свеклы.
Лето 1942 года мне пришлось провести, работая и оберегая посадки экспериментальных корней сахарной свеклы. После обработки точек роста колхицином многие побеги приобрели явно уклоняющийся характер. Их листья стали более крупными, мясистыми, более круглыми, устьица на поверхности листьев увеличились.
На экспериментальном участке появилась большая доска с надписью: "Идут опыты, осторожно: яд!" Но охранять посадки надо было не только от людей, но и от четвероногих, которые надписей не читают. В Алма-Ате очень много осликов, этих чудных созданий, которым так не повезло в баснях и в пословицах. На самом деле ослики - у меня даже язык не поворачивается назвать их ослами,- это безмерно терпеливые и трудолюбивые, милые и очень привязчивые животные.
Трудно придумать что-нибудь более очаровательное для сравнения с осликами-детьми. Мохнатые, маленькие, с ушами, расставленными словно чуткие локаторы, с чудными громадными, бездонно-непроницаемыми глазами - эти существа казались диковинными игрушками. В их играх и милых забавах вся прелесть юной вскипающей жизни. И вот эти ослики несколько раз пытались съесть колхицинированные побеги у подопытных растений.
Приближалась осень. На развившихся тяжелых, тетраплоидных побегах завязались семена. Стало ясно, что колхицин оказал свое волшебное действие на деление клетки, в результате чего появились тетраплоидные побеги и на них - тетраплоидные семена. Крупные, резко выделяющиеся семена были получены с явно уклонившихся побегов, имевших более зеленые, грубые и крупные листья. Это были тяжелые семена тетраплоидов сахарной свеклы, впервые полученные в нашей стране. Вид этих семян знаменовал собою зарю важнейшего производственного
Весною 1943 года эти драгоценные семена были высажены в те же грядки в саду. Они взошли и превратились в маленькие тетраплоидные растения с крепкими темно-зелеными листьями.
Однако уже в 1943 году, имея в виду поворот войны, наше правительство решило вернуть учреждения Академии наук в Москву, установив сроки их реэвакуации на время между маем и октябрем. Это было свидетельством того, что война шла к концу, приближалась победа.
Летом 1943 года все учреждения Академии наук СССР, ранее вывезенные в Алма-Ату, были реэвакуированы. Эксперименты по тетраплоидии у сахарной свеклы прекратились. Однако опыт экспериментальной работы и обдумывание вопросов, выполненных в 1942-1943 годах, не пропали даром.
По возвращении в Москву мне пришлось отвлечься множеством других дел. С 1948 по 1955 год я занимался птицами в лесопосадках. В годы 1955-1957-й решал важные проблемы о воздействии радиации на наследственность. Но успешные эксперименты по тетраплоидам сахарной свеклы все время помнились, и они были продолжены и осуществлены, как только представилась реальная возможность.
Это случилось в 1957 году в Институте цитологии и генетики Сибирского отделения Академии наук СССР. Будучи директором этого института, среди первых и главных дел института я выдвинул научно-производственную задачу получения триплоидных гетерозисных сортов сахарной свеклы. Еще до того, как в Новосибирск поехали первые сотрудники института, срочно на Бийскую опытную станцию из Москвы я послал только что принятую на работу ботаника Е. Б. Панину для того, чтобы взять там семенной материал и затем немедленно в Новосибирске начать опыты по созданию тетраплоидов и затем триплоидных производственных сортов сахарной свеклы. Эта работа, начатая в первые же дни организации института, была успешно выполнена лабораторией экспериментальной полиплоидии.
Ныне триплоидные сорта вошли в практику сельского хозяйства. За счет повышения урожайности они увеличивают выход сахара с гектара посевов на 12-20 процентов. Это достижение в наши дни является одним из наиболее существенных вкладов экспериментальной генетики в сельском хозяйстве. Основные проблемы улучшения сахарной свеклы и новые формы ее семеноводства строятся теперь на признании реального высокого товарного значения триплоидных гетерозисных сортов.
Проводя опыты с сахарной свеклой в Алма-Ате в 1942-1943 годах, одновременно я экспериментировал с дрозофилой. Сады, склады и винный завод в Алма-Ате были полны миллионами плодовых мушек. Здесь был неисчерпаемый резерв материала для экспериментов по естественным популяциям. Опыты с дрозофилой, заложенные в Алма-Ате, послужили одному из моих самых крупных исследований по генетике популяций, а именно изучению природы гетерозиса. Этот термин означает, что скрещивание, гибридизация у растений и у животных, как правило, имеет благодетельное влияние на жизнеспособность потомства. Недаром почти все животные и масса растений дают потомство путем полового размножения. В селекции растений и животных гибридизация имеет громадное значение. Использование гетерозисных промышленных гибридов у животных и у гибридных сортов растений в настоящее время является основой нового, индустриального сельского хозяйства.
Жизнь естественных популяций в природе также опирается на скрещивание особей, что ведет к широкому проявлению гетерозиса.
В чем же состоит сущность этого генетического явления? Увы, несмотря на всю важность самого явления гетерозиса, его генетическая природа все еще остается загадкой. В опытах 1942 года были начаты исследования природы той формы гетерозиса, которая проявляется в естественных популяциях дрозофилы. Конечно, дрозофила была использована как модель, на которой следовало изучить общие стороны такого фундаментального явления, как гетерозис.