Перейти к публикации

Селекция растений


Рекомендованные сообщения

Селекция - это наука о создании новых и улучшении существующих пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов. В основе селекции лежат такие методы, как гибридизация и отбор. Теоретической основой селекции является генетика.

 

Для успешного решения задач, стоящих перед селекцией, академик Н.И. Вавилов особо выделял значение изучения сортового, видового и родового разнообразия культур; изучения наследственной изменчивости; влияния среды на развитие интересующих селекционера признаков; знаний закономерностей наследования признаков при гибридизации; особенностей селекционного процесса для само- или перекрестноопылителей; стратегии искусственного отбора.

 

 

Породы, сорта, штаммы — искусственно созданные человеком популяции организмов с наследственно закрепленными особенностями: продуктивностью, морфологическими, физиологическими признаками.

 

Каждая порода животных, сорт растений, штамм микроорганизмов приспособлены к определенным условиям, поэтому в каждой зоне нашей страны имеются специализированные сортоиспытательные станции и племенные хозяйства для сравнения и проверки новых сортов и пород.

 

Для успешной работы селекционеру необходимо сортовое разнообразие исходного материала. Во Всесоюзном институте растениеводства Н.И. Вавиловым была собрана коллекция сортов культурных растений и их диких предков со всего земного шара, которая в настоящее время пополняется и является основой для работ по селекции любой культуры.

 

 

Центры происхождения культурных растений, выявленные Н.И. Вавиловым ▼

 

1. Южноазиатский тропический Тропическая Индия, Индокитай, о-ва Юго-Восточной Азии Рис, сахарный тростник, цитрусовые, баклажаны и др. (50% культурных растений)

2. Восточноазиатский Центральный и Восточный Китай, Япония, Корея, Тайвань Соя, просо, гречиха, плодовые и овощные культуры — слива, вишня и др. (20% культурных растений)

3. Юго-Западноазиатский Малая Азия, Средняя Азия, Иран, Афганистан, Юго-Западная Индия Пшеница, рожь, бобовые культуры, лен, конопля, репа, чеснок, виноград и др. (14% культурных растений)

4. Средиземноморский Страны по берегам Средиземного моря Капуста, сахарная свекла, маслины, клевер (11% культурных растений)

5. Абиссинский Абиссинское нагорье Африки Твердая пшеница, ячмень, бананы, кофейное дерево, сорго

6. Центральноамериканский Южная Мексика Кукуруза, какао, тыква, табак, хлопчатник

7. Южноамериканский Западное побережье Южной Америки Картофель, ананас, хинное дерево

 

 

Наиболее богатыми по количеству культур являются древние центры цивилизации. Именно там наиболее ранняя культура земледелия, более длительное время проводятся искусственный отбор и селекция растений.

 

Классическими методами селекции растений были и остаются гибридизация и отбор. Различают две основные формы искусственного отбора: массовый и индивидуальный.

 

Массовый отбор

Массовый отбор применяют при селекции перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). В этом случае сорт представляет собой популяцию, состоящую из гетерозиготных особей, и каждое семя обладает уникальным генотипом. С помощью массового отбора сохраняются и улучшаются сортовые качества, но результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

 

 

Индивидуальный отбор

Индивидуальный отбор применяют при селекции самоопыляемых растений (пшеница, ячмень, горох). В этом случае потомство сохраняет признаки родительской формы, является гомозиготным и называется чистой линией. Чистая линия — потомство одной гомозиготной самоопыленной особи. Так как постоянно происходят мутационные процессы, то абсолютно гомозиготных особей в природе практически не бывает. Мутации чаще всего рецессивны. Под контроль естественного и искусственного отбора они попадают только тогда, когда переходят в гомозиготное состояние.

 

Естественный отбор

Этот вид отбора играет в селекции определяющую роль. На любое растение в течение его жизни действует комплекс факторов окружающей среды, и оно должно быть устойчивым к вредителям и болезням, приспособлено к определенному температурному и водному режиму.

 

Инбридинг

 

Так называется близкородственное скрещивание. Инбридинг имеет место при самоопылении перекрестноопыляемых растений. Для инбридинга подбирают такие растения, гибриды которых дают максимальный эффект гетерозиса. Такие подобранные растения в течение ряда лет подвергаются принудительному самоопылению. В результате инбридинга многие рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние, что приводит к снижению жизнеспособности растений, к их «депрессии». Затем полученные линии скрещивают между собой, образуются гибридные семена, дающие гетерозисное поколение.

