Кіріспе

Тұқымдық бақ – жаппай түрде жақсартылған тұқымдарды өндіруге арналған, белгілі бір тәртіппен орналастырылған ағаштардың қарқынды басқарылатын егістігі, осы тұқымдардан өсімдіктер өсіру немесе жаңа орманды құру үшін қолданылады.

Жалпы

Тұқымдық баулар – генетикалық жағынан жақсартылған материалды өсіру популяциясынан өндірістік популяцияларға (орманға) беру үшін қолданылатын жаппай көбейтудің кең таралған әдісі және осы себепті оларды көбінесе "көбейту" популяциялары деп атайды. Тұқымдық баулар көбінесе таңдалған генотиптердің қаушаптарынан (вегетативтік көшірмелері) құралады, бірақ тұқымдық бауларды ұрпақтарды сынаумен біріктіру мақсатында да жасайды. Тұқымдық баулар – тұқым өсіру бағдарламалары мен жаңарту плантацияларын құру арасындағы берік байланыс. Олар тұқым өндіру аймақтарынан, тұқымдық егістіктерден немесе жақсартылмаған егістіктерден алынған тұқымдармен салыстырғанда, жоғары генетикалық сапалы тұқым өндіру үшін жобаланып, басқарылады.

Материал және асыл тұқымды популяциямен байланыс

Бірінші буын тұқымдық бау-бақшаларда ата-аналар әдетте фенотип бойынша таңдалған ағаштар болады. Кемілдеген буын тұқымдық бау-бақшаларда бау-бақша ағаш селекциясының нәтижесін пайдаланады, ал ата-аналар сынақтан өткен клондар немесе туыстар ішінде таңдалуы мүмкін. Тұқымдық бау-бақшалардың өнімді өмірлік циклын селекциялық популяцияның цикл уақытымен синхрондау тиімді. Тұқымдық бау-бақшада ағаштарды бір-бірімен байланысты жеке тұлғаларды немесе клондалған көшірмелерді бөлек орналастыруға болатын схема бойынша орналастыруға болады. Тұқымдық бау-бақшалар – генетикалық жақсарту бағдарламаларын іске асыру құралы, онда генетикалық үлпа мен түрліліктің арақатынасы ең маңызды мәселе болып табылады. Тұқымдық бау-бақшаның тұқымдық өнімдерінің генетикалық үлпасы, ең алдымен, бау-бақша ата-аналарының генетикалық артықшылығына, нәтижеде алынған тұқымдық өнімдерге гаметтік үлеске және сыртқы тұқымдық бау-бақшалардан келген тозаңның араласуына байланысты.

Тұқымдық жеміс бақшалары дақылдарының генетикалық әртүрлілігі

Тұқым өндіру және гендік әртүрлілік, тұқымдық бау-бақшалар сияқты жақсартылған материалдарды қолданғанда маңызды аспекті болып табылады. Тұқымдық бау-бақшалардың өнімдері көбінесе шектеулі сандағы ағаштардан алынады. Бірақ егер бұл желмен тозаңданатын кең таралған түр болса, көптеген тозаңдар тұқымдық бау-бақшаның сыртынан келіп, генетикалық әртүрлілікті кеңейтеді. Бірінші буын тұқымдық бау-бақшалардың генетикалық жетістігі үлкен емес, ал тұқымдық бау-бақшалардың ұрпақтары жақсартылмаған материалдармен жақын болады. Тұқымдық өнімдердің гендік әртүрлілігіне бау-бақшадағы ата-аналардың туыстығы, ата-аналардың өнімділігінің айырмашылығы және тозаңның араласуы ықпал етеді.

Басқару және практикалық мысалдар

Тұқымдық бау-шаруашылықтар әдетте жақсы сапалы тұқымның тұрақты және көп өнімін алу үшін басқарылады. Осы мақсатқа жету үшін, әдетте келесі әдістер қолданылады: бау-шаруашылықтар оңтүстікке қарай беткейлі, тегіс жерлерде құрылады (бау-шаруашылықты күтіп-ұстау және тұқым өндіру үшін жақсы жағдайлар), бір түрдің өкілдері бір-біріне жақын орналаспауы (күшті тозаңданудың алдын алу), өз тозаң бұлтымен өндіріліп, негізінен тозаңдану үшін жеткілікті аумақ, қатарлар арасындағы жолдарды тазалау, тыңайту және қосымша тозаңдау. Тұқымдық бау-шаруашылықтың генетикалық сапасын генетикалық іріктеу және таңдамалы жинау арқылы жақсартуға болады. АҚШ-тағы оңтүстік сары қарағай плантациялық орман шаруашылығында, дерлік барлық өсімдіктер тұқымдық баулардан өсіріледі және көптеген плантациялар отбасылық участақтарға отырғызылады, осылайша тұқымды өңдеу, өсімдік өндіру және плантация кезінде әр клондан алынған өнім бөлек сақталады.

Соңғы тұқымдық жеміс бақшалар зерттеулері

Клондардың тиімді саны (әртүрлілігі, мәртебелік саны, гендік әртүрлілігі) мен генетикалық үлпа арасындағы оңтайлы тепе-теңдік клоналдық үлестерді (ақалардың саны) генетикалық құндылыққа пропорционалды (сызықтық тәуелділік) ету арқылы ("сызықтық қолдану") қол жеткізіледі. Бұл бірнеше болжамдарға байланысты, соның бірі – тұқымдық бақтың өнімділігіне үлесі ақалардың санына пропорционалды. Алайда, ақалардың саны артық болған сайын, тиімсіз өзіндік тозаңдануға байланысты тозаңның бір бөлігі жоғалады. Бірақ осыны ескергеннің өзінде, сызықтық қолдану өте жақсы жуықтау болып табылады. Бұрын генетикалық үлпаның артуы клондардың тиімді санының төмендеуімен қатар жүреді деп есептелген, бірақ кейбір тепе-теңсіз тұқымдық бақшаларға сызықтық қолдану алгоритмін қолданғанда, генетикалық сүректеу арқылы екеуін де бір уақытта қол жеткізуге болатыны көрсетілді. Тұқым жинау қабілеті басқа зерттеулерде көрсетілгендей, клондар арасында айқын айырмашылықты көрсетпейді, бұл шотланд шыршасының нақты тұқым өндірісі үшін тиісті емес болуы мүмкін. Шотланд шыршасының клоналдық архивіндегі конус жинағының көрсеткіштері тұқымдық бақшалардағы бірдей клондардың көрсеткіштерімен айқын байланыс көрсетпеді. Сондықтан, жақсы тұқым жинағы бар клондарды таңдау арқылы тұқым жинағын арттырудың мағынасы жоқ сияқты. Ағаш селекциясының жетістіктерімен жаңа тұқымдық бақшалар ескілерінен генетикалық жағынан жақсы болады. Бұл тұқымдық бақтың экономикалық қызмет ету мерзімі үшін маңызды фактор. Швециялық шотланд шыршасына қатысты есептер 30 жылдық экономикалық қызмет ету мерзімін ұсынды, бұл қазіргі мерзімнен кем. Желмен тозаңданатын маңызды түрлердің тұқымдық бақшалары ағаштардың көп тозаң шығара бастағанға дейін тұқым өндіруді бастайды. Осылайша, тозаңның барлық немесе көп бөлігі тұқымдық бақтың сыртындағы ағаштардан алынады. Есептеулер көрсеткендей, тұқымдық бақша тұқымдары ескі және толысқан тұқымдық бақшаларға немесе жабайы тұқымдарға қарағанда жақсы балама болып табылады деп күтілуде. Ерте тұқымдардың артықшылықтары, мысалы, өзіндік тозаңданудың немесе туысқандық жұптасудың болмауы және жоғары әртүрлілік оң факторлар болып табылады. Сыналған клондармен шведтік шырша бақшаларында 20-25 клондар болуы мүмкін, жақсыларынан көбірек, нашарларынан азырақ ақалармен, тиімді ақалар саны 15-18-ге жетеді. Клондардың санының артуы генетикалық үлпаның қажетсіз жоғалуына әкеледі. Клондардың санының азаюы қазіргі баламалардан жақсы болуы мүмкін. АҚШ-тың оңтүстік қарағайлары үшін жартылай клондармен шектелуі оңтайлы болуы мүмкін. Орман ағаштарының селекциясы жоғары буынға жеткенде, тұқымдық бақшаларға үміткерлер туыс болады және тұқымдық бақшаларда туыс клондардың қаншалықты төзімді болуы мүмкін деген сұрақ маңызды болады. Гендік әртүрлілік инбридтен гөрі маңыздырақ сияқты. Егер үміткерлердің саны тұқымдық бақша үшін қажеттіден кем дегенде сегіз есе көп әртүрлілікке (мәртебелік санға) ие болса, қатынастар шектелмейді және клондар әдеттегідей қолданылуы мүмкін, бірақ жартылай және толық бауырлар үшін шектеулер қойылады. Егер үміткерлер популяциясы аз әртүрлілікке ие болса, онда күрделі алгоритмдер қажет.