В селекционной работе пользуются методами вегетативной и половой гибридизации, химического и физического мутагенеза, но преимущество отдается методам половой гибридизации, при которой используют межвидовое, межсортовое и отдаленное скрещивание.
Селекционная работа включала в себя следующие этапы: подбор исходных родительских пар, кастрация и изоляция цветков, заготовка и хранение (при необходимости) пыльцы, опыление цветков, сбор семян, посев семян, выращивание сеянцев, индивидуальный отбор, изучение отобранных гибридов, размножение перспективных гибридов, оценка экспертными комиссиями, передача на государственное испытание, внедрение новых сортов в озеленение.
Подбор родительских пар. Родительские пары подбирали из одновозрастных сортов, так как признаки потомству, как известно, передают в большей мере старые сорта, чем молодые. При этом учитывали преимущественное наследование признаков материнского растения по сравнению с отцовским.
Исходные родительские пары подбирали с учетом поставленной цели: создание раннего или позднего сорта, высокого или низкого, для среза или оформления и т. д. При этом принимали во внимание устойчивость сортов к болезням и вредителям , их зимостойкость, засухоустойчивость, коэффициент размножения, декоративность, хозяйственно полезные качества, а также другие показатели.
При подборе пар изучали биологию цветения и плодоношения, причины бесплодия и длительного прорастания семян, особенности ювенильного периода у сеянцев.
Цветки пионов обычно раскрываются в 6—8 ч утра, некоторые — в 11—12 ч. Центральные пыльники у простых (немахровых) цветков начинают лопаться с 10—11 ч утра, периферийные — позже, иногда на 2-й день. Рыльца созревают на 3—4-й день после раскрытия цветка. О зрелости рылец свидетельствует появление на их поверхности капелек жидкости. Они способны к оплодотворению через 5—6 (11 — 12) дней у видов и через 6—7 (8—9) дней у сортов. Наибольшее количество завязей образуется, если опыление происходит на 3—4-й день после начала цветения.
Кастрация. Так как пионы относятся к протерандричным растениям, т. е. у них раньше созревают пыльники, а затем рыльца, кастрацию можно производить после раскрытия цветка (а не в бутонах) от 6 до 10 ч утра. Если пыльники начинают раскрываться в 10—11 ч, то кастрацию лучше осуществлять в 8 ч. Пыльники удаляют, а цветки помещают в изолятор.
Заготовка и хранение пыльцы. Утром, в день раскрытия бутона (8—9 ч), срезают раскрывшийся цветок, удаляют все лепестки и укладывают цветок на бумагу тычинками вниз. По мере раскрытия пыльников пыльца высыпается. Ее просушивают в комнатных или лабораторных условиях в течение 2—3 дней, затем помещают в пробирки и закрывают ватой. В таком виде пыльцу можно хранить 30—35 дней в комнате, лаборатории или в холодильнике. Одновременно цветущие сорта опыляют свежей пыльцой.
Опыление. Опыляют растения на 3—4-й день после раскрытия цветка. Пыльцу наносят ваткой или кисточкой. Для более успешного оплодотворения через 1—2 дня проводят дополнительное опыление. При парном межсортовом опылении мы применяли реципрокные скрещивания, т.е. одно и то же растение использовали как материнское и как отцовское.
После опыления за растениями тщательно ухаживают: своевременно поливают, рыхлят землю, подкармливают питательными веществами, следят за формой куста (изолятор не должен лежать на земле). Опыленные цветки держат в изоляторах до созревания семян.
Сбор и посев семян. Семена пионов даже в пределах одного куста созревают неодновременно, и поэтому без изоляторов могут быть потери. Семена убирают в стадии полной зрелости (темно-коричневые).
Особенности прорастания и сравнительно-гистохимический анализ семян пионов изложены в работах Н. В. Цингер и И. А. Ивановой. Собранные гибридные семена не просушивают, а сразу же высевают в горшки или посевные ящики. Прорастание семян зависит от температурного режима. Некоторые семена начинают прорастать через 30—40 дней, тогда как другие через 80—90 дней. Для прорастания корешков необходима температура 18—20 °С в течение 2—3 месяцев. Если семена вызрели рано и их высеяли в начале сентября, то горшки и ящики можно выдерживать в парнике открытого грунта всю осень.
В ноябре следует проверить прорастание семян. Если у семян появились корешки, то их оставляют на зиму в парнике. Для отрастания надземной части — побега — необходима низкая положительная температура, поэтому семена с корешками выдерживают в течение 20—30 дней при температуре 1—4 °С или от -1 до -3 °С, затем выносят на улицу или в теплицу (температура 16—18°С). Через 10— 16 дней они дадут всходы. Семена с корешками, зимовавшие в открытом грунте, весной дают дружные всходы.
Семена пионов имеют низкую энергию прорастания, поэтому они дают всходы в течение нескольких лет. Если же регулировать температурный режим, т.е. действовать повышенными (18—20°С) и пониженными (от 1—4° до -3°С) температурами, то всходы могут появиться через 4—6 месяцев. Высокая температура необходима для развития корней, низкая — для развития побегов.
Выращивание сеянцев. В первый год развития сеянцы имеют только один недоразвитый лист. В мае — начале июня их высаживают в открытый грунт с площадью питания 50×30 см и выращивают здесь до начала цветения.