 

Гетерозис («гибридная сила») — явление, при котором гибриды по ряду признаков и свойств превосходят родительские формы. Гетерозис характерен для гибридов первого поколения, первое гибридное поколение дает прибавку урожая до 30%. В последующих поколениях его эффект ослабляется и исчезает. Эффект гетерозиса объясняется двумя основными гипотезами. Гипотеза доминирования предполагает, что эффект гетерозиса зависит от количества доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном состоянии. Чем больше в генотипе генов в доминантном состоянии, тем больше эффект гетерозиса.

 

Р ♀AAbbCCdd × ♂aaBBccDD

F1 AaBbCcDd

Гипотеза сверхдоминирования объясняет явление гетерозиса эффектом сверхдоминирования. Сверхдоминирование — вид взаимодействия аллельных генов, при котором гетерозиготы превосходят по своим характеристикам (по массе и продуктивности) соответствующие гомозиготы. Начиная со второго поколения гетерозис затухает, так как часть генов переходит в гомозиготное состояние.

 

Гречиха

Растения диплоид­ной (2n = 16) и тетра­плоидной (2n = 32) гре­чихи.

 

Аа × Аа

АА 2Аа аа

 

Перекрестное опыление самоопылителей дает возможность сочетать свойства различных сортов. Например, при селекции пшеницы поступают следующим образом. У цветков растения одного сорта удаляются пыльники, рядом в сосуде с водой ставится растение другого сорта, и растения двух сортов накрываются общим изолятором. В результате получают гибридные семена, сочетающие нужные селекционеру признаки разных сортов.

 

Метод получения полиплоидов.

 

Полиплоидные растения обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Многие культуры представляют собой естественные полиплоиды: пшеница, картофель, выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

 

 

Виды, у которых кратно умножен один и тот же геном, называются автополиплоидами. Классическим способом получения полиплоидов является обработка проростков колхицином. Это вещество блокирует образование микротрубочек веретена деления при митозе, в клетках удваивается набор хромосом, клетки становятся тетраплоидными.

 

 

Отдаленная гибридизация — это скрещивание растений, относящихся к разным видам. Отдаленные гибриды обычно стерильны, так как у них нарушается мейоз (два гаплоидных набора хромосом разных видов не могут конъюгировать) и, следовательно не образуются гаметы.

 

Методика преодоления бесплодия у отдаленных гибридов была разработана в 1924 году советским ученым Г.Д. Карпеченко. Он поступил следующим образом. Вначале скрестил редьку (2n = 18) и капусту (2n = 18). Диплоидный набор гибрида был равен 18 хромосомам, из которых 9 хромосом были «редечными» и 9 — «капустными». Полученный капустно-редечный гибрид был стерильным, поскольку во время мейоза «редечные» и «капустные» хромосомы не конъюгировали.

 

 

Далее с помощью колхицина Г.Д. Карпеченко удвоил хромосомный набор гибрида, полиплоид стал иметь 36 хромосом, при мейозе «редечные» (9 + 9) хромосомы конъюгировали с «редечными», «капустные» (9 + 9) с «капустными». Плодовитость была восстановлена. Таким способом были получены пшенично-ржаные гибриды (тритикале), пшенично-пырейные гибриды и др. Виды, у которых произошло объединение разных геномов в одном организме, а затем их кратное увеличение, называются аллополиплоидами.

 

Использование соматических мутаций.

 

Соматические мутации применяются для селекции вегетативно размножающихся растений. Это использовал в своей работе еще И.В. Мичурин. С помощью вегетативного размножения можно сохранить полезную соматическую мутацию. Кроме того, только с помощью вегетативного размножения сохраняются свойства многих сортов плодово-ягодных культур.

 

Экспериментальный мутагенез

Основан на открытии воздействия различных излучений для получения мутаций и на использовании химических мутагенов. Мутагены позволяют получить большой спектр разнообразных мутаций. Сейчас в мире созданы более тысячи сортов, ведущих родословную от отдельных мутантных растений, полученных после воздействия мутагенами.

 

Методы селекции растений, предложенные И.В. Мичуриным

С помощью метода ментора И.В. Мичурин добивался изменения свойств гибрида в нужную сторону. Например, если у гибрида нужно было улучшить вкусовые качества, в его крону прививались черенки с родительского организма, имеющего хорошие вкусовые качества, или гибридное растение прививали на подвой, в сторону которого нужно было изменить качества гибрида. И.В. Мичурин указывал на возможность управления доминированием определенных признаков при развитии гибрида. Для этого на ранних стадиях развития необходимо воздействие определенными внешними факторами. Например, если гибриды выращивать в открытом грунте, на бедных почвах повышается их морозостойкость.

  • Like +1 9

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
  • 1 year later...

Открытое опыление.

• Open pollination

(кривой перевод)

 

« Открытое опыление » относятся к различным концепциям в контексте полового размножения растений. Вообще говоря, этот термин относится к растениям опыления естественно птицы, насекомые, ветра, или человеческими руками.

Определение True-разведение

«Открыто опыляемые» обычно относится к семенам , которые будут «правдивой породой». Когда растения открытого опыления самоопыляться или опыляются другим представителем тех же сортов, полученные в результате семена будут производить растения примерно одинаковые с их родителями. Это в отличие от семян , полученных растений , которые являются результатом недавнего креста (такие как, но не ограниченных ими, гибрид F1 ), которые, вероятно , чтобы показать широкий спектр различных характеристик. Открыто опыляемый сорт также часто упоминается как стандартные сорта или, когда семена были сохранены на протяжении поколений или через несколько десятилетий, реликвию сорта. В то время как фамильные реликвии обычно опыляются открытым опылением, открыто  опыляемые растения не обязательно являются реликвиями; открыто опыляемые сорта все еще разрабатываются.

Одна из проблем в поддержании открытого опыления, исключить введения пыльцы от других штаммов. На основании того, насколько широко пыльца для сорта  имеет тенденцию разойтись , его можно контролировать в различной степени теплиц ,  изоляции поля, или другими методами.

Потому что они размножаются так, семена растений открытого опыления  часто сохраняются домашними садоводами и фермерами. Известные примеры открытого опыления растений включают реликвия помидоры , фасоль, горох, и многие другие садовые овощи.

Неконтролируемое определение опыления

Второе использование термина «открытое опыление» относится к  опылению с помощью насекомых , птиц , ветра или других природных механизмов. Это можно сравнить с клейстогамией , закрытым опылением, который является одним из многих видов самоопыления . При использовании в этом смысле, открытое опыление может контрастировать с контролируемым опылением , процедура используется для обеспечения того , чтобы все семена урожая происходит от родителей с известными чертами, и, следовательно , более вероятно , будет иметь желаемые черты.

В семенах открытого опыления растенийбудут производить новые поколения этих растений; Однако, поскольку разведение бесконтрольно и пыльца (мужской) источник неизвестен, открытое опыление может привести к растениям , которые широко варьируются в генетическихпризнаках. Открытое опыление может увеличить биоразнообразие .

Некоторые растения,  в первую очередь сама pollenizing, а также чистота породы , так что даже в условиях открытого опыления следующее поколение будет (почти) то же самое. Даже среди истинных размножений организмов, некоторые изменения в результате генетической рекомбинации или мутации может произвести нескоторые или несколько комбинаций генов, даже если семена были собранны только из одного растения.

Отношение к гибридизации

Гибридное опыление, тип контролируемого опыления , в котором пыльца происходит из другого штамма (или видов ), может быть использовано для увеличения урожая или силы - особенно через гетерозис . В результате гибрид или штамм может иногда быть инбредным и не отобран для желаемых признаков , пока штамм , который воссоздаётся истинно, по открытому опылению достигается гомозиготность. Результат упоминаются как инбредный гибридныйштамм. Чтобы добавить некоторую путаницу, термин гибрид инбредныйотносится к гибридам, которые сделаны из отобранных инбредных линий , которые имеют определенные характеристики (желательные см инбридинга ). Последний тип гибрида иногда обозначается F1 гибрид, то есть первого гибридного (сыновнего) поколения , чьи родители были (разные) инбредные линии.

Рекомендации

дальнейшее чтение

  • Бен Уотсон. "Hybrid или Open опыляются" . Садоводство Статья: уход :: Семена и распространение . Национальная ассоциация садоводства. стр. 1-6 . Источник 2008-03-17 .

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас
×
×
  • Создать